- 研究型实验
- 共4868题
某同学对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题,请填空
(1)本实验的装置由下图三部分组成,其正确的接口连接顺序为______________ 。
(2)为证明编号2的实验中MnO2起到催化作用,上述实验后还要测定反应剩余物MnO2的质量,实验的操作顺序是:溶解→______→ _____→______→______。
(3)从上表实验数据分析,对氯酸钾受热分解有催化作用的物质,按其催化能力从大到小的顺序为___________________(填物质的化学式)。
(4)从编号3的实验数据,可计算出KClO3的分解率为________%(保留一位小数)。
(5)在进行编号5的实验时,有刺激性的黄绿色气体产生,该气体可能是______(填化学式),常用______试纸检验该气体,上述异常现象产生的原因是__________________。
正确答案
(1)a→c→b→d
(2)过滤、洗涤、烘干、称量
(3)Fe2O3 > MnO2 > CuO
(4)40.8
(5)Cl2;湿润的淀粉碘化钾;氯酸钾在加热条件下将Cr2O3氧化为可溶性化合物
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁(Fe2O3)反应的气体产物成分进行研究。
(1)提出假设 ①气体产物是CO2。 ②气体产物是CO。 ③气体产物是__________。
(2)设计方案 如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
(3)查阅资料氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气,该反应的离子方程式:_______________。
(4)实验步骤
①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为_____________。
(5)数据处理试根据实验数据分析判断,前面的假设_________(填①、②、③)是正确的。写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:______________________。
正确答案
(1)CO2、CO的混合物
(3)NH4++NO2-N2↑+2H2O
(4)步骤②中是为了排尽空气、步骤④是为了赶出所有的CO2,确保完全吸收
(5)③;2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑
某些废旧塑料可采用下列方法处理:将废塑料隔绝空气加强热,使其变成有用的物质,实验装置如下图所示。
加热聚丙烯废旧塑料得到的产物如下表
(1)试管A中残余物质有多种用途,下列所示的转化就可制取高聚物聚乙炔。
写出反应②③的化学方程式:_________________、__________________。
(2)试管B中收集到的物质有两种,其中的一种能使酸性高锰酸钾溶液褪色,这种物质的一氯代物有_______种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象是________________________。
(4)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途:______________。
正确答案
(1)CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2、 nCH≡CH
(2)4
(3)液体由橙色变为无色
(4)用作燃料、用作化工原料
下面是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中解决问题阶段,甲同学设计的证明CO具有还原性的实验装置如下图所示。
(1)点燃酒精灯A、B的先后顺序为:先__________后____________。
(2)硬质试管中发生反应的化学方程式为 __________________。
(3)洗气瓶中的实验现象为 _____________________。
(4)酒精灯B的作用为 _______________________。
(5)乙同学提出甲的装置太复杂,可将酒精灯合二为一,去掉B,而将尾气导气管出口旋转到A的火焰上即可。乙同学的设计是否合理?简述理由(从A、B使用的一致性的角度考虑)__________________________________________________。
(6)丙同学质疑:CO能否使澄清石灰水变浑浊?因此,他设计在CO通入CuO之前,应先通入澄清石灰水,以比较排除CO与澄清石灰水反应。试对此作出评价,你认为丙的设计
___________ (填“必要”或“不必要”)。)。
正确答案
(1)B;A
(2)CuO+COCu+CO2
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)点燃CO,防止CO污染环境
(5)不合理,因为CO点燃在先,CuO加热在后,不能同时进行
(6)不必要
