
?課時(shí)跟蹤練9
一、選擇題
1.(2022·汕尾期末)某興趣小組要配制物質(zhì)的量濃度為0.1 mol·L-1的NaCl溶液,下列裝置中不需要使用的是( )
解析:配制0.1 mol·L-1的氯化鈉溶液需要用到的儀器有托盤天平、燒杯、玻璃棒、容量瓶和膠頭滴管,用不到分液漏斗,故選D。
答案:D
2.(2022·中山一中月考)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液是一個(gè)重要的定量實(shí)驗(yàn),下列有關(guān)說法正確的是( )
A.容量瓶用蒸餾水洗凈后,可不經(jīng)干燥直接用于配制溶液
B.配制一定物質(zhì)的量濃度的稀鹽酸時(shí),用量筒量取9.82 mL濃鹽酸
C.配制1 L 0.1 mol·L-1的NaCl溶液時(shí),用托盤天平稱量5.85 g NaCl固體
D.定容時(shí),為防止液滴飛濺,膠頭滴管緊貼容量瓶?jī)?nèi)壁
解析:容量瓶用蒸餾水洗凈后,不需要干燥,因定容時(shí)還需要加蒸餾水,故A項(xiàng)正確;量筒的感量為0.1 mL,可量取9.8 mL濃鹽酸,無法量取9.82 mL濃鹽酸,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;托盤天平的感量為0.1 g,可稱量5.8 g固體,無法稱量5.85 g NaCl固體,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;定容時(shí),膠頭滴管要懸空正放,不能緊貼容量瓶?jī)?nèi)壁,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
3.(2022·佛山南海中學(xué)月考)配制500 mL 0.100 mol·L-1的NaCl溶液,部分實(shí)驗(yàn)操作示意圖如下。下列說法正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)中需用的儀器有托盤天平、250 mL容量瓶、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等
B.上述實(shí)驗(yàn)操作步驟的正確順序?yàn)棰佗冖堍?br />
C.容量瓶需要用自來水、蒸餾水洗滌,干燥后才可用
D.定容時(shí),仰視容量瓶的刻度線,使配得的NaCl溶液濃度偏低
解析:配制500 mL 0.100 mol·L-1 NaCl溶液用到的儀器有托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、500 mL容量瓶、膠頭滴管,A項(xiàng)錯(cuò)誤;配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液的步驟有計(jì)算、稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻等,題圖中操作步驟正確的順序?yàn)棰冖佗堍?,B項(xiàng)錯(cuò)誤;容量瓶用蒸餾水洗凈后,由于后面還需要加入蒸餾水定容,所以不必干燥,C項(xiàng)錯(cuò)誤;定容時(shí)仰視容量瓶的刻度線,則所加蒸餾水偏多,溶液的體積偏大,溶液的濃度偏低,D項(xiàng)正確。
答案:D
4.(2022·江門新會(huì)東方紅中學(xué)月考)將V L濃度為0.3 mol·L-1的鹽酸濃度擴(kuò)大一倍,采取的措施合理的是( )
A.將溶液加熱濃縮至原來體積的一半
B.通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的HCl氣體6.72 L
C.加入3 mol·L-1的鹽酸0.2V L,再稀釋至1.5V L
D.加入等體積0.9 mol·L-1的鹽酸,混合均勻
解析:A項(xiàng),將溶液加熱濃縮至原來體積的一半時(shí),由于HCl的揮發(fā),不能使其濃度擴(kuò)大一倍;B項(xiàng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下6.72 L HCl的物質(zhì)的量為0.3 mol,但向溶液中通入HCl氣體時(shí)溶液的體積會(huì)發(fā)生變化,所以濃度不能擴(kuò)大一倍;C項(xiàng),V L濃度為0.3 mol·L-1的鹽酸中有0.3V mol HCl,3 mol·L-1的鹽酸0.2V L含HCl的物質(zhì)的量為0.6V mol,稀釋至1.5V L,濃度為=0.6 mol·L-1;D項(xiàng),兩種鹽酸混合后,溶液的體積不能直接加和,所以混合后溶液的物質(zhì)的量濃度不是原來的2倍。
答案:C
5.(2022·肇慶市第一中學(xué)月考)欲配制1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液,正確的敘述有( )
①稱量40 g NaOH固體溶于1 L蒸餾水
②該實(shí)驗(yàn)用到的儀器有托盤天平(含砝碼)、藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、1 000 mL容量瓶、膠頭滴管等
③稱量NaOH固體時(shí),慢慢稱量,確保讀數(shù)正確
④如果容量瓶未潤(rùn)洗,則配制的NaOH溶液濃度偏小
⑤轉(zhuǎn)移溶液時(shí)需要用玻璃棒引流
⑥定容時(shí)若不小心加水超過刻度線,則用膠頭滴管吸去多余的溶液
A.①②⑤ B.②⑤
C.②③⑤ D.②④⑥
