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某同学拟定了以下实验方案,来确定一批合金废料的成分并加以回收利用。
 
请回答下列问题:
(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和____(填化学式)。
(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂,该氧化剂的化学式为____;滤渣D、稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为     
(3)若反应①产生的气体是H2,则验证滤液A只含NaAlO2、不含Na2SiO3的方法是:取少量滤液A于试管中,滴加                      
Na2SiO3溶液与过量的CO2反应的离子方程式为                                            
(4)取质量均为13.2g的滤渣B四份,分别加入相同浓度,不同体积的稀HNO3充分反应,标准状况下所生成的NO(设还原产物只有一种)体积与剩余固体金属的质量如下表:

实验编号




稀HNO3体积(mL)
100
200
300
400
剩余金属质量(g)
9.0
4.8
0
0
NO体积(L,标况)
1.12
2.24
3.36
4.48
①实验①最先溶解的金属发生反应的化学方程式是                  
②滤渣B中Fe的质量分数为____%(精确到0.1%)。

(1)Cu(1分)(2)H2O2(或O3)(1分)Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
(2分)(3) 逐滴滴加稀盐酸(或稀硫酸)至过量(1分),若先有白色沉淀(1分),然后沉淀完全溶解(1分)SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-(2分)
(4)①3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O(2分)②63.6%(2分)

解析试题分析:(1)结合产物判断流程中生成蓝矾,说明B中含有铜,即该合金中一定含有Fe和Cu。
(2)双氧水(或臭氧)是一种常见的绿色氧化剂,在双氧水的作用下,金属铜在硫酸中被氧化生成硫酸铜,发生反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O或Cu+H2O2+H2SO4+3H2O=CuSO4?5H2O。
(3)由于偏铝酸钠与硅酸钠均与酸反应生成白色沉淀,但偏铝酸钠生成的氢氧化铝是两性氢氧化物可以溶解在酸中。但硅酸钠生成的硅酸不能溶解在酸中,据此可以鉴别二者。则验证滤液A只含NaAlO2、不含Na2SiO3的方法是取少量滤液A于试管中,滴加盐酸,开始生成白色沉淀为氢氧化铝,继续滴加盐酸,氢氧化铝会溶解生成氯化铝,无白色沉淀现象证明不含硅酸钠;碳酸酸性大于硅酸,因此过量二氧化碳通入硅酸钠溶液中,反应生成硅酸沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-
(4)①由于铁的还原性大于铜,所以铁首先与硝酸发生氧化还原反应,因此实验①中发生反应的化学方程式为3Fe+8HNO3=3Fe(NO3)3+2NO↑+4H2O。
②由①、②两组数据分析,①组实验中金属过量,硝酸不足。①中溶解金属的质量=13.2g-9.0g=4.2g,此时生成1.12LNO气体,物质的量=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol(转移0.05mol×3=0.15 mol电子)。由于金属有剩余,则生成的应该是亚铁离子。若只溶解铁,则铁的物质的量=0.15mol÷2=0.075mol,质量为0.075mol×56g/mol=4.2gg。若只溶解铜,铜的物质的量=0.15mol÷2=0.075mol,质量为0.075mol×64g/mol=4.8g。由此可知,实验①中恰好溶解了4.2g金属铁。根据实验②可知,②比①又多溶解了9.0g-4.8g=4.2g金属,而②比①多生成了2.24L-1.21L=1.12LNO气体,这说明实验②中共恰好溶解了8.4g金属铁。而根据③比②多生成了3.36L-2.24L=1.12LNO气体可知,剩余的4.8g金属全部是Cu。实验④比③又多生成了1.12LNO,这是由于发生了反应3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。由此可知滤渣中铁的质量分数=×100%=63.6%。
考点:考查物质定量测定的实验方法应用以及氧化还原反应的有关判断和计算

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用于照相业作定影剂,也可用于纸浆漂白
作脱氯剂等。实验室可通过如下反应制取:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
(1)用图所示装置制取Na2S2O3,其中NaOH溶液的作用是   。如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸,则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外,还有     (填化学式)杂质生成。

(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数,可用标准碘溶液进行滴定,反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6
①利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式:                     
②准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中,加水溶解,并滴加   作指示剂,滴定终点的现象是                                              
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则测量的Na2S2O3·5H2O的质量分数会   (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)本实验对Na2S的纯度要求较高,利用图所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精,加热时溶解度迅速增大,杂质不溶于酒精。提纯步骤依次为:

①将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中,并加入一定质量的酒精和少量水;
②按图所示装配所需仪器,向冷凝管中通入冷却水,水浴加热;
③待烧瓶中固体不再减少时,停止加热,将烧瓶取下;
④趁热过滤;
                                  
⑥将所得固体洗涤、干燥,得到Na2S·9H2O晶体。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某课外活动小组拟用下列实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、B分别为氨气和氯气的发生装置;C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。表中的三个备选装置则是为完成实验必须的设备。各装置之间用橡胶管连接。请回答下列问题:

(1).若NH3从左向右流动,Cl2从右向左流动,则装置的正确连接顺序为:A、_____、_____、_____、_____、B(请将C、D、E、F填在相应的横线上)
(2)正确连接装置后,如何检验A装置的气密性____________________________________。
(3)装置A中的烧瓶内试剂可选用________(选填以下选项的代号)。
A.烧碱     B.浓硫酸     C.生石灰     D.五氧化二磷
(4)装置B中发生反应的离子方程式是______________________________________。
(5)反应开始后,C装置内产生白烟,试写出C内的化学反应方程式___________________。
(6)为使NH3与Cl2的混合更充分,Cl2应从C装置的______口进入(填“a”、“b”、“c”)
(7)该装置是否还存在着缺陷______(填“是”、“否”),如果有,其相应的改进措施是________________________________(如果没有,则不填该空)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

为探究亚硫酸钠的热稳定性,某研究性学习小组将无水亚硫酸钠隔绝空气加热,并利用受热后的固体试样和下图所示的实验装置进行实验。请回答下列有关问题:

(1)若某种固体物质受热发生了分解,下列说法正确的是(     )
A.充分加热后一定有固体残留           B.加热前后固体颜色一定无变化
C.加热前后固体质量一定有变化         D.一定生成了新的物质
E.充分加热后得到的残留固体一定为混合物
(2)查阅资料:无水亚硫酸钠隔绝空气受热到600℃才开始分解,且分解产物只有硫化钠和另外一种固体,则Na2SO3固体加热到600℃以上分解的化学方程式                        。如果加热温度低于600℃,向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,在滴加稀盐酸的整个过程中HSO3的物质的量浓度变化趋势为                        
(3)如果加热温度高于600℃一段时间后,向所得固体试样中缓缓滴加稀盐酸至足量,观察到烧瓶中出现淡黄色沉淀,且有大量气泡产生,则固体试样跟盐酸反应生成淡黄色沉淀的离子方程式为                               ;此时在B、C两装置中可能观察到得现象为                                              
(4)在(3)中滴加足量盐酸后,烧瓶内除Cl外,还存在另一种浓度较大的阴离子(X)。为检验该阴离子(X),先取固体试样溶于水配成溶液,以下是检验阴离子(X)的两种实验方案,你认为合理的方案是      (填“甲”或“乙”),请说明另一方案不合理的原因                              
方案甲:取少量试样溶液于试管中,先加稀HNO3,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。
方案乙:取少量试样溶液于试管中,先加稀HCl,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明该离子存在。

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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(夹持及加热仪器已略)。

(1)制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸,则相关的离子反应方程式为                 
装置B中饱和食盐水的作用是_________;同时装置B亦是安全瓶,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                                   
(2)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依次放入                

 
 
a
 
b
 
c
 
d
 
I
 
干燥的有色布条
 
干燥的有色布条
 
湿润的有色布条
 
湿润的有色布条
 
II
 
碱石灰
 
硅胶
 
浓硫酸
 
无水氯化钙
 
III
 
湿润的有色布条
 
湿润的有色布条
 
干燥的有色布条
 
干燥的有色布条
 
 
(3)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为__________色,说明                                                    
打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。观察到的现象是                              
(4)装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯,试写出相应的离子方程式                             

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组设计实验方案来研究稀硝酸与铜反应生成NO。

(1)补充完成下列实验步骤:
①__________________________________________;
②打开活塞A,往U型管右侧漏斗中注入稀硝酸,一直注到稀HNO3接触到A处橡皮塞为止;
③关闭活塞A,观察实验现象。
(2)记录描述观察到的实验现象:
可观察到的现象有:U型管左侧铜丝逐渐溶解,有_____色气体产生,溶液呈______色,随着反应不断进行,最后反应自行停止,该过程反应的离子方程式为________________________________。
(3)试管内装有NO,倒置于水槽中,当向试管内通入21mLO2时,最后试管中的液面仍在原来的位置,则原试管中NO的体积为_________mL。
(4)0.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量_______g。若要使溶液中的Cu2+全部转化为Cu(OH)2沉淀,应加入2 mol·L-1的氢氧化钠溶液          _mL。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为____________,装置A中f管的作用是_______________________________________,其中发生反应的离子方程式为_____        ____________________________________    _______。
(2)装置B中的试剂是____________。
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案
不足之处

 

 
 
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________    ________                 
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是   (填写元素符号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

下图是一位学生设计的实验室制取和收集氯气并验证其性质的装置图。

(1)找出在此装置图中出现的错误加以改正。
(2)实验过程中,在D装置中观察到的实验现象是                      ;在E装置中观察到的实验现象是            ,反应的化学方程式是                    
(3)F装置的作用是                                            ,反应的离子方程式是                                                        

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

甲、乙、丙、X是中学化学中常见的4种物质,其转化关系符合下图。其中甲和X不可能是

A.甲为C、X为O2
B.甲为Fe、X为Cl2
C.甲为SO2、X为NH3·H2O
D.甲为AlCl3溶液、X为NaOH溶液

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