(16分)某研究性学习小组为研究铁粉与浓硫酸反应所生成气体的成份并测定各气体的含量,进行了如下实验:【实验推测】足量的铁粉与浓硫酸反应能生成SO2和H2两种气体。
(1)该小组作出此推测的理由是: 。
【实验准备】a.供选择的药品:铁粉、浓硫酸、氧化铜粉末、0.2 mol/L的H2C2O4标准溶液、0.1 mol/L的酸性KMnO4标准溶液、酸碱指示剂。
b.实验装置设计及组装(加热及夹持装置均已略去)
【实验过程及数据处理】
(2)B中发生反应的离子方程式为: 。
(3)实验前先通入一段时间的N2,其目的是 。
(4)B、C、D中所盛试剂均足量,则证实生成的气体中同时存在SO2和H2的现象是
。
(5)A中反应结束后,继续通N2使A中生成的气体全部赶出,待B、D中反应完全后,先后三次取用B中反应后的溶液于锥形瓶中,每次取用25 mL,用H2C2O4标准溶液进行测定。
①H2C2O4标准溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式如下,请将该方程式完成并配平。
( )H2C2O4+( )MnO4- +( )H+ =( )Mn2+ +( ) H2O+( ) ( )
②反应完全的现象是 。
③重复测定两次,平均每次耗用H2C2O4标准溶液15.63 mL,则铁与浓硫酸反应产生的SO2气体
的物质的量为 ;经称量,实验前后装置D的质量减少0.8 g,则产生的气体中SO2的体积分数为 。
(16分) (1)在加热的条件下浓硫酸与Fe反应生成SO2,随着反应的进行,硫酸浓度变稀,与Fe反应生成H2
(2) 5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
(3) 排除装置中的空气,防止H2与空气混合受热发生爆炸。
(4) B瓶中溶液紫红色变浅说明生成了SO2,D中黑色粉末变红说明生成了H2。(答对一种得1分)
(5) ①5、2、6、2、8、10CO2
②滴入最后一滴H2C2O4溶液时KMnO4溶液的紫红色褪去且半分钟之内不恢复。
③0.025 mol, 33.3%
解析试题分析:(1)在加热的条件下浓硫酸与Fe反应生成SO2,随着反应的进行,硫酸浓度变稀,与Fe反应生成H2,所以足量的铁与浓硫酸反应产生的气体可能是二者的混合气体;
(2)B中发生的反应是二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液发生的氧化还原反应,离子方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+
(3)实验中产生的氢气与空气混合易发生爆炸,所以实验前先通入一段时间的N2,目的是排除装置中的空气,防止H2与空气混合受热发生爆炸。
(4)二氧化硫与酸性高锰酸钾反应,使溶液颜色变浅或褪色,氢气还原氧化铜有Cu生成,使黑色固体变红,所以实验现象是B瓶中溶液紫红色变浅说明生成了SO2,D中黑色粉末变红说明生成了H2。
(5)①H2C2O4中的C元素是+3价,产物应升高到+4价,所以空白处的产物是CO2,升高2价,MnO4-中的Mn是+7价,产物中的Mn是+2价,降低5价,根据得失电子守恒,可知H2C2O4的系数是5,MnO4-,的系数是2,从而CO2的系数是10,Mn2+,的系数是2,再根据电荷守恒配平H+的系数是6,最后根据质量守恒配平H2O的系数是8;
②高锰酸钾溶液为紫色溶液,当反应完全时滴入最后一滴H2C2O4溶液,KMnO4溶液的紫色褪去且半分钟之内不恢复;
③实验中消耗H2C2O4的物质的量是0.2 mol/L×15.63×10-3L=3.126×10-3mol,则反应后B溶液中的高锰酸钾的物质的量是3.126×10-3mol×2/5×8=0.01mol,所以用于和二氧化硫反应的高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.2L-0.01mol=0.01mol,则B中吸收二氧化硫的物质的量是0.01mol×5/2=0.025mol;
根据D中的固体的质量的减少值,可计算氢气的物质的量。
CuO+H2=Cu+H2O, 固体质量减少
1mol 16g
n 0.8g
解得n=0.05mol,
所以混合气体中有0.025mol的SO2和0.05mol的H2,实验后二氧化硫的体积分数也是物质的量分数是0.025/(0.025+0.05) ×100%=33.3%.
