某同学旅游时发现,苗族人的银饰美丽而富有民族文化,制作银饰时可以选用Fe(NO3)3溶液做蚀刻剂。受此启发,该同学所在的化学兴趣小组在实验室选用Fe(NO3)3溶液清洗做过银镜反应的试管,发现不但银镜溶解,而且较少产生刺激性气体。
化学兴趣小组对Fe(NO3)3溶液溶解银的原理进行探究:
【提出假设】假设1: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag;
假设2:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag
【验证假设】
(1)甲同学验证假设1。
①他用淡紫色的Fe(N03)3·9H20晶体(分析纯,Mr=404)配制1.5mol/L的Fe(N03)3落液100mL。需要称取_____g Fe(N03)3·9H20晶体,配制过程中所用到的仪器除烧杯、玻璃棒外还必需:__________
②测得1.5 mol/L的Fe(NO3)3溶液pH约为1,其原因用化学用语表示为____。
③将pH=1的HN03溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜慢慢溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色,溶液中发生反应的离子方程式应是_____
④将1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜很快溶解,并且溶液颜色加深。
(2)乙同学验证假设2。分别用溶质的质量分数为2%、10%的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,都看不出银镜溶解。乙同学由此得出结论,假设2不成立。
你是否同意乙的结论?_______,简述理由:_______
【思考与交流】I甲同学的实验④中,溶液颜色为什么会加深?查阅资料得知,Fe2+能与NO形成配离子:(棕色)。已知,同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强。
根据以上信息综合分析,浓、稀Fe(N03)3溶液溶解银镜时,发生的反应有何不同?
__________________________________________
某同学做元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验步骤 |
实验现象 |
①将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 |
A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色。 |
②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水 |
B.有气体产生,溶液变成浅红色 |
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 |
C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体. |
④将镁条投入稀盐酸中 |
D.反应开始不十分剧烈;产生无色气体。 |
⑤将铝条投入稀盐酸中 |
E.生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 |
F.生成淡黄色沉锭。 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验内容:(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)
实验内容 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
实验现象(填A~F) |
实验② ,
实验③ ;
(2)实验结论: 。
(8分)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分:
实验名称:卤素单质的氧化性强弱比较
实验步骤 |
实验结论 |
①氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
氧化性从强到弱的顺序:氯、溴、碘 |
②NaBr溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
|
③KI溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
实验药品:KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下,请回答:
(1)完成该实验需用到的实验仪器是________、________。
(2)②中反应的化学方程式为________________。
③中反应的离子方程式为__________________。
(3)CCl4在实验中所起的作用是________。
(4)该同学的实验设计不足之处是___________________,改进的办法是____________。
已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,某小组同学对该反应进行实验探究。
(1)甲同学首先进行了实验1。
实验 1 |
实验步骤 |
实验现象 |
ⅰ.取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL,下同)。 |
ⅰ.溶液呈棕黄色。 |
|
ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ.溶液不显红色。 |
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式。
②加入KSCN溶液的目的是。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低,故改进实验方案,进行了实验2。
实验 2 |
实验步骤 |
实验现象 |
ⅰ.取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 |
ⅰ.溶液呈棕黄色。 |
|
ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ.溶液显红色。 |
|
ⅲ.继续加入2 mL CCl4,充分振荡、静置。 |
ⅲ.液体分层,上层红色消失,变为棕黄色,下层呈紫红色。 |
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因:。
(2)甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取,但乙同学查阅资料得到信息:I2、I3-在水中均呈棕黄色,两者有如下关系:I2+I- I3-。于是提出假设:萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3-。
①为验证假设,乙同学设计并完成了实验3。
实验3 |
实验步骤 |
实验现象 |
ⅰ.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液,再加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 |
ⅰ.液体分层,上层呈黄色,下层呈紫红色。 |
|
ⅱ.取1 mL饱和碘水,加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 |
ⅱ.液体分层,上层为无色,下层呈紫红色。 |
实验3的结论是。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路,选用实验2中的试剂,运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验,证明了平衡I2+I- I3-的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤:将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份,分装于两支试管中,向试管1中加入1 mL水,振荡、静置;向试管2中。
两支试管中的现象分别为。
硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Mg(OH)2 |
9.3 |
10.8 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Fe(OH)3 Al(OH)3 |
2.7 3.7 |
3.7 4.7 |
(1)MgO的电子式为。
(2)滤渣2的主要成分是,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为。
(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为。
(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为。
(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为(用含有a、b的代数式表示)。
(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱,并进行以下探究:
(1)检验纯碱样品中是否混有NaHCO3,请选择下列装置设计实验,并完成下表:
选择的装置 (填编号) |
实验现象 |
实验结论 |
样品含 NaHCO3 |
(2)测定该纯碱样品的纯度:称取m1g样品,置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量CaCl2溶液。将反应混和物过滤、(填操作)、干燥、称量为m2g。该纯碱样品的纯度为。
(3)该小组同学在0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴,溶液没有什么变化,但加热后显淡红色,加热较长时间后冷却,红色不褪去。为探究原因,进行了下列实验:
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,测得溶液pH变化如下表
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
但当温度恢复到10 ℃,测得溶液pH=9.8。
实验2:加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,将产生的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO3溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析,加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,pH增大的原因可能是_____________(答一条)。