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某兴趣小组设计并进行了以下实验来制取氯水,并利新制用氯水完成实验。
(1)实验室拟用下列装置制备氯水,请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:
H→   _____________(填接口处的符号);广口瓶Ⅱ中的试剂为         

(2)写出该实验中制取Cl2的化学方程式为:___________________________________
(3)某兴趣小组设计实验除去氯化钾中含有Fe3+、SO42-、Br-等杂质离子,步骤如下:
A.溶解,在所得溶液中加入试剂至Fe3+、SO42-沉淀完全,煮沸;
B.过滤,在滤液中加入盐酸调节pH;
C.加入_____(除Br-);蒸干灼烧。请回答问题:
(3)①步骤a中,依次加入的试剂是NH3.H2O、_________、_________。
②步骤c中加入的试剂是__________________。
(4)某研究性学习小组用KSCN检验FeSO4溶液中的Fe2+时,加入过量浓HNO3,溶液的颜色变红。但是将红色溶液放置一会则发现溶液由红色突然变为蓝色,并产生红棕色气体。对这一奇特现象同学们进行了以下探究。
[查阅资料]:
(SCN)2称为拟卤素,性质与卤素单质相似,(SCN)2、Cl2、Br2、I2四种物质的氧化性强弱为:Cl2>Br2>(SCN)2>I2
[提出假设]:
①甲同学假设是FeSO4与HNO3作用;乙同学假设是______与HNO3作用。
[实验验证]:
②大家经过理性分析,认为甲同学的假设不成立。理由是________________________。
③根据乙同学的假设,设计了如下实验方案进行验证:向浓HNO3中逐滴加入KSCN溶液,实验开始时无明显现象,一段时间后溶液慢慢变红色至深色,突然剧烈反应产生大量气泡,放出红棕色气体。将产生的气体通入过量的Ba(OH)2溶液,产生浑浊,并剩余一种气体(是空气中的主要成分之一);向反应后的溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀。
则反应中产生的气体是:_______________________________
[实验结论]:乙同学假设正确。
[实验反思]:
④由实验可知:用SCN-间接检验Fe2+时,加入的氧化剂除用HNO3外还可以选择氯水等,通过该实验探究可知加入氧化剂的量必须要_______(填“少量”、“过量”)。

(1)H→B、A→C、D→E (2分)饱和食盐水(2分)
(2)2NaCl + MnO2 +2 H2SO4 = MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O + Cl2↑(加热) (2分)
(3)①BaCl2(1分) KOH (1分)
②足量的新制氯水 (2分)
(4)①SCN-(1分)
②HNO3过量,没有Fe2+剩余 (1分)
③NO2、CO2、N2(3分)
④少量(1分)

解析试题分析: (1)制备气体的仪器连接遵从发生装置→除杂装置→干燥装置→收集→尾气吸收的顺序,考虑制备氯气中含有HCl和水蒸气等杂质气体,所以先用排饱和食盐水法除去HCl,再用浓硫酸吸收水蒸气,再用向上排空气法收集,用碱吸收尾气,满足该顺序,连接应为H→B、A→C、D→E,所以根据顺序可以得知广口瓶Ⅱ中的试剂为饱和食盐水。
(2)根据图中的发生装置可知,该实验中采用了难挥发的硫酸制备挥发性的盐酸,再与二氧化锰制备氯气的方法,所以方程式为2NaCl + MnO2 +2 H2SO4 = MnSO4 + Na2SO4 + 2H2O + Cl2↑(加热)。
(3)①氯化钾中含有Fe3+、SO42-、Br-等杂质离子,其中加入的试剂是NH3.H2O可以使Fe3+ 沉淀除去,除去SO42- 需要加入Ba2+试剂,使之转化为BaSO4沉淀除去,为了不引入过多杂质,应选用阴离子相同的BaCl2 ;为了把NH4+除去,可以加入强碱KOH,所以步骤a中依次加入的试剂是NH3.H2O、 BaCl2 、KOH。②步骤c中除去的是杂质Br- ,所以加入新制氯水,把Br- 转化为单质Br2除去。
(4)①甲同学已经假设是FeSO4与HNO3作用 ,所以根据提供的资料可以猜测导致实验现象的可能是SCN-和硝酸作用的结果,所以乙同学假设是SCN-与HNO3作用。
②如果按照甲同学的假设分析,FeSO4与HNO3作用只会导致Fe2+被氧化为Fe3+最终和KSCN作用使溶液变红,且加入的浓HNO3过量,不会出现溶液显红色后又变成蓝色,所以甲同学假设不成立。
③根据乙同学的假设,造成实验现象的是浓HNO3和KSCN溶液作用的结果。根据物质中的元素组成分析,浓硝酸生成红棕色气体NO2,SCN-中产生的能使Ba(OH)2溶液产生浑浊现象的气体不可能是SO2,因为SO2容易被强氧化剂氧化,所以只可能是CO2,而S被氧化为SO42-在反应后的溶液中,所以加入BaCl2溶液能产生白色沉淀;剩余的空气主要成分的气体是N2,所以产生的气体依次是NO2、CO2、N2
④用SCN-间接检验Fe2+时,需要加入强氧化剂把Fe2+氧化才会出现无色变红色现象,但是根据上述中的实验经历,如果强氧化剂过量容易把用SCN-氧化,使溶液红色消失变成蓝色。根据资料提供显示氧化性Cl2 >(SCN),所以氯气过量同样能氧化SCN- ,造成红色消失变成蓝色的现象,所以加入氧化剂的量必须要少量。
考点:本题考查的是探究性试验与实验室制备氯气、离子的除杂和亚铁离子的检验相结合的实验题。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点-33 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
________________________________________________________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是________,装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________。
装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及__________________________________________________
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号)________。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组查阅资料得知,漂白粉与硫酸反应可以制得氯气,化学方程式为:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O 。他们设计了如下制取氯气并验证其性质的实验。

