- 研究型实验
- 共4868题
(16分)为了研究某土壤样品的酸碱性,某同学25℃时做了如下实验:①取m g土壤于烧杯中,加入VmL的蒸馏水,充分搅拌,静置后过滤,测定滤液的pH。②向滤液中滴加氨水,每加入2 mL氨水就搅拌均匀并测量溶液的pH。根据所得实验记录,以加入的氨水体积为横坐标、pH为纵坐标绘制曲线图如下:
利用上述记录的数据,回答下列问题:(1)所测土壤显 性(填酸、碱、中)(2)已知25℃时, 所用氨水的浓度= 6.0Í10-4mol/L,氨水的电离常数K = ,为使该滤液呈中性,所加入氨水的恰当体积是 。(4)电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。下列示意图中,曲线①是用NH3·H2O溶液滴定HCl溶液时,滴加NH3·H2O溶液体积与溶液电导率的关系。请你继续在该图中画出用NH3·H2O溶液滴定CH3COOH溶液时的曲线。
正确答案
(16分) (1) 酸性(2分),(2) 1.7Í10-5mol/L,9 mL(8分) (3)(6分)
略
(10分)下图是硫酸试剂瓶标签上的内容:
(1)该硫酸的物质的量浓度为________ mol·L-1。
(2)某化学兴趣小组进行硫酸性质的实验探究时,需要240 mL 4.6 mol·L-1的稀H2SO4,则需取________ mL的该硫酸,将上述硫酸进行稀释的实验操作为
________________________________________________________________________。
(3)在配制4.6 mol·L-1的稀H2SO4的过程中,下列情况对硫酸溶液物质的量浓度有何影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中:________;
②容量瓶用1 mol·L-1的稀H2SO4润洗:________;
③定容时俯视液面读数:________。
正确答案
(1)18.4
(2)60 将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中,并不断用玻璃棒搅拌溶液
(3)①偏高 ②偏高 ③偏高
(1)由溶质的质量分数求物质的量浓度时可依据公式c=来计算,代入数据可求得,c=18.4mol·L-1;
(2)由稀释前后溶质的物质的量不变可知,18.4mol·L-1×V=4.6mol·L-1×0.24 L,则V=0.06 L;
(3)未经冷却趁热将溶液注入容量瓶中,冷却后造成溶液体积变小,导致溶液浓度偏高;容量瓶用1mol·L-1的稀H2SO4润洗,溶质的物质的量变大,导致溶液浓度偏高;定容时俯视液面读数,加水量减少,结果偏高。
(12分)某同学设计的制取氯气和验证氯气部分化学性质的实验装置如下图甲所示:
其中D处放有干燥的紫色石蕊试纸,E处放有湿润的紫色石蕊试纸, F、G处依次放有喷上少量淀粉KI溶液、浓NaOH溶液的棉球。回答下列问题:
(1)在装置A中放入有关药品后,打开活塞K,将分液漏斗中的液体加入烧瓶中,关闭分液漏斗的活塞,点燃酒精灯,请写出A处反应的离子方程式:
(2)B处饱和食盐水是为了除去 ,C处浓硫酸的作用是 。
(3)实验中可观察到颜色的变化:D处 ,E处 ,F处 ,G处棉球的作用是 ,G处反应的离子方程式 。
(4)当F处棉球变色,立即关闭活塞K,可看到I瓶中液面上升,H瓶中充满黄绿色气体。则H瓶中加入的液体一般为 ,甲中H—I装置的作用为 。若将甲中的H—I装置置换为乙装置,是否可行(填“是”或“否”) ,理由是 。
正确答案
(1)MnO2 + 4H+ + 2Cl- ="==" Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
(2)除去氯气中的氯化氢气体;干燥氯气
(3)仍为紫色;E处先变红后褪色;F处现象变蓝色;G处棉球的作用是吸收多余的氯气,Cl2 + 2OH-="=" Cl-+ ClO-+H2O
(4)水,收集多余的氯气,否,因为乙装置是一个密封装置,体积不能改变,压强增大时有危险
略
课本实验设计得简要明了,但也常存在一些不足,在学习过程中对其进行分析与改进是研究性学习的一个重要课题。
Ⅰ.草酸晶体(H2C2O4·2H2O)受热易分解(分解温度为175℃),产生CO和CO2。关于草酸晶体受热分解及验证部分分解产物的实验装置如图。
(1)写出草酸晶体受热分解的化学方程式:
__________。
(2)设计该装置欲验证的分解产物是 。
(3)草酸晶体的某些物理性质如下表:
分子式
颜色、状态
水溶性
熔点/℃
密度/g·cm—3
草酸晶体
H2C2O4·2H2O
无色晶体
易溶于水
101.5
1.650
有同学认为,用该装置进行实验,存在着不合理因素,请分析指出(任答两点):
①
②
Ⅱ.下图甲是 “铜丝在氯气中燃烧”的演示实验,铜丝在氯气中燃烧的主要现象是 。有人对该实验提出了如下改进方案:
①按下图乙所示连接好装置,并检查气密性;
②取下注射器并集满Cl2;
③点燃酒精灯加热1~2min后,再移开酒精灯。迅速将注射针插入石英玻璃管内,并将Cl2缓缓推入玻璃管中;
