（16分）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：                                                          
（2）寫(xiě)出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式                           
（3）驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)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(xiě)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           ，振蕩溶解，過(guò)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，                   
                                         
                                
                                
步驟3
取少量步驟1中濾液于試管中，                   
                                         
                                
                                
步驟1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是                                    。
（4）固體產(chǎn)物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定可采用下圖的流程

其中步驟①是向溶液中加入鋅粉至黃色剛好消失；步驟②用0.010 mol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液平均為v mL。（已知5Fe2＋＋MnO4－  ＋8H＋==5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O）
其中加入鋅粉的目的是____                               ____。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得ag樣品中固體產(chǎn)物鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)___　　　    __ _(只列計(jì)算表達(dá)式)。


（1）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分）
（2）3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2（2分）
（3）

 
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1
3mol/L H2SO4（2分）
 
步驟2
滴加1～2滴20%KSCN（2分）
溶液變紅色，則固體產(chǎn)物含+3價(jià)鐵（1分）
步驟3
滴加1～2滴0.01mol/L KMnO4（2分）
溶液紫色褪去，則固體產(chǎn)物含+2價(jià)鐵（1分）
 
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。
（4）將Fe3＋還原為Fe2＋    （2分）（2分）

解析試題分析：
（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，注意操作要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，結(jié)論是氣密性良好，用操作現(xiàn)象結(jié)論的思維進(jìn)程去答題。
（2）書(shū)寫(xiě)這個(gè)方程式要注意金屬和水反應(yīng)的特點(diǎn)，如常見(jiàn)的Na、Mg、Al、Fe等金屬與水的反應(yīng)。
（3）驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鐵元素的價(jià)態(tài) ，先要將固體溶解，但考慮到可能有鐵單質(zhì)剩余，會(huì)和三價(jià)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，然然，剩余的固體則應(yīng)用稀硫酸溶解（因?yàn)橄跛岬难趸詴?huì)氧化二價(jià)鐵），接著確定檢驗(yàn)相應(yīng)離子的試劑，三價(jià)鐵離子用的是硫氰化鉀溶液，而檢驗(yàn)二價(jià)鐵則從限選試劑中只能用高錳酸鉀溶液，利用二價(jià)鐵離子的還原性，答題時(shí)注意試劑的用量和敘述即可。
（4）弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹肮腆w產(chǎn)物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定”，所以由加入鋅粉后溶液的黃色恰好消失，可知是用于還原三價(jià)鐵離子；由題意可知，n(Fe2+)=5n(MnO4-) m(Fe)=,再求質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可
考點(diǎn)：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(jià)鐵、三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)方法。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：填空題

微生物對(duì)人類有著各種各樣的用途，現(xiàn)在生物工程學(xué)家利用微生物從礦石中提取金屬。銅是一種很有價(jià)值的金屬，可以從銅礦中提取。微生物法是采用某些細(xì)菌能用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化成可溶的硫酸銅。利用細(xì)菌提取銅的生產(chǎn)過(guò)程：在已有細(xì)菌存在的巖石．礦石堆中，噴灑酸水以促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)；在它們的生長(zhǎng)過(guò)程中，氧化而成的硫酸銅形成低濃度的溶液流到礦石堆的底部，再?gòu)倪@種溶液中提取金屬銅。水循環(huán)使用，再回到礦石堆中。在美國(guó)，10%的銅是用這種方法生產(chǎn)的。
試回答下列問(wèn)題：
（1）細(xì)菌把硫化銅氧化為硫酸銅的過(guò)程中起了什么作用：                   。
（2）從硫酸銅溶液中提取銅，簡(jiǎn)便而經(jīng)濟(jì)的方法是                       ；相應(yīng)的化學(xué)方程式為：                                     。
（3）普通生產(chǎn)銅的方法是在空氣中燃燒硫化銅（產(chǎn)物中有一種氣態(tài)氧化物）。試比較兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。
                                                            。
（4）用一定量的鐵與足量的稀H2SO4及足量的CuO制成單質(zhì)銅，有人設(shè)計(jì)以下兩種方案：①FeH2Cu　②CuOCuSO4Cu
若按實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量的比較中，正確的是     (　　)

A．①多B．②多C．相等D．無(wú)法判斷
（5）工業(yè)上可用Cu2S和O2反應(yīng)制取粗銅，該反應(yīng)中氧化劑為_(kāi)___________．電解粗銅制取精銅，電解時(shí)，陽(yáng)極材料是__________，電解液中必須含有的陽(yáng)離子是________．
（6）工業(yè)上制備氯化銅時(shí)，是將濃鹽酸用蒸氣加熱至80℃左右，慢慢加入粗制氧化銅粉末(含雜質(zhì)氧化亞鐵)，充分?jǐn)嚢�，使之溶解，反�?yīng)如下：
CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O       FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O
已知：pH≥9．6時(shí)，F(xiàn)e2＋以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH≥6．4時(shí)，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在3～4時(shí)，F(xiàn)e3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀．除去溶液中的Fe2＋，可以采用的方法是                        。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

