精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒(含有少量金属铜杂质)与某浓度硝酸反应,设计了如下探究活动:
探究一
(1)将粗铁粒投入某浓度硝酸中,某同学观察该实验现象时发现,反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因①_____________②_____________。
(2)另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,甲同学设计如下实验:
有药品和仪器:0.1mol/L KSCN溶液、0.1mol/L KI溶液、0.2mol/L酸性高锰酸钾溶液、氯水等,试管和滴管。
请你设计简单实验,探究上述猜想是否正确,填写下列实验报告:

实验步骤
现象
结论
离子方程式
第一步
取2~3 mL溶液装于试管,向试管中加入几滴KSCN溶液。
 
 
第二步
 
若溶液紫色褪去,则溶液含有Fe2+;若无明显变化,则不含Fe3+。
 
探究二
为了探究气体Y的成分,同学乙设计了如下装置(不考虑NO2转化为N2O4)

(3)装置乙的作用:                               。
(4)装置丙收集满气体后,通过气泡鼓入空气后,有红棕色气体生成,能否确定气体Y中含NO?说明理由__________                         __。
(5)同学丁为了探究气体Y的组成,在标准状况下将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中,气体被完全吸收,所得溶液再用0.1500mol/L酸性KMnO4溶液滴定,消耗20.00mLKMnO4溶液。则气体Y中NO、NO2的体积比为           。(已知2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O和NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O)


(1)①反应放热,一段时间后溶液温度升高,反应速率加快;
②由于铁中含杂质铜,反应时形成Fe-Cu 微型原电池,加快反应速率
(2)

步骤
操作
现象与结论
可能的离子方程式
第1步
 
若溶液变红色,则溶液含有Fe3+;若无现象,则不含Fe3+
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
第2步
另取少量溶液装于试管,向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液
 
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(3)验证NO2的存在并除去NO2
(4)不能确定,由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO。
(5)1∶3

解析试题分析:(1)①将粗铁粒投入某浓度硝酸中,发现反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快,可从2个方面答:其一是温度原因,其二是形成原电池,故答案为:反应放热,一段时间后溶液温度升高,反应速率加快;②由于铁中含杂质铜,反应时形成Fe-Cu微型原电池,加快反应速率;
(2)可以选择硫氰酸钾来检验三价铁离子,存在三价铁离子时,溶液变红色,亚铁离子具有还原性,可以被高锰酸钾氧化为三价铁离子,导致高锰酸钾褪色,故答案为:

步骤
操作
现象与结论
可能的离子方程式
第1步
 
若溶液变红色,则溶液含有Fe3+;若无现象,则不含Fe3+
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
第2步
另取少量溶液装于试管,向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液
 
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
 
(3)装置乙中NO2与Na2S溶液反应,可看作是先生成硝酸,硝酸在与Na2S溶液反应生成S沉淀,故可验证NO2的存在并除去NO2,故答案为:验证NO2的存在并除去NO2;
(4)由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO,可以在乙和丙装置间加一个检验NO2是否除尽装置,故答案为:不能确定,由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO;
(5)由5NO2-~2 MnO4-,故2n(NO2-)=7.5×10-3 mol,设NO、NO2的物质的量分别为x、y mol,则有:x+y=10×10-3 mol,2x+1/2(y-x)=7.5×10-3,解得:x=2.5×10-3 mol,y=7.5×10-3 mol,气体Y中NO、NO2的体积比为1:3,故答案为:1:3。
考点:探究化学反应机理及物质组成

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)。某研究小组设计了如下两种实验流程:

(1)气体A的主要成分是________。为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入________;通入N2的目的是________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是__________________________________________________________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品w g,按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L-1I2溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2?3H2O。
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
③160 g/L NaOH溶液是指160 g NaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。
(1)160 g/L NaOH溶液的物质的量浓度为         。若要计算该溶液的质量分数,还需要的一个条件是                           (用文字说明)。
(2)发生器中鼓入空气的作用可能是   (选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性;   b.稀释ClO2以防止爆炸;
c.将NaClO3氧化成ClO2
(3)吸收塔内反应的离子方程式为                  。
吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是                                 。
(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单实验方法是                                              。
(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是       (选填序号)。
a.Na2O2         b.Na2S          c.FeCl2      
(6)从滤液中得到NaClO2?3H2O粗晶体的实验操作依次是     (选填序号)。
a.蒸馏    b.蒸发浓缩   c.灼烧   d.过滤洗涤    e.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2?3H2O晶体必须进行的操作是          (填操作名称)。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