④拔出针头,再用同样方法快速向玻璃管中推入空气。请回答:
(1)步骤③中,移开酒精灯、推入Cl2时,观察到铜丝继续保持红热状态,由此可判断,该反应为 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)步骤④完成后,发现乙试管中的蒸馏水变为蓝绿色。此时缓缓拉动活塞,使少量NaOH溶液吸入乙试管中,看到试管中有 色的沉淀产生,该反应的离方程式为 。
(3)改进后的实验与课本实验相比较,其优点为
______________。
正确答案
(共15分)I.(1)H2C2O4·2H2O → 3H2O+CO↑+CO2↑(2分)
(2)CO2(1分)
(3)①草酸晶体在未达分解温度之前已熔化成液体而流出,使实验难以进行。(2分)
②CO会污染空气,而该装置未考虑尾气处理。(2分)
II.产生棕黄色的烟;(2分)
(1)放热;(1分)(2)蓝;(1分) Cu2++2OH-====Cu(OH)2↓(2分)
(3)防止了氯气、氯化铜颗粒逸散到空气中所带来的污染。(2分)
略
现有一瓶明矾溶液,试设计实验验证其中含有的离子。
正确答案
(1)用焰色反应验证K+。用洁净的铂丝蘸取明矾溶液,透过蓝色钴玻璃火焰呈紫色,证明有K+
(2)取明矾溶液少许,滴加NaOH溶液产生白色沉淀,继续滴加NaOH溶液,沉淀溶解,证明有AI3+
(3)取明矾溶液少许,用盐酸酸化,再加BaCI2溶液产生白色沉淀,证明有SO42-
略
(12分)(1)(4分)下列实验设计或操作合理的是_________________。
a. 中和热测定实验时,如果没有环形玻璃棒,可用环形铜质搅拌棒代替。
b. 实验室制肥皂时,将适量植物油、乙醇和NaOH溶液混合,并不断搅拌、加热,直到混合物变稠,即可得到肥皂。
c. 实验室制取乙烯时必须将温度计的水银球插入反应液中,测定反应液的温度。
d. 向Na2CO3与NaOH的混合溶液中加入足量的CaCl2溶液,再滴加几滴酚酞试液,可检验NaOH的存在。
e. 将10滴溴乙烷加入1 mL 10%的烧碱溶液中加热片刻后,再滴加2滴2%的硝酸银溶液,以检验水解生成的溴离子。
(2)(8分)①取等体积、等物质的量浓度的盐酸和乙酸溶液分别与等量(足量)相同的锌反应,通过生成H2的快慢证明乙酸是弱酸。取用“相同”的锌的目的是_____________________________,比较生成H2快慢的方法是_____________
______________________________________。
②做溴乙烷水解实验时,不断振荡乙烷与NaOH溶液混合物的作用是____________________,溴乙烷已完全水解的现象是___________________。
正确答案
略
通常情况下,CO与O2的混合气体m L,用电火花引燃后体积变为n L(在相同条件下测定)。
(1)试确定原混合气体中CO与O2的体积。
(2)若反应后的气体密度在相同条件下为氢气的15倍时,试确定反应气体的组成及体积之比。
正确答案
(1)(A)当两者恰好完全作用时,V(CO)=2(m-n) L V(O2)=(m-n) L;
(B)当CO过量时,过量的CO的体积=m L-[2(m-n) L+(m-n) L]=(3n-2m) L,原混合物中V(O2)=(m-n) L V(CO)=(3n-2m) L+2(m-n) L=n L;
(C)当O2过量时,过量的O2的体积=m L-[2(m-n) L+(m-n) L]=(3n-2m) L;原混合物中V(CO)=2(m-n) L,V(O2)=(3n-2m) L+(m-n) L=(2n-m) L;
(2)CO2与CO的体积比为1∶7。
由反应:
2CO + O2====2CO2 ΔV
2 1 2 1
2(m-n) (m-n) (m-n)
可知:(A)当两者恰好完全作用时,V(CO)=2(m-n) L
V(O2)=(m-n) L
(B)当CO过量时,过量的CO的体积=m-[2(m-n)+(m-n)]=(3n-2m) L
原混合物中V(O2)=(m-n) L
V(CO)=(3n-2m) L+2(m-n) L=n L
(C)当O2过量时,过量的O2的体积=m L-[2(m-n) L+(m-n) L]=(3n-2m) L
原混合物中V(CO)=2(m-n) L
V(O2)=(3n-2m) L+(m-n) L=(2n-m) L
若反应后的气体密度在相同条件下为氢气的15倍时,混合气体的平均相对分子质量是30,由于产物中肯定有CO2,它的相对分子质量大于30,所以另一种气体的相对分子质量必小于30,另一种气体只能是CO(也就是说O2不可能有余),该混合气体的组成可用下法求得:
可得V(CO2)∶V(CO)=1∶7
( 16分 ) 某校化学课外兴趣小组的学生为了验证乙醇的分子结构,设计如下实验程序: 乙醇的组成元素的测定、分子式的测定、分子结构的测定。
( 1 ) 他们决定用燃烧乙醇分析产物来确定乙醇中含有C、H两种元素。简要说明他们的具体操作: ①证明含有氢元素的操作是 _________________ 。②证明含有碳元素的操作是 ____________________ 。
( 2 ) 要用燃烧分析产物证实乙醇中还含有氧元素时,需取得一些实验数据,这些数据应该是 __________________ 。
