(17分)化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题:
I.图A为教材制备乙酸乙酯的实验装置,甲同学认为图B装置比A要好,则冷却水应从_____________口进入;乙同学认为图C装置效果更好,理由是__________________。
Ⅱ.“摩尔盐”[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂。已知:摩尔盐隔绝空气加热至500℃时可完全分解。某学习小组欲探究其分解产物。
(1)【提出猜想】小组同学认为分解产物可能有以下几种情况:
A.F2O3 SO2 NH3 H2O B.FeO SO3 NH3 H2O
C.FeO SO2 NH3 H2O D.F2O3 SO3 SO2 NH3 H2O
根据所学知识,可确定______________不成立(填序号)
(2)【药品验纯】甲同学提出可以用湿润的红色石蕊试纸、稀盐酸和__________溶液检验出“摩尔盐”中的三种离子;取一定量的“摩尔盐”配成溶液,取少量溶液置于试管中,向其中滴加____________(填试剂名称和实验现象),则“摩尔盐”未因氧化而变质。
(3)【实验探究】为检验分解产物,甲同学设计了如下实验装置。
①取一定量“摩尔盐”置于加热管A中,加热至分解完全后打开K,再通入N2,目的是_________。
②实验中观察到A中固体逐渐变为红棕色,B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为____________。
③实验验证取A中残留物少许加入稀硫酸溶解,再滴入KMnO4稀溶液,不褪色证明产物不含_______________。
(4)【实验结论与反思】通过实验现象和认真反思,上述猜想中一定正确的是_________(填序号)。
某学习小组对炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。
(1)提出假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳(CO2)。
(2)设计方案:将一定量的氧化铁与炭粉的混合物在隔绝氧气的条件下完全反应(如下图),测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
实验装置
(3)查阅资料:N2不与炭粉以及氧化铁发生反应,可用于隔绝氧气进行反应。
(4)实验操作:
①称取5.2 g氧化铁与炭粉的混合粉末,放入48.48 g的玻璃管中,按上图连接后必不可少的实验操作为___________________________________________________。
②加热前,先通一段时间纯净、干燥的氮气,其目的是_____________________________。
③夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊,该现象说明_____________________。
④完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24克。
(5)数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为0.48克,氧元素质量为0.96克。
(6)得出结论:根据数据处理结果,反应生成的气体为CO和CO2,而且同条件下体积比为1∶1,原假设不成立,理由为__________________________________________________。
(7)该实验反应的化学方程式为_________________________________________________。
在如下图所示的物质转化关系中,A是一种固体单质,E是一种白色不溶物,请完成下列问题:
(1)B的化学式为___________,目前B已被用作_____________________的主要原料。
(2)B和a溶液反应的离子方程式:________________________________________________。
(3)A和a溶液反应的离子方程式:_____________________________________________。
(4)C和过量盐酸反应的离子方程式:___________________________________________。
把河沙(主要成分是SiO2)与镁按一定质量比(质量之比约为15∶24)混合均匀,装入试管中加热大约1 min后发生剧烈反应,生成一种白色固体化合物和一种硅化物,待生成的混合物冷却后放入盛有稀H2SO4的烧杯中,立即产生气泡并伴有爆炸声,产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。
(1)写出河沙与镁粉在加热条件下的化学反应方程式:_________________________,该反应是_____________(填“放热”或“吸热”)。
(2)生成的混合物放入稀H2SO4中,产生的气体是_____________。
(3)写出产生“爆炸声”的化学反应方程式:_________________________________。
用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________________________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法是_______________________________________。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
方法二:在如下图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是___________________。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是___________________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_______________________________________________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是________________________
_______________________________________________________________________________。
右图中所示装置的实验如下:先关闭K,使A中反应进行,加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附着有淡黄色物质。实验完成后将C管中固体全部加入盐酸中,有臭鸡蛋气味的气体生成。
(1)C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁,这是因为___________________
______________________________________________________________________________。
(2)停止实验时,先打开K,再停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯,橡胶气胆B在实验中的作用是______________________________________________________________________________。
(3)C中全部反应产物有______________、______________、______________。(填化学式)