某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 | 物理性质描述 | 化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 | 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 | 与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 | 白色沉淀 | 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 | 白色 | 能强烈吸收O2,迅速变成棕色 Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
【实验设计】
方法一:B;(1分) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 (2分)
(H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 写不写都不扣分,也不给分)
方法二:⑦、⑨或⑦、⑧、②。(每空1分,共4分)
【探究思考】(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3,FeO?Fe2O3?4H2O;(2)打开,发生,Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O;
解析试题分析:【实验设计】由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中防止氧气对实验的干扰是实验成功的关键;方法一的原理是利用铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁来提供Fe2+,利用生成的氢气来排除装置内氧气,防止氢氧化亚铁被氧化,关闭止水夹C,可使A装置内压强增大,将FeSO4溶液排到B中与氢氧化钠溶液反应,从而生成稳定的Fe(OH)2;最终在B容器中观察到白色沉淀,涉及到的化学方程式有:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,方法二是利用电解原理来制备氢氧化亚铁;按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀,则阳极材料为铁,铁放电提供亚铁离子,金属或导电的非金属作阴极,可以选用铁或石墨;阴极上氢离子放电同时有氢氧根离子生成,所以可以选用氯化钠溶液,为防止亚铁离子被氧化,液体C起隔绝空气的作用,则C的密度小于d的密度,所以C可以选用植物油,选⑦、⑨或⑦、⑧、②;
【探究思考】(1)由资料信息可知,氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色,二者的混合物呈现出绿色,因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的缘故;微绿色Fe3(OH)8可认为是Fe(OH)2与Fe(OH)3的结合起的一种物质,其中铁既显+2价也显+3价,根据化合价规则和原子守恒,Fe3(OH)8写成氧化物形式为:FeO?Fe2O3?4H2O,答案为:由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3,FeO?Fe2O3?4H2O;(2)验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)2?nH2O被空气氧化,因此活塞C应处于打开状态,容器A中的反应要继续进行,Fe (OH)2?nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水,答案为:打开,发生,Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O。
考点:以氢氧化亚铁的制备为载体,考查实验方案的设计与评价及相关方程式的书写。
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
化学兴趣小组设计以下实验方案,测定某已部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。
【方案一】 称取一定质量的固体样品,通过加热至恒重后冷却,称量剩余固体质量,计算。
(1)下列仪器中,在灼烧固体样品时必须用到的是 (填名称)。
(2)实验中需加热至恒重的目的是: 。
(3)实验中确定加热至恒重的方法是: 。
(4)若加热过程中有晶体迸溅出来,则测得的结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【方案二】 称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤,洗涤,干燥沉淀,称量固体质量,计算。
(已知:Ba2++OH-+HCBaCO3↓+H2O)
(1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为 。
(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是 。
(3)实验中洗涤沉淀的操作是 。
(4)实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是 。
【方案三】 按如图所示装置进行实验:
(1)B装置内所盛试剂是 ;D装置的作用是 ;分液漏斗中 (填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验。
(2)实验前称取17.9 g样品,实验后测得C装置增重8.8 g,则样品中Na2CO3的质量分数为 。
(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
铁是人体不可缺少的微量元素,硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量,并检验该补血剂是否变质。实验步骤如下:
(1)实验中用已经准确量取的浓硫酸配制500 mL 1 mol·L-1的硫酸溶液,则配制时用到的仪器除烧杯、500mL容量瓶外,还需要 。
(2)步骤②加入过量氯水后发生反应的离子方程式为 。
(3)步骤④中一系列操作步骤为 、洗涤、灼烧、冷却、称量。
(4)若实验无损耗,则该补血剂含铁元素的质量分数为 。
