某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号 |
实验目的 |
碳粉/g |
铁粉/g |
醋酸/% |
① |
为以下实验作参照 |
0.5 |
2.0 |
90.0 |
② |
醋酸浓度的影响 |
0.5 |
|
36.0 |
③ |
|
0.2 |
2.0 |
90.0 |
(2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了 腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了 (填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。
(3)经过相当长的一段时间,图1锥形瓶中混合物表面生成了一层红棕色的铁锈,取少量铁锈于试管中,加入稀盐酸,取少量反应之后的溶液检验其中的Fe3+,检验Fe3+最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN,可以检验痕量的Fe3+。还可用KI来检验:2Fe3++2I-2Fe2++I2,有资料认为这可能是一个可逆反应。Fe3+与I-反应后的溶液显深红色,它是I2溶于KI溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含Fe3+,进而证明这是否是一个可逆反应,试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1 mol/L的FeCl3、KI、KSCN、NaOH、H2SO4、KMnO4溶液,CCl4,蒸馏水。
编号 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
① |
在试管中加入少量该FeCl3溶液和 (填少量、过量)的KI溶液。 |
深红色如期出现 |
② |
将试管中的混合溶液转移至 (填仪器)中,倒入一定量的 , 塞住活塞,充分振荡(萃取),静置。 |
|
③ |
|
|
海水是一种丰富的资源,工业上从海水中可提取许多种物质,广泛应用于生活、生产、科技等方面。下图是某工厂对海水资源进行综合利用的示意图。
回答下列问题:
(1)流程图中操作a的名称为 。
(2)工业上从海水中提取的NaCl,可用来制取纯缄,其简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①气体A、B是CO2或NH3,则气体A应是 (填化学式)。
②滤液D中主要含有NH4Cl、NaHCO3等物质,工业上是向滤液D中通入NH3,并加入细小食盐颗粒,冷却析出不含有NaHCO3的副产品NH4Cl晶体,则通入NH3的作用是
。
(3)镁是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是:
。
②操作b是在 氛围中进行,若在空气中加热,则会生成Mg(OH)Cl,写出有关反应的化学方程式: 。
铝及铝合金经过阳极氧化,铝表面能生成几十微米的氧化铝膜。某研究性学习小组模拟工业法对铝片表面进行氧化处理。他们的实验步骤如下:
a.铝片的预处理,取出一定大小的铝片,依次用苯、酒精擦洗铝片的表面
b.用水冲洗经有机物擦洗的铝片,浸入60~70℃的2mol/L的NaOH溶液中,约l min后,取出用水冲洗干净,再用钼酸铵溶液处理以抑制电解生成的氧化铝被硫酸溶解。
c.阳极氧化。以铅为阴极,铝片为阳极,以硫酸溶液为电解液,按照下图连接电解装置,电解40min后取出铝片,用水冲洗,放在水蒸汽中封闭处理20~30min,即可得到更加致密的氧化膜。
试回答下列问题
(1)用苯和酒精擦拭铝片的目的:,氢氧化钠溶液处理铝片的目的是:。
(2)下列有关说法正确的是(填序号)。
A.电解时电流从电源正极→导线→铝极,铅极→导线→电源负极 |
B.在电解过程中,H+向阳极移动,SO42-向阴极移动 |
C.电解过程中阳极周围的pH明显增大 |
D.电解的总方程式可表示为:2Al +6H+![]() |
(3)阴极的电极反应式为:。
据统计,每年世界上银总消耗量的40%用于感光材料的生产,感光材料经曝光、显影、定影后,黑白片上的银80%左右进入定影液,彩色片上的银几乎全部进入废定影液,所以废定影液中银的含量是十分惊人的。
某研究性学习小组拟对某照相公司的废定影液进行实验处理,回收其中的银和溴。
(一) 资料支撑:
① 定影液(硫代硫酸钠,Na2S2O3)跟胶片或相纸上没有感光部分的溴化银反应,反应方程式为:AgBr(s)+ 2Na2S2O3(aq) = Na3[Ag(S2O3)2](aq) + NaBr(aq)。
② 在酸的作用下,Na3[Ag(S2O3)2]能转化为不溶性的Ag2S。反应原理为:
6HCl+2Na3[Ag(S2O3)2]=6NaCl+Ag2S↓+3S↓+3SO2↑+H2SO4+2H2O。
③溶液中有少量溴化银,可用锌将其还原出来。
(二) 实验程序设计
(三) 试回答下列问题
(1)本实验需用6mol/L的盐酸250mL,配制时除需量筒、烧杯、玻璃棒外,还需用的仪器有:、。