( 3 ) 为确定乙醇的分子式,除 ( 2 ) 中数据外,还需不需测定乙醇的相对分子质量?
( 4 ) 为测定乙醇分子结构,他们用了无水乙醇和金属钠反应收集生成氢气的方法,选用了如下图所示的仪器 ( 有的仪器配用双孔橡皮塞 ) 。
①装置的连接顺序是 ________ 接 _________ 接 _________ 接 _________ 接
__________ 接 ______________ 。
②由实验证明乙醇的分子结构是CH3CH2OH而不是CH3OCH3的理由是 _________________ 。
正确答案
( 1 ) ① 用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧火焰上方,烧杯内壁有水珠生成 ②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰上方,石灰水变浑浊
( 2 ) 乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量
( 3 ) 不需要。
( 4 ) ① DBEAFC
② 乙醇分子中有一个H原子处于与其他原子不同的特殊位置。
乙醇燃烧是与氧气反应,只要证明燃烧产物中有H2O、CO2生成,即可证明乙醇中含C、H元素。
为探究铜与浓硫酸的反应,某兴趣小组进行了如下实验。
【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。
(1)、装置A中发生反应的化学方程式为:
(2)、熄灭酒精灯后,因为有导管存在,B中的液体不会倒吸,其原因是: 。
拆除装置前,不打开胶塞,为了使装置中的残留气体完全被吸收,应当采取的操作是: 。
【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还有黑色固体甲生成,甲中可能含有氧化铜、氧化亚铜、硫化铜、硫化亚铜。
查阅资料:
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在空气中充分煅烧,可以转化为氧化铜。
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸,在空气中充分煅烧,均转化为氧化铜和二氧化硫。
为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如下实验:
(3)、步骤②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是: 。
(4)、固体乙在空气中煅烧时,使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外,还必须有:
。
(5)、确定乙是否煅烧完全的操作是: 。
(6)、煅烧过程中一定发生的化学反应方程式为: 。
高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取:
NaClO4(aq)+NH4Cl(aq) NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)
(7)、用氨气和浓盐酸代替NH4Cl,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是:
。
(8)、反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.l5(相关物质的溶解度曲线如下图)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩, ,过滤, 、干燥。
为了测定样品中NH4ClO4的含量,装置如上图所示(加热装置、仪器固定装置已略去),实验步骤如下:
(9)、步骤3中,准确取用24.00 mL H2SO4(aq)的玻璃仪器是 。
(10)、实验中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是 (填写步骤编号)。
(11)、必须重复实验2~3次,其原因是 。
(12)、如果0.320 g试样中含NH4ClO4的准确值为0.095g,而实验测定结果是0.092g。该实验
的相对误差为 。
正确答案
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O (2分)
试管A中气体压强减小,空气可以通过导管进入试管A中保持A中压强不变(1分);从导
管口向A中大量鼓气(1分)
取最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗干净。(操作1分,结论1分,共2分)
泥三角、坩埚(坩埚钳)(2分,坩埚钳不写不扣分)
重复操作(再煅烧、冷却、称量),直至恒重(前后两次称量差不超过0.001g)。(2分)
2CuS+3O22CuO+2SO2 。(2分)
氨气与浓盐酸反应放出热量 (2分)
冷却结晶、冰水洗涤(1分1答,共2分)
滴定管 (1分)
