某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由Fe2+制備Fe(OH)2的過程中,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:
按照右圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),容器A中的反應(yīng)開始時(shí),活塞C處于打開狀態(tài),一段時(shí)間后,關(guān)閉活塞C,容器A中的反應(yīng)仍在進(jìn)行.最終在______容器中觀察到白色沉淀(填“A”或“B”)
[探究思考]實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)白色的沉淀會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色或綠色,那么如何解釋出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢?
(1)甲同學(xué)查閱資料后,得到Fe(OH)2如下信息:
資料名稱物理性質(zhì)描述化學(xué)性質(zhì)描述
《化學(xué)辭典》,顧翼東編,1989年版P637白色無定形粉末或白色至淡綠色六方晶體與空氣接觸易被氧化,將細(xì)粉噴于空氣中,則立即燃燒出火花
《大學(xué)普通化學(xué)(下冊(cè))》傅鷹著P637白色沉淀此沉淀易被氧化成微綠色Fe3(OH)8
《普通化學(xué)教程》(下冊(cè))P788白色能強(qiáng)烈吸收O2,迅速變成棕色Fe(OH)3.這時(shí)作為氧化的中間產(chǎn)物為土綠色,其中含有Fe2+、Fe3+
閱讀該資料后,你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象的解釋是:______資料中提及的微綠色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可寫成______.
(2)乙同學(xué)依據(jù)配色原理:白色和棕色不可能調(diào)配成綠色或灰綠色的常識(shí),認(rèn)為綠色可能是形成Fe(OH)2?nH2O所致.用熱水浴的方式加熱“方法一”中生成的綠色沉淀,觀察到沉淀由綠變白的趨勢.
加熱時(shí),“方法一”中彈簧夾C應(yīng)處于打開狀態(tài),容器A中的反應(yīng)須處于發(fā)生狀態(tài).該實(shí)驗(yàn)中支持乙同學(xué)觀點(diǎn)的化學(xué)方程式:Fe(OH)2?nH2O數(shù)學(xué)公式Fe(OH)2+nH2O.
(3)歡迎你參加該研究小組的討論,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N在研究由Fe2+制備Fe(OH)2的過程中,有助于對(duì)沉淀由“白”變“綠”的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新思路.______.

解:關(guān)閉活塞C,A瓶內(nèi)鐵粉與稀硫酸反應(yīng)放出的氫氣不能排出而使瓶內(nèi)氣體增加,壓強(qiáng)逐漸增大,把反應(yīng)生成的硫酸亞鐵溶液壓入B瓶內(nèi),氫氧化鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)而生成氫氧化亞鐵的沉淀;因此,在B瓶內(nèi)觀察到沉淀產(chǎn)生;
(1)由資料信息可知,氫氧化亞鐵為白色而氫氧化鐵為棕色,二者的混合物呈現(xiàn)出綠色,因此實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象應(yīng)是生成的Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的緣故;資料中提及的微綠色Fe3(OH)8,可理解為Fe(OH)2與Fe(OH)3的結(jié)合起的一種物質(zhì),其中既有+2價(jià)鐵也有+3價(jià)鐵,因此改寫為氧化物的形式時(shí),8個(gè)氫原子應(yīng)結(jié)合成4H2O,所以應(yīng)寫成:FeO?Fe2O3?4H2O;
(3)由于出現(xiàn)的沉淀由白變綠是因?yàn)樾纬闪薋e(OH)2與Fe(OH)3的混合沉淀,因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液,反應(yīng)生成Fe(OH)2與Fe(OH)3的混合沉淀物,觀察此時(shí)沉淀物的顏色,或直接取Fe(OH)2與Fe(OH)3進(jìn)行混合,觀察混合后顏色的方法,以解釋沉淀由“白”變“綠”的現(xiàn)象.
故答案為:
B;
(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3;FeO?Fe2O3?4H2O;
(3)向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后,觀察生成的沉淀的顏色是否為灰綠色.[或者將Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后觀察其顏色.](合理答案均給分)
分析:根據(jù)所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,關(guān)閉活塞C會(huì)使鐵與硫酸反應(yīng)放出的氫氣不能排出而致使瓶A內(nèi)壓強(qiáng)增大,A瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大使該瓶內(nèi)溶液壓入B瓶,并與B瓶內(nèi)氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng);
(1)根據(jù)資料中關(guān)于Fe(OH)2與Fe(OH)3的顏色信息,可判斷實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的灰綠色或綠色現(xiàn)象既非Fe(OH)2也非Fe(OH)3,而應(yīng)該是二者混合的結(jié)果;根據(jù)鐵元素的化合價(jià),由物質(zhì)Fe3(OH)8中鐵元素化合價(jià)總和應(yīng)為+8,可推斷該物質(zhì)的分子中含+2價(jià)Fe2+一個(gè)、+3價(jià)Fe3+二個(gè),把鐵、氫元素與氧元素結(jié)合成氧化物,而改寫其化學(xué)式;
(3)根據(jù)沉淀由“白”變“綠”的現(xiàn)象是由于Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的緣故分析,因此可采取向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液生成其混合物或直接把兩種物質(zhì)混合,觀察顏色的方法以驗(yàn)證沉淀由“白”變“綠”的原因.
點(diǎn)評(píng):根據(jù)實(shí)驗(yàn)的裝置圖及所提供資料的分析,正確理解實(shí)驗(yàn)的目的及出現(xiàn)現(xiàn)象的原因,對(duì)于解答此新知識(shí)的探究型問題是尤其重要的.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

