(14分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进
题型:不详难度:来源:
(14分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。 限选试剂:浓硫酸A.1.0 mol·L-1HNO3 | B.1.0 mol·L-1盐酸 | C.1.0 mol·L-1 NaOH | D.3%H2O2(E)、 0.1mol·L-1KI(F)、 0.1 mol·L-1CuSO4(G)、 20%KSCN(H)、澄清石灰水(I)、氧化铜(J)、蒸馏水(K)。 | (1)要验证产物中有CO2、CO存在的试剂________应选(按先后顺序把所选试剂的代号字母填入空格内。) (2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中CO32-的方法是 。 (3)固体产物中铁元素存在形式的探究。 固体产物中铁元素存在形式的探究。 ①提出合理假设;假设1:只有Fe;假设2:只有FeO;假设3:FeO和Fe。 ②设计实验方案证明假设 步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体。 步骤2:将步骤1中的不溶固体产物加入1.0mol·L-1盐酸中。 步骤3:将步骤1中的不溶固体产物加入足量的0.1 mol·L-1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后,将沉淀物溶于1.0 mol·L-1盐酸,再加入20%KSCN,最后加入3%H2O2。 ③实验过程(填写下表的空格)
实验步骤
| 预期现象与结论
| 步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体
| 固体产物部分溶解
| 步骤2:向试管中加入适量硫酸铜溶液,再加入少量将步骤1中的不溶固体,充分振荡
| (1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设 成立。 (2)若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体生成.则证明有 存在。
| 步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中,滴加过量HCl,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN
| 结合步骤2中的(2): (1)若溶液基本无色,则假设(1)成立 (2)若 ,则假设 成立
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答案
(1)I-A-J-I (3分) (2)取固体加入少量的水溶液,再加入BaCl2溶液;有白色沉淀加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水。(3分) (3)假设2成立(2分) 铁单质(2分) 溶液呈血红色,(2分) 假设(3)成立 (2分) |
解析
略 |
举一反三
已知琥珀酸亚铁是常见治疗缺铁性贫血的补铁药剂的主要成分,该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。请回答相关问题。 (1)常见治疗缺铁性贫血的补铁药剂通常都制成糖衣片,除了服用方便外它的另一个最重要的原因是 。 (2)某同学为了检测某补铁药剂药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验: a、将药片去除糖衣,碾碎。 b、将碾碎的药片粉末转移到锥形瓶中,加入试剂A,过滤,得浅绿色溶液 c、向滤液中加入硫氰化钾溶液,溶液呈淡红色,加入几滴新制氯水,溶液立即出现血红色 d、向血红色溶液中继续滴加氯水,并振荡,静止几分钟,红色褪去。请回答下列问题 ①操作a中碾碎药片所使用的主要仪器是 ②试剂A是 , ③加入KSCN溶液后,在未加新制氯水的情况下,溶液中也产生了红色,其可能的原因是 。 ④用方程式表示溶液出现血红色的原因 。 ⑤对溶液最后褪色的原因,甲、乙两位同学首先进行了猜想: 甲同学认为:可能是溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe 乙同学认为:可能是溶液中的SCN-被过量的氯水氧化 基于乙同学的猜想,请设计实验方案,验证乙同学的猜想是否正确。写出有关的实验操作、预期现象和结论。 |
(10分)利用化学原理可以对工厂排放的废水进行有效检测和合理处理。 (1)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO2-,可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO2-离子的离子方程式是 ▲ 。 (2)废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素,农药厂排放的废水中常含有较多的NH4+和PO43-,一般可以通过两种方法将其除去。 ①方法一:将Ca(OH)2或CaO投加到待处理的废水中,生成磷酸钙,从而进行回收。当处理后的废水中c(Ca2+)=2×10-7mol/L时,溶液中c(PO43-)= ▲ (已知常温时,KSP[Ca3(PO4)2]=2×10-33) ②方法二:在废水中加入镁矿工业废水,就可以生成高品位的磷矿石——鸟粪石,反应的方程式为Mg2++ NH4++ PO43-= MgNH4 PO4。该方法中需要控制污水的pH为7.5-10,若pH高于10.7,鸟粪石的产量会大大降低。其原因可能是 ▲ 。与方法一相比,方法二的优点是 ▲ 。 (3)三氯乙烯在印刷、纺织等行业应用广泛,为了减少其对环境的影响,可将三氯乙烯在二氧化钛薄膜上催化降解,其反应的机理如下:
