实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中的化学反应方程式是________________ (锰被还原为Mn2+)。
②C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有__________________ (写离子方程式)。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否为K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______ 离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由____________________________________ 产生(用离子方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是________________ 。
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2________ FeO42-(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO42-的氧化性强弱关系相反,原因是________________ 。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。A中的化学反应方程式是
②C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否为K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ | 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 |
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是
②根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2
更新时间:2018-10-16 18:23:29
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【推荐1】高铁酸钾((K2FeO4)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂,其生产工艺如图:
已知:①Cl2与NaOH溶液反应的产物与反应温度有关,温度较低时产物为NaCl、NaClO、H2O;温度较高时产物为NaCl、NaClO3、H2O。
②同一条件下,溶液的碱性越强,高铁酸盐的稳定性越高。
回答下列问题:
(1)写出此工艺流程中Cl2通入KOH溶液的化学方程式:_______ 。
(2)在“反应液I”中加入KOH固体的目的是①_______ ,②提供碱性环境。
(3)写出Fe(NO3)3溶液与碱性KClO浓溶液反应的离子方程式:_______ 。
(4)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,副产品是_______ (写化学式)。
(5)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是:①_______ ,②_______ 。
(6)该工艺每得到1.98kgK2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为_______ mol。
已知:①Cl2与NaOH溶液反应的产物与反应温度有关,温度较低时产物为NaCl、NaClO、H2O;温度较高时产物为NaCl、NaClO3、H2O。
②同一条件下,溶液的碱性越强,高铁酸盐的稳定性越高。
回答下列问题:
(1)写出此工艺流程中Cl2通入KOH溶液的化学方程式:
(2)在“反应液I”中加入KOH固体的目的是①
(3)写出Fe(NO3)3溶液与碱性KClO浓溶液反应的离子方程式:
(4)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后,副产品是
(5)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是:①
(6)该工艺每得到1.98kgK2FeO4,理论上消耗Cl2的物质的量为
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【推荐2】碲被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是、含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如下:
已知:微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题:
(1)已知Te为ⅥA族元素,被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为________ 。
(2)“酸浸1”过程中,为加快浸出速率,可采取的方法有________ (填1种)。“酸浸2”时温度过高会使Te的浸出率降低,原因是________ 。
(3)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使转化为,反应的化学方程式为________ ;“还原”过程中,发生反应的离子方程式为________ 。
(4)工业上也可用电解法从铜阳极泥中提取碲,方法是:将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为,再用NaOH溶液碱浸,以石墨为电极电解所得溶液获得Te。电解过程中阴极上发生反应的电极方程式为________ 。在阳极区溶液中检验出有存在,生成的原因是________ 。
