9.2.2反应条件影响的探究分层练习(含解析)-苏教版(2019)化学必修第二册

9.2.2反应条件影响的探究
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.按如图装置进行实验,将X滴入盛有Y的试管中,预测现象与实际相符的是
X Y 预测现象
A H2O Na2O2 Na2O2逐渐溶解,产生易燃气体
B 新制氯水 干燥红纸条 红纸条不褪色
C Na2SO4浓溶液 Fe(OH)3胶体 产生红褐色沉淀
D NaOH溶液 FeSO4溶液 产生白色沉淀,久置沉淀颜色不变
A.A B.B C.C D.D
2.下列有关实验原理或操作正确的是
A.用20 mL量筒量取15mL酒精,加水5 mL,配制质量分数75%酒精溶液
B.配制200mL某溶液,其中含有1.5NA个硫酸根离子,同时含有NA个金属离子,则该硫酸盐的物质的量浓度为2.5 mol·L-1
C.制备Fe(OH)2,为使其白色沉淀较长时间存在,应适当加入过量铁粉防止其被氧化
D.氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸至过量,胶体聚沉形成红褐色沉淀
3.下列实验操作错误的是
A.将实验后剩余的钠粒放回原试剂瓶中
B.焰色反应前将铂丝用稀硫酸清洗并灼烧至火焰与原来颜色相同
C.可用干燥沙土扑灭着火的金属钠
D.制备时将胶头滴管伸入溶液液面下再挤出NaOH溶液
4.下列实验操作不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 除去酯化反应后乙酸乙酯中的杂质 振荡实验后的饱和Na2CO3溶液,分液
B 验证Mg(OH)2的溶解 向盛有少量Mg(OH)2固体的试管中加入NH4Cl溶液
C 观察Fe(OH)2白色絮状沉淀生成 向含有铁粉的FeSO4溶液中加入NaOH溶液
D 检验阿司匹林片剂中含有淀粉 将浓硝酸滴到阿司匹林片上
A.A B.B C.C D.D
5.用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是

A.图①不能证明过氧化钠与水反应放热
B.图②实验室制备氨气
C.图③比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
D.图④制备并能较长时间观察其颜色
6.下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A.配制一定浓度的NaCl B.除去氯气中的HCl
C.实验室制取氨气 D.观察Fe(OH)2的生成
7.下列实验仪器或装置的选择及使用正确的是(
A.甲:钠在空气中燃烧
B.乙:制备氢氧化亚铁并观察其颜色
C.丙:除去中的
D.丁:配制溶液
8.用下列实验装置能较好地达到实验目的的是
A.用甲装置模拟侯氏制碱法制备NaHCO3
B.用乙装置制备Fe(OH)2沉淀
C.丙装置的现象可证明Na2O2与水的反应是放热反应
D.用丁装置除去Cl2中混有的HCl气体
9.下列方法或试剂不能用于区别 FeCl3 与 AlCl3 两种溶液的试剂是
A.KSCN 溶液 B.NaOH 溶液 C.AgNO3 溶液 D.观察溶液颜色
10.下列实验操作能够制取Fe(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是
A.①②④ B.①②③ C.①② D.②③④
二、填空题
11.溶液中加入NaOH溶液得到沉淀,写出产物被氧化时发生的化学反应方程式 ,语言叙述其产物在整个过程中颜色的变化过程 。
12.按要求回答下列问题:
(1)写出NaCl的电离方程式 ;
(2)除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是 ;
(3)Cl2在化学反应中很容易 电子(填“得”或“失”);
(4)向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液时,可观察到的现象是 。
13.铁、铝是生活中常见的两种金属,回答下列问题:
(1)铝的原子结构示意图为
(2)氧化铝是一种致密的氧化膜。写出氧化铝与烧碱的离子方程式:
(3)铁在潮湿的空气中容易生锈,铁锈的主要成分是 ,磁性氧化铁是铁的重要的氧化物,其中铁元素的化合价为 。
(4)空气中,FeSO4 溶液中滴入 NaOH 溶液现象是先生成 沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成 色。涉及的化学方程式: ; 。
14.试简述在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时发生的实验现象,并说明生成的物质是什么。
15.如图是某儿童微量元素体检报告单的部分数据:
北京市医疗机构临床检验结果报告单分析项目
分析项目 检测结果 单位 参考范围
