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某校化学兴趣小组为了探究粗铁粒(含有少量金属铜杂质)与某浓度硝酸反应,设计了如下探究活动:

探究一

(1)将粗铁粒投入某浓度硝酸中,某同学观察该实验现象时发现,反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快。请分析反应逐渐加快的可能原因①_____________②_____________。

(2)另称取粗铁粒10 g放入某浓度硝酸中,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了探究溶液X中铁元素的价态,甲同学设计如下实验:

有药品和仪器:0.1mol/L KSCN溶液、0.1mol/L KI溶液、0.2mol/L酸性高锰酸钾溶液、氯水等,试管和滴管。

请你设计简单实验,探究上述猜想是否正确,填写下列实验报告:

实验步骤

现象

结论

离子方程式

第一步

取2~3 mL溶液装于试管,向试管中加入几滴KSCN溶液。

 

 

第二步

 

若溶液紫色褪去,则溶液含有Fe2+;若无明显变化,则不含Fe3+

 

探究二

为了探究气体Y的成分,同学乙设计了如下装置(不考虑NO2转化为N2O4

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(3)装置乙的作用:                               

(4)装置丙收集满气体后,通过气泡鼓入空气后,有红棕色气体生成,能否确定气体Y中含NO?说明理由__________                          __。

(5)同学丁为了探究气体Y的组成,在标准状况下将224mL气体Y通入足量的NaOH溶液中,气体被完全吸收,所得溶液再用0.1500mol/L酸性KMnO4溶液滴定,消耗20.00mLKMnO4溶液。则气体Y中NO、NO2的体积比为           。(已知2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O和NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O)

 

答案:
(1)①反应放热,一段时间后溶液温度升高,反应速率加快; ②由于铁中含杂质铜,反应时形成Fe-Cu 微型原电池,加快反应速率 (2) 步骤 操作 现象与结论 可能的离子方程式 第1步 若溶液变红色,则溶液含有Fe3+;若无现象,则不含Fe3+ Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 第2步 另取少量溶液装于试管,向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (3)验证NO2的存在并除去NO2 (4)不能确定,由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO。 (5)1∶3 【解析】 试题分析:(1)①将粗铁粒投入某浓度硝酸中,发现反应进行一段时间后,反应开始逐渐加快,可从2个方面答:其一是温度原因,其二是形成原电池,故答案为:反应放热,一段时间后溶液温度升高,反应速率加快;②由于铁中含杂质铜,反应时形成Fe-Cu微型原电池,加快反应速率; (2)可以选择硫氰酸钾来检验三价铁离子,存在三价铁离子时,溶液变红色,亚铁离子具有还原性,可以被高锰酸钾氧化为三价铁离子,导致高锰酸钾褪色,故答案为: 步骤 操作 现象与结论 可能的离子方程式 第1步 若溶液变红色,则溶液含有Fe3+;若无现象,则不含Fe3+ Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 第2步 另取少量溶液装于试管,向试管里滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O (3)装置乙中NO2与Na2S溶液反应,可看作是先生成硝酸,硝酸在与Na2S溶液反应生成S沉淀,故可验证NO2的存在并除去NO2,故答案为:验证NO2的存在并除去NO2; (4)由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO,可以在乙和丙装置间加一个检验NO2是否除尽装置,故答案为:不能确定,由于NO2与水反应也能生成NO,故不能确定气体Y中含NO; (5)由5NO2-~2 MnO4-,故2n(NO2-)=7.5×10-3 mol,设NO、NO2的物质的量分别为x、y mol,则有:x+y=10×10-3 mol,2x+1/2(y-x)=7.5×10-3,解得:x=2.5×10-3 mol,y=7.5×10-3 mol,气体Y中NO、NO2的体积比为1:3,故答案为:1:3。 考点:探究化学反应机理及物质组成
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A、B、C、D、E五种溶液分别是NaOH、NH3·H2O、CH3COOH、HCl、NH4HSO4中的一种。常温下进行下列实验:

①将1 L pH=3的A溶液分别与0.001mol·L-xL B溶液、0.001mol·L-1 yL D溶液充分反应至中性,x、y大小关系为:y<x;②浓度均为0.1mol·L-1A和E溶液,pH:A<E;③浓度均为0.1mol·L-1C与D溶液等体积混合,溶液呈酸性。

回答下列问题:

(1)D是     溶液,判断理由是                                    

(2)用水稀释0.1 mol·L-1B时,溶液中随着水量的增加而减小的是      (填写序号)。

满分5 manfen5.com         ②满分5 manfen5.com       ③c(H+)和c(OH-)的乘积     ④OH-的物质的量

(3)OH-浓度相同的等体积的两份溶液A和E,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)。

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③参加反应的锌粉物质的量A=E          ④反应过程的平均速率E>A

⑤A溶液里有锌粉剩余                  ⑥E溶液里有锌粉剩余

(4)将等体积、等物质的量浓度B和C混合后溶液,升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如右图中的_________曲线(填写序号) 。

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(5)室温下,向0.01mol·L-1 C溶液中滴加0.01mol·L-1 D溶液至中性,得到的溶液中所有离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_______________。