- 研究型实验
- 共4868题
I:某兴趣小组欲在绿色环保的条件下探究大气污染物SO2的性质,设计如下图实验装置。请回答:
(1)B、C、D分别用于检验SO2的漂白性、还原性和氧化性,则B中所盛试剂为_________;C中反应的离子方程式为________________。
(2)为了实现绿色环保的目标,某同学设计了上图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比, A2装置的优点是_____________(写2点)。
II:用氨水吸收尾气中的SO2,“吸收液”中可能含有OH-、SO32-、SO42-、HSO3-等阴离子。请回答:
(3)氨水吸收过量SO2的反应的离子方程式为________________。
(4)已知亚硫酸氢盐一般易溶于水,SO2也易溶于水。现有仪器和试剂为:小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸;2 mol/L盐酸、2 mol/LHNO3、1 mol/LBaCl2溶液、l mol/LBa(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验证明“吸收液”中存在SO32-、HSO3-,完成下表的实验操作、预期现象和结论
正确答案
(1)品红溶液;SO2 + I2 + 2H2O == SO42- +2I- +4 H+(2)不用加热;相对安全;易于控制反应进行;反应更充分
(3)NH3·H2O + SO2 = NH4+ + HSO3-
(4)
某化学课外活动小组在实验室设计了如下图所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”实验。
(1)A中制取气体时只用了一种药品,则该药品最好是______________(填化学式),图中空白处所需仪器应为____________________(选填下列仪器编号,固定装置省略)。
(2)该装置补充完整后,仍然存在一定缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进①__________________________; ②________________________________。
(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:
①装置B的作用_______________________________________;
②写出C中发生反应的化学方程式:______________________________;
③若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有_______________。
正确答案
(1) NH4HCO3或(NH4)2CO3;e、f、g、h
(2)①在装置C与D之间增加一个防倒吸装置;②在D后增加一个尾气吸收装置
(3)①吸收CO2和水蒸气,并生成O2;②4NH3+5O24NO+6H2O;③铜片逐渐减少直至溶解,溶液变蓝色,生成无色气体并在广口瓶上方变成红棕色
已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。用如图所示装置进行Mg和SO2反应的实验。
(1)选择制取SO2的最合适试剂________(填序号)。
①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液 ③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
(2)写出装置乙和B中发生的主要反应的化学方程式:乙中________; B中________。装置C中NaOH溶液的作用是_______________________。
(3)你认为该装置是否有不足之处?________。如果有,请说明________________________。
正确答案
(1)②③
(2)乙中:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;B中:3Mg+SO2==2MgO+MgS或写成2Mg+SO2==2MgO+S,还可能发生Mg+S==MgS;吸收多余的SO2,防止污染环境
(3)有;在A和B之间未连接一干燥装置,C装置未与大气相通(或在镁下方未垫一不锈钢片,镁与玻璃管反应;未设计一防倒吸装置)(任意一点即可)
[2012·德州一模](12分)有色金属冶炼厂剩下的废料中,含有金、银、铂、钯等贵重金属,为提高经济效益,某科技小组要从废料中提取金、银、铂、钯等贵重金属,步骤设计如下图甲,试回答下列问题:
(1)实验步骤中,浓硫酸浸煮产生尾气的主要成分是 (填化学式),常用足量NaOH溶液进行尾气处理,发生反应的离子方程式为 。
(2)在实验室中操作I中需要的玻璃仪器有 。
(3)实验过程中所需的氯气在制备中,会混有杂质(H2O和HCl),科技小组设计了图乙所示的实验装置,证明水蒸气和HCl杂质的存在,请根据设计示意图完成下列有关问题:
①A是氯气发生装置,其中发生的离子方程式为 。
②实验装置的接口顺序为:b接 , 接 , 接a。
③装置D的作用是 。
④在实验中,一组员认为该实验设计存在缺陷:不能证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,他们提出在某两个装置之间再加装置E。如右图所示。你认为装置E应加在 之间(填装置字母序号),并且在广口瓶中放入 (填写所有试剂或用品名称)。
正确答案
(12分)(1)SO2 SO2+2OH-=SO32-+H2O
(2)(普通)漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)①MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
②b接e,f接d,c接a(或b接f,e接d,c接a)
③吸收Cl2
④BD 湿润的KI淀粉试纸(或湿润的有色布条)
(1)浓硫酸浸煮的目的是利用浓硫酸的强氧化性,在加热条件下将不溶于盐酸而溶于浓硫酸的有色金属溶解,浓硫酸被还原为SO2,故尾气的主要成分为SO2;SO2与过量的NaOH溶液反应生成Na2SO3和H2O,该反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O。
(2)操作I是过滤,过滤操作中用到的玻璃仪器有(普通)漏斗、玻璃棒、烧杯。
(3)①结合装置A可知,制取Cl2用MnO2和浓盐酸,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
②首先用装置C检验水蒸气,然后用装置D吸收Cl2,最后用装置B检验HCl气体。
④在D和B之间加入一个装置用来检验在D中氯气是否被完全吸收,可以用湿润的有色布条或湿润的淀粉KI试纸。
为了降低电子垃圾对环境构成的影响,将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
(1)第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______.得到滤渣1的主要成分为______.
