Fe、Cu都是人类较早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题:
(1)甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验,下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是
A.FeCl3 | B.FeCl2 | C.CuCl2 | D.FeS |
(2)乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应,设计了如上图所示的实验装置,请说出装置B的作用: 。开始加热前 (填“有”或“无”)明显现象。
(3)当乙同学实验结束时,铁完全溶解,试管液面上方为无色气体,试管上部为红棕色气体,此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究:
①在所得的溶液中加入一小块Cu片,结果Cu片先逐渐溶解,并伴随其他现象,反应一段时间后不再溶解。丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应。他依据的反应现象是 ;该反应的离子方程式为 。你认为Cu片溶解是否还有另一原因,若有请用化学方程式表示其理由: (若无此空不填)
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+。说明具体的操作和实验现象 。
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL,假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02 mol并测得溶液中Fe2+和Cu2+浓度均为0.02 mol/L,则NO3-的物质的量浓度为
mol/L。生成NO气体的体积为 _________________L(标准状况)。
(4)本次探究实验用掉密度为1.5g·cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL,超出实际参加反应的量其原因有(写出两点):① ②
Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃时,Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。
现实验室欲制取Na2S2O3·5H2O晶体(Na2S2O3·5H2O的分子量为248)步骤如下:
①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水。
②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。
③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤。
④滤液在经过 、 后析出Na2S2O3·5H2O晶体。
⑤进行减压过滤并干燥。
(1)仪器B的名称是________。其作用是_____________。加入的硫粉用乙醇润湿的目的是 。
(2)步骤④应采取的操作是 、 。
(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是: 。
(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32-+ I2= S4O62-+ 2I-),滴定结果如下:
滴定次数 |
滴定前读数(mL) |
滴定滴定后读数(mL) |
第一次 |
0.30 |
31.12 |
第二次 |
0.36 |
31.56 |
第三次 |
1.10 |
31.88 |
则所得产品的纯度为 ,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差) 。
为验证氧化性Cl2>Fe3+> SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
I.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
V.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程I的目的是____。
(2)检验B中溶液是否还有Fe2+的方法之一是:取少量B中溶液于试管中,滴加几滴含有+3价铁元素的配合物溶液,会产生蓝色沉淀.写出该反应的离子方程式____ 。
(3)若向第III步B中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的离子方程式____。
(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的化学方程式为________。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示。他们的检测结果一定不能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是____(填“甲”、“乙”或“丙”)。
过程Ⅳ,B溶液中含有的离子 |
过程Ⅵ,B溶液中 含有的离子 |
|
甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
(6)将B中的FeCl2溶液换成100 mLFeBr2溶液并向其中通入1.12 LCl2(标准状况下),若溶液中有1/2的Br一被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为____ mol/L。
“84消毒液”能有效杀灭甲型H1N1等病毒,某同学购买了一瓶“威露士”牌“84消毒液”,并查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:“84消毒液”含25%NaClO、1000 mL、密度1.192 g/cm3,稀释100倍(体积比)后使用。
请根据以上信息和相关知识回答下列问题:
(1)该“84消毒液”的物质的量浓度为____mol/L。
(2)该同学取100 mL稀释后的消毒液用于消毒,稀释后溶液中c(Na+)=____mol/L。
(3)一瓶“威露士”牌“84消毒液”最多能吸收空气中CO2____L(标准状况)而变质。
(4)该同学参阅“威露士”牌“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液。下列说法正确的是 (填编号)。
A.如图所示的仪器中,有四种是不需要的,还需一种玻璃仪器 |
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干才能用于溶液配制 |
C.利用购买的商品NaClO来配制可能导致结果偏低 |
D.需要称量的NaClO固体质量为143 g |
(5)最近发生多起“84消毒液”和洁厕灵混合使用的安全事故,请解释发生事故的原因是
(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)
实验1:连接装置A﹣B﹣C﹣D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸 70.00mL)通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2.品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示利.用0.2000moI/LNaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00mL,经检验滴定后的溶液中无SO42﹣。
(1)仪器X的名称是 .
(2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号).
a.盛装 0.2000mol/LNaOH溶液
b.用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面
(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 .
实验2:连接装置A﹣D﹣B,检查气密性.按图示重新加入试剂;通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物。停止加热,冷却.停止通入N2,观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32﹣无SO42﹣。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物.
(4)检查装置D内溶液中有SO32﹣ 、无SO42﹣的实验操作和现象是 .
(5)装置B内溶液吸收的气体是 .
(6)(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是 .
氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。
实验编号 |
反应物 |
加入物质 |
① |
10 mL 2% H2O2溶液 |
无 |
② |
10 mL 5% H2O2溶液 |
无 |
③ |
9 mL 5% H2O2溶液 |
1 mL 水 |
④ |
9 mL 5% H2O2溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液 |
⑤ |
9 mL 5% H2O2溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 |
(1)实验①和②的目的是探究________对反应速率的影响。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是___________。
II.资料显示,某些金属离子对H2O2的分解起催化作用。为探究不同浓度的Fe3+对H2O2分解的催化效果,实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
限选试剂:30% H2O2、0.1mol∙L-1Fe2(SO4)3、蒸馏水
(3)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢。实验时可以通过测量_________来比较。(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
(4)参照下表格式,拟定实验表格,完整体现上述实验的方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据;数据用字母表示)。
物理量 实验序号 |
V[30% H2O2]/mL |
…… |
|
1 |
a |
…… |
|
2 |
a |
…… |