【題目】探究鐵在某濃度H3PO4和H2O2的混合溶液中反應(yīng)的情況，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)

操作

現(xiàn)象

Ⅰ

將除去氧化膜的鐵釘置于燒杯中，加入30mL1.0molL-1H3PO4和3mL30%H2O2的混合溶液(pH≈1)。

一段時間后鐵釘表面突然產(chǎn)生大量氣泡，隨后停止產(chǎn)生氣泡；一段時間后再產(chǎn)生大量氣泡，再停止，出現(xiàn)周而往復(fù)的現(xiàn)象。過程中，溶液保持澄清。

Ⅱ

將與實(shí)驗(yàn)Ⅰ相同的鐵釘放入燒杯中，加入30mL1.0molL-1H3PO4和3mLH2O。

片刻后鐵釘表面持續(xù)產(chǎn)生氣泡，溶液保持澄清。

已知：Fe3(PO4)2難溶于水，Fe(H2PO4)2溶于水。

(1)用85%H3PO4配制100mL1.0mol·L-1H3PO4所用的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、______。

(2)請結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅱ中現(xiàn)象，分析鐵釘與H3PO4反應(yīng)的產(chǎn)物_______。

(3)探究實(shí)驗(yàn)Ⅰ中停止產(chǎn)生氣泡的原因。

提出假設(shè)：鐵釘表面形成了含有+3價鐵的氧化膜將鐵釘覆蓋。甲同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅲ，得出假設(shè)成立的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：將洗凈的實(shí)驗(yàn)Ⅰ中無氣泡產(chǎn)生時的鐵釘置于試管中，加入滴有KSCN溶液的稀H2SO4，振蕩，靜置，溶液呈紅色。

乙同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)Ⅲ無法證實(shí)假設(shè)成立，其理由是未排除O2的干擾，請解釋O2是如何干擾實(shí)驗(yàn)的：_____。

乙同學(xué)通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了假設(shè)成立。

(4)鐵釘表面突然產(chǎn)生大量氣泡的可能原因是Fe2+迅速被H2O2氧化形成氧化膜，使聚集在鐵釘表面的H2脫離鐵釘表面。形成氧化膜(以Fe3O4計)的離子方程式是____。

(5)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中周而往復(fù)的現(xiàn)象與鐵釘表面氧化膜的生成和溶解密切相關(guān)，從反應(yīng)的速率角度分析其原因：______。

【答案】100mL容量瓶 Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑ 氧氣在酸性條件下可以將亞鐵離子氧化成鐵離子，發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 3Fe2++H2O2+2H2O=Fe3O4+6H+ 鐵與磷酸反應(yīng)生成氫氣和Fe2+，Fe2+在鐵釘表面迅速被氧化形成氧化膜，使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離；隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng)，氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡，當(dāng)氧化膜溶解后，鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

【解析】

題目是進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，鐵釘表面產(chǎn)生氣泡，是因?yàn)殍F與H3PO4反應(yīng)生成氫氣，因?yàn)槿芤罕３殖吻�，根�?jù)信息可知還生成了溶于水的Fe(H2PO4)2，一段時間后再產(chǎn)生大量氣泡，再停止，出現(xiàn)周而往復(fù)的現(xiàn)象，與實(shí)驗(yàn)Ⅱ?qū)Ρ瓤芍?/span>H2O2發(fā)生了作用，結(jié)合題目信息可知雙氧水可將亞鐵離子氧化成鐵離子形成氧化膜，使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離；隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng)，氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡，當(dāng)氧化膜溶解后，鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

(1)配制100mL1.0mol·L-1H3PO4所用的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、100mL容量瓶；

(2)在實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，鐵釘表面產(chǎn)生氣泡，是因?yàn)殍F與H3PO4反應(yīng)生成氫氣，因?yàn)槿芤罕３殖吻�，根�?jù)信息可知還生成了Fe(H2PO4)2，化學(xué)方程式為Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑；

