(13分)摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]在空气中比一般亚铁盐稳定,是化学分析中常用的还原剂。某研究性学习小组用下图所示的实验装置来制取摩尔盐,实验步骤如下,回答下列问题:
(1) 用30%的NaOH溶液和废铁屑(含少量油污、铁锈等)混合、煮沸,以除去铁屑表面油污,然后冷却、洗涤、分离,将分离出的NaOH溶液装入③中,废铁屑放入②中。
(2) 利用容器②的反应,向容器①中通入氢气,应关闭活塞 ,打开活塞 (填字母)。向容器①中通人氢气的目的是 。
待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞 ,打开活塞 ②中继续产生的氢气会将 (填①、②或③,后同)容器中的溶液压入① 容器,在常温下放置一段时间,混合溶液底部将结晶析出硫酸亚铁铵。
(3) 为了确定产品中亚铁离子的含量,研究小组用滴定法来测定。
①试配平反应的离子方程式:
②滴定时,将KMnO4溶液装在 (酸式或碱式)滴定管中,判断反应到达滴定终点的现象为 。
(4)装KMnO4滴定管用蒸馏水润洗后,未用KMnO4液润洗导致滴定结果(填“偏小”、“偏大”或“无影响”) 。
(5)观察装KMnO4滴定管读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视则结果会导致测得的Fe2+溶液浓度测定值 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(本题共11分)下图是制备二氧化硫制取和吸收装置(加热装置已省略)
分液漏斗中是液体反应试剂A,烧瓶中盛反应试剂B。完成下列填空:
32.实验室制备二氧化硫的试剂是和。
33.检验该气体发生装置气密性的方法是。
34.装置C是吸收多余二氧化硫的装置,其中盛放的吸收剂为,实验结束进行尾气吸收时,对活塞开关K1、K2的控制是。
35.如果用该套装置制备盐酸,此时C瓶所加试剂为,此时C中液体可能会发生倒吸,如果不改变现有的装置,要克服这一安全隐患,可以在C瓶中再加入有机试剂封住长导管管口,该有机试剂可以为___________,吸收后,将 C瓶中的液体经过操作获得盐酸。
36.甲同学用该装置测定一定质量小苏打样品(含少量NaCl)中碳酸氢钠的纯度,可以在C中加入氢氧化钠溶液吸收二氧化碳,通过C瓶增重得到二氧化碳质量,计算出碳酸氢钠的含量,实验结果小苏打含量偏低,你认为实验结果偏低的原因是。
(16分)根据要求完成下列各小题实验目的。(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。(已知酸性:亚硫酸 >碳酸)
①连接仪器、、加药品后,打开a关闭b,然后滴入浓硫酸,加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是_______________,装置A中的试剂是。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是:_______________________。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①打开b,关闭a。能验证SO2具有氧化性的化学方程式是:。
②若大量的SO2通入NaOH溶液中,其化学方程式是:。
③BaCl2溶液中无沉淀现象,将其分成两份,分別滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液 |
氯 水 |
氨 水 |
沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性并生成沉淀的离子方程式_______________________________。
I、实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下图。
(1)装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→____→____→____→____→f。
(2)验证产生的气体是SO2的方法及实验现象是____。
II、SO2气体为无色气体,有强烈刺激性气味,大气主要污染物之一,具有一定的还原性,探究SO2气体还原Fe3+、I2,可以使用的药品和装置如图所示:
(1)装置A中的现象是_____。写出B中发生反应的离子方程式_____。
(2)若要从A中的FeCl3溶液中提取晶体,必须进行的实验操作步骤中没有用到的玻璃仪器有。
a.酒精灯
b.烧瓶
c.漏斗
d.烧杯
e.玻璃棒
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,取A中的溶液,分成两份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入少量酸性KMnO4溶液,紫红色褪去。
方案②:往第二份试液中加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。上述方案中不合理的是_____。
(4)工业上通过煅烧黄铁矿产生SO2来进一步得到硫酸,已知煅烧1 g FeS2产生7.1 kJ热量,写出煅烧FeS2的热化学反应方程式_____。
(14分)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3 ,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(红矾钠的主要成分为重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如下:
查阅资料得知:
i. 常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-。
ii.
物质 |
开始沉淀的pH值 |
完全沉淀的pH值 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Al(OH)3 |
3.4 |
4.4 |
Cr (OH)3 |
4.6 |
5.9 |
Fe(OH)2 |
7.5 |
9.7 |
Bi(OH)3 |
0.7 |
4.5 |
回答下列问题:
(1)反应之前先将矿石粉碎的目的是。
(2)操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和__________(填仪器名称)。
(3)写出④反应的离子反应方程式。
(4)⑤中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程式。
(5)将溶液H经过下列操作,蒸发浓缩,__________,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠。
(6)取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中,向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示,则硫酸的浓度为,固体D中含Fe化合物的物质的量为。
(14分)已知三氯化铁的熔点为306℃,沸点为315℃,易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验:
(1)装置的连接顺序为。
(2)饱和食盐水的作用是。
(3)反应一段时间后熄灭酒精灯,冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验:
①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_______。
②淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是。
(4)已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份,第一份滴加FeCl3溶液无明显变化;第二份滴加试剂X,溶液出现红色;第三份滴加稀HCl和BaCl2溶液,产生白色沉淀。
②另取同浓度的FeCl3溶液滴加2滴试剂X,溶液变红,再通入O2,无明显变化。实验①说明;实验②的目的是;得出结论:溶液褪色的原因是。