(2)第②步中加入H2O2的作用是______,使用H2O2的优点是______;调溶液pH的目的是______.
(3)简述第③步由滤液2得到CuSO4•5H2O的方法是______.
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3•18H2O,设计了以下三种方案:
上述三种方案中,______方案不可行,原因是______;从原子利用率角度考虑,______方案更合理.
(5)用滴定法测定CuSO4•5H2O含量.取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用
cmol/LEDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-→CuY2-+2H+.写出计算CuSO4•5H2O质量分数的表达式ω=______.
正确答案
(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热,Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+;所以滤渣1的成分是Pt和Au,滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+;第①步Cu与酸反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O,Au、Pt和酸不反应,所以是滤渣;
故答案为:Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O,Au、Pt;
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,过氧化氢做氧化剂不引入杂质,对环境无污染,调节溶液PH铁离子和铝离子全部沉淀后过滤得到氢氧化铁、氢氧化铝沉淀和滤液硫酸铜,
故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;不引入杂质,对环境无污染;使Fe3+、Al3+沉淀除去;
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
故答案为:加热滤液2,经过蒸发、冷却、结晶、过滤,最终制得硫酸铜晶体;
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中,
甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,方法不可行;乙和丙方法均可行;乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;
丙方案先在滤渣中加NaOH和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体;但从原子利用角度考虑方案乙更合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3的原子组成没有关系,造成原子浪费,
所以从原子利用率和是否产生杂质考虑知,乙更合理,
故答案为:甲;所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质;乙.
(5)取a g试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用c mol•L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:Cu2++H2Y2-=CuY2-+2H+
铜离子物质的量和标准液物质的量相同,则20mL溶液中铜离子的物质的量=cmol/L×b×10-3L=bc×10-3mol;
则ag样品中CuSO4•5H2O的质量=c×b×10-3mol×250g/mol×5,所以CuSO4•5H2O质量分数的表达式=×100%.
故答案为:×100%.
利用右图装置采用适当试剂可完成实验某探究实验,并得出相应实验结论,实验所用试剂或所得结论列于表中.请回答:
(1)图中①为______,②为______,
(2)请你根据上述实验装置设计一个实验,并将选择的试剂、丙中的现象以及根据实验现象得出的实验结论填入下表:
正确答案
解;(1)依据实验装置图可知,甲和乙反应,生成产物通入丙中反应,如证明氧化性:KMnO4>Cl2>Br2,需要根据氧化还原反应的氧化剂的氧化性大于氧化产物的规律分析判断,甲为浓盐酸,滴入高锰酸钾溶液中生成氯气,氯气通入溴化钠溶液中会反应生成溴单质;高猛酸钾做氧化剂氧化盐酸中的氯化氢为氯气,氯气把氧化溴化钠中的溴离子为溴单质,符合氧化剂的氧化性大于氧化产物的规律应用,故答案为:浓盐酸;溴化钠溶液;
(2)实验证明盐酸>碳酸,利用酸性强弱规律设计实验,盐酸和大理石反应生成二氧化碳气体,使澄清石灰水变浑浊或通入硅酸钠溶液生成白色沉淀;分液漏斗中的稀盐酸滴入盛大理石的锥形瓶中,反应生成二氧化碳气体,利用丙 装置检验二氧化碳的生成,证明盐酸酸性大于碳酸,试剂甲为稀盐酸,试剂乙为石灰石,试剂丙为澄清石灰水或硅酸钠溶液,丙中现象为澄清石灰水变浑浊或硅酸钠溶液变浑浊,证明盐酸酸性大于碳酸大于硅酸,
故答案为:
根据如图回答问题:
(1)上述装置中,在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气.
