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(某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。 实验一 制取氯酸钾和氯水 ...

某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。

实验一 制取氯酸钾和氯水

利用下图所示的实验装置进行实验。

(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有________

(2)若对调BC装置的位置,________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。

实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究

(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):

试管编号

1

2

3

4

0.20 mol·L1 KI/mL

1.0

1.0

1.0

1.0

KClO3(s)/g

0.10

0.10

0.10

0.10

6.0 mol·L1H2SO4/mL

0

3.0

6.0

9.0

蒸馏水/mL

9.0

6.0

3.0

0

实验现象

 

 

 

 

 

系列a实验的实验目的是________________

②设计1号试管实验的作用是________________

③若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为___________________________

实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量

(4)该小组设计的实验方案为使用下图装置,加热15.0 mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是__________________________。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)

(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):______________________________________________________________________

资料:ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂;

ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2FeCl2等物质还原成Cl

 

(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)(2)能(3)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响;②硫酸浓度为0的对照实验 ③ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案无法测定试样含氯总量(或其他合理答案)(5)量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量(或其他合理答案) 【解析】 实验一制取氯酸钾和氯水  A装置二氧化锰和浓盐酸来制取氯气,该反应为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,B装置:氯气与热的KOH溶液发生反应3Cl2+6KOH(浓)5KCl+KClO3+3H2O,产生氯酸钾和氯化钾及水,挥发出的HCl极易溶于水,和氢氧化钾反应HCl+KOH=KCl+H2O,尾气用氢氧化钠吸收,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O, (1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶需要玻璃仪器烧杯、过滤、洗涤需要漏斗、玻璃棒、胶头滴管; (2)实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气,制得的氯气中含有氯化氢,HCl极易溶于水,能和KOH反应生成KCl杂质,若对调B和C装置,可以除去氯化氢杂质,能提高B中氯酸钾的产率; 实验二氯酸钾与碘化钾反应的探究 (3)①根据表格数据试管1、2、3、4中都是0.20mol•L-1KI/mL,KClO3(s)0.10g,改变的只有硫酸的体积和水的量,所以研究的目的就是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响; ②1号试管硫酸浓度未0,设计1号试管实验的作用是做对照实验,比较硫酸浓度对反应产物的影响; ③若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色说明有碘单质生成,假设氧化产物唯一,还原产物为氯化钾,根据氧化还原反应中电子守恒和原子守恒书写该反应的离子方程式; 实验三测定饱和氯水中氯元素的总量 (4)氯气能溶于水,次氯酸不稳定易分解生成氯化氢、氧气,因存在氯气的重新溶解以及次氯酸分解等,此方案无法测算试样含氯总量; (5)根据题干信息次氯酸会破坏酸碱指示剂,因此实验设计时不用酸碱指示剂,可以利用氯水的强氧化性,向该溶液中加入足量的H2O2溶液,发生氧化还原,H2O2被氧化变为O2,氯气被还原成Cl-,然后加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,发生沉淀反应Ag++Cl-=AgCl↓产生沉淀,称量沉淀质量,根据氯元素守恒确定氯元素的质量。 试题(1)制取实验结束后,由取出B中试管进行的操作(冷却结晶、过滤、洗涤),可知该实验操作过程中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管,故答案为烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管; (2)Cl2与热的KOH溶液反应生成KClO3、KCl和H2O,与冷的KOH溶液反应生成KClO、KCl和H2O。因此,若将装置B、C的位置对调,可以除去Cl2中的杂质气体HCl,故能提高B中KClO3的产率,故答案为能; (3)①根据表格中的数据可知:KI、KClO3的物质的量及浓度不变,改变的是硫酸溶液的体积和水的多少,二者的总体积相等,由此可见系列a实验的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响,故答案为研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响; ②设计1号试管实验的作用是作对照实验,比较影响结果,故答案为硫酸浓度为0的对照实验; ③根据2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色,证明生成了I2;若氧化产物唯一,还原产物为KCl,根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及元素原子守恒可知该反应的离子方程式为:ClO3-+6I-+6H+===Cl-+3I2+3H2O,故答案为ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O; (4)该小组设计的实验方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等,无法测定试样含氯总量,故答案为因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案无法测定试样含氯总量; (5)由于HClO具有强氧化性会破坏酸碱指示剂,因此实验设计时不能用酸碱指示剂,可以利用氯水的强氧化性,向该溶液中加入足量的H2O2溶液,H2O2把氯元素完全还原为Cl-,H2O2被氧化成O2,然后加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的AgNO3溶液,过滤、洗涤生成的AgCl沉淀,干燥后称量沉淀质量,结合氯原子守恒即可确定其中含有的氯元素的质量,故答案为量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量。  
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考点分析:
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SO2在工业生产和食品加工等行业用途广泛。某化学小组对SO2的一些性质和反应进行探究。回答下列问题:

I.为探究SO2Na2O2的反应产物,进行如下实验。

1)提出假设。假设一:反应产物为Na2SO3O2;假设二:反应产物为___(填化学式)

2)实验验证。

m的名称为___

A中若用稀硫酸代替70%的硫酸,不足之处为___

③试剂X不宜选择___(填选项字母)

a.生石灰   b.CaCl2   c.硅胶   d.P2O5

B的作用___

II.SO2可以用作葡萄酒的抗氧化剂和防腐剂。该小组同学通过下列操作测定某葡萄酒样品SO2的总含量:量取V1mL样品,加入足量稀H2SO4;将生成的SO2全部蒸出并用足量NaOH溶液吸收;调节溶液的pH后,用cmol/L的标准I 2溶液滴定至终点,消耗标准液的体积为V 2mL

3)滴定反应的离子方程式为___;样品中的总含量为___mg/L(用含cV 1V 2的代数式表示)

4)若用足量稀盐酸代替稀H2SO4,会导致所测SO2的总含量___(填偏高偏低或无影响)

III.(5)设计实验证明H 2SO3的酸性强于H 2CO3___(供选试剂:NaHCO3溶液、CO2SO2KMnO4(H+)溶液、NaOH溶液、澄清石灰水)

 

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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:

.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;

___

.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80100℃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___(Cu2+Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。

.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:

1ClO2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___

ClO2可用于处理碱性含硫废水(硫被氧化为最高价态)ClO2Na2S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:

.___

.___

.洗涤;

.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D23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)

 

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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K1K2)(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K1K2   d.打开K1K2,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ad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K1K2,缓缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

CD中的溶液依次为___(填字母),可观察到CD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:___

 

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FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性

.实验室制备FeBr2

实验室用下图所示装置制取溴化亚铁.其中ACO2发生装置,Dd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CaCO3a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________.

.探究FeBr2的还原性

(1)实验需要90 mL 0.1 mol·L1FeBr2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)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1Br Cl2氧化成Br2溶解在溶液中;

假设2Fe2+ 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3×103molCl2,则反应的离子方程式为:____________

 

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