某化学兴趣小组同学在馓“证明海带中存在碘元素”的实验时,对课本上的描述:“海带灼烧后的灰烬中碘元素以I-形式存在”产生了疑问。久置KI固体被氧化变质,呈浅黄色(有I2),KI固体直接加热时,为什么不被氧化呢?因此,小组同学针对I-被氧化条件除了氧气之外还需要什么条件进行了实验探究。
【提出假设】根据久置KI固体会被氧化而变质,结合空气的成分,首先排除 和稀有气体的影响。然后对KI变质条件提出合理假设:
假设一:需要H2O的参与;
假设二:需要CO2的参与;
假设三: 。
【实验验证】
(1)为了验证假设二,小组同学设计了以下实验方案;取10mLKI溶液(浓度较大)于5支试管中,向试管中通入CO2气体或者滴加盐酸。一段时间后对比试管中的颜色深浅,之后向试管中滴入淀粉溶液,再次对比试管中的颜色深浅,具体实验现象见下表:
试管序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
通入CO2时间/min |
0 |
1 |
5 |
|
|
滴加盐酸/滴 |
0 |
|
|
3 |
6 |
溶液中颜色对比 |
无色 |
浅黄色→黄色(依次加深) |
|||
滴加淀粉溶液后的颜色对比 |
无色 |
浅蓝色→蓝色(依次加深) |
小组同学通过实验现象深入思考了CO2在反应过程中的作用,得出结论:CO2气体同盐酸一样在KI被氧化的过程中提供 环境。
写出此实验中CO2与KI反应的化学方程式 。
(2)为了验证I-被氧化是否必须要有H2O的参与,小组同学设计了以下实验验证:
实验步骤 |
预期现象和结论 |
①取一份纯净的KI固体,分成两等份; |
|
②一份加入到装有 的集气瓶A中; 一份加入到装有 的集气瓶A中; ③几天后观察。 |
|
【交流提高】
由于空气中CO2和水蒸气的含量很低,导致在加热KI的过程中这两种气体很容易被“驱散”,不能很好地与KI接触,KI自然就不能被氧化。长时间保存碘化钾需要避光、 。
请从下图中选出必要的装置进行电解饱和食盐水的实验,要求测定产生的氢气的体积(大于25mL),并检验氯气的氧化性。
(1)电源、电流表,与A、B两极的正确连接顺序为L→J→K→( )→()→M。
(2)B极发生的电极反应式是 。简述检验该电极产物的方法和现象 。
(3)设计上述气体实验装置时,各接口的正确连接依序为:检验氯气的氧化性时B接D 、E接C。测定产生的氢气的体积时A接_________、_________接__________。
(4)若电解饱和食盐水50mL,通电为t min时,测得产生的H2体积为 5.6mL(标况),则此时溶液的pH为 。(忽略溶液体积的变化)
某化学兴趣小组在加热条件下利用二氧化锰和浓盐酸反应来制取并收集氯气。
(1)若要制取纯净干燥的氯气,应使气体依次通过装有____________和__________的洗气瓶。
(2)某同学不慎将MnO2和KCl粉末混合了,分离该混合物的方法和步骤如下,请补充完整,①先在盛有混合粉末的烧杯中加入适量的水溶解;②将①所得的混合物过滤,该操作所用玻璃仪器有_________、玻璃棒、烧杯;③洗涤、干燥沉淀得到MnO2;将第②步操作所得液体_______________(填操作名称)得到KCl固体。
NH3和HNO3是重要的工业产品,下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。
(1)合成塔中发生反应的化学方程式是 。
(2)氨分离器中压强约为15MPa,温度约为-20℃,分离氨应用了氨 的性质,从氨分离器中又回到合成塔中的物质是 。
(3)氧化炉中反生反应的化学方程式是 。
(4)尾气中的少量NO、NO2可以用NH3来处理,在催化剂作用下生成无污染的气体,写出NO2和NH3反应的化学方程式 。当有5.6LNO2被还原时,转移电子的物质的量为 mol。
(5)氧化炉中出来的气体,先降温再进入吸收塔,吸收塔中通入空气的作用是 。若进入吸收塔的气体的体积分数为NO210.0%,NO 1.32%,其余为N2、水蒸气等。当进入氧化炉中气体为10m3时,最少需要空气的体积为 m3。
我校高一化学兴趣小组的同学们为探究铁与浓硫酸的反应,设计了如图所示装置进行实验。
(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是 ;写出C中发生反应的离子方程式 。
(2)浓硫酸与足量的铁丝反应一段时间后,若观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是 。试分析产生该气体的原因 。
(3)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是 ;
(4)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究
①提出假设:
假设1: ;
假设2: ;
假设3:溶液中存在Fe2+和Fe3+。
②已知假设3是正确的,选择合适的试剂,设计实验验证上述假设3,写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:稀HNO3、氯水、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
实验操作步骤 |
实验现象 |
结论 |
Ⅰ ; |
; |
溶液中存在Fe3+; |
Ⅱ 。 |
。 |
。 |
软锰矿的主要成分为MnO2,除含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表:
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为_____________。
(2)调pH至5~6的目的是___________,调pH至5~6所加的试剂可选择_________(填以下试剂的序号字母);
a.NaOHb.MgOc.CaOd.氨水
(3)第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式_________,该反应的平衡常数数值为_________。
(已知:MnF2的KSP=5.3×10-3;CaF2的KSP=1.5×10-10;MgF2的KSP=7.4×10-11)
(4)取少量MnSO4•H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是______(用离子方程式表示),该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为________。