解析:①物質(zhì)的量濃度定義中體積為溶液的體積,不是溶劑的體積,①錯(cuò)誤;②實(shí)驗(yàn)儀器有托盤天平(含砝碼)、表面皿(NaOH放在表面皿上稱量)、藥匙、量筒、燒杯、玻璃棒、1 000 mL容量瓶、膠頭滴管,②正確;③由于NaOH固體易潮解,易與空氣中的CO2反應(yīng),所以需要迅速稱量,防止NaOH潮解變質(zhì),③錯(cuò)誤;④如果容量瓶未潤(rùn)洗,對(duì)NaOH溶液濃度無影響,④錯(cuò)誤;⑤轉(zhuǎn)移溶液必須用玻璃棒引流,⑤正確;⑥如果定容時(shí)加水超過刻度線,只能重新配制,⑥錯(cuò)誤。故選B。
答案:B
6.(2022·汕尾中學(xué)月考)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.1 000 L pH=3的弱酸HR溶液中含有H+數(shù)目小于NA
B.100 g 30%的福爾馬林溶液中含有氧原子數(shù)目為NA
C.電解NaCl溶液,生成22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)時(shí),共轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2NA
D.104 g環(huán)辛四烯()的分子中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為4NA
解析:pH=3的溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,故1 000 L溶液中H+數(shù)目等于NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;100 g 30%的福爾馬林溶液中甲醛的質(zhì)量為30 g,物質(zhì)的量為1 mol,含有氧原子數(shù)目為NA,但是水中還含有氧原子,故溶液中含有氧原子數(shù)目大于1 mol,B項(xiàng)錯(cuò)誤;電解NaCl溶液發(fā)生反應(yīng)2H2O+2NaClCl2↑+2NaOH+H2↑,生成1 mol氫氣、1 mol氯氣共2 mol氣體時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol電子,故生成22.4 L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)即1 mol時(shí),共轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NA,C項(xiàng)錯(cuò)誤;104 g環(huán)辛四烯的物質(zhì)的量為1 mol,1個(gè)中含有4個(gè)碳碳雙鍵,故1 mol環(huán)辛四烯的分子中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為4NA,D項(xiàng)正確。
答案:D
7.(2022·揭陽三中月考)實(shí)驗(yàn)室欲用Na2CO3·10H2O晶體配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,下列說法正確的是( )
A.要完成實(shí)驗(yàn)需稱取10.6 g Na2CO3·10H2O晶體
B.本實(shí)驗(yàn)需用到的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、500 mL容量瓶
C.配制時(shí)若容量瓶不干燥,含有少量蒸餾水會(huì)導(dǎo)致溶液濃度偏低
D.定容時(shí)俯視刻度線會(huì)導(dǎo)致溶液濃度偏高
解析:配制100 mL 1 mol·L-1的Na2CO3溶液,需要Na2CO3·10H2O晶體的質(zhì)量m=1 mol·L-1×286 g·mol-1×0.1 L=28.6 g,A項(xiàng)錯(cuò)誤;配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟:計(jì)算、稱量(或量取)、溶解(或稀釋)、移液、洗滌、定容等,用到的儀器有天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、100 mL容量瓶、膠頭滴管等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;定容時(shí),需要向容量瓶中加入蒸餾水,所以配制時(shí)若容量瓶不干燥,含有少量蒸餾水對(duì)溶液濃度無影響,C項(xiàng)錯(cuò)誤;定容時(shí)俯視刻度線,導(dǎo)致溶液體積偏小,依據(jù)c=可知溶液濃度偏高,D項(xiàng)正確。
答案:D
8.(2022·潮州金山中學(xué)月考)下列說法正確的是( )
A.1 L水中溶解了58.5 g NaCl,該溶液的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
B.從1 L 2 mol·L-1的H2SO4溶液中取出0.5 L,該溶液的濃度為1 mol·L-1
C.配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需62.5 g膽礬(CuSO4·5H2O)
D.中和100 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,需NaOH為4 g
