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 |
兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动:
【对固体猜想】
猜想工:全部是NaOH;
猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;
猜想Ⅲ:是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生,则加入的A溶液是,说明氢氧化钠已经变质,有气泡产生反应的化学方程式是。
(2)若A是CaCl2溶液,当实验现象a为,现象b为,则猜想Ⅱ成立。
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。
一同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
请回答:
(1)步骤①和②的操作名称是。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应,用余热使水分蒸干。
(3)猜想和验证:
猜想 |
验证的方法 |
现象 |
结论 |
猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3 |
取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口 |
猜想Ⅰ成立 |
|
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3 |
取少量固体A于试管中,先滴入,再滴入Na2SO4溶液 |
有气泡放出,无白色沉淀 |
|
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4 |
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水, |
猜想Ⅲ成立 |
铁盒罐头过期会出现“胖听”现象(内部产生大量气体,底和盖向外鼓胀),一般分为两类:
(1)化学性“胖听”:一般是铁皮与罐内酸性物质反应产生气体.
(2)生物性“胖听”:一般是罐内物质腐败所致.
用金属针头钉入罐头内,将气体导出进行如下实验,请填写下列实验报告:
实验内容 |
实验现象 |
化学方程式 |
属于何种“胖听” |
(1)点燃导出气体,罩上玻璃杯 |
玻璃杯内壁有 出现 |
||
(2)导出气体通入澄清的石灰水中 |
石灰水变 |
“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号 |
硫酸的质量分数(均取20mL) |
锌的形状(均取1g) |
氢气的体积(mL)(均收集3分钟) |
20% |
锌粒 |
31.7 |
|
20% |
锌片 |
50.9 |
|
30% |
锌粒 |
61.7 |
|
30% |
锌片 |
79.9 |
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式。
(2)小兵用下图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是。
【收集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是。
【得出结论】(4)结论是。
【评价与反思】
(5)下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段(均为1分钟) |
第1分钟 |
第2分钟 |
第3分钟 |
第4分钟 |
第5分钟 |
第6分钟 |
H2的体积 |
3.1mL |
16.7mL |
11.9mL |
9.6mL |
7.6mL |
6.0mL |
请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因。
(6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响?。
一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注,许多城市已经开始推广使用纸制食品袋。同学们经查阅资料得知,纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,于是他们利用以下装置进行实验测定。请回答下列问题:
(1)实验中C装置内发生反应的化学方程式为。
(2)实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是。
(3)为分别吸收纸袋充分燃烧的产物,并通过清晰可见的现象检验吸收是否安全高效,以上实验装置正确的连接顺序是A→( )→( )→( )→( )(填写装置的字母代号)
(4)将实验装置正确连接之后,确认气密性良好,充分燃烧16.2 g纸袋样品,测得相关实验数据见表(假定燃烧产物被完全吸收,灰烬质量忽略不计)
装置 |
实验前装置的质量 |
实验后装置的质量 |
B |
200.0 g |
200.0 g |
C |
210.0 g |
234.2 g |
D |
220.0 g |
229.0 g |
E |
210.0 g |
212.2 g |
通过分析和计算可推断得出,纸袋样品中(填“含”或“不含”)氧元素,其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为。