某研究性学习小组欲探究FeSO4·7H2O(绿矾)的主要化学性质和用途。
I.FeSO4·7H2O(绿矾)广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图:
根据题意回答下列问题:
(1)碳酸钠溶液能除去脂类油污是因为_________________(用必要的文字说明);
(2)废铁屑中含有少量的Fe2O3,在制备过程中无需除去,理由是___________________(用必要的离子方程式说明)。
II.为测定某补血剂(有效成分为FeSO4·7H2O)中铁元素含量,设计实验流程如下,回答下列问题:
(1)步骤①需要用浓硫酸(质量分数为98.3 %)配制100 mL 1 mol·L-1的稀硫酸,所用的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及____________;
(2)步骤③所表示的一系列操作依次是:
a.过滤
b.洗涤
c.__________
d.冷却
e.称量
f.重复c~e直至固体质量不变
操作f的目的是_________________________________________________________;
(3)假设实验过程中铁元素无损耗,则每片补血剂含铁元素为________g(用含n的代数式表示)。
III.利用下图装置探究绿矾的热稳定性
(1)实验过程中,观察到③中品红溶液退色,据此推测FeSO4分解过程中最有可能被氧化的元素是___________,请写出④中反应的离子方程式:____________________;
(2)②中有白色沉淀生成,小组成员经过理论分析并结合(1)中的表述推测,绿矾分解的产物最有可能是下列各项中的______________(填序号字母)。
a.Fe2O3、SO3、H2O
b.Fe2O3、SO2、SO3、H2O
c.FeO、SO2、SO3、H2O
某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质,其化学式为___和___,原因是___。
(2)为验证气体成分,兴趣小组同学设计了如图所示装置进行了实验探究。
①为验证并吸收SO2,装置B中加入的试剂为___;装置C中品红溶液的作用是___。
②装置D中加入的试剂为___。
③装置G中可能出现的现象为___。
④装置H的作用为___。
(3)兴趣小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为___;
②为验证SO2的还原性,取试管b中充分反应后的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
方案III:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述方案中合理的是___(填I、II或III);试管b中发生反应的离子方程式为___。
已知:NOx能与Na2O2反应;NO和NO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成NO3ˉ和Mn2+。
I.用下图所示装置(略去夹持仪器)可制得少量亚硝酸钠(2NO+Na2O2=2NaNO2)。
(1)B、D的仪器名称是________,D的作用是________。
(2)通NO前,需先通一段时间N2,目的是________,
(3)E中主要反应的离子方程式为________,
(4)常温下,测得实验前后C的质量差值为0.30g,则制得NaNO2________g。
Ⅱ.NO2和Na2O2都有较强氧化性,为探究NO2与Na2O2反应的产物,提出如下假设:
假设i.NO2氧化Na2O2;假设ii.Na2O2氧化NO2。
甲同学设计如图所示实验装置:
请回答下列问题:
(5)单向阀在实现气体单向流通的同时,还有一个作用是___________。
(6)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃,甲同学据此认为假设i正确。乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,应在F、G之间增加一个M装置,M中应盛装__________(可供选择的试剂:碱石灰,浓硫酸饱和氯化钠溶液);乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃。得到结论:假设ⅱ正确。
请做出正确判断,写出NO2和Na2O2反应的化学方程式__________
某小组以4H++4I-+O2=2I2+2H2O为研究对象,探究影响氧化还原反应因素。
实验 | 气体a | 编号及现象 |
HCl | Ⅰ.溶液迅速呈黄色 | |
SO2 | Ⅱ.溶液较快呈亮黄色 | |
CO2 | Ⅲ.长时间后,溶液呈很浅的黄色 | |
空气 | Ⅳ.长时间后,溶液无明显变化 |
(1)实验Ⅳ的作用是______________。用CCl4萃取Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的溶液,萃取后下层CCl4的颜色均无明显变化。
