某探究小组同学用金属铝分别与稀盐酸或稀硫酸反应的方法研究金属与不同酸反应的差异及影响反应速率的因素.
实验药品:2.0moL/L盐酸、4.0mol/L盐酸、2.0mol/L硫酸、4.0mol/L硫酸,质量和相同的铝片和铝粉(金属表面氧化膜都已除去);每次实验各种酸的用量均为50.0mL,金属用量均为9.0g.
(Ⅰ)甲同学用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,实验及其现象如下:
反应进程(分钟) |
1 |
2 |
5 |
15 |
20 |
4.0mol/L盐酸 |
少量气泡 |
较多气泡 |
大量气泡 |
反应剧烈 |
反应结束 |
2.0mol/L硫酸 |
无明显现象 |
极少量气泡 |
少量气泡 |
||
4.0mol/L硫酸 |
无明显现象 |
少量气泡 |
有比较连续的气泡 |
请回答:
(1)写出铝与盐酸反应的离子方程式 .
(2)反应1~15min内,铝与盐酸的反应速率逐渐加快,其原因是 .
(3)以上探究铝与稀盐酸、稀硫酸反应速率有差异,你认为其原因有哪些可能?请提出你的假设(写出2种可能):
(Ⅱ)(1)乙同学设计了如下影响反应速率因素的实验(温度控制为25℃和35℃).请你根据实验目的帮助该同学完成以下实验设计表(用量:酸均为50.0mL、铝为9.0g过量):
实验目的 |
实验 编号 |
温度 |
金属铝 形态 |
盐酸浓度 /mol·L﹣1 |
1 实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; 2实验①和③探究温度对该反应速率的影响; 3实验①和④探究金属规格(铝片、铝粉)对该反应速率的影响. |
① |
25˚C |
铝片 |
4.0 |
② |
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③ |
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④ |
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(15分)氯气是一种重要的化工原料,自来水消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用到氯气。
Ⅰ.工业上通常采用电解法制氯气:观察下图,
回答:
(1)若饱和食盐水中含有酚酞,通电后_______(填a或b)侧先变红。
(2)电解反应的化学方程式为________。
(3)生产的氯气常用于制备漂白粉,请写出漂白粉长期露置在空气中失效,且属于氧化还原反应的一条化学方程式。
Ⅱ.下图所示为常见气体的制备、除杂、性质验证和尾气处理等实验的仪器装置(加热设备及部分夹持固定装置已略去)。请根据要求完成下列各题。
(1)若实验室制取纯净、干燥的Cl2,并进行检验其和铜的反应。所选装置的顺序依次为(从左向右);
(2)写出A中反应的化学方程式并用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目____________;若在标准状态下收集到2.24 L氯气,则被氧化的HCl的物质的量是____________mol。
(3)E管中现象______________________________。脱脂棉的作用是_________________________。
实验室用一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液制备乙酸乙酯,装置如图所示:
(1)写出生成乙酸乙酯的化学方程式:
(2)B试管中加入饱和碳酸钠的作用是:
(3)其中导管要插在液面上而不能插入溶液中,目的是
(4)实验完成后,试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。若分离10mL该液体混合物需要用到的主要玻璃仪器是,这种方法叫做。
为验证氧化性Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和 A中加热装置已略)。
实验过程:
①检查装置气密性后,在各仪器中添加相应试剂。
②打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
③打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,加热A。
④当B中溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2。
⑤打开活塞b,使约2mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
⑥打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3。
⑦更换试管D,重复过程⑤,检验B溶液中的离子。
试回答下列问题:
(1)检验图中虚线框内装置气密性的具体操作是。
(2)C中发生反应的化学方程式为。
(3)B中的棉花通常会浸润试剂;实验②中通入N2的作用是。
(4)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,
他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是(填“甲”、“乙”或“丙”)。
过程⑤ B溶液中含有的离子 |
过程⑦ B溶液中含有的离子 |
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甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
(5)进行实验过程⑥时,B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色,停止通气,放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料:Fe2+(aq)+SO32-(aq)FeSO3(s)(墨绿色)
提出假设:FeCl3与 SO2的反应经历了中间产物FeSO3,溶液的红棕色是FeSO3(墨绿色)与FeCl3(黄色)的混合色。某同学设计如下实验,证实该假设成立:
① 溶液E和F分别为、。
② 请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因。
某化学研究小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数,在实验室中按以下步骤进行实验:
①称取a g样品;
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解,准确配制成250mL溶液;
③准确量取25.00mL所配溶液,置于烧杯中;
④加入适量的氯水,使反应完全;
⑤加入过量氨水,充分搅拌;
⑥过滤,洗涤沉淀,并将其转移至坩埚中;
⑦加热并搅拌沉淀,至沉淀由红褐色全部变为红棕色,冷却后称量;
⑧重复步骤⑦ 的操作,直至合格为止。
请根据上面的叙述回答下列问题:
(1)下图所给仪器中,实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和______(填仪器序号)。
(2)步骤②加入盐酸的目的是_______________________;
(3)实验步骤⑤所得沉淀为________________;步骤⑥洗涤沉淀的方法是_______________;
(4)步骤⑧合格的标准是___________________;
(5)若坩埚的质量是W1 g,最终坩埚和固体的总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数为______;
(6)指导教师认为步骤①~⑧中有一个步骤是多余的,这个步骤是_______(填序号)。
某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①检查气体发生装置A的气密性的操作是 _________________。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
打开活塞a,向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸;然后关闭活塞a,点燃酒精灯。 |
D装置中:溶液变红 E装置中:水层溶液变黄, 振荡后,CCl4层无明显变化。 |
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为: |
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
ⅰ.(SCN)2性质与卤素单质类似。氧化性:Cl2>(SCN)2。 ⅱ.Cl2和Br2反应生成BrCl,它呈红色(略带黄色),沸点约5℃,与水发生水解反应。 ⅲ.AgClO、AgBrO均可溶于水。 |
①请解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因,
请设计简单实验证明上述解释。
②欲探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,观察到的现象是________。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中,该反应的化学方程式为。