(5)常温下,向溶液中滴加盐酸,当溶液时,;________ 。(已知:的 )
已知:微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题:
(1)已知Te为ⅥA族元素,被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为
(2)“酸浸1”过程中,为加快浸出速率,可采取的方法有
(3)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使转化为,反应的化学方程式为
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解题方法
【推荐3】某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含(Ni2+、Co2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+和Mn2+)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知:
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为___________ (答出一条即可)。
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 mol H2SO5中过氧键的数目为___________ 。
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为___________ (H2SO5的电离第一步完全,第二步微弱);滤渣的成分为MnO2、CaSO4和___________ (填化学式)。
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为___________ 时,Mn(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大SO2体积分数时,Mn(Ⅱ)氧化速率减小的原因是___________ 。
(5)25℃时,“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(Mg2+浓度小于10-5mol/L),需控制pH不低于___________ (精确至0.1)。
已知:
物质 | Fe(OH)3 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 | Mg(OH)2 |
Ksp | 10-37.4 | 10-14.7 | 10-14.7 | 10-10.8 |
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为
(2)“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5),1 mol H2SO5中过氧键的数目为
(3)“氧化”中,用石灰乳调节pH=4,Mn2+被H2SO5氧化为MnO2,该反应的离子方程式为
(4)“氧化”中保持空气通入速率不变,Mn(Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。SO2体积分数为
(5)25℃时,“沉镁”中为使Mg2+沉淀完全(Mg2+浓度小于10-5mol/L),需控制pH不低于
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】实验室常见的几种气体发生装置如图1中A、B、C所示:
图1
(1)实验室可以用B或C装置制取O2,如果用C装置,通常使用的药品是___ ;检查C装置气密性的操作方法是__ 。
(2)若用A装置与D装置相连制取收集X气体,则X可能是下列气体中的(填序号,下同)___ ;
①CO2 ②Cl2 ③H2
实验室中制取该气体的离子方程式为:__ ;其中在D装置中连接小烧杯的目的是__ 。
(3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是__ 。
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤是否与氧气反应
图2是某学生设计的收集气体的几种装置,其中不可行的是__ 。
图2
图1
(1)实验室可以用B或C装置制取O2,如果用C装置,通常使用的药品是
(2)若用A装置与D装置相连制取收集X气体,则X可能是下列气体中的(填序号,下同)
①CO2 ②Cl2 ③H2
实验室中制取该气体的离子方程式为:
(3)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤是否与氧气反应
图2是某学生设计的收集气体的几种装置,其中不可行的是
图2
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解题方法
【推荐2】某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明Cl2的某些性质。甲同学设计了如图所示的实验装置(部分支撑用的铁架台省略)。
按要求回答下列问题。
(1)若用含有7.3 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2总是小于3.55 g的原因是__ 。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为____ ,作用是_____ ,现象是_____ 。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是_____ 。
③装置F的作用是______ 。
④写出装置G中发生反应的离子方程式_____ 。
(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在______ 与______ 之间(填装置标号),装置中应放入_______ (填试剂或用品名称)。
