⑤该实验先滴加2滴浓盐酸,使反应(ii)加快,说明增强FeCl3溶液的酸性能使氧化还原反应(ii)加快。
答案
(1)①圆底烧瓶 ②h,i→d,e g,f→b(c) ③未升华出来的FeCl3与未反应的铁粉在水溶液中反应生成Fe2+
(2)①SO2+2Fe3++2H2O===4H++SO
+2Fe2+ ②Fe(OH)3胶体 ③生成蓝色沉淀 ④< < ⑤增强FeCl3溶液的酸性
3.(2019·安徽六安检测)某研究小组探究在加热条件下FeSO4分解的气体产物及相关性质。
已知:
SO2的沸点为-10℃、SO3的沸点为44.8℃。
Ⅰ.用如图所示装置设计实验,验证分解FeSO4生成的气态产物。
(1)实验前必须进行的操作是________________________________________________________________________。
(2)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:
a→___________________。
(3)若观察到装置丙中有无色液体产生,装置丁中溶液变成无色,则FeSO4分解的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.为探究SO2使品红溶液褪色的原理,进行如下实验:
实验1:
将稀盐酸和NaOH溶液分别滴入品红水溶液中。
观察到前者溶液颜色变浅,但未能完全褪色,后者溶液颜色几乎不变。
实验2:
在滴有稀盐酸和NaOH溶液的两份品红水溶液中分别通入SO2。
观察到前者溶液逐渐褪色,后者溶液很快褪色。
实验3:
在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体,前者溶液很快褪色,后者溶液褪色很慢。
(1)由实验1可推测品红水溶液呈________性。
(2)由实验2、3可推知,使品红水溶液褪色的主要微粒是____________________(填化学式)。
(3)若将SO2通入品红的无水乙醇溶液,试预测可能出现的现象________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)加热溶有Na2SO3的品红水溶液,发现不能恢复红色,试解释原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 Ⅰ.
(1)验证分解FeSO4生成的气态产物,气体制备或检验气体的产生实验,在实验前必须进行检查装置气密性的操作。
(2)先将高温分解气体通过丙装置冷却收集得到三氧化硫,再通过丁的品红水溶液检验二氧化硫的存在,最后用乙装置吸收尾气,按气流方向连接顺序为a→d→e→f→g→b→c。
(3)若观察到装置丙中有无色液体产生,则产物有三氧化硫;装置丁中溶液变成无色,则产物中有二氧化硫,则FeSO4分解的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
Ⅱ.
(1)加入稀盐酸时品红颜色变浅,而加入氢氧化钠溶液时溶液颜色几乎不变,说明酸对品红溶液影响大,则由实验1可推测品红水溶液呈碱性。
(2)实验2:
SO2通入盐酸中不反应,以亚硫酸的形式存在溶液中,溶液中电离出的亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子浓度都很小,品红水溶液逐渐褪色;SO2通入氢氧化钠溶液中反应生成亚硫酸钠,溶液中亚硫酸根离子(或亚硫酸氢根离子)浓度较大,品红水溶液很快褪色。
可推测品红水溶液褪色可能是由亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子引起;实验3:
在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体,前者溶液很快褪色,后者溶液褪色很慢。
进一步说明是由亚硫酸根离子引起的褪色而不是亚硫酸氢根离子。
(3)根据上述实验可知,使品红水溶液褪色的是亚硫酸根离子,若将SO2通入品红的无水乙醇溶液中,溶液中不存在亚硫酸根离子,则品红的无水乙醇溶液不褪色。
(4)加热溶有Na2SO3的品红水溶液,Na2SO3溶液中的c(SO
)大,加热后水解程度增大,但仍无法除尽,不能使品红水溶液恢复红色。
答案 Ⅰ.
(1)检查装置气密性
(2)d→e→f→g→b→c (3)2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑ Ⅱ.
(1)碱
(2)SO
(3)品红的无水乙醇溶液不褪色 (4)Na2SO3溶液中的c(SO
)大,加热后水解程度增大,但仍无法除尽
4.(2019·广西桂林模拟)氨气和氯气是重要的工业原料,某兴趣小组设计了相关实验探究它们的某些性质。
实验一:
用氨气认识喷泉实验的原理,并测定电离平衡常数K(NH3·H2O)。
图1 喷泉实验装置
(1)检查图1的装置Ⅰ的气密性的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)喷泉实验结束后,发现三颈烧瓶未充满水(假如装置的气密性良好),原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
用________(填仪器名称)量取25.00mL喷泉实验后的氨水至锥形瓶中,用0.0500mol·L-1盐酸滴定测定氨水的浓度,滴定曲线如图2所示。
下列关于该滴定实验的说法中正确的是________(填字母)。
A.当pH=7.0时,氨水与盐酸恰好中和
B.选择酚酞作为指示剂,测定结果偏低
C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测定结果偏低
D.当pH=11.0时,K(NH3·H2O)约为2.3×10-5
实验二:
拟用如下装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应。
(3)A中所发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上图中的装置连接顺序为A→________→________→________→________→________(用大写字母表示)。
若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出F装置中的反应的一种工业用途________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)反应完成后,F装置中底部有固体物质生成。
请利用该固体物质设计一个实验方案证明NH3·H2O为弱碱(其余实验用品自选)
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析
(1)检查图1的装置Ⅰ的气密性的方法是关闭止水夹K,打开分液漏斗的旋塞和盖子,从分液漏斗上口往烧瓶中加水,若分液漏斗管口中形成一段水柱且一段时间不变化,说明气密性良好。
(2)喷泉实验结束后,发现三颈烧瓶未充满水(假如装置的气密性良好),原因是氨气中混有空气。
用碱式滴定管(或25mL移液管)量取25.00mL喷泉实验后的氨水至锥形瓶;关于该滴定实验的说法:
NH4Cl溶液呈酸性,当pH=7.0时,氨水与盐酸没有完全中和,盐酸不足,故A错误;选择酚酞作为指示剂,加入的盐酸不足,测定结果偏低,故B正确;酸式滴定管未用盐酸润洗会导致所加盐酸体积偏大,测定结果偏高,故C错误;由图可知,恰好完全反应时,盐酸的体积为22.5mL,c(NH3·H2O)=
=0.045mol·L-1,当pH=11.0时,HCl的体积为0,Kb(NH3·H2O)=
=
≈2.3×10-5,故D正确。
(3)A制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑。
(4)A制NH3,D干燥NH3,F混合两气体,C干燥Cl2,E除去Cl2中HCl,B制取Cl2,装置连接顺序为A→D→F→C→E→B;若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点是无尾气处理装置。
(5)F装置中的反应的一种工业用途:
用氨气检验氯气管道是否泄漏。
(6)反应完成后,F装置中底部有固体物质生成。
利用该固体物质设计一个实验方案证明NH3·H2O为弱碱:
取F装置中的固体物质溶于水配成溶液,测定溶液的pH,若pH<7,可证明NH3·H2O为弱碱。
答案
(1)关闭止水夹K,打开分液漏斗的旋塞和盖子,从分液漏斗往烧瓶中加水,若分液漏斗中形成一段水柱且一段时间不变化,说明气密性良好
(2)氨气中混有空气 碱式滴定管(或25mL移液管) BD (3)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑ (4)D F C E B 无尾气处理装置 (5)用氨气检验氯气管道是否泄漏 (6)取F装置中的固体物质溶于水配成溶液,测定溶液的pH,若pH<7,可证明NH3·H2O为弱碱
5.(2019·湖北黄冈二模)某学生探究如下实验(A):
实验A
条件
现象
加热
ⅰ.加热后蓝色褪去
ⅱ.冷却过程中,溶液恢复蓝色
ⅲ.一段时间后,蓝色重又褪去
(1)使淀粉变蓝的物质是________(填化学式)。
(2)分析现象ⅰ、ⅱ认为:
在酸性条件下,加热促进淀粉水解,冷却后平衡逆向移动。
设计实验如下,“现象a”证实该分析不合理:
“现象a”是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)再次分析:
加热后单质碘发生了变化,实验如下:
Ⅰ:
取少量碘水,加热至褪色,用淀粉溶液检验挥发出的物质,变蓝。
Ⅱ:
向褪色后的溶液中滴加淀粉溶液,冷却过程中一直未变蓝;加入稀H2SO4,瞬间变蓝。
对步骤Ⅱ中稀H2SO4的作用,结合离子方程式,提出一种合理的解释:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)探究碘水褪色后溶液的成分
实验1:
测得溶液的pH≈5
实验2:
取褪色后的溶液,完成如下实验:
①产生黄色沉淀的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Ag2O的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③依据上述实验,推测滤液中含有的物质(或离子)可能是________。
(5)结合化学反应速率解释实验A中现象i、现象iii蓝色褪去的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析
(1)使淀粉变蓝的物质是I2。
(2)“现象a”证实该分析不合理,说明溶液中不存在淀粉,因此“现象a”是加入碘水后,溶液中无明显现象(不变蓝)。
(3)加入稀H2SO4,瞬间变蓝,这说明有碘生成或碘的浓度增大。
这是由于碘溶于水发生类似于氯气和水的反应,即溶液中存在平衡H++I-+HIOI2+H2O,加入硫酸,c(H+)升高,平衡右移,生成的碘与淀粉作用变蓝。
(4)①产生黄色沉淀是碘化银,且溶液显酸性,因此反应的离子方程式是Ag2O+2I-+2H+===2AgI+H2O。
②根据①的离子方程式可知Ag2O的作用是同时除去I-和H+。
③滤液中加入稀硫酸和亚硫酸钠,然后加入淀粉,溶液变蓝色,说明有碘生成。
而亚硫酸钠具有还原性,则推测滤液中含有的物质具有氧化性,其还原产物是碘,可能是HIO。
(5)由于淀粉水解速率较慢,而碘在水中受热歧化较快,因而实验A中i步骤加热后碘歧化,