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为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是                     
(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3之外还可能含有Fe2。若要确认其中的Fe2,应选用       (选填序号)。
A.KSCN溶液和氯水                B.铁粉和KSCN溶液
C.浓氨水                        D.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为       
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。

(3)装置B中试剂的作用是                       
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的             (用化学方程式表示)。
(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于       (填序号)。
A.A之前                B.A—B间
C.B—C间               D.C—D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是                   

(1)铁被钝化
(2)①D ②0.80
(3)检验SO2是否除尽
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)C
(6)D中的固体由黑变红、E中的固体由白变蓝

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

将ag Mg、Al合金完全溶解在V1L、c1mol/L的盐酸溶液中,产生bgH2。再向反应后的溶液中加入V2L,c2mol/LNaOH溶液,恰好使沉淀达到最大值,且沉淀质量为dg。则下列关系式错误的是(  )

A.合金中的物质的量为(24b-a)/9mol 
B.d=a+17b 
C. 
D.与金属反应后剩余盐酸的物质的量浓度为 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(12分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。

(1)酸浸时反应的化学方程式为                 ;滤渣Ⅰ的主要成分为     (填化学式)。
(2)加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6—2x。滤渣Ⅱ的主要成分为      (填化学式);若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,其原因是                     (用离子方程式表示)。
(3)上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量,其主要原因是       ;与吸收SO2前的溶液相比,热分解后循环利用的溶液的pH将       (填“增大”、“减小”或“不变”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(15分)硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:

请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO3              D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:

氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
由上表可知:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。

Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S     2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下:

试回答下列问题:
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,可能发生反应的离子方程式有             
(2)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,还通入O2。通入O2的目的是(用化学反应方程式表示)                 
在实验室中,常将适量浓硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体(装置如图所示)。

(3)写出烧瓶中发生反应的离子方程式为                                
(4)广口瓶的作用是                 
(5)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下
设计:将3.2 g铜丝放到45 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中,控温在50 ℃。加入18 mL 10%的H2O2,反应0.5h后,升温到60 ℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5 g。请回答:
①加热时温度不宜过高的原因是                           
②本实验CuSO4·5H2O的产率为              

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②            
(2)“还原”是将Fe3转化为Fe2,同时FeS2被氧化为SO42,该反应的离子方程式为
                                                             
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3+Sn2+6Cl=2Fe2+SnCl62
Sn2+4Cl+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2↓,
6Fe2+Cr2O72+14H=6Fe3+2Cr3+7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3           (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3               
(4)①可选用             (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是
                                             (用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a. 氧化:                              
b. 沉淀:                               
c. 分离,洗涤;             d. 烘干,研磨。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

铁屑可用于地下水脱氮,其实验室研究步骤如下:
Ⅰ、将铁屑浸泡在0.5 mol/L盐酸中进行预处理。
Ⅱ、30 min后,用去离子水反复冲洗,至冲洗后液体的pH为中性。在N2保护下烘干备用。
Ⅲ、在蒸馏水中加入硝酸钾配制硝酸钾溶液。
Ⅳ、将酸预处理后的铁屑加入硝酸钾溶液中。
请回答:
(1)盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是      
(2)烘干时需要在N2保护下进行的原因是      
(3)将步骤Ⅱ中冲洗后的溶液在空气中加热蒸发灼烧,最终得到的固体是     
(4)将酸性条件下,铁与NO3反应的离子方程式补充完整:

(5)已知活性炭能吸附NH4、OH。步骤Ⅳ中操作时将铁屑和活性炭同时加入硝酸钾溶液中,可以提高脱氮的效果,其原因是     
(6)研究表明溶液pH会影响铁屑脱氮的效果,反应体系的pH分别控制在4 和8. 5 时,NO3的去除率分别为90% 和15%。正常地下水中含有CO32,会影响脱氮的效果,用化学用语和文字简述其原因     

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

已知A~I均为中学化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示,其中A、D为金属单质,反应过程中需要或生成的水及其他部分产物已略去。请回答以下问题:

(1)B和F分别是               (填化学式)。
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A与B在高温下反应:                               
②H在空气中转变为I:                               
(3)E溶液中所有离子浓度由大到小的顺序是       
(4)用离子反应方程式表示G溶液呈酸性的原因                                  ;该反应的平衡常数为       (已知常温下,H的溶度积常数Ksp=8.0×10-16)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(1)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。甲、乙两元素相比较,金属性较强的是       (填名称),
可以验证该结论的实验是                          
(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
(2)通常情况下,微粒X和Y为分子,Z和W为阳离子,E为阴离子,它们都含有10个电子;
Y溶于X后所得的物质可电离出Z和E;X、Y、W三种微粒反应后可得Z和一种白色沉淀。请回答:
①用化学符号表示下列4种微粒:X:         Y :         Z:         E :            
②写出两个X、Y、W三种微粒反应的离子方程式:                            、                           

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