某研究小組探究:

I .銅片和濃硫酸的反應(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗)

II. SO2 和 Fe( NO3)3 溶液的反應[1.0 mol/L 的 Fe(NO3)3 溶液的 pH=1] 請回答下列有關問題:

探究I

(l)某學進行了下列實驗:取12.8g銅片和20 mL 18 mol•L-1的濃硫酸放在三頸瓶中共熱,直至反應 完畢,最后發(fā)現(xiàn)燒瓶中還有銅片剩余,同時根據(jù)所學的知識同學們認為還有較多的硫酸剩余。

①裝置A中反應的化學方程式是_______

②該同學設計求余酸濃度的實驗方案是測定產生氣體的量。其方法有多種,請問下列方案中不可行的是______ (填字母)。

A.將產生的氣體緩緩通過預先稱量的盛有堿石灰的干燥管,結束反應后再次稱貴

B.將產生的氣體緩緩通入酸性髙錳酸鉀溶液,再加入足量BaCl2溶液,過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀

C.用排水法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況)

D.用排飽和NaHSO3溶液的方法測定其產生氣體的體積(折算成標準狀況)

探究II

(2)為排除空氣對實驗的干擾,滴加濃硫酸之前應進行的操作是______。

(3)裝置B中產生了白色沉淀,分析B中產生白色沉淀的原因,提出下列三種猜想:

猜想1:SO2與Fe3+反應;猜想2 :在酸性條件下SO2與NO3-反應;猜想3:____________;

①按猜想1,裝置B中反應的離子方程式是______,證明該猜想應進一步確認生成的新物質,其實驗操作及現(xiàn)象是____________。

②按猜想2,只需將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為等體積的下列某種溶液,在相同條件下進行實驗。應選擇的替換溶液是______ (填序號)。

a.0.1 mol/L 稀硝酸                 b. 1.5 mol/L Fe(NO3)2 溶液

c. 6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液

 

【答案】

(13分)(1)①2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑(2分) ②AC(2分)

(2)打開彈簧夾,向裝置中通入一段時間的N2,關閉彈簧夾(2分)

(3)猜想3:SO2和Fe3、酸性條件下NO3-都反應(1分)

①Ba2+SO2+2 Fe3+2H2O=BaSO4↓+4H+2 Fe2(2分)(可分步寫SO2+2 Fe3+2H2O=SO42+4H+2 Fe2,Ba2+SO42=BaSO4↓(各1分);取少量B中溶液于試管中,加入少量鐵氰化鉀[K3Fe(CN)6]溶液產生藍色沉淀,則溶液中有Fe2,猜想1合理(2分)②c(2分)

【解析】

試題分析:(1)①濃硫酸具有強氧化性,在加熱時可以氧化單質銅,生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應的化學方程式為2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑。

②A、由于生成的SO2氣體中還含有水蒸氣,而水蒸氣也能被堿石灰吸收,所以不能通過稱量堿石灰反應前后的質量計算SO2的質量,A不正確;

B、SO2具有還原性,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成硫酸,進而生成生成白色沉淀硫酸鋇,所以通過稱量硫酸鋇的質量可以確定SO2的質量,B正確;

C、SO2易溶水,不能通過排水法確定SO2的體積,C不正確;

D、SO2不能溶解在飽和的亞硫酸氫鈉溶液中,所以可以用排飽和NaHSO3溶液的方法測定其產生氣體的體積,D正確,答案選AC。

(2)要排除空氣參與反應,可在反應之前先通入氮氣一段時間,將裝置中的空氣排出。即正確的操作是打開彈簧夾,向裝置中通入一段時間的N2,關閉彈簧夾。

(3)根據(jù)猜想1和2可知,猜想3應該是SO2和Fe3、酸性條件下NO3-都反應。

①鐵離子具有氧化性,能把SO2氧化生成硫酸,進而生成硫酸鋇白色沉淀,反應的離子方程式是Ba2+SO2+2 Fe3+2H2O=BaSO4↓+4H+2 Fe2。要驗證該反應,則還應進一步確認生成的新物質亞鐵離子,所以其實驗操作及現(xiàn)象是取少量B中溶液于試管中,加入少量鐵氰化鉀[K3Fe(CN)6]溶液產生藍色沉淀,則溶液中有Fe2,猜想1合理。

②要驗證猜想2正確,則需要排除陽離子鐵離子的干擾,因此只需將裝置B中的Fe(NO3)3溶液替換為6.0 mol/L NaNO3和0.2 mol/L鹽酸等體積混合的溶液,即答案選c。

考點:考查濃硫酸、SO2、硝酸和鐵離子的性質;物質的檢驗;實驗條件的控制以及實驗方案的設計等

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2013?廣東)大氣中的部分碘源于O3對海水中I-的氧化.將O3持續(xù)通入NaI溶液中進行模擬研究.
(1)O3將I-氧化成I2的過程由3步反應組成:
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g)△H1
②IO-(aq)+H+(aq)?HOI(aq)△H2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)?I2(aq)+H2O(l)△H3
總反應的化學方程式為
2I-+O3+2H+I2+O2+H2O
2I-+O3+2H+I2+O2+H2O
,其反應△H=
△H1+△H2+△H3
△H1+△H2+△H3