该反应的总化学方程式为 ▲ 。 |
新型材料纳米粉具有超强的磁性能,可用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。在不同温度下,粉与水蒸气反应的固体产物不同:温度低于570℃时,生成FeO,高于570℃时,生成Fe3O4。某校化学小组学生利用下图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。 (1)在高温下,装置B中发生反应的化学方程式是 。 (2)请在下列装置中选择满足虚线框图C的气体收集装置 。 (3)该小组同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分,进行了下列实验: 【查阅资料】该小组同学通过资料得知,固体产物中一般不会同时出现三种形态混合物组合。 【提出假设】 假设1:全部为氧化亚铁; 假设2:全部为四氧化三铁; 假设3:铁和氧化亚铁混合物; 假设4:铁和四氧化三儿混合物; 假设5: 。 【设计方案】小组成员讨论后对假设4提出实验方案(不要在答题卡上作答) 【实验过程】 根据上述设计的方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤
| 实验操作
| 实验现象
| Ⅰ
| 将反应后得到黑色粉末X(假定为均匀的),取出少量放入另一试管中,加入适量盐酸,微热
| 黑色粉末全部溶解,溶液呈 ,有少量气泡产生
| Ⅱ
| 向实验Ⅰ中得到的溶液加几滴KSCN溶液,振荡
| 溶液不显血红色
| 【交流讨论】①实验步骤Ⅱ加入 KSCN后溶液不显血红色的原因 。 ②继续向Ⅱ溶液中加稀硝酸,立即出现血色,写出该过程中发生变化的 离子方程式 。 |
硫酸亚铁蓉易被氧化,而硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]较稳定,常用于代替硫酸亚铁作还原剂。 现以铁屑为主要原料制备硫酸亚铁铵晶体,其反应如下: Fe+H2SO4(稀) FeSO4+H2↑ FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 步骤l:在盛有适量铁屑的锥形瓶审加入某种试剂除去油污,加热,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量,铁屑质量为。 步骤2:将处理过的铁屑加入到一定量的稀H2SO4中,加热至50℃—80℃充分反应,趁热过滤并用少量热水洗涤,滤液及洗涤液都转移至蒸发皿中。滤渣于燥后称重,剩余铁屑质量为。 步骤3:准确称取所需质量的硫酸铵晶体加入“步骤2”的蒸发皿中,搅拌使之溶解,缓缓加热一段时间,将其冷却气结晶、过滤。用无水乙醇洗涤晶体并自然干燥,称量所得晶体质量为。 回答下列问题: (1)能够甩于除去铁屑表面油污的试剂是 (填字母)。(2)实验中三次用到过滤操作,完成该操作的玻璃仪器有 。 步骤2中趁热过滤的目的是 。 (3)硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质(碱式硫酸铁),该反应的化学方程式为 。 (4)铁屑表面常有少量的铁锈(Fe2O3·H2O),对FeSO4的制备 (填“有”、“无”)影响,理由是(用离子方程式回答) 。 (5)若忽略铁锈的影响,上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为 。 (6)请设计一个简单的实验,检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水(简述实验操作、现象和结论)。 。 |
某兴趣小组对如何延长硫酸亚铁溶液的保质期展开了研究。 (1)制备硫酸亚铁溶液,最合适的试剂组为___________(填编号); a.过量铁屑和稀硫酸 b.过量稀硫酸和铁屑 c.过量硫酸铁溶液和铁屑 (2)实验室保存硫酸亚铁溶液的一般方法是_____________________________________; 该兴趣小组取等体积的硫酸亚铁溶液分别加入三个烧杯中,各滴入3 滴KSCN试剂,然后进行如下实验:
烧杯编号
| ①
| ②
| ③
| 加入试剂
| 铁粉0.1g
| 铁粉0.1g,0.1mol/LH2SO43mL
| 0.1mol/LH2SO43mL
| 红色出现时间(天)
| 1天
| 4天左右
| 8天以上
| (3)在烧杯②中加入2种试剂后,即可观察到的现象为_____________________________; (4)通过比较上述3组实验,可以得出的结论为___________________________________; (5)硫酸亚铁溶液在空气中易氧化,氧化产物易水解生成Fe(OH)3,导致溶液酸性增大。 ①试用一个离子方程式表示上述反应过程中的变化_________________________; ②硫酸亚铁溶液在空气中变质的反应为可逆反应,试用化学平衡理论解释烧杯③出现红色最晚的原因____________________________________________________。 |
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