Ⅰ.(1)某兴趣小组甲设计了以下装置和方法测定空气中SO2含量。你认为可行的操作是             (填序号)

序号
A
B
C
装置



原理
通入V升空气,测定生成沉淀的质量
当KMnO4溶液刚好褪色时,测定通入空气的体积V
通入V升空气,测定U型管增加的质量
 
(2)兴趣小组乙取336mL(标准状况)某由SO2和N2组成的混合气体Y,将其通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为              。
Ⅱ某化学兴趣小组丙为探究Fe3+是否能氧化SO2,设计了如下实验装置。

(1)如上图连接好装置。实验前应进行         操作 
(2)观察到装置C中产生了白色沉淀,同学们提出了以下猜想(每个猜想只考虑一种物质的氧化性)。
猜想1:                              ;
猜想2:SO2被Fe3+氧化了;     
猜想3:SO2被NO3—氧化了
(3)甲同学认为猜想1正确,并利用上述装置A进行了排除干扰的探究实验。
(4)乙同学认为猜想2正确,则装置C中反应的离子方程式是                  
(5)丙同学认为猜想3正确,他利用甲同学的实验装置,设计实验验证猜想。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:NaNO3溶液、KSCN溶液、FeCl3溶液、BaCl2溶液、
实验步骤
预期现象和结论
 
 
 
Fe(NO3)3溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学通过如下实验探究反应原理并验证产物。
实验I:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的烧杯中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液的浅红色加深。
(1)该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为        
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能为碱式碳酸镁[yMg(OH)2?xMgCO3]
(2)为了确定产物,进行以下定性实验:

实验序号
 
实  验
 
实验现象
 
结  论
 
实验Ⅱ
 
将实验I中收集到的气体点燃
 
安静燃烧,
火焰呈淡蓝色
 
气体成分为
   ①     
 
实验Ⅲ
 
将实验I中的白色不溶物滤出、洗涤,取少量加入足量   ②   
 
 
    ③    
 
白色不溶物中含有MgCO3
 
实验Ⅳ
 
取实验Ⅲ中的滤液,向其中加入适
量  ④   稀溶液
 
产生白色沉淀,溶液红色变浅
 
溶液中存在CO32-
离子
 
 
实验Ⅲ中洗涤的操作方法是                                  。
(3)为进一步确定实验I的白色不溶物的成分,进行以下定量实验,装置如图所示:

称取干燥、纯净的白色不溶物 4.52 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重0.36 g,装置B增重1.76 g。
装置C的作用是                                                   ;
白色不溶物的化学式为                      。
(4)写出镁与饱和碳酸氢钠溶液反应的化学方程式                                。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

实验室用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高而生成少量的二氧化硫,有人设计下列实验以确认上述混和气体中有乙烯和二氧化硫。

(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是:I     ;II     ;III      ;IV   (将下列有关试剂的序号填入空格内);

A.品红溶液 B.氢氧化钠溶液 C.浓硫酸 D.酸性高锰酸钾溶液
(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是 ______________________________________;
(3)使用装置Ⅱ的目的是 _________________________________________________ ;
(4)使用装置Ⅲ的目的是___________________________________________________;
(5)确证含有乙烯的现象是_________________________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

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,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

①组装好仪器后如何检查气密性               
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               ;

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图),以环己醇制备环己烯:

已知:

 
密度
(g/cm3)
熔点
(℃)
沸点
(℃)
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
-103
83
难溶于水
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是            ,导管B除了导气外还具有的作用是           。
②试管C置于冰水浴中的目的是                                      。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在      层(填“上”或“下”),分液后用     (填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液    B.稀H2SO4    C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按图装置蒸馏,冷却水从       口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是:          。

③收集产品时,控制的温度应在               左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是 _______
A.蒸馏时从70℃开始收集产品     B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_______
A.用酸性高锰酸钾溶液    B.用金属钠      C.测定沸点
(4)由环己烯再转化为环己醇的化学方程式为:______________

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如下图所示装置进行实验。

(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是         。
一段时间后,观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是                    。
(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                                 ,反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是                        。
(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。
①提出假设:
假设1:溶液中只存在Fe2+;
假设2.                              ;
假设3:溶液中存在Fe2+和Fe3+。
②请你设计实验验证上述假设1,写出实验操作、实验现象及结论。
限选试剂:KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉一KI溶液、KSCN溶液

实验操作步骤
实验现象
结论
 
 
 
 

查看答案和解析>>

同步练习册答案