(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:
2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时。t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了__________;t1~t2时间段,反应生成的气体是__________。
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案__________。
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是__________;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则a/b的值为__________。
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(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:
2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了__________;t1~t2时间段,反应生成的气体是__________。
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案__________。
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是__________;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则的值为__________。
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(12分)两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:
2Fe + 6H2SO4(浓) Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时。t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。
图1 图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了__________;t1~t2时间段,反应生成的气体是__________。
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是__________;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案__________。
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是__________;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则a/b的值为__________。
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为探究化学反应“2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2”存在限度及平衡移动与物质的浓度、性质的关系,甲、乙两同学进行如下实验。
已知:a.含I2的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率,通常溶液颜色越深,透光率数值越小。
Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究,实验如下:
回答下列问题:
(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应存在限度,实验i中的现象是________,实验ii中a是________(化学式)溶液。
(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因________。
Ⅱ.乙同学:利用色度计对Fe2(SO4)3溶液与KI溶液的反应进行再次探究
(实验过程)
序号 | 实验步骤1 | 实验步骤2 |
实验③ | 将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中 | 向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,同时采集溶液的透光率数据 |
实验④ | 将盛有2mL0.1mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 | 同上 |
实验⑤ | 将盛有2mL0.2mol·L-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中 | 同上 |
实验中溶液的透光率数据变化如图所示:
回答下列问题:
(3)乙同学实验③的目的是______。
(4)乙同学通过透光率变化推断:FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是______。
(5)乙同学根据氧化还原反应的规律,用如图装置(a、b均为石墨电极),探究化学平衡移动与I-与Fe2+浓度及还原性强弱关系,操作过程如下:
①K闭合时,电流计指针向右偏转,乙同学得出结论:2Fe3++2I—⇌2Fe2++I2向正反应方向进行,b作______(填“正”或“负”)极,还原性I—>Fe2+。
②当指针归零(反应达到平衡)后,向U型管右管滴加0.1mol/LFeSO4溶液,电流计指针向左偏转,由此得出还原性Fe2+_____I—(填“>”或“<”)。
(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程,得出的结论有______。
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为了探究铁、铜及其化合物的性质,某同学设计并进行了下列两组实验。
实验一:
(1)写出在高温加热装置中发生的反应的化学方程式___________
(2)虚线框处宜选择的装置是_____(填“甲”或“乙”);实验时应先将螺旋状铜丝加热,变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中,观察到的实验现象是_________________。
(3)实验后,为检验硬质玻璃管中的固体是否含+3价的铁元素,该同学取一定量的固体并用一定浓度的盐酸溶解,滴加_________溶液(填试剂名称或化学式),没有出现血红色,说明该固体中没有+3价的铁元素。请你判断该同学的结论是否正确并说明理由________
实验二:绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关和,设为装置A)称重,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g,B为干燥管。按图连接好装置进行实验。
实验步骤如下:(1)_______,(2)点燃酒精灯,加热,(3)________,(4)_______,(5)________,(6)称量A,重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
(4)请将下列实验步骤的编号填写在对应步骤的横线上。
a. 关闭和 b. 熄灭酒精灯 c. 打开和缓缓通入 d. 冷却至室温
(5)必须要进行恒重操作的原因是_______________。
(6)已知在上述实验条件下,绿矾受热只是失去结晶水,硫酸亚铁本身不会分解,根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目X=____________(用含m1、m2、m3的列式表示)。
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现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
I.测定铁的质量分数:
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根
导管,然后________________________________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。铁碳合金中铁的质量分数为_____________________________________________(写表达式)。
(3)装置C中反应的离子方程式为________________________________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、H2O进入E管使b增大。你认为改进的方法是____________________________________.
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分
数也可能会偏离。你认为其中的原因是_________________________________________。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质:
(6)往A中滴加足量的滚硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:
_____________________________________________________________________。
(7)将A中固体换为金属铜则与浓硫酸发生反应的化学方程式是__________________
_______________________,反应中浓硫酸表现出的性质是______________________。
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现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
I 测定铁的质量分数:(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后_____________________________________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为______________________(写表达式)。
(3)装置C的作用______________________________________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是_______________________。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是__________________________________________。
Ⅱ 探究浓硫酸的某些性质:
(6)往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:_______________________________________________________。
(7)A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是_________________________________。
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(18分)某同学用如下图1所示的装置来探究SO2的性质及有关实验。
(1)实验前应先检验装置的气密性,方法是________
(2)实验室用亚硫酸钠固体与硫酸反应制取SO2气体,写出该反应的化学方程式
________。
(3)分别将SO2气体通入气体下列C溶液中,请回答下列问题:
①少量SO2通入紫色石蕊试液,现象是 ,继续通入过量的SO2气体,现象是________。
②SO2通入紫红色KMnO4溶液,现象是________,
③SO2慢慢通入澄清石灰水中,现象________。
(4)若同学制取的SO2气体中混有CO2气体,请你设计实验证明混合气体中既有SO2气体,又有CO2气体。可以选择下图2洗气装置设计实验。洗气装置里的溶液是:
A浓硫酸、B氢氧化钠溶液、C硫酸铜溶液、D品红溶液、
E澄清石灰水、F高锰酸钾溶液、G碳酸氢钠溶液。
上述装置的所装试剂连接顺序是(用字母表示,所给装置可以重复使用,有些装置也可以不用)________。
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