为探究乙烯与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:在圆底烧瓶中加入适量的乙醇与浓硫酸的混合物,加热到170℃时生成乙烯。甲同学将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应。乙同学发现甲同学实验中,圆底烧瓶中液体变黑,尾气夹杂有刺激性气味的气体,推测在制得的乙烯中还有可能含有少量还原性的杂质气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应。
请回答问题:
(1)甲同学设计的实验不能验证乙烯与溴发生加成反应,其理由是_____________;
a.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
b.使溴水褪色的反应,就是加成反应
c.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
d.使溴水褪色的物质,就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯气中可能含有一种杂质气体是___________,验证过程中必须全部除去,于是设计了如下流程装置图用以证明自己的杂质猜想并验证乙烯与溴水的加成反应,写出装置内所放化学药品。 已知b瓶盛放氢氧化钠溶液,d瓶盛放溴水,而a c瓶盛放的化学药品相同,那么应该是___________ 溶液, 写出有关方程式
①乙烯与溴水反应_____________ ;②该杂质与溴水反应________________ 。
(3)1928年德国化学家第尔斯和他的学生阿尔德首次发现和记载一种新型反应,他们因此获得1950年的诺贝尔化学奖,该反应被命名为第尔斯-阿尔德反应,简称DA反应。该反应是一种环加成反应,凡含有双键或三键的不饱和化合物,可以和链状或环状含共轭双烯体系发生1,4加成反应,通常生成一个六元环,该反应条件温和,产率很高,是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段之一,也是现代有机合成里常用的反应之一。乙烯与1,3-丁二烯(共轭双烯体系的代表物)在一定条件下能够发生DA反应,得到环己烯。请用键线式书写该方程式_____________。写出环己烯的一种链状的同分异构体的结构简式_____________________。
正确答案
(1)a c.
(2)SO2; 品红(溶液); ①CH2=CH2 +Br2→CH2BrCH2Br ;②SO2+Br2 +2H2O==2HBr + H2SO4 (3)方程式“略”
某化学兴趣小组在实验室探究氨的有关性质,设计了下图所示实验,A处是气体发生装置,A中所用的实验药品从下列物质中选取。
(1)A中发生的化学反应方程式为________。制取气体所用到的玻璃仪器主要有_______种(不包括连接装置)。
(2)B装置的作用为____________________________。
(3)D中铜片发生反应的离子方程式为___________________________,为了使Cu片溶解的速率加快,可向D处的溶液中加入下列少量物质中的___________(填下列各项序号)
A、Na2CO3 B、AgNO3 C、H2SO4 D、FeSO4
(4)图E中持续通入氧气的作用为____________________。
(5)有人认为他们设计的这套实验装置还存在明显的不足,对其不足之处以及应如何改进,谈谈你的意见:_______________________________________________________。
正确答案
(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2H2O+2NH3↑;2
(2)吸收二氧化碳和水蒸气并产生氧气
(3)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;BC
(4)使有害气体吸收更完全
(5)D装置的液体易倒流入玻璃管C中,使玻璃管破裂,在C装置与D装置之间连接一防倒吸装置。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(含少量碳元素)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是_________________。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中有Fe2+,应先用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4,然后加入足量 BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为____。
[探究二] 分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和CO2气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是____________。
(4)认为气体Y中还含有CO2的理由是__________ (用化学方程式表示)。
(5)为确认CO2的存在,需在装置中添加M于____(填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是___________________
正确答案
(1)铁钉遇冷浓硫酸发生了钝化(或其他合理答案)
(2)①d;②66.7%
