硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,商品名为莫尔盐。可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成硫酸亚铁铵,一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成莫尔盐后就比较稳定了。三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表:
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
70 |
(NH4)2SO4 |
73.0 |
75.4 |
78.0 |
81.0 |
84.5 |
91.9 |
FeSO4·7H2O |
40.0 |
48.0 |
60.0 |
73.3 |
- |
- |
(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O |
17.2 |
26.4 |
33.0 |
46.0 |
— |
— |
(一) 实验室制取少量莫尔盐的流程如下:
试回答下列问题:
(1)步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污,简述其除去油污的原理
(2)将(NH4)2SO4与FeSO4混合后加热、浓缩,停止加热的时机
(3)步骤4中析出的晶体不含(NH4)2SO4和FeSO4的原因是 ,理论上制得的莫尔盐的质量为 。
(二)称取两份质量均为1.96g的该硫酸亚铁铵,制成溶液。用未知浓度的KMnO4酸性溶液进行滴定。
(1)滴定时,将KMnO4酸性溶液装在_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管。试写出该滴定过程中的离子方程式:___ __;
(2)判断该反应到达滴定终点的现象为 ;
(3)假设到达滴定终点时,用去V mL KMnO4酸性溶液,则该KMnO4酸性溶液的浓度为 mol/L
某实验小组欲通过以下实验来探究Na2CO3和NaHCO3两种物质的性质。
(1)称取两种固体各2 g,分别放入两个小烧杯中,再各滴加10 mL 蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,并恢复至室温后,向所得溶液中各滴入2滴酚酞试液。
① 发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得到结论。
② 同学们在两烧杯中还观察到了其它现象。其中,盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是(填字母序号)。
A.溶液温度下降 B.溶液温度升高 C.滴入酚酞后呈浅红色D.滴入酚酞后呈红色
(2)如下面左图所示分别加热A、B固体,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,但一段时间后浑浊又变澄清。请用化学方程式解释澄清石灰水中发生的现象。
(3)如上图所示,在气密性良好的装置I和II中分别放入试剂,将气球内的固体同时倒入试管中。
两试管中均产生气体,(填“I”或“II”)的反应程度更为剧烈。
② 反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温。下列说法正确的是。
A.装置I的气球体积较大 B.装置II的气球体积较大
C.生成气体的体积根据盐酸计算 D.生成气体的体积根据固体计算
(4)将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,探究与0.5 mol·L-1CaCl2溶液反应的情况
实验方案 |
预测现象 |
预测依据 |
实际结果 |
实验1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液 |
有白色 沉淀 |
Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大,能与CaCl2发生反应。 |
有白色沉淀 |
实验2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液 |
无白色 沉淀 |
NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小,不能与CaCl2反应。 |
有白色沉淀出现,同时有少量气泡冒出。 |
请写出上述实验过程中发生的反应的离子方程式:
实验1:;实验2:。
某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能,设计了如图所示装置进行探究:将6.4 g铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到无气体生成为止。(假定在此过程溶液体积不变)
(1)甲同学认为要证实上述结论,还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验,你认为有无必要,并说明理由:________________
(2)下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是:_____
A.铁粉 | B.钠 | C.氯化钡溶液 | D.银粉 |
(3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙两位同学进行了如下设计:
Ⅰ甲同学设想:在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体(假定生成的气体全部逸出),先测定生成的SO2的量,然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量:
方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中,然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。
经仔细分析后,发现有不合理之处,请填写下表(可以不填满):
序号 |
不合理的原因 |
误差 (偏低或偏高) |
改变措施 |
方案① |
|||
方案② |
Ⅱ乙学生设计的方案是:分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL,取20.00 mL于锥形瓶中,滴入2~3滴酚酞指示剂,用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),这种方法能否求出余酸的浓度,理由是_______________________________________。
(4)请再设计其他可行的实验方案,来测定余酸的物质的量浓度,简要写出操作步骤及需要测定的数据(不必计算,不必写操作细节)_____________________________________________________。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成。某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质。请填写以下空白:
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4相似具备下列性质呢?
猜想①:________________________。猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应。
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化。
【实验探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案。请填写下列表格中的(1)(2)(3)。
实验操作 |
实验现象 或预期实验现象 |
现象解释 (用离子方程式表示) |
|
猜想② |
溶液pH约8—10 |
||
向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液 |
S2O32—+2H+=S↓+SO2↑+H2O |
||
猜想③ |
向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 |
氯水颜色变浅 |
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似。
【问题讨论】
(1)甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由___________________________________。
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3被氯水氧化。该实验方案是。
为检验一批因露置而部分变质的Ba(OH) 2药品的成分,某化学探究性学习小组设计了方案对其进行分析:将20.45g药品分成五等分,逐渐加入100mL1 mol/L的盐酸中,并充分搅拌,测得生成气体的体积(已换算为标准状况下)、剩余固体的量与固体加入量的关系如图所示。考虑到某地附近为硫酸工业区,该小组同学判断此药品可能含三或四种成分。
(1) 写出硫酸工业尾气与过量的Ba(OH) 2反应的离子方程式:
(2)提出以下三种合理假设:(已知在空气中Ba(OH) 2很难生成酸式盐)
假设一:药品成分为Ba(OH) 2和BaSO4、BaSO3;假设二:药品成分为Ba(OH) 2和________________;
假设三:药品成分为Ba(OH) 2和________________。
(3)实验验证:为确定该药品的成分,该小组利用上述实验中生成的气体,选择适当的试剂进行探究,请设计合理方案填入下表:
实验操作 |
预期实验现象和结论 |
若____________________,假设一成立; 若____________________,假设二成立; 若____________________,假设三成立。 |
(4)问题讨论:若经试验验证,此药品为四种成分混合物,该小组同学认为由上述曲线可知,当所加固体质量为12.27 g时,药品成分与盐酸刚好完全反应,你认为该组同学的判断是否正确______。(填“是”或者“否”)
草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。回答下列问题:
I.兴趣小组对草酸亚铁晶体的分解产物进行实验和探究。探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出假设
假设一:___________;假设二:全部是FeO ;假设三:FeO和Fe混合物。
(2)设计实验方案证明假设三。
实验步骤 |
现象与结论 |
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量,充分震荡 |
若溶液颜色明显改编,且有生成,则证明有铁单质存在 |
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色 |
|
步骤3:去步骤2得到少量固体与试管中,滴加 |
限选试剂:稀盐酸、新制的氯水、0.1mol.L-1CuSO4溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。
Ⅱ.兴趣小组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为:_______________
根据图象,如有1.0g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4g。某同学由此得出结论:假设二不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:______________________。