- 研究型实验
- 共4868题
碱式碳酸铜的成分有多种,其化学式一般可表示为xCu(OH)2•yCuCO3.
(1)孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石,其主要成分是Cu(OH)2•CuCO3.某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件,设计了如下实验:
实验1:将2.0mL0.50mol•L-1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL0.50mol•L-1的NaOH溶液和0.25mol•L-1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合.
实验2:将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应.
实验记录如下:
表Ⅰ表Ⅱ
①实验室制取少许孔雀石,应该采用的条件是______.
②80℃时,所制得的孔雀石有少量褐色物质的原因是______.
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:
步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中.
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量.
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生.
步骤4:______.
步骤5:称量相关装置的质量.
①装置A的作用是______;若无装置E,则实验测定的x/y的值将______(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
②某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管与样品的质量163.8g
B.反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C.装置C实验后增重9.0g
D.装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的______(写出所有组合的字母代号)一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出该样品组成的化学式______.
正确答案
(1)①由表中数据,0.25mol•L-1的碳酸钠溶液2mL时生成的碱式碳酸铜最多,此时n[Cu(NO3)2]:n(Na2CO3)=2:1;当温度在75℃,生成的碱式碳酸铜最佳,
故答案为:n[Cu(NO3)2]:n(Na2CO3)=2:1、75℃;
②温度较高,氢氧化铜分解生成了氧化铜,所制得的孔雀石有少量褐色物质是氧化铜,
故答案为:Cu(OH)2受热分解为CuO;
(2)步骤4反应完毕后,需要继续通空气,让装置冷却,
故答案为:继续通一段时间空气至装置冷却;
①装置A碱石灰是干燥剂,可吸收空气中的水分,同时还能吸收空气中的二氧化碳,防止对装置CD增重的数据造成影响,装置E的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置,D装置是吸收生成的二氧化碳的,C装置是吸收生成的水的,如果没有装置E,会使D装置质量增重偏大,即生成的二氧化碳质量偏大,则x/y的值会偏小
故答案为:除去空气中的CO2和H2O;偏小;
②碱式碳酸铜分解的化学方程xCu(OH)2•yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑要测定
的值,可以测定生成的水和二氧化碳的质量,即测定C装置增重的质量和D装置增重的质量.故可选CD,
xCu(OH)2•yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑
18x 44y
9g 8.8g
=
=
,
若测出反应后玻璃管中样品的质量以及装置C增重的质量,即已知方程式中氧化铜和水的质量关系,可求出的值;故可选BC
xCu(OH)2•yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑
(x+y)×80 18x
56g9g
=
=
,
同样若已知反应后玻璃管中样品的质量以及装置C增重的质量,即已知方程式中氧化铜和二氧化碳的质量关系,可求出出的值.故可可选BD
xCu(OH)2•yCuCO3(x+y)CuO+xH2O+yCO2↑
(x+y)×80 44y
56g 8.8
=
,
=
,
故答案为:BC、BD、CD5Cu(OH)2•2CuCO3;
某兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。
(1)在热水浴中进行3个实验,部分实验报告如下表所示。
①实验I、Ⅱ的目的是___________,
②实验Ⅲ中反应的本质是(用离子方程式表示)________________
(2)利用电化学原理实现铜溶于稀硫酸并生成氢气。
①Cu作______极;
②总反应的离子方程式是______________。
正确答案
(1)①证明Cu不与H+、NO3-单独反应;②3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)①阳;②Cu+2H+Cu2++H2↑
某校化学小组学生利用下图所示装置进行“乙二酸(俗名草酸)晶体受热分解”的实验,并验证分解产物中有CO2和CO(图中夹持装置已略去)。
(1)装置C的作用是_______,装置E的作用是______________。
