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某校化学兴趣小组设计了如下实验装置(图中部分夹持仪器已略去)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。

请回答下列问题:
(1)mg铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现彖,其原因是①_____②_____
(2)点燃酒精灯,可观察到B中的现象是_____________________,C 的作用是___________________
(3)待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________________(写表达式)。
(4)兴趣小组使用设计的如图实验装置,操作正确,且每一个反应均完全,仍然发现所测得的铁碳合金中铁的质量分数偏低,其主要原因是________________。
(5)若反应一段时间后,用滴管吸取A中的溶液滴入到适量水中作为试样,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:________________________
验证III的实验方法是________________________


(1)常温下碳与浓硫酸不反应,常温下Fe遇浓硫酸发生钝化
(2)品红溶液褪色,或“颜色变浅”;除尽反应产物中的SO2气体
(3)(11m-3b)/11m
(4)干燥管中的碱石灰吸收了空气中的二氧化碳、水蒸气等
(5)既有Fe2+又有Fe3+
取试样少许于试管中,先滴加少量的KSCN溶液,振荡后溶液显红色证明有Fe3+;再取试样少许于另一支试管中,滴加少量的酸性KMnO4溶液,若浅红色褪去,证明溶液中含有Fe2+

解析试题分析:(1)常温下,碳与浓硫酸不反应,Fe遇浓硫酸发生钝化,因此无明显现象。
(2)点燃酒精灯后,反应开始,碳与浓硫酸反应可生成CO2和SO2,Fe与浓硫酸反应生成SO2,B装置检验SO2,现象是品红褪色,C装置除尽SO2,D装置干燥气体,E装置吸收CO2
(3)E增重的是CO2的质量,bgCO2中C的质量为,因此Fe的质量分数为
(4)该实验的原理是通过测量CO2的量计算铁的质量分数,CO2的质量通过干燥管E的实验前后质量差获得,干燥管右侧直接通空气,则空气中的CO2、水蒸气都可能进入干燥管中,使CO2的质量偏大,铁的质量分数偏小。
(5)结合前两种可能,则第三种是既有Fe2+又有Fe3+。检验Fe3+一般用KSCN,现象是溶液显红色,检验Fe2+一般利用其还原性,用酸性KMnO4溶液检验,现象是浅红色褪去。
考点:考查实验原理分析,装置作用,实验数据处理,实验探究,离子检验。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(13分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
I.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是____;E中的试剂是___(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4   B.NaOH溶液   C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_____,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是_______。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_____方法提纯。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O [三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备,相关反应过程如下,请回下列问题:

(1)铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是      

(2)在得到的FeSO4溶液中需加入少量的H2SO4酸化,目的是                   ,得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后,加入乙醇的目的是                          
(3)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:①称量,②置于烘箱中脱结晶水,③冷却,④称量,⑤重复②~④至恒重,⑥计算。
步骤③需要在干燥器中进行的原因是                             
步骤⑤的目的是                                               
(4)可被酸性KMnO4溶液氧化放出CO2气体,所以实验产物中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O含量测定可用KMnO4标准溶液滴定。
①写出滴定过程中发生反应的离子方程式                                
②下列滴定操作中使滴定结果偏高的是        

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,立即装入标准液
B.锥形瓶在装待测液前未用待测液润洗
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.读取标准液体积时,滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
③取产物10.0g配成100mL溶液,从中取出20mL于锥形瓶中,用浓度为0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时酸性KMnO4溶液消耗24mL,计算产物中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量分数                        。[已知摩尔质量M(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)=491g·mol-1]

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某化学兴趣小组在学习“硫酸盐的某些性质和用途”中,进行了如下实验探究:
【实验一】检验(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液中含有的阳离子。
(1)在下表中写出操作步骤和实验现象:
限选试剂:新制氯水、1mol/LH2SO4溶液、0.1mol/L KSCN溶液、NaOH浓溶液、浓盐酸、1mol/LNa2CO3溶液

操 作 步 骤
实验现象
结 论
步骤I:取少量待检液于试管中,        
                                    
                     
                     
溶液中含有Fe2+
步骤II:取少量待检液于试管中,        
                                     
                     
                     