答:______
(2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式:______
(3)如果用图中的装置检验上述反应的全部产物,写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用:
A中加入的试剂是______,作用是______.
B中加入的试剂是______,作用是______.
C中加入的试剂是______,作用是除尽______气体.
D中加入的试剂是______,作用是______.
(4)实验时,C中应观察到的现象是______.
正确答案
(1)由于装置较大,用手捂的方法难以观察到明显现象,可在反应前点燃酒精灯,加热烧瓶一小会儿.在瓶B、C、D中出现气泡,熄灭酒精灯,瓶B、C、D中导管液面上升,证明该装置不漏气,
故答案为:反应前点燃酒精灯,加热烧瓶一小会儿.在瓶B、C、D中出现气泡,熄灭酒精灯,瓶B、C、D中导管液面上升,证明该装置不漏气;
(2)浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,同时生成水,反应的方程式为2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案为:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O;
(3)浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,同时生成水,可先用无水硫酸铜检验水,然后用品红检验二氧化硫,用酸性高锰酸钾除去二氧化硫,可用澄清石灰水检验二氧化碳气体,则A中加入无水硫酸铜,目的是检验 H2O,B中加入品红溶液,目的是检验 SO2,C中加入足量酸性KMnO4 溶液,目的是除去SO2,D中加入澄清石灰水,目的是检验CO2,
故答案为:无水硫酸铜;检验H2O;
品红溶液;检验SO2;
足量酸性KMnO4溶液;SO2;
澄清石灰水;检验CO2;
(4)二氧化碳不溶液酸性高锰酸钾,二氧化硫与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,可被还原生成二氧化锰,则可观察到导管有气泡冒出,溶液紫色逐渐变浅,瓶底有少量黑色固体生成,
故答案为:导管有气泡冒出,溶液紫色逐渐变浅,瓶底有少量黑色固体生成.
(1)某化学课外小组用右图装置制取溴苯.先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中.
①据图1写出A中有机反应的化学方程式______
②已知上述有机反应是放热反应.观察到A中的现象是______及______.
③实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是______,写出有关的化学方程式______.
④C中盛放CCl4的作用是______.
⑤能证明苯和液溴发生的是取代反应,而不是加成反应,可向试管D中滴入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明.另一种验证的方法是向试管D中加入______,现象是______.
(2)图2是乙炔的实验室制法
①反应原理______.
②选择合适的制取实验装置______.
③实验中常用饱和食盐水代替水,目的是______.
④纯净的乙炔气体是无色无味的气体,用电石和水反应制取的乙炔,常含有H2S和PH3而有恶臭气味.可以用______溶液除去杂质气体.
正确答案
(1)①在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被溴原子所取代,生成溴苯,同时有溴化氢生成,故答案为:C6H6+Br2C6H5Br+HBr;
②由于反应放热,苯和液溴均易挥发,溴蒸气是一种红棕色的气体,故答案为:反应液微沸;有红棕色气体充满A容器;
③A中的溴和氢氧化钠反应,可以将溴苯中的溴除去,即Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O或是3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O,
故答案为:除去溶于溴苯中的溴;Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH=5NaBr+NaBrO3+3H2O;
④根据相似相溶原理,溴极易溶于四氯化碳,而溴化氢则不溶,所以C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气,故答案为:除去溴化氢气体中的溴蒸气;
⑤如果发生取代反应,生成溴化氢,溴化氫易溶于水电离出H+和Br-,只要检验含有氢离子或溴离子即可,溴离子的检验:取溶液滴加硝酸银溶液,如果生成淡黄色沉淀就证明是溴离子;氢离子的检验:如果能使紫色石蕊试液变红,就证明含有氢离子,故答案为:石蕊试液;溶液变红色.
(2))①实验室制取乙炔是利用电石和水反应制取的,方程式是CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2,
故答案为:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
②由于反应不能加热,所以选项A和D都是错误的,生成气体,不能用长颈漏斗,防止气体逸出,则C错误,可用B制取,故答案为:B;
③由于电石和水的反应很剧烈,所以实验中常用饱和食盐水代替水,目的减缓电石与水的反应速率,故答案为:减缓电石与水的反应速率;
④H2S和PH3都能和硫酸铜溶液反应,因此可以用硫酸铜溶液除去该杂质气体,故答案为:硫酸铜.
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如图:
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1生成氢氧化物沉淀的pH
表2化学试剂价格表
(1)在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是______.写出加入NaClO发生反应的离子方程式______.
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是______.
(3)沉淀物A的成分为,试剂Z应该是______.