(2)指出流程图中操作所包含的装置是(填序号:A、B、C)ⅠⅡⅢ。
(3)步骤③是在空气中灼烧的。该反应的化学方程式:。实验操作时,加入适量的硝酸钾加盖后再灼热,加硝酸钾的目的可能是:。
(4)加入锌粉发生的离子反应为:。
在21℃和充分搅拌下,将不同体积1.0 mol·L—1 HCl溶液和未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下:
盐酸的体积V(mL) |
5.0 |
10.0 |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
40.0 |
45.0 |
NaOH的体积(mL) |
45.0 |
40.0 |
35.0 |
30.0 |
25.0 |
20.0 |
15.0 |
10.0 |
5.0 |
溶液温度t(℃) |
22.2 |
23.3 |
24.6 |
25.8 |
27.0 |
27.8 |
26.1 |
24.4 |
22.8 |
(1)在给定的坐标图上绘出溶液温度与盐酸体积的关系图。
(2)假定酸碱恰好完全反应前后,溶液温度与盐酸体积可以近似
地认为呈线性关系。请写出溶液温度t与盐酸体积V的线性
关系式(请用含有t和V的式子表示)、。
(3)所用NaOH溶液的物质的量浓度=。
备用 . 四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”,由于有氧化性被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架防锈,其化学式可写为2PbO·PbO2。欲测定某样品中四氧化三铅含量,进行如下操作:
①称取样品0.1000g,加酸溶解,得到含Pb2+的溶液。
②在加热条件下用过量K2Cr2O7将Pb2+沉淀为PbCrO4,冷却后过滤洗涤沉淀。
③将PbCrO4沉淀用酸溶液溶解(沉淀溶解的离子方程式为:2PbCrO4+2H+=
2Pb2+Cr2O72-+H2O),加入过量KI,再用0.1000mol·L―1 Na2S2O3溶液滴定,到滴定终点时用
去12.00mL(滴定过程中离子方程式为:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
则:(1)写出步骤③中加入过量KI后溶液中发生的离子反应方程式。
(2)用标准溶液滴定时所用的指示剂是。(写试剂名称)
(3)计算试样中Pb3O4的质量分数。(Pb的相对原子质量为207.2)
绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵(FeSO4·(NH4 )2SO4·6H2O)是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。
图Ⅰ图Ⅱ
请回答下列问题:
(1)图Ⅰ用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________,集气瓶的作用是__________;烧杯中主要发生:①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4②4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓,则烧杯中盛放的试剂是___ ___,其作用是_______________。
(2)图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。在0~60℃的温度范围内,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小,冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作:①打开活塞____________,关闭活塞_________,从分液漏斗滴入6 mol·L-1 H2SO4到250 mL锥形瓶,充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞________,打开活塞________。③放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
(3)在制备硫酸亚铁的过程中,理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化。设计两个实验:实验一,控制酸过量;实验二,控制铁过量;其余步骤同,制得硫酸亚铁铵,并对产品质量进行检测。检测结果如下:
序号 |
反应物用量 |
产品质量 |
1 |
n(H2SO4):n(Fe)>1:1 |
介于Ⅰ级~Ⅱ级之间 |
2 |
n(H2SO4):n(Fe)<1:1 |
优于Ⅰ级 |
已知产品质量标准:Fe3+的质量分数等于0.005%,产品质量定为Ⅰ级;Fe3+的质量分数等于0.01%,产品质量定为Ⅱ级,从实验结果中,可得出制备硫酸亚铁溶液时,反应控制___________过量为最佳。