溶液中含有NH4
 
【实验二】用KHSO4制取H2O2并测其质量分数:
查阅资料得知:工业上用电解KHSO4饱和溶液可制取一定浓度的H2O2。兴趣小组进行下列实验测定H2O2的质量分数。已知:2MnO4+5H2O2+6H= 2Mn2+8H2O+5O2
操作①:取5.00 mL H2O2溶液(密度为1.00 g/mL)置于锥形瓶中加水稀释,再加稀硫酸酸化;
操作②:用0.1000 mol/L KMnO4溶液滴定;
操作③:用同样方法滴定,四次消耗KMnO4溶液的体积分别为20.00 mL、19.98 mL、20.02 mL、22.00 mL。
回答下列问题:
(2)操作②中,开始滴入KMnO4溶液时反应速率很慢,随着KMnO4溶液滴入反应速率显著加快,最有可能的原因______________________。
(3)滴定时盛装KMnO4溶液应选取的仪器是       (填序号)。
A.50mL酸式滴定管                 B.50mL碱式滴定管  
C.25mL酸式滴定管                 D.25mL碱式滴定管
(4)在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏高的有         (填序号)。
A.锥形瓶用待测液润洗
B.量取 H2O2溶液的滴定管用蒸馏水洗净,未用H2O2溶液润洗  
C.滴定速度过快,又未摇匀,停止滴定后发现紫红色褪去
D.滴定前读数时平视,滴定终点读数时仰视
(5)分析数据,计算H2O2溶液中溶质的质量百分含量为___________(保留三位有效数字)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末,常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下:
查阅资料知: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l:红色粉末是Fc2O3   假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fc2O3和Cu2O的混合物
设计实验:取少量粉末放人足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。
(1)若假设1成立,则实验现象是__            。
(2)若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?____。筒述你的理由             .
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN溶液时溶液不变红色,则证明原固体粉末是Fc2O3,和Cu2O的混合物,则其质量比为____,写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式          。探究延伸:经实验分析,确定红色粉末为Fc2O3,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ag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bg,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+、Fe3+、Fe2+分别生成沉淀的pH如下:

物 质
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
6.0
7.5
1.4
沉淀完全pH
13
14
3.7
 
实验室有下列试剂可供选择: A.氯水  B.H2O2  C.NaOH     D.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案:

试回答:①试剂1为___        _,试剂2为           (填字母)。
②固体X的化学式为____,③操作I为_          

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

无水硫酸铜在强热下会发生分解反应:
CuSO4 CuO + SO3↑     2SO 2SO2↑+ O2
用下图所示装置(夹持仪器已略去),根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量。

实验步骤:
①称量反应前D管的质量。
②连接好装置,关闭K,加热硬质玻璃管A一段时间后,停止加热。
③待硬质玻璃管A冷却后,打开K,通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气。
④再称量D管,得其反应前后的质量差为m。
回答下列问题:
(1)反应2SO3(g)2SO2(g) + O2(g)的平衡常数表达式为K=          
(2)B管中除温度明显升高外,还可看到的现象是        ,而温度明显升高的主要原因是        ;B管中发生反应的有关离子方程式是         
(3)仪器E的作用是      
(4)按上述方法实验,假设B、C、D对气体的吸收均完全,并忽略空气中CO2的影响,能否根据m计算出分解了的无水CuSO4的质量?(任选其一回答)
①如果能,则分解的无水CuSO4的质量为          (用m表示)。
②如果不能,则原因是           。为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量,你的简单实验方案是           

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
(1)提出假设
实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为                
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:

实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验I中收集到的气体点燃
能安静燃烧、产生淡蓝色火焰
气体成分为
_? _         
实验Ⅲ
取实验I中的白色不溶物,洗涤,
加入足量?              
 
?                
白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ
取实验I中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液
产生白色沉淀
溶液中存在
        离子
 
(3)为进一步确定实验I的产物,设计定量实验方案,如图所示:

称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g,装置B增重8.8 g,试确定白色不溶物的化学式                    
(4)用必要的语言文字叙述并结合方程式说明为什么碳酸氢钠溶液能和镁反应生成氢气?

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验,请回答下列问题。

编号
操作
实验现象

分别在试管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液,各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。
试管A中不再产生气泡;
试管B中产生的气泡量增大。

另取两支试管分别加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液
试管A、B中均未明显见到有气泡产生。
 
(1)过氧化氢分解的化学方程式为_____________________________________。
(2)实验①的目的是_________________________________________________。
实验中滴加FeCl3溶液的目的是_______________________________________。
(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是_______________________(用实验中所提供的几种试剂)。
(4)某同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如下图所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是______。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

化学与人类生活密切相关,下列与化学有关的说法正确的是

A.化学药品着火,都要立即用水或泡沫灭火器灭火
B.开发和推广新能源是实现低碳生活的途径之一
C.食品包装袋中常放入小袋的生石灰,目的是防止食品氧化变质
D.纤维素在人体内可水解为葡萄糖,故可作人类的营养物质

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同步练习册答案