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是______.
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在______(填仪器名称)中灼烧.
正确答案
(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之.虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;
故答案为:漂液比H2O2的价格低得多;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;
(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的PH,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高.为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度,
故答案为:使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;
(3)由流程分析可知,步骤②加入次氯酸钠是氧化剂,氧化亚铁离子为铁离子,调节溶液pH=9.8,依据图表数据判断形成沉淀的离子为Fe3+,Mn2+,Mg2+,反应形成的沉淀A为Fe(OH)3、Mn(OH)2、Mg(OH)2 ;步骤④的目的是将Mg2+从溶液中沉淀出来.从MgCl2制得MgO,有两种可行的方法,一种是向溶液中加入烧碱,另一种方法是向溶液中加入纯碱,此处选用后一种方法更合理.一方面,加烧碱生成的中间产物Mg(OH)2是胶状沉淀,会造成过滤困难,更重要的是反应过程中不能进行轻化处理,只能得到重质氧化镁;加纯碱生成的中间产物MgCO3呈粗颗粒状,易过滤,MgCO3在水中经一段时间的加热会有部分反应生成CO2,由于CO2气体的产生,使沉淀变得疏松,灼烧沉淀后得到的是轻质氧化镁.另一方面,对比表2中烧碱和纯碱的价格可以看出,纯碱比烧碱价格低得多,采用纯碱路线既合理又经济,
故答案为:Fe(OH)3、Mn(OH)2、Mg(OH)2;纯碱;
(4)步骤⑤中反应的化学方程式为MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑,故答案为:MgCO3+H2O
Mg(OH)2+CO2↑;
(5)在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物在坩埚中加热,故答案为:坩埚.
某化学兴趣小组在探究次氯酸钠溶液的性质时发现:往过量FeSO4溶液中滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸,溶液立即变黄。请你协助他们完成该反应还原产物的探究。
(1)甲同学推测该反应的还原产物为Cl2;乙同学推测该反应的还原产物为___________。
假设乙同学的推测是正确。写出过量FeSO4溶液中,滴入几滴NaClO溶液,并加入适量硫酸的离子方程式:____________________________。
(2)请你设计一个实验方案,验证乙同学的推测是正确的。要求在答题卡上按下表格式写出实验步骤、预期现象和结论(可以不填满)
正确答案
(1)Cl-;2Fe2+ + ClO-+ 2H+ = 2Fe3+ + Cl-+ H2O
(2)
某化学课外活动小组的同学在学习NH3的性质时讨论:既然NH3具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?于是他们设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验.
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______;仪器b中可选择的试剂为______;
(2)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,干燥管D增重,量气管内收集到无色无味的单质气体,上述现象可以证明NH3具有______性,写出相应的化学方程式______;
(3)E装置中浓硫酸的作用是______;
(4)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是:______若读数时,量气管中的液面低于水准管的液面,则量气管中气体的体积将______.(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(5)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O.已知:Cu2O是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+易发生自身的氧化还原反应(2Cu+→Cu+Cu2+).请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O:______.
(6)此套实验装置还可用于测定氨气的分子组成.若实验完毕,测得干燥管D增重m克,装置F测得气体的体积为n升(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为______(用含m、n字母的代数式表示).
正确答案
(1)装置中仪器a为分液漏斗;仪器b是利用分液漏斗中滴入的氨水使锥形瓶中的固体溶解放热促进一水合氨分解生成氨气,氢氧化钠固体、氧化钙固体、碱石灰固体,
故答案为:分液漏斗;固体氢氧化钠或氧化钙或碱石灰;
(2)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,量气管有无色无味的气体,说明氨气和氧化铜反应生成铜和氮气与水,氨气被氧化铜氧化表现还原性,结合原子守恒配平写出的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 ,故答案为:还原;3CuO+2NH3
3Cu+3H2O+N2 ;
(3)依据流程分析,浓硫酸是吸收过量的氨气,阻止F中水蒸气进入D影响实验效果,故答案为:吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D;
(4)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平,保持压强平衡再读数;量气管中的液面低于水准管的液面,说明内部气压大于大气压,则量气管中气体的体积将偏小,故答案为:慢慢上下移动右边漏斗,使左右两管液面相平,偏小;
(5)根据已知:Cu2O是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+易发生自身的氧化还原反应(2Cu+→Cu+Cu2+),得出检验该红色物质中是否含有Cu2O的方法:取少许样品,加入稀H2SO4(或稀盐酸),若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有,
故答案为:取少许样品,加入稀H2SO4(或稀盐酸),若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有;
(6)若测得干燥管D增重mg为水物质的量=,装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况)为N2,物质的量=
,依据元素守恒得到氮原子和氢原子物质的量之比=
×2:
×2=
,则氨分子中氮、氢的原子个数比为
,故答案为:
.