解析:1 L水中溶解了58.5 g NaCl,溶液的體積不是1 L,該溶液的物質(zhì)的量濃度不是1 mol·L-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液是均一穩(wěn)定的液體,取出其中一部分,其濃度不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;配制500 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,需要CuSO4物質(zhì)的量0.5×0.5=0.25(mol),則需膽礬(CuSO4·5H2O)質(zhì)量為0.25×250=62.5(g),C項(xiàng)正確;中和100 mL 1 mol·L-1的H2SO4溶液,需NaOH物質(zhì)的量0.1×1×2=0.2(mol),其質(zhì)量為0.2×40=8(g),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
9.(2022·東莞一中月考)設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是( )
A.18 g重水(D2O)中含有的質(zhì)子數(shù)為10NA
B.3 mol的NO2與H2O完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為4NA
C.32 g環(huán)狀S8()分子中含有的S—S鍵數(shù)為NA
D.1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O離子數(shù)為0.1NA
解析:D2O的質(zhì)子數(shù)為10,18 g D2O的物質(zhì)的量為=0.9 mol,則18 g重水(D2O)中所含質(zhì)子數(shù)為9NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;NO2與H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2+H2O===2HNO3+NO,該反應(yīng)消耗3個(gè)NO2分子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2個(gè),則有3 mol的NO2參與反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;1個(gè)S8()分子中含有的S—S鍵數(shù)為8個(gè),32 g S8的物質(zhì)的量為= mol,則含有的S—S鍵數(shù)為×8×NA=NA,C項(xiàng)正確;酸性K2Cr2O7溶液中存在:Cr2O+H2O2CrO+2H+,含Cr元素微粒有Cr2O和CrO,則1 L pH=4的0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中Cr2O離子數(shù)應(yīng)小于0.1NA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
10.硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一種無機(jī)復(fù)鹽,能溶于水,幾乎不溶于乙醇,100~110 ℃時(shí)分解,實(shí)驗(yàn)室制備硫酸亞鐵銨的步驟如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.為提高10%的碳酸鈉處理效果,可以適當(dāng)提高洗滌液的溫度
B.配制所需的稀硫酸,用量筒量取13.0 mL 98%的濃硫酸(ρ=1.84 g· mL-1)
C.用稀硫酸溶解廢鐵屑時(shí),水浴加熱比明火加熱更安全
D.操作Ⅲ為蒸發(fā)到晶膜出現(xiàn)時(shí),冷卻結(jié)晶、過濾,用乙醇洗滌
解析:廢鐵屑先用純堿液洗去表面油污,再用稀硫酸溶解,過濾后得到硫酸亞鐵溶液,與硫酸銨混合,然后蒸發(fā)溶劑、冷卻結(jié)晶,以獲得溶質(zhì)晶體。據(jù)此分析解答。用10%的碳酸鈉洗滌廢鐵屑時(shí),熱的純堿液的去污效果更好,所以可以適當(dāng)提高洗滌液的溫度,A項(xiàng)正確;98%的濃硫酸(ρ=1.84 g· mL-1)的物質(zhì)的量濃度為 mol·L-1=18.4 mol·L-1,配制所需的稀硫酸,應(yīng)選擇100 mL的容量瓶,用量筒量取98%的濃硫酸(ρ=1.84 g· mL-1)的體積為×1 000 mL/L≈16.3 mL,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用稀硫酸溶解廢鐵屑時(shí),因反應(yīng)放出易燃、易爆氣體(氫氣),所以水浴加熱比明火加熱更安全,C項(xiàng)正確;操作Ⅲ為從溶液中提取帶有結(jié)晶水的溶質(zhì)晶體,操作過程中應(yīng)防止因溫度過高導(dǎo)致晶體失去結(jié)晶水,所以蒸發(fā)到晶膜出現(xiàn)時(shí),應(yīng)冷卻結(jié)晶、過濾,用乙醇洗滌,D項(xiàng)正確。
答案:B
二、非選擇題
11.(2022·東莞第一中學(xué)高三月考)Ⅰ.用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測(cè)產(chǎn)物Fe3O4中的二價(jià)鐵含量。若需配制250 mL濃度為0.010 0 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液,回答下列問題:
(1)配制250 mL 0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液時(shí)需要準(zhǔn)確稱量K2Cr2O7的質(zhì)量是________g(保留四位有效數(shù)字)。
(2)配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),下列儀器中不會(huì)用到的有________(填序號(hào))。
①電子天平?、跓、鄄AО簟、芰客病、?50 mL容量瓶?、弈z頭滴管?、叩味ü?br />
(3)配制0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的操作步驟(填寫空白):計(jì)算→稱量→____________→移液→洗滌→__________→搖勻等。
(4)配制0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液時(shí),下列操作對(duì)配制結(jié)果有何影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
①配制過程中未洗滌燒杯和玻璃棒________。
②定容時(shí),仰視刻度線________。
Ⅱ.生產(chǎn)硝酸鈣的工業(yè)廢水中常含有NH4NO3,可用電解法凈化,得濃氨水副產(chǎn)品,其工作原理如圖所示。
(5)a極為電源的________(填“負(fù)極”或“正極”)。
(6)陰極的電極反應(yīng)式為___________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:Ⅰ.(1)配制250 mL 0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液時(shí)需K2Cr2O7的物質(zhì)的量n(K2Cr2O7)=0.010 0 mol·L-1×0.25 L=0.002 5 mol,則需要稱量K2Cr2O7的質(zhì)量m(K2Cr2O7)=0.002 5 mol×294 g·mol-1=0.735 0 g。
(2)配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),需要使用電子天平準(zhǔn)確稱量其質(zhì)量,然后用燒杯溶解溶質(zhì)(為了控制加入蒸餾水的量,可用量筒量取),為促進(jìn)物質(zhì)溶解,要使用玻璃棒進(jìn)行攪拌,待溶液冷卻至室溫后通過玻璃棒引流,將溶液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中,再洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,洗滌液也轉(zhuǎn)移至容量瓶中,最后定容時(shí)要使用膠頭滴管滴加蒸餾水至凹液面與刻度線相切,故配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液需使用的儀器是①②③⑤⑥,不需要使用的儀器是滴定管,其序號(hào)是⑦。
(3)根據(jù)(2)分析可知:配制0.010 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液的操作步驟是:計(jì)算→稱量→溶解→移液→洗滌→定容→搖勻等。
(4)①配制過程中未洗滌燒杯和玻璃棒,導(dǎo)致溶質(zhì)的物質(zhì)的量減少,由于溶液的體積不變,最終會(huì)使配制溶液濃度偏低。②定容時(shí),仰視刻度線,導(dǎo)致溶液體積偏多,由于溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變,則配制溶液濃度偏低。
Ⅱ.(5)分析題中裝置圖可知含NH4NO3廢水Ⅱ室中的硝酸根離子通過陰離子交換膜進(jìn)入Ⅰ室,銨根離子通過陽離子交換膜進(jìn)入Ⅲ室,判斷Ⅰ室為陽極室,a為電源的正極,Ⅲ室為陰極室,b為電源的負(fù)極。
(6)電解時(shí),Ⅲ室為陰極室,水電離產(chǎn)生的H+得到電子變?yōu)镠2逸出,使附近溶液中OH-濃度增大,故陰極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===H2↑+2OH-。
答案:Ⅰ.(1)0.735 0 (2)⑦ (3)溶解 定容 (4)偏低 偏低?、?(5)正極 (6)2H2O+2e-===H2↑+2OH-
12.(2022·茂名一中月考)為測(cè)定CuSO4溶液的濃度,甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案?;卮鹣铝袉栴}:
Ⅰ.甲方案。
實(shí)驗(yàn)原理:CuSO4+BaCl2===BaSO4↓+CuCl2。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)判斷SO沉淀完全的操作為______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為____________________。
(3)固體質(zhì)量為w g,則c(CuSO4)=__________mol·L-1。
(4)若步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯,則測(cè)得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