1 锌(Zn) 115.92 mol/L 66~120
2 铁(Fe) 6.95↓ mol/L 7.52~11.82
3 钙(Ca) 1.68 mol/L 1.55~2.10
……
根据上表的数据,回答下列问题:
(1)该儿童 元素含量偏低。
(2)报告单中“μmol/L”是 (填“质量”、“体积”或“浓度”)的单位。
(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+。在这个过程中体现维生素C的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(4)缺铁性贫血患者应补充Fe2+。一些补铁剂以硫酸亚铁为主要成分,用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是 。实验室制备氢氧化亚铁时就要用到硫酸亚铁,欲长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀,必须是新制的硫酸亚铁溶液和经过蒸馏的水配制的氢氧化钠溶液反应制备。反应的现象为 ,方程式为 、 。
16.现有五种溶液,分别含下列离子:①Ag+,②Mg2+,③Fe2+,④Al3+,⑤Fe3+。
(1)写出符合下列条件的离子符号:既能被氧化又能被还原的离子是 ,加铁粉后溶液增重的是 ;
(2)向Fe2+的溶液中滴加NaOH溶液,现象是 。
(3)欲除去FeCl2中FeCl3选用合适的试剂和分离方法,并写出相应离子方程式: 。
17.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)。
18.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 (填序号)。
19.以焙烧黄铁矿产生的红渣(主要成分为,杂质为石英)为原料可制备铵铁蓝颜料,工艺流程如图。
回答下列问题:
(1)的俗称为 ,“酸浸”前将红渣研细的目的是 。
(2)“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。
(3)若“滤渣②”的成分中含有S单质,则生成S单质的离子方程式为 。
(4))“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,蒸发浓缩过程中需要在溶液中加入一定量的铁粉,其目的是 。
(5)如何检验“沉铁”后的溶液中是否含有? 。
(6)简述洗涤铵铁蓝的操作: 。
(7)若取10 kg含的质量分数为96%的红渣经过上述流程(铁元素在整个流程中的损失率约为5%),则可制得铵铁蓝的质量为16.302 kg。该计算结果 (填“正确”或“不正确”)。
20.(1)向盛有25 mL 0.2 mol /L的Na2CO3溶液的试管中缓缓滴入0.1 mol /L盐酸75 mL,且边加边振荡,则在标况下产生CO2气体的体积为 mL
(2)FeCl3溶液中混有FeCl2,写出除杂试剂的化学式为 ;反应的离子方程式为
(3)FeCl2溶液中混有FeCl3,写出能检验杂质离子的离子方程式
(4)2.1克平均式量为7.2的CO和H2组成的混和气体在足量的氧气中充分燃烧后,立即通入足量的Na2O2粉未中,待反应完全后,粉末质量可增加 g
(5)1mol Na2O2与足量的CO2完全反应,转移电子的物质的量为
(6)Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的现象为 化学方程式为
三、实验探究题
21.某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答:
(1) 仪器1的名称 。装置5的作用 。
(2) 实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进,使溶液能进入4中 。
(3) 装置改进后,将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因 。
22.某班同学分成A、B两组,并分别设计如下实验探究能较长时间观察到白色沉淀的制取方法。回答下列问题:
A组实验:用NaOH溶液和溶液直接反应。(如图1)
(1)该方法能观察到白色的沉淀,但沉淀颜色快速发生变化,其颜色变化为 。请分析沉淀颜色变化的原因: (用化学方程式表示)。
B组实验:选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图2。
(2)实验时,先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K,然后打开 的玻璃塞和活塞,使稀硫酸与铁粉反应,一段时间后, (填“打开”或“关闭”)止水夹K,制得白色沉淀,且沉淀能一段时间不变色,原因是 。
23.实验室用氢氧化钠溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备氢氧化亚铁沉淀,其装置如图所示。
