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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...

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

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)。

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(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 【解析】(1)由于在常温下,铁在浓硫酸中钝化,从而在铁表面形成一层致密的氧化膜,所以不再和CuSO4溶液反应。 (2)①Fe2+具有还原性,可以被KMnO4(H+)氧化,从而溶液褪色,据此可以鉴别,答案选D。 ,所以SO2的体积分数为。 (3)M=0.0893 g·L-1×22.4 L·mol-1=2.0 g·mol-1。所以Q1为H2。 由于C能被浓H2SO4氧化成CO2,所以Q2应为CO2。检验H2用CuO,而检验CO2气体需用澄清石灰水,在验证CO2之前,须除尽SO2气体,所以A装置用来除去SO2,B装置用来检验是否除尽,M装置应放在B、C之间。若有H2,CuO应由黑变红,CuSO4由白变蓝。  
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考点分析:
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某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。

(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为           

(2)乙同学认为有Cu(OH)2生成的理论依据是        (用离子方程式表示)。

(3)两同学利用下图所示装置进行测定

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①在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为        、洗涤、干燥。

②装置E中碱石灰的作用是       

③实验过程中有以下操作步骤:

a.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应

b.打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气

c.打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气

正确的顺序是        (填选项序号,下同)。

若未进行步骤        ,将使测量结果偏低。

④若沉淀样品的质量为m g,装置D的质量增加了n g,则沉淀中CuCO3的质量分数为       

(4)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积或测量        来测定沉淀中CuCO3的质量分数。

 

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硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:

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[提出猜想]

Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;

Ⅱ.所得气体的成分可能含有        两种;

Ⅲ.所得气体的成分可能含有        三种。

[实验探究]

实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。

(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→                                →②(填接口序号)。

(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想        正确。

(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:

实验小组

称取CuSO4的质量/g

装置C增加的质量/g

量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL

6.4

2.56

448

6.4

2.56

224

 

请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。

第一小组:                                                       

第二小组:                                                       

 

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某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:

实验:将燃烧的钠迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上黏附着白色物质。

提出假设

假设1:白色物质是Na2O。

假设2:白色物质是Na2CO3

假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。

设计实验方案验证假设

该小组对燃烧后的白色产物

进行如下探究:

实验方案

实验操作

实验现象

结论

方案1

取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液

溶液变成红色

白色物质为Na2O

方案2

①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液

出现白色沉淀

 

 

②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液

无明显现象

 

【思考与交流】

(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是       

(2)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为       

(3)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中,        成立。你的理由是       

(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为       

(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点?并简述理由:       

 

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下列实验方案不能达到实验目的的是

 

实验目的

实验方案

A

证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成

向试管中加入适量的溴乙烷和NaOH的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴的四氯化碳溶液

B

证明Mg(OH)2淀可以转化为Fe(OH)3沉淀

向2 mL 1mol/L NaOH溶液中先加入3滴1 mol/L MgCl2溶液,再加入3滴1 mol/L FeCl3溶液

C

检验蔗糖的水解产物具有还原性

向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,然后加入适量稀NaOH溶液,再向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热

D

测定铝箔中氧化铝的含量

a g铝箔与足量稀盐酸充分反应,逸出的气体通过碱石灰后,测其体积为b L(已转化为标准状况下)

 

 

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下列装置所示的实验不能达到目的的是

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