(3)检验SO2是否除尽
(4)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)c
(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
某化学学习小组利用如图所示装置来探究相应物质的化学性质。选择适当试剂完成实验A、B、C,并得出相应的实验结论。实验A、B、C所用试剂和所得结论列于表中。
(1)乙装置的名称:_____________。
(2)请填写①~⑤的试剂名称或实验结论:①___________;②__________;③________ ;④___________;⑤______________。
(3)小明利用该装置自行设计了一个实验——证明NO2具有氧化性(注:丙中已事先添加Na2S溶液)。据此回答下列问题:
①如何检验该装置的气密性:_______;
②打开甲装置的活塞后,装置乙中发生反应的化学方程式:___________;
③某同学对小明的实验设计提出了质疑,认为丙中溶液变浑浊不足以证明NO2具有氧化性,你认为他的理由是:__________ (用化学反应方程式和简要文字回答);
④NO2气体有毒,应用NaOH溶液吸收,请写出此反应的离子方程式:____________。
正确答案
(1)锥形瓶
(2)①双氧水(或过氧化氢溶液) ;②氢硫酸溶液 ;③酸性:醋酸> 碳酸>硅酸 ;④浓氢氧化钠溶液(或饱和氢氧化钠溶液);⑤氯化铵固体(或NH4Cl晶体)
(3)①关闭分液漏斗的活塞,在丙中注入一定量的水,将导管插入水中,微热锥形瓶,一段时间后在导管口看到有气泡产生,撤去酒精灯,在导管中产生一段水柱,说明装置的气密性良好
②Cu+4HNO3(浓) =Cu(NO)2+2NO2↑+2H2O
③3NO2+H2O=2HNO3+ NO,NO2和水反应生成的HNO3是一种强氧化性的酸,也可将Na2S氧化使溶液变浑浊
④2NO+2OH-=NO3-+NO2-+ H2O
根据下图所示一氧化碳还原铁的氧化物的实验装置,回答下列问题。
(1)怎样知道硬质玻璃管中Fe2O3已开始发生反应?
__________________________。
(2)在a处点燃,可观察到什么现象?为什么要点燃?________________________。
(3)实验结束时应注意的操作是________。
①先停止通入CO
②先熄灭酒精灯,并继续通入CO
③熄灭酒精灯,同时停止通入CO
④先熄灭酒精灯,继续通入CO,并点燃排出的CO气体
正确答案
(1)当硬质玻璃管中红褐色物质开始变黑,b中澄清石灰水开始变浑浊时,说明已开始发生反应
(2)可看见浅蓝色的火焰,因CO有毒,为防止CO污染空气,必须点燃或用其他方法处理未反应的CO
(3)④
为测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成的NO气体和NO2气体的物质的量之比(用m表示),请从下图中选用适当的实验装置,设计一个合理而简单的实验,用于测定m的值。其中E装置由甲、乙两 根玻璃管组成,用橡皮管连通,并装入适量水,甲管有刻度(0~50 mL),供量气 用,乙管可上下移动,用来调节液面高低。
回答下列问题:
(1)实验中气体(NO和NO2)发生装置应选择__________ (填装置序号)。
(2)要测定m值,需要将C中的溶液进行中和滴定,由于浓硝酸具有强氧化性,能把酸碱指示剂氧化褪色而影响实验。因此,中和滴定前必须进行的操作是 __________________。
(3)装置的连接顺序是(填各装置接口的编号,连接胶管及夹持装置均省略) ____________。
(4)连接好装置,检查气密性后,应进行两步必要的操作:第一,打开b,向E装置右管中加适量水;第二,___________。
(5)实验前甲、乙两管液面在同一水平面上,最后读数时乙管的液面高于甲管的液面。此时应进行的操作是______________。
(6)实验后若量气管中气体的体积(换算成标准状况下)为V(L),C中硝酸的物质的量为nmol,则用含n和V的式子表示m=______________ 。
正确答案
(1)B
(2)将C中的溶液加适量水稀释
(3)③④⑤⑨
(4)打开a,通足量N2,排净装置中的空气
(5)向下移动乙管,使甲、乙两管液面在同一水平面上
(6)(V-11.2n)/33.6n
某实验小组利用反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2测定铜的近似相对原子质量,可供选择的装置如图所示。
方案一:通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。
(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置,连接顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→b。
(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置,实验前滴定管液面初读数为V1 L,实验后恢复到室温,调节装置两侧液面相平后得到末读数为V2 L,设室温时气体摩尔体积为Vm L·mol-1,且E装置中CuO的质量为m1 g,充分反应后生成CuCl2的质量为m2 g,则铜的近似相对原子质量的表达式为
[用含m1、V1、V2的代数式表示]。