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是 。
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是 。
(3)为了制得白色氢氧化亚铁沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是 。
(4)这样生成的氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色,其理由是 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,产生的是氧气,非氢气,A错误;
B.新制氯水含次氯酸,具有漂白性,能将红纸条漂白褪色,B错误;
C.加入浓的电解质溶液,胶体会发生聚沉,形成Fe(OH)3红褐色沉淀,C正确;
D.产生Fe(OH)2白色沉淀,逐渐变灰绿色,最后变成Fe(OH)3红褐色沉淀,D错误;
答案选C。
2.B
【详解】A.量筒不能用来配制溶液,应用烧杯配制,且水和酒精的密度不相同,15mL酒精中加水5 mL,不能配制质量分数75%酒精溶液,A错误;B.1.5NA个硫酸根离子的物质的量为1.5mol,NA个金属阳离子的物质的量为1mol,令金属离子的化合价为x,根据电荷守恒可知,x=1.5×2=3,故金属阳离子为+3价,所以该硫酸盐可以表示为M2(SO4)3,根据硫酸根守恒可知,硫酸盐为0.5mol,所以该硫酸盐的物质的量浓度为0.5mol÷0.2L=2.5mol/L,B正确;C.制备Fe(OH)2,为使其白色沉淀较长时间存在,应避免接触空气,所以适当加入过量铁粉不能防止其被氧化,保存亚铁盐的溶液时可以加入铁粉,C错误;D.氢氧化铁胶体中滴入稀硫酸至过量,胶体聚沉形成红褐色沉淀,硫酸过量后沉淀又溶解,D错误,答案选B。
点睛:本题考查化学实验方案的评价,涉及溶液配制,物质的量浓度的计算以及胶体的性质等,侧重实验基本操作和实验原理的考查,注意装置的作用及实验的操作性、评价性分析。C选项是解答的易错点,注意实验室制备氢氧化亚铁的防氧化措施有:①将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶解的氧气。②将盛有氢氧化钠溶液的胶头滴管尖端插入试管里的亚铁盐溶液底部,再慢慢挤出NaOH溶液。③在亚铁盐溶液上面加保护层,例如苯或植物油等。
3.B
【详解】A.钠的化学性质活泼,实验后剩余的钠粒要放回原试剂瓶中,防止钠在空气中发生危险,故A正确;
B.焰色反应中铂丝用盐酸洗涤,不能用稀硫酸,因为氯化物易挥发,而硫酸盐难挥发,不能达到完全清洗铂丝的目的,故B错误;
C.钠着火会生成过氧化钠,因此不能用水和二氧化碳灭火,可用干燥沙土扑灭,故C正确;
D.很容易被空气中的氧气氧化,因此制备时将胶头滴管伸入溶液液面下再挤出NaOH溶液,避免生成的和氧气接触,故D正确;
答案选B。
4.D
【详解】A. 除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇杂质,可以使用饱和碳酸钠溶液,碳酸钠能够与乙酸反应,乙醇易溶于水,故A正确;
B.氢氧化镁悬浊液中存在溶解平衡,加入氯化铵溶液,氯化铵溶液水解,溶液显酸性,水解生成的氢离子和氢氧根离子反应,促进氢氧化镁溶解,因此若看到氢氧化镁溶解,则可以验证氢氧化镁中存在溶解平衡,故B正确;
C. 向硫酸亚铁溶液中加入铁粉,可以防止亚铁离子被氧化,再加入氢氧化钠溶液,可以看到生成白色的氢氧化亚铁沉淀,故C正确;
D. 浓硝酸与淀粉不反应,没有明显的现象,应该选用碘水检验,故D错误;故选D。
5.D
【详解】A.若脱脂棉燃烧,则可以说明该反应放热,产生的热量使脱脂棉燃烧,A能说明该反应放热,故A不选;
B.氯化铵受热分解生成氨气和HCl,但在温度较低的位置又会反应生成氯化铵,无法得到氨气,应加热氯化铵和氢氧化钙的混合固体制取氨气,B不能达到实验目的;
C.碳酸氢钠的热稳定较差,应放在温度较低的小试管内,若能分解产生二氧化碳,则可以说明碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠,C不能达到实验目的;
D.NaOH直接与硫酸亚铁反应得到Fe(OH)2,煤油可以隔绝氧气,防止Fe(OH)2被氧化,D能达到实验目的;
综上所述答案为D。
6.D
【详解】A.图中为俯视,溶液体积偏小,应眼睛与刻度线、凹液面的最低处相平,故A错误;
B.氯气与水反应生成HCl,HCl与碳酸氢钠反应,不能除杂,可选饱和食盐水、洗气,故B错误;
C.加热氯化铵生成氨气与氯化氢,氯化氢与氨气遇冷又生成氯化铵,无法获得氨气,故C错误;
D.植物油可隔绝空气,可防止氢氧化亚铁被氧化,图中装置可制备并观察Fe(OH)2的生成,故D正确。
答案选D。
7.C
【详解】A.钠在空气中燃烧实验,钠要放在石棉网上或坩埚内,不能用蒸发皿,A错误;
