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①集气瓶中收集到的气体是____________(填化学式)。
②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有________(填化学式)。 ③KMnO4溶液褪色(MnO4被还原为Mn2
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+
),发生的离子反应方程式为
________________________________________________________________________。
解析:(1)氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水。(2)氧化铝、氧化亚铁、氧化铁都能与硫酸反应,生成可溶性物质,只有二氧化硅不与稀硫酸反应,过滤后得到的滤渣为二氧化硅。(3)在酸性条件下,H2O2具有强氧化性,可以把Fe2氧化为Fe3,同时有水生成。(4)NH3
+
+
极易溶于水,SO3与饱和亚硫酸氢钠溶液反应生成SO2,进入KMnO4溶液中的气体是SO2
2
与N2,KMnO4具有强氧化性,把SO2氧化为SO24,同时本身被还原为Mn,所以集气
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+
瓶中最终收集到的气体是N2。
答案:(1)Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O (2)SiO2
(3)2Fe2+H2O2+2H===2Fe3+2H2O
+
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(4)①N2 ②SO3、NH3
③2MnO4+5SO2+2H2O===2Mn2+5SO24+4H
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5.硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理为2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2(该反应ΔH>0)。某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3·5H2O流程如下:
(1)吸硫装置如图所示。
①装置B的作用是检验装置A中SO2的吸收效率,B中试剂是________,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液_________________________________________________。
②为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是________、________。(写出两条)
(2)假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验(室温时CaCO3饱和溶液的pH=10.2)。
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限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、Ca(NO3)2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管。 序号 实验操作 取少量样品于试管中,加入适① 量蒸馏水,充分振荡溶解,___________________ 另取少量样品于烧杯中,加入② (3)Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:①准确称取a g KIO3(化学式量:214)固体配成溶液,②加入过量KI固体和H2SO4溶液,滴加指示剂,③用Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。则c(Na2S2O3)=________mol·L1(只列出算式,不作运算)。
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预期现象 __________ __________ __________ __________ 结论 样品含NaCl 适量蒸馏水,充分搅拌溶解, 样品含NaOH 2已知:2S2O23+I2===S4O6+2I。
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(4)某同学第①步和第②步的操作都很规范,第③步滴速太慢,这样测得的Na2S2O3浓度可能________(填“无影响”“偏低”或“偏高”),原因是____________________________________________________________。(用离子方程式表示)
解析:(1)①由于SO2具有还原性、漂白性,因此若装置B的作用是检验装置A中SO2
的吸收效率,则B中试剂可以是品红、溴水或KMnO4溶液,表明SO2吸收效率低的实验现象是B中溶液颜色很快褪去。
②要使SO2尽可能吸收完全,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应物外,还可采取的合理措施是增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度等。
(2)氯离子的检验可以利用硝酸酸化的硝酸银溶液;由于饱和碳酸钙溶液的pH=10.2,所以检验OH时可以先加入氯化钙溶液,然后测量溶液的pH进行对比即可。
(3)a g碘酸钾的物质的量是
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a--+
mol,则根据反应式IO3+5I+6H===3I2+3H2O、214
2
2S2O23+I2===S4O6+2I可知:
IO3 ~ 6S2O23
-
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1 mol 6 mol aa
mol mol×6 214214所以c(Na2S2O3)=
6a6 000a--
mol·L1= mol·L1。
214V214×0.001V
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+
(4)由于碘离子易被空气中的氧气氧化:4I+4H+O2===2I2+2H2O,因此如果第③步
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滴速太慢,则导致消耗的硫代硫酸钠溶液的体积增加,从而导致其浓度偏低。
答案:(1)①品红(或溴水、KMnO4溶液) 颜色很快褪去[或指出相应试剂的正确颜色(红色、黄色等)变化也可]
②增大SO2的接触面积 控制SO2的流速 适当升高温度(答其中两条即可) (2)①滴加足量稀硝酸,再滴加少量AgNO3溶液,振荡 有白色沉淀生成
②加入过量CaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上层清液pH 有白色沉淀生成,上层清液pH大于10.2
6 000a3 000a(3)或(其他正确答案也可) 214V107V(4)偏低 4I+4H+O2===2I2+2H2O
6.(2016·南昌模拟)无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下:
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+
通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500 ℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸点低,易升华。 根据以上信息回答相关的问题:
(1)a、b、c仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式:_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)d、e盛装的药品分别是________和________,f、g的作用是_________________。 (3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500 ℃左右反应。
①化学反应方程式为________________________________________________________。 ②实验操作顺序是:组装仪器、________、装入药品、________、________、停止加热、关闭c的活塞。
(4)实验小组记录的实验现象如下:
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第一次实验 第二次实验 第三次实验 观察到的部分现象 反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体 反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体 反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体 ①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是 ________________________________________________________________________。 ②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是____________,如果需要配制约2~3 mol·L
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的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是_________________________________。
解析:(1)实验室中,在常温下一般用高锰酸钾溶液和浓盐酸发生反应来制取氯气。反应的方程式为2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。(2)由于浓盐酸有挥发性,而且反应是在溶液中制取的,所以氯气中含有杂质HCl和水蒸气。在装置d中用饱和的食盐水来除去HCl;在装置e盛装浓硫酸来对氯气进行干燥。f、g的作用是作为安全瓶来防止倒吸现象的发生。(3)①纯净铁粉与氯气在500 ℃左右反应制取FeCl2,化学反应方程500 ℃
式为Fe+Cl2 =======FeCl2。②有气体参加的反应或制取气体的反应,在实验前一定要先检查装置的气密性,然后再进行实验。实验操作顺序是:组装仪器、检查装置的气密性、装入药品、先加热、再打开c的活塞、停止加热、关闭c的活塞。(4)①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,则氯气没有干燥,生成的盐发生水解,首先生成了Fe(OH)2,在空气中被氧化为Fe(OH)3,在灼烧时发生分解反应,最终得到红棕色的Fe2O3。②第二次实验,加热时温度没有维持在500 ℃左右,在温度较低时生成了FeCl3,由于FeCl3熔沸点低,受热时变成气体进入到g瓶中,使g瓶有红棕色的烟。(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是金属Fe的单质。如果需要配制约2~3 mol·L
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的染料还原剂溶液,由于Fe2
容易被空气中的氧气氧化,而铁单质可以防止Fe2被氧化,因此该杂质无需除去。 答案:(1)2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O(用次氯酸盐也可) (2)
饱和食盐水 浓硫酸 安全、防止倒吸
500 ℃
(3)①Fe+Cl2=======FeCl2 ②检查装置的气密性 先加热 再打开c的活塞 (4)①氯气没有干燥,生成的盐发生水解,生成了氢氧化物,最终分解得到Fe2O3 ②加热时温度没有维持在500 ℃左右,在温度较低时生成了氯化铁,由于氯化铁熔沸点低,受热时变成气体进入到g瓶中
(5)铁单质 铁单质可以防止Fe2被氧化
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