37、某研究性學(xué)習(xí)小組欲證明氧化銅也能作為氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑,他們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

①稱取1.0gCuSO4粉末加入10 mL蒸餾水完全溶解;
②將足量的NaOH溶液與上述溶液充分反應(yīng),生成藍(lán)色沉淀,過濾后洗滌沉淀;
③將所得沉淀轉(zhuǎn)移到坩堝(一種可用于加熱固體物質(zhì)的容器)中,均勻緩慢加熱至完全變?yōu)楹谏难趸~,研細(xì)備用;
④按下表中的質(zhì)量將固體混合好后,在相同條件下加熱,并與MnO2的催化效果做比較,實(shí)驗(yàn)時(shí)間均以生成50 mL氣體為準(zhǔn)(見圖甲),其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均忽略.
編號(hào) KClO3質(zhì)量(g) 其他物質(zhì)質(zhì)量(g) 待測數(shù)據(jù)
1 2.0 不加任何物質(zhì)
2 2.0 CuO  0.5
3 2.0 MnO2 0.5
回答下列問題:
(1)上述實(shí)驗(yàn)步驟中需要使用玻璃棒的是
①②③
(填序號(hào)).
(2)寫出步驟③的化學(xué)方程式
Cu(OH)2?CuO+H2O

(3)表格中的“待測數(shù)據(jù)”是指
生成50mL氣體所用的時(shí)間

(4)若實(shí)驗(yàn)過程中50mL量氣管中液面的位置如圖乙所示,A與B刻度間相差1 mL,刻度A的讀數(shù)為20,則此時(shí)量氣管中收集到的氣體體積為
20.80ml

(5)如果要進(jìn)一步探究CuO在反應(yīng)中是否起到催化作用,請(qǐng)完成后續(xù)實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象 設(shè)計(jì)目的
1 加入CuO后產(chǎn)生O2的速率比未加入時(shí)快得多 CuO能加快KClO3的分解
2 CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否保持不變
3

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

某研究性學(xué)習(xí)小組為確定某堿式碳酸鎂樣品的組成,設(shè)計(jì)出了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(圖中A至D的部分).[已知堿式碳酸鎂Mgx(OH)y(CO3z(x,y,z為正整數(shù))受熱易分解,類似堿式碳酸銅,Cu2(OH)2CO3═2CuO+CO2↑+H2O]
(1)按上圖(夾持儀器未畫出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,應(yīng)首先進(jìn)行的操作是
 
;A處干燥管盛放的藥品是堿石灰(CaO與NaOH的固體混合物),其作用是
 

(2)老師在審閱方案后指出應(yīng)該在E處再增加一套裝置,你認(rèn)為所加藥品和儀器分別是
 
、
 
,其作用是:
 