在如右图所示的实验装置中,盛有足量水的水槽里放两个烧杯,小烧杯里放有铜片和浓硝酸,小烧杯外面倒扣一大烧杯,请回答下列问题:
(1)实验过程中,一定能观察到的现象有:(所需空白数可根据需要增减)
①______;②______;
③______;④______;
(2)欲使反应更快进行,应向小烧杯中加入______(填“粗铜片”或“纯铜片”),其原因是______.
(3)用该装置做铜与浓硝酸反应的实验,最突出的优点是______.
(4)若要验证最终得到的气体中是否有NO,最简便的方法是______.若实验证明最终得到的气体中无NO,则实验结束后大烧杯中液面的变化情况是______.
(5)工业上吸收NO和NO2的混合气体,常使用NaOH溶液.欲使NO和NO2被充分吸收,则NO和NO2的体积应满足______.
(NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O)
a.V(NO)>V(NO2)b.V(NO)<V(NO2)c.V(NO)≤V(NO2)
正确答案
(1)铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和红棕色的二氧化氮气体,同业颜色为蓝色,二氧化氮气体可与水反应生成无色的一氧化氮和硝酸,
故答案为:①铜片表面产生气泡,铜片慢慢溶解;②小烧杯中溶液的颜色逐渐变成蓝色;③大烧杯中有红棕色气体生成,后来慢慢变成无色;
(2)粗铜含有其它金属或非金属,在溶液中可形成原电池反应,反应速率增大,故答案为:粗铜片;粗铜片在反应中可形成原电池,加速反应的进行;
(3)因Cu与浓HNO3反应生成的NO2和间接得到的NO,都是污染性气体,必须有尾气吸收装置,对比传统实验,所以该装置最突出的优点是:没有尾气处理装置,却无氮氧化合物逸出,不污染环境,
故答案为:反应体系封闭,无氮氧化物逸出,不污染环境;
(4)一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,颜色变为红棕色,可轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体,若实验证明最终得到的气体中无NO,二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,压强减小,则实验结束后大烧杯中液面上升,
故答案为:轻轻掀起倒扣的大烧杯,放入适量的空气,若有红棕色气体生成,则证明最终气体生成物为NO气体;液面上升;
(5)因2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,观察两个方程式,则只要NO2气体比NO多,则混合气体就能够被NaOH溶液完全吸收,所以V(NO2):V(NO)≥1,故答案为:C.
绿矾(FeSO4•7H2O)的一种综合利用工艺如下:
(1)绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1:2反应,有CO2生成,反应的离子方程式为______.
(2)隔绝空气进行“焙烧”,铁元素的转化途径是FeCO3 FeO
Fe,实际作还原剂的是CO.写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式______.
(3)“除杂”步骤为:向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤,除去的杂质离子是______.
(4)母液“除杂”后,欲得到(NH4)2SO4粗产品,操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、______.浓缩时若温度过高,产品中将混有NH4HSO4,运用化学平衡移动原理解释其原因______.
(5)绿矾的另一种综合利用方法是:绿矾脱水后在有氧条件下焙烧,FeSO4转化为Fe2O3和硫的氧化物.分析下表实验数据,为了提高SO3的含量,可采取的措施是______.
