- 研究型实验
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我国化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法的化学原理是将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中,其化学反应方程式为:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl.
(1)在实验室中利用上述原理从反应所得溶液中分离出碳酸氢钠晶体的实验操作称为______,该装置使用的玻璃仪器有玻璃棒、______、______.
(2)实验所得碳酸氢钠晶体中,可能含有的杂质离子有Cl-和NH4+,实验室鉴定Cl-所选用的试剂是______,所发生反应的离子方程式为:______;鉴定另一种杂质离子NH4+的实验检验方法是______.
(3)碳酸氢钠晶体受热分解可得到纯碱,其化学反应方程式为______.
正确答案
(1)提取液体中的固体并使其分离一般采用过滤的方式完成,过滤操作中用到的玻璃仪器主要有:烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:过滤;烧杯;漏斗;
(2)实验室对溶液中氯离子的检验方法是:加入硝酸酸化的硝酸银溶液,如果由白色沉淀生成则可判断原溶液中存在氯离子,反应的离子方程式为Cl-+Ag+=AgCl↓;铵根离子的检验方法是:加入碱性较强的溶液并加热,如果能生成使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的气体,则可证明铵根离子的存在,其原理是铵盐遇碱会生成氨气
故答案为:AgNO3溶液、稀HNO3;Cl-+Ag+=AgCl↓;取少量固体与强碱溶液混合加热,生成的气体用湿润的红色石蕊试纸检验;
(3)碳酸氢钠受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,
故答案为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O.
使用中学常用实验器材设计一个实验,证实Ba( OH)2和H2SO4在溶液中的反应是离子反应,要求写出有关的实验原理、过程、现象。
(1)实验原理:___;
(2)实验过程:____;
(3)实验现象:____。
正确答案
(1) Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
(2)将石墨棒、导线、灯泡、烧杯中盛有的Ba( OH)2溶液组成闭合电路,并固定滴定管(盛H2SO4)于铁架台上,再向Ba(OH)2溶液中滴加同浓度的H2SO4溶液直至过量
(3)电灯明亮,逐渐变暗直至熄灭,后又逐渐变亮
某同学设计了下图所示装置(夹持仪器省略)进行系列实验,实验时将药品A逐滴加入到固体B中,请回答:
(1)若A为浓氨水,B为烧碱,C为AlCl3溶液,打开分液漏斗旋塞,烧瓶中即有氨气生成, 原因是__________ (结合离子方程式回答)。一段时间后,观察到试管中的现象是_________,发生反应的离子方程式是______________。
(2)利用该装置设计实验证明醋酸、碳酸、苯酚的酸性强弱,若B为碳酸钠,A与B发生反应的离子方程式是___________ ,能得到的相应结论是______________;试管中出现浑浊,依据此现象能否得出相应的结论,请简述理由:_______________ 。
正确答案
(1)在氨水中有下列平衡:NH3+H2ONH3·H2O
NH4++OH-,NaOH固体溶于水放热,使得氨气的溶解度减小, 同时增大了溶液中的c(OH-),促使化学平衡逆向移动;有白色沉淀产生;
Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+ (2)CO32-+2CH3COOH==2CH3COO-+H2O+CO2↑ ;醋酸酸性强于碳酸; 不能,因为醋酸具有挥发性,挥发出的醋酸也可以和苯酚钠溶液发生反应,生成苯酚
硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知溶液的pH =3.7时,Fe3+已经沉淀完全;NH3·H2O电离常数Kb=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为
1× 10-3 mol·L-1。请回答:
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式:___。
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是___(填序号)。
A.氢氧化钠溶液
B.氧化铝
C.氨水
D.水
(3)从溶液D到固体E的过程中需要控制溶液pH =13,如果pH过小,可能导致的后果是____ (任写一点)。
(4)溶液H中溶质的化学式为___。
(5)计算溶液F中c(Mg2+)=___(25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10 -12)。
正确答案
(l)SiO2+2NaOH==Na2SiO3 +H2O
(2)A
(3)镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等
(4) NaHCO3、NaCl
(5)5.6×10-10 mol·L-1
某化学课外活动小组,设计了如图所示的装置来制取NO2并探究NO2的部分性质,实验步骤如下:
(1)打开阀门K,拔出注射器活塞,加入一小片Cu片将注射器活塞装上并压至底部,排出里面的空气;
(2)将注射器尖嘴插入浓硝酸中,吸取10mL足量的浓硝酸,迅速关闭活塞K,观察到的现象是__________________,反应的离子方程式____________________;
(3)当反应完毕后,迅速打开阀门K,将反应液放入盛有NaOH溶液的烧杯中后关闭K;
(4)为验证NO2气体与H2O的反应,将注射器尖导管插入水中,打开活塞K,然后吸取少量的水、关闭阀门K后振荡,观察到的现象是_________,最后注射器内剩余的气是______,请写出反应的离子方程式:________________。
(5)为了验证最后注射器中的气体是NO,请设计一实验方案加以验证__________________________。
正确答案
(2)剧烈反应、铜逐渐溶解、有红棕色气体产生、溶液变为绿色;Cu+4H++2NO3-==Cu2++2NO2↑+2H2O;
(4)气体颜色变浅至无色、气体的体积缩小活塞上移;NO;3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO↑。
(5)打开活塞K,放出注射器内水溶液,然后向外拉注射器活塞,吸入部分空气,若注射器内的气体迅速变为红棕色,证明反应生成的气体为NO。
羧酸酯RCOOR′在催化剂存在时可跟醇R″OH发生如下的反应(R′,R″是两种不同的烃基):
此反应称为酯交换反应,常用于有机合成中。
在合成维纶的过程中,有一个步骤是把聚乙酸乙烯酯
转化成聚乙烯醇,这一步就是用过量的甲醇进行酯交换反应来实现的。
(1)反应中甲醇为什么要过量?