(3)氧氣在酸性條件下可以將亞鐵離子氧化成鐵離子，發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故實(shí)驗(yàn)Ⅲ無法證實(shí)假設(shè)成立；

(4)亞鐵離子被H2O2溶液形成氧化為Fe3O4，根據(jù)電子守恒和元素守恒可得離子方程式為：3Fe2++H2O2+2H2O=Fe3O4+6H+；

(5)根據(jù)分析可知原因?yàn)椋鸿F與磷酸反應(yīng)生成氫氣和Fe2+，Fe2+在鐵釘表面迅速被氧化形成氧化膜，使聚集在鐵釘表面的氫氣脫離；隨后發(fā)生磷酸溶解氧化膜的慢反應(yīng)，氧化膜覆蓋鐵釘表面時不產(chǎn)生氣泡，當(dāng)氧化膜溶解后，鐵又與磷酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，

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：

【題目】燃料電池是目前電池研究的熱點(diǎn)之一。某課外小組自制的氫氧燃料電池如圖所示，a、b均為惰性電極，下列敘述錯誤的是（ ）

A.a極是負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.b極發(fā)生的電極反應(yīng)是O2+4OH――4e-=2H2O

C.電池總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O

D.溶液中OH-向正極移動，K+、H+向負(fù)極移動

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】1，2－二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無色液體，不溶于水，易溶于醇等有機(jī)溶劑。實(shí)驗(yàn)室制備1，2－二溴乙烷的反應(yīng)原理如下：

CH3CH2OHCH2=CH2+H2O

CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br

已知：①乙醇在濃硫酸存在下在140℃脫水生成乙醚

2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3+H2O

②實(shí)驗(yàn)中常因溫度過高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量SO2和CO2，用12.0g溴和足量的乙醇制備1，2-二溴乙烷，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：

有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：

類別

乙醇

1，2-二溴乙烷

乙醚

狀態(tài)

無色液體

無色液體

無色液體

密度/g·cm-3

0.79

2.2

0.71

沸點(diǎn)/℃

78.5

132

34.6

熔點(diǎn)/℃

-130

9

-116

回答下列問題：

（1）在此制備實(shí)驗(yàn)中，A中按最佳體積比3﹕1加入乙醇與濃硫酸后，A中還要加入幾粒碎瓷片，其作用是___。要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右，其最主要目的是___。

（2）裝置B的作用是作安全瓶，瓶中盛水，除了可以防止倒吸以外，還可判斷裝置是否堵塞，若堵塞，B中現(xiàn)象是____。

（3）在裝置C中應(yīng)加入NaOH溶液，其目的是____。

（4）裝置D中小試管內(nèi)盛有液溴，判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡單方法是___。

（5）將1，2—二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在___層(填“上”或“下”)。若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用___洗滌除去；若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚，可用____（填操作方法名稱）的方法除去。

（6）反應(yīng)過程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D，其主要目的是乙烯與溴反應(yīng)時放熱，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)；但又不能過度冷卻(如用冰水)，其原因是___。

（7）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束后得到9.4g產(chǎn)品，1，2—二溴乙烷的產(chǎn)率為___。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】通常監(jiān)測SO2含量是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)原理是SO2+H2O2+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（ ）

A.0.1molBaCl2晶體中所含離子總數(shù)為0.2NA

B.25℃時，pH=1的HC1溶液中含有H+的數(shù)目為0.1NA

C.17gH2O2中含有非極性鍵數(shù)目為0.5NA

D.生成2.33gBaSO4沉淀時，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為0.01NA

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氧化鈧（Sc2O3）在合金、電光源、催化劑、激活劑和陶瓷等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，利用鈧精礦為原料（主要成分為Sc2O3，還含有Fe2O3、MnO等雜質(zhì)）生產(chǎn)氧化鈧的一種工藝流程如下：

（1）“酸溶”步驟中，鈧的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，為使鈧的浸出率達(dá)90%左右，所采用的生產(chǎn)條件為___________________。