(2)乙二酸受热分解的反应方程式是____________________________。
(3)①证明分解产物中有CO2的现象是 _______________________。
②证明分解产物中有CO的现象是______________________。
(4)该装置有一个不足之处,请写出弥补这个不足之处的理由和具体方法:
______________________________。
正确答案
(1)吸收乙二酸晶体受热分解生成的二氧化碳;干燥CO气体
(2)“略”
(3)装置B中澄清石灰水变浑浊;装置D中澄清石灰水不变浑浊,装置F中黑色氧化铜变为红色固体,装置G中澄清石灰水变浑浊
(4)在G装置后加燃着的酒精灯处理尾气CO,以防止其污染空气
下图是某次实验探究铁及其化合物性质的流程图
根据图示及下面的提示回答下列问题:
(1)实验时某同学欲使集气瓶中生成高价铁盐,则集气瓶中应预先收集一种黄绿色气体,所发生反应的化学方程式是:__________________;
(2)请设计简单实验来确认上述反应中生成了高价铁______________________________
(3)将集气瓶中的所得溶液倒入试管I中,然后加入过量的 单质A,静置,溶液呈现蓝色,该实验证明氧化性弱的金属阳离子是______________(填写离子符号);
(4)将试管I中的液体倒入试管Ⅱ中,再加入过量铁粉,振荡并过滤,该实验操作中使用到的玻璃仪器除烧杯和漏斗外,还有______________。
正确答案
(1)2Fe+3Cl2=2FeCl3
(2)取少量固体,加水配制成溶液,向其中加几滴KSCN溶液,若溶液变血红色,说明有高价铁盐生成,否则无高价铁盐生成
(3)Cu2+(4)玻璃棒
已知明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水中可解离出K+、Al3+和SO42-,某学习小组为探究明矾中何种离子起净水作用,做如下实验,请你完成实验报告
(1)
有同学认为以上方案中只是证明了Al2(SO4)3可以净水,K+没有净水作用,但不能确定Al3+和SO42-能否净水,不够完善。请你仔细分析以上实验报告并将你完善实验所用的试剂及目的填入下表中
(2)
正确答案
(1)烧杯中的水变澄清;K+不能起净水作用
(2)③AlCl3(或Al(NO3)3);④验证Al3+(或铝离子)的净水作用;
⑤Na2SO4;⑥验证SO42-没有净水作用
金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。在高中化学教材的几次改版中该实验曾出现过几种不同的演示方法,分别如下图中甲、乙、丙所示
(1)现按图甲所示的方法,在室温时,向盛有Ca(HCO3)2溶液的水槽中加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是________
A.钠浮在液面上,并四处游动,最后消失
B.钠熔化成一个光亮的小球
C.反应开始后,溶液由无色变红色
D.恢复到室温时,烧杯底部有固体物质析出
(2)请补充并完成甲实验中从试剂中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作;用镊子从试剂中取出一块钠→
______________,用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有Ca(HCO3)2溶液的烧杯中。
(3)某同学用镊子夹住一块钠,按图乙所示方法来收集产生的气体,但钠很快脱落,实验没有成功。正确的关键操作是_____________________。
(4)用装满水的矿泉水瓶按图丙方法进行实验,用手挤压矿泉水瓶并塞紧带有钠的塞子,排出水的体积共为16.8 mL,待钠反应结束后,干瘪的带塞矿泉水瓶恢复成原状,假设瓶内、瓶外均处于标准状况,则所用的钠的质量为_______g。
正确答案
(1)ABD
(2)用滤纸吸干表面的煤油,在玻璃片上用小刀切下绿豆大小的钠粒,并将多余的钠放回试剂瓶中
(3)用铝箔把钠包好后再扎上一些小孔,再用镊子夹住
(4)0.0345
某混合金属粉末,除Mg外,还含有Al、Zn中的一种或两种,含量都在10%以上。某研究小组设计实验探究该混合金属粉末中铝、锌元素的存在。所用试剂:样品、pH试纸、稀H2SO4、NaOH溶液、稀NH3·H2O。该小组探究过程如下:
● 查阅资料:
①镁、铝、锌都是银白色的金属
②锌(Zn)可以与NaOH溶液反应生成H2
③Zn(OH)2为白色固体,难溶于水,可溶于强碱及NH3·H2O
④Zn2+易形成络合物如Zn(NH3)42+,该络合物遇强酸分解生成Zn2+、NH4+● 提出假设:
(1)假设①:该混合金属粉末中除镁外还含有________元素
假设②:该混合金属粉末中除镁外还含有________元素
假设③:该混合金属粉末中除镁外还含有铝、锌元素
● 实验探究:甲同学基于假设③设计实验方案如下:
乙同学同样基于假设3设计另一实验方案如下:
(2)试剂M是________________;沉淀B是__________________。
(3)丙同学认为乙同学的方案比甲同学的好,理由是______________________。
(4)丁同学研究了甲、乙两同学的方案后,在其中一种方案的基础上用最简便方法测定了Wg样品中金属镁(Mg)的质量,他的方法是____________________________。
(5)操作Ⅰ的主要过程是:在滤液中逐滴加入,直至生成的沉淀刚好溶解,再加入足量的_________________。
(6)某溶液中含有Zn2+、Al3+、NH4+和SO42-等离子,向其中逐滴加入NaOH溶液,则生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积关系的图像正确的是__________。
A.
