【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,M=180g/mol)呈淡黄色,可用于晒制蓝图。某实验小组对其进行了一系列探究。
Ⅰ.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置进行实验:
A. B. C. D. E.
①按照气流从左到右的方向,上述装置的接口顺序为a→g→f→___→尾气处理装置(仪器可重复使用)。
②检查装置气密性后,先通入一段时间N2,其目的为__。
③实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为__。
④结束实验时先熄灭A、C处的酒精灯再停止通入N2,其目的是__。
(2)小组成员设计实验证明了A中分解后的固体成分为FeO,则草酸亚铁晶体分解的化学方程式为__。
(3)晒制蓝图时,草酸亚铁晶体是感光剂,会失去结晶水转化为FeC2O4,现以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂,该显色反应的化学方程式为__。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取mg草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液;
步骤2:取上述溶液25.00mL,用cmol·L-1KMnO4标准液滴定至终点,消耗标准液V1mL;
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2mL。
(4)步骤2中滴定终点的现象为__;步骤3中加入锌粉的目的为___。
(5)若步骤配制溶液时部分Fe2+被氧化变质,则测定结果将__(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
【答案】b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c 排尽装置中的空气,防止干扰实验(防爆炸或干扰气体的检验) c中固体由黑色变为红色,后B装置中出现浑浊 防止倒吸 FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 锥形瓶中溶液颜色变为浅紫色(或浅红色),且内不褪色 将Fe3+还原为Fe2+ 偏低
【解析】
I.在A中草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)受热发生分解反应:FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O,用D检验水蒸气的存在,用B检验CO2气体,然后用E干燥CO,将CO用通入C使CO与CuO发生反应:CO+CuOCO2+Cu,反应产生的CO2气体通过B装置检验,由于反应过程中有CO产生,会导致大气污染,所以最后将气体进行尾气处理。用K3[Fe(CN)6]溶液检验溶液中的Fe2+,据此书写反应方程式;
II.步骤2中向FeC2O4·2H2O、FeSO4溶解后的酸性溶液中滴入酸性KMnO4溶液,溶液中的Fe2+、H2C2O4都被氧化,Fe2+变为Fe3+;KMnO4被还原为无色的Mn2+;H2C2O4变为CO2气体逸出;步骤3中向反应后溶液中加入适量锌粉,Zn将溶液中Fe3+还原为Fe2+,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用 cmol/L KMnO4标准溶液滴定至终点,这时溶液中Fe2+氧化为Fe3+,消耗标准液V2mL。则前后两次消耗的高锰酸钾溶液的体积差就是氧化H2C2O4消耗的体积,根据C守恒可知n(H2C2O4)=n(FeC2O4·2H2O),最后根据电子守恒确定KMnO4与FeC2O4·2H2O的物质的量之间的关系,利用该反应消耗的n(KMnO4)计算出FeC2O4·2H2O的质量,从而可得其纯度,据此分析。
Ⅰ.(1)①草酸亚铁晶体在装置A中加热分解,生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在,通过装置B中澄清石灰水检验二氧化碳的生成,通过装置E中碱石灰干燥气体后通入装置C中玻璃管中,和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再通过B装置检验生成的二氧化碳气体,按照气流从左到右的方向,上述装置正确连接的顺序为:b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c,故答案为:b→c→h→i(或i→h)→d→e((或e→d)→b→c;
②实验前先通入一段时间N2,其目的为:排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸,故答案为:排尽装置中的空气,防止干扰实验(防爆炸或干扰气体的检验);
③实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为:c中固体由黑色变为红色,后B装置中出现浑浊,故答案为:c中固体由黑色变为红色,后B装置中出现浑浊;
④为了防止倒吸,发生安全事故,结束实验时先熄灭A、C处的酒精灯再停止通入N2,故答案为:防止倒吸;
(2)A处反应管中发生反应是草酸亚铁晶体分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O,故答案为:FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O;
(3)FeC2O4与反应K3[Fe(CN)6]生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀,同时生成K2 C2O4,该反应的化学方程式为:3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4,故答案为:3FeC
Ⅱ.(4) 在步骤2中用酸性KMnO4滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液,KMnO4被还原为无色的Mn2+,所以滴定终点的现象为锥形瓶中溶液颜色变为浅紫色,且30s内不褪色。在步骤3中加入锌粉的目的为将溶液中的Fe3+氧化为Fe2+,以便于确定溶液H2C2O4的物质的量,并根据C元素守恒,计算出FeC2O4的物质的量,故答案为:滴入最后一滴溶液无色变化为紫红色且半分钟不变,说明反应进行到终点;将Fe3+还原为Fe2+;
(5)若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,消耗高锰酸钾减少,计算得到亚铁离子物质的量减小,测定结果偏低;故答案为:偏低。
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【题目】某学生欲在实验室制备无水 FeCl3 并得到副产物 FeCl3 溶液。经查阅资料得知:无水 FeCl3 在空气中易潮解,加热易升华。如图是他设计的实验装置图(加热及夹持装置略去)
完成下列填空:
(1)装置 A 是 Cl2 发生装置,其中的化学反应方程式为_____
(2)B 中的溶液是_____,C 的作用是_____
(3)D 加热后,少量生成 FeCl3 沉积在D 的右端,要使沉积的 FeCl3 进入E,操作是______________
E 中冰水的作用为_____
(4)实验员老师对上述装置提出了 2 点改进建议:一是装置连接部分都改成标准玻璃接口,不用橡胶连接件的原因是_____;二是这套装置还存在一个很大的缺陷,改进的方法是_______________