(2)在溶液中存在化學平衡:I2(aq)+I-(aq)?I3-(aq),其平衡常數(shù)表達式為

(3)為探究Fe2+對O3氧化I-反應的影響(反應體系如圖1),某研究小組測定兩組實驗中I3-濃度和體系pH,結果見圖2和下表.
編號 反應物 反應前pH 反應后pH
第1組 O3+I- 5.2 11.0
第2組 O3+I-+Fe2- 5.2 4.1
第1組實驗中,導致反應后pH升高的原因是
由2I-+O3+2H+I2+O2+H2O可知消耗酸,所以pH升高
由2I-+O3+2H+I2+O2+H2O可知消耗酸,所以pH升高

②圖1中的A為
Fe2+
Fe2+
,由Fe3+生成A的過程能顯著提高Ⅰ-的轉化率,原因是
O3可以將Fe2+氧化為Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O,F(xiàn)e3+氧化I-:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,即A是亞鐵離子,I-消耗量增大,轉化率增大.
O3可以將Fe2+氧化為Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++O2+H2O,F(xiàn)e3+氧化I-:2Fe3++2I-=I2+2Fe2+,即A是亞鐵離子,I-消耗量增大,轉化率增大.

③第2組實驗進行18s后,I3-濃度下降.導致下降的直接原因有(雙選)
BC
BC

A.c(H+)減小     B.c(I-)減小     C.I2(g)不斷生成     D.c(Fe3+)增加
(4)據(jù)圖2,計算3-18s內第2組實驗中生成I3-的平均反應速率(寫出計算過程,結果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中化學 來源: 題型:

由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已進入工業(yè)生產.如:
反應I  CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H
反應Ⅱ2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O△H.
某研究小組為了尋找合成甲醇的適宜條件如溫度、壓強、碳氫比[
n(CO)
n(H2)
]、催化劑質量等,設計了如下對比實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中(每次實驗,反應時間相同).
實驗序號 T(℃)
n(CO)
n(H2)
p(Mpa) CO(轉化率)
1 150
1
3
0.1 a
2 x
1
3
5 b
(1)實驗1、2的目的是探究
壓強
壓強
對合成甲醇的影響,則x=
150
150

(2)a
b(填“>”、“<”或“=”).
(3)若要探究溫度、壓強、碳氫比[
n(CO)
n(H2)
]、催化劑質量對合成甲醇的影響,除實驗1、2外,至少還需進行
3
3
次對比實驗.
(4)上述合成甲醇、乙醇的兩個反應更符合綠色化學理念的是反應
(填編號).
(5)在不同時間測得反應Ⅱ的混合體系中CH3CH2OH的百分含量和溫度的關系如圖所示.
①反應Ⅱ的△H
0(填“>”或“<”).
②判斷ω點
不是
不是
(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài).保持溫度正不變,若反應進行到狀態(tài)W時,v
v(填“<”、“>”或“=”).

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2012?河西區(qū)二模)某研究小組為探究鐵和濃硫酸的反應,設計了如下圖所示裝置進行實驗.請按要求回答下列問題:

(1)上圖裝置存在不足,請在圖中C處畫出所需裝置并標注試劑名稱

(2)實驗前要檢查A、B裝置的氣密性,其操作為在接口E處接一導氣管F,將F的末端浸入液面以下,
向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下
向A試管加水至玻璃管D末端浸入液面以下
,安好裝置,用酒精燈微熱試管人,觀察
導氣管F管口處有氣泡冒出
導氣管F管口處有氣泡冒出
,停止加熱,F(xiàn)中有一段液柱,證明該裝置的氣密性好.
(3)為探究該反應產生的氣體性質,將網(wǎng)個棉球上分別滴加少量試劑,按圖示安好裝置,加熱試管A,觀察四個棉球顏色變化情況,并記錄,請?zhí)顚懴卤砜瞻祝?br />
棉球 棉球上滴加的試劑 實驗現(xiàn)象 解釋或結論
i
品紅溶液
品紅溶液
棉球變?yōu)榘咨岷笥只謴图t色
ii
FeCl3溶液
FeCl3溶液
棉球變?yōu)闇\綠色 離子方程式:
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe3++SO42ˉ+4H+
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe3++SO42ˉ+4H+

結論:
SO2有還原性
SO2有還原性
iii Na2S溶液 棉球變?yōu)闇\黃色 解釋:淺黃色物質是
S
S

結論:
SO2有氧化性
SO2有氧化性
iv
石蕊試液
石蕊試液
棉球變?yōu)榧t色 化學方程式:
SO2+H2O?H2SO3
SO2+H2O?H2SO3

結論:該氣體屬于酸性氧化物
(4)反應結束拆卸裝置前,不需打開膠塞,就可使裝置中殘留的有毒氣體完全吸收,應采取的操作足
從D管口向試管A中鼓入足量空氣
從D管口向試管A中鼓入足量空氣

(5)為探究試管A反應后的溶液中產物種類,小組同學提出3種假設,①只含有Fe3+②只含有Fe2+③既含有Fe3+又含有Fe2+,完成此探究實驗所需試劑至少有
KSCN溶液和K3[Fe(CN)6]溶液或KSCN溶液和KMnO4溶液
KSCN溶液和K3[Fe(CN)6]溶液或KSCN溶液和KMnO4溶液

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科目:高中化學 來源:模擬題 題型:單選題

在密閉容器中存在如下反應:2A(g)+B(g) 3C(g) △H <0,某研究小組探究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,下列分析正確的是
[     ]
A.圖I表示的是t1時刻增大反應物的濃度對反應速率的影響
B.圖Ⅱ表示的一定是t2時刻加入催化劑對反應速率的影響
C.圖Ⅲ表示的是溫度對化學平衡的影響,且乙的溫度較高
D.圖Ⅲ表示的是催化劑對化學平衡的影響,且甲的催化效率比乙高

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