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铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元...

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与硫酸反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

.铁矿石中含氧量的测定以下实验过程不完整请补充完整。

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1)按上图组装仪器______________________________________________

2)将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中装置BC中的药品如图所示(夹持仪器均省略);

3)从左端导气管口处不断地缓缓通入H2____________________________

点燃A处酒精灯;

4)充分反应后撤掉酒精灯________________________________________

5)测得反应后装置B增重2.25 g则铁矿石中氧的百分含量为________

.铁矿石中含铁量的测定,流程如下。

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1)步骤中煮沸的作用是___________________________________________

2)步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________

3)下列有关步骤的操作中说法正确的是________

a因为碘水为黄色所以滴定过程中不需加指示剂

b锥形瓶不需要用待测液润洗

c滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂

d滴定过程中眼睛注视滴定管中液面变化

e滴定结束后30 s内溶液不恢复原来的颜色再读数

f滴定结束后滴定管尖嘴部分有气泡则测定结果偏大

4)若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L1 KI溶液20.00 mL则铁矿石中铁的百分含量为________

.可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________

 

Ⅰ.(1)检查装置的气密性 (3)待装置C出口处氢气验纯后 (4)再持续通入氢气至硬质玻璃管完全冷却 (5)25.0% Ⅱ.(1)赶走溶液中溶解的过量Cl2 (2)玻璃棒 (3)be (4)70.0% Ⅲ.Fe4O5 【解析】本题考查铁矿石中铁的氧化物的化学式的探究。 Ⅰ.实验开始前一定要先检查装置的气密性,再装入药品;在点燃A处酒精灯之前一定要先检验氢气的纯度;撤掉酒精灯后,一定要再通入氢气一段时间,直至硬质玻璃管冷却至室温,以防铁重新被氧化。装置B增加的质量即为生成水的质量,其中m(O)=2.25 g×=2.0 g,氧元素的质量分数为×100%=25.0%。Ⅱ.(1)因为是用KI溶液进行滴定,但氯气也能与KI反应,影响实验结果,所以必须除去溶液中溶解的氯气。(2)配制一定物质的量浓度的溶液,需要用玻璃棒搅拌、引流。(3)碘水的黄色不明显,a错误。滴定时发生反应:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,滴定时如果加入淀粉,则溶液变蓝,但滴定终点时没有颜色变化,所以不能用淀粉作指示剂,c错误。滴定过程中要观察锥形瓶中溶液颜色的变化,不能注视滴定管中液面变化,d错误。滴定结束后,滴定管尖嘴部分有气泡,则所测KI溶液消耗量偏低,测定结果偏低,f错误。 (4)根据2Fe3++2I-=2Fe2++I2可知10.0 g铁矿石中,n(Fe)=0.500 0 mol·L-1×0.02 L×=0.125 mol,m(Fe)=7.0 g,则铁元素的质量分数为70.0%。Ⅲ.铁的氧化物中,n(Fe)∶n(O)=∶=4∶5,所以其化学式为Fe4O5。  
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考点分析:
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某化学小组在学习元素周期律知识后,对教材中Cl2Fe2氧化成Fe3的实验进一步思考并提出问题:Cl2能将Fe2氧化成Fe3那么Br2I2能否将Fe2氧化成Fe3

环节一:理论推测。

部分同学认为Br2I2都能将Fe2氧化成Fe3依据是____________________

_________________________________________________________________

部分同学认为Br2I2都不能将Fe2氧化成Fe3。还有同学认为Br2能将

Fe2氧化成Fe3I2不能依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。

环节二:设计实验进行验证。

向大试管中加入适量铁粉加入10 mL稀盐酸振荡试管充分反应后铁粉有剩余取上层清液进行下列实验。

实验1

试管

操作

现象

先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液再向试管中滴加少量红棕色的溴水振荡试管

溶液为

黄色

先向试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液再向试管中滴加少量棕黄色的碘水振荡试管

溶液为

黄色

 

环节三:实验现象的分析与解释。

1)甲同学认为试管中的现象说明溴水能将Fe2氧化反应的离子方程式为_________________________________________________________________

乙同学认为应该补做实验才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验:

实验2

操作

现象

 

 

 

2)该小组同学对试管中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论并提出了两种假设:

假设1:碘水与FeCl2溶液不反应黄色是碘水稀释后的颜色。

假设2.________________

实验3:进行实验以判断假设是否成立。

操作

现象

向试管所得的溶液中继续加入0.5 mL CCl4充分振荡,静置一段时间。取出上层溶液,滴加KSCN溶液

静置后上层溶液几乎无色下层溶液为紫色;取上层溶液滴加KSCN溶液后溶液呈浅红色

 

丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立丁同学认为不严谨于是设计了实验4继续探究。

实验4

操作

现象

向另一支试管中加入2 mL新制的FeCl2溶液滴加0.5 mL碘水后再加入0.5 mL乙酸乙酯充分振荡静置一段时间。取出下层溶液滴加KSCN溶液

静置后上层溶液为紫色下层溶液几乎无色;取下层溶液向其中滴加KSCN溶液后溶液没有呈浅红色

 

