三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验-优题课

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物。探究过程如下：
查阅资料：Cu₂O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO
提出假设：假设1：红色粉末是Fe₂O₃；假设2：红色粉末是Cu₂O；
假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
I．设计实验：取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN 试剂。
（1）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体　　                        ，写出发生反应的离子方程式：

                                           　
II．探究延伸：经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
（2）实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO₄·5H₂O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)₂	Fe(OH)₂	Fe(OH)₃
开始沉淀pH	4.7	5.5	2.4
沉淀完全pH	6.7	9.4	3.7

设计实验方案：

可供选择试剂：

A．氯水

B．H₂O₂

C．NaOH

D．Cu₂(OH)₂CO₃

试回答：①试剂1为            ，试剂2为           (填字母)。
②固体X的化学式为           。③操作I为                    。
（3）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为      　　　    。

科目化学题型实验题难度中等

知识点：探究石蜡油分解制乙烯及乙烯的化学性质

过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂．以下是一种制备过氧化钙的实验方法．回答下列问题：

（一）碳酸钙的制备

（1）步骤①加入氨水的目的是________．小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于________．

（2）如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是________（填标号）．

A．	漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
B．	玻璃棒用作引流
C．	将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁
D．	滤纸边缘高出漏斗
E．	用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加过过滤速度

（3）（二）过氧化钙的制备

步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性（填"酸"、"碱"或"中"）．将溶液煮沸，趁热过滤，将溶液煮沸的作用是________．

（4）步骤③中反应的化学方程式为________，该反应需要在冰浴下进行，原因是________．

（5）将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是________．

（6）制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品．该工艺方法的优点是________，产品的缺点是________．

水煤气变换 $[CO (g) + H_{2} O (g) = {CO}_{2} (g) + H_{2} (g)]$ 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：

（1）Shibata曾做过下列实验：①使纯 $H_{2}$ 缓慢地通过处于 $721 ℃$ 下的过量氧化钴 $CoO (s)$ ，氧化钴部分被还原为金属钴 $Co （ s ）$ ，平衡后气体中 $H_{2}$ 的物质的量分数为0.0250。

②在同一温度下用 $CO$ 还原 $CoO (s)$ ，平衡后气体中 $CO$ 的物质的量分数为0.0192。

根据上述实验结果判断，还原 $CoO (s)$ 为 $Co （ s ）$ 的倾向是 $CO$ _________（填"大于"或"小于"） $H_{2}$ 。

（2） $721 ℃$ 时，在密闭容器中将等物质的量的 $Co （ g ）$ 和 $H_{2} O (g)$ 混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中 $H_{2}$ 的物质的量分数为_________（填标号）。

A． $＜ 0.25$ B． $0.25$ C． $0.25 ~ 0.50$ D． $0.50$ E． $＞ 0.50$

（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的 $Δ H$ ________（填"大于""等于"或"小于"）0。该历程中最大能垒（活化能） $E_{正}$ =_________ $eV$ ，写出该步骤的化学方程式_______________________。

（4）Shoichi研究了 $467 ℃、 489 ℃$ 时水煤气变换中 $CO$ 和 $H_{2}$ 分压随时间变化关系（如图所示）催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的 $p_{H_{2} O}$ 和 $p_{CO}$ 相等、 ${PCO}_{2}$ 和 $P_{H_{2}}$ 相等。

计算曲线a的反应在 $30 ~ 90 \min$ 内的平均速率 $\binom{-}{v}$ (a)=___________ $kPa \cdot \min^{- 1}$ 。 $467 ℃$ 时 $P_{H_{2}}$ 和 $p_{CO}$ 随时间变化关系的曲线分别是_______、_______。 $489 ° C$ 时 $P_{H_{2}}$ 和 $p_{CO}$ 随时间变化关系曲线分别是、。

硫酸铁铵 $[{NH}_{4} {F e ({SO}_{4})}_{2} ∙ x H_{2} O]$ 是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持 $80 ~ 95 ℃$ ，采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的 $H_{2} O_{2}$ ，理由是________。分批加入 $H_{2} O_{2}$ ，同时为了____________，溶液要保持 $pH$ 小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

硼酸 $（ H_{3} {BO}_{3} ）$ 是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 ${M g}_{2} B_{2} O_{5} ∙ H_{2} O 、 {S i O}_{2}$ 及少量 ${F e}_{2} O_{3} 、 {A l}_{2} O_{3}$ ）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在 $95 ℃$ "溶侵"硼镁矿粉，产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。

（2）"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 ${Fe}^{3 +}$ 离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H3BO3的解离反应： $H_{3} {BO}_{3} + H_{2} O ⇌ H^{+} + B {(OH)}_{4}^{-}$ ， $K_{a} = 5.81 \times 10^{- 10}$ ，可判断 $H_{3} {BO}_{3}$ 是_______酸；在"过滤2"前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在"沉镁"中生成 ${M g (OH)}_{2} ∙ {M g CO}_{3}$ 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

元素铬(Cr)在溶液中主要以 ${Cr}^{3 +}$ (蓝紫色)、 $Cr (OH)_{4}^{-}$ (绿色)、 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ (橙红色)、 ${CrO}_{4}^{2 -}$ (黄色)等形式存在, $Cr (OH)_{3}$ 为难溶于水的灰蓝色固体, 回答下列问题：

（1） ${Cr}^{3 +}$ 与 ${Al}^{3 +}$ 的化学性质相似，在 ${Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3}$ 溶液中逐滴加入 $NaOH$ 溶液直至过量, 可观察到的现象是。

（2） ${CrO}_{4}^{2 -}$ 和 ${Cr}_{2} O_{7}^{2 -}$ 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 $1.0 mol ∙ L^{- 1}$ 的 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中 $c ({Cr}_{2} O_{7}^{2 -})$ 随 $c (H^{+})$ 的变化如图所示。

①用离子方程式表示 ${{Na}_{2} CrO}_{4}$ 溶液中的转化反应____________。

②由图可知，溶液酸性增大， ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率__________(填"增大"减小"或"不变")。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

③升高温度，溶液中 ${CrO}_{4}^{2 -}$ 的平衡转化率减小，则该反应的 $△ H$ _________(填"大于""小于"或"等于")。

（3）在化学分析中采用 ${K_{2} CrO}_{4}$ 为指示剂，以 $Ag {NO}_{3}$ 标准溶液滴定溶液中的Cl ⁻，利用Ag ⁺与 ${Cro}_{4}^{2 -}$ 生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中 ${Cl}^{-}$ 恰好完全沉淀(浓度等于 $1.0 \times 10^{- 5} mol ∙ L^{- 1}$ )时，溶液中 $c ({Ag}^{+})$ 为_______ $mol ∙ L^{- 1}$ ，此时溶液中 $c ({CrO}_{4}^{2 -})$ 等于__________ $mol ∙ L^{- 1}$ 。(已知 ${Ag}_{2} {CrO}_{4}$ 、 $AgCl$ 的 $K_{sp}$ 分别为 $2.0 \times 10^{- 12}$ 和 $2.0 \times 10^{- 10}$ )。

（4）+6价铬的化合物毒性较大，常用 ${NaHSO}_{3}$ 将废液中的 ${CrO}_{7}^{2 -}$ 还原成 ${Cr}^{3 +}$ ，反应的离子方程式为______________。