实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理,实验装置图和实验步骤如下:
①按上图连接好装置,检查装置气密性。
②称取适量 Fe2O3于石英试管中,点燃Ⅰ处酒精灯,缓慢滴入甲酸。
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯。
④30 min后熄灭酒精灯,关闭弹簧夹。
⑤待产物冷却至室温后,收集产物。
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物。
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲酸(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,盛放甲酸的仪器名称为 ,该反应的化学方程式 。
(2)实验步骤③某项操作是指 。
(3)实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为______________。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(4)通过查资料获取如下信息:
I. 酒精灯平均温度为600℃;加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精喷灯平均温度为930℃。
II. 资料指出当反应温度高于710℃,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4。试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是 。
(5)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%。利用仪器分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:
加热方式 |
产物元素组成 |
各元素的质量分数% |
|
Fe |
O |
||
酒精灯 |
Fe和O |
74.50 |
25.50 |
带网罩酒精灯 |
Fe和O |
76.48 |
23.52 |
酒精喷灯 |
Fe |
100.00 |
0.00 |
分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有_______种可能。
(6)通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe,用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe。请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为_____。(要求保留整数)
某化学兴趣小组的同学为探究二氧化硫的化学性质,设计了如下图所示的装置。请回答下列问题。
(1)铜和浓硫酸反应中浓硫酸的作用为(A、强氧化剂 B、强还原剂)。
(2)B瓶中盛有品红溶液,观察到品红溶液褪色,这是因为 SO2具有,C瓶中盛有新制的氯水,观察到氯水褪色,这是因为SO2具有。(填选项的字母)
A.氧化性 B.还原性 C.漂白性
(3)D瓶中盛有足量NaOH溶液以除去SO2,该反应的主要产物的化学式为。
(4)充分反应后,小组同学发现铜和硫酸都有剩余。若想使剩余的铜片溶解,可再加入
(填选项的字母)。
A.HNO3 B.NaNO3 C.NaHCO3 D.Na2CO3
(15分)现用下图所示装置及所给药品探究工业制硫酸时二氧化硫的转化率。已知C中含硫酸nmol,设气体进入C和D时能分别完全吸收某一种气体,且忽略装置内空气中的CO2。
请回答下列问题:
(1)检查完装置的气密性且加入药品后,开始进行时首先应进行的操作是
。
(2)通过观察中气泡的逸出速率可控制SO2和O2的流量和体积比,A装置还起的作用有。
(3)为了提高测定SO2转化率的准确度,下列操作或改进可行的是(填序号)。
①熄灭酒精灯后,停止通入SO2,继续通入O2一段时间
②熄灭酒精灯后,停止通入O2,继续通入SO2一段时间
③在C、D之间加装一个盛有浓硫酸的洗气瓶
(4)若气体经过充分,实验结束后,稀释装置C中的溶液,并向其中加入足量的BaCl2溶液,得到的沉淀质量为w g。若装置D增加的质量为a g,则二氧化硫的转化率是:
(用含字母的代数式表示,结果可不化简)。
(5)若向接触室中通入2 molSO2(g)和1molO2(g),在一定温度下,反应达到平衡时测得接触室内的压强为起始时的0.75倍,则SO2的转化率为;相同条件下,当起始时同时通入a mol SO2、b mol O2、c mol SO3(g)时,达到平衡时与原平衡等效,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为。
为探究如何尽可能多的使NO2被水吸收,某活动小组设计并完成了以下实验。
(1)活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO2、过氧化氢溶液与MnO2制取O2。
①根据反应原理他们选用了相同的装置(填“图l”或“图2”)分别制取N22和O2。
②写出铜与浓硝酸反应的离子方程式。
③过氧化氢溶液与MnO2制取O2时MnO2的作用是。
④收集NO2的方法是。
(2)活动小组的同学做了如下准备工作:用气囊收集好纯净的O2,收集了一试管NO2,
用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO2和O2的混合气体。
①为了尽可能多的使NO2被水吸收,并达到较好的实验效果,利用图3吸收气体时,用气囊通入O2与直接利用制气装置制取并通人O2相比,其优点是。
②利用图4吸收气体时,其操作和现象为。
③NO2、H2O反应的产物为硝酸,反应中NO2和O2物质的量之比a:b=;若图4中混合气体NO2和O2比例为a:b,当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为mol/L(保留两位有效数字)。
某化学小组用粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,其实验流程如下所示:
(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是。
(2)步骤①、③的过滤操作中,除用到铁架台(带铁圈)外,还需要使用的玻璃仪器是
。
(3)已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH |
氢氧化物沉淀完全时的pH |
|
Fe3+ |
1.9 |
3.2 |
Fe2+| |
7.0 |
9.0 |
Cu2+ |
4.7 |
6.7 |
提供的试剂:a. NaOH b. H2O2c. Na2CO3d. CuO |
参照表中给出的数据和试剂,请回答:
步骤②的目的是,反应的离子方程式是。步骤③中调节溶液pH的范围是,试剂Y是(填字母)。
(4)步骤⑤要得到无水氯化铜,需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2·2H2O,其原因是。
(J4分)
二氧化锰(MnO2)与浓盐酸混合加热可得到氯气、氯化锰等,下图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。
(1)已知锰元素的常见化合价为+7、+6、+4、+2,写出圆底烧瓶中反应的化学方程式
。
(2)A中m管的作用是,装置F的作用是。
(3)若要得到干燥纯净的气体,则B中应盛放的试剂是。
(4)E中若装有FeCl2溶液,反应的离子方程式为;E中若装有淀粉碘化钾溶液,能观察到的实验现象是。
(5)实验中发现:浓盐酸与Mn0:混合加热生成氯气,稀盐酸与Mn0:混合加热不生成氯气。针对上述现象,化学小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:
a.稀盐酸滴入MnO2中,然后通人HCl气体,加热
b.稀盐酸滴人MnO2中,然后加入NaCl固体,加热
c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸,加热
d.Mn02与NaCl的浓溶液混合,加热
e.浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体共热
①实验b的目的是;实验c的目的是。
②实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是。