15.某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”的反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)”(石棉絨高溫下不與水和鐵反應(yīng)).
(1)如何檢查該裝置的氣密性:將C處導(dǎo)氣管末端浸入水槽中,加熱A處圓底燒瓶,導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡,停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段水柱
(2)寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Fe3O4+4H2
(3)驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)
限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾;1mol/L CuSO4、3mol/L H2SO4、3mol/L HNO3、30%H2O2、0.01mol/L KMnO4、20%KSCN、蒸餾水.
在答題卡上按下表的格式寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論.
實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1取反應(yīng)后干燥的固體ag于試管中,加入足量的1mol/L CuSO4溶液,充分振蕩,經(jīng)固液分離、洗滌后,再向固體中滴加足量的3mol/L H2SO4,振蕩溶解,過濾后將濾液配成250mL溶液,待用.
步驟2取少量步驟1中濾液于試管中,滴加1~2滴20%KSCN溶液變紅色,則固體產(chǎn)物含+3價鐵
步驟3取少量步驟1中濾液于試管中,滴加1~2滴0.01mol/L KMnO4溶液紫色褪去,則固體產(chǎn)物含+2價鐵
步驟1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是除去反應(yīng)后固體中可能未反應(yīng)完的鐵粉,以免影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析.

分析 (1)檢查裝置的氣密性有加熱法和液壓法,從本裝置的情況看,應(yīng)該選用加熱法;
(2)鐵與水蒸氣在加熱條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,據(jù)此寫出反應(yīng)方程式;
(3)要驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài),應(yīng)該先將固體溶解,考慮到可能有鐵單質(zhì)剩余,會與三價鐵離子反應(yīng),所以要先除去鐵單質(zhì),選用的試劑是硫酸銅溶液;剩余的固體則應(yīng)用稀硫酸溶解,接著確定檢驗(yàn)相應(yīng)離子的試劑,三價鐵離子用的是硫氰化鉀溶液,而檢驗(yàn)二價鐵則從限選試劑中只能用高錳酸鉀溶液,利用二價鐵離子的還原性,據(jù)此進(jìn)行解答.

解答 解:(1)利用加熱法檢驗(yàn)該裝置氣密性,將C處將導(dǎo)管伸入水槽,并微熱A處圓底燒瓶,現(xiàn)象是導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡,停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段水柱,則氣密性良好,
故答案為:將C處導(dǎo)氣管末端浸入水槽中,加熱A處圓底燒瓶,導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡,停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段水柱;
(2)鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2,
故答案為:3Fe+4H2O(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2;
(3)驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài),先要將固體溶解,但考慮到可能有鐵單質(zhì)剩余,會和三價鐵離子反應(yīng),所以要先除去鐵單質(zhì),選用的試劑是硫酸銅溶液,然后,剩余的固體則應(yīng)用稀硫酸溶解(因?yàn)橄跛岬难趸詴趸䞍r鐵),接著確定檢驗(yàn)相應(yīng)離子的試劑,三價鐵離子用的是硫氰化鉀溶液,而檢驗(yàn)二價鐵則從限選試劑中只能用高錳酸鉀溶液,利用二價鐵離子的還原性,
故答案為:

實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟13mol/L H2SO4
步驟2滴加1~2滴20%KSCN溶液變紅色,則固體產(chǎn)物含+3價鐵
步驟3滴加1~2滴0.01mol/L KMnO4溶液紫色褪去,則固體產(chǎn)物含+2價鐵
;除去反應(yīng)后固體中可能未反應(yīng)完的鐵粉,以免影響后續(xù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析.

點(diǎn)評 本題考查鐵及其化合物性質(zhì),題目難度中等,涉及鐵與水蒸氣的反應(yīng)、氣密性的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、二價鐵、三價鐵離子的檢驗(yàn)方法等知識,試題知識點(diǎn)較多、充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.下列實(shí)驗(yàn)操作所用儀器合理的是(  )
A.用25 ml的堿式滴定管量取14.8 ml的KMnO4溶液
B.用100ml量筒量取5.2 ml鹽酸
C.用托盤天平稱取25.20 g NaCl
D.用100 ml容量瓶配制80 ml  0.1 mol•L的鹽酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.用系統(tǒng)命名法給下列有機(jī)化合物命名.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

3.如圖1為某加碘鹽標(biāo)簽的一部分.

