【题目】某学习小组通过下列装置探究 MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。
实验操作和现象如下表:
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验 1 | 按上图所示加热MnO2与FeCl3·6H2O混合物 | ①试管A中部分固体溶解,上方出现白雾 ②稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴 ③试管B中溶液变蓝 |
实验 2 | 把A中的混合物换为FeCl3·6H2O,B中溶液换为KSCN溶液,加热。 | A中部分固体溶解,产生白雾和黄色气体,B中KSCN溶液变红 |
回答下列问题:
(1)实验1和实验2产生白雾的原因是___________________________。
(2)实验2说明黄色气体中含有___________(填化学式)则实验1中③的现象也可能是发生了另一个离子反应,则其离子方程式为______________________________。
(3)为进一步确认黄色气体中含有Cl2,该学习小组对实验1提出两种改进方案:
方案1:在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C,结果B中溶液仍变为蓝色。
方案2:将B中淀粉KI溶液替换为NaBr溶液,结果B中溶液呈橙红色,且未检出Fe2+。
则方案1中C中盛放的试剂是_________________;方案2中检验 Fe2+的试剂名称是____________,选择NaBr溶液的依据是__________________。
(4)实验1充分加热后,若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1:2,则A中发生反应的化学方程式为____________________________。
(5)该学习小组认为实验1中溶液变蓝,可能还有另外一种原因是__________。请你设计实验方案验证此猜想__________________________。
【答案】 FeCl36H2O受热失去结晶水,FeCl3水解生成HCl气体,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴 FeCl3 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 饱和NaCl溶液 铁氰化钾溶液 Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2 MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O 实验未先赶出空气,其中的O2在此条件下可能氧化I- 向一试管中加入KI淀粉溶液,再滴入几滴稀盐酸,在空气中放置,观察一段时间后溶液是否变蓝
【解析】(1)FeCl36H2O受热失去结晶水,同时水解,生成HCl气体,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴;
(2)根据铁离子与KSCN反应的实验现象判断;根据FeCl3具有氧化性分析;
(3)根据氯气中含有的杂质分析;根据检验Fe2+的试剂是铁氰化钾溶液以及Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2分析;
(4)结合电子守恒、原子守恒书写化学方程式;
(5)根据酸性条件下空气中的氧气也可能氧化碘离子生成碘单质分析解答。
(1)FeCl36H2O受热失去结晶水FeCl36H2OFeCl3+6H2O,同时水解FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl,生成HCl气体,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴,而形成白雾;
(2)A中部分固体溶解,产生白雾和黄色气体,B中KSCN溶液变红,说明黄色气体是氯化铁;碘离子具有还原性,氯化铁具有强氧化性,两者反应,碘离子被氧化为碘单质使KI淀粉溶液变蓝,反应的离子方程式为2Fe3++2I-=2Fe2++I2;
(3)方案1:除去Cl2中的FeCl3和O2(H+),若仍能观察到B中溶液仍变为蓝色,则证明原气体中确实存在Cl2,Cl2中的氯化氢的去除使用饱和NaCl溶液,饱和NaCl溶液也可以让FeCl3溶解,并且除去O2影响过程中提供酸性的HCl气体,从而排除两个其他影响因素;方案2:观察到A中部分固体溶解,产生白雾和黄色气体,B中KSCN溶液变红,说明生成铁离子,方案2中检验Fe2+的试剂是铁氰化钾溶液,遇到亚铁离子生成蓝色沉淀,选择NaBr溶液的依据是Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2;
(4)实验1充分加热后,若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1:2,则生成物中氯气和氯离子物质的量之比为1:4,反应中锰元素化合价+4价变化为+2价,氯元素化合价-1价变化为0价,根据电子守恒和原子守恒得到A中发生反应的化学方程式为MnO2+2FeCl3·6H2OFe2O3+MnCl2+Cl2↑+2HCl+11H2O;
(5)该学习小组认为实验1中溶液变蓝,可能还有另外一种原因是:实验未先赶出空气,其中的O2在此条件下可能氧化I-,FeCl36H2O受热水解,生成HCl气体,作对照实验,需用盐酸酸化,即另取一支试管,向其中加入KI淀粉溶液,再滴入几滴HCl溶液,在空气中放置,观察一段时间后溶液是否变蓝,若一段时间后溶液变蓝则推测成立。
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【题目】(I)按要求回答下列问题:
(1)在一定的温度和压强下,2 体积 X Y 2 (g)跟 3 体积Z2(g)化合生成 2 体积气态化合物,则该气态化合物的化学式是 _________(用X、Y、Z表示)
(2)用KMnO4氧化盐酸,其反应方程式如下:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,该反应中,氧化剂是________。当有1mol KMnO4和一定量盐酸恰好完全反应,反应后溶液的体积为2L ,则所得溶液中Cl—的物质的量浓度为_______,被氧化的HCl的物质的量为________。
(II)现有下列物质:①H2O、②空气、③Mg、④CaCO3、⑤H3PO4、⑥CuSO4﹒5H2O、⑦浓硝酸、⑧无水酒精、⑨硫酸、⑩盐酸。
其中,属于电解质的是____________(填序号,下同);属于非电解质的是____________;属于强电解质的是____________;能导电的是____________。
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【题目】已知:Ag2SO4微溶于水,可溶于硝酸。溶液X中可能含有Na+、Ca2+、Fe2+、Cl-、Br-、CO、SiO
、SO
中的几种离子。为了确定其组成,某同学进行了如下实验:
下列说法正确的是( )
A. 溶液X中一定含有Na+、Cl-和SiO
B. 溶液X中一定不含Ca2+、Br-
C. 为确定溶液X中是否含有SO,可取溶液2,加入BaCl2溶液
D. 在溶液X中依次滴入盐酸、双氧水和硫氰化钾溶液后,溶液将变成血红色
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:
已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2
CuO
SOCl2熔点―105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。
请回答:
(1)第②步调pH适合的物质是_________(填化学式)。
(2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是_____________。为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是___________(填一种)。
(3)第④步中发生反应的化学方程式是_______________________。
(4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略,如图)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由___________________。
装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞______(填“a”、“b”或“a和b”)。
(5)为测定无水Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。
已知:4NH3·H2O + Cu2+ == Cu(NH3)42+ + 4H2O;Cu(NH3)42+ 对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+ 在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3)42+的吸光度A与Cu2+ 标准溶液浓度关系如图所示:
准确称取0.3150g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100 mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100 mL,测得溶液吸光度A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是_________(以质量分数表示)。
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【题目】我国的矿产资源丰富。利用某冶炼废渣(主要成分为二氧化硅和锡、铜、铅、铁的氧化物)回收锡、铜、铅的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)电炉冶炼时,焦炭的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”),将焦炭粉碎的目的是__________。熔剂的主要成分是氟石(CaF2),高温下能与SiO2反应生成两种钙盐,其中之一为 CaSiF6,该反应的化学方程式为____________________________。
(2)脱铁后的溶液中含有少量的Sn2+,为减少锡的损失,可用锡、铜、铅、铁多元合金回收处理,反应的离子方程式为____________________________。
(3)已知SnO2不溶于稀硫酸。脱铁后氧化焙烧的目的是__________________。
(4)电解CuSO4溶液时,阳极的电极反应式为___________________________。
(5)已知H2CO3的一、二级电离常数分别为K1、K2,PbSO4、PbCO3的溶度积常数分别为Ksp(PbSO4)、Ksp(PbCO3)。锡、铅渣中的铅主要以PbSO4存在,脱硫时发生的反应为:
PbSO4(s)+HCO3ˉ(aq) PbCO3(s)+H+(aq)+SO42-(aq),该反应的平衡常数K=___________(用上述已知常数表示)。脱硫后需过滤、洗涤再进入下一步工序,检验滤渣是否洗涤干净的方法是_____________________________。
(6)若该冶炼废渣中锡的质量分数为5%,30t废渣制得精锡lt,则锡的回收率为_____________________。
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【题目】氮及其化合物如NH3及铵盐、N2H4、N2O4等在中学化学、化工工业、国防等领域占有重要地位。
(1)发射航天火箭常用肼(N2H4)与N2O4作燃料与助燃剂。肼(N2H4)与N2O4的反应为2N2H4(1)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H = -1077 kJ/mol
已知相关反应的化学键键能数据如下:
则使1 mol N2O4(g)分子中化学键完全断裂时需要吸收的能量是__________ 。
(2)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①由图推测该反应△H_______0(填“>”或“<”),理由为______________ 。
②图中a点对应温度下,己知N2O4的起始压强p0为108 kPa,则该温度下反应的平衡常数为:Kp=_____________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,取四位有效数字)。
③在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图所示,一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=________,在下图标出的点中,能表示反应达到平衡状态的点为______。
(3)电解NO2制备NH4NO3,其工作原理如图所示。
①阳极的电极反应式为_______________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A,则A的化学式为___________。
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【题目】若在加入铝粉能放出H2的溶液中,分别加入下列各组离子,肯定不能共存的
A. Fe3+、Mg2+、Cl-、Na+
B. Ba2+、Mg2+、、Ca2+
C. 、Na+、K+、
D. 、K+、Al3+、H+
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【题目】将一定质量的Mg和Al的混合物投入500mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是( )
A. Mg和Al的总质量为8g B. 硫酸的物质的量浓度为5mol/L
C. NaOH溶液的物质的量浓度为5mol/L D. 生成的H2在标准状况下的体积为11.2L
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【题目】一种既能提供电能又能固氮的新型氢氮燃料电池的工作原理如图所示,其中电解质溶液为溶有化合物A的稀盐酸。下列有关表述正确的是( )
A. 通入N2的电极发生的电极反应式为N2-6e-+8H+=2NH4+
B. 该装置能将化学能转化为电能,化合物A 为NH4Cl
C. 电子从通入N2的电极流出,经过用电器流向通入H2的电极
D. 反应过程中电解质溶液的pH变小
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