某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属的知识后,为了解Cu的常见化合物性质,运用类比学习的思想提出如下的问题,进行探究。请你协助该小组的同学完成下列研究。
用类比学习的思想提出如下的问题,进行探究。请你协助该小组的同学完成下列研究。
[提出问题]
①Cu金属活泼性小于Al,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?
②通常情况下,+2价Fe稳定性小于+3价Fe,+1价Cu的稳定性也小于+2价Cu吗?
③CuO能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?
[实验方案]
(1)为解决问题①,需用到的药品有CuSO4溶液、 (填试剂),同时进行相关实验。
(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98gCu(OH)2固体,加热至80°C~110°C时,得到黑色固体粉末,继续加热到1100°以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量,A的质量为72g。向A中加入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在。据此可推得,A的化学式为 。
(3)为解决问题③,设计的实验装置为(夹持及尾气处理装置未画出):
实验中观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色。同时生成一种无污染的气体。
[实验结论]
(1)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是 。
(2)根据“实验方案(2)”,得出的+1介Cu和+2价Cu稳定性大小的结论是:
在高于1100°C时, 价Cu稳定;在溶液中 价Cu稳定。
(3)CuO能被NH3还原。该反应的化学方程式为 。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵,反应的化学方程式如下:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0。
(1)如图所示装置制取氨气,你所选择的试剂是________________________。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图13-7所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是________________________________________________________________________。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是________________________________________________________________________
(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。
a.常压加热烘干
b.高压加热烘干
c.真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。
双通玻璃管的作用:____________;浓硫酸的作用:______________________、__________________________________________________________________。
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.173 0 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.500 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为________。[Mr(NH2COONH4)=78,Mr(NH4HCO3)=79,Mr(CaCO3)=100]
某课外活动小组的同学,研究用过量的锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的有关问题:
(1)锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的化学方程式为______________________________。
(2)这样制取的二氧化硫气体中可能含有的杂质是__________________;原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证(2)的判断是否正确,若按气体从左到右流向时,气体流经的各装置导管的编号依次是________(用a、b……填写)。
(4)根据(3)确定的实验过程,请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论或解释填入下表:
装置 |
所盛药品 |
实验现象 |
结论或解释 |
B |
|||
C |
CuO固体 |
某中学化学实验小组为了证明和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如图所示装置:
(1)实验室常用装置E制备Cl2,指出该反应中浓盐酸所表现出的特质有________________。
(2)反应开始后,发现B、D两个集气瓶中的品红溶液都褪色,停止通气后,用热水浴给B、D两个集气瓶加热。两个集气瓶中的现象分别为:B____________________;D____________________。
(3)装置C的作用是______________________________________________________。
(4)该实验小组的甲、乙两位同学利用上述两个发生装置按图所示装置继续进行实验:
通气一段时间后,甲同学实验过程中品红溶液几乎不褪色,而乙同学的实验现象是品红溶液随时间的推移变得越来越浅。
试根据该实验装置和两名同学的实验结果回答问题:
①指出在气体进入品红溶液之前,先将SO2和Cl2通过浓硫酸中的目的:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②试分析甲同学实验过程中,品红溶液不褪色的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(结合离子方程式说明)
③你认为乙同学是怎样做到让品红溶液变得越来越浅的?
________________________________________________________________________。
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定,以下实验过程不完整,请补充完整。
(1)按上图组装仪器,并______________________________________________;
(2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
(3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,____________________________,
点燃A处酒精灯;
(4)充分反应后,撤掉酒精灯,________________________________________;
(5)测得反应后装置B增重2.25 g,则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。
(1)步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
e.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
f.滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则测定结果偏大
(4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L-1 KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。
某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2将Fe2+氧化成Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化成Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化成Fe3+?
环节一:理论推测。
部分同学认为Br2和I2都能将Fe2+氧化成Fe3+,依据是____________________
_________________________________________________________________。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化成Fe3+。还有同学认为Br2能将
Fe2+氧化成Fe3+,而I2不能,依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二:设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉,加入10 mL稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验。
实验1:
试管 |
操作 |
现象 |
① |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 |
溶液为 黄色 |
② |
先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,再向试管中滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 |
溶液为 黄色 |
环节三:实验现象的分析与解释。
(1)甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe2+氧化,反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验,才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:
实验2:
操作 |
现象 |
(2)该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论,并提出了两种假设:
假设1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3:进行实验以判断假设是否成立。
操作 |
现象 |
向试管②所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4,充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后,溶液呈浅红色 |
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立,丁同学认为不严谨,于是设计了实验4继续探究。
实验4:
操作 |
现象 |
向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间。取出下层溶液,滴加KSCN溶液 |
静置后,上层溶液为紫色,下层溶液几乎无色;取下层溶液,向其中滴加KSCN溶液后,溶液没有呈浅红色 |
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是___________________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,从原子结构角度解释原因:______________________________________________________________________。