B.制备氢氧化亚铁并观察其颜色时,胶头滴管应插入液面后挤出液体,防止氢氧化亚铁被快速氧化,B错误;
C.用饱和食盐水除去中的,C正确;
D.配制溶液应用50mL容量瓶,D错误;
故选C。
8.C
【详解】A.为增大二氧化碳的溶解度,应该为二氧化碳通入到氯化钠的氨溶液中,故A错误;
B.氢氧化亚铁易被空气中氧气氧化,故如图不能制备氢氧化亚铁,故B错误;
C.过氧化钠与水反应生成氧气,脱脂棉燃烧说明反应放热,故C正确;
D.碳酸氢钠和氯气、氯化氢都能反应,不能除杂,应该用饱和食盐水除杂,故D错误;
故选C。
9.C
【详解】A.FeCl3与KSCN 溶液混合,溶液变为红色,因此能用KSCN 溶液鉴别两者,故A不符合题意;
B.FeCl3与NaOH 溶液混合生成红褐色沉淀,AlCl3与NaOH 溶液混合生成白色沉淀,因此能用NaOH溶液鉴别两者,故B不符合题意;
C.AgNO3溶液与两者都生成白色沉淀,因此不能鉴别两者,故C符合题意;
D.FeCl3溶液为黄色溶液, AlCl3溶液为无色溶液,因此通过观察溶液颜色能鉴别两者,故D不符合题意;
综上所述,答案为C。
10.A
【详解】①稀硫酸和铁粉反应生产硫酸亚铁,生成的氢气排出空气,胶头滴管伸入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液,生成的Fe(OH)2不容易被氧化成Fe(OH)3,能较长时间观察到白色沉淀,故①正确;
②打开止水夹a,稀硫酸和铁粉反应生产硫酸亚铁,生成的氢气排出空气然后关闭止水夹a,通过压强把硫酸亚铁溶液排入B中,生成的Fe(OH)2不容易被氧化成Fe(OH)3,能较长时间观察到白色沉淀,故②正确;
③在空气中滴加NaOH溶液,容易带入氧气,生成的Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3,不能较长时间观察到白色沉淀,故③错误;
④密度:苯<水,苯在上层,隔绝空气,胶头滴管伸入FeSO4溶液液面下挤出NaOH溶液,生成的Fe(OH)2不容易被氧化成Fe(OH)3,能较长时间观察到白色沉淀,故④正确;
故选:A。
11. 生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
【详解】溶液中加入NaOH溶液得到沉淀,氢氧化亚铁不稳定极易被氧气氧化成红褐色沉淀氢氧化铁,故生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色:。
12.(1)NaCl= Na++Cl-
(2)加热法
(3)得
(4)产生红褐色沉淀
【详解】(1)NaCl为强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式NaCl= Na++Cl-;
(2)碳酸氢钠不稳定受热分解为碳酸钠和水、二氧化碳,故除去Na2CO3粉末中混有的少量NaHCO3的方法是加热法;
(3)Cl2化学性质活泼,具有强氧化性,在化学反应中很容易得到电子;
(4)FeCl3溶液中滴加NaOH溶液时,反应生成红褐色氢氧化铁沉淀。
13. Al2O3+2OH-=2AlO+H2O Fe2O3·xH2O +2价和+3价 白色絮状(或白色) 红褐 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】铝是13号元素;氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水;FeSO4 溶液中滴入NaOH溶液,先生成白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,据此分析解答。
【详解】(1)铝是13号元素,原子结构示意图为,故答案为:;
(2)氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=AlO+H2O,故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO+H2O;
(3) 铁在潮湿的空气中容易生锈,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O;磁性氧化铁的化学式为Fe3O4,其中铁元素的化合价为+2价和+3价,故答案为:Fe2O3·xH2O;+2价和+3价;
(4) FeSO4 溶液中滴入NaOH溶液,先生成白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应的化学方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,故答案为:白色絮状;红褐;FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
14.产生白色沉淀,很快变成灰绿色最后变成红褐色。白色沉淀是Fe(OH)2,红褐色沉淀是Fe(OH)3
