(每空1分,共6分)下面是某科学兴趣小组的同学做同周期元素性质递变规律实验时,设计的一套实验方案。其中实验步骤如下:
请整理并完成实验报告:
(1)实验目的: 。
(2)实验用品:
试剂:金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
仪器: 、酒精灯、表面皿、试管夹、镊子、小刀、玻璃片、砂纸等。
(3)实验内容(完成下列表格中的未完成的实验现象和化学方程式):
实验序号 |
实验现象 |
化学方程式 |
① |
有气体产生,溶液变成浅红色 |
|
② |
生成浅黄色沉淀 |
Na2S+Cl2=2NaCl+S↓ |
③ |
|
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ |
④ |
剧烈反应,迅速产生无色气体 |
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ |
⑤ |
反应不十分剧烈,产生无色气体 |
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ |
⑥ |
开始时生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O |
(4)实验结论: 。
(5)请用原子结构的知识简单解释上述结论: 。
(Ⅰ)下列实验操作或实验叙述正确的是()
A.可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中少量的氯化铁
B.用酸式滴定管量取18.80mL的碳酸钠溶液
C.配制0.1mol/L的硫酸时,用量筒量取浓硫酸,要洗涤量筒,否则配制的溶液浓度偏低
D.振荡用饱和的碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯的试管,发现有气泡冒出,它是CO2气体
E.实验室制取氨气时,常用无水氯化钙进行干燥
(Ⅱ)红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O2·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂,在化学工业和制药工业中用作氧化剂,应用十分广泛。
(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3)作原料利用以下过程来制取。
①步骤I中反应的化学方程式为:
4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O28Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2,该反应的化学平衡常数的表达式为)_____________,在常温下该反应速率极慢,下列措施中不能使反应速率增大的是____________ 。
A、升高温度 B、将原料粉碎 C、增加纯碱的用量 D、通入过量的空气
②步骤Ⅱ中所得溶液显碱性,其中除含有Na2CrO4外,还含有铝、硅元素的化合物,它们的化学式可能是__________。
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是_________________________________。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为______________________________________________。
(2)将红矾钠与KCl固体按1:2(物质的量之比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。请填写表中空格,完成上述过程
序号 |
实验步骤 |
简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) |
① |
溶解 |
将混合物放入烧杯中、加水、充分搅拌直到固体不能溶解 |
② |
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③ |
||
④ |
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⑤ |
过滤、干燥 |
得到K2Cr2O7晶体 |
运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义。
(1)CO2是一种重要的物质,但其过量排放,可能导致全球气温升高。下列措施不能够有效控制CO2所导致的温室效应的是_________(填序号)
①大力发展低碳产业,提倡低碳生活,依法控制CO2的过量排放
②禁止滥砍滥伐,植树造林,恢复生态
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源
④提倡使用脱硫煤、无铅汽油等清洁燃料
(2)常温下,碳酸在水中的电离常数Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;次氯酸在水中的电离常数Ka =4.7×10-8。写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式___________________________。
(3)CO具有还原性,某同学设计图示装置(固定装置及胶管略去)验证CO气体能否与Na2O2反应。
已知:,则实验选择的最简单的装置接口连接顺序为________;
若CO能够与Na2O2发生反应,则预测反应产物为____________。实验后用球形干燥管中的固体进行验证可选择的试剂是_______________________________。
(4)已知C(s)+O2(g)=CO2(g),△H="-393.5" kJ·mol -1 ;CO(g)+O2(g)=CO2(g),△H="-283.0" kJ·mol -1,写出CO2和C(s)反应的热化学方程式___________________。以CO为燃料制作燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入CO,电解质是熔融碳酸盐,放电时负极反应式为______________________。若使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO,则理论上需要氧气的体积为(标准状况下)________L。
(1 6分)某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为A12 03,还含有Si02及铁的氧化物)提取氧化铝做冶炼铝的原料,提取的操作过程如下:
(1)实验室中制取CO2时,为了使反应随开随用、随关随停,应选用下图中的装置
(填字母代号)。
(2)在过滤操作中,除烧杯、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有;
洗涤沉淀的操作是
(3)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品,若制备等量的氢氧化铝,请你从药品用量最少的角度出发,设计出最佳实验方案(方案不必给出),写出此方案中发生反应的离子方程式:
此方案中所用药品的物质的量之比是:=。
(4)兴趣小组欲对铝土矿中铁元素的价态进行探究:取少量固体,加入过量稀硝酸,
加热溶解;取少许溶液滴加KSCN溶液后出现红色。由此得出,铁元素的价态为+3的结论。请指出该结论是否合理并说明理由。
(1)图所示是实验室中制取气体的一种简易装置。
①请简述检验它的气密性的方法。
②利用右图所示装置可以制取气体(填反应物状况及发生反应是否需要的条件)。
(2)张明同学设计下图所示装置,用粗铁粒与189g·L-1
硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。
①189g·L-1硝酸的物质的量浓度为。
②NO气体能用排水法收集,而不能用排空气法收集的可能原因是。
③当找末止水夹a,关闭止水夹b时,A装置的干燥管中观察到的现象是。B装置烧杯中液体的作用是。当A装置中气体几乎无色时,打开止水夹b,关闭止水夹a,可用C装置收集NO气体。
④该实验中,若去掉B装置,对实验结果是否有影响?。
⑤将a mol铁与含b molHNO3的稀溶液充分反应后,若HNO3的还原产物只有NO,反应后Fe和HNO3均无剩余,则反应中转移电子的物质的量是(用含a和b的代数式表示)。
⑥完全反应后,A装置烧杯里含铁的价态可能是。现有仪器和药品:试管和胶头滴管。0.1mol·L-1KSCN溶液、0.1mol·L-1KI溶液、0.2mol·L-1酸性KMnO4溶液、氯水等。请你设计一个简单实验,探究上述判断,填写下列实验报告:
实验步骤 |
操作 |
现象与结论 |
第一步 |
取少量液体装于试管,向试管中滴入几滴KSCN溶液 |
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第二步 |
若溶液紫色退去,则说明含有Fe2+,若无明显变化,则说明不含Fe2+ |
为了探究铁与氯气在一定条件下反应后的固体中铁元素的价态,化学兴趣小组的甲、乙、丙三同学分别进行了如下实验。
(1)甲取少许反应后的固体,加入适量稀硝酸,在所得溶液中滴加KSCN溶液出现血红色,则此时溶液显血红色的离子方程式为_______________________________________。该同学由此得出铁与氯气的反应产物中含有+3价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由_________________________________________________________。
(2)乙取少许反应后的固体,加入盐酸,溶解、过滤,向滤液中滴加KSCN溶液,溶液呈无色。乙由此得出铁与氯气的反应产物中含有+2价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由
____________________________________________________________。
(3)丙取11.2g铁粉与氯气反应,将反应后所得固体研碎分成两等份,其中一份用磁铁吸引,吸出的固体质量为1.4g;另一份用水完全溶解后加入足量的硝酸银溶液,所得白色沉淀经洗涤干燥后称重为32.29g。根据以上数据确定反应产物中铁元素的价态是____________(写出计算和推理过程)。