1、5、6 (1分1答,共3分)
使实验结果准确(减少实验误差)(2分)
-3.16% (2分)
(1) Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
(2) 试管A中气体压强减小,空气可以通过导管进入试管A中保持A中压强不变;
从导管口向A中大量鼓气
(3) 取最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,说明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗干净。
(4)泥三角、坩埚、坩埚钳
(5) 再煅烧、冷却、称量,直至恒重,前后两次称量差不超过0.1g。
(6) 2CuS+3O22CuO+2SO2
(7) 氨气与浓盐酸反应放出热量
(8) 从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩, 冷却结晶、过滤,洗涤、干燥。
(9) 酸式滴定管
(10)实验中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是1、5、6
(11) 必须重复实验2~3次,其原因是减少实验误差
(12) 该实验的相对误差为【(0.095g—0.093)/0.095g】×100%≈3.16%
请按要求填写下列空格。
(1)为确认C6H5OH、H2CO3、CH3COOH的酸性强弱,某同学设计了如下图1,一次实验即可达到目的(不必选用其他酸性物质)。
①装置B中所盛的试剂是 ,其作用是 。
②C中反应的离子方程式是 。
(2)实验室制取乙烯的实验中,为检验乙烯的存在,采用如图2的装置即可达到目的。
①装置B的作用 ,装置C的目的是 ;
②装置D(溴水)中发生反应的化学方程式为 。
(3)由乙烯通过①加成②消去③……共三步反应最终可以转化为苯,请写出最后一步生成苯的化学方程式 (不必注明条件)。
正确答案
(1)饱和碳酸氢钠溶液 除乙酸
(2)除SO2 检验SO2是否已除净
CH2=CH2 +Br2→CH2BrCH2Br
(3)3CH≡CH →
略
(16分)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。实验室现有下列试剂: 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液、0.1 mol/L KI溶液、3%H2O2溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种;
Ⅱ.所得气体中可能含有 中的一种或两种。
【实验探究】
实验操作
预期现象
结 论
验证猜想Ⅰ
步骤①:取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液
步骤②:
含有Fe3+
验证猜想Ⅱ
将所得气体通入如下装置
含有两种气体
【问题讨论】
有同学提出,若另外选用KSCN溶液,则仅利用KSCN和H2O2两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究,判断该方法是否正确并进行评价:
。
正确答案
(16分)SO2、H2 (2分)
猜想Ⅰ
步骤①溶液紫红色褪去 (2分) 含有Fe2+(2分)
步骤②另取少量所得溶液,滴加KI溶液和淀粉溶液 (2分) 溶液变为蓝色(2分)
猜想Ⅱ
甲中KMnO4溶液褪色,乙中KMnO4溶液颜色不变,试管中收集到气体(3分)
不正确(1分)。若溶液中含有Fe3+则无法检验溶液中是否含有Fe2+(2分)
略
(13分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:
[实验]制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。
(1)下列有关制备银镜过程的说法正确的是 。
a.边振荡盛有2%的AgNO3溶液的试管,边滴入2%的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止
b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中
c.制备银镜时,用酒精灯的外焰给试管底部加热
d.银氨溶液具有较弱的氧化性
e.在银氨溶液配制过程中,溶液的pH增大
[提出假设]
假设1:Fe1+具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3能氧化Ag。
[设计实验方案,验证假设]
(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3+,验证了假设1成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式: 。
(3)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示: NO在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。