(3)若氧化铜中混有铜,则测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)装置E在实验过程中的主要现象是 。
方案二:利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他的装置处理)完成测定任务。
(5)你认为测定的物理量有 (写出一组),按你测定的物理量,写出铜的近似相对原子质量的表达式: 。
正确答案
(1)e f i j g h c d
(2) -16 (3)偏大
(4)固体由黑色变成棕黄色
(5)m1、m2
方案一:通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量;方案二:通过测定反应物CuO的质量和产物CuCl2的质量来测定铜的近似相对原子质量。实验前要设计得到纯净的Cl2,装置A:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,得到Cl2中含有HCl和水蒸气,用装置D来除去HCl,用装置F干燥Cl2。在装置E中发生反应2CuO+2Cl2
2CuCl2+O2。当用方案一时,先用装置C(碱石灰)除去多余的氯气,再用装置B测量V(O2),因此方案一仪器连接顺序为a→ef→ij→gh→cd→b。
2CuO ~ O2
2M(Cu)+32 Vm
m1 V1-V2
=
,M(Cu)=
-16。
CuO ~ CuCl2
M(Cu)+16 M(Cu)+71
m1 m2
=
,
可得M(Cu)=。
硫代硫酸钠(Na2S2O3)可看成是一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子而形成.某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想,通过实验探究Na2S2O3的化学性质.
【提出问题】Na2S2O3是否与Na2SO4相似从而具备下列性质呢?
猜想①:______;
猜想②:溶液呈中性,且不与酸反应;
猜想③:无还原性,不能被氧化剂氧化.
【实验探究】基于上述猜想②、③,设计实验方案.
【实验结论】Na2S2O3能与酸反应,具有还原性,与Na2SO4的化学性质不相似.
【问题讨论】
(1)甲同学向“探究‘猜想③’”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化.你认为该方案是否正确并说明理由______.
(2)请重新设计一个实验方案,证明Na2S2O3被氯水氧化.该实验方案是______.
正确答案
【提出问题】
硫酸钠与氯化钡反应生成白色沉淀,猜想Na2S2O3与BaCl2溶液反应有沉淀生成;
故答案为:与BaCl2溶液反应有沉淀生成;
【实验探究】
A.根据盐类水解的规律,无弱不水解,有弱才水解,越弱越水解,谁强显谁性,Na2S2O3为强碱弱酸盐,水解呈碱性,用PH试纸测溶液的PH,
故答案为:用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液,点滴到pH试纸的中央,将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照;
B.向pH=2的硫酸中滴加Na2S2O3溶液,硫代硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫气体和硫单质,Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,
故答案为:有淡黄色沉淀和无色刺激性气味气体产生;
C.根据氧化还原反应的实质得失电子守恒,S2O32-→2SO42-~8e-,Cl2→2CI-~2e-,所以4molCl2氧化1molS2O32-,得到8molCl-和2molSO42-,根据电荷守恒,生成物中应有10molH+,根据原子守恒反应物中应有5molH2O,离子方程式为
S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,
故答案为:S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+;
【问题讨论】
(1)氯水的成分中含有氯离子,可以和AgNO3溶液反应产生白色沉淀,
故答案为:不正确;因氯水过量,氯水中同样含有Cl-;
(2)硫酸根检验时要排除碳酸根离子和亚硫酸根离子的干扰,所以加入用盐酸酸化的氯化钡溶液,如果有白色沉淀产生,则证明含有硫酸根离子,反之则没有,
故答案为:取少量反应后的溶液.向其中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液,若观察到有白色沉淀产生,则说明Na2S2O3能被氯水氧化;
(1)浓硫酸与木炭粉在加热条件下的化学方程式为___________________。
(2)已知KMnO4酸性溶液可以吸收SO2,试用下图中各装置设计一个实验,验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序(按产物气流从左到右的方向)是(填装置的编号): __________→___________→_________→________。
