两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:
2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了__________;t1~t2时间段,反应生成的气体是__________。
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案__________。
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是__________;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则的值为__________。
用纯净的碳酸钙跟稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如右图所示,分析判断:段化学反应速率最快,段收集的二氧化碳最多。
(2)为了减缓上述化学反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的是()
A.蒸馏水 | B.NaCl固体 | C.NaCl溶液 | D.浓盐酸 |
(3)除了上述方法外,你认为还可以采取哪些措施来减缓化学反应速率?
“酒是陈的香”,就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯,在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。
回答下列问题:
(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式。
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是
。
(3)浓硫酸的作用是:①;②
。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是①;
②③
(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来,应采用的实验操作是。
(7)做此实验时,有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片,其目的是
。
(8)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)。
①单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol水②单位时间里,生成1 mol乙酸乙酯,同时生成1 mol乙酸③单位时间里,消耗1 mol乙醇,同时消耗1 mol乙酸④正反应的速率与逆反应的速率相等⑤混合物中各物质的浓度不再变化
(9)反应时,可能生成的物质是()
A.![]() |
B.![]() |
C.H218O | D.H2O |
用如图所示的实验装置制备少量乙酸乙酯。请回答有关问题:
(1)试管I中盛有由2 mL浓硫酸、3 mL乙醇、2 mL冰醋酸组成的反应混合液,请简述配制该混合液的操作过程:
(2)反应中浓硫酸的作用是
(3)实验中应缓慢加热,理由是
(4)试管II中的导管口为什么要在液面之上?
(5)饱和的Na2CO3溶液的主要作用是。分离饱和的Na2CO3溶液与乙酸乙酯用到的仪器是。
(6)该实验使用的乙醇应不含水份,如何检验乙醇是否含有水份。
(7)如果乙醇含有水份,如何将其转变为无水乙醇。
氢气、纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料已应用到社会生活和高科技领域。
⑴已知短周期金属元素A和B,其单质单位质量的燃烧热大,可用作燃料。其原子的第一至第四电离能如下表所示:
电离能(kJ/mol) |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
A |
899.5 |
1757.1 |
14848.7 |
21006.6 |
B |
738 |
1451 |
7733 |
10540 |
①根据上述数据分析, B在周期表中位于区,其最高价应为;
②若某同学将B原子的基态外围电子排布式写成了ns1np1,违反了原理;
③B元素的第一电离能大于Al,原因是 ;
⑵氢气作为一种清洁能源,必须解决它的储存问题,C60可用作储氢材料。
①已知金刚石中的C-C的键长为154.45pm,C60中C-C键长为145~140pm,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,你认为是否正确并阐述理由。
②C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键,且每个碳原子最外层都满足8电子相对稳定结构,则C60分子中σ键与π键的数目之比为。
有A、B、C、D四种元素,其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子,A+比B-少一个电子层,B原子得一个电子后3p轨道全满;C原子的p轨道中有3个未成对电子,其气态氢化物在水中的溶解度是同族元素所形成的氢化物中最大的;D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,其最高价氧化物中含D的质量分数为40%,且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物,其中A与D离子数之比为2∶1。请回答下列问题:
⑴A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的(填序号):
①A单质>B单质>R; ②R>A单质>B单质;
③B单质>R >A单质; ④A单质>R>B单质。
⑵在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是________杂化,其固体的晶体类型为;
⑶写出D原子的核外价电子排布式_,C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的可能原因
;
⑷右图是D和Fe形成的晶体FeD2最小单元“晶胞”,FeD2晶体
中阴、阳离子数之比为,FeD2物质中具有的化
学键类型为。