按要求回答下列问题。
(1)若用含有7.3 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2总是小于3.55 g的原因是
(2)①装置B中盛放的试剂名称为
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是
③装置F的作用是
④写出装置G中发生反应的离子方程式
(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在
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解题方法
【推荐3】盐酸是中学化学常用的试剂,以下两个实验均和盐酸有关。
I.用密度为,质量分数36.5%的浓盐酸配制500mL盐酸溶液,请回答下列问题:
(1)浓盐酸的物质的量浓度为_____________ 。
(2)配制500mL盐酸需要用量筒量取上述浓盐酸__________ mL。
(3)对配制的盐酸测定,发现物质的量浓度小于,引起该误差的操作__________ (填序号)
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水
B.用量筒量取浓盐酸时,仰视刻度线量取浓盐酸
C.定容时,仰视容量瓶刻度线进行定容
D.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,又滴加水至刻度处
Ⅱ.某学生设计如图所示的实验装置,利用浓盐酸与高锰酸钾反应产生的氯气与熟石灰反应制取少量漂白粉,并探究氯、溴、碘的相关性质。请回答下列问题:
(4)A装置名称为___________ 。
(5)漂白粉将在C装置的U形管中产生,写出生成漂白粉的化学方程式______________________ 。
(6)E装置中装有与混合液,向D中缓缓通入一定量氯气后,打开D装置中活塞,将D中少量溶液滴加入E装置中,振荡,观察到下层呈紫红色,由此得出结论:置换出了,有同学对该结论提出异议,可能的理由是_________________________________ 。
(7)F装置的作用是_________________________________ 。
I.用密度为,质量分数36.5%的浓盐酸配制500mL盐酸溶液,请回答下列问题:
(1)浓盐酸的物质的量浓度为
(2)配制500mL盐酸需要用量筒量取上述浓盐酸
(3)对配制的盐酸测定,发现物质的量浓度小于,引起该误差的操作
A.容量瓶用蒸馏水洗涤后未干燥,含有少量蒸馏水
B.用量筒量取浓盐酸时,仰视刻度线量取浓盐酸
C.定容时,仰视容量瓶刻度线进行定容
D.定容后,把容量瓶倒置摇匀后发现液面低于刻度线,又滴加水至刻度处
Ⅱ.某学生设计如图所示的实验装置,利用浓盐酸与高锰酸钾反应产生的氯气与熟石灰反应制取少量漂白粉,并探究氯、溴、碘的相关性质。请回答下列问题:
(4)A装置名称为
(5)漂白粉将在C装置的U形管中产生,写出生成漂白粉的化学方程式
(6)E装置中装有与混合液,向D中缓缓通入一定量氯气后,打开D装置中活塞,将D中少量溶液滴加入E装置中,振荡,观察到下层呈紫红色,由此得出结论:置换出了,有同学对该结论提出异议,可能的理由是
(7)F装置的作用是
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【推荐1】某校课外兴趣小组用如图装置进行电解CuC12溶液的实验。实验时,在通电一段时间后,观察到阳极上方的淀粉KI试纸不变色,同时,铁棒逐渐溶解;阴极碳棒上有红、白两种颜色的固体析出。同学们对阴、阳两极的产物进行如下探究:
(1)阳极产物探究。
根据实验现象,同学们对阳极发生的电极反应提出了如下假设:
假设1__________________________ ;
假设2_________________________ 。
请你设计实验方案证明你的假设(包括:操作→现象→结论):________________ 。
(2)阴极产物探究:
结论与解释:
①白色物质为____________ 。
②某学生收集碳棒上的白色物质并装入试管中,滴入稀HNO3,写出白色物质与稀HNO3反应的离子方程式:___________________________ 。
(1)阳极产物探究。
根据实验现象,同学们对阳极发生的电极反应提出了如下假设:
假设1
假设2
请你设计实验方案证明你的假设(包括:操作→现象→结论):
(2)阴极产物探究:
查阅资料 | 铜和铜的化合物中Cu、Cu2O为红色,CuCl、CuBr、CuI为白色,它们在水中均不溶,且稳定存在。 |
探究实验 | 取出阴极碳棒,并将其干燥,然后用如图所示装置(气密性良好,药品性能良好)进行实验并记录现象: 现象:碳棒上红色物质依然存在;白色物质变为红色;无水硫酸铜仍为白色;蓝色石蕊试纸变为红色 |
结论与解释:
①白色物质为
②某学生收集碳棒上的白色物质并装入试管中,滴入稀HNO3,写出白色物质与稀HNO3反应的离子方程式:
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【推荐2】碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂,是一种绿色或墨绿色结晶性粉末,难溶于水,溶于稀酸和氨水,在空气中十分稳定。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。
(1)仪器X的名称是______ ,其主要作用有导气、______ 。
(2)实验室利用装置A制NH3,发生反应的化学方程式为_______ 。
(3)反应过程中,在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去,还可能观察到的现象有_____ 。
(4)若体系中NH3过量会导致碱式氯化铜的产量___ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”),原因为___ 。