(2)取萃取后上层溶液,用淀粉检验:Ⅰ、Ⅲ的溶液变蓝;Ⅱ、Ⅳ的溶液未变蓝。溶液变蓝说明Ⅰ、Ⅲ中生成了______________。
(3)查阅资料:I2易溶于KI溶液。下列实验证实了该结论并解释Ⅰ、Ⅲ的萃取现象。
现象x是______________。
(4)针对Ⅱ中溶液未检出I2的原因,提出三种假设:
假设1:溶液中c(H+)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是______________。
假设2:O2只氧化了SO2,化学方程式是______________。
假设3:I2不能在此溶液中存在。
(5)设计下列实验,验证了假设3,并继续探究影响氧化还原反应的因素。
i.取Ⅱ中亮黄色溶液,滴入品红,红色褪去。
ii.取Ⅱ中亮黄色溶液,加热,黄色褪去,经品红检验无SO2。加入酸化的AgNO3溶液,产生大量AgI沉淀,长时间静置,沉淀无明显变化。
iii.取Ⅱ中亮黄色溶液,控制一定电压和时间进行电解,结果如下。
电解时间/min | 溶液 | 阳极 | 阴极 |
t1 | 黄色变浅、有少量SO42- | 检出I2,振荡后消失 | H2 |
溶液无色、有大量SO42- | 检出I2,振荡后消失 | H2 |
结合化学反应,解释上表中的现象:______________。
(6)综合实验证据说明影响I-被氧化的因素及对应关系______________。
某实验小组探究少量Cl2和FeBr2反应的过程。
(1)配制FeBr2溶液:
ⅰ.配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液;
ⅱ.上述溶液呈淡黄色。取少量此溶液,向其中滴入KSCN溶液,变为浅红色。
①配制50mL1.0mol/LFeBr2溶液需要的玻璃容器是________________。
②由ⅱ可知,此FeBr2溶液呈黄色的原因是其中含有________,用离子方程式解释产生其原因:_______。
(2)氯气和FeBr2反应实验操作及现象如下:
据此甲同学得出结论:少量Cl2既能和Fe2+又能和Br-发生氧化还原反应。
①Cl2和Fe2+发生反应的离子方程式是________________。
②乙同学认为上述实验不能证明Cl2和Br-发生反应,理由是_____________。
③乙同学改进实验如下:在上述FeBr2溶液中加入过量铁粉,取上清液2 mL,向其中滴加3滴饱和氯水后,再加入CCl4,振荡后静置,观察现象。乙得出结论:少量Cl2只与Fe2+反应,不与Br-反应。乙得出该结论依据的实验现象是____________________。
(3)丙同学继续设计实验,探究反应过程:
①转移到大试管前CCl4液体中呈红棕色的物质是___________。
②丙通过此实验可得出结论:________。
化学变化是有条件的。某小组同学探究I-与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。已知同浓度的稀溶液中氧化性:Ag+>Fe3+>Cu2+。
实狯 | 现象 | |
编号 | 溶液x | |
I | 0.1mol/LFe(NO3)2,pH≈l | 溶液黄色立即加深,30秒后溶液变为褐色,无浑浊 |
Ⅱ | KNO3和HNO3,其中c(NO3-)=0.3mol/L,pH≈1 | 1小时内溶液颜色始终保持无色 |
Ⅲ | 0.1mol/LAgNO3 | 迅速变浑浊,离心分离后上层溶液为无色(经检测无I2),固体为黄色(AgI) |
IV | 0.1mol/LCu(NO3)2 | 5秒后溶液由浅蓝色变为黄色并产生浑浊,离心分离后上层溶液为黄色(经检测有I2),固体为白色(CuI) |
(1)根据实验I和Ⅱ,请回答下列问题。
①由“黄色立即加深”初步判断有I2生成,选择___(填试剂)进一步证实生成了I2。
②写出Fe3+与I-反应的离子方程式___,该条件下氧化性:Fe3+___I2(选填“>”或“<”)。
③实验Ⅱ的目的是___。
(2)实验Ⅳ中Cu2+与I-反应的离子方程式是___,甲同学得出氧化性:Cu2+>I2。
(3)乙同学认为甲同学的结论不合理,分析原因:实验Ⅲ应有I2生成,但却生成了AgI沉淀,因此推测实验Ⅳ中I2的生成,与CuI沉淀有关,故不能确定氧化性:Cu2+>I2,并用如图装置进行验证。K闭合后,较长时间发现两侧溶液均无明显变化。乙同学为了进一步判断Cu2+和I2的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入少量___(填试剂),发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:Cu2+___I2(选填“>”或“<”)。
(4)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅲ没有发生2Ag++2I-=2Ag+I2的反应,原因是生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验Ⅳ发生氧化还原反应的原因是___。
(5)小组同学反思实验,反应体系中,各物质浓度对氧化还原反应是否发生都有一定的影响。