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工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3,为检验FeSO4高温分解的产...

工业上常通过高温分解FeSO4的方法制备Fe2O3,为检验FeSO4高温分解的产物,并进行有关探究实验,回答下列问题:

实验一:高温分解FeSO4,利用如图1所示的实验装置进行实验。

已知:①SO2熔点为-72℃,沸点为-10℃;②SO3熔点为-16.8℃,沸点为44.8℃。

1)连接装置,检验气密性良好,放入药品,通入一段时间N2然后加热,通入N2的目的是___

2)隔绝空气加热至650℃,看到B中有白色沉淀,D试管中有无色液体,硬质玻璃管中的固体变为___,同时有两种无色气体生成,写出该反应的化学方程式___

3)反应完毕后,停止加热冷却后,取硬质玻璃管中固体,加盐酸,反应的离子方程式是___,将反应后所得溶液滴入D试管中,溶液变为浅绿色,该反应的离子方程式是___

实验二:探究高温分解FeSO4生成的气体

4)用如图2所示装置设计实验,验证高温分解FeSO4生成的气态物质

①按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c-___

②试剂X的名称是___

③充分反应后,利用装置 III中圆底烧瓶内混合物测定已分解的FeSO4的质量,向圆底烧瓶中逐渐滴入氯化钡溶液,直到沉淀完全;然后过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,烘干并冷却至室温,称重.若最终得到沉淀的质量为Wg,则已分解的FeSO4的质量__g

 

排除装置中的空气 红棕色 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ a-b-f-g-d 品红溶液 【解析】 实验一:二氧化硫在加热条件下很容易被空气中的氧气氧化;根据题意同时有两种无色气体生成,B中有白色沉淀,判断两种气体可能为二氧化硫和三氧化硫,根据化合价的改变,则还有Fe2O3; 实验二:A装置为FeSO4在高温下分解生成Fe2O3、SO3和SO2的装置,三氧化硫易和水反应生成硫酸,三氧化硫熔点高,故先用冰水混合物使三氧化硫液化,检验二氧化硫用品红溶液,二氧化硫有毒,会污染空气,需要尾气处理;装置Ⅲ中圆底烧瓶内是三氧化硫,加入氯化钡全部反应生成硫酸钡沉淀,根据沉淀质量计算生成三氧化硫的物质的量,结合化学方程式计算分解的硫酸亚铁质量。 实验一:在加热条件下,二氧化硫很容易被空气中的氧气氧化,所以在加热之前,通入的目的是排除装置中的空气; 中有白色沉淀,该沉淀为硫酸钡,有两种无色气体生成,则应为二氧化硫和三氧化硫,硫元素化合价降低,则铁元素化合价升高为三氧化二铁,红棕色,化学方程式为:; (3).根据方程式硬质玻璃管中的固体为三氧化二铁,所以离子方程式为:;将反应后所得溶液滴入D试管中,溶液中铁离子被还原成浅绿色的亚铁离子,二氧化硫被氧化成硫酸根离子,该反应的离子方程式为; 实验二: (4)①装置I为在高温下分解生成、和的装置,三氧化硫易和水反应生成硫酸,三氧化硫熔点高,故先用冰水混合物使三氧化硫液化,即c和a相连,检验二氧化硫用品红溶液,故Ⅳ中装有品红溶液,即b和f相连,二氧化硫有毒,会污染空气,故用氢氧化钠溶液吸收,即g和d相连;顺序为; 气体具有漂白性,可使品红溶液褪色,故装置Ⅳ中装有品红溶液,检验二氧化硫的生成; 装置Ш中得到的是三氧化硫,经过一系列过程最终得到沉淀为硫酸钡,沉淀的质量为Wg 依据硫元素守恒结合化学方程式定量关系可知, 2 1 已分解的硫酸亚铁质量为。
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考点分析:
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碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料,其化学式一般可表示为Cu(OH)2•xCuCO3。某实验小组设计如下几个实验方案,测定碱式碳酸铜的组成,完成下列填空。