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4.29 g,加硝酸溶解,并加水定容至200 mL,得到待测液。
(5)铜的测定:取20.00 mL待测液,经测定Cu2+浓度为0.2 mol·L-1。则称取的样品中 n(Cu2+)=_____ mol。
(6)采用沉淀滴定法测定氯:用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3(已知:AgSCN是一种难溶于水的白色固体),实验如下图:
①滴定时,应选用下列哪种物质作为指示剂_____ (填标号)。
a.FeSO4 b.Fe(NO3)3 c.FeCl3
②重复实验操作三次,消耗NH4SCN溶液的体积平均为10.00 mL。则称取的样品中n(Cl-)=_____ mol。
(7)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为_____ 。
Ⅰ.模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持装置已省略)。
(1)仪器X的名称是
(2)实验室利用装置A制NH3,发生反应的化学方程式为
(3)反应过程中,在三颈烧瓶内除观察到溶液蓝绿色褪去,还可能观察到的现象有
(4)若体系中NH3过量会导致碱式氯化铜的产量
Ⅱ.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品4.29 g,加硝酸溶解,并加水定容至200 mL,得到待测液。
(5)铜的测定:取20.00 mL待测液,经测定Cu2+浓度为0.2 mol·L-1。则称取的样品中 n(Cu2+)=
(6)采用沉淀滴定法测定氯:用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3(已知:AgSCN是一种难溶于水的白色固体),实验如下图:
①滴定时,应选用下列哪种物质作为指示剂
a.FeSO4 b.Fe(NO3)3 c.FeCl3
②重复实验操作三次,消耗NH4SCN溶液的体积平均为10.00 mL。则称取的样品中n(Cl-)=
(7)根据上述实验结果可推知无水碱式氯化铜的化学式为
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【推荐3】某研究小组探究Fe3+盐溶液与Cu的反应,进行了如下实验。
资料:i.CuCl、CuSCN是难溶于水的白色固体;
ii.Fe2+ + NO⇌[Fe(NO)]2+ (棕色)。
(1)用化学用语解释Fe3+盐溶液显酸性的原因___________ 。
(2)实验I中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)小组同学取2 mL实验I中反应2天后的溶液于试管中,加入2滴1 mol·L-1 KSCN溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀。
甲同学猜想Fe2+可能在该条件下被Cu2+氧化了。
①用离子方程式表示甲同学的猜想___________ 。
②甲同学通过实验证实了其猜想,实验方案是___________ 。
(4)对比实验I和实验Ⅱ,小组同学推测Cl-可以催化Fe3+与Cu反应。其理由是___________ 。
(5)实验Ⅱ中产生大量红褐色沉淀的原因是___________ 。
(6)实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色,小组同学猜测反应中生成了[Fe(NO)]2+,设计并实施了以下实验,验证了其猜想。
试剂X是___________ 。
综合以上实验,Fe3+盐溶液与Cu反应的多样性与阴离子种类、生成物存在形式等有关。
实验装置 | 序号 | 试剂a | 实验现象 |
I | 0.25 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液 | 溶液逐渐变为蓝色。2天后,Cu片有较大量剩余,溶液仍为蓝色 | |
Ⅱ | 0.5 mol·L-1FeCl3溶液 | 溶液逐渐变为蓝绿色,铜片表面覆盖有白色固体(经检验为CuCl)。2天后,白色固体消失,Cu片无剩余,溶液中产生大量红褐色沉淀 | |
Ⅲ | 0.5 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液 | 溶液逐渐变为绿色,实验过程中未见气泡产生。 2天后,Cu片少量剩余,溶液中产生大量红褐色沉淀 |
ii.Fe2+ + NO⇌[Fe(NO)]2+ (棕色)。
(1)用化学用语解释Fe3+盐溶液显酸性的原因
(2)实验I中发生反应的离子方程式为
(3)小组同学取2 mL实验I中反应2天后的溶液于试管中,加入2滴1 mol·L-1 KSCN溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀。
甲同学猜想Fe2+可能在该条件下被Cu2+氧化了。
①用离子方程式表示甲同学的猜想
②甲同学通过实验证实了其猜想,实验方案是
(4)对比实验I和实验Ⅱ,小组同学推测Cl-可以催化Fe3+与Cu反应。其理由是
(5)实验Ⅱ中产生大量红褐色沉淀的原因是
(6)实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色,小组同学猜测反应中生成了[Fe(NO)]2+,设计并实施了以下实验,验证了其猜想。
步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 向盛有2 g金属Cu片的烧杯中加入试剂X | 2天后溶液颜色无明显变化,铜片表面有细小气泡附着 |
② | 继续加入少量FeSO4固体 | 溶液迅速变为浅棕色 |
综合以上实验,Fe3+盐溶液与Cu反应的多样性与阴离子种类、生成物存在形式等有关。
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