工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用 (填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为
,然后再加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是 。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是 。
某同学欲探究食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温分解的情况。
(1)预测产物:下列关于气体产物的预测不合理的是。
A.NH3、N2、SO2、H2O B.NH3、SO3、H2O
C.NH3、SO2、H2O D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O
(2)定性检验:取一定量铵明矾,设计下列实验探究产物。
①按图示组装仪器后,首先检查整套装置的气密性,操作是。
②夹住止水夹K1,打开止水夹K2,用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中,装置A和导管中未见红棕色气体;试管C中的品红溶液褪色;在支口处可检验到NH3,方法是;在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体,该白色固体可能是(任填一种物质的化学式)。
③分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物,写出它溶于NaOH溶液的离子方程式。
④为了防止倒吸,实验结束时必须先(填字母序号),然后熄灭酒精喷灯。
A.取出烧杯中的导管 B.打开止水夹K1 C.关闭止水夹K2
(3)分析和结论:实验证明气体产物是(1)D中的5种气体。相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值,V(N2):V(SO2)=。
某小组对Cu与浓HNO3的反应进行研究。记录如下:
I.Cu与浓HN03反应的化学方程式是。
II.探究实验1中溶液A呈绿色而不是蓝色的原因。
(1)甲认为溶液呈绿色是由Cu2+离子浓度较大引起的。乙根据实验记录,认为此观点不正确,乙的依据是。
(2)乙认为溶液呈绿色是由溶解的NO2引起的。进行实验2:先将NO2通入B中,再鼓入N2。结果证实假设成立。则以上两步操作对应的现象分别是、。
(3)为深入研究,丙查阅资料,有如下信息:
i.溶有NO2的、浓HNO3呈黄色;水或稀HNO3中通少量NO2溶液呈无色。
ii.NO2溶于水,会发生反应2NO2+H2O =HNO3+HNO2HNO2是弱酸,只能稳定存在于冷、稀的溶液中,否则易分解。
iii.NO—2能与Cu2+反应:Cu2+(蓝色)+4 NO2-Cu(NO2)42-(绿色)
据此,丙进一步假设:
①可能是A中剩余的浓HNO3溶解了NO2得到的黄色溶液与Cu(NO3)2的蓝色溶液混合而形成的绿色;
②可能是A中生成了Cu(NO2)2—4使溶液呈绿色。
丙进行如下实验:
①亚硝酸分解的化学方程式是。
②请用平衡原理解释加入稀H2SO4后绿色溶液变蓝的原因:。
(4)根据实验得出结论:实验l中溶液A呈绿色的主要原因是,请依据实验现象阐述理由:。
某课外小组学生对Cl2与FeBr2溶液反应进行实验探究。
操作 |
现象 |
取0.1 mol/L的FeBr2溶液10 mL,测溶液的pH |
pH试纸变红(约为4) |
![]() |
ⅰ.开始通入100 mL(折合标准状况),溶液由浅绿色逐渐变黄; ⅱ.稍后,继续通入Cl2,溶液黄色加深,变为棕黄色; iii.稍后,溶液由棕黄色变浅,最终变为黄色 |
(1)用浓盐酸和MnO2反应制取Cl2的化学方程式是。
(2)pH≈4的原因是(用化学用语表示)。
(3)现象i中溶液由浅绿色逐渐变黄。某学生猜测可能原因:①Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,使溶液呈黄色;②Cl2将Br-氧化为Br2,使溶液呈黄色。证明原因①的实验方案是;证明原因②的实验方案是。
(4)现象ⅱ中,溶液变为棕黄色。部分学生猜测①:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Cl2又继续氧化Br-生成Br2。部分学生猜测②:可能是Cl2先将Fe2+氧化生成Fe3+,Fe3+将Br-氧化生成Br2。某学生设计实验进行验证,请完成下列表格:
由此实验得出的结论是 。
试管 |
操作 |
现象 |
结论 |
a |
取2 mL FeCl2溶液,滴加少量氯水、2滴KSCN溶液,振荡 |
Cl2的氧化性强于Fe3+ |
|
b |
取2 mL FeCl3溶液,滴加少量溴化钠溶液和少量CCl4,振荡 |
CCl4层没有明显变化 |
|
c |
CCl4层由无色变为橙黄色 |
Cl2的氧化性强于Br2 |
下图为某套实验装置示意图,其中加热装置和部分药品等均已经省略(装置①和装置②为气体发生装置)。
(1)甲同学用此装置(在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶)制备NO2并验证其性质。装置①用于实验室制备NH3,用装置②制备过量O2。装置①中发生反应的化学方程式是。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅,请解释原因。
(2)乙同学用此套装置合成SO3,B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放酸性K2Cr2O7溶液,则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是(生成物中Cr以Cr3+形式存在);现欲制得纯净干燥的SO3,若C中盛放NaOH溶液,则此装置中存在明显不足,应如何改进(从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换,并用简要文字说明补充和替换的位置)。
(3)丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率(装置①、装置②分别制NO和NH3),将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。
请回答:装置⑦的作用可能是;若进入装置⑤的NO共22.4L(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下11.2LN2,则NO的转化率是。
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-═2SO42-+I2(慢),I2+2S2O32-═S4O62-+2I-(快),
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的Na2S2O3耗尽后,溶液颜色将由无色变成为色。为确保能观察到该现象,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的范围为:n(S2O32—):n(S2O82—)。
(2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx=mL,反应速率最快的是(填序号)。
(3)已知图中A曲线为某条件下,浓度c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线图,若保持
其他条件不变,(填“B”或“C”)曲线为降低反应温度,(填“B”或“C”)曲线为加入催化剂。