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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 单质铁 单质硫 测定物质组成、成分含量 试题正文
  • 实验题
    某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如下图装置。

    倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）由上述实验事实可知：
    （1）①固体M中一定有的物质是______________(填化学式) 理由是______________________________________________________
    ②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
    （2）B装置的名称是________。 写出B装置中反应的离子方程式_____________________________。
    （3）C装置的作用是_________________________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是
    __________________________________。
    （4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_____________,要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____________。
    （5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________
    a．M中有未反应的铁和硫
    b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
    c．A中留有反应生成的气体
    d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
    本题信息：2011年0110期中题化学实验题难度极难 来源:于丽娜
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本试题 “某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如下图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C...” 主要考查您对

单质铁

单质硫

测定物质组成、成分含量

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铁元素：

在元素周期表中的位置：铁的原子序数26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性质：银白色、有金属光泽，密度较大，熔点较高，硬度较小，具有导电、导热、延展性，可被磁铁吸引。
(2)化学性质：较活泼的金属，+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如：Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质：

  1. 物理性质：铁是黑色金属，具有铁磁性
  2. 铁的化学性质：
     ①与强氧化剂反应(如：Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


    注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应：

  1. 铁少量时：
  2. 铁过量时：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意：

  1. 铁元素性质活泼，自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在，只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应，不会生成H2。

化学性质：

铁元素性质活泼，有较强的还原性。


铁三角关系：


硫：

硫是一种非金属元素，化学符号是S，原子序数是16。单质硫是一种非常常见的无臭无味的非金属，纯的硫是黄色的晶体，又称作硫磺。
分子结构：硫元素有多种同素异形体 (由同一种元素形成的性质不同的单质)。若将硫的分子式设为 Sx，则x=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，12，18。Sx的分子结构可用如图表示。


硫的物理性质和化学性质：

（1）物理性质：硫为黄色晶体，俗称硫黄，质脆，易研成粉末。硫的密度比水大，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS。
（2）化学性质：硫位于第3周期ⅥA族，最外层有6个电子，在反应中易得到2个电子而呈-2价；硫的最高正价为+6价；单质硫的化合价为0，处于中间价态，故单质硫既有氧化性又有还原性，在反应中既可作氧化剂又可作还原剂。
如；
①弱氧化性
在加热的条件下，硫黄能被H：和绝大多数的金属单质还原。南于硫的氧化性比较弱，与变价金属反应时往往生成低价态的金属硫化物。例如：


②弱还原性
在一定条件下，硫黄可被F2、O2、Cl2等非金属单质以及一些具有氧化性的化合物氧化，例如：
 
③硫黄在强碱溶液里加热可发生歧化反应。 (可用热碱液除去试管中残留的硫)

④特性：Hg、Ag在常温下不跟O2反应，但易跟S 反应。
 


存在与用途:

存在：游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，火山喷出物中含有大量含硫化合物，如H2S、 SO2、SO3等。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在，如硫铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。
用途：制H2SO4、黑火药、农药、医药和硫化橡胶。

 定量实验介绍：


燃烧法测定氨基酸的组成：

实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现按下图所示装置进行实验。

①实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，目的是排除体系中的N2。
②D装置的作用是吸收未反应的O2，保证最终收集的气体是N2。
③读取N2体积时，应注意：量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N2的体积为ＶmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量

用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量：
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图：
 
①连接顺序为：bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入；实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色；
③Cu的相对原子质量的表达式
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