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5.某化学兴趣小组利用如图所示装置(部分夹持仪器已省略) 进行“铁与水反应”的实验,并检验产物的性质,请回答下列问题.

(1)A装置的作用是提供水蒸气,B中反应的化学方程式为:3Fe+4H2O(g)?Fe3O4+4H2↑.
(2)D的作用是干燥氢气.
(3)实验过程中最后点燃E处的酒精(喷)灯,点燃E处酒精灯之前应进行的操作是先通一段时间的氢,再点灯.

分析 装置A中水受热生成水蒸气,B中高温条件下铁与水蒸气反应四氧化三铁和氢气,混有水蒸气的氢气经过干燥管D干燥后进入E装置,与CuO反应生成Cu单质,加热E之前应该先通氢气把装置中的氧气排尽,防止氢气与氧气混合加热发生爆炸.据此分析.

解答 解:(1)铁与水蒸气反应的条件是高温,水的状态是气体,所以A装置的作用是造水蒸气,B中是铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁,方程式为:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
故答案为:提供水蒸气; 3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(2)E是氢气还原氧化铜的实验,气体进入E装置前要干燥,否则会有危险,硬质玻璃管可能炸裂,所以D的作用是干燥氢气;
故答案为:干燥氢气;
(3)排除E装置中的空气后,再点燃E处酒精灯,所以最后点燃E处酒精灯;氢气是可燃性气体混有空气会发生爆炸,所以点燃E处酒精灯之前,应先通一段时间的氢,再点灯;
故答案为:E;先通一段时间的氢,再点灯.

点评 本题考查了铁与水蒸气反应的探究实验,利用氢气还原氧化铜这个实验对产物氢气进行检验,考查了实验操作中的注意事项,题目较简单.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁.实验室制备装置和工业制备流程图如下:

已知:(1)无水FeCl3熔点为555K、沸点为588K.(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃02080100
溶解度(g/100g H2O)74.491.8525.8535.7
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸.
Ⅱ.当…时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a.
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体.请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是把亚铁离子全部氧化成三价铁离子.
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变.
(3)从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是:加入 盐酸后、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(5)捕集器温度超过673K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式为Fe2Cl6
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c mol•L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-).
样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列离子方程式正确的是(  )
A.澄清石灰水与少量苏打溶液混合:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O
B.过氧化钠溶于水:2022-+2H2O═4OH-+O2
C.将过量二氧化硫气体通入氨水中:SO2+NH3•H2O═HSO3-+NH4+
D.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42-═BaSO4↓+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列相关实验能达到预期目的是(  )
选项实验操作实验目的
A.可逆反应FeCl3(aq)+3KSCN(aq)?Fe(SCN)3(aq)+3KCl(aq)建立平衡后,在其它条件不变时,加入KCl固体,观察体系颜色的变化.验证浓度对化学平衡的影响
B.相同温度下,将等质量的大理石块、大理石粉末分别加入等体积、等浓度的盐酸和硫酸中,观察气泡产生的快慢.验证固体接触面积对化学反应速率的影响
C.相同温度下,两只试管中装有等体积、等浓度的H2O2溶液,向其中分别加入少量FeCl3固体和少量MnO2固体.验证不同催化剂对H2O2分解速率的影响
D.将SO2气体通入溴水中,观察溶液颜色的变化证明SO2具有漂白性
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

2.实验室用密度为1.25g/mL,质量分数为36.5%的浓盐酸配置240mL 0.1mol/L的盐酸.浓盐酸的物质量浓度为多少?配置稀盐酸应取用的浓盐酸的体积为多少?

