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题文

新型材料纳米级铁粉与普通铁粉具有不同的性质。已知:在不同温度下,纳米级铁粉与水蒸气反应的固体产物不同,温度低于570℃时,生成FeO;高于570℃时,生成Fe3O4
(1)写出温度低于570℃时反应的化学方程式                            
(2)中学教材中用下图所示实验装置,完成铁粉与水蒸气反应的演示实验。实验中使用肥皂液的作用是                                       

(3)如果提供给你3支试管、水槽、蒸发皿、胶塞、导管、酒精灯及其必要的仪器和物品,请在答题卷的方框中画出你设计的实验装置示意图发生该反应并有氢气的收集装置图(包括反应时容器中的物质)。

说明:①本题装置示意图中的仪器可以用下面的方式表示。

②铁架台、石棉网、酒精灯、玻璃导管之间的联接胶管等,在示意图中不必画出。如需加热,在需加热的仪器下方,标以“△”表示。
(4)乙同学为了探究实验后的固体产物是否存在Fe3O4(假定铁全部反应完全)设计下列实验方案:
①取固体样品m1 g,溶于足量的稀盐酸;
②向①反应后的溶液中加入足量H2O2的和氨水,充分反应后,过滤、洗涤、干燥;
③将②中所得固体进行灼烧,得到红棕色固体m2 g。
溶液X中发生氧化还原反应的离子方程式为                                 ;m1与m2符合               关系时,才能确定固体样品中一定只存在Fe3O4

科目 化学   题型 实验题   难度 困难
知识点: 物质检验实验方案的设计
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据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍,可连续使用一个月才充电一次.假定放电过程中,甲醇完全氧化产生二氧化碳被充分吸收生成CO32.
(1)该电池反应的离子方程式为
(2)甲醇在极发生反应(填“正”或“负”),电池中放电过程中溶液pH将(填“下降”、“上升”或“不变”);若有16克甲醇蒸汽被完全氧化产生电能,并利用该过程中释放的电能电解足量的硫酸铜溶液假设能量利用率为80%。则将产生标准状况下氧气L。
(3)最近,又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体,它在高温下能传导O2离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷代表汽油。该电池的正极反应式为
(4)放电时固体电解质里的O2离子的移动方向是向   极移动(填“正”或“负”)。

Al-Mg在不同的电解质溶液中分别构成原电池A、B。如下图所示:

指出各池中的负极材料并写出其电极方程式。
①负极材料:
A池,B池
②电极反应式:
A池:正极,负极
B池:正极,负极
③从构成原电池的几个组成部分来看,判断原电池的负极,除了要考虑金属的活泼性外,还要考虑

化合物KxFe(C2O4)y·3H2O(Fe为+3价)是一种光敏材料,实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。
Ⅰ.制备
K2C2O4
FeCl3
⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是:_________________
_______________________________________________。
⑵操作Ⅲ的名称是___________。
Ⅱ.组成测定
称取一定质量的晶体置于锥形瓶中,加入足量的蒸馏水和稀H2SO4,将C2O42转化为H2C2O4后用0.1000 mol·L-1KMnO4溶液滴定,当消耗KMnO4溶液24.00mL时恰好完全反应;再向溶液中加入适量的还原剂,恰好将Fe3完全转化为Fe2,用KMnO4溶液继续滴定,当Fe2完全氧化时,用去KMnO4溶液4.00mL。相关反应的化学方程式如下:
2 KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
MnO4+5Fe2+8H=Mn2+5Fe3+4H2O
⑶配制100mL 0.1000 mol·L-1KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有_______________________________(填仪器名称)。两个滴定中,终点时溶液颜色为________色,且30 秒内不变色。
⑷该化合物KxFe(C2O4)y·3H2O中,x=_______。

对少量的碘化物可利用“化学放大”反应进行测定。其步骤如下:在中性或酸性介质中先用Br2将试样中的I-定量地氧化成碘酸盐,然后加入过量的KI,用CCl4萃取生成的I2(萃取率为100%)。分区水层后,用肼(即联氨H2N—NH2)的水溶液将I2反萃取至水层中(H2NNH2+2I2=4I-+N2+4H+),在用过量的Br2氧化,除去剩余的Br2后加入过量的KI,酸化,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定(反应式为I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),求得I-的含量。
(1)上述过程中有一些化学反应的方程式在题中未给出,请写出它们的离子方程式。
(2)根据有关反应的化学计量关系说明经上述步骤后试样中1molI-可消耗Na2S2O3的物质的量是多少?
(3)若在测定时,准确移取25.00mL含KI的试液,终点时耗用20.06mL0.100mol/L Na2S2O3溶液,请计算试液中KI的物质的量浓度。

已知理想气体各参数p(压强)、V(体积)、T(温度)、n(物质的量)满足理想气体状态方程pV=nRT。某学校课外活动小组粗略测定理想气体状态方程中气体常数R的值,下面是测定实验的分析报告,请填写有关空白:


(一)测定原理:在理想气体状态方程pV=nRT中,气体常数R=pV/nT的数值可以通过实验来确定。本实验通过金属镁置换出盐酸中的氢来测定R的值。其反应为:
Mg+2HCl=MgCl2+H2
如果称取一定质量的镁与过量的盐酸反应,则在一定温度和压力下,可以通过测出反应放出氢气的体积。实验室的温度和压力可以分别由温度计和气压计测得。氢气物质的量可以通过反应中镁的质量来求得。将以上所得各项数据代入R=" pV" /nT式中,即可算出R值。
(二)实验用品及试剂:①仪器:托盘天平、测定气体常数的装置(如上图所示);②试剂:6mol·L-1HCl、镁条若干。
(三)实验内容:
1.在托盘天平上称出镁条的质量(称量镁条天平的游码示数如右图所示,未用砝码,单位为g);
2.按上图搭好仪器。取下试管,移动量气管B,使量气管A中的水面略低于零刻度线,然后将量气管B固定。
3.在试管中加入15mL 6 mol·L-1HCl,不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的镁沾少许水,贴在试管上部不与盐酸接触。
4.检查仪器是否漏气,方法如下:(方法要求简单有效)


5.如果装置不漏气,调整量气管B的位置,使量气管A内水面与量气管B 内水面在同一水平面上(要求“在同一水平面上”的原因是;实现“在同一水平面上”的操作是),然后准确读出量气管A内水面凹面最低点的读数V1(如右图所示)。
6.轻轻摇动试管,使镁条落入盐酸中,镁条与盐酸反应放出氢气。此时量气管A内水面即开始下降。为了不使量气管A内气压增大而造成漏气,在量气管A内水面下降的同时,慢慢(上或下)移量气管B,使两管内的水面基本保持水平。反应停止后,待试管冷却至室温(约10分钟),移动量气管B,使两管内的水面相平,读出反应后量气管A内的精确读数V2(如右图所示)。
7.记录实验时的室温t和大气压P。(已知室温为27℃,大气压为100kPa)
(四)数据记录与处理(在横线上填写适当内容):

镁条的质量
w=

g
氢气的物质的量
n=

mol
反应前量气管A内读数
V1=

ml
反应后量气管A内读数
V2=

ml
氢气的体积
V

ml
室温
T

K
大气压
P

Pa

气体常数R的值(计算过程和结果):
(五)问题与讨论:①在读取量气管内气体体积V1时,眼睛仰视读数,结果造成R的测定值(偏高、偏低或无影响);②若没等反应试管冷却到室温就量取液面的高度,结果造成R的测定值(偏高、偏低或无影响)。

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