一学习小组利用下图所示装置,对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定,并探究利用其制备硫酸铜溶液。
(1)向A中加入10g废铜屑样品,关闭弹簧夹,打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。①此时装置C中产生的现象是 。
②反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体,则该废铜屑中铜的质量百分含量为 。
(2)接下来使Cu完全溶解的操作是:
① 拆除C、D装置后,打开弹簧夹
②____________________________________________________________________
(3)为使A中固体加快溶解速率,以下方法运用合理的是 。
a.对A装置加热;b.向A内加入少量Fe2O3;c.向A内加入少量CuO;d.增大空气通入量;e.向A内加入少量FeSO4;f.向A内加入少量H2O
(4)将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁元素被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液。
①此过程的离子反应方程式是 。
②检验溶液中铁元素是否被完全沉淀最好的方法是___________
a.取样于试管→滴加KSCN溶液
b.取样于试管→滴加酸性KMnO4溶液
c.取样于试管→纸上层析后→ 喷KSCN溶液;
(5)有同学认为,可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量,其具体操作步骤可续写为: 。
(1)①水面下降,水顺长导管排入D中 (2分) ②88.8% (2分)
(2)②持续将空气通入A中,至A中固体全部消失,(2分)再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气。(2分)
(3)a b d e (2分)
(4)①Cu2(OH)2CO3 + H+ + Fe3+ = 2Cu2+ + Fe(OH)3↓ + CO2↑(2分) ②c (2分)
(5)将(4)中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算(2分)
解析试题分析:(1)①A中的废铜屑含有铁加入稀硫酸反应生成氢气,装置C是排水量气装置,现象是C中液面下降,水被排到D中;
②10g废铜屑样品,反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体为氢气物质的量为0.02mol,Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,铁物质的量为0.02mol,质量为0.02mol×56g/mol=1.12g,该废铜屑中铜的质量百分含量=(10g?1.12g)/10g×100%=88.8%;
(2)拆除C、D装置后,打开弹簧夹,持续将空气通入A中,铁和硫酸反应生成的亚硫酸亚铁会被空气中的氧气氧化为硫酸铁,铁离子具有氧化性能氧化溶解铜,至A中固体全部;消失反应的离子方程式为:4Fe2++O2 +4H+=4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气.
(3)为使A中固体加快溶解速率:
a.对A装置加热,会加快反应速率,故a正确;
b.向A内加入少量Fe2O3,溶解后自动铁离子浓度会提高溶解铜的反应速率,故b正确;
c.向A内加入少量CuO,和硫酸反应不能加快溶解速率,故c错误;
d.增大空气通入量,自动氧气浓度可以提高反应速率,故d正确;
e.向A内加入少量FeSO4,增大了亚铁离子浓度能加快反应速率,故e正确;
f.向A内加入少量H2O,稀释溶液浓度,反应速率减小,故f错误;
故选abde;
(4)①将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液,此过程离子反应方程式是:
Cu2(OH)2CO3+H++Fe3+=2Cu2++Fe(OH)3↓+CO2↑
②因为前面铁元素都是Fe3+ ,所以要检验是否被完全沉淀,可以加入KSCN溶液进行检验,若,没有红色现象则说明铁元素被沉淀完全。
(5)不用测量气体法,可以依据沉淀方法,测定沉淀氢氧化铁质量,计算铁元素质量,得到铜的质量,计算废铜屑中铜的质量百分含量,沉淀实验方法为:得到的氢氧化铁沉淀洗涤、干燥、称量、计算.