[方案一]用如图实验装置进行实验(夹持仪器省略),先通一段时间氮气,然后加热,加热完毕,再通一段时间氮气。

加热完毕再通一段时间氮气的作用是___

若实验取14.200g样品,B装置增重0.900gC装置增重3.300g,则x=___

[方案二]用如图装置测定碱式碳酸铜与足量稀硫酸反应生成CO2的体积。

为了减小实验误差,量气管中液体M的选择原则是___

通过实验,测得该试样中x值偏低,产生这种现象的原因可能是___

a.CO2气体中含有水蒸气

b.测定气体体积时未冷却至室温

c.Y型管中留有反应生成的气体

d.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面

[方案三]该小组同学又用如下方案测定碱式碳酸铜的组成。

煮沸的目的主要是___

若滴定时NaOH加入过量,则x___(偏大偏小不变”)

 

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某学习小组探究MgNaHCO3溶液反应的机理,做了如下探究。

实验一:

 

实验A

实验B

操作

在注射器中加入过量镁片(擦去表面氧化膜),吸入15mL饱和NaHCO3溶液。

在注射器中加入过量镁片(擦去表面氧化膜),吸入15mL蒸馏水。

现象

有气体产生,20min后注射器内壁和底部产生大量白色沉淀

缓慢产生气体

 

 

1)实验B的目的是___

实验二:

2)根据实验二,实验A中产生的气体是___(填分子式)

实验三:分别取少量实验AB的上层清液于两支试管中,各加入2BaCl2溶液,A中立即产生白色沉淀,B中无明显现象。

3)实验三说明MgNaHCO3溶液反应产生了___(填离子符号)

实验四:该小组同学对实验A中产生的白色沉淀做出如下猜测:并用图所示装置进行实验,进一步确定白色沉淀的成分。

 

猜测1:白色不溶物可能为Mg(OH)2

猜测2:白色不溶物可能为MgCO3

猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)2xMgCO3]

4)若用装置AB组合进行实验,B中有白色浑浊,则猜想___不正确;将装置按ACB的顺序组合进行实验,当出现___现象时,猜想3是正确的。

实验五:用图所示装置测定碱式碳酸镁[yMg(OH)2xMgCO3]的组成:

5)称取干燥、纯净的白色不溶物7.36g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置AB中。实验后装置A增重0.72g,装置B增重2.64g。装置C的作用是___,白色不溶物的化学式为___

 

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次硫酸氢钠甲醛(aNaHSO2bHCHOcH2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。某化学兴趣小组以Na2SO3SO2HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛。已知次硫酸氢钠甲醛易溶于水,微溶于乙醇,具有强还原性,且在120℃以上会发生分解。实验装置(如图1所示)及步骤如下:

I.在三颈烧瓶中加入一定量的Na2SO3和水,搅拌溶解后缓慢通入SO2,制得NaHSO3溶液。

II.将装置A中导气管换成橡皮塞。向三颈烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量37%的甲醛溶液,不断搅拌,在8090℃左右的水浴中反应约3h后趁热过滤,试剂X洗涤。

III.将滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;往滤液中加入适量试剂Y,析出晶体,过滤;合并滤渣,试剂Z洗涤,干燥得到产品。

请回答下列问题:

1Na2SO3水溶液中,含硫微粒H2SO3HSO3-SO32-pH的分布如图2所示,则步骤I中确定何时停止通SO2的实验操作为___

2)下列说法中正确的是___

A.B中烧杯中盛放的试剂可以是NaOH溶液

B.试剂Y是无水乙醇;试剂X与试剂Z都是乙醇的水溶液

C.冷凝管内冷凝回流的主要物质是HCHO

D.步骤III中所选择的干燥操作应为真空干燥

3)步骤II中的水浴加热相比于与酒精灯直接加热,除了有使三颈烧瓶受热更均匀、较低温度下减少产物的分解之外,还有___的优点。化学兴趣小组的同学为完成所设计的实验,除图1中装置仪器外,还需要使用到的仪器有___