(5)某同学发现部分补血剂药片表面发黄,取样品研细,溶于1 mol·L-1的硫酸溶液,过滤。取滤液加 _______________溶液,溶液变红说明该补血剂已部分变质。向变色后的溶液中加入橙汁,溶液红色褪去,说明橙汁含具有 性(填“氧化”或“还原”)的物质。
(6)下列检验(5)中滤液中是否有Fe2+应选用的试剂是 。
A.KSCN溶液 | B.酸性KMnO4溶液 | C.铁粉 | D.FeCl3溶液 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
铁铜单质及其化合物的应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按照如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表:
| Fe3+ | Fe2+ | Cu2+ |
氢氧化物开始沉淀时的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
氢氧化物沉淀完全时的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某研究小组利用下图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。已知:1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1
请回答:
(1)装置A中反应的化学方程式是______________________________;
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是_______________________________;
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________;
(4)分析B中产生白色沉淀的原因:
猜想1:SO2与Fe3+、酸性条件下NO3-都反应;
猜想2:SO2与Fe3+反应;
猜想3:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①按猜想2,装置B中反应的离子方程式是_________,证明该猜想正确应进一步确认生成了________;
②按猜想3,只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验。应选择的试剂是________(填字母)。
a.0.1 mol·L-1稀硝酸
b.1.5 mol·L-1Fe(NO3)2溶液
c.6.0 mol·L-1 NaNO3和0.2 mol·L-1盐酸等体积混合的溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
镁在高温下与O2、N2或CO2均可以发生反应,试解决下列问题。
(1)工业通常采用电解熔融氯化镁冶炼金属镁,不以氧化镁为原料的理由是 。
(2)将燃着的镁条伸入盛满CO2的集气瓶中,镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,瓶内壁上有黑色物质生成,化学方程式为 。
(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti),涉及到的反应步骤为
金属镁的作用为 ,在Ar气氛中的进行的理由是 。
(4)现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知:
Mg+H2OMgO+H2↑ Mg3N2 +6H2O =3Mg(OH)2+2NH3↑
可供选择的装置和药品如下图所示。
①导管口间的连接次序是:a →( )()→()()→()()→ h
②通气后,应先点燃 (填“B”或“C”)装置的酒精灯,装置A的作用是 ,装置E的作用是 。
③请设计一个简单的小实验验证产物是氮化镁 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙两种。
已知:B中放入的是铁与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒
精灯。对比两装置,回答下列问题:
(1)如何检查乙装置的气密性: 。
(2)乙装置中湿沙子的作用是: 。
(3)B处发生反应的化学方程式: 。
(4)称取mg铁粉与适量石棉绒混合,然后加热至无气体放出。若收集的气体体积换算为标准状况为VL,铁粉的转化率为 (列出计算式即可,不必化简)。
(5)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe,该同学取出少量混合物于试管中,加入一定量的盐酸使固体混合物溶解,过滤,立即向滤液中滴加KSCN溶液,结果观察到溶液的颜色没变化。经过思考,该同学认为此现象不能说明反应后的固体混合物中不含有+3价Fe。他的理由是: _。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
人教版《必修1》关于Fe3+和Fe2+的转化的实验探究,某校教师为了检验学生完成每个实验过程时相应的问题解决思路,特设计一份化学探究学习“过程-思路”问卷。
(1)请在下表中右栏填写设计每一步操作过程的思路
过程 | 思路 |
1.提出假设:Fe2+具有还原性,可以被氧化成Fe3+;Fe3+具有氧化性,可以被还原成Fe2+ | ①根据氧化还原反应原理,一般 物质有还原性, 物质有氧化性 |
2.设计实验1:取少量FeCl2溶液,滴加几滴H2O2溶液,再向溶液中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变血红色 | ②用离子方程式表示选择H2O2的原因 ③用离子方程式表示溶液变血红色的原因 |
3.设计实验2:取少量FeCl3固体于一试管,用已煮沸的蒸馏水溶解,滴加几滴KSCN溶液后迅速加入少量铁粉,盖上试管塞,观察溶液的血红色是否褪去 | ④选择铁粉的原因是 (用化学方程式表示) ⑤为什么要用煮沸的水 |
4.实施实验 | …… |
…… | …… |
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科目:高中化学 来源: 题型:单选题
向1.00L0.3mol·L-NaOH溶液中缓慢通入CO2气体至溶液增重8.8g,有关该溶液
的说法正确的是
A.溶质为Na2CO3 |
B. |
C. |
D. |
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