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解答题-实验探究题 较难0.4 引用2 组卷185
两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:2Fe + 6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时。t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

图1                                                          图2
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了______;t1~t2时间段,反应生成的气体是______
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是______;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案______
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则a/b的取值范围是______;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则a/b的值为______
12-13高二上·江苏南京·阶段练习
知识点:物质性质的探究实验方案设计 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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Fe、Cu都是人类较早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题:
(1)甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验,下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是_______
A.FeCl3 B.FeCl2 C.CuCl2 D.FeS
(2)乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应,设计了如图所示的实验装置,请说出装置B的作用:_______。开始加热前_______(填“有”或“无”)明显现象。

(3)当乙同学实验结束时,铁完全溶解,试管液面上方为无色气体,试管上部为红棕色气体,此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究:
①在所得的溶液中加入一小块Cu片,结果Cu片先逐渐溶解,并伴随其他现象,反应一段时间后不再溶解。丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应。他依据的反应现象是_______;该反应的离子方程式为_______。你认为Cu片溶解是否还有另一原因,若有请用化学方程式表示其理由:_______(若无此空不填)
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2但不含有Fe3。说明具体的操作和实验现象_______
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL,假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02 mol并测得溶液中Fe2和Cu2+浓度均为0.02 mol/L,则NO3-的物质的量浓度为_______
mol/L。生成NO气体的体积为 _______L(标准状况)。
(4)本次探究实验用掉密度为1.5g·cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL,超出实际参加反应的量其原因有(写出两点):①______________
针对苏教版化学I第75页上“铁与氧化性较弱的氧化剂(如盐酸、硫酸铜溶液等)反应转化为+2价铁的化合物,如果与氧化性较强的氧化剂(如氯气、双氧水等)反应则转化为+3价的化合物”的叙述,化学研究性学习小组拟通过以下实验探究“新制的还原性铁粉和盐酸的反应(铁过量)”。请你参与探究并回答有关问题:
(1)通过简单的化学实验检验反应后混合物中的二价铁的实验方法和现象是___________;但在实验中往往又看到血红色迅速褪去,同时溶液呈黄色,其可能的原因是:___________;学生在做实验时往往滴加双氧水的浓度过大,或者过量,还看到迅速产生大量气泡,写出产生该现象的化学方程式:___________
(2)有资料介绍“取少量反应液(含二价铁)先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现血红色褪去。同学对血红色褪去的原因提出各自的假设。某同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。”如果+3价铁被氧化为FeO,试写出该反应的离子方程式___________
(3)探究高铁酸钾的某种性质。
【实验1】将适量K2FeO4固体分别溶解于pH 为 4.74、7.00、11.50 的水溶液中,配得FeO浓度为 1.0 mmol·L-1(1 mmol·L-1 =10-3 mol·L-1)的试样,静置,考查不同初始 pH 的水溶液对K2FeO4某种性质的影响,结果见图1(注:800 min后,三种溶液中高铁酸钾的浓度不再改变)。

【实验2】将适量 K2FeO4溶解于pH=4.74 的水溶液中,配制成FeO浓度为 1.0 mmol·L-1的试样,将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,考查不同温度对K2FeO4某种性质的影响,结果见图2.则
①实验1的目的是___________
②实验2可得出的结论是___________
③高铁酸钾在水中的反应为4 FeO+10 H2O4 Fe(OH)3+8OH-+3 O2↑。由图1可知,800 min时,pH=11.50的溶液中高铁酸钾最终浓度比pH=4.74的溶液中高,主要原因是___________
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷;已知三草酸合铁酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对其受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。
(1)实验所需的仪器装置如图所示,各装置的连接顺序为:_______
a接______、_____接____、i接_____、______接______、_____接_______
   
(2)检验装置的气密性后,先通一段时间N2,其目的是___________
(3)装置E中澄清石灰水的作用是___________
(4)有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的,试写出该反应的离子方程式___________
(5)固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设:
假设1:只有Fe;
假设2:只有FeO;
假设3:___________
②设计实验方案并实验验证
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。
步骤2:取少量上述不溶固体放入试管中,加入足量___________溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设2成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为___________
步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量___________,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设___________成立;若溶液呈___________,则假设3成立。

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