(16分) 某混合粉末含有Al2O3,还可能有Fe2O3、ZnO,请设计实验探究该混合物的组成。限选择的仪器和试剂:
烧杯、试管、玻璃棒、酒精灯、漏斗、过滤架、滤纸、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、10%KSCN溶液、稀氨水。
提示:ZnO、Zn(OH)2都是两性物质;且Zn(OH)2能溶于烧碱溶液生成Na2ZnO2,能溶于浓氨水生成[Zn(NH3)4](OH)2。
(1)请写出ZnO与烧碱溶液反应的化学方程式:ZnO+2NaOH=
(2)请完成以下实验探究过程
①提出假设:假设1 该混合物中除Al2O3外还含有 ;
假设2 该混合物中除Al2O3外还含有 ;
假设3 该混合物中除Al2O3外还含有Fe2O3、ZnO 。
②设计实验方案:基于假设3,设计出实验方案。请在下表对应栏目叙述实验操作、预期现象和结论(实验步骤可以不填满、也可以增加):
实验步聚 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
第一步 |
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第二步 |
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第三步 |
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第四步 |
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某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物性质。过程如下:
提出猜想
① 在周期表中,Cu、Al位置接近。Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
② 常况下,+2价Fe的稳定性小于+3价Fe,+1价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗?
③ CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被氮的气态氢化物还原吗?
实验探究
⑴ 解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、(填试剂),同时进行相关实验。
⑵ 解决问题②的实验步骤和现象如下:取一定量的Cu(OH)2固体,加热至80 ℃~100 ℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜。向氧化亚铜中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在。根据以上现象写出氧化亚铜和稀硫酸反应的离子方程式。
⑶为解决问题③,设计了如下的实验装置(夹持装置未画出):
在实验中观察到CuO变成红色物质,无水CuSO4变成蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y。现有氮的某种气态氢化物X气体0. 0l mol,缓缓通过红热的氧化铜玻璃管完全反应后,测得C装置增重0. 36g并收集到单质气体Y0.28g。
X气体的摩尔质量,B中发生反应的化学方程式为。
(4)请猜测用上述装置测量时有可能产生误差的原因
.(答1条即可)
实验结论
⑴Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是
.。
⑵ 根据实验方案⑵,得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是:
.
⑶ CuO能够被氮的气态氢化物还原。
某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物性质。过程如下:
提出猜想
① 在周期表中,Cu、Al位置接近。Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
② 常况下,+2价Fe的稳定性小于+3价Fe,+1价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗?
③ CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被氮的气态氢化物还原吗?
实验探究
⑴ 解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、(填试剂),同时进行相关实验。
⑵ 解决问题②的实验步骤和现象如下:取一定量的Cu(OH)2固体,加热至80 ℃~100 ℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜。向氧化亚铜中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在。根据以上现象写出氧化亚铜和稀硫酸反应的离子方程式。
⑶为解决问题③,设计了如下的实验装置(夹持装置未画出):
在实验中观察到CuO变成红色物质,无水CuSO4变成蓝色,生成物中还有一种无污染的单质气体Y。现有氮的某种气态氢化物X气体0. 0l mol,缓缓通过红热的氧化铜玻璃管完全反应后,测得C装置增重0. 36g并收集到单质气体Y0.28g。
X气体的摩尔质量,B中发生反应的化学方程式为。
(4)请猜测用上述装置测量时有可能产生误差的原因
.(答1条即可)
实验结论
⑴Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是
.。
⑵ 根据实验方案⑵,得出的+1价Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是:
.
⑶ CuO能够被氮的气态氢化物还原。
某固体物质是由NaOH、AlCl3、K2SO4、CaCO3、Ba(NO3)2中的几种均匀混合而成,取样品进行如下实验(部分产物略去):
(1)Z的分子式是。
(2)在实验②中观察到的现象是“沉淀部分溶解”。为进一步确定X的组成,向实验②后的溶液中滴加过量的氨水,有沉淀生成,写出生成沉淀的离子反应方程式为
,则沉淀X含有的物质的化学式为 、 、 。
(3)取滤液Y,测得其pH > 7,向其中滴入硫酸钠溶液,未观察到任何现象,则滤液Y中一定含有的含氧酸根离子是(用离子符号表示) 、,由此推测“将过量的气体Z通入滤液Y中”的实验现象是。
下下图所示五元环代表A、B、C、D、E五种化合物,圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素;五种化合物由四种短周期元素形成,每种化合物仅含有两种元素。A是工业制取硝酸的主要原料之一;B、E分子中所含电子数都为18,B不稳定,具有较强的氧化性,E是由六个原子构成的分子,可作火箭燃料;C是工业制光导纤维的主要原料;D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4。根据以上信息回答下列问题:
(1)A用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式。
(2)D的化学式是。
(3)B在实验室中可以用于制取某种常见气体,其反应的化学方程式
为。
(4)B与E反应可生成单质G和一种常见的液体H,其反应的化学方程式为
。
(5)用化学方程式表示C的另一种用途。
铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。有三位同学分别用铁粉
进行如下探究实验:
(1)甲同学用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探究过程如下:
①步骤②中,除发生反应Fe+2HClFeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式
为:。
②可以验证溶液B中是否含有Fe2+的一种试剂是(填选项序号)
a.稀硫酸 b.铁 c.硫氰化钾 d.酸性高锰酸钾溶液
(2)乙同学欲用少量Fe粉与足量浓硫酸反应得到硫酸亚铁。有人认为不论常温还是加热的条件下均不可行,理由是
于是乙同学将上述方案做如下改进后可获得FeSO4·7H2O,请填写下列括号中的空白:(3)丙同学为测试一铁片中铁元素的含量,在实验室中用m g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,准确测定出反应生成氢气的体积为V mL (已折算成标准状况),则该铁片中铁的质量分数为(用含m、V的代数式表示) 。若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述方案测定结果的准确性做出判断和分析:方案 (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是
.