(15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L-1):
金属离子 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Fe2+ |
5.8 |
8.8 |
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
(1) 将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。
① 把反应物研细的目的是____________________。
② 检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是________。
(2) 向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。
① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。
② 适度加热但温度不能过高的原因是____。
(3) 25 ℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3+的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4) 某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2+)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;② ________,过滤;③ 将滤液________,得到CuCl2·2H2O晶体;④ 将________,得到无水氯化铜固体。
某无色溶液中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,为检验溶液中所含的各种阴离子,限用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH-的实验方法从略,检验其他阴离子的过程如下图所示。
⑴白色沉淀A加试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
⑵无色溶液C加试剂③的主要目的是____________________________________。
⑶白色沉淀A若加试剂③而不加试剂②,对实验的影响是_______________________。
⑷气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。
某研究性学习小组进行如下探究活动:
实验目的:探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱。
查阅资料:①常温下,高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气;②溴单质易挥发,碘单质易生华;③淀粉溶液遇到碘单质变蓝色;
④溴、碘在不同溶剂中所形成溶液(从稀到浓)的颜色变化如图所示。
水 |
四氯化碳 |
|
溴 |
黄→棕 |
橙→橙红 |
碘 |
深黄→褐 |
紫→深紫 |
实验方案:该小组设计下图所示装置实验(夹持仪器已略去,装置气密性完好)
实验过程:
Ⅰ 先打开弹簧夹,再打开活塞a,滴加浓盐酸
Ⅱ 当B和C中的溶液都变黄时,加紧弹簧夹
Ⅲ 当B中的溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a
Ⅳ … …
回答以下问题:
⑴验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是,写出该反应的化学方程式;
⑵为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是,写出
该反应的离子方程式;
⑶由实验得到的氯、溴、碘单质的氧化性由强到弱的顺序为;
⑷你认为实验中为什么要加过程Ⅲ这一步操作,请简述个人观点
某化学兴趣小组为了探究锌与硫酸反应的产物,选用了12mol/L的硫酸50ml与过量的锌在加热条件下反应,对硫酸的还原产物进行确定检验。
(1)提出假设。根据所学的知识,他们对硫酸的还原产物提出了三种假设:
假设1:_________________________________;
假设2:_________________________________;
假设3:有SO2与H2 两种气体。
(2)设计实验方案证明假设。小组为了证明假设3,选用了如图所示的仪器与药品,按气流由左至右的方向,仪器的接口顺序为a→
(仪器与药品可重复使用)。
(3)实验过程。根据(2)中的实验方案进行实验。依据所给仪器和条件,要证明有H2产生,应采用的实验操作方法是___________________________________________。
(4)实验结论。通过上述实验,证明确有SO2与H2 两种气体产生。请你从理论上给予合理的解释:_______________________________________________________。
(5)反应停止后,将烧瓶中的液体过滤,滤液用水稀释,加入足量的BaCl2溶液,充分反应后过滤,得到81.55g沉淀。则在该实验中生成的SO2与H2的体积比为__________(同温同压)。
某兴趣小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究:
[实验]将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧至完全,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
(1)通过钠在CO2气体中燃烧的实验,你认为物质燃烧的条件是。
(2)实验室不小心发生钠着火,下列灭火方法正确的是
A.用水扑灭 | B.用泡沫灭火器扑灭 |
C.用干粉灭火器扑灭 | D.用砂子扑灭 |
[提出假设]
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
[设计实验方案.验证假设]该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na2O |
方案2 |
① 取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的BaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
|
② 静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
[思考与交流]
(3)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是。
(4)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为。理由是。
(5)写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为。
(6)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由:。
固体AlCl3和FeCl3混合物中含有少量FeCl2和Al2(SO4)3,某同学设计并进行实验对该混合物进行分离,以得到纯净的AlCl3和FeCl3,图甲是该同学设计并进行的实验:
(1)实验操作Ⅱ需加入适宜的试剂,你认为最好选用的试剂是___________。
A.KMnO4(H+)溶液 B.硝酸 C.H2O2 D.浓硫酸
(2)操作V的离子方程式为_______________________________________________;
操作Ⅶ的离子方程式为________________________________________________。
(3)图乙是操作Ⅵ、X制取无水FeCl3、AlCl3的部分装置(铁架台、加热装置等已略去)。
①图乙中,装置a由____________、圆底烧瓶、双孔塞和导管组成。
②循环物质A是______________________。
③装置b中填充的物质可以是_______________________(填编号)。
A.碱石灰 B.无水氯化钙 C.浓硫酸 D.五氧化二磷
(4)你认为该同学的实验最后_____________(填“能”或“不能”)得到纯净的AlCl3和FeCl3。若不能,请你完善该同学的实验步骤设计(用文字叙述):________________
_____________________________________________。(若能,此空不填)