[化学]三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末,常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下:
查阅资料知:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。
提出假设:假设 l:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
设计实验:取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。
(1)若假设1成立,则实验现象是__ 。
(2)若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?__________。筒述你的理由 .
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN溶液时溶液不变红色,则证明原固体粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物,则其质量比为__ _,写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式 。探究延伸:经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取ag固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为bg,则混合物中Cu2O的质量分数为 。
某兴趣小组设计如图装置制取SO2,研究其性质,并进一步探究在适当温度和催化剂的条件下,SO2与O2反应后混合气体的成分。
(1)仪器G的名称是_________________。
(2)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。则C中反应的离子方程式为_____________,证明SO2有氧化性的实验现象是___________________.
(3)为了实现绿色环保的目标,某同学设计装置F来代替装置A。与装置A相比,装置F的优点是____________________________(写出2点)。
(4)若选用装置F制取O2,可选用试剂_______________。
(5)该小组同学设计如下装置来检验SO2与O2反应后混合气体的成分。
已知:SO3遇水剧烈反应,放出大量热。产生酸雾;98.3%的H2SO4可以吸收SO3和酸雾。
供选试剂:蒸馏水、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、98.3%的H2SO4、2.0 mol·L-1 NaOH溶液、KMnO4溶液。
①c中应选用的试剂是_________,e中试剂的作用是__________,f中收集的气体是____________。
②某同学提出用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的H2SO4,请你评价该方案是否可行,若可以不必说明理由:若不可行。简述其理由__________。
(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质:(已知:2NO2+2NaOH = NaNO3+NaNO2+H2O)
任务1:利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)E装置中制取NO2反应的离子方程式是。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;②在此条件下,NO2的转化率极低;③。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3:。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为。
(15分)某研究小组从一含锌废渣(质量百分组成:40.5%ZnO 、19.5%CuO、5.7%FeO、7.3% Fe2O3,其余为SiO2)中回收锌和铜,设计以工业废酸(含15%的H2SO4)为酸浸液的方案,其流程如下图(部分条件略):已知碱式碳酸锌的化学式为Zn(OH)2·ZnCO3。
部分离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
离子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Cu2+ |
开始沉淀时的pH(初始浓度为1.0 mol/L) |
6.5 |
1.5 |
4.2 |
沉淀完全时的pH |
9.7 |
3.2 |
6.7 |
请回答下列问题:
(1)常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+ 或Zn(OH)42-(配离子)物质的量浓度的对数(假设Zn2+离子浓度为10-5mol•L-1时,Zn2+离子已沉淀完全).
利用图中数据计算,Ksp[Zn(OH)2]=。
(2)写出试剂a、b的化学式:a:;b:。
(3)写出加入H2O2后发生反应的离子反应方程式:。
(4)写出沉锌过程中的离子反应方程式:,沉锌后溶液中主要溶质的化学式是。
(5)将碱式碳酸锌加热分解可得到具有催化性能的活性氧化锌,可用于催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应。写出碱式碳酸锌受热分解的化学方程式。
(6)利用氯化锌溶液与碳酸钠溶液反应制得的碳酸锌中混有碱式碳酸锌,某同学取一定质量的该固体,灼烧至恒重,能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分?_______ (填“能”或“否”)
某研究性学习小组探究碳化铝的性质:发现碳化铝与水在常温下剧烈反应,生成大量气体和白色沉淀,该沉淀既能溶于盐酸也能溶于NaOH溶液,该小组同学为了探究气体产物的组成,设计出如下实验:
(1)利用碳化铝制取气体,下列装置中适合作为气体发生装置的是。
(2)正确选择发生装置后,连接装置进行实验。一段时间后,硬质玻璃管C中黑色粉末变成红色,干燥管D中白色粉末变成蓝色,装置E中澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。
①干燥管D中的试剂可能是,其作用是。
②根据实验现象,某同学得出下列推论,其中正确的是。
a.气体与氧化铜在一定条件下反应,氧化产物只有二氧化碳
b.气体与氧化铜在一定条件下反应,产物一定有水和二氧化碳,可能有一氧化碳
c.气体与氧化铜在一定条件下反应,产物一定有水、二氧化碳和一氧化碳
d.气体具有还原性,氧化产物可能有多种
(3)实验完毕后,要先后熄灭C和F处的酒精灯,应先熄灭的是处酒精灯,理由是。(只写出一条即可)
(4)若最后在F处点燃气体与在A处产生的气体相同,实验前系统内的空气已排尽,实验验结束后,C装置减轻12.8 g,D装置增重7.2 g,E装置增重8.8 g(假定D、E吸收气体是完全的),则A、C处发生反应的方程式分别为、。
(5)如图所示,U型透明玻璃管的左端封闭有A处产生气体和氯气的混合气,将该装置放在日光灯下。一段时间后(不考虑水与氯气的反应),下列关于U型管中可能出现的现象的叙述中正确的是()
a.U型管左侧会有油状液滴出现
b.溶液很快变成蓝色
c.气柱缩小,右端液柱下降
d.气柱膨胀,右端玻璃管中液体溢出
亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂,使用过量会使人中毒,国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验:
【实验I】制备NaNO2
该小组查阅资料知:2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3
设计制备装置如下(夹持装置略去):
(1)装置D可将剩余的NO氧化成NO3-,发生反应的离子方程式为 。
(2)如果没有B装置,C中发生的副反应有 。
(3)甲同学检查完装置气密性良好后进行实验,发现NaNO2的纯度较低。乙同学对上述装置进行适当改进后提高了NaNO2的纯度,其改进措施是 。
(4)丙同学对B中的药品进行了更换,也提高了NaNO2的纯度。丙更换的药品最好是。
【实验Ⅱ】测定甲、乙同学制取的样品中NaNO2的含量
步骤:a.在5个有编号的带刻度试管(比色管)中分别加入不同量的NaNO2溶液,各加入1 mL的M溶液(M遇NaNO2呈紫红色,NaNO2浓度越大颜色越深),再加蒸馏水至总体积均为10 mL并振荡,制成标准色阶:
b.分别称量0.10 g甲、乙制得的样品溶于水配成500 mL溶液,贴上标签甲、乙。再分离别取5 mL甲、乙待测液,各加入1 mL M溶液,均加蒸馏水至10 mL振荡,分别与标准色阶比较。
(5)步骤b中比较结果是:甲待测液颜色与③号色阶相同,乙待测液颜色与④号色阶相同。则甲同学制得的样品中NaN02的纯度是%。
(6)用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO2的含量。设计并完成下列实验报告。