(14分)铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是________________________。
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是________;
A.Mg2+ B.Fe2+ C.Al3+ D.Cu2+
(3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是________,操作Ⅱ的名称是________。
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式 ;
(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2++MnO4-+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O)。
a.称取2.850g绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需_____________________________________________。
②某同学设计的下列滴定方式,最合理的是________。(夹持部分略去)(填字母序号)
③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
某研究性学习小组做实验时偶然发现,表面擦去氧化膜的镁片可与NaHCO3溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该小组同学通过如下实验,验证产物并探究反应原理。
实验①:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞试液的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。
Ⅰ、定性实验
(1)气体的检验
实验②:将实验①中收集到的气体点燃,发现气体安静燃烧,火焰呈淡蓝色。则气体为。
(2)该小组同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)2•xMgCO3]
请设计一个实验检验固体中是否含有MgCO3,写出实验操作、现象和结论:。
(3)实验③:取实验①中的滤液,向其中加入少量CaCl2稀溶液,产生白色沉淀,溶液红色变浅,说明溶液中存在CO32-离子。
Ⅱ、定量实验
(4)为进一步确定实验I的白色不溶物的成分,进行以下定实验,装置如图所示:
称取干燥、纯净的白色不溶物 7.36 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.72g,装置B增重2.64 g。白色不溶物的化学式为。
(5)写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式。
Ⅲ、反应原理分析
(6)NaHCO3溶液中存在如下电离平衡:H2OH+ + OH-、HCO3-
H+ +CO32-,请从平衡移动角度分析实验①产生大量气体和白色不溶物的原因:。
某学生用0.1000 mol·L-1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的稀硫酸,其操作可分解为如下几步:
A.取20.00mL待测硫酸溶液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞试液 |
B.用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2~3次 |
C.把盛有标准氢氧化钠溶液碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液 |
D.取标准氢氧化钠溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2~3mL |
E.调节液面至“0”或“0”刻度以下,记下读数
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准氢氧化钠溶液滴定至终点并记下滴定管的读数
(1)正确操作步骤的顺序为(填序号);
(2)上述B步骤操作目的是;
(3)判断到达滴定终点的现象是;
(4)①达到滴定终点后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,测定结果会(填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);
②取待测硫酸溶液的酸式滴定管用蒸馏水洗涤后没有用该硫酸溶液润洗,测定结果会;
(5)请在右边的方框内画出正在排气泡的碱式滴定管(仅画出刻度以下部分):
(6)完成3次平行实验,平均消耗标准氢氧化钠溶液体积为20.20mL,则待测液的物质的量浓度为mol·L-1。
氨在人类的生产和生活中有着广泛的应用。某化学兴趣小组利用图一装置探究氨气的有
关性质。
(1)装置A中烧瓶内试剂可选用__________(填序号)。B的作用是_______。
a.碱石灰 b.浓硫酸 C.生石灰 d.烧碱溶液
(2)连接好装置并检验装置的气密性后,装入药品,然后应先_______(填I或Ⅱ)。
I.打开旋塞逐滴向圆底烧瓶中加入氨水
Ⅱ.加热装置C
(3)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为__________________________________________________。该反应证明氨气具有_________ 性。
(4)该实验缺少尾气吸收装置,图二中能用来吸收尾气的装置是_________(填装置序号)。
(5)氨气极易溶于水,若标准状况下,将2.24 L的氨气溶于水配成0.5 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为________________mol/L。
用0.1320 mol/L的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,实验数据如下表所示,
实验编号 |
待测NaOH溶液的体积/mL |
HCl溶液的体积/mL |
1 |
25.00 |
24.41 |
2 |
25.00 |
24.39 |
3 |
25.00 |
22.60 |
回答下列问题:
(1)图中甲为滴定管,乙为滴定管(填“酸式”或“碱式 ”);
(2)取待测液NaOH溶液25.00 mL 于锥形瓶中,使用做指示剂,滴定终点的判断依据是;
(3)若滴定前,滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失,将使所测结果(填“偏高”、“偏低”或“不变”,下同),若读酸式滴定管读数时,滴定前仰视读数,滴定后正确读数,则所测结果;
(4)该NaOH溶液的物质的量浓度为mol/L (保留小数点后四位有效数字)。
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:(注明试剂、现象)。
②检验滤液A中是否含有Fe2+的试剂是,其实验现象为。
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、(填操作名称)、洗涤。
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为(填代号)。