[思考与交流]
(4)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和NO都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论,并简述理由: 。
正确答案
(1)ade
(2)Fe3++Ag= Fe2++Ag+
(3)①将银镜在硝酸铜溶液中
(4)同意 4Fe3++6H2O+9Ag+3NO3-=4Fe(OH)3+9Ag++3NO
本题第(1)小题是考查学生实验,最后2小题具有较大的开放度。
将绿矾(FeSO4.7H2O)隔绝空气条件下强热分解,已知产物全部为氧化物,为探究绿矾分解的反应产物,某同学进行了以下实验:
实验一:为探究固体产物中Fe元素的价态,该同学将固体产物溶于足量的稀H2SO4得到相应溶液,进行以下猜想和实验
实验二:为进一步探究该反应的产物,进行了如下图所示的实验
①实验开始时,点燃B处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2,其目的是
。
②装置图中C的作用是 。
③该组同学称取了55.6克绿矾按如图装置进行试验,待绿矾分解完全后,测得D瓶中沉淀的质量为23.3克,根据这些数据,可以得知,绿矾分解的化学方程式为_____________
④该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是
正确答案
猜想一:+2
猜想二: +3 褪为无色
猜想三:血红色 褪为无色
实验二:
①赶走装置内的空气
②防止产生倒吸
③2FeSO4.7H2O Fe2O3+SO2+SO3+14H2O
④未进行尾气处理
略
(9分)日常生活中常见的金属材料有铝合金、钢铁等,某化学实验小组欲测定几种金属材料的耐腐蚀性,所用药品和试剂有:铝合金、钢铁、CO2、SO2、水。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的的一栏中填入对应的实验编号:
实验编号
金属材料
溶 液
实验目的
①
铝合金
CO2+ H2O
Ⅰ.探究不同溶液对金属材料的腐蚀速率;
Ⅱ.探究不同金属材料的腐蚀速率;
②
③
(2)在10%的盐酸中温度对铝合金的腐蚀速率影响关系见下图:铝合金在40℃时的腐蚀速率是20℃的 倍.
(3)请在上题图象中,画出铝合金在CO2溶液和SO2溶液中腐蚀速率随温度变化关系的预期结果示意图(都从a点开始)。
正确答案
(9分)(1)(2分/个)②铝合金 SO2+ H2O ③ 钢铁 CO2+ H2O
(②钢铁 SO2+ H2O ③ 钢铁 CO2+ H2O )
(2)10 (1分)
(3)(2分/个)
略
(10分)某活动课程小组拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液.为了防止通入过量的CO2气体生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:
a.取25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;
b.小火煮沸溶液1~2 min,赶走溶解在溶液中的CO2气体;
c.在得到的溶液中加入另一半(25 mL)NaOH溶液,使其充分混合反应.
(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3,写出c步骤的离子方程式_________________.
此方案第一步的实验装置如下图所示:
(2)加入反应物前,如何检验整个装置的气密性:________________________ ________________________________________________
(3)若用大理石与盐酸制CO2,则装置B中盛放的试剂是_____ _,作用是_____________________________________________
(4)在实验室通常制法中,装置A还可作为下列______ (填序号)气体的发生装置.
①HCl ②H2 ③O2 ④NH3
(5)已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%,室温下该溶液密度为1.44 g/mL,假设反应前后溶液的体积不变,不考虑实验误差,计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为_______ mol/L.
正确答案
(10分)(1)HCO+OH-===CO+H2O
(2)方法①:可一次检查A、B的气密性:用止水夹夹住B、C间的乳胶管,然后从漏斗中注入一定量的水,使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面.过一会,观察漏斗内与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气.
略
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