B.
C.
D.
正确答案
(1)假设①:铝(或Al);假设②:锌(或Zn)
(2)NaOH溶液(或氢氧化钠溶液,无“溶液”两字不扣分;Al(OH)3
(3)步骤简单;节约试剂
(4)将沉淀C洗涤、小心干燥后称量
(5)稀硫酸;稀氨水
(6)B
请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。
(1)在下面方框中,A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管及尾气处理部分不必画出,需要加热的仪器下方用△标出),按气体方向在每件仪器下方标出字母B、C.....;其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下
(2)根据方框中的装置图,填写下表。
(3)有人对气体发生器作如下改进;在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中,改进后的优点是:___________________
(4)验证CO的方法是_____________________
正确答案
(1)
(2)
(3)防止生成的气体从长颈漏斗中选出
(4)在(1)中的D装置后再依次连接盛有氢氧化钠溶液(E)、澄清石灰水(F)、浓硫酸(G)的洗气瓶和盛有氧化铜粉末的反应管(H),进行该反应,若H在加热后黑色固体变红色则证明生成了CO
学习卤代烃性质时,我们知道溴乙烷在不同溶剂中与氢氧化钠发生不同类型的反应,生成不同的反应产物。我们可以通过实验的方法去验证反应的产物:
(1)在溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液的__________(反应类型)中可以观察到有气体生成。某同学用如下图所示装置对该气体进行验证,他所观察到的现象是_________________________;
(2)盛水试管的作用是______________________;
(3)除了用酸性高锰酸钾溶液外,还可以用_________试剂检验该气体,其反应原理是_________________________(用化学方程式表示)。
(4)另一位同学取少量溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应后的混合溶液,向其中滴加硝酸银溶液,加热,产生少量沉淀。该同学由此得出溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应,生成了溴化钠。老师和同学都认为这样不合理。若请你用实验验证该反应中生成了溴化钠,你与该同学实验方案不同的实验方法是___________________________________。
正确答案
(1)消去反应;高锰酸钾褪色
(2)除去气体中少量的乙醇
(3)溴水;CH2=CH2+ Br2→BrCH2CH2Br
(4)将混合溶液先用稀硝酸酸化,再向溴乙烷中加硝酸银溶液
某研究性学习小组设计了一组实验来验证元素周期律。
I.甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50 mL水,再分别滴加几滴酚酞溶液,依次加入大小相近的块状锂、钠、钾,观察现象。
(1)甲同学设计实验的目的是____,反应最剧烈的烧杯是____(填字母)
Ⅱ.乙同学设计实验验证氮、碳、硅元素的非金属性强弱,实验装置如上图所示。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性 强弱,已知A是强酸,常温下可与铜反应,B是难溶性块状固体;打开分液漏斗的活塞后,C中可观察到白色沉淀生成(其中溶液足量)。
(2)写出所选物质或溶液中溶质的化学式: A___________,B____________,C___________。
(3)写出烧瓶中发生反应的离子方程式:_____________________。
(4)写出烧杯中发生反应的离子方程式(不考虑杂质的反应)________________________。
正确答案
(1)验证锂、钠、钾的活泼性(或验证同一主族从 上到下元素的金属性逐渐增强);c
(2)HNO3 ;CaCO3 ;Na2SiO3(或K2SiO3)
(3)CaCO3+2H+=Ca2++H2+CO2↑
(4)CO2+SiO32- +H2O=H2SiO3↓ +CO32-
“碘钟”实验中,3I-+ S2O32- = I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,
t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验,得到数据如下表
回答下列问题:
(1)该实验的目的是___________。
(2)显色时间t1=____________
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为__________(填字母)。
A.<22s B.22-44s C.>44s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是_________________。
正确答案
(1)研究反应物I-与S2O32-的浓度对反应速率的影响
(2)29.3s
(3)A
(4)反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比)
(1)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他取了两只试管,均加入4mL 0.01mol/L的KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于凉水中,记录溶液褪色所需的时间。
①需要用 来酸化KMnO4溶液,褪色所需时间tA tB(填“>”、“=”或“<”).
②写出该反应的离子方程式 .
(2)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,具体操作为:
①配制250mL溶液:准确称量5.0g乙二酸样品,配成250mL溶液。
②滴定:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000mol?L﹣1KMnO4溶液装入
(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了。请解释原因: 。当 ,证明达到滴定终点.
