12.(15分)某研究小组为探究饱和NaHCO3溶液中是否还能溶解少量NaHCO3固体,设计并完成
了下列实验。
已知常温下:Ksp(CaCO3)= 4.96×10?9,Ksp(MgCO3)= 6.82×10?6 碳酸的电离常数:H2CO3HCO3?
HCO3?+H+ K1=4.3×10?7
CO32?+H+ K2=5.6×10?12
Mg(OH)2沉淀范围:pH 9.4~12.4
(1)用化学用语解释饱和NaHCO3溶液pH为8.3的原因: 。
(2)实验③中若用CaCl2溶液代替MgCl2溶液完成实验,会观察到白色沉淀。现象不同的原因
是 。
(3)为探究NaHCO3固体溶解的原理,取实验④反应后的溶液,检验其产物。 Ⅰ.收集反应产生的气体,发现气体能使澄清的石灰水变浑浊。
Ⅱ.测得反应后烧杯中溶液的pH为8.7。
Ⅲ.向反应后的溶液中滴加MgCl2溶液,有白色沉淀生成。 ②?? 骤Ⅲ中白色沉淀是 。
②结合化学用语解释饱和NaHCO3溶液中固体溶解的原因 。 ③固体全部溶解后溶液pH升高的原因是 。 (4)实验③的目的是 。
(5)根据上述实验得出的结论是 。
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实验 编号 ① ② 实验操作 现象或结论 测饱和NaHCO3溶液的pH 向2 mL Na2CO3溶液中加入MgCl2溶液 pH为8.3 有白色沉淀生成 ③ 向2 mL饱和NaHCO3溶液中加入MgCl2溶液 无明显现象 ④ 向20 mL 饱和NaHCO3溶液中加入少量的NaHCO3固体,静置24小时 溶液中微小的气体缓慢地从底部固体逸出,最终固体全部溶解 13.(13分)从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象,探究其与
碱性物质之间反应的复杂多样性。实验如下:
(1)①中反应的离子方程式是。
(2)②中逸出的无色气体是。从物质类别的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是
(写一条);从化合价的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条)。 (3)对于③中的实验现象,同学们有诸多猜测,继续进行实验:
Ⅰ.甲取③中的红棕色溶液少许,滴入少量盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。 甲得出结论:FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应,离子方程式是。
Ⅱ.乙认为甲的实验不严谨,重新设计并进行实验,证实了甲的结论是正确的。其实验方案是______。
(4)受以上实验的启发,同学们对pH≈8的1mol/LNaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了好奇并
进行实验:
实验操作及现象 ④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL1mol/L NaF溶液,溶液变无色。 ⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 蒸馏水,溶液颜色变浅。 Ⅰ.⑤的实验目的是________。
Ⅱ.为探究④中溶液变无色的原因,进行如下实验:
资料显示:FeF3溶液为无色。
用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因:。
(5)根据实验,FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与有关。
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14.(9分)某小组同学欲探究0.1 mol/L Fe3+溶液与 0.1 mol/L S2-溶液的反应。小组同学先进行理论预测,提出如下三种可能: a. Fe3+与 S2-发生复分解反应 b. Fe3+与 S2-发生 反应 c. Fe3+与 S2-发生互促水解反应
(1) 依据预测a 写出该反应的离子方程式
(2) 将预测b补充完整 ,说明预测依据 。 在进行实验验证前,先进行资料收集,得到如下信息:
物质 Fe2S3 FeS 进行如下实验: 实验步骤 操作 1 现象 备注 自始至终都未见红褐色沉淀 向2 mL 0.1 mol/L氯化铁溶液中逐滴产生黑色沉淀, 立即变为滴入3滴0.1 mol/L 硫化钠溶液 黄色沉淀,未见其它明显现象 继续滴加3滴0.1 mol/L 硫化钠溶液 同上 继续滴加0.1 mol/L 硫化钠溶液至过产生黑色沉淀,振荡后静量 置,未发现明显变化 颜色 黑色 黑褐色 水中溶解性 难溶于水 难溶于水 2 3 (3) 写出黑色沉淀转变为黄色沉淀的离子方程式 为进一步探究反应实质,该组同学进行了如下实验: 实验步骤 4 5 6 操作 向2 mL 0.1 mol/L硫化钠溶液中逐滴滴入3滴0.1 mol/L 氯化铁溶液 继续滴加3滴0.1 mol/L 氯化铁溶液 继续滴加0.1 mol/L 氯化铁溶液至过量 现象 产生黑色沉淀,未见其它明显现象 同上 同上 (4) 步骤4与步骤1现象不同的原因可能是 (5) 有同学认为步骤3中产生的黑色沉淀中可能有FeS。请判断他的想法是否合理并说明理由 (6) 依据以上实验现象,可得出结论:
