某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下:
提出猜想:
问题1:在元素周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性弱于的Fe3+,Cu+的稳定性也弱于Cu2+吗?
问题3:硫酸铜溶液呈蓝色,铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗?
实验探究:
Ⅰ.解决问题1:
(1)实验需配制100mL0.50mol•L-1CuSO4溶液,必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、___、___。
(2)为达到目的,某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。
①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量,观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解;
②___。
Ⅱ.解决问题2的实验和现象如下:
①取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;
②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题:
(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式:___。
(4)从实验中可得出的结论:当温度在1000℃以上时___(填Cu2+或Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。
Ⅲ.解决问题3,某同学设计的实验如下:
取一铜片装入试管,加入适量的浓硝酸,观察溶液的颜色变化。
(5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷,原因是___。
(6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色,有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)。___
实验步骤 | 实验结论 |
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二氧化氯是高效、低毒的消毒剂。已知:ClO2是一种黄绿色易溶于水的气体,具有强氧化性,回答下列问题:
(1)ClO2的制备及性质探究装置如图:
①仪器a的名称为___,装置B的作用是___。
②装置C用于制备ClO2,同时还生成一种酸式盐,该反应的化学方程式为___。装置D的作用是___。
③ClO2可用于处理碱性含硫废水(硫被氧化为最高价态),ClO2与Na2S溶液反应的离子方程式为___。
④装置E用于吸收尾气,反应可得NaClO2溶液。已知NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O,在温度高于38℃时析出的晶体是NaClO2。请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤:
ⅰ.___;
ⅱ.___;
ⅲ.洗涤;
ⅳ.干燥。
(2)测定生成ClO2的质量
实验步骤如下:
a.取下装置D,将其中的溶液转入250mL容量瓶,用蒸馏水洗涤装置D2~3次,并将洗涤液一并转移到容量瓶中,加蒸馏水稀释至刻度。
b.从容量瓶中取出25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol•L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),指示剂显示终点时消耗硫代硫酸钠溶液24.00mL。
①滴定至终点的现象是___。
②进入装置D中的ClO2的质量为___。
③若滴定开始仰视读数,滴定终点时正确读数,则测定结果___(填偏高偏低或不变)。
绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加___溶液,溶液颜色无明显变化,由此可知样品中无Fe3+。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,称石英玻璃管(带开关K1和K2)(设为装置A)的质量,记为m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次称其质量,记为m2g。按如图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是___。
②将下列实验操作步骤正确排序___(填字母);重复上述操作步骤,直至A质量不变,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却至室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式,结晶水数目x=___。若实验时按a、d次序操作,则使x___(填偏大偏小或无影响)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已质量不变的装置A接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为___(填字母),可观察到C、D中有气泡冒出。
a.品红 b.NaOH C.BaCl2 d.Ba(NO3 )2 e.浓硫酸
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式:___。
FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性
Ⅰ.实验室制备FeBr2
实验室用下图所示装置制取溴化亚铁.其中A为CO2发生装置,D和d中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管,e是两个耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉。
实验开始时先将铁粉加热至600℃~700℃,然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中,E管中反应开始,不断将d中液溴滴入100℃~120℃的D中,经过几小时的连续反应,在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁。
请回答:
(1)若在A中盛固体CaCO3,a中盛6mol/L盐酸,B处是装有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,则图中C处的装置和其中的试剂应是:________,为防止污染空气,实验时应在F处连接盛________的尾气吸收装置。
(2)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用有两个:①是利用CO2把反应器中空气赶尽;②是________.
Ⅱ.探究FeBr2的还原性
(1)实验需要90 mL 0.1 mol·L-1FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外还需的玻璃仪器是________。
(2)取10mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:
假设1:Br- 被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;
假设2:Fe2+ 被Cl2氧化成Fe3+。
设计实验证明假设2是正确的_______________________________
(3)实验证明:还原性Fe2+ > Br-请用一个离子方程式来证明:_____________;
(4)若在40mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3molCl2,则反应的离子方程式为:____________。
某同学探究Cu与NO的反应,查阅资料:①Cu与NO反应可生成CuO和N2,②酸性条件下,NO或NO2–都能与MnO4–反应生成NO3–和Mn2+
(1)实验室利用Cu和稀HNO3制备NO,写出反应的化学方程式_____________。
(2)选用如图所示装置完成Cu与NO的实验。(夹持装置略) 实验开始前,向装置中通入一段时间的N2。回答下列问题:
①使用铜丝的优点是_____________________装置E的作用为_______________。
②装置C中盛放的药品可能是_________;
③装置D中的现象是_______________;装置F中反应的离子方程式是_______________。
(3)测定NaNO2和NaNO3 混合溶液中NaNO2的浓度。 取25.00mL混合溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液体积/mL | 20.90 | 20.12 | 20.00 | 19.88 |
①第一次实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________(填字母代号)。
a.锥形瓶洗净后未干燥
b.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
c.滴定终点时仰视读数
d.酸性KMnO4溶液中含有其他氧化性试剂
e.锥形瓶洗净后用待测液润洗
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为___________________。
③NaNO2 的物质的量浓度为__________
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 |
① | Cr2(SO4)3溶液呈绿色 |
② | 酸性条件下,K2Cr2O7溶液和H2O2溶液反应生成CrO5,CrO5进一步反应生成Cr3+和O2 |
③ | CrO5可溶于水,易溶于乙醚得到蓝色溶液 |
④ | 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 |
Ⅰ | 组装仪器 | —— |
Ⅱ | ? | —— |
Ⅲ | 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+和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___。