,若沒有此裝置,測得二氧化碳的質(zhì)量
 
(填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(3)取22,6g該樣品放在研缽中研成粉末放于硬質(zhì)玻璃管中,研碎的目的是
 

(4)加熱前先打開活塞K1,K2,關(guān)閉K3,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,其通空氣目的是
 
_;
(5)待B裝置中的反應(yīng)完全后,打開K1,再緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,其通空氣目的是
 

(6)實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)如下:
反應(yīng)前 反應(yīng)后
C裝置及藥品總質(zhì)量:87,6g C裝置及藥品總質(zhì)量:89,4g
D裝置及藥品總質(zhì)量:74,7g D裝置及藥品總質(zhì)量:83,5g
從上面表格中得出生成的水質(zhì)量
 
g,生成的二氧化碳質(zhì)量
 
g,請(qǐng)通過計(jì)算推導(dǎo)出該堿式碳酸鎂的化學(xué)式
 
(寫出計(jì)算過程),計(jì)算過程:
該堿式碳酸鎂受熱分解的化學(xué)方程式為
 

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2008?清遠(yuǎn))位于清遠(yuǎn)市連州境內(nèi)的“連州地下河”是聞名遐邇的旅游景點(diǎn).
(1)有一位游客在洞內(nèi)將裝滿水的礦泉水瓶中的水倒掉,然后蓋緊瓶蓋,很高興地說:“我可以用這瓶氣體很準(zhǔn)確地測定洞內(nèi)空氣成分及含量.”你已經(jīng)知道,用排水法收集到的氣體常常含有較多的水蒸汽.要收集到洞內(nèi)真實(shí)的空氣,你對(duì)游客有什么好的建議:
改用注射器對(duì)空氣進(jìn)行取樣,避免采集樣品時(shí)對(duì)空氣成分的影響
改用注射器對(duì)空氣進(jìn)行取樣,避免采集樣品時(shí)對(duì)空氣成分的影響

(2)洞內(nèi)不但可以欣賞如詩如畫美景,還可以河上泛舟.請(qǐng)你設(shè)計(jì)一簡單的實(shí)驗(yàn)方法探究洞內(nèi)河水是否為硬水:
取河水加入肥皂水,觀察泡沫,泡沫少則河水為硬水
取河水加入肥皂水,觀察泡沫,泡沫少則河水為硬水

(3)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)洞內(nèi)河水進(jìn)行了進(jìn)一步的探究.以下是對(duì)由煮沸洞內(nèi)河水產(chǎn)生的水垢所作的探究的一部分,請(qǐng)完成相關(guān)問題.
[探究課題]探究水垢的主要成分
[查閱資料]天然水中一般含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等離子,加熱時(shí)這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)從而形成水垢(主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物).下面是有可能成為水垢成分的一些物質(zhì)的溶解性情況:
物質(zhì) Ca(HCO32 Mg(HCO32 Mg(OH)2 Ca(OH)2 CaCO3 MgCO3
溶解性 可溶 可溶 不溶 微溶 不溶 微溶
[提出猜想]根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性表和相關(guān)知識(shí),提出如下猜想:水垢的主要成分中一定含有Mg(OH)2
CaCO3
CaCO3
(填寫化學(xué)式,下同),可能含有Ca(OH)2
MgCO3
MgCO3

下面是根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)并得出的相關(guān)結(jié)論:
在試管A中放入適量研碎的水垢,加入適量的蒸餾水,充分震蕩.
①取試管A中一定量的上層清液放入另一支試管B中,加入
Na2CO3
Na2CO3
溶液,沒有白色沉淀,證明水垢中無Ca(OH)2
②將試管A中的剩余上層清液倒出,然后試管A中加入
HCl
HCl
溶液,有氣泡產(chǎn)生,將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁,說明水垢中一定含有碳酸鹽.