已知:①KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O
 ②I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6(無色)
某同學(xué)想定量測定此加碘鹽中碘元素的含量,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):
步驟1:稱取ag市售食鹽,配成溶液,全部轉(zhuǎn)移至錐形瓶中,
加入適量新制KI溶液,滴入幾滴稀硫酸,溶液變黃色,再加入3滴淀粉溶液.
步驟2:取一支50mL堿式滴定管,用bmol•L-1的新制Na2S2O3溶液潤洗2~3次后,裝滿溶液,調(diào)節(jié)液面高度至0刻度.
步驟3:開始滴定直至終點(diǎn),重復(fù)操作2~3次,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:
編號堿式滴定管讀數(shù) 消耗體積(mL)
滴定前刻度滴定后刻度
1 0 如圖2 
2 0 23.98 23.98
3 0 24.02 24.02
(1)第一次讀數(shù)為24.00mL.
(2)滴定終點(diǎn)的判斷方法溶液顏色恰好由藍(lán)色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不褪色.
(3)經(jīng)過計(jì)算,此碘鹽碘元素的含量為$\frac{508000b}{a}$mgmg•kg-1(用含a、b的最簡表達(dá)式表示).
(4)下列操作可能會導(dǎo)致測量結(jié)果偏低的是CD.
A.步驟1中稱取食鹽時將砝碼放在左盤,食鹽放在放在右盤,游碼讀數(shù)為0.5g
B.步驟1所配食鹽溶液未完全轉(zhuǎn)移至錐形瓶
C.步驟2中滴定管洗滌后未潤洗
D.步驟3滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失
(5)請?jiān)诖痤}紙的方框內(nèi)畫出正在排氣泡的堿式滴定管(僅畫出刻度以下部分)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.鐵及其化合物有著廣泛用途.
(1)將飽和三氯化鐵溶液滴加至沸水中可制取氫氧化鐵膠體,寫出制取氫氧化鐵膠體的化學(xué)方程式FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(OH)3(膠體)+3HCl.
(2)含有Cr2O72-的廢水有毒,對人畜造成極大的危害,可加入一定量的硫酸亞鐵和硫酸使Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+,該反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6 Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O.然后再加入堿調(diào)節(jié)溶液的pH在6-8 之間,使Fe3+和Cr3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀而除去.
(3)鐵鎳蓄電池又稱愛迪生蓄電池,放電時的總反應(yīng)為Fe+Ni2O3+3H2O═Fe(OH)2+2Ni(OH)2,充電時陽極附近的pH降低(填:降低、升高或不變),放電時負(fù)極的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2
(4)氧化鐵是重要的工業(yè)原料,用廢鐵屑制備氧化鐵流程如下:

①鐵屑溶于稀硫酸溫度控制在50~800C的主要目的是加快反應(yīng)速率、增大FeSO4的溶解度.
②寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學(xué)方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
③FeCO3沉淀表面會吸附S042-,需要洗滌除去.
洗滌FeCO3沉淀的方法是向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀,使水自然流下,重復(fù)操作2至3次.判斷沉淀是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中,先加鹽酸酸化,再滴加BaCl2溶液,若無沉淀生成則表明沉淀已洗凈,反之表明沒有洗凈.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

20.某學(xué)生做同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時,自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案,并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.現(xiàn)在請你幫助該學(xué)生整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄客恢髯逶匦再|(zhì)的遞變規(guī)律
(2)實(shí)驗(yàn)用品:藥品:氯水、溴水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、四氯化碳.
儀器:①試管;②膠頭滴管(請?zhí)顚憙杉饕牟Ax器)
(3)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
序號實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
將少量氯水滴入盛有少量NaBr溶液的試管中,振蕩;再滴入少量四氯化碳,振蕩加入氯水后,溶液由無色變?yōu)槌壬稳胨穆然己,水層顏色變淺,四氯化碳層(下層)變?yōu)槌燃t色
將少量溴水滴入盛有少量KI溶液的試管中,振蕩;再滴入少量四氯化碳,振蕩加入溴水后,溶液由無色變?yōu)辄S色,滴入四氯化碳后,水層顏色變淺,四氯化碳層(下層)變?yōu)樽仙?/TD>
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:同一主族元素,自上而下,元素的非金屬性依次減弱.
(5)問題和討論:請用結(jié)構(gòu)理論簡單說明得出上述結(jié)論的原因.同一主族元素,自上而下,元素原子的電子層數(shù)增多,原子半徑增大,原子核對最外層電子的吸引力逐漸減弱.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

7.某興趣小組的學(xué)生根據(jù)活潑金屬M(fèi)g與CO2發(fā)生反應(yīng),推測活潑金屬鈉也能與CO2發(fā)生反應(yīng),因此實(shí)驗(yàn)小組用下列裝置進(jìn)行“鈉與二氧化碳反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)探究(尾氣處理裝置已略去).
已知:常溫下,CO能使一些化合物中的金屬離子被還原.
例如:PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl反應(yīng)生成黑色的金屬鈀,此反應(yīng)也可用來檢測微量CO的存在.
請回答下列問題:
(1)通常實(shí)驗(yàn)室制取CO2氣體的離子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,為了使制氣裝置能“隨開隨用,隨關(guān)隨!,上圖A處應(yīng)選用的裝置是Ⅲ(填寫“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”).若要制取干燥、純凈的CO2氣體,裝置B中應(yīng)盛放的試劑是NaHCO3溶液,裝置C中應(yīng)盛放的試劑是濃H2SO4
(2)假設(shè)CO2氣體為足量,在實(shí)驗(yàn)過程中分別產(chǎn)生以下①、②兩種不同情況,請分析并回答問題:
①若裝置F中溶液無明顯變化,裝置D中生成兩種固體物質(zhì),取少量固體生成物與鹽酸反應(yīng)后,有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式是4Na+3CO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Na2CO3+C.
②若裝置F中有黑色沉淀生成,裝置D中只生成一種固體物質(zhì),取少量該固體與鹽酸反應(yīng)后,也有能使澄清石灰水變渾濁的氣體放出,則鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na+2CO2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na2CO3+CO.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.已知CO的燃燒熱為△H=-283kJ/mol;氫氣的燃燒熱為△H=-286kJ/mol;CH4的燃燒熱為△H=-890kJ/mol.
(1)若 1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出熱量為<890kJ( 填“>”、“<”、“=”).
(2)若將a molCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒,生成CO2氣體和液態(tài)水時,則放出熱量(Q)的取值范圍是283nKJ<Q<890nKJ.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.將有機(jī)物的混合物在一定條件下反應(yīng):①甲醇與乙醇的混合物與濃硫酸加熱得醚;②乙二醇與乙酸酯化得酯;③氨基乙酸和丙氨酸生成二肽;④苯酚和濃溴水反應(yīng).所生成的有機(jī)物的種類由多到少的順序是(  )
A.①②③④B.④③②①C.③②④①D.③①②④

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同步練習(xí)冊答案