化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl2还是FeCl3”。请你参与探究并回答有关问题:
(1)一位同学用向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+。①可观察到的实现现象是___________,②反应过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液,再向其中滴加新制氯水,溶液呈现红色,但当滴加过量新制氯水时,却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因,同学们查到如下资料:
Ⅰ.铁有一种化合物称为铁酸盐(含有FeO42-)。
Ⅱ.SCN-的电子式为
III.氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设:
①第一种假设是:Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-,请写出该离子反应方程式__________。
②第二种假设是:____________,提出该假设的理论依据是___________________
下面是某化学学习小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
I.课本介绍了乙醇氧化的实验:把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰加热,待铜丝表面变黑后立即把它插入盛有约2 mL乙醇的试管里,反复操作几次。注意闻生成物的气味,并观察铜丝表面的变化。
(1)小赵同学用化学方法替代“闻生成物的气味”来说明生成物的出现,该化学方法中所另加的试剂及出现的主要现象是:。(用所学的知识回答)。
(2)小赵同学在探究“闻生成物的气味”的替代方法时,偶然发现向溴水中加入足量的乙醛溶液,可以看到溴水褪色。该同学为解释上述现象,提出三种猜想:(注:褪色原因只有一种)
①溴与乙醛发生取代反应;②;③由于醛基具有还原性,溴将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪种猜想正确,小李同学提出了
如下两种实验方案:
方案一:用pH试纸检测溴水褪色后溶液的酸碱性;
方案二:测定反应前溴水中Br2的物质的量和反应后溶液中Br—离子的物质的量。
(3)根据方案一,若,则猜想②不成立。
(4)小李同学认为:假设测得反应前溴水中Br2的物质的量为amol,若测得反应后n(Br—)=mol,则说明溴与乙醛发生取代反应。
(5)小吴同学设计如下实验方案:①按物质的量之比为1:5配制KBrO3—KBr溶液,加合适的适量的酸,完全反应并稀至1L,生成0.5molBr2。②取上述溶液10mL加入足量乙醛溶液,使之褪色,然后将所得溶液稀释为100mL,准确量取其中10mL。③加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥后称量得到淡黄色固体0.188g。若已知CH3COOAg易溶于水。
试通过计算判断:溴与乙醛发生反应的化学方程式为;
小张同学认为合适的酸既不是硫酸也不是盐酸,这是为什么?。
Ⅱ.小钱同学利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛(试管丙中用水吸收产物),图中铁架台等装置已略去。实验时,先加热玻璃管中的铜丝,约lmin后鼓入空气。
请填写下列空白:
(1)乙醇发生催化氧化的化学方程式为。
(2)实验时,小钱同学将甲装置浸在70℃~80℃的水浴中,目的是_。
小孙同学认为:由于小钱同学装置设计上的缺陷,实验进行时可能会____________。
(3)反应发生后,移去酒精灯,利用反应自身放出的热量可维持反应继续进行。进一步探究表明,鼓气速度与反应体系的温度关系曲线如图所示。
请你解释鼓气速度过快,反应体系温度反而下降的原因是:。
你认为该实验中“鼓气速度”这一变量可用来计量。
氨气具有还原性。在一定条件下,氨气可与氧化铜反应,反应后得到三种物质,其中有两种单质,下图为氨气与氧化铜反应并验证部分产物的装置(夹持装置略):
请回答下列问题:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是。
(2)能证明氨气具有还原性的现象是;
B装置的作用是。
(3)A中反应的化学方程式是。
醋酸亚铬水合物([Cr(CH3COO)2)]2·2H2O,深红色晶体)是一种氧气吸收剂,通常以二聚体分子存在,不溶于冷水和醚,微溶于醇,易溶于盐酸。实验室制备醋酸亚铬水合物的装置如图所示,涉及的化学方程式如下:
Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl2(aq) + H2(g); 2CrCl3(aq) + Zn(s)= 2CrCl2 (aq) + ZnCl2(aq)
2Cr2+(aq) + 4CH3COO-(aq) + 2H2O(l) = [Cr(CH3COO)2]2·2H2O (s)
请回答下列问题:
(1)检查虚框内装置气密性的方法是。
(2)醋酸钠溶液应放在装置中(填写装置编号,下同);盐酸应放在装置中;
装置4的作用是。
(3)本实验中所有配制溶液的水需煮沸,其原因是。
(4)将生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合时的操作是阀门A、阀门B (填“打开”或“关闭”)。
(5)本实验中锌粒须过量,其原因是。
(6)为洗涤[Cr(CH3COO)2)]2·2H2O产品,下列方法中最适合的是。
A.先用盐酸洗,后用冷水洗 B.先用冷水洗,后用乙醇洗
C.先用冷水洗,后用乙醚洗 D.先用乙醇洗涤,后用乙醚洗
高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。
相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为,装置A中f管的作用是,其中发生反应的离子方程式为。
(2)装置B中的试剂是。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案 |
不足之处 |
甲 |
|
乙 |
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:。
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是(填写元素符号)。
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是______________________________。
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。
(3)操作IV的顺序依次为: 、 ___、 。
操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② 。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.8500g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4¯+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O)。
①判断此滴定实验达到终点的方法是 。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 _(用小数表示,保留三位小数)。