试回答:(1)该实验中A部分的装置是____(填写装置的序号)。

(2)请你设计一个实验,证明洗气瓶C中的Na2SO3已经被氧化(简述实验步骤):____________________________。
(3)若D中反应后的溶液具有漂白性,请写出D装置中发生反应的离子方程式
__________________。
(4)该实验存在明显的缺陷,请你提出改进的方法___________。
(5)该小组又进行了如下实验:称取漂白粉2.0 g,研磨后溶解,配制成250 mL溶液,取25 mL加入到锥形瓶中,再加入过量的KI溶液和过量的H2SO4溶液,静置。待完全反应后,用0.1 mol/L的Na2S2O3溶液作标准溶液滴定反应生成的碘,已知反应式为: 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6 + 2NaI 反应完成时,共用去Na2S2O3
20.0 mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为:_____________。

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某研究性学习小组欲利用已经学过的化学知识和下列装置制取少量次氯酸钠,并进一步探究次氯酸钠的化学性质。


相关资料:反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O属于放热反应,温度稍高时便发生副反应:3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)制取氯气时,在烧瓶中加入一定量的二氧化锰,通过________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。请在装置A、B、C中选择一个合适的装置放在②处________。
(2)部分学生认为上述装置存在缺点,他们指出在前两个仪器之间应增加如D图所示的装置:你认为D中所盛液体是________,其作用是____________。

(3)该化学兴趣小组对产品的性质进行了如下探究。
第一步,测其pH=10。结合相关离子方程式解释原因________。
第二步,该化学兴趣小组的同学备选了紫色石蕊试液对次氯酸钠的性质进行实验检验。请你帮助他们完成实验报告:

实验操作
预期现象
结论
 
 
 
 

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某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。

请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_________,其中发生反应的化学方程式_______________________
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是_______________________,装置B中发生反应的离子方程式为_________________________________
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象________________________
(4)尾气可采用___________________溶液吸收。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

工业尾气中氮氧化物通常采用氨催化吸收法,其原理是NH3与NOx在催化剂作用下反应生成无毒的物质。某校活动小组同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。

I.探究制取NH3的方法
(1)在上述装置中,H能快速、简便制取NH3,装置中需要添加的反应试剂为      
(2)为探究更好的实验效果,活动小组同学采用上述C装置来制取氨气,在控制实验条件相同的情况下,获得下表中实验数据。

试剂组合序号
固体试剂
NH3体积(mL)
a
6.0 g Ca(OH)2(过量)
5.4 g NH4Cl
1344
b
5.4g (NH4)2SO4
1364
c
6.0 g NaOH(过量)
5.4 g NH4Cl
1568
d
5.4g (NH4)2SO4
1559
e
6.0 g CaO(过量)
5.4 g NH4Cl
1753
f
5.4 g (NH4)2SO4
1792
 
分析表中数据,你认为哪种方案制取氨气的效果最好     (填序号),从该方案选择的原料分析制气效果好的可能原因是                           
II.模拟尾气处理
活动小组同学选用上述部分装置,按下列顺序连接成模拟尾气处理装置进行实验。
(1)请从上述装置中选择你认为合理的进行补充(所选装置不能重复)。

(2)A中反应的离子方程式为                                  
(3)D装置的作用有:使气体混合均匀、调节气流速度、             
(4)D装置中的液体还可换成        (填序号)。
a.H2O   b.CCl4  c.浓H2SO4    d.CuSO4溶液
(5)该小组同学所设计的模拟尾气处理装置中还存在一处明显的缺陷是            。

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某化学课外小组利用下图装置探究SO2的性质。

请回答下列问题:
(1)装置甲中A仪器的名称是_____________,烧瓶内发生反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)装置乙中出现的现象是_______________________________,可以证明SO2具有______(填代号)。装置丙中发生反应的化学方程式为______________________,可以证明SO2具有______(填代号)。
A.氧化性                B.还原性             C.漂白性  
(3)收集SO2气体可以选择的装置为______(填代号)。

从环保的角度考虑,收集装置的出气口需要连接一个盛有_________(填化学式)溶液的洗气瓶。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2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:Mg(NO2)2 、NO2、O2    乙:MgO、NO2 、O2     丙:Mg3N2、O2     丁:MgO、NO2 、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是                          
查阅资料得知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
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):

(2)实验过程
①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                             
②称取Mg(NO3)2固体3 . 79 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目是                   ;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。
③观察到A 中有红棕色气体出现,C、D 中未见明显变化。
④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 . 0g
⑤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
①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。
②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O2,D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                 。(用化学方程式表示)
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步研究。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去):
Ⅰ.实验装置如下图1所示

图1                                     图2
(1)浓硝酸受热分解的化学方程式是                                
(2)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学得出“NO­2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?      (填“正确”或“不正确),理由是              
Ⅱ.实验装置如上图2所示
(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气,该反应的化学方程式是              
(2)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了,有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?               (填“正确”或“不正确”),理由是                        
Ⅲ.为了更直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作。

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