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15.(12分)Fe(OH)3可用来制颜料、药物,作净水剂。现设计实验研究制备Fe(OH)3的方法。
资料:新制Fe(OH)3在溶液中存在两种电离:Fe3++3OH
-
-Fe(OH)3H++FeO2+H2O
-
(1)向3支盛有1 mL 1.0 mol·L1 FeCl3溶液的试管中,分别加入3 mL不同浓度的NaOH溶液,
都产生红褐色沉淀。充分反应后,过滤,取滤液分成两等份,分别进行实验,实验记录如下:
操作 现象 c(NaOH)/ mol·L1 - 5.0 不变红 不变红 6.0 不变红 变红 7.0 不变红 变红 实验Ⅰ:滴入几滴KSCN溶液 实验Ⅱ:先加入过量稀硫酸,再滴入几滴KSCN溶液 ① 产生红褐色沉淀的离子方程式是________。 ② 当c(NaOH)≥6.0 mol·L
-1
时,实验Ⅱ中溶液变红的原因是________、________
(用离子方程式表示)。 .....
(2)有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe(OH)3。
① 向1 mL 1.0 mol·L1 FeCl3溶液中滴加1.0 mol·L
-
-1
Na2CO3溶液,立即有大量气泡并有红褐
色沉淀产生。有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。将沉淀过滤、洗涤后取样,________,证明沉淀中含有碳酸盐。 ② 向1 mL 1.0 mol·L
-1
FeCl3溶液中滴加1.0 mol·L
-1
Na2SO3溶液,溶液由黄色变为红色,无
丁达尔效应,继续滴加Na2SO3溶液,最终得到红褐色沉淀。经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有FeSO3。产生FeSO3的原因是________。
(3)比较(1)和(2),制备Fe(OH)3的合理方法是________(注明试剂和用量)。
(4)FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe(OH)3,该试剂的化学式是________(写出一种即可)。 ....
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16.(14分)
为探究FeCl3溶液中的离子平衡和离子反应,某小组同学进行了如下实验。
(1)配制50 mL 1.0 mol·L的FeCl3溶液,测其pH约为0.7,即c(H) = 0.2 mol·L。
① 用化学用语解释FeCl3溶液呈酸性的原因: 。
② 下列实验方案中,能使FeCl3溶液pH升高的是 (填字母序号)。 a. 加水稀释 b. 加入FeCl3固体 c. 滴加浓KSCN溶液 d. 加入NaHCO3固体
(2)小组同学利用上述FeCl3溶液探究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下:
操作 向反应瓶中加入6.5 g锌粉,然后加入50 mL 1.0 mol·L的FeCl3溶液,搅拌 收集检验反应过程中产生的气体 ?1?1
+?1
现象 溶液温度迅速上升,稍后出现红褐色沉淀,同时出现少量气泡;反应一段时间后静置,上层溶液为浅绿色,反应瓶底部有黑色固体 集气管口靠近火焰,有爆鸣声 已知:Zn的性质与Al相似,能发生反应:Zn + 2NaOH ==== Na2ZnO2 + H2 ↑ ① 结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因: 。 ② 用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因: 。 ③ 分离出黑色固体,经下列实验证实了其中含有的主要物质。 i. 黑色固体可以被磁铁吸引;
ii. 向黑色固体中加入足量的NaOH溶液,产生气泡;
iii. 将ii中剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡; iv. 向iii反应后的溶液中滴加KSCN溶液,无变化。 a. 黑色固体中一定含有的物质是 。
b. 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有Fe3O4,理由是 。 (3)为进一步探究上述1.0 mol·L
?1
FeCl3溶液中Fe和H氧化性的相对强弱,继续实验
3++
并观察到反应开始时现象如下:
操作 将5 mL 1.0 mol·L?1的FeCl3溶液与0.65 g锌粉混合 将 与0.65 g锌粉混合 小组同学得出结论:在1.0 mol·L
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?1
现象 溶液温度迅速上升,开始时几乎没有气泡 溶液中立即产生大量气泡 FeCl3溶液中,Fe的氧化性比H更强。
3+
+