答:_________________。
(2)写出聚乙烯醇的结构简式:_________________。
(3)写出聚乙酸乙烯酯与甲醇进行酯交换反应的化学方程式:_______。
正确答案
(1)过量的甲醇使平衡向右移动,酯交换反应完全。
本题是新信息题,其新信息是酯交换反应。分析新信息,可知R-为酯中羧酸部分的烃基,R′—为酯中醇部分的烃基,当酯RCOOR′与醇R″OH的反应时,醇烃基R″—取代酯中原有醇的烃基R′—而发生酯交换反应,用这种新获取的信息解决聚乙酸乙烯醇制取乙烯醇问题时,是聚乙酸乙烯酯跟甲醇进行酯交换,即n个CH3—OH中的n个—CH3和聚乙酸乙烯酯中的n个—CH=CH2进行交换生成聚乙烯醇:
《化学与技术》模块
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如下表所示:
用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体化学式是:CaCl2•6H2O,H2S是一种酸性气体,具有还原性.
(1)反应器中加入的酸应选用______.
(2)脱色槽中应加入的物质X是______;设备A的作用是______;设备B的名称是______;设备C的作用是______.
(3)为了满足环保要求,需将废气H2S通入吸收池,下列物质中最适合作为吸收剂的是______.
A.水 B.浓硫酸 C.石灰乳 D.硝酸
(4)将设备B中产生的母液重新引入反应器的目的是______.
正确答案
(1)因要生产CaCl2,过程中不引入新的杂化离子,所以应选用盐酸,
故答案为:盐酸;
(2)活性炭具有吸附性,可以进行溶液脱水.A池后面接的是结晶池,故A应为蒸发浓缩;从B中有母液出来,故B为过滤器.B中得到晶体,所以需要脱水干燥,才能得到CaCl2产品,
故答案为:活性炭;蒸发浓缩;过滤器;脱水干燥;
(3)H2S为酸性气体,应用碱液吸收,故选石灰乳,
故答案为:C;
(4)设备B中产生的母液含有氯化物,回收利用,可以降低废弃物排放量,提高经济效益,
故答案为:对母液回收利用,降低废弃物排放量,提高经济效益.