你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是___________________________

丁同学根据实验4的现象得出结论:在本次实验条件下碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。

3Cl2Br2I2氧化Fe2的能力逐渐减弱从原子结构角度解释原因:______________________________________________________________________

 

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二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂,是一种黄绿色的气体,易溶于水。

.1ClO2可由KClO3H2SO4存在的条件下与Na2SO3反应制得。则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比是________

.实验室也可用NH4Cl、盐酸、NaClO2(亚氯酸钠)为原料制备ClO2其流程如下:

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2)写出电解时发生反应的化学方程式:________________________________

3)除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________。(填序号)

A饱和食盐水              B.碱石灰

C浓硫酸                  D.水

4)测定ClO2(如图)的过程如下:在锥形瓶中加入足量的碘化钾100 mL水溶解后再加3 mL硫酸溶液;在玻璃液封管中加入水;将生成的ClO2气体通过导管在锥形瓶中被吸收;将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液,用c mol·L1硫代硫酸钠标准溶液滴定(I22S2O32-=2IS4O62-共用去V mL硫代硫酸钠溶液。

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装置中玻璃液封管的作用是______________________________________

请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式__________________________

滴定终点的现象是_______________________________________________

测得通入ClO2的质量mClO2)=________。(用含cV的代数式表示)

5)用ClO2处理过的饮用水(pH5.56.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO2-2001年我国卫生部规定饮用水的ClO2-含量应不超过0.2 mg·L1。若饮用水中ClO2-的含量超标可向其中加入适量的某还原剂该反应的氧化产物是________(填化学式)其发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________

 

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固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以MgNO32为研究对象拟通过实验探究其热分解的产物提出如下4种猜想:

甲:MgNO22NO2O2

乙:MgONO2O2

丙:Mg3N2O2

丁:MgONO2N2

1)实验小组成员经讨论认定猜想丁不成立理由是______________________________

查阅资料得知:2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O

针对甲、乙、丙猜想设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):

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2)实验过程

仪器连接后放入固体试剂之前关闭k微热硬质玻璃管(A观察到E中有气泡连续放出表明__________

称取MgNO32固体3.7 g置于A加热前通入N2以驱尽装置内的空气其目的是________;关闭k用酒精灯加热时正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。

观察到A中有红棕色气体出现CD中未见明显变化。

待样品完全分解A装置冷却至室温、称量测得剩余固体的质量为1.0 g

取少量剩余固体于试管中加入适量水未见明显现象

3)实验结果分析讨论

根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想______是正确的。

根据D中无明显现象一位同学认为不能确认分解产物中有O2因为若有O2D中将发生氧化还原反应:______________(填写化学方程式)溶液颜色会褪去;小组讨论认定分解产物中有O2存在未检测到的原因是_____________________________________

小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善需改进装置进一步探究。

 

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某课外活动兴趣小组欲用下列化学试剂在实验室里制取Cl2并验证Cl2某些化学性质。实验试剂:3 mol·L1 H2SO41 mol·L1 NaOH溶液、MnO2KMnO4、吸收少量SO2NaOH溶液、浓盐酸、紫色石蕊试液、饱和NaCl溶液、BaCl2溶液、品红溶液。甲小组设计的实验装置图如下B中加入吸收少量SO2NaOH溶液D中加入1 mol·L1 NaOH溶液。请回答下列问题:

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.1)写出仪器X的名称:________

2)写出A中发生反应的化学方程式:__________________________________

不能用E装置代替A装置的原因是___________________________________

3C装置的作用是_________________________________________________

4)甲小组通过该实验要验证Cl2________(填漂白性还原性氧化性)。

5)乙小组认为甲小组设计的实验装置有缺陷请你帮助甲小组完善该装置。即还要在________________(填“A”“B”“C”“D”)装置间连接一个装有________的洗气装置。

.丙小组认为反应一段时间后B装置溶液(强碱性)中肯定存在ClOHSO可能还含有其他的阴离子。

请你设计实验帮助丙小组探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。

1)提出合理假设

假设1:只存在________或只存在________

假设2:可能两者都________(填存在不存在)。

2)请设计实验验证假设的正确性:___________________________________

 

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硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体加热温度不同气体成分也不同。气体成分可能含SO2SO3O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验测定反应产生的SO2SO3O2的物质的量并计算确定各物质的化学计量数从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:

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[提出猜想]

.所得气体的成分可能只含SO3一种;

.所得气体的成分可能含有________两种;

.所得气体的成分可能含有________三种。

[实验探究]

实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。

1)请你组装探究实验的装置按从左至右的方向各仪器接口的连接顺序为________→________→________→________→(填接口序号)。

2)若实验结束时B中量筒没有收集到水则证明猜想________正确。

3)有两个实验小组进行该实验由于加热时的温度不同实验结束后测得相关数据也不同数据如下:

实验

小组

称取CuSO4

的质量/g

装置C增加

的质量/g

量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL

6.4

2.56

448

6.4

2.56

224

 

请通过计算推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。

第一小组:________________________________________________________

第二小组:________________________________________________________

 

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