为了探究铁与氯气在一定条件下反应后的固体中铁元素的价态，化学兴趣小组的甲、乙、丙三同学分别...

为了探究铁与氯气在一定条件下反应后的固体中铁元素的价态，化学兴趣小组的甲、乙、丙三同学分别进行了如下实验。

(1)甲取少许反应后的固体，加入适量稀硝酸，在所得溶液中滴加KSCN溶液出现血红色，则此时溶液显血红色的离子方程式为_________________________________________________。该同学由此得出铁与氯气的反应产物中含有+3价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由_________________________________________________________。

(2)乙取少许反应后的固体，加入盐酸，溶解、过滤，向滤液中滴加KSCN溶液，溶液呈无色。乙由此得出铁与氯气的反应产物中含有+2价铁的结论。请指出该结论是否合理并说明理由

_____________________________________________________________________________。

(3)丙取11.2g铁粉与氯气反应，将反应后所得固体研碎分成两等份，其中一份用磁铁吸引，吸出的固体质量为1．4g；另一份用水完全溶解后加入足量的硝酸银溶液，所得白色沉淀经洗涤干燥后称重为32.29g。根据以上数据确定反应产物中铁元素的价态是____________(写出计算和推理过程)。

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（11分）某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。

（1）请指出该结论是否合理并说明理由________　　________。

（2）请完成对铁元素价态的探究：

限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 mol·L^-1H₂SO₄、3％ H₂O₂、6 mol·L^-1HNO₃、0.01 mol·L^-1KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1Kl、20％ KSCN、蒸馏水。

提出合理假设

假设1：　　　　　________；

假设2：　　　　　；

假设3：　　　　　________。

设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）

实验过程

根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

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三草酸合铁酸钾晶体可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知，固体产物中铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有，产生的气体中含有CO、。

请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂：①蒸馏水②溶液③氧化铜④盐酸⑤浓硫酸⑥溶液⑦澄清石灰水⑧溶液 ⑨溶液⑩苯酚溶液

（1）若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在，并验证检验过程中有生成，应选用的试剂为按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内 ______。

（2）提出合理假设

假设1：只有Fe；假设2：只有FeO；假设3： ______ 。

（3）设计实验方案并实验验证

步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体。

步骤2：取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量 ______ 溶液，充分振荡。若固体无明显变化，则假设 ______ 成立；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为 ______ 。

步骤3：取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量 ______ ，振荡后静置。若溶液基本无色，则假设 ______ 成立；若溶液呈 ______ ，则假设3成立。

（4）问题讨论

若固体产物中FeO含量较少，用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立写出实验的操作步骤、现象与结论： ______。

（5）拓展与延伸

有资料介绍“在含的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”。假设溶液中的价铁还能被氯水氧化为更高价的，试写出该反应的离子方程式 ______。

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氢气还原氧化铜反应不完全时，得到的是Cu、Cu2O、CuO的固体混合物。某化学兴趣小组为了探究某次氢气还原CuO实验最终所得的产物的组成，进行了如下实验：

①取一定质量的均匀的上述固体混合物A，将其分成两等份。

②取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体的质量减小了3.20g

③另一份加入500mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24L。

请回答以下问题：

（1）A中，所含氧元素的物质的量为_________。

（2）A中，n(Cu)＋n(Cu2O)=_______________。

（3）所用稀硝酸的物质的量浓度为_______________。

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（6分）氢气还原氧化铜的反应不完全时，便得到Cu、Cu₂O、CuO的固体混合物。化学兴趣小组同学为探究上述固体的成分进行了如下操作和实验：

(1)取一定质量的均匀固体混合物A，将其分成两等份。

(2)取其中—份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少3.20g。

(3)另一份加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24L。

请回答以下问题：

(1)A中，n(CuO)+n(Cu₂O)＝ ________。

(2)A中，n(CuO)的取值范围是________。

(3)试计算所用稀硝酸的物质的量浓度_______________。

高三化学计算题中等难度题查看答案及解析

某化学兴趣小组同学对于生活中流传的“吃菠菜补铁”之说产生兴趣，设计实验进行相关探究。检索文献表明，菠菜中的铁元素以草酸亚铁的形式存在，草酸亚铁是一种淡黄色难溶于水的晶体。

I.菠菜中铁元素含量的测定

(1)取100g洗净晾干的新鲜菠菜，切碎后装入___________中，放入烘箱烧成灰烬。

(2)将灰烬用25mL 2mol/L硫酸溶液溶解，加热煮沸一分钟，过滤后滴加适量H2O2溶液并稀释至100mL，取2mL加入5滴KSCN溶液。H2O2用量不可过大，否则溶液将先变红后褪色，褪色的原因是_________________________________。

