黄铁矿(主要成分为FeS2,杂质不含硫元素)是我国大多数硫酸厂制取硫酸
的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS2含量进行了如下的实验探究(假设
每步反应均完全)。
【查阅资料】①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
【实验探究】
Ⅰ.称取1.60g黄铁矿样品放入下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。
Ⅱ.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:
【问题讨论】
(1)Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是 。
【含量测定】
(2)Ⅱ中最终得到的4.66g固体是 (填物质的名称或化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数。(请写出计算过程)
【交流反思】
(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是 。
【拓展应用】
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示:
(6)接触室中发生反应的化学方程式为 。化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸,但在实验中常需要用到较稀的硫酸。要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸,需要水的质量是 g。硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途 。
(7)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是 (填字母)。
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 |
B.催化剂能够提高SO2的反应速率和产量 |
C.SO2可做为生产硫酸的原料循环再利用 |
D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 |
现有火柴、一张干燥的白纸、一个光洁干燥的玻璃杯、澄清的石灰水,请你设计一个小实验证明纸张燃烧产物是二氧化碳和水。(简要写出实验步骤、现象和结论)
步骤 |
现象 |
结论 |
小亮发现家中施肥用的碳酸氢铵(NH4HCO3)减少了,并闻到了一股刺激性的气味.他很好奇,于是和同学们进行探究,请你一同参与:
[提出问题]碳酸氢铵减少的原因是什么?
[猜想假设]碳酸氢铵受热易分解,产物可能为水、二氧化碳、氨气.
[实验设计]小明设计了如图所示的装置甲,小刚设计了装置乙进行实验(实验装置中的铁架台均省略).
甲
(1)小明根据现象,证明实验后生成了水和氨气.
(2)根据B中澄清石灰水,证明产物中有二氧化碳生成.
[实验结论]碳酸氢铵受热易分解,生成了水、二氧化碳、氨气。
[实验评价]在上述同学们的探究活动中,你觉得装置不科学,该装置的问题是。另一个装置的优越性还有哪些。
[实验反思]根据以上实验,你认为化肥碳酸氢铵在保存时应注意的问题是。
[拓展探究](1)小红同学认为若将装置B中澄清石灰水改为NaOH溶液,再经过某实验操作,也可以证明碳酸氢铵分解后有二氧化碳生成,请你帮她设计并完成实验:
实验步骤 |
实验现象 |
反应的化学方程式 |
(2)除用以上方法,你还可以设计何种实验方案(要求所选用的物质与(1)属于不同类别)
。
小红同学发现班上“化学学习园地”的金属活动性顺序表(如下图)中的Cu 、Al、Fe三张卡片掉在地上,她将三张卡片依次贴回原来的位置。
K CaNaMg () Zn () SnPb (H)()HgAgPtAu
金属活动性由强到弱
⑴请在上述金属活动性顺序表的空格中填上小红同学所贴卡片上的元素符号。
⑵小红和化学兴趣小组的同学,根据所学的化学知识,用定影液(含AgNO3)提取纯净金属银。他们设计了如下实验方案:
①a.向定影液中加入过量的锌粉,过滤;
b.向所得固体加入足量的稀硫酸,过滤,洗涤、晾干。
②a.向定影液中加入过量的铜粉,过滤;
b.向所得固体加入足量的稀硫酸,过滤,洗涤、晾干。
上述实验方案中能得到纯净金属银的是(填“①”或“②”),其理由是
。(此空2分)
写出该方案中产生金属银的化学方程式:。(此空2分)
⑶化学兴趣小组的其他同学对小红把掉下来的卡片贴的位置产生了怀疑。他们争论不休,各持己见。请你设计实验来证明小红的贴法是对的。实验所用材料和器具任选。写出实验步骤、现象及结论。(实验步骤2分,现象及结论2分)
你还有别的设计方案吗?请你再设计一个实验。同样实验所用材料和器具任选。写出实验步骤、现象及结论。(实验步骤2分,现象及结论2分)
(本小问为附加分, 4分,本题最高为16分,试卷总分不超过60分)
以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 |
过氧化氢溶液浓度% |
过氧化氢溶液体积/mL |
温度℃ |
MnO2的用量/g |
收集氧气的体积/mL |
反应所需 的时间/s |
① |
5 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
③ |
30 |
5 |
35 |
![]() |
2 |
49.21 |
④ |
30 |
5 |
55 |
![]() |
2 |
10.76 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与有关;从实验和对比可知,化学反应速率与温度的关系是:;
(2)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是:
。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总重量(选填“减小”或“不变”或“增大”)。
某同学为了研究竹子里面气体的成分,做了一个实验。
(1)他先将竹子浸在水里,钻个小孔,看到一串串气泡冒出。然后采用法(填实验室常用的一种集气方法)收集到了甲乙两瓶气体。
(2)将放有足量红磷的燃烧匙伸入甲瓶中(如图)。
用放大镜聚焦,使红磷燃烧,瓶内充满了白烟。然后,将甲瓶倒放水中,松开夹子,结果流入的水约占瓶子容积的1/10。这说明竹子里的气体中肯定含有。
(3)再往乙瓶中倒入一些澄清石灰水,发现石灰水马上变浑浊。这说明竹子里的气体中肯定含有。
(4)那么竹子里的气体含量与空气有什么区别呢?于是,他又用空气重复了上述实验。相比较后得出的结论是:。