已知乙二酸(HOOC―COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华。某校研究性学习小组为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)向盛有少量乙二酸饱和溶液的试管中滴入用硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现其溶液的紫红色褪去,说明乙二酸具有_________________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:
____ MnO4– + ____ H2C2O4 + _____ H+ =" _____" Mn2+ + _____ CO2↑ + _____ H2O
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现,装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红,
据此,乙二酸分解的产物为______________________。上述装置中,D的作用是______。装置F中发生反应的化学方程式为: _________________________________________。
(4)该小组同学将2.52g草酸晶体(H2C2O4•2H2O)加入到100 mL 0.2 mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是_________________________________。
某研究小组想探究炭与浓硝酸的反应。其实验过程如下。
| 操作 |
现象 |
| a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热。 |
|
| b.把小块烧红的木炭迅速放入热的浓硝酸中。 |
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮,上下反复跳动。 |
(1)热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①炭与浓硝酸的反应,说明浓硝酸具有 性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解,该反应的化学方程式为 。
(2)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O2还是NO2,设计了以下实验。
Ⅰ.制取NO2气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,反应生成两种物质的量相等的正盐,写出反应的的离子方程式 。
Ⅱ.探究实验。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式 。
②通过实验探究,你认为上表操作b中助燃气体是什么,简述理由 。
软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:Fe3+、Al3+、Mn2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、10.4、12.4;温度高于27℃时,MnSO4的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为________。
(2)“浸出”过程中Fe2O3转化为Fe3+和Fe2+,相关反应的离子方程式为________。
(3)“滤渣1”的主要成分是__________,“调pH至5~6”所加的试剂是_________(填“石灰水”或“稀硫酸”)。
(4)根据下表数据,选择“第2步除杂”所加的物质A(由一种阳离子和一种阴离子组成),物质A的化学式为________。
阴离子Ksp ![]() 阳离子 |
CO32- |
F- |
OH- |
| Ca2+ |
5.0×10-9 |
1.5×10-10 |
4.7×10-6 |
| Mg2+ |
3.8×10-6 |
7.4×10-11 |
5.6×10-12 |
| Mn2+ |
2.2×10-11 |
5.3×10-3 |
2.1×10-13 |
| Zn2+ |
1.2×10-10 |
3.0×10-2 |
6.9×10-17 |
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是________。
某小组进行铝热反应实验,装置如图所示。
(1)铝热反应原理 (写化学方程式),试剂A为 (写化学式)。
(2)对坩埚内的黑色固体物质的组成,小组进行了如下探究
假设I:该黑色物质为铁
假设Ⅱ:该黑色物质为铁与氧化铁的混合物
【设计方案并实验】
| 实 验 步 骤 |
现 象 |
结 论 |
| ①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸 |
固体全部溶解,有气泡产生 |
假设I成立, 假设Ⅱ不成立 |
| ②滴入几滴0.01mol/LKSCN溶液 |
溶液不变色 |
【交流评价】
你认为上述结论是否合理? ,理由是 。
(3)取上述实验所得溶液,滴入适量氯水溶液变红色。
①此时涉及的氧化还原反应的离子反应方程式为 。
②利用反应体系中存在的平衡:Fe3++3SCN—
Fe(SCN)3,小组再将滴入适量氯水的溶液平均分成两份,分别置于两支试管中并编号l、2,进行如下表所示的探究。该实验中,小组主要探究的问题是 ;应重点观察的现象是 ;预计得出的结论是 。
| 实验编号 |
实验步骤 |
| 1 |
①滴加饱和FeCl3溶液4滴,充分振荡 |
| ②滴加几滴NaOH溶液 |
|
| 2 |
①滴加4滴1mol/LKSCN溶液 |
| ②滴加几滴NaOH溶液 |
硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl42-(aq)△H>0
(ⅱ)Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(ⅲ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、7.04
(1)步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为 ,步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3,实现FeCl3的重复利用,其离子方程式为 ,加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5~1.0,原因是 。
(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因 。
(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式 。
(4)滤液3是 。
(5)铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%),充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为 。
Na2S2O3·5H2O在化学定量分析中常用作基准物质,实验室制备原理为
2Na2S+Na2CO3+4SO2
3Na2S2O3+CO2。设计如下装置(夹持仪器省略)进行实验。
(1)A中发生的化学反应方程式为 。
(2)C中所盛试剂可能是 ;若要停止A中的化学反应,除取下酒精灯停止加热外,还可以采取的操作是 。
(3)学生乙在加热A后,发现液面下的铜丝变黑。对黑色生成物该学生提出如下假设:
①可能是CuO ②可能是Cu2O ③可能是CuS
学生丙提出假设②一定不成立,依据是 ;该生用如下实验进一步验证黑色物质的组成:

基于上述假设分析,黑色物质的组成为 (填化学式)。
(4)实验室用Na2S2O3标液测量废水Ba2+的浓度,过程如下:
(已知:2 S2O32一+I2=S4O62—+2 I-)
①写出BaCrO4沉淀与过量HI、HCl溶液反应的离子方程式 ;
②以淀粉为指示剂,则到达滴定终点的现象是 ;
③若标液Na2S2O3的浓度0.0030mol·L-1,消耗该Na2S2O3溶液体积如图,则废水Ba2+的浓度为 。