(5)证明 F中 FeCl2 未被完全氧化的方法是_____
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【题目】在0.2 L由NaCl溶液、MgCl2溶液、CuCl2溶液组成的混合溶液中,部分离子的浓度如图所示。
(1)混合液中,NaCl的物质的量为_______mol,MgCl2的质量为_______g。
(2)该混合溶液中CuCl2的物质的量浓度为_____molL﹣1,将该混合溶液加水稀释至体积为1 L,稀释后溶液中Cu2+的物质的量浓度为_______molL﹣1。
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【题目】常温下,向20mL0.1mol·L-1的HA溶液中逐滴加入0.1mol·L-1的烧碱溶液,溶液中水所电离的c水(H+)随加入烧碱溶液体积的变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.B点的溶液中粒子浓度之间存在:c(HA)>c(Na+)>c(A-)
B.由图可知A-的水解平衡常数Kh约为1×10-9
C.C、E两点因为对水的电离的抑制作用和促进作用相同,所以溶液均呈中性
D.F点的溶液呈碱性,粒子浓度之间存在:c(OH-)=c(HA)+c(A-)+c(H+)
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【题目】材料是人类文明进步的阶梯,第ⅢA、ⅣA、ⅤA族元素是组成特殊材料的重要元素。请回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子有__种不同的空间运动状态。
(2)P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为__。
(3)M与Ga位于同周期,M3+的一种配合物组成为[M(NH3)5(H2O)]Cl3。
①下列有关NH3、H2O的说法正确的是__(填字母)。
a.分子空间构型相同
b.中心原子杂化类型相同
c.键角大小相同
②1mol[M(NH3)5(H2O)]3+含__个σ键。
③配合物T与[M(NH3)5(H2O)]Cl3组成元素的种类和数目相同,中心离子的配位数相同。1molT溶于水,加入足量AgNO3溶液可生成2molAgCl。则T的化学式为___。
(4)如图甲为硼酸晶体的片层结构,其中硼的杂化方式为__。H3BO3在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是__。
(5)磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,其晶胞结构如图乙所示,该晶胞中B原子相连构成几何体的空间构型为__(填“立方体”或“正四面体”或“正八面体”)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,NA是阿伏加德罗常数的值。BP晶胞中面心上6个P原子相连构成正八面体,该正八面体的边长为__pm(列式即可)。
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【题目】已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其化学平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),其化学平衡常数为K2,在温度973 K和1173 K的情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973 K | 1.47 | 2.38 |
1 173 K | 2.15 | 1.67 |
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是_______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的表达式:K3=______。
(3)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式为__________,据此关系式及上表数据,能推断出反应③是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有______ 、_____ (填写字母序号)。
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.设法减小平衡体系中的CO的浓度
(5)图甲、乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
①图甲中t2时刻发生改变的条件是__________。
②图乙中t2时刻发生改变的条件是__________。
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【题目】下列化学用语表达,正确的是
A.钠投入水中的离子方程式: Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑
B.一水合氨的电离方程式: NH3H2ONH4++OH-
C.硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液反应的离子方程式反应:Ba2++SO42=BaSO4↓
D.氯气溶于水的离子方程式:Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-
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【题目】某小组同学欲探究NH3的催化氧化反应,按如图装置进行实验。A、B装置可选用的药品:浓氨水、H2O2溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。
(1)NH3催化氧化的化学方程式是____。
(2)甲、乙两同学分别按如图装置进行实验。一段时间后,装置G中的溶液都变成蓝色。
①甲观察到装置F中有红棕色气体,生成红棕色气体的化学方程式是___。
②乙观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是___(填化学式)。
③用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因:___。
(3)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体,如何改进___。
(4)为实现该反应,也可用如图所示的装置替换原装置中虚线框部分。
化合物X为__;NH4HCO3的作用是__。
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【题目】化学反应A2(g) + B2(g)=2AB(g) 的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.每生成2mol AB(g) 共吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH = +(a-b) kJ·mol-1
C.反应物的总能量大于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A键,放出a kJ能量
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