专题十综合探究性实验
1.按图1所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
(1)写出试管A中发生反应的化学方程式:_____________;
(2)为检验生成的气体产物,需从图2选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)a_____________,描述能证明气体产物的实验现象_____________;
(3)反应停止,待试管A冷却后,取少量其中的固体物质,加入过量的稀盐酸充分反应后,进行如图3实验:
①试剂X的化学式为_____________;
②用离子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因:_____________;
③若在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现对褪色的原因进行探究.
Ⅰ.提出假设:
假设1:溶液中的SCN-被氧化.
假设2:溶液中的Fe3+被氧化.
假设3:_____________;
Ⅱ.设计方案:请对所提出的假设2进行验证,写出实验方案._____________;
Ⅲ.方案实施
【答案】(1)Ca(OH)2CaO+H2O,3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2;(2)afgbch,黑色的氧化铜变成红色,白色的无水硫酸铜变成蓝色;(3)①KSCN;②2Fe2++Cl 2=2Fe3++2Cl-,Fe3++SCN-Fe(SCN),Fe3+浓度增大,平衡向右移动,溶液颜色加深;③溶液中的KSCN和铁离子均被氧化成更高价态;
3
用胶头滴管取少量褪色后的溶液于试管中,滴加几滴FeCl3溶液,如果溶液出现红色,则说明假设2 正确,若溶液不变红色,则假设2不正确
【解析】
试题分析:(1)熟石灰为氢氧化钙,加热分解生成氧化钙和水,化学反应方程式为:Ca(OH)2CaO+H2O,
生成的水在高温下与铁反应生成四氧化三铁和氢气,化学反应方程式为:3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2;;(2)氢气与氧化铜反应生成铜单质和水,无水硫酸铜遇水变蓝色,故答案为:afgbch,
2.(1)用铜与浓硫酸反应制取硫酸铜,实验装置如图所示。
①A中反应体现了浓硫酸的哪些性质? ______________________________;
②装置中导管B的作用你认为可能是(写出一种)_________________________________。
(2)为符合绿色化学的要求,某同学进行如下设计:将铜粉在___________________________(填仪器名称)中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应,反应后溶液
经过_________、_________、过滤、洗涤、干燥,即可得到产品CuSO4·5H2O晶体,干燥时需要
控制温度小于100℃,若温度过高,则会导致___________________________。
(3)探究小组用滴定法测定某胆矾晶体中CuSO4的含量。取ag样品配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用c mol·L-1的EDTA(H2Y2﹣)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。
滴定反应如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
①写出计算CuSO4质量分数的计算式 =________________________;
②下列操作会导致CuSO4含量的测定结果偏低的是_______________。
a.用样品溶液润洗锥形瓶
b.滴定终点时俯视读数
c.滴定终点时滴定管尖嘴中有气泡
(4)常温下CuSO4溶液中Cu2+水解的离子方程式为_________________。已知该反应的平衡常数
K=5.0×10-9,则常温下Cu (OH )2的Ksp=_______________________
【答案】(1)①强氧化性和酸性;②平衡气压、防止倒吸;若C 的导管堵塞时防止装置爆炸、拆除装置前,
从B 管口向A 鼓气使二氧化硫被全部吸收;(2)坩埚;蒸发浓缩、冷却结晶;CuSO 4?5H 2O 失去部分
结晶水;(3)①3 /10250/5
c mol L b L g mo g l a -????×100%;② bc ;(4)Cu 2++2H 2
O
Cu (OH )
2+2H
+
;2.0×10-20。
CuSO 4?5H 2O 质量分数的表达式=3 /10250/5
c mol L b L g mo g l a -????×100%;②a 、用样品溶液润
洗锥形瓶,导致标准溶液体积偏大,根据上述表达式可知,测定结果偏高,错误;b 、滴定终点时俯视读数,导致标准溶液体积偏小,根据上述表达式可知,测定结果偏小,正确;c 、滴定终点时滴定管尖嘴中有气泡,导致标准溶液体积偏小,根据上述表达式可知,测定结果偏小,正确;故选bc ;(4)CuSO 4溶液中Cu 2+水解生成氢氧化铜和硫酸,反应的离子方程式为Cu 2++2H 2O
Cu (OH )2+2H +;该反应
的平衡常数K=
()222(H )[]
()
Cu OH
c c Cu c ++=5.0×10﹣
9,则常温下Cu (OH )2的Ksp =
()222()(OH )
[]
Cu C c c c u OH +- =
()22222()(OH )(H )[](H )
Cu Cu c c c c c OH -+++ = 2w K K = 19
42
5.0(1)001-?﹣ = 2.0×10-20,故答案为:Cu 2++2H 2O
Cu (OH )
2+2H
+
;2.0×10-20。
3.硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量,分别采用以下方案:
【甲方案】如图所示,图中气体流量计B 用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度