考点:本题考查的是物质性质的探究实验方法和实验设计。
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
实验室中用含少量CO2杂质的CO来还原铁的氧化物FexOy并证明CO能够还原FexOy,且本身被氧化为CO2,实验所提供的各种仪器和药品如下:
(1)实验时,上述仪器装置的正确连接顺序是(填写各接口的代号)。混合气体―→________,________接(F),(E)接________,________接________,________接________。
(2)在装置乙中发生反应的化学方程式是_______________________。
(3)在装置甲中发生反应的化学方程式是______________。
(4)丙装置中澄清石灰水的作用是_______________。
(5)经定量测定,0.4 g FexOy与CO反应生成的气体通入过量的澄清石灰水中,生成0.75 g白色沉淀,则FexOy中x值是________,y值是________。
(6)实验过程中,能说明CO能够还原FexOy的实验现象是___________。能够说明CO被氧化成CO2的实验现象是____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
② 。
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而污染环境;二是 。
(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。
(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:
A.稀HCl溶液 | B.稀H2SO4溶液 | C.KSCN溶液 | D.KMnO4溶液 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实
验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图:
(1)研磨孔雀石的目的是 。浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸,则固体a是 (填化学式)。
(2)试剂B的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,则试剂B宜选用 (填序号):
A.酸性KMnO4溶液 B.双氧水 C.浓硝酸 D.氯水
相应的离子方程式为: 。
(3)试剂C用于调节溶液pH,使Fe3+转化为沉淀予以分离。则试剂C宜选用 (填序号):
A.稀硫酸 B.NaOH溶液 C.氨水 D.CuO
固体C的化学式为 。
(4)1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2 CO3可以产生1.5 mol金属铜,则该反应的化学方程式为 。
(5)常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39,若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,使溶液中c(Fe3+)降低至1×10—3 mol/L,必需将溶液调节至pH= 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
为测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数,称取一定质量的样品,甲同学利用图I所示装置测量产生CO2的体积,乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO2的质量,已知所用稀硫酸均足量。
(l)盛放稀硫酸的仪器名称为 ;
(2)试剂X为 ,试剂Y为 ;
(3)甲同学在进行实验时,为减小误差,应注意的事项有(填选项字母) ;
A.读数前应使整套装置冷却至室温 |
B.调整Z的高度使量气装置左右液面相平 |
C.读数时视线与Z内凹液面最低点相切 |
D.读数前应通入一定量的N2使生成的CO2全部进入量气装置 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计右图装置进行实验。
(1)如何检验该装置的气密性 。
(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与ag合金粉末(固体M)充分反应,待反应停止后,进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)。若量气管最大量程为50mL,则固体M中铝的质量(m)范围为 。
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积 (填“>”“<”“=”)VmL。
(5)若a=38mg,V=44.8mL(标准状况),请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程) (填“符合”或“不符合”)。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
I、经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的H2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为 。
(2)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) 。
(3)如果没有装置C的设计,会导致
(4)用离子方程式表示虚线框E中所增加装置和试剂的作用: 。
(5)用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫,请写出反应的离子方程式: 。
Ⅱ、反应结束后,将收集器中所得固体完全溶于稀盐酸,小组同学对所得溶液金属阳离子的成分有三种观点:①只有Fe3+;②只有Fe2+;③ 。
为探究溶液的组成,实验如下:
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及反应离子方程式 |
①取少量所得溶液于试管中,加入少量KSCN溶液。 | _________________。 | 说明:假设②不成立,假设①或③成立;反应的离子方程式是_____________。 |
②另取少量所得溶液于试管中,加入少量酸性 KMnO4溶液。 | 溶液紫红色退去 | 说明:________________________。 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质R,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
(1)提出假设:(请把下列假设补充完整)
假设A:该固体物质是FeCl3;
假设B:__________________________________________________________;
假设C:__________________________________________________________。
(2)设计实验方案:
取少量固体物质R于烧杯中,加适量水溶解,然后取两份R溶液分别进行实验,实验现象与结论如下表,请在表格内填写实验现象:
实验方法 | 实验现象 | 结论 |
①向R溶液中 加KSCN溶液 | | 固体物质中有FeCl3 |
②向R溶液中滴加 酸性KMnO4溶液 | | 固体物质中不含FeCl2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO-+ =□Fe(OH)3↓+□C1-+
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为: (注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为 (填代号)。
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、 (填操作名称)、洗涤。
(2)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2-形式存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:2Al+3HO2-=2AlO2-+OH-+H2O
①正极反应式为 。
②Al电极易被NaOH溶液腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的
原因之一,电极被腐蚀的离子方程式为 。
(3)钢材镀铝可以防止钢材腐蚀,在镀铝电解池中电解液采用熔融盐(成分NaCl、KCl,电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl4-形式存在)。不采用氯化铝溶液的原因是 。
(4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为 (填代号)。
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