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.回答下列问题:
A.工业上,向500-600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁.现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验.图中文字为铁粉和玻璃丝
(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O,装置B中加入的试剂是浓硫酸.
(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl.若仍用D的装置进行尾气处理,存在的问题是易发生倒吸;可燃性气体H2不能被吸收.
(3)若操作不当,制得的FeCl2 会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液.欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先通入氯化氢赶走装置中的空气,再点燃C处的酒精灯.
B.常温下,将除去表面氧化膜的Al、Cu片插入浓HNO3中组成原电池,反应过程中有红棕色气体产生,开始时,原电池的负极是Al片,此时,溶液中的H+向Cu电极(填Al或Cu)移动,正极的电极反应式是2H++NO3-+e-=NO2+H2O,t时间后,原电池中电子流动方向发生改变,其原因是随着反应进行铝表面钝化形成氧化膜阻碍反应进行,铜做负极反应,电流方向相反.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验,并利用产物进一步制取FeCl3•6H2O晶体.(图中夹持及尾气处理装置均已略去)

(1)烧瓶底部放置了几片碎瓷片,
碎瓷片的作用是防止暴沸.
装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2
(2)如果要在C处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行验纯,
装置E中的现象是黑色逐渐变红色,管口有水珠生成.
(3)停止反应,待B管冷却后,取其中的固体,加入过量盐酸充分反应,过滤.简述检验滤液中Fe3+的操作方法取少量滤液于洁净的试管中,加入KSCN溶液,观察溶液是否变红色.
(4)该小组学生利用上述滤液制取FeCl3•6H2O晶体,设计流程如下:
滤液$→_{I}^{cl_{2}}$FeCl3溶液FeCl3•6H2O晶体
步骤中通入Cl2的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,或2Fe3++Cl2═2Fe2++2Cl-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.李强在学习了高中化学《铁及其化合物》一节的知识后,对初中“铁丝在氧气中燃烧”实验中的产物产生了疑惑,他认为燃烧时溅落下来的黑色物质中除了Fe3O4外可能还含有其他物质,为了验证自己的猜想,他在实验室中重做该实验,并进行了如下探究活动:查阅资料:①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种,FeO高温时极易被氧化为Fe2O3,而Fe2O3在高温时又容易分解成Fe3O4和一种气体;②铁的氧化物的分解温度及铁的熔点:
Fe3O4Fe2O3Fe
分解温度/°C15381400-
熔点/°C--1535
(1)根据以上资料,李强提出猜想:黑色物质的成分可能为Fe和Fe3O4.为了确定黑色物质的成分,李强设计了如下几个实验方案:
方案1:取该黑色物质溶于足量的稀硫酸中,观察是否有大量气体生成.
方案2:称取碾碎成粉末状的黑色物质a g,在空气中充分灼烧,待反应完全后,在干燥器里冷却,再称重,反复多次直到固体恒重,称得质量为b g,比较a、b的关系.
方案3:取少量碾碎成粉末状的黑色物质,用磁铁吸引,看是否被吸起.
你认为能够证明李强猜想的合理实验方案是方案2,其他方案不合理的原因是黑色固体中Fe含量很少,同时在溶液中发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,则方案1看不到明显现象(只说其中的一个理由).
(2)针对李强的质疑,研究性学习小组又设计了新的探究方案,装置如下图所示.

a.若反应都进行完全,要想确定黑色固体成分必须测定下列物理量中的②③⑤(只填序号).
①通入氢气体积V ②反应前,黑色固体+硬质玻璃管的总质量m1 ③完全反应后黑色固体+硬质玻璃管的总质量m2 ④实验前,干燥管质量m3 ⑤硬质玻璃管质量m4 ⑥锌粒质量m5 ⑦稀硫酸中含溶质的量n ⑧实验后,干燥管质量m6
b.根据测定的实验数据,计算出黑色固体中Fe3O4的质量分数为$\frac{29(m1-m2)}{8(m2-m3)}$.
(3)向一定量FeO、Fe和Fe3O4的混合物中加入100 mL l.5 mol•L-1的盐酸,使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)气体,再向反应后的溶液中加入1 mol•L-1NaOH溶液,要使铁元素完全沉淀下来,所加入NaOH溶液的体积最少为C
A.90 mL             B.100 mL         C.150 mL            D.200 mL.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.己知常温常压下,N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g),放出92.4kJ热量,在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2,达平衡时放出热量为Q1kJ;向另体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2、1molNH3,相同温度下达平衡时放出热量为Q2kJ,则下列叙述正确的是(  )
A.Q2<Q1<92.4B.2Q2=Q1=92.4C.Q1<Q2<92.4D.Q2=Q1<92.4

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同步练习册答案