为了探究Cu(NO3)2的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
回答下列问题:
Ⅰ.Cu(NO3)2的氧化性
将光亮的铁丝伸入Cu(NO3)2溶液中,充分反应后将铁丝取出。为检验铁的氧化产物,进行如下实验。(可选用试剂:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水)
(1)请完成下表:
操作 |
现象 |
结论 |
取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 |
① |
不存在Fe3+ |
另取少量溶液于试管中,加入 ② ,振荡 |
蓝色沉淀 |
存在Fe2+ |
【实验结论】Cu(NO3)2能将Fe氧化为Fe2+。
Ⅱ.Cu(NO3)2的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热Cu(NO3)2固体,产生红棕色气体,试管中残留物为黑色固体,b中收集到无色气体。
(2)仪器a的名称是 。装置B的作用是 。
(3)【提出设想】b中收集到的无色气体可能是:
i.氧气 ⅱ.一氧化氮 ⅲ.空气
【实验验证】该小组为验证上述设想,用玻璃片在水下盖住集气瓶口,并取出正放在桌面上,移开玻璃片后瓶口未发现颜色变化,将带火星的木条伸入集气瓶,未见复燃。
【实验结论】b中的气体是 。根据上述实验结果,该小组得出了Cu(NO3)2固体加热分解的产物。请你帮助写出Cu(NO3)2加热分解的化学方程式 ;
C中反应的离子方程式 。
CaCO3广泛存在于自然界,是一种重要的化工原料。某大理石主要成分为CaCO3,另外有少量的不溶于水的亚硫酸盐。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。
完成下列填空:
(1)用100 mL浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸时,需要用量筒量取水mL
(2)为了检验CO2气体中的某种杂质气体有无除尽,上述装置中,A是溶液。
(3)上述装置中,B物质是。
(4)一次性饭盒中石蜡和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一,测定溶出量的主要实验步骤设计如下:剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重
①从物质分类的角度分析,石蜡属于有机物中的类,为了将石蜡从饭盒中溶出,应选用下列试剂中的。
a.氯化钠溶液b.稀醋酸 c.稀硫酸 d 正已烷
②饭盒中的碳酸钙常用稀醋酸将其溶出,试写出其反应的离子方程式。
有难溶于水的粉末状固体样品,可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种。
研究小组通过实验确定样品的成分。
查阅资料知:Cu2O + 2H+=Cu + Cu2+ + H2O;
实验步骤:
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO至溶液的pH为4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH至溶液的pH为7~8,产生蓝色絮状沉淀。
请回答下列问题。
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为。
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是。
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有另一种阳离子,为验证存在该阳离子,可选用的试剂为,对应的现象是。
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是。
(5)将Ⅳ中得到的溶液D电解,若电路中有0.1mol电子通过,则理论上阴极质量增重g。
(6)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为组合1:;组合2:;组合3:(用化学式表示)
用含少量铁的氧化物的氧化铜制取硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)。有如下操作:
已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液A中Fe2+的试剂为(填编号,下同)。
a.KMnO4b.(NH4)2Sc.NaOHd.KSCN
(2)欲用(1)中选择的检验试剂测定溶液A中的Fe2+的浓度,下列滴定方式中(夹持部分略去),最合理的是(填序号)。
写出滴定反应的离子方程式 。
⑶在上述流程中,要得到较纯的产品,试剂可选用。
a.NaOH
b.FeO
c.CuO
d.Cu(OH)2
e.Cu2(OH)2CO3
⑷为了测定制得的硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中的值,某兴趣小组设计了实验方案:称取mg晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却,称量所得固体的质量为ng。据此计算得
(用含m、n的代数式表示)。
Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂,经查阅资料Cl2氧化能力强于H2O2,能将H2O2氧化。为了验证该结论,学生设计了如下图所示的实验装置进行实验(夹持装置略去)。圆底烧瓶A中的反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,请回答下列问题。
(1)试管B中饱和食盐水的作用;
(2)试管C中加入5mL 30% 双氧水,发生反应的化学方程式____________________;
(3)试管D中充满10% NaOH溶液,NaOH溶液的作用是;
(4)将浓盐酸注入圆底烧瓶A,当装置中的空气基本排尽后关闭止水夹,反应一段时间后试管D中的现象为,试管D中的气体检验方法为_________________ 。
(14分)氢化钙(CaH2)是二种常用的储氢材料,也是登山运动员常用的能源提供剂,需要密封保存,遇水反应生成氢氧化钙和氢气。某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙。
【实验】
用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气,再与金属钙在加热的条件下直接化合,即可制得CaH2。
(1)下列有关该实验的说法正确的是。
a.其他条件相同时,粗锌制取氢气的速率比纯锌快
b.加热时,必须通入氮气作为保护气,以防止空气的干扰
c.可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂
d.开始实验时,应先通入H2,后给金属钙加热
e.已停止实验时,应先停止通入H2,后停止加热。
【提出假设】
(2)由于实验中操作不当,金属钙或氢化钙都可能被氧化。该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设。
假设l:含有Ca 和CaH2。
假设2:含有CaH2和CaO。
假设3:含有。
【设计实验方案,验证假设】
(3)定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2,请设计实验完成下表中内容。
实验步骤(不要求写具体操作过程) |
预期现象和结论 |
取少量固体样品,… |
(4)定量实验测定Ca 和CaH2 混合物中CaH2的质量分数。
①取m1g样品与水完全反应,利用如图装置测定生成的气体体积时,在时进行收集(填字母)
a.刚开始有气泡时b.气泡连续均匀时 c.气体经过验纯后,再收集
②如果装置气密性良好,操作正确,乙同学认为:由于液体加入,导致气体的体积测定偏大,则计算出氢化钙的质量分数(天“偏高”、“偏低”“无影响”)
【反思与交流】
(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是氢化钙是固体,携带方便。既然金属钙与水反应也能生成氢气,为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢?你的观点是。