某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。
(1)甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放人有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,观察到的现象是_________、________、 ________,说明反应放热。
(2)乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带有支管的试管中,支管接①或②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①)________,(接 ②)____,说明反应放热。
(3)丙方案:盛放有生石灰且带支管的试管中,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是 _________,说明反应放热,原因是___________________________。
正确答案
(1)甲方案:小试管中固体变成乳状;同时有大量水蒸气产生;温度计温度上升
(2)乙方案:有气泡产生 ;左边水柱下降,右边水柱上升
(3)丙方案:无水硫酸铜粉末变蓝色;水和生石灰反应放出热量,使水蒸发
某硝酸钾固体试样中含有少量的硫酸钾,设计一套实验从中得到纯净的硝酸钾晶体。 硝酸钾和硫酸钾的溶解度(S/g)
正确答案
(1)将试样混合物溶于水中,得到混合液;
(2)加热、蒸发、浓缩混合液,使之成为热的饱和溶液;
(3)冷却上述饱和溶液,有硝酸钾晶体析出;
(4)过滤上述混合液,得硝酸钾晶体;
(5)为提高硝酸钾的纯度,可重复上述操作,称为重结晶。
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如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____。
(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____。
(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
(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
(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
下图是用来进行乙醇的氧化和氧化产物的检验的实验装置。可供选择的试剂有:氧化铜粉末、乙醇、新制氢氧化钙悬浊液、银氨溶液,溴水、高锰酸钾溶液所需其他仪器任选。(不考虑装置内空气的存在)
(1)做乙醇氧化实验时,C中应装___________________。
(2)在_________处加热,实验一段时间后A处的实验现象___________________。
(3)在检验乙醇氧化产物时,对B、D的具体操作方法为___________________。其中反应的化学方程式为___________________。
正确答案
(1)酒精
(2)AC;固体由黑变红(管口有液滴)
(3)向D中加适当银氨溶液,给B加热;CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
某研究性学习小组为探究碳酸钠和碳酸氢钠两种物质的性质和用途,进行了如图所示实验:
(1)若用实验Ⅳ来验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则试管B中装入的固体最好是____ ,实验现象是___________________。
(2)若用实验来鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体,能达到实验目的的是(填装置序号)_________。其中能够说明泡沫灭火器中选择碳酸氢钠与酸反应制CO2而不选择碳酸钠的实验是_____________。
(3)若测定Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3。的质量分数,Ⅲ能否达到实验目的?若能,请说明其计算所需的数据___________;若不能,请简要说明理由________。
正确答案
(1) NaHCO3;左边试管中的石灰水变浑浊
(2)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ;Ⅱ
(3)能;固体样品的质量和沉淀总质量(或反应前后固体的质量)
I.如图所示,在光照条件下,将盛有CH4和Cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的烧杯中进行实验,对实验现象及产物分析错误的是_________。
A.混合气体的颜色变浅,量筒中液面上升
B.量筒内壁上出现的油状液滴,应是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物
C.烧杯中有白色固体物质析出
D.甲烷与氯气反应后的产物只有CCl4
Ⅱ.根据烯烃的性质回答下列问题。
(1)一瓶无色气体,可能含有CH4和CH2=CH2其中的一种或两种,与一瓶Cl2混合后进行光照,观察到黄绿色逐渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4,你认为是否正确,为什么?__________________。②上述实验中可能涉及的反应类型有________________。
(2)含有的化合物与CH2=CH2一样,在一定条件下可聚合成高分子化合物。①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由
聚合而成的,其聚合的化学方程式是__________________________。 ②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯
它是由_____________________(写结构简式)聚合而成的。
正确答案
Ⅰ.BD
Ⅱ.(1)①不正确,因为CH2=CH2与Cl2可以发生加成反应,而使黄绿色逐渐褪去,生成的也是无色油状液体;②取代反应、加成反应
(2)①
②
“阳光”牌小包装“脱氧剂”成分为Fe粉、活性炭及少量NaCl、水。某校化学兴趣小组欲探究该“脱氧剂”中Fe粉和活性炭质量之比,设计并进行了如下探究过程,请你参与实验并回答下列有关问题。
步骤(1)取某食品包装袋中的“阳光”牌“脱氧剂”一袋,将里面的固体倒在滤纸上,仔细观察,固体为灰黑色粉末,夹杂着一些红棕色粉末。由此得出的结论为上述“脱氧剂”中的铁已部分被_______________________;
步骤(2)将步骤(1)中的固体溶于水,过滤,将滤渣洗涤、干燥。该步骤的目的是____________________;
步骤(3)取步骤(2)中的滤渣,将其分为两等份,每一份质量为8.0g。将其中一份在氧气流中充分灼烧,生成的气体全部通人足量的澄清石灰水,得到干燥、纯净的沉淀20.0 g。8.0 g滤渣中活性炭的质量为_____________;
步骤(4)将步骤(3)中的另一份滤渣放入烧杯中,加入一定体积2.0 mol/L的稀H2SO4,微热至反应完全,滤出不溶物。
步骤(5)向步骤(4)中的滤液中加入过量的氢氧化钠溶液,得到的固体经洗涤后转移到坩埚中充分加热,冷却、称量,得到6.86g固体。
结论:该“脱氧剂”中的Fe粉和活性炭质量之比约为___________。
正确答案
氧化;除去氯化钠;2.49;2:1
“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中,经组装来完成原来需要两只或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点,近年被广泛开发并应用于化学实验中。请观察下图装置(小试管内塞有沾有无水硫酸铜粉末的棉花球)。请回答下列问题:
(1)从点燃酒精灯开始,试管及烧杯A、B中能观察到的现象有 __________________________________。
(2)实验结束时,在操作上需要特别注意的问题是_______________________________________________。
(3)通过该实验可以得出的结论是________________________________。
正确答案
(1)棉花球变蓝,B中冒气泡且石灰水变白色浑浊,刚开始时A 中有气泡产生,小试管内有液滴出现
(2)防止倒吸(或先从两烧杯移去导气管后再移去酒精灯)
(3) NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差,NaHCO3分解有CO2和H2O产生
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