【详解】在硫酸亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液,得到氢氧化亚铁的白色沉淀,但是氢氧化亚铁很容易被氧气氧化,所以看到白色沉淀迅速变为灰绿色,最红变为红褐色的氢氧化铁沉淀。
15. Fe 浓度 还原性 防止Fe2+被氧化 产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】Fe2+不稳定,易被氧化,使用过程中要采取防氧化措施。
【详解】(1)从表中检出结果“Fe”一项标有向下的箭头,该儿童Fe元素含量偏低。故答案为:Fe;
(2)报告单中“μmol/L”是浓度的单位。故答案为:浓度;
(3)服用维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+,说明维生素C具有还原性。故答案为:还原性;
(4)Fe2+不稳定,易被氧化。一些补铁剂用硫酸亚铁制成药片时外表包有一层特殊的糖衣,推测糖衣的作用是防止Fe2+被氧化。实验室制备氢氧化亚铁时就要用到硫酸亚铁,欲长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀,必须是新制的硫酸亚铁溶液和经过蒸馏赶去氧气的水配制氢氧化钠溶液反应制备。反应的现象为产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,方程式为FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。故答案为:防止Fe2+被氧化;产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
16. Fe2+ Fe3+ 生成白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀 加入过量铁粉,过滤 ,2Fe3++Fe=3Fe2+
【分析】(1)根据化合价的变化分析;根据发生的反应确定溶液是否增重;
(2)通过氢氧化亚铁的性质分析现象;
(3)根据除杂的同时,不要掺入新的杂质分析。
【详解】(1)Fe2+中Fe元素的化合价处于中间价态,既能被氧化又能被还原;铁能与①⑤中的离子反应,对①溶中铁反应后析出了银,溶液质量减轻,而铁能和三价铁反应生成二价铁,溶液质量增加了金属铁的质量;
答案:Fe2+ Fe3+
(2)亚铁离子和氢氧化钠反应生成的氢氧化亚铁沉淀很容易被氧气氧化为氢氧化铁,现象是:出现白色沉淀,迅速变为灰绿色最后变为红褐色;
答案:生成白色絮状沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀
(3)加入过量铁粉,发生反应2Fe3++Fe=3Fe2+,过滤,可以除去FeCl2中FeCl3;
答案:加入过量铁粉,过滤,2Fe3++Fe=3Fe2+
17.①②③⑤
【详解】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中;③的原理为铁作阳极产生Fe2+,与电解水产生的OH-结合生成 Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将 Fe(OH)2氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。故答案为①②③⑤。
18.①②③
【详解】①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化;
②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化;
③苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化;
④没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化;
故填:①②③。
19.(1) 铁红 加快反应速率(或其他合理答案)
(2)
(3)
(4)防止被氧化
(5)取少许“沉铁”后的溶液于试管中,加入溶液,若溶液变红,则含有,反之,则不含
(6)向漏斗内加蒸馏水至浸没固体,待水自然流干后,重复操作2~3次
(7)不正确
【分析】红渣中主要成分Fe2O3酸浸时和硫酸发生反应,形成含Fe3+离子的盐溶液,加热时Fe3+和FeS2发生还原反应,得到硫酸亚铁溶液,经一系列操作得到硫酸亚铁固体,加水溶解沉铁生成Fe(NH4)2Fe(CN)6,后被氯酸钠氧化为铵铁蓝,据此回答。
【详解】(1)Fe2O3是一种红棕色粉末,俗称“铁红”;将红渣研细可以增大固体接触面积,从而加快反应速率。
(2)氧化铁和相对应硫酸反应生成盐和水,即Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O。