正确答案
(1)流程图分析,绿矾与NH4HCO3在溶液中按物质的量之比1:2反应,有CO2生成,绿矾加入碳酸氢铵得到碳酸亚铁,同时生成二氧化碳,依据原子守恒电荷守恒写出离子方程式为:
Fe2++2HCO3-=CO2↑+FeCO3↓+H2O,
故答案为:Fe2++2HCO3-=CO2↑+FeCO3↓+H2O;
(2)铁元素的转化途径是FeCO3 FeO
Fe,还原剂是加入的煤生成的一氧化碳,转化关系中碳酸亚铁隔绝空气受热分解生成氧化亚铁和 二氧化碳,二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳;一氧化碳还原氧化亚铁为金属铁;反应的化学方程式为:FeCO3
FeO+CO2↑、C+CO2
2CO、CO+FeO
Fe+CO2,
故答案为:FeCO3FeO+CO2↑、C+CO2
2CO、CO+FeO
Fe+CO2;
(3)绿矾溶解和碳酸氢铵反应后的滤液中含有亚铁离子;向母液中通入含臭氧的空气氧化亚铁离子为铁离子、调节pH铁离子全部沉淀、过滤,除去的杂质离子是Fe2+,
故答案为:Fe2+;
(4)母液“除杂”后,得到(NH4)2SO4粗产品,可知结晶析出的晶体需要通过过滤方法得到固体,铵根离子水解是吸热反应,升高温度平衡向吸热反应方向进行,即向铵根离子水解方向进行,温度较高氨气放出促进平衡正向进行,溶液酸性增强生成硫酸氢铵,
故答案为:过滤;NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,温度过高一水合氨分解氨气挥发,平衡正向进行,酸性增强生成硫酸氢铵;
(5)依据图表数据分析改变温度对三氧化硫的量影响不大,改变空气的量会提高二氧化硫的转化率得到三氧化硫增多,故答案为:增大空气通入量.
实验室里用下、如图所示装置制取纯净的无水CuCl2.试回答下列问题:
(1)写出烧瓶中发生反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目______.
(2)B处盛有饱和食盐水(或水),其作用是______.
(3)C处盛放的试剂______(填名称),其作用是______.
(4)E处盛有______(填名称),发生反应的离子方程式为______.
(5)实验结束时,应先熄灭______处酒精灯.
正确答案
(1)A为制备氯气装置,装置A中反应为二氧化锰与盐酸反应生成氯化锰、氯气、水,反应方程式为
,
故答案为:
;
(2)浓盐酸具有挥发性,所以制备的氯气中含有氯化氢,氯化氢极易溶于水,氯气的溶解度较小,所以可用饱和食盐水(或水)除去氯气气体中的氯化氢,
故答案为:除去Cl2中的HCl;
(3)因为题中要求制取纯净的无水CuCl2,所以要除去氯气中混有的水蒸气,且不引进新的杂质,氯气也和该物质不反应,所以选择浓硫酸干燥,
故答案为:浓硫酸;干燥Cl2;
(4)尾气中含有氯气,氯气有毒,污染环境,不能直接排放到大气中.常用氢氧化钠溶液吸收,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠与水,反应离子方程式为
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:氢氧化钠溶液;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(5)为防止倒吸应先熄灭D的酒精灯,冷却再熄灭A的酒精灯,故答案为:D.
下列装置可用于某些气体的制备、干燥、性质的验证和尾气的处理(加热及夹持固定装置均略去),请回答下列问题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选用)。
(1)当平底烧瓶中盛装锌片,分液漏斗中盛装稀硫酸时,可验证H2的还原性并检验其氧化产物。
①当仪器的连接顺序为A→D→B→B→C时,两次使用B装置,其中所盛的药品依次是CuO、_________。
②检查好装置的气密性后,加热B之前必须进行的操作是______________________。
(2)若平底烧瓶中盛装Na2O2固体,分液漏斗中盛装浓氨水,B中盛装固体催化剂,可进行氨的催化剂氧化,其反应产物为NO和H2O。
①各仪器装置按气流方向从左到右的连接顺序为A→C→B→C,请写出B中氨的催化氧化反应方程式_________。
②装置B中可能观察到的现象是_______________________。
(3)若平底烧瓶中盛装MnO2分液漏斗中盛装浓盐酸,B中是纯铁粉,则可选用如图仪器装置制取纯净的FeCl3 (FeCl3遇水蒸气产生白雾)。
①根据气流方向,从图中选择适当的仪器进行实验,则装置的连接顺序为(填字母): A→( )→( )→( )→( )→( );实验过程中,A、B两处均需要加热但不能同时加热,应先加热_________(填“A”或“B”),理由是_________;B中的反应发生后就可以停止加热,这说明B中的反应是_________(填“吸”或“放”)热反应。
②设计一种方案,证实实验结束后,B中固体中仍存在一定量的铁单质________________。
正确答案
(1)①无水硫酸铜;②检验H2是否纯净或装置中的空气是否排尽
(2)①4NH3+5O24NO+6H2O
②有红棕色气体出现,玻璃管内壁附着有水珠
(3)①EDBCE或EDBDE ; A;用Cl2排出装置内的空气,防止加热时O2氧化单质铁 ;放
②取出B中的固体,用吸铁石靠近它,吸铁石上有固体粉末出现或取少量B中的固体,加水溶解后加入足量的AgNO3溶液,然后再加入几滴KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色
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