在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式: ;并指明该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 ,假设有1mol氧化剂参加反应,转移的电子数的物质的量为 。
(2)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。
(3)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ,为什么? 。
(4)干燥管中盛装是的物质是 ,作用是 。
(5)某次实验后,取硬质玻璃管中的固体物质少量,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液。溶液颜色无明显变化,试解释原因 。
(共17分)Ⅰ、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一个氧化还原反应的体系中共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(1)该反应中,化合价升高的反应物是。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式:____________
(3)上述反应中,氧化剂是,1 mol氧化剂在反应中得到mol电子。
Ⅱ、某研究性学习小组利用下列装置制备漂白粉,并进行漂白粉有效成分的质量分数测定
(1)装置④中的x试剂为。
(2)装置③中发生反应的化学方程式为。该反应是放热反应,反应温度较高时有副反应发生。改进该实验装置以减少副反应发生的方法是____________。
(3)测定漂白粉有效成分的质量分数
称取1.000 g漂白粉于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol·L-1 KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点。反应原理为:
3ClO-+ I- = 3Cl-+ IO3- IO3-+ 5I-+ 3H2O = 6OH-+ 3I2
实验测得数据如下表所示。
滴定次数 |
1 |
2 |
3 |
KI溶液体积/mL |
19.98 |
20.02 |
20.00 |
该漂白粉中有效成分的质量分数为。若滴定过程中未充分振荡溶液局部变浅蓝色时就停止滴定,则测定结果将(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺的流程如下:
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为____________________________.
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32—的离子方程式为______________________.
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是_________(填化学式),写出该溶液的一种用途__________
(5)已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数KSP=5.6×10—12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得PH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=__________________.
为测定镁铝合金(不含其它元素)中铝的质量分数,甲乙两个学习小组设计了下列二种不同的实验方案进行探究。请回答下列问题:
(一)甲组:实验方案:镁铝合金测定剩余固体质量
实验步骤:
①称量:托盘天平称量2.7g镁铝合金粉末
②溶解:将①中药品加入烧杯中,用量筒量取至少mL 1mol/L NaOH 溶液加入烧杯中,不断搅拌,充分反应
③过滤:
④洗涤:若未对过滤所得固体进行洗涤,测得铝的质量分数将(填“偏高”、“偏低”或“不变”),证明固体已洗涤干净的方法为
⑤干燥、称量剩余固体
(二)乙组:
实验装置如图,实验步骤如下:
①按图连接好装置
②称取两份质量均为0.3g 的镁铝合金样品粉末,分别放入A装置左右两个管中,向B装置中加入一定量的水,把装置A.B的胶塞塞好,然后调节C的高度使B和C中的液面相平,记录下此时的体积为112 mL
③通过注射器的针头向装置A左侧管中注入足量的稀盐酸,等不再有气泡产生时,调节装置C的高度,使B和C中的液面相平时记录下此时的体积为448mL
④通过另一针头向装置A右侧管中加入足量的稀NaOH溶液,等不再有气泡产生时,调节装置C的高度,使B和C中的液面相平时记录下此时的体积为672mL。
问题和讨论:
(1)上述实验步骤①和②之间必须加一步的操作,具体方法为。
(2)为使气体体积测定结果不至于引起很大偏差,除了应注意使B和C中的液面相平外,在反应完全后至读数之前,还需要注意的关键问题是(有几点写几点)。
(3)计算合金中铝的质量分数时,是否需要将气体体积折算为标准状况的体积,试根据题中数据计算出合金中铝的质量分数为。
纯碱是工业生产和日常生活中的重要物质。某兴趣小组为测定某工业纯碱(假设仅含碳酸氢钠杂质)中碳酸钠的质量分数,设计了下列三种实验方案进行探究。请填空:
方案一:纯碱样品测定剩余固体质量
(1)分别称取干燥坩埚和纯碱样品的质量,将纯碱样品放人坩埚中充分加热(如图)。坩埚中发生反应的化学方程式为__________________。
(2)将坩埚置于干燥器中冷却后称量。实验时需要重复“加热一冷却一称量”操作多次,其目的是_______________________________________________________。
方案二:纯碱样品溶液测定沉淀质量
(3)称取m1g样品,置于小烧杯中,加水溶解。向小烧杯中滴加足量氯化钙溶液(如图)。将反应混和物过滤后的下一步操作是____________。
(4)沉淀经干燥后称量为m2g,则该样品中碳酸钠的质量分数为_________。
(5)如果用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液作沉淀剂,在其他操作正确的情况下,测得样品中的碳酸钠质量分数将比实际___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
方案三:纯碱样品测定生成二氧化碳的质量
(6)本实验采用下图装置,C中盛放的物质是_____________________。
(7)反应前后都要通人N2,反应后通入N2的目的是___________________。
(18分)硫酸铜溶液常用于农业上制波尔多液。下图是用废铜料(铁、铜混合物)来生产硫酸铜的过程,请根据图示回答下列问题。
(1)试剂X的化学式为_______________,操作①的名称为_______________。
(2)甲同学认为途径Ⅰ比途径Ⅱ更为合理,其理由是_________(填编号)
a.对环境污染少 b.反应速率快
c.铜的利用率高 d.硫酸的利用率高
(3)实验室用浓硫酸与铜反应,采用下列装置制备并收集干燥的SO2气体。
①A装置的名称_______________。
②连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母):a接______,______接______,______接______,______接h。
③反应终止后,发现烧瓶中有黑色物质出现,其中可能含有CuO、CuS等杂质。已知硫化铜不与H+反应,与足量稀硝酸反应生成Cu2+、+6价的S和NO气体,该反应的离子方程式为____________。利用所给试剂设计实验,检测黑色物质中是否存在CuS。其方案为:将烧瓶中混合物加入到蒸馏水中,充分反应后过滤,向滤渣中 _____________(补充实验操作、现象和结论)。
供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、氯化钡溶液、硝酸银溶液