考点:考查铁与浓硫酸的反应实验,气体的检验,氧化还原反应的计算,离子方程式的书写与配平,实验现象的判断,对实验的分析
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
下图是各物质的反应关系图:已知A和E都是黄色粉末。F有刺激性气味且有漂白性常被不法商人用来漂白腐竹等。请据此回答下列问题:
(1)写出下列各物质的化学式:A.__________ H.___________;
(2)写出反应①和反应②的化学方程式:
①___________________________________________________;
②__________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
把19.2 g的Cu放入足量的稀硝酸中,微热至Cu完全反应。
已知:3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 +2NO↑+ 4H2O求:
(1)参加反应的硝酸的物质的量;
(2)被还原的硝酸的质量;
(3)生成的NO在标准状况下的体积。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某小组同学用下图装置进行实验研究(a、b、c表示止水夹).请评价或完善其方案:
将装置A、C、E相连接,用MnO2和浓盐酸制取氯气,请回答:
①.氯元素在周期表中的位置为 。
②.A中反应的离子方程式:___ _。
③.E中氢氧化钠溶液的作用__________ 。
在C中加入适量的水可制得氯水.将所得氯水分成两份进行实验,其操作、现象和结论为:
实验序号 | 实验操作 | 现象 | 结论 |
Ⅰ | 将氯水滴入品红溶液 | 品红溶液褪色 | 氯气有漂白性 |
Ⅱ | 氯水中加入碳酸氢钠粉末 | 有无色气泡产生 | 氯气与水反应的产物具有酸性 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ:反应产物的定性探究。
实验装置如图所示:(固定装置已略去)
(1)A中反应的化学方程式为 。
(2)F烧杯中的溶液通常是 。
(3)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是
。
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
(5)为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断,还须进行一次实验。实验方案为 。
实验Ⅱ:反应产物的定量探究
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1:
硫酸/mol·L-1 | 黑色物质出现的温度/℃ | 黑色物质消失的温度/℃ |
15 | 约150 | 约236 |
16 | 约140 | 约250 |
18 | 约120 | 不消失 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某课外学习小组的同学设计了如图的装置,以验证SO2的氧化性、还原性和漂白性。
回答以下问题:
33.单独检查装置C的气密性的操作是,关闭活塞b,然后________________________,
若发现________________,说明装置C气密性良好。
34.用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________(选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是 。
35.小组的同学在A、C装置中的另一个用FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的化学方程式为_________________ 。
36.SO2气体通过D装置时现象是____________________ ,通过E装置时现象是
________________ ;SO2与H2S在B装置中反应,现象是______________________。
37.F中盛有碱石灰,其作用是______________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
如图所示是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
(l)写出装置A中所发生的化学反应
(2)装置B中盛放试剂是
(3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍后片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产
生 (填写反应现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式
(4)已知Cu2O是一种红色固体物质, 在高温条件下可由CuO分解得到:4CuO=2Cu2O+O2↑,生成的Cu2O 也能被NH3还原。当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量。若反应前固体质量为16g,反应后称重固体质量减少2.4g。通过计算确定该固体产物的成分是 (用化学式表示)
(5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。写出产生白烟的化学方程式
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(11分)氯气和氨气在常温下混合即可发生反应。某兴趣小组同学为探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应,设计了如下装置:
请回答:
(1)A装置中的试剂是 ,B装置的仪器名称是 。
(2)写出装置F中发生反应的离子方程式是 ;若反应中能产生560mL纯净气体(标准状况下),则至少需要12mol/L的浓盐酸 mL。
(3)装置E中盛放的试剂是 ,其作用是 。
(4)装置C中有白烟产生,试写出反应的化学方程式 。
(5)若从装置C的G处逸出的尾气中含有少量Cl2,为防止其污染环境,可将尾气通过盛有 的洗气瓶。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)装置A是氯气的发生装置,请写出相应反应的化学方程式: 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是 ;同时装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象: 。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中I、II、III处依次放入物质的组合应是 (填字母编号)。
编号 | I | II | III |
a | 干燥的有色布条 | 碱石灰 | 湿润的有色布条 |
b | 干燥的有色布条 | 无水硫酸铜 | 湿润的有色布条 |
c | 湿润的有色布条 | 浓硫酸 | 干燥的有色布条 |
d | 湿润的有色布条 | 无水氯化钙 | 干燥的有色布条 |
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