工业上常用铁质容器盛装冷的浓硫酸。某兴趣小组的同学发现: 将一定量的生铁与浓硫酸加热时,观察到固体能完全溶解,并产生大量气体。为探究反应后的产物,请你协助他们完成相关的实验。
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢) 放入冷的浓硫酸中,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)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要判断溶液X中是否含有Fe2+,应选用________(填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.K3[Fe(CN)6]溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4 溶液
②乙同学将336mL(标准状况) 气体Y通入足量溴水中,发现溶液颜色变钱,试用化学方程式解释溴水颜色变浅的原因:__________________________________________________________,然后向反应后的溶液中加入足量BaCl2溶液,经适当操作得干燥固体2.33g 。由此推知气体Y 中SO2的体积分数为_________。
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果,两同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计如图所示探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3) 装置A中发生反应的离子方程式为_____________________,装置B中试剂的作用是____________。
(4)认为气体Y中还含有气体Q的理由是_____________________________(用化学方程式表示)。
为了进一步确认Q的存在,需在装置中添加装置M 于_________(填序号),M中所加试剂为_________。
a.A~B之间 b.B~C之间 c.C~D之间 d.E~F之间
(5)利用上述实验装置进一步确认气体Y 中是否含有H2,为达到预期的实验目的,加热前称量装置D的总质量为mg,当通入336mL (标准状况) 气体Y完全反应后,继续通入氮气至装置D冷却到室温,称量装置D的质量为ng,则原混合气体中H2的体积分数为__________。(用含相关字母的代数式表示)
石英砂岩,是硅石中的一种,其主要化学成分可简单表示为MgAl4Si10O26(OH)2 (假设杂质均能溶于硫酸),工业上拟用该物质为原料制备高纯度硅,其艺流程如图所示:
(1)请将石英砂岩的组成用氧化物的形式表示:________________,酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施有______________________________________。 (答出两点)
(2)实验室用18.4mol· L-1的浓硫酸配制250mL4.8mol· L -1的硫酸,需量取浓硫酸_______mL (结果保留一位小数);配制时所用玻璃仪器除量筒、烧杯和玻璃棒外,还需__________________________。
(3)制备高纯硅的过程中需要用到Cl2,请写出实验室制备Cl2 的离子反应方程式:______________。
(4)请写出b 和H2反应的化学方程式,并用单线桥法表示该反应过程中电子的转移:_______________。
(5)通过实验测得滤液a中c(Al3+)=1.0mol· L-1,c(Mg2+)=0.28mol· L-1,某同学打算通过调节溶液的pH值使Al3+和Mg2+完全分离(当离子浓度降到1.0×10-6mol· L-1时即视为完全分离),则试剂X 用_______(填“0.1mol· L-1NaOH 或“0.1mol· L-1氨水”)较好;沉淀时应控制溶液的pH值的取值范围为_______(已知: KspAl(OH)3=8.0×10-33,Ksp[Mg(OH)2]=2.8×10-11,lg2=0.3,lg5=0.7)。
已知草酸为二元弱酸,在25℃时,草酸的两步电离常数为: Ka1=5.0×10-2,Ka2=m。实验测得在该温度下改变0.1mol· L-1的H2C2O4溶液的pH 值时,溶液中主要微粒的物质的量分数δ(X) 随pH值的变化如图所示[已知:①δ( H2C2O4)= ②1g5=0.7;③图中b点对应的pH值为2.7]。则下列说法不正确的是( )
A. 在a点,溶液对应的pH值为1.3 B. pH= 2.8 时,c(HC2O4-)>c(C2O42-)+c(H2C2O4)
C. pH=4.2时,c(HC2O4-)=c(C2O42-)=c(H+) D. lgKa2=-4.2
储氢材料是当前新能源领域研究的一类热门材料。在一定条件下,以Cu-Zn原电池作电源,利用图所示装置可实现有机物的储氢,下列有关说法正确的是( )
A.在Cu-Zn原电池装置工作时,盐桥内的Cl- 向铜电极一端移动
B.电极C为阳极,在电极D 上发生还原反应
C.气体X的主要成分是H2
D.H+透过高分子膜从右室进入左室,在电极C 上发生还原反应
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五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大,其中A、C和B、D均在同主族且B和C形成的简单离子具有相同的电子层结构; C 是短周期主族元素中金属性最强的元素,C、 E形成的离子化合物其水溶液呈中性,则下列说法不正确的是( )
A. B 与C形成的化合物溶于水后溶液一定呈碱性 B. A和B之间只能形成共价化合物
C. 形成的气态氢化物的热稳定性:B>D D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:E>D
下列有关实验操作、现象和结论或解释均正确的是( )
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 结论或解释 |
A | 用镊子夹取一块金属钠并用滤纸吸干表面的煤油,用小刀切开一端的外皮 | 切口处呈银白色,很快变成淡黄色 | 常温下,钠与O2 反应生成了Na2O2 |
B | 向盛有 4mL0.1mol· L-1的 NaOH 溶液的试管中滴加等浓度的MgSO4溶液2mL 后,再滴加0.1mol· L -1CuSO4溶液 | 先产生白色沉淀后沉淀变为蓝色 | Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2 的小 |
C | 焰色反应实验时,某同学用洁净的铂丝蘸取样品在无色火焰上灼烧 | 直接观察到火焰的颜色呈黄色 | 该样品中含有钠元素,一定不含钾元素 |
D | 向盛Na2SiO3溶液的试管中滴加1滴酚酞,然后逐滴加入稀盐酸至过量 | 试管中溶液先变红后褪色,最后有白色沉淀 | 非金属性:Cl>Si |
A. A B. B C. C D. D