Ⅱ.乙方案。
實(shí)驗(yàn)原理:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
實(shí)驗(yàn)步驟:
①按下圖安裝裝置(夾持儀器已略去);
②……
③在儀器A、B、C、D、E……中加入圖示的試劑;
④調(diào)整D、E中兩液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,讀數(shù)并記錄;
⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌,反應(yīng)完成后,再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生;
⑥待體系恢復(fù)到室溫,移動(dòng)E管,保持D、E中兩液面相平,讀數(shù)并記錄;
⑦處理數(shù)據(jù)。
(5)步驟②為___________________________________________________________。
(6)步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是________(填字母)。
a.反應(yīng)熱受溫度影響
b.氣體密度受溫度影響
c.反應(yīng)速率受溫度影響
(7)Zn粉質(zhì)量為a g,若測(cè)得H2體積為b mL,已知實(shí)驗(yàn)條件下ρ(H2)=d g·L-1,則c(CuSO4)__________ mol·L-1(列出計(jì)算表達(dá)式即可)。
(8)若步驟⑥E管液面高于D管,未調(diào)液面即讀數(shù),則測(cè)得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
(9)是否能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度:________(填“是”或“否”)。
解析:甲方案:利用CuSO4與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4,稱重BaSO4,來求出CuSO4的質(zhì)量;乙方案:一定量的Zn與CuSO4反應(yīng)后,剩余的Zn粉再與硫酸反應(yīng)生成氫氣,測(cè)定生成氫氣的體積,再結(jié)合Zn的質(zhì)量計(jì)算硫酸銅的量,進(jìn)而計(jì)算其濃度。據(jù)此分析解答。
(1)判斷SO沉淀完全的操作為向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀完全。
(2)洗滌BaSO4沉淀,除去沉淀表面附著的Cl-和Ba2+,步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為AgNO3溶液,向最后一次洗滌液中加入AgNO3溶液,看是否有白色沉淀AgCl,證明沉淀是否洗凈。
(3)根據(jù)硫酸根守恒:n(CuSO4)=n(BaSO4)== mol,c(CuSO4)== mol·L-1= mol·L-1。
(4)步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯,有沉淀附著在燒杯內(nèi)壁,造成生成的n(BaSO4)減小,則n(CuSO4)減小,則測(cè)得c(CuSO4)偏低。
(5)實(shí)驗(yàn)需要測(cè)定氫氣的體積,組裝儀器后需要檢驗(yàn)裝置氣密性,步驟②為檢驗(yàn)裝置氣密性。
(6)實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)確測(cè)定氫氣的氣體,氣體具有熱脹冷縮性質(zhì),溫度高密度減小,導(dǎo)致測(cè)定氫氣體積偏大,與反應(yīng)熱無關(guān)且反應(yīng)熱不受溫度影響,與反應(yīng)速率無關(guān),故答案為b。
(7)由化學(xué)方程式:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,可知n(Zn)=n(CuSO4)+n(H2),故n(CuSO4)=n(Zn)-n(H2),m(H2)=b×10-3 L×d g×L-1=bd×10-3 g,則n(H2)=(bd×10-3 g)÷2 g·mol-1=5bd×10-4 mol,n(Zn)=a g÷65 g·mol-1= mol,故n(CuSO4)= mol-5bd×10-4 mol=(-5bd×10-4) mol,則c(CuSO4)==(-5bd×
10-4) mol÷(25×10-3 L)= mol·L-1。
(8)若步驟⑥E管液面高于D管,未調(diào)液面即讀數(shù),氣體體積被壓縮,測(cè)得H2體積偏小,結(jié)合c(CuSO4)= mol·L-1,可知硫酸銅的濃度偏高。
(9)Mg比Zn活潑,Zn與MgSO4不反應(yīng),所以不能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度,故答案為否。
答案:(1)取少量上層清液于試管中繼續(xù)滴加BaCl2溶液,無白色沉淀生成,則沉淀完全
(2)AgNO3溶液
(3)
(4)偏低
(5)檢查裝置氣密性
(6)b
(7)
(8)偏高
(9)否
