草酸亚铁晶体(化学组成为FeC2O4·xH2O)是一种淡黄色晶体粉末,常用于照相显影剂及制药工业,是电池材料的制备原料.
5、铁的氧化物被CO还原所需的温度:
草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物,为确定分解后的产物及x的值,某实验小组设计了如下实验装置并进行探究(酒精灯略去,不考虑装置中气体的质量,且无水CuSO4足量):
【实验步骤】:
①连接好装置, ▲ ;
②称量装置B(含两侧弹簧夹)、C的质量;
③在热分解装置中装入一定质量的草酸亚铁晶体,打开弹簧夹a、b,鼓入一段时间氮气;
④ ▲ ,用酒精灯加热热分解装置,直至晶体完全变成黑色,停止加热;
⑤打开弹簧夹a,继续通氮气至装置冷却,关闭弹簧夹a、b;
⑥再次称量装置B、C的质量.
【进行实验】:该小组同学按上述实验步骤进行实验,并记录了如下数据:
|
装置B的质量(/g) |
装置C的质量(/g) |
实验前 |
145.8 |
168.2 |
实验后 |
140.4 |
170.0 |
热分解装置质量为136.8g |
【实验分析及数据处理】:
(1)实验过程中,装置C中固体颜色变为蓝色,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ,FeC2O4·xH2O中x的值为 ▲ ;
(2)装置E出现黑色物质,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ;
(3)装置C中澄清石灰水变浑浊,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ;
(4)根据上表数据,计算反应后,热解装置中残留黑色物质的化学式;
(提示:相对分子质量分别为FeC2O4:144; H2O:18) ▲ ;
(5)实验过程中,鼓入氮气的目的是 ▲ ;
(6)实验后,热解装置中固体的颜色由淡黄色变成黑色,写出草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式 ▲ ;
【反思应用】:
(7)有同学认为,实验中生成的CO和铁的氧化物会继续反应生成铁。你认为这种说法是否正确?请说出可能的理由 ▲ ;
(8)经过讨论,同学们一致认为上述实验装置有不足,你认为是什么? ▲ ;
(9)某些食品的包装袋中,常用氧化亚铁作为防伪试剂,一旦包装打开,立即变成红棕色,写出该反应的化学方程式 ▲ .
某化学兴趣小组对“NaOH溶液与稀盐酸是否恰好完全反应”进行探究。请你参与他们的探究活动,并回答有关问题。
(实验探究)(1)方案一:某同学按下图所示的方法先向试管中加入约2mL NaOH溶液,再滴入几滴酚酞溶液,溶液变红。然后慢慢滴入稀盐酸,边滴边振荡,直至溶液恰好变为色,证明NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应。
①请指出上图操作中的错误。
②写出NaOH溶液与稀盐酸反应的化学方程式。
(2)方案二:
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
取2mL NaOH溶液于试管中,滴入 一定量的稀盐酸,振荡后加入镁条 |
若 |
稀盐酸过量 |
若没有明显现象 |
NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应 |
(实验反思)(3)方案一在滴入稀盐酸的过程中,若观察到曾有少量气泡出现,请分析产生气泡的原因可能是(写出一条即可)。
(4)有同学提出方案二不能证明NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应,其原因是。为此,还需要选择(填一种试剂),再进行实验即可。
(拓展应用)(5)请举一例说明中和反应在生产生活中应用。
硬水中含有较多的可溶性的钙、镁的化合物,其中钙的化合物为Ca(HCO3)2,受热易分解,对其加热生成水和大量的气体,还有一种难溶性的物质。该固体物质是水垢的成分之一。
【提出问题】探究Ca(HCO3)2受热分解的另外两种生成物。
(1)【猜想】①小刚认为生成物中的气体可能是二氧化碳。
②你认为生成物中的固体物质可能是。
(2)【设计实验方案】小刚和你的实验方案
(3)【归纳和表达】写出Ca(HCO3)2受热分解的化学方程式:。
某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
(1)为探究催化剂的种类对双氧水分解速度的影响,甲设计以下对比实验:
Ⅰ.将3.0g 10%H2O2溶液与1.0g MnO2均匀混合
Ⅱ.将x g 10%H2O2溶液与1.0g CuO均匀混合
在相同温度下,比较两组实验产生O2的快慢.
Ⅰ中反应的化学方程式是。
Ⅱ中x的值应为。
(2)乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素.实验数据记录如下:
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2体积 |
|
Ⅰ |
50.0g |
1% |
0.1g |
9mL |
Ⅱ |
50.0g |
2% |
0.1g |
16mL |
Ⅲ |
50.0g |
4% |
0.1g |
31mL |
本实验中,测量O2体积的装置是(填编号)
实验结论:在相同条件下,,双氧水分解得越快。
(3)丙用如图2装置进行实验,通过比较也能达到实验目的。
(7分+4分)在古代,人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙,杂质不参加反应且不溶于水)和纯碱为原料制取烧碱。某小组同学按题下图所示流程进行实验,请你参与探究并回答相关问题。
(1)贝壳高温锻烧时,发生反应的化学方程式是。
(2)操作I中用到的玻璃仪器有烧杯、、玻璃棒;
(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是;
【问题与发现】该小组同学所得固体C一定是纯净的NaOH吗?
[猜想与假设]根据反应原理,甲、乙、丙三位同学提出以下猜想:
甲:纯净的NaOH
乙:NaOH和Na2CO3的混合物
丙:NaOH和的混合物
【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案,对自己的猜想进行验证。实验操作、现象和结论如下表,请参与他们的探究并完成所缺内容。
实验操作 |
现象 |
结论 |
|
甲 |
取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴酚酞试液 |
溶液变红 |
猜想成立 |
乙 |
取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加足量的 |
无气泡产生 |
猜想不成立 |
丙 |
取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴饱和Na2CO3溶液 |
猜想成立 |
(注意:若答对下列问题奖励4分,化学试卷总分不超过60分。)
【反思与评价】同学们认真研究实验流程,讨论后一致认为同学的实验方案不正确,理由是。
【拓展】请设计实验方案验证实验室久置的氢氧化钠溶液已经部分变质:。
杨明同学在阅读课外资料时了解到铁的氧化物有氧化铁、四氧化三铁(能被磁铁吸引)和黑色的氧化亚铁三种,这三种氧化物都能与酸发生反应而溶解。联系课堂上学过的知识,他提出了以下两个问题,请你与他一起探讨问题。
[问题1]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料]1.四氧化三铁和氧化铁的分解温度、铁的熔点见表;
2.氧化铁高温时分解成四氧化三铁和氧气
[理论探讨]根据实验现象,并结合下表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4。
Fe3O4 |
Fe2O3 |
铁 |
|
分解温度/℃ |
1538 |
1400 |
— |
熔点/℃ |
— |
— |
1535 |
[拓展延伸]
(1)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式。
(2)有些超市的食品密封包装袋内使用铁粉做双吸剂粉末,双吸剂的作用是。
[问题2]实验室用一氧化碳在高温下还原氧化铁,实验结束后的固体生成物中除铁外还有可能含有其他铁的氧化物。为了进一步验证其固体成分,杨明同学又设计了如下实验:
[步骤一]将黑色固体研磨后,取少量加入足量稀盐酸溶液中固体全部溶解,观察到有气泡出现,溶液未变黄色,据此得出的结论是一定有。
[步骤二]取步骤一研磨后的黑色固体用磁铁吸引,如果,说明黑色固体只有单质铁;
如果说明黑色固体为单质铁和氧化亚铁。