將一小塊金屬鈉投入到盛有100ml AlCl3和MgCl2的混合溶液的燒杯中，發(fā)現(xiàn)燒杯中有氣泡產(chǎn)生，在這過(guò)程中還看到燒杯中有白色沉淀產(chǎn)生，沉淀物先多后少。反應(yīng)完畢后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣13.44L同時(shí)得到21.4g沉淀，將沉淀溶于過(guò)量的NaOH溶液中，發(fā)現(xiàn)沉淀減少了15.6g，求原混合溶液中Mg2+、Al3+及Cl-的物質(zhì)的量濃度。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2?A12O3?CaO?MgO等雜質(zhì))?用該燒渣制取藥用輔料——紅氧化鐵的工藝流程如下:

（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有 ?
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng),溶液中含量將下降,其原因是 (用離子方程式表示)?
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù):

在“除雜”步驟中,為除去和,溶液的pH最大值應(yīng)小于 ,常溫下,當(dāng)
pH="5" 時(shí),溶液中= (已知常溫下)?
（4）“中和合成”的目的是將溶液中轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是 ?

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

黃銅礦是工業(yè)煉銅的主要原料，其主要成分為CuFeS2，現(xiàn)有一種天然黃銅礦（含少量SiO2），為了測(cè)定該黃銅礦的純度，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
 
現(xiàn)稱取研細(xì)的黃銅礦樣品1.150g，在空氣存在下進(jìn)行煅燒，生成Cu、Fe3O4和SO2氣體，實(shí)驗(yàn)后取d中溶液的1/10置于錐形瓶中，用0.05mol/L標(biāo)準(zhǔn)碘溶液進(jìn)行滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）稱量樣品所用的儀器為        （填“托盤(pán)天平”或“電子天平”），將樣品研細(xì)后再反應(yīng)，其目的是         。
（2）裝置a和c的作用分別是    和    （填標(biāo)號(hào)）。
a．除去SO2氣體
b．除去空氣中的水蒸氣
c．有利于氣體混合
d．有利于觀察空氣流速
e．除去反應(yīng)后多余的氧氣
（3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是     。
（4）通過(guò)計(jì)算可知，該黃銅礦的純度為      。
（5）若用右圖裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置d，同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?u>     （填序號(hào)）。

（6）若將原裝置d中的試液改為Ba(OH)2，測(cè)得的黃銅礦純度誤差為＋1%，假設(shè)實(shí)驗(yàn)操作均正確，可能的原因主要有          。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

為了探究過(guò)氧化鈉的強(qiáng)氧化性，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象如下：
①檢查裝置氣密性后，裝入藥品并連接儀器。
②緩慢通入一定量的N2后，將裝置D連接好(導(dǎo)管末端未伸入集氣瓶中)，再向圓底燒瓶中緩慢滴加濃鹽酸，劇烈反應(yīng)，有氣體產(chǎn)生。
③一段時(shí)間后，將導(dǎo)管末端伸入集氣瓶中收集氣體。裝置D中收集到能使帶火星的木條復(fù)燃的無(wú)色氣體。
④反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至裝置中氣體無(wú)色。
回答下列問(wèn)題：
(1)裝置B中濕潤(rùn)的紅色紙條退色，證明A中反應(yīng)有       (填化學(xué)式)生成。若B中改放濕潤(rùn)的淀粉KI試紙，僅憑試紙變藍(lán)的現(xiàn)象不能證明上述結(jié)論，請(qǐng)用離子方程式說(shuō)明原因                               。
(2)裝置C的作用是                                                        。
(3)甲同學(xué)認(rèn)為O2是Na2O2被鹽酸中的HCl還原所得。乙同學(xué)認(rèn)為此結(jié)論不正確，他可能的理由為①                       ；②                       。
(4)實(shí)驗(yàn)證明，Na2O2與干燥的HCl能反應(yīng)，完成并配平該化學(xué)方程式。
Na2O2＋HCl=Cl2＋NaCl＋   該反應(yīng)       (填“能”或“不能”)用于實(shí)驗(yàn)室快速制取純凈的Cl2，理由是                                 (要求答出兩點(diǎn))。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