13.(2022·東莞第六中學(xué)開學(xué)考)化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組探究不同氛圍、不同溫度下草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)的分解產(chǎn)物。
Ⅰ.甲同學(xué)在空氣氛圍中加熱草酸亞鐵晶體,分析在400 ℃左右完全分解得到的固體,可能含有FeO、Fe2O3、Fe3O4中的一種或多種。
已知:a.Fe3O4能與高濃度鹽酸反應(yīng),與低濃度鹽酸不反應(yīng)。
b.實(shí)驗(yàn)中所用溶液均已做除O2處理。
(1)甲同學(xué)對(duì)固體成分進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究,請(qǐng)?zhí)羁眨?br />
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
實(shí)驗(yàn)1:取少量固體于試管中,向其中加入足量1 mol·L-1稀鹽酸,充分振蕩,靜置
固體部分溶解
結(jié)論一:____________________
___________________________
實(shí)驗(yàn)2:取少許固體于試管中,向其中加入足量12 mol·L-1濃鹽酸,充分振蕩
固體部分溶解
實(shí)驗(yàn)3:取少量實(shí)驗(yàn)1試管中的上層清液于試管中,滴入幾滴________
________
結(jié)論二:固體含有FeO
實(shí)驗(yàn)4:_____________________
______________________________________________________
無明顯現(xiàn)象
結(jié)論三:固體不含有________
(2)上述實(shí)驗(yàn)3對(duì)應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為______________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙同學(xué)將54.0 g草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O,M=180 g·mol-1)在氮?dú)獾姆諊屑訜岱纸?,得到分解產(chǎn)物的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度的變化情況)如圖所示。
(3)A點(diǎn)時(shí),固體物質(zhì)的化學(xué)式為__________。
(4)B點(diǎn)時(shí),固體只含有一種鐵的氧化物,則FeC2O4·2H2O晶體400 ℃時(shí)受熱分解的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)根據(jù)已知信息:Fe3O4能與高濃度鹽酸反應(yīng),與低濃度鹽酸不反應(yīng),結(jié)合實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象,可知原固體含有能溶于濃鹽酸而不溶于稀鹽酸的Fe3O4,則結(jié)論一:固體含有Fe3O4;根據(jù)實(shí)驗(yàn)3,只要證明實(shí)驗(yàn)1試管的上層清液含有Fe2+,就可得出固體含有FeO的結(jié)論,則可加入幾滴K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀,反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++2Fe(CN)===Fe3[Fe(CN)6]2↓;根據(jù)結(jié)論三固體不含有……,需要證明實(shí)驗(yàn)1試管中的上層清液不含F(xiàn)e3+,則應(yīng)加入幾滴KSCN溶液,觀察無明顯現(xiàn)象。
(2)實(shí)驗(yàn)3中Fe2+與K3Fe(CN)6溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,反應(yīng)的離子方程式為3Fe2++2Fe(CN)===Fe3[Fe(CN)6]2↓。
(3)n(FeC2O4·2H2O)===0.3 mol,0.3 mol FeC2O4的固體質(zhì)量剛好為43.2 g,即熱重曲線上A點(diǎn)剛好為FeC2O4。
(4)B點(diǎn)時(shí),固體只有一種鐵的氧化物,m(Fe)=nM=0.3 mol×56 g·mol-1=16.8 g,則m(O)=23.2 g-16.8 g=6.4 g,n(O)===0.4 mol,n(Fe)∶n(O)=0.3∶0.4=3∶4,則該含鐵氧化物的化學(xué)式為Fe3O4,則FeC2O4·2H2O晶體400 ℃時(shí)受熱分解的化學(xué)方程式為3FeC2O4·2H2O===Fe3O4+4CO↑+2CO2↑+6H2O。
答案:(1)固體含有Fe3O4 K3Fe(CN)6溶液 生成藍(lán)色沉淀 取少量實(shí)驗(yàn)1試管上層清液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液 Fe2O3
(2)3Fe2++2Fe(CN)===Fe3[Fe(CN)6]2↓
(3)FeC2O4
(4)3FeC2O4·2H2O===Fe3O4+4CO↑+2CO2↑+6H2O
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