为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上可用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是 。
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+,产生Fe2+的离子反应方程式为: ,检验是否有Fe2+应选用下列 (选填序号)试剂。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经正确操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是
(4)用化学方程式表示Y气体中的Q2气体是如何生成的 。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于 (选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是 。
某小组同学设计实验探究Fe3+与Fe2+相互转化,实验方案及现象如下:
Ⅰ. 配制FeCl2溶液
取部分变质的氯化亚铁固体[含有难溶性杂质Fe(OH)2Cl],向其中加入稀盐酸,使其完全溶解,再加入适量铁粉。
Ⅱ. 实验探究Fe3+与Fe2+相互转化
实验1:
0.1 mol/L FeCl2溶液无明显现象
溶液变红
实验2:
0.1 mol/L FeCl3溶液溶液变红
溶液红色未褪去
写出Fe(OH)2Cl与盐酸反应的离子方程式。
(2)请用离子方程式解释实验1中滴加氯水后溶液变红的原因。
(3)实验2的现象与预测不同, 为探究可能的原因,该小组同学又进行了如下实验,方案及现象如下:
步骤1:10 mL 0.1 mol/L KI溶液溶液明显变黄
步骤2:将黄色溶液分为三份:
试管1 取2 mL黄色溶液溶液变红
试管2 取3 mL黄色溶液溶液变蓝
试管3 取3 mL黄色溶液取上层溶液
溶液变蓝(比试管2中溶液颜色深)
① 试管2中滴加K3[Fe(CN)6]检验的离子是。
② 黄色溶液中含有的溶质微粒有K+、Cl-和。
③ 综合上述实验现象,得出的实验结论是。
资料显示:在煤中加入适量石灰石粉可使煤(含S)燃烧时产生的SO2转化成固体CaSO4 ,从而减少SO2排放,该方法被称为钙基固硫。这一过程是通过以下两步反应实现的:
㈠ CaCO3CaO+CO2 ㈡ 2CaO+2SO2+O2 =2CaSO4
对此,某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。
已知实验所用样品:Ⅰ---S粉与CaCO3粉末的混合物
Ⅱ---CaSO4粉末
(1)实验一:①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2,加热至500℃左右,充分反应发现,B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。停止该步实验的正确操作是。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸,无明显现象。由此得知实验一过程中: A中发生反应的化学方程式是;C中反应的离子方程式是。
③要获得与以上实验事实相一致的结论,可替代B中品红溶液的是。
a.酚酞的NH3·H2O溶液 b.酸性KMnO4溶液
c.酚酞的NaHCO3溶液 d.Br2的CCl4溶液
(2)实验二:①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O2,并迅速加热升温,控制在1000℃左右,充分反应。发现B中红色消失,C中出现白色浑浊。
②取反应后D中溶液滴加过量盐酸,出现大量无色气泡,反应的离子方程式是。
③反应结束后,将A中余下固体溶入水中,取其上层清液,滴加BaCl2溶液,立即有白色沉淀出现。
由此得知实验二: A中发生的反应有(填选 “㈠”、“㈡”)。
(3)实验三:取样品Ⅱ装入A中。连续通入过量O2,加热至1200℃左右,充分反应,B中红色消失,则A中发生反应的化学方程式是。比较实验一、二、三可知,如用该方法固硫,可行的基本条件是。
(4)在中学化学实验室里,装置A通常只能选为材料制作的玻璃管,但这种选择有一点不妥,其理由用化学方程式解释是:。
(5)实验所需O2若改由空气提供,且对上述实验探究事实不产生影响,应在A前添加一装有某药品的装置。请将该药品和装置图示在图中的虚线框内。
下列是实验操作与预期实验目的或所得实验结论,正确的填(√)错误的填(×)
选项 |
实验操作 |
实验目的或结论 |
判断 |
① |
某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体 |
说明该钾盐是![]() |
|
② |
向某溶液中加入盐酸,无明显现象,再向其中加入BaCl2溶液有白色淀沉淀产生 |
证明该溶液中有 SO42— |
|
③ |
向淀粉溶液中加入一定量的稀硫酸加热,再加入一定量的新制氢氧化铜加热。 |
证明淀粉水解产生葡萄糖 |
|
④ |
![]() ![]() |
检验制得气体是否为乙烯 |
选用适当装置、试剂和方法可制备中学化学中的几种常见气体。请填写表中的空格(从①~⑩中选择,填序号):
实验 |
气体 |
所用装置 |
气体性质 |
干燥该气体选用的试剂 |
(1) |
③ |
其水溶液显碱性 |
||
(2) |
1mol最多能与2molH2反应 |
⑩ |
⑤Cl2⑥C2H2
⑦C2H4⑧NH3
⑨碱石灰 ⑩浓H2SO4
某兴趣小组挤究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如下图所示:
(1)SO2气体还原Fe3+反应的产物是_____________、_____________(填离子符号)。
(2)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是____。
A.Na2SO3溶液与HNO3 | B.Na2SO3固体与浓硫酸 |
C.固体硫在纯氧中燃烧 | D.铜与热浓H2SO4 |
(3)装置C的作用是_____________。
(4)如果有280 mL SO2气体(已折算为标态)进入C装置中,则C中50 mL NaOH溶液的浓度至少为_____________mol/L才能达到目的。
(5)在上述装置中通入过量的SO2为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,紫红色褪去。
方案②:往第一份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:往第二份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。
上述方案不合理的是____,原因是_______________________________________。
(6)能表明I-的还原性弱于SO2的现象是_________________________________________,写出有关离子方程式:_______________________________________。