為了“探究鐵及其化合物的氧化性或還原性”．
（1）實(shí)驗(yàn)前同學(xué)預(yù)測(cè)：Fe2+肯定既有還原性又有氧化性．你認(rèn)為他預(yù)測(cè)的依據(jù)是：__         
（2）甲同學(xué)欲用實(shí)驗(yàn)證明他的預(yù)測(cè)．實(shí)驗(yàn)室提供了下列試劑：3％的H2O2溶液、鋅粒、銅片、0．1mol·L -lFeCl2溶液、KSCN溶液、新制氯水．
①若計(jì)劃在0．1 mol·L-l FeCl2溶液中滴入新制氯水，探究Fe2+的還原性，你預(yù)計(jì)可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為              
②實(shí)驗(yàn)中，甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象不太明顯，老師分析可能是產(chǎn)物的含量太低，建議可以通過(guò)檢驗(yàn)Fe2+反應(yīng)的產(chǎn)物的存在以獲取證據(jù)．你認(rèn)為可選_____滴入小明所得的混合液中，并通過(guò)溶液出現(xiàn)___色的現(xiàn)象，證明該同學(xué)的觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)方案都是正確的．
③對(duì)于證明Fe2+具有氧化性，該同學(xué)認(rèn)為金屬單質(zhì)都具有還原性，并分別將銅片、鋅粒投入FeCl2溶液中，結(jié)果鋅粒逐漸變�。纱苏f(shuō)明三種金屬的還原性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)開(kāi)_______．
（3）甲同學(xué)分析H2O2中氧元素顯－1價(jià)(中間價(jià))，并提出疑問(wèn)：H2O2與FeCl2的反應(yīng)時(shí)，F(xiàn)e2+還作氧化劑嗎？
①請(qǐng)你為該同學(xué)梳理相關(guān)問(wèn)題：若Fe2+在反應(yīng)中表現(xiàn)出氧化性應(yīng)轉(zhuǎn)化成______(填微粒符號(hào)，下同)，若Fe2+在反應(yīng)中表現(xiàn)出還原性應(yīng)轉(zhuǎn)化成_____．
②實(shí)際上Fe2+還原性較強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室的FeCl2溶液常因氧化而變質(zhì)．除雜的方法是：                ，相關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_____      ．

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定碳酸鈉與碳酸氫鈉的混合物中，碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[用符號(hào)w(Na2CO3)表示]，稱取此混合物5.lg，溶于水中，配成250mL溶液。
a．(10分)方案一：沉淀法測(cè)w(Na2CO3)利用化學(xué)反應(yīng)把HCO3－、CO32－完全轉(zhuǎn)化為沉淀，稱取沉淀的質(zhì)量，由此計(jì)算混合物中w (Na2CO3)。
（1）量取100 mL配制好的溶液于燒杯中，滴加足量沉淀劑，把溶液中HCO3－、CO32－完全轉(zhuǎn)化為沉淀，應(yīng)選的試劑是___________ （填編號(hào)）。

A．CaCl2 B．MgSO4 C．．NaCI D．Ba(OH)2
（2）簡(jiǎn)述證明HCO3－、CO32－已完全沉淀的實(shí)驗(yàn)操作_________________________。
（3）過(guò)濾，提取沉淀，則過(guò)濾操作所需要的玻璃儀器有________________________。
（4）洗滌沉淀，簡(jiǎn)述洗滌沉淀的操作_____________________________。
（5）干燥充分，稱取沉淀的質(zhì)量為9.8g，由此計(jì)算w(Na2CO3)。如果此步中，沉淀未干燥充分就稱量，則測(cè)得w (Na2CO3)________________（填偏大或偏小、無(wú)影響）。
b．方案二：滴定法測(cè)w(Na2CO3)量取25.00 mL配制好的溶液加入錐形瓶中，滴加2滴酚酞試劑，搖勻，用0.2000 mol/L的鹽酸進(jìn)行滴定到終點(diǎn)。重復(fù)此操作2次，消耗鹽酸的體積平均值為20.00 mL。      [已知飽和的碳酸溶液PH為3.9]
（1）量取25.00 mL配制好的溶液，應(yīng)選擇_______________儀器來(lái)完成。
（2）判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是_____________________，此過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________________________________________。
（3）此法測(cè)得w(Na2CO3)=________%（保留兩位小數(shù)）

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下流程來(lái)檢驗(yàn)碳酸鈉粉末中可能含有少量氯化鈉和氫氧化鈉中的一種或兩種雜質(zhì)。

(1)步驟1所需玻璃儀器是______；步驟3的操作名稱是______。
(2)對(duì)檢驗(yàn)碳酸鈉粉末中可能含有的雜質(zhì)提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：只含有氯化鈉；
假設(shè)2：只含有___________；
假設(shè)3：氯化鈉和氫氧化鈉都含有。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
限選以下試劑：氯化鋇溶液、硝酸鋇溶液、酚酞試液、稀硝酸、稀鹽酸、稀硫酸、硝酸銀溶液�；卮鹣铝袉�(wèn)題：
①加入過(guò)量試劑A的名稱是______。
②填寫(xiě)下表:

實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟4:
 
步驟5:
 
 

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