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

維生素C又名抗壞血酸,易溶于水,易被氧化,能與碘反應(yīng).人體缺乏維生素C可能引發(fā)多種疾。逞芯啃詫W(xué)習(xí)小組對(duì)它研究如下:
(1)【猜想】維生素C可能具有酸性?
(2)【實(shí)驗(yàn)方案】提供試劑:維生素C片、蒸餾水、紫色石蕊試液、無色酚酞試液、稀鹽酸、氫氧化鈉溶液、氯化鋇溶液、pH試紙.根據(jù)以上試劑,請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)出兩種實(shí)驗(yàn)方案,并寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
實(shí)  驗(yàn)  內(nèi)  容 實(shí)  驗(yàn)  現(xiàn)  象
方案Ⅰ
把維生素C片研碎,溶解在水中,滴入適量的石蕊試液
把維生素C片研碎,溶解在水中,滴入適量的石蕊試液
石蕊試液變紅色
石蕊試液變紅色
方案Ⅱ
把酚酞試液滴入氫氧化鈉溶液中,再把研碎的維生素C片放入氫氧化鈉溶液中
把酚酞試液滴入氫氧化鈉溶液中,再把研碎的維生素C片放入氫氧化鈉溶液中
酚酞試液先變紅色,后又變成無色
酚酞試液先變紅色,后又變成無色
(3)【結(jié)論】維生素C具有酸性.根據(jù)維生素C的性質(zhì),判斷下列物質(zhì)中能與維生素C反應(yīng)的是
AC
AC

A、金屬鎂   B、食鹽   C、氫氧化鈉    D、硫酸銅
(4)維生素C在酸性環(huán)境中比較穩(wěn)定,在高溫時(shí)易被破壞.請(qǐng)你想一想如何食用黃瓜才能充分利用黃瓜中豐富的維生素C?
涼拌加醋
涼拌加醋

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:解答題

位于清遠(yuǎn)市連州境內(nèi)的“連州地下河”是聞名遐邇的旅游景點(diǎn).
(1)有一位游客在洞內(nèi)將裝滿水的礦泉水瓶中的水倒掉,然后蓋緊瓶蓋,很高興地說:“我可以用這瓶氣體很準(zhǔn)確地測定洞內(nèi)空氣成分及含量.”你已經(jīng)知道,用排水法收集到的氣體常常含有較多的水蒸汽.要收集到洞內(nèi)真實(shí)的空氣,你對(duì)游客有什么好的建議:______.
(2)洞內(nèi)不但可以欣賞如詩如畫美景,還可以河上泛舟.請(qǐng)你設(shè)計(jì)一簡單的實(shí)驗(yàn)方法探究洞內(nèi)河水是否為硬水:______.
(3)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)洞內(nèi)河水進(jìn)行了進(jìn)一步的探究.以下是對(duì)由煮沸洞內(nèi)河水產(chǎn)生的水垢所作的探究的一部分,請(qǐng)完成相關(guān)問題.
[探究課題]探究水垢的主要成分
[查閱資料]天然水中一般含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等離子,加熱時(shí)這些離子趨于生成溶解度更小的物質(zhì)從而形成水垢(主要成分為碳酸鹽、堿等的混合物).下面是有可能成為水垢成分的一些物質(zhì)的溶解性情況:
物質(zhì)Ca(HCO32Mg(HCO32Mg(OH)2Ca(OH)2CaCO3MgCO3
溶解性可溶可溶不溶微溶不溶微溶
[提出猜想]根據(jù)上述物質(zhì)的溶解性表和相關(guān)知識(shí),提出如下猜想:水垢的主要成分中一定含有Mg(OH)2和______(填寫化學(xué)式,下同),可能含有Ca(OH)2和______.
下面是根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)并得出的相關(guān)結(jié)論:
在試管A中放入適量研碎的水垢,加入適量的蒸餾水,充分震蕩.
①取試管A中一定量的上層清液放入另一支試管B中,加入______溶液,沒有白色沉淀,證明水垢中無Ca(OH)2
②將試管A中的剩余上層清液倒出,然后試管A中加入______溶液,有氣泡產(chǎn)生,將產(chǎn)生的氣體通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁,說明水垢中一定含有碳酸鹽.

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