铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定
① 按上图组装仪器,检查装置的气密性;
② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;
④ 充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置C的作用为 。
(2)若将H2换成CO,则还需补充 装置。
(3)测的反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为 。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定
(1)步骤④中煮沸的作用是 。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。
(3)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d.锥形瓶不需要用待测夜润洗
e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化
f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色,再读数
(4)若滴定过程中消耗0.5000mol·L−1的KI溶液20.00mL,则铁矿石中铁的百分含量为 。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。
亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
(1)160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为。
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是(选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性;
b.稀释ClO2以防止爆炸;
c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内的反应的化学方程式为。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是(选填序号)。
a.Na2O2 b.Na2S c.FeCl2
(6)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是(选填序号)。
a.蒸馏
b.蒸发
c.灼烧
d.过滤
e.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是(填操作名称)
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