合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行实验.(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是 .一段时间后,观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是 .(2)用“可抽动的铁丝代替“直接投入铁片的优点是 ;反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是 .(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行实验。

(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是                                                　。
一段时间后,观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是　　　             。
(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                                                              　;
反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是                                 　。
(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。
①提出假设:
假设1:溶液中只存在Fe²⁺;
假设2:　                                  ;
假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。
②请你设计实验验证上述假设1,写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论

(1)品红溶液褪色　H₂
(2)便于控制铁与浓硫酸的反应和停止　从D管口向A中鼓入大量的空气
(3)①溶液中只存在Fe³⁺
②

实验操作步骤	实验现象	结论
方法一:取少量A中溶液分别加入甲、乙两支试管中;甲中滴加少量酸性高锰酸钾溶液;乙中滴加少量KSCN溶液	甲中高锰酸钾溶液褪色;乙中KSCN溶液不变红	溶液中存在Fe²⁺,不存在Fe³⁺
方法二:取少量A中溶液加入试管中,滴入少量KSCN溶液,一段时间后再加入少量氯水	加入KSCN溶液不显红色,继续加入少量氯水,溶液显红色	溶液中不存在Fe³⁺,存在Fe²⁺

(1)A中开始可能发生的反应有:2Fe+6H₂SO₄(浓)

Fe₂(SO₄)₃+3SO₂↑+6H₂O、Fe+Fe₂(SO₄)₃

3FeSO₄,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,铁与稀硫酸反应产生氢气。
(2)将抽动的铁丝脱离液面,反应停止,将抽动的铁丝插入液面,反应开始;鼓入空气将试管内的气体排出。
(3)检验Fe²⁺时必须防止Fe³⁺的干扰,Fe³⁺与酸性高锰酸钾溶液不反应,而Fe²⁺具有较强的还原性,因此Fe²⁺能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选择酸性高锰酸钾溶液。但必须还要证明溶液中不含

选用KSCN溶液。

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工业上以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂，杂质不溶于水和酸)为原料，制备蓝色晶体G，其化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O，涉及流程如下：

已知25℃时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表：

（1）黄铜矿在空气中焙烧能生成铁和铜的低价硫化物，写出其反应的化学方程式：                    ；
（2）试剂X的化学式为               ；
（3）常温下，0.1 mol／L试剂Y的pH=11，则该温度下，试剂Y的电离常数为                  ，用pH试纸测该溶液pH值的方法是                                                  ；
（4）在溶液N中加入乙醇的目的是                                                    。

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铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
(1)铜可采用如下方法制备：
火法炼铜：Cu₂S＋O₂

2Cu＋SO₂
湿法炼铜：CuSO₄＋Fe=FeSO₄＋Cu
上述两种方法中，铜元素均被________(填“氧化”或“还原”)成铜单质。
(2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
方法一：用FeCl₃溶液浸泡印刷电路板制备CuCl₂·2H₂O，实验室模拟回收过程如下：

①证明步骤1所加FeCl₃溶液过量的方法是_________________________________。
②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是______________________________________。
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④蒸发浓缩CuCl₂溶液时，要滴加浓盐酸，目的是________(用化学方程式并结合简要的文字说明)，再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl₂·2H₂O。
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H₂(g)＋

O₂(g)=H₂O(l)　ΔH₃＝－286 kJ·mol^－1
则反应Cu(s)＋H₂SO₄(aq)=CuSO₄(aq)＋H₂(g)的ΔH＝________。
(3)欲实现反应Cu＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂↑，在你认为能实现该转化的装置中的括号内，标出电极材料(填“Cu”或“C”)。

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查阅资料：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO。
提出假设
假设1：红色粉末是Fe₂O₃
假设2：红色粉末是Cu₂O
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设计探究实验
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
（1）若假设1成立，则实验现象是_____________________________________________。
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________________________________________________________________________。
（3）若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是________，写出发生反应的离子方程式________________________________。
探究延伸
经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
（4）实验小组欲用加热法测定Cu₂O的质量分数，取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b＞a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为________。
（5）实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO₄·5H₂O)。经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²^＋、Fe²^＋、Fe³^＋分别生成沉淀的pH如下：

物质	Cu(OH)₂	Fe(OH)₂	Fe(OH)₃
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试回答：
①试剂1为________(填字母，后同)，试剂2为________。
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③操作Ⅰ为___________________________________________________________。

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工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO₃)，其中一部分铁元素在风化过程中会转化为＋3价。

已知：TiOSO₄遇水会水解。
(1)步骤②中，用铁粉将Fe³^＋转化为Fe²^＋的离子方程式为_______________________
(2)步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。
a．熔、沸点差异　 b．溶解性差异　 c．氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中，均需要进行的操作是________(填操作名称)。
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO²^＋转化为H₂TiO₃的原理：
____________________________________________________________。
(5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO₂)反应可生产硫酸锰(MnSO₄，易溶于水)，该反应的离子方程式为__________________________________
(6)研究发现，用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂－CaO作电解质，利用如图所示装置可获得金属钙，并可以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。
写出阳极的电极反应式：_________________________

在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。

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利用制取硫酸产生的矿渣（主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Al₂O₃及SiO₂等）制备高纯氧化铁（α-Fe₂O₃）的工艺流程如下：

（1）“酸浸”过程中Fe₃O₄发生反应的离子方程式为______________________________。为提高“酸浸”中铁元素的浸出率，除了采用合适的液固比和循环浸取外，适宜的条件还有____________________、____________________。（任举两例）
（2）调节pH至5.5的目的是______________________________________。
（3）滤液②中加入NH₄HCO₃时需要控制反应温度不能过高，原因是__________________________________________________。（答一点即可）
（4）在空气中煅烧FeCO₃制备高纯氧化铁的化学方程式为_______________________________________________________。

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某课题组研究以硫铁矿（主要成分为FeS₂）为原料制备氯化铁晶体（FeCl₃·6H₂O）的工艺，其设计的流程如下：

回答下列问题：
（1）已知在焙烧硫铁矿石过程中铁元素转化成了Fe₃O₄，则该反应的化学方程式                 ；
（2）“酸溶”中反应的离子方程式为                                     ；
（3）“过滤”后滤液中金属阳离子有                   ；
（4）“氧化”中使用的氧化剂最好是                    ；
（5）该工艺流程中产生的SO₂会污染空气并形成酸雨，下列物质：①BaCl₂②品红③石灰乳 ④O₂，用于吸收SO₂最好的是              。

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