（2）加入氨水調(diào)節(jié)pH=3，過濾，濾渣主要成分是_____________；若再向?yàn)V液加入氨水調(diào)節(jié)pH=6，濾液中 Sc3+能否沉淀完全（離子濃度小于105 mol/L）？______________（列式計算并作判斷）。（25℃時，Ksp[Mn(OH)2]=1.9×1013、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×1039，Ksp[Sc(OH)3]=9.0×1031）

（3）已知鈧與鋁類似，其氫氧化物具有兩性。反萃取步驟中，加入NaOH使溶液呈堿性，堿性條件下雙氧水可以氧化錳離子生成濾渣，寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。

（4）“沉鈧”前先加入稀鹽酸調(diào)節(jié)溶液至酸性，然后用草酸“沉鈧”。25℃時pH=2的草酸溶液中=_________________________。寫出“沉鈧”得到草酸鈧（難溶于稀酸）的離子方程式___________________[25℃時，草酸電離平衡常數(shù)為Ka1=5.0×102，Ka2=5.4×105]。

（5）草酸鈧“灼燒”的化學(xué)方程式為_______________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在常溫下，有下列五種溶液：

①0.1mol/LNH4Cl②0.1mol/LCH3COONH4③0.1mol/LNH4HSO4

④0.1mol/LNH4HCO3 ⑤0.1mol/LNaHCO3

請根據(jù)要求填寫下列空白：

（1）溶液①呈 ______ 性（填“酸”、“堿”或“中”），其原因是： ______ （用離子方程式表示）

（2）溶液⑤呈 ______ 性（填“酸”、“堿”或“中”），其原因是： ______ （用離子方程式表示）

（3）比較溶液①、③中c（NH4+）的大小關(guān)系是① ______ ③（填“＞”、“＜”或“=”）

（4）常溫下，測得溶液②的pH=7，則CH3COO-的水解程度 ______ NH4+的水解程度（填“＞”、“＜”或“=”），CH3COO-與NH4+濃度的大小關(guān)系是：c（CH3COO-）_____c（NH4+）（填“＞”、“＜”或“=”）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列各組離子，在指定的環(huán)境中一定能大量共存的是( )

A.某無色酸性溶液中：NH、Ca2+、F-、Cl-

B.與金屬鋁反應(yīng)只放出氫氣的溶液：K+、NH、NO、Cl-

C.能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的溶液中：Na+、NH、S2-、Br-

D.滴加酚酞試液變紅色的溶液：K+、Na+、S2-、Cl-

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某種含有少量氧化鈉的過氧化鈉試樣（已知試樣質(zhì)量為1.560g、錐形瓶和水的質(zhì)量為190.720g），利用如圖裝置測定混合物中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，每隔相同時間讀得電子天平的數(shù)據(jù)如下表：

（1）寫出Na2O2和H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。

（2）計算過氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，除了試樣的質(zhì)量，錐形瓶和水的質(zhì)量，還必需的數(shù)據(jù)是______，不必作第6次讀數(shù)的原因是______。

（3）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_____（保留2位小數(shù)）。

（4）測定上述樣品（1.560g）中Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的另一種方案，其操作流程如圖：

①操作Ⅰ的名稱是_____。

②需直接測定的物理量是_____。

③操作Ⅱ需要的儀器除了酒精燈，還需要_____（固定、夾持儀器除外）。

④在轉(zhuǎn)移溶液時，如溶液轉(zhuǎn)移不完全，則Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定結(jié)果_____（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列化學(xué)用語對事實(shí)的表述正確的是

A.電解CuCl2溶液：CuCl2=Cu2++2Cl-

B.Mg和Cl形成離子鍵的過程：

C.向Al2(SO4)3溶液中滴加Na2CO3溶液：2Al3++3CO32-=Al2(CO3)3↓

D.乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)：CH3COOH+C2H518OH CH3CO18OC2H5+H2O

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