4)步骤III中蒸发浓缩时应注意的问题有___(并简要说明理由)

5AHMT分光光度法常用于测定溶液样本中甲醛的浓度。其原理是:甲醛与AHMT溶液在碱性条件下缩合后,经高碘酸钾氧化成一种紫红色化合物,其对特定波长光的吸收程度(即色泽深浅)与甲醛在一定浓度范围内成正比。现测得该紫红色化合物的吸光度AHCHO标准溶液的浓度关系如图3所示:

该化学兴趣小组的同学设计了如下实验确定次硫酸氢钠甲醛的组成:

I.准确称取1.5400g样品,完全溶于水配制成100mL溶液

II.25.00mL所配溶液经AHMT分光光度法测得溶液吸光度A=0.4000

III.另取25.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后,再加入BaCl2溶液充分反应,得到0.5825g白色沉淀。其反应原理为:

aNaHSO2•bHCHO•cH2O+I2→NaHSO4+HI+HCHO+H2O(未配平)

①通过计算可知次硫酸氢钠甲醛的化学式为___

②结合三颈烧瓶内发生的合成反应产物分析,题干的步骤II中,不断搅拌的目的为:___

③若向吊白块溶液中加入氢氧化钠,甲醛会发生自身氧化还原反应,生成两种含氧有机物。写出该反应的离子方程式___

 

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某课外活动小组根据镁与CO2的反应设计实验探究镁与NO2的反应

甲同学推测产物是MgON2

乙同学推测产物除了MgON2外,固体中还可能含有Y。

该小组同学设计了以下装置探究镁与NO2反应的固体产物,并测定其组成。


1实验开始时,先关闭止水夹后打开弹簧夹,再打开分液漏斗活塞,当硬质玻璃管充满红综色气体后,打开止水夹,关闭弹簧夹,最后点燃酒精灯。这样做的目的是___________________________________________________________

(2)装置B中的试剂可以选用________

A、浓硫酸       B、无水氯化钙      C、五氧化二磷      D、碱石灰

(3)装置C中盛装氢氧化钠溶液的作用是:___________________________________

(4)为保证生成气体体积的准确性,读取量筒刻度时应注意的问题是①气体恢复至室温再读数;_______________________________;③______________________________。 

(5)实验结束后同学们将固体产物取出与水反应,发现有刺激性气味的气体产生,该气体能使湿润的石蕊试纸变蓝。说明乙组同学推测正确,请写出Y与水反应的化学方程式__________________________________

(6)若初始加入镁粉质量为3.6 g,在足量的NO2中充分反应后 ,收集到N2体积为448mL (标准状况),则产物中MgO的质量是_________

 

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碱式碳酸铜[Cu(OH)2•CuCO3]是一种用途广泛的化工产品,实验室制备碱式碳酸铜的反应原理为:2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu(OH)2•CuCO3↓+CO2↑+2Na2SO4。回答下列问题:

1)配制100mL浓度均为0.50mol•L-1CuSO4溶液和Na2CO3溶液,需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管和___

2)取50mL0.50mol•L-1CuSO4溶液加入50mL0.50mol•L-1Na2CO3溶液中,反应后烧杯底部出现大量蓝绿色沉淀。设计实验证明蓝绿色沉淀中混有难溶于水的碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4],实验步骤是:过滤,___

3)按最佳配比 n(CuSO4)n(Na2CO3)=11.2进行实验,反应15min,所得实验结果如下:

温度/

60

65

75

80

90

沉淀量/g

1.295

1.303

1.451

1.340

1.292

 

 

分析75℃时沉淀量最多的原因:___

4)查阅资料可知碱式碳酸铜的组成有多种,可用xCu(OH)2•yCuCO3表示。某小组利用以下装置测定某碱式碳酸铜样品的组成:

A中发生反应的化学方程式是___

②加热时持续通入N2的目的是___

③称取32.0g样品,充分反应后得到24.0g残留物,B增重3.6gC增重4.4g。该样品的化学式为___。若对调BC装置的位置,___(不能”)测算出该样品的化学式。

 

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