(3)由信息知还原时Fe3+将FeS2中-1价的S氧化为S单质,即离子方程式为2 Fe3++ FeS22S+3Fe2+。
(4)还原步骤中生成Fe2+,在蒸发浓缩过程中易被氧化为Fe3+,所以加入少量铁粉,目的防止Fe2+被氧化。
(5)硫氰化钾溶液遇Fe3+显红色,所以检验方法为:取少量“沉铁”后的溶液于试管中,加入少量硫氰化钾溶液,若溶液变红,则含有Fe3+;反之则不含有Fe3+。
(6)洗涤操作为:向装有铵铁蓝漏斗中加入蒸馏水没过沉淀,待水自然流下,重复2~3次。
(7)10 kg含Fe2O3的质量分数为96%的红渣中铁元素的物质的量为120 mol,损失5%后的物质的量为114 mol,由铁原子守恒知,可生成的物质的量为57 mol,则其质量为16.302 kg。但这个计算结果忽略了在“还原”和“沉铁”工序中加入的铁元素,所以该计算结果不正确。
20. 56 Cl2 Cl2+ 2Fe2+=2Cl-+ 2Fe3+ Fe3++3SCN-=Fe(SCN) 3 2.1 1mol 白色沉淀迅速变为灰绿色最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
【分析】(1)将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中,先发生Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3,盐酸过量时再发生NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,结合物质的量的关系解答;
(2)FeCl2溶液中通入过量氯气可得氯化铁;
(3)检验溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液,溶液变红说明Fe3+存在;
(4)利用差量法,根据化学方程式分析:CO与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O再与Na2O2反应;
2CO+O2 2CO2,Na2O2与CO2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO,可知反应后固体质量增加量为CO的质量;
2H2+O22H2O,Na2O2与H2O反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,质量增重△m=2H2O-O2=2H2,可知,反应后固体增加的质量为氢气质量;
(5)在反应2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2中,只有O元素化合价发生变化,O元素化合价分别由-1价降低到-2价、升高到0价,结合元素化合价的变化分析;
(6)氢氧化亚铁是白色沉淀在空气中被氧化迅速转化为灰绿色最后变化为红褐色氢氧化铁。
【详解】(1)n(Na2CO3)=0.025L×0.2mol/L=0.005mol,n(HCl)=0.075L×0.1mol/L=0.0075mol,将稀盐酸缓缓滴到Na2CO3溶液中,先发生Na2CO3+HCl═NaCl+NaHCO3,反应消耗0.005molHCl,剩余0.0025molHCl,盐酸过量时在发生NaHCO3+HCl═NaCl+CO2↑+H2O,则生成气体0.0025mol×22.4L/mol=0.056L=56ml;
(2)向混有FeCl2的FeCl3溶液通入过量Cl2,可除去FeCl2,发生反应的离子方程式为Cl2+ 2Fe2+=2Cl-+ 2Fe3+;
(3)检验溶液中Fe3+存在通常用KSCN溶液,取少量溶液与试管中,滴加KSCN溶液,溶液变红说明Fe3+存在,反应的离子方程式为:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;
(4)CO与H2在氧气中完全燃烧,生成CO2和H2O,生成的CO2和H2O再与Na2O2反应;
2CO+O2 2CO2,一氧化碳与二氧化碳物质的量相等,Na2O2与CO2反应2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2,质量增重△m=2Na2CO3-2Na2O2=2CO,可知反应后固体质量增加量为CO的质量;
2H2+O22H2O,生成的水与氢气物质的量相等,Na2O2与H2O反应2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2,质量增重△m=2H2O-O2=2H2,可知,反应后固体增加的质量为氢气质量;
所以2.1gCO和H2的混合气体在足量氧气中充分燃烧后,将产物立即通入盛有足量Na2O2的反应管,固体质量增重为2.1gCO和H2的混合气体的质量;
(5)已知2Na2O2 +2CO2 == 2Na2CO3 + O2中每生成1molO2转移2mole-,现参加反应的Na2O2是1mol,生成的O2是0.5mol,则转移电子的物质的是为2mol=1mol;
