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重铬酸钾别名为红矾钾,室温下为橙红色晶体,溶于水,不溶于乙醇。它被国际癌症研究机...

重铬酸钾别名为红矾钾,室温下为橙红色晶体,溶于水,不溶于乙醇。它被国际癌症研究机构划归为第一类致癌物质,而且是强氧化剂,在实验室和工业中都有很广泛的应用。实验小组研究酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应。相关资料如下:

序号

资料

Cr2(SO4)3溶液呈绿色

酸性条件下,K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5CrO5进一步反应生成Cr3+O2

CrO5可溶于水,易溶于乙醚得到蓝色溶液

乙醚是一种无色不溶于水,密度比水小的有机溶剂,化学性质稳定

 

甲同学采用如图装置进行实验,探究了酸性条件下K2Cr2O7溶液和H2O2溶液的反应产物,实验步骤、操作等内容如下:

实验步骤

实验操作

实验现象

组装仪器

——

——

向盛有H2O2溶液的仪器X中加入一定量的K2Cr2O7溶液和硫酸

溶液立即变为紫红色,此时pH=1,观察到溶液中持续产生气泡,最终溶液变为绿色

 

回答下列问题:

1)用以上装置证明实验中产生的气体有氧气,装置的连接顺序是a→________

2)图中仪器X的名称是___

3)实验步骤Ⅱ是___

4)实验中紫红色溶液含有CrO5

①验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是___

②已知CrO5的结构式为,生成CrO5的反应,不是氧化还原反应,则该反应的离子方程式为___

5)对上述实验中产生氧气、溶液变为绿色的原因,做出的假设①是CrO5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr3+O2。你还能做出的假设②是___

6)设计实验,选择合适的试剂,验证(5)中的假设①,你的设计是___

 

e d b(c) c(b) 锥形瓶 检验装置的气密性 取少量紫红色溶液加入试管中,加入乙醚,振荡、静置,液体分为两层,上层呈蓝色 Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2 取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的pH=1的硫酸中,观察现象,如果乙醚层由蓝色变为无色,水层变为绿色,则说明假设①成立 【解析】 (1)根据氧气和铜反应生成黑色的氧化铜进行检验氧气的产生;制取气体的装置必须先检查装置的气密性; (2)①CrO5可溶于水,易溶于乙醚得到蓝色溶液,可以此检验; ②酸性条件下,K2Cr2O7 溶液和H2O2溶液反应生成CrO5,且生成CrO5的反应不是氧化还原反应; (3)①实验II步骤i中消耗的CrO5与生成的O2的物质的量之比为2:3,反应中Cr元素化合价由+6价降低为+3价,0元素化合价由-1价升高到0价,且生成过氧化氢;②O2来源于CrO5、H2O2中的-1价O且-1价O过量,当CrO5的量相同时,生成O2的体积相同; (4)溶液中持续产生气泡,最终溶液变为绿色,生成的气体为氧气,且生成Cr3+。 (1)用以上装置证明实验中产生的气体有氧气,产生的气体干燥后通入铜粉,铜粉是否变色判定是否有氧气生成,故装置的连接顺序是,故答案为:e、d、、; (2)图中仪器X的名称是锥形瓶,故答案为:锥形瓶; (3)在进行正式实验前首先要检验装置的气密性,故实验步骤Ⅱ是:检验装置的气密性,故答案为:检验装置的气密性; (4)实验中紫红色溶液含有CrO5。验证紫红色溶液中含有CrO5的操作及现象是:取少量紫红色溶液加入试管中,加入乙醚,振荡、静置,液体分为两层,上层呈蓝色,故答案为:取少量紫红色溶液加入试管中,加入乙醚,振荡、静置,液体分为两层,上层呈蓝色; 生成CrO5的反应,不是氧化还原反应,则该反应的离子方程式为:Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O,故答案为:Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O; (5)对上述实验中产生氧气、溶液变为绿色的原因,做出的假设①是CrO5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr3+和O2;还能做出的假设②是CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2,故答案为:CrO5在酸性溶液中与H2O2反应生成Cr3+和O2; (6)设计实验,选择合适的试剂,验证(5)中的假设①,就是验证CrO5在酸性溶液中不稳定,自身氧化还原生成Cr3+和O2,故可设计为:取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的的硫酸中,观察现象,如果乙醚层由蓝色变为无色,水层变为绿色,则说明假设①成立,故答案为:取一定体积的CrO5的乙醚溶液加入盛有一定体积的的硫酸中,观察现象,如果乙醚层由蓝色变为无色,水层变为绿色,则说明假设①成立。  
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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。

IFeSO4·7H2O(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ce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___________,请写出中反应的离子方程式:____________________

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)。

aFe­2O3SO3H2O

bFe2O3SO2SO3H2O

cFeOSO2SO3H2O

 

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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______,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___(I、IIIII);试管b中发生反应的离子方程式为___

 

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已知:NOx能与Na2O2反应;NONO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成NO3ˉMn2+

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)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.NO2Na2O2都有较强氧化性,为探究NO2Na2O2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:假设正确。

请做出正确判断,写出NO2Na2O2反应的化学方程式__________

 

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某小组以4H4IO22I22H2O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

.溶液迅速呈黄色

SO2

.溶液较快呈亮黄色

CO2

.长时间后,溶液呈很浅的黄色

空气

.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______________

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cH)较小。小组同学认为此假设不成立,依据是______________

假设2O2只氧化了SO2,化学方程式是______________

假设3I2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______________

 

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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:________

 

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