(3)实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色,C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是______________,B瓶溶液的作用是__________,C瓶溶液的作用是______________。
(4)装置②中所加的固体药品是________,可确证的产物是,确定装置②在整套装置中位置的理由是________________________。
(5)装置③中所盛溶液是_______________,可验证的产物是_____________。
正确答案
(1)C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O↑
(2)④ ② ① ③
(3)验证产物气流中是否有SO2 ;将SO2全部氧化吸收 ;确证产物中SO2已被B瓶溶液全部氧化
(4)无水CuSO4(或变色硅胶), 水蒸气 ; 由于产物气流通过①③时会带出水蒸气,所以②必须在①③之前
(5)澄清石灰水 ;CO2
下图是铜与稀硝酸反应的两个实验装置图,请回答下列问题:
(1)I实验装置中能否证明铜与稀硝酸反应生成的是NO气体______________(填“能”或“不能”),简述理由________________。
(2)①若用Ⅱ实验装置进行实验,以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO,则检查气密性的操作是_____________________________________。
②在烧杯中加入一定体积的稀硝酸,打开止水夹,用注射器慢慢抽取干燥管内的空气,稀硝酸沿着干燥管慢慢上升,直到充满整个干燥管,停止抽拉注射器,关闭止水夹,观察到干燥管内的现象为____________________。
③反应停止后,打开止水夹,用注射器抽取干燥管内的气体(事先已将注射器内原有的空气推出),关闭止水夹后取下注射器,并抽取一定量的空气,观察到的现象是________。
(3)上述实验完成后,将注射器内的气体通入到NaOH溶液中,其目的是__________。
(4)铜与1mol/L的硝酸反应。如果NO3-浓度下降0.2mol/L,则溶液中c(H+)同时下降_____________mol/L
正确答案
(1)不能;因为圆底烧瓶中有空气,空气中的氧气会与NO反应生成NO2,出现红棕色
(2)①关闭止水夹,将干燥管放入带有水的烧杯中,若干燥管内的液面比烧杯中的液面低,且过一段时间后干燥管内的液面位置保持不变,则表明该装置的气密性良好。(或其它合理答案);②铜片溶解,且表面有无色气泡产生,溶液变成蓝色,液面下降;
③有红棕色气体产生
(3)防止污染环境
(4)0.8
某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计了如下图所示的实验探究方案(说明:①装置中的固定仪器和酒精灯均未画出,②SO2易溶于水而不溶于CCl4)
实验药品:细铜丝、98.3%的H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等。
以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。
材料1:实验现象摘录:加热前,无明显现象发生,加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?较长时间加热后,黑色颗粒状物质逐渐转变为灰白色固体,猜想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。
材料2:探究实验剪辑:将实验所得黒色固体分离出来,再经水洗仍有少量黑色不溶物,将该黒色不溶物分为三份:
①向其中加入几滴浓硝酸,产生大量红棕色气体。
②向其中加入稀硫酸,黑色明显变浅,溶液呈浅蓝色。
③经过滤、稀硫酸洗涤、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减少10%左右。
根据上述材料回答下列问题:
(1) A试管上方的长导管作用是________________________; D、E两支试管中CCl4的作用是______________________。
(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失。该淡黄色固体物质可能是___________________,写出淡黄色固体物质消失的化学反应方程式___________________________。
(3) 对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,且D试管中澄清石灰水出现浑浊,据此推知A试管中反应生成了________________。
(4)铜与浓硫酸反应的化学方程式________________(写主要产物),根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是___________(写化学式)。
正确答案
(1)冷凝、回流;防止倒吸
(2)S;S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
(3)SO2(4)Cu+2H2SO4(浓)SO2↑+2H2O+CuSO4;CuO、CuS、Cu2S
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