(6)氢氧化亚铁是白色沉淀在空气中被氧化迅速转化为灰绿色最后变化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
21. 滴液漏斗(分液漏斗) 液封,防止空气进入装置4 在装置2、3之间添加控制开关 装置4内的空气没有排尽
【分析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中,先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4,再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应,得到Fe(OH)2,注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。
【详解】(1)观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗,该反应需要置于无氧环境,注意这里跟防倒吸无关,可知装置5的作用是液封,防止空气进入装置4。
(2)实验开始时,关闭K2,打开K1,反应一段时间后,再打开K2,关闭K1,发现3中溶液不能进入4中。如此操作,不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出,那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出,因而在装置2、3之间添加控制开关即可。
(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化,因为装置4中空气没有完全排尽。
22.(1) 先生成白色沉淀,迅速转化为灰绿色,一段时间后变为红褐色
(2) 打开 分液漏斗 关闭 稀硫酸与铁粉作用产生的排出了装置中的空气
【分析】铁与盐酸反应,生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁与NaOH溶液反应,可生成Fe(OH)2沉淀, 但Fe(OH)2的还原性比较强,易被空气中的氧气氧化,所以应设法控制空气与Fe(OH)2接触,以便能较长时间看到Fe(OH)2的颜色,以此解题。
【详解】(1)氢氧化亚铁中的二价铁还原性较强,容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,氢氧化铁为红褐色的,故颜色变化为:先生成白色沉淀,迅速转化为灰绿色,一段时间后变为红褐色;沉淀颜色变化的原因为:;
(2)图2实验中,稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气,实验时,先打开止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,随后关闭止水夹K,此时左侧装置内气体压强增大,使稀硫酸与铁粉反应,利用反应产生的氢气排除装置内的空气。
23.(1)稀硫酸、铁屑
(2)氢氧化钠溶液
(3)如果Ⅱ中试管有连续均匀气泡产生,可确定已排净空气,再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的氢气充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入
【详解】(1)若要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀,先打开止水夹,试管I内铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,把导管中的空气排入试管Ⅱ中,并且通过出气口排出,使氢氧化亚铁不能与氧气充分接触,从而达到防止被氧化的目的,所以试管A中加入的试剂是稀H2SO4、Fe屑;
(2)试管Ⅱ内产生氢氧化亚铁沉淀,则试管Ⅱ中加入的试剂是NaOH溶液;
(3)由于要排尽装置中的空气,且需要把试管Ⅰ中产生的硫酸亚铁排入试管Ⅱ中,则在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是如果Ⅱ中试管有连续均匀气泡产生,可确定已排净空气,再夹紧止水夹;
(4)铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,此时打开止水夹,氢气进入试管Ⅱ,排除装置内的空气,即由于试管Ⅰ中反应生成的氢气充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入,所以生成的氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色。
答案第1页,共2页
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