(3)取不同浓度的___________[填“(NH4)2Fe(SO4)2”或“NH4Fe(SO4)2”]标准溶液各2mL，分别滴加5滴KSCN溶液，发现与步骤(2)中溶液颜色最接近的标准溶液浓度为0.4×10-3mol/L。

(4)经计算可得，每100g新鲜菠菜中含有铁元素的质量约为___________ mg(保留1位有效数字)，按人体5%吸收率，为满足每日20mg的铁元素需求，每天需要吃菠菜___________kg。

Ⅱ.草酸亚铁晶体(FeC2O4·nH2O)的分解实验

(1)从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是___________。

(2)实验开始后，装置B中出现浑浊证明分解产物中存在CO的现象是___________；将充分反应后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中，固体完全溶解且无气体放出，取反应液加入KSCN溶液无血红色。

(3)称取7.2g草酸亚铁晶体放入装置A硬质玻璃管中，加热后(假设各步骤反应完全)，测得装置A硬质玻璃管中残余固体2.88g，装置F硬质玻璃管中固体质量减轻0.64g，则草酸亚铁晶体分解的化学方程式为_________________________________。

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某化学兴趣小组对碳、氮、磷等常见元素的化合物性质进行如下研究．请按要求回答问题．

甲同学用图l所示装置部分夹持装置略探究NO与的反应．

查阅资料：

酸性条件下，NO或都能与反应生成和

中反应的化学方程式是 ______ 中观察到的主要现象是 ______ ，F装置的作用是 ______ ．

在反应前，打开弹簧夹，通入一段时间，目的是 ______ ．

充分反应后，检验D装置中发生反应的实验是 ______ ．

乙同学查阅有关弱酸的电离平衡常数：

则该温度下相同pH的、、、溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为 ______ 填编号．

磷酸为一种三元酸，其在水溶液中各种存在形式物质的量分数 随pH的变化曲线如图2：

溶液中， ______ 填“”“”或“”向溶液中滴入稀盐酸后，pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程式为 ______ ．

由图推断溶液中各种微粒浓度关系是 ______ 填选项字母

A.

B.

C.

D.

假设在时测得溶液的，近似计算出第一步水解的水解常数用表示  ______ 忽略第二、第三步水解，结果保留两位有效数字．

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(15分) 某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒（含有少量金属铜杂质）与某浓度硝酸反应，设计了如下探究活动：

探究一

（1）将粗铁粒投入某浓度硝酸中，某同学观察该实验现象时发现，反应进行一段时间后，反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因

_______________________________________________________________________。

（2）另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,同学甲设计如下实验：有药品和仪器：0.1 mol·L^-1 KSCN溶液；0.1 mol·L^-1 KI溶液；0.2 mol·L^-1酸性高锰酸钾溶液；氯水等；试管和滴管

请你设计简单实验，探究上述猜想是否正确，填写下列实验报告：

探究二 为了探究气体Y的成分，同学乙设计了如下装置（不考虑NO₂转化为N₂O₄）

(3)装置乙的作用：。

（4）装置丙收集到满气体后，通过气泡鼓入空气后，有红棕色气体生成，能否确定

气体Y中含NO？ 说明理由。

________________________________________________________________________。

(5) 同学丁为了探究气体Y的组成，将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中，气体被完全吸收，所得溶液再用0.15 mol·L^-1酸性KMnO₄溶液滴定，消耗20 mLKMnO₄溶液。

则气体Y中NO、NO₂的体积比为________。

（已知2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O和NO₂+NO+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O）

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某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒（含有少量金属铜杂质）与某浓度硝酸反应，设计了如下探究活动：

探究一

（1）将粗铁粒投入某浓度硝酸中，某同学观察该实验现象时发现，反应进行一段时间后，反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因①_____________②_____________。

（2）另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态，甲同学设计如下实验：

有药品和仪器：0.1mol/L KSCN溶液、0.1mol/L KI溶液、0.2mol/L酸性高锰酸钾溶液、氯水等，试管和滴管。

请你设计简单实验，探究上述猜想是否正确，填写下列实验报告：

探究二

为了探究气体Y的成分，同学乙设计了如下装置（不考虑NO₂转化为N₂O₄）

（3）装置乙的作用： ________。

（4）装置丙收集满气体后，通过气泡鼓入空气后，有红棕色气体生成，能否确定气体Y中含NO？说明理由____________。

（5）同学丁为了探究气体Y的组成，在标准状况下将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中，气体被完全吸收，所得溶液再用0.1500mol/L酸性KMnO₄溶液滴定，消耗20.00mLKMnO₄溶液。则气体Y中NO、NO₂的体积比为 ________ 。（已知2NO₂+2NaOH＝NaNO₃+NaNO₂+H₂O和NO₂+NO+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O）

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