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某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质...

某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数,并探究铁与浓硫酸的反应。

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1m克铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,AB均无明显现象,其原因是常温下碳与浓硫酸不反应;                  

2)写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式            

3B中的现象是             C的作用是               

4)随着反应的进行,A中还可能发生某些离子反应,写出相应的离子方程式

          反应一段时间后,从A中逸出气体的速率仍然较快,除因温度较高,反应放热外,还可能的原因是                 

(5)A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数为                 (写含mb的表达式)。

(6)某同学认为上述方法较复杂,使用下图所示的装置和其它常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速和准确的计算出铁的质量分数,最简便的实验操作是            (填写代号)。

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A.用排水法测定H2的体积

B.反应结束后,过滤、洗涤、称量残渣的质量

C.测定反应前后装置和药品的总质量

 

(1)②铁在浓硫酸中纯化 (2)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O (3)B中:品红溶液褪色 C中:除去SO2 (4)2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑ 铁、碳在溶液中形成原电池 (5)(11m-3b)/11m (6)C 【解析】(1)②常温下铁与浓硫酸发生钝化; (3)在加热条件下,铁与碳均与浓硫酸反应,浓硫酸被还原为二氧化硫,碳氧化为二氧化硫,所以B中的现象是品红溶液褪色;为了防止二氧化硫对测定二氧化碳的干扰,C的作用是除去二氧化硫; (4)随着反应进行浓硫酸变稀后,铁足够量时,可以和反应生成的硫酸铁反应生成硫酸亚铁,铁与剩余稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以离子方程式为:2Fe3++Fe═3Fe2+或Fe+2H+═Fe2++H2↑;铁碳在酸溶液中符合原电池的组成条件,形成原电池反应,原电池能加快化学反应速率。 (5)称取mg铁碳合金,加入过量浓硫酸,加热待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E装置并称重,E增重bg,则生成二氧化碳的质量为bg,根据质量守恒定律,则mg铁碳合金中含碳元素的质量=12b/44=3b/11g,含铁的质量为mg-3b/11。则铁的质量分数是(11m-3b)/11m (6)因为铁碳合金中的铁可以与稀硫酸反应生成氢气,瓶总质量的减少量即为氢气的生成量,而铁的质量可以通过释放氢气的质量求出,进而计算铁的质量分数;测定反应前后装置和药品的总质量是最简便的实验操作;用排水法测定H2的体积增加实验操作收集时易损耗气体造成误差;反应结束后,过滤、洗涤、称量残渣的质量,需要过滤装置、天平称量等多部实验操作,增加操作仪器和步骤会对实验结果产生较多的误差,所以只有C是最简单的操作  
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考点分析:
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铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白:

【方案一】

【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。

实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。

【实验步骤】

(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品,溶于体��为V物质的量浓度为4.0 mol·L-1 NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥_________mL。

(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

【方案二】

【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积。

【实验步骤】

(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

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你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。

(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。

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①装置中导管a的作用是_______________。

②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2mL,则产生氢气的体积为___mL。

③若需确定产生氢气的量,还需测定的数据是______。

 

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某研究小组模拟工业处理电镀含氰废水并测定处理的效率,利用下图所示装置进行实验。将CN的浓度为0.2 mol·L1的含氰废水100 mL100 mL NaClO溶液(过量)置于装置三颈烧瓶中,充分反应。打开分液漏斗活塞,滴入100 mLH2SO4,关闭活塞。

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已知装置中发生的主要反应依次为:

CN+ ClO=CNO+ Cl     2CNO+2H+ +3C1O=N2↑+2CO2↑+3C1+H2O

1的作用是             

2)装置中,生成需由装置除去的物质的离子方程式为           

3)反应结束后,缓缓通入空气的目的是         

4)为计算该实验中含氰废水被处理的百分率,需要测定     的质量。

(5)已知CN-的处理效率可高达90%,产生的CO2在标准状况下的体积为   

 

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某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验,以探究化学实验的绿色化。

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(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是__________。

(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是______________________。

再由a向c中加2mL蒸馏水,c中的实验现象是_____________。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是_____,理由是_______。

方案

反应物

Cu、浓硝酸

Cu、稀硝酸

CuO2、稀硝酸

(4)该小组同学向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是_________;该小组同学实验目的是_________,但此实验的不足之处是_____________________。

 

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氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

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(1)实验室采用如下图所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去)。

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仪器A的名称是             

装置B中发生反应的离子方程式是     

如果浓盐酸不能顺利滴下,可能的原因是              

装置中盛装的试剂是                 ,其作用是                 

2)在CuCl2溶液转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为黄绿色。小组同学欲探究其原因。

已知:在氯化铜溶液中有如下转化关系:

  满分5 manfen5.com(aq) +4Cl(aq)满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com(aq) +4H2O(l)

  蓝色           黄色

上述反应的化学平衡常数表达式是K=    

现欲使溶液由黄色变成蓝色,请写出两种可采用的方法

a.                      b                    

3)由CuCl2溶液得到CuCl2·2H2O的过程中要加入盐酸的目的是                  

 

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S2C12是一种金黄色易挥发的液体,常用作橡胶硫化剂。某化学兴趣小组 拟设计实验制备少量的S2C12,査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应(一部分硫元素化 合价升高,另一部分化合价 降低)。加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2C12,反应的化学方程式为:2S+Cl2满分5 manfen5.comS2Cl2

反应涉及的几种物质的熔沸点如下:

物质

S

S2Cl2

沸点/℃

445

138

熔点/℃

113

-76

该小组设计的制备装置如下图(夹持仪器已略去)

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回答下列问题:

(1)连接好实验装置后的第一步实验操作是______。

(2)实验中需要加热的仪器是                 (填写字母)

(3)装置B、C中的试剂分别是            

(4)装置D中仪器a的作用是                   

(5)反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是____________。

(6)若实验过程中缺少C装置,发现产品浑浊不清,请用化学方程式表示其原因____________。

(7)实验完毕,小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中,发现有黄绿色剌激性气体产生。用离子方程式表示产生该现象的原因____________。

 

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