③计算:再重复上述操作2次,记录实验数据如下.
则消耗KMnO4溶液的平均体积为 mL,已知H2C2O4的相对分子质量为90,则此样品的纯度为 。
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是 。
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外
E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视.
正确答案
(1)①硫酸,<;②5H2C2O4+2MnO4﹣+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(2)②酸式;反应中生成的锰离子具有催化作用,所以随后褪色会加快;当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化;③ 20.00, 90.00% ;④ACD。
试题分析:(1)①高锰酸钾具有强氧化性,酸化高锰酸钾溶液应选用非还原性的酸,一般选稀硫酸;当其他条件不变时,温度越高反应速率越快,则褪色时间越短,褪色所需时间tA<tB;②酸性条件下,高锰酸根离子能氧化草酸生成二氧化碳,自身被还原生成锰离子,同时生成水,发生的离子反应方程式为:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;(2)②酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,只能盛放在酸式滴定管中;在实验中发现,刚滴下少量KMnO4溶液时,溶液迅速变成紫红色。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪色了。原因是高锰酸根离子被还原生成的锰离子有催化作用而导致反应速率加快,当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化,证明达到终点。③分析表中数据知,第3组数据与前两组数据相差较大,应舍去,则消耗KMnO4溶液的平均体积20.00mL;设样品的纯度为x,
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
450g 2mol
5.0x×1/10g (0.1×0.020)mol
解得x=90.00%;
④A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管,会导致酸性高锰酸钾浓度偏小,需要高锰酸钾溶液体积偏大,测定结果偏高,正确;B.滴定前锥形瓶有少量水,对测定结果无影响,错误;C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,高锰酸钾溶液体积偏大,测定结果偏高,正确;D.不小心将少量酸性KMnO4溶液滴在锥形瓶外,高锰酸钾溶液体积偏大,测定结果偏高,正确;E.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,高锰酸钾溶液体积偏小,测定结果偏低,错误;选ACD。
某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有____________________;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________________;
(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是____________________________ ;
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有_______________________(答两种);
(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计,其中:V1=__________,V6=_______ V9=__________,
②反应一段时间后,实验A中的金属呈________色,实验E中的金属呈_____________色;
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因____________________________________。
正确答案
(1)Zn+CuSO4=ZnSO4十Cu、Zn+ H2SO4= ZnSO4十H2↑
(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了氢气产生的速率
(3)Ag2SO4 (4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种)
(5)①30;10;17.5 ②灰黑;暗红 ③当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按下图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________ ,其中发生反应的化学方程式为_________;
(2)实验过程中,装置B、C中发生的现象分别是________、___________ ,这些现象分别说明SO2具有的性质是 _______和_______ ;装置B中发生反应的离子方程式为______________________ ;
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性,请写出实验操作及现象_______________________; (4)尾气可采用_________________溶液吸收。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶;Na2SO3+ H2SO4(浓)===Na2SO4+ SO2 +H2O
(2)溶液由紫红色变为无色无色;溶液中出现黄色浑浊;还原性;氧化性;5SO2 +2MnO4- +2H2O===2Mn2+ +5SO42- +4H+(3)品红溶液褪色后,关闭分液漏斗的旋塞,点燃酒精灯加热,溶液恢复为红色
(4) NaOH
SO2是硫酸工业的主要大气污染物,回收利用SO2既能减少大气污染,又能充分利用资源。已知:用
Fe2+、Fe3+离子作催化剂,标况下在转化器中SO2可被O2氧化成SO42-,实现SO2的回收利用。某同学设计测定转化器的脱硫效率方案如下
(1)在实验(Ⅰ)中,为了确定SO2的体积分数,可将模拟烟气缓慢通过已知体积和浓度的__________溶液,并用溶液的颜色刚好褪去时所消耗的模拟烟气的体积(标况下)来计算SO2的体积分数。
(2)在标准状况下用实验(Ⅱ)测定转化器中的脱硫效率,若已知气流流速,还需测定的数据是
_________ 和_________。
(3)实验室在一定条件下,将2mol SO2(g) 和1mol O2 (g) 充入20L密闭容器中,反应从起始到平衡后压强变为原来的11/15。请计算该条件下SO2的平衡转化率及SO3(g)SO2(g)+1/2O2(g)的平衡常数,写出计算过程:__________________________
正确答案
(1)酸性高锰酸钾
(2)通气体的时间;硫酸钡的质量
(3)1/40
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