- 研究型实验
- 共4868题
据统计,每年世界上银总消耗量的40%用于感光材料的生产,感光材料经曝光、显影、定影后,黑白片上的银80%左右进入定影液,彩色片上的银几乎全部进入废定影液,所以废定影液中银的含量是十分惊人的。
某研究性学习小组拟对某照相公司的废定影液进行实验处理,回收其中的银和溴。
(一) 资料支撑:
① 定影液(硫代硫酸钠,Na2S2O3)跟胶片或相纸上没有感光部分的溴化银反应,反应方程式为:AgBr(s)+ 2Na2S2O3(aq) = Na3[Ag(S2O3)2](aq) + NaBr(aq)。
② 在酸的作用下,Na3[Ag(S2O3)2]能转化为不溶性的Ag2S。反应原理为:
6HCl+2Na3[Ag(S2O3)2]=6NaCl+Ag2S↓+3S↓+3SO2↑+H2SO4+2H2O。
③溶液中有少量溴化银,可用锌将其还原出来。
(二) 实验程序设计
(三) 试回答下列问题
(1)本实验需用6mol/L的盐酸250mL,配制时除需量筒、烧杯、玻璃棒外,还需用的仪器有: 、 。
(2)指出流程图中操作所包含的装置是(填序号:A、B、C)Ⅰ Ⅱ Ⅲ 。
(3)步骤③是在空气中灼烧的。该反应的化学方程式: 。实验操作时,加入适量的硝酸钾加盖后再灼热,加硝酸钾的目的可能是: 。
(4)加入锌粉发生的离子反应为: 。
正确答案
(1)250mL容量瓶、胶头滴管 (2)C;B;A
(3)Ag2S + O22Ag + SO2;释放氧气,使硫化银完全被氧化;
(4)2AgBr + Zn =" Ag " + Zn2+ + 2Br-.
前两题主要考查了基本实验操作。一是物质的量浓度溶液的配制,需要用到容量瓶(注意要写规格)和胶头滴管。一是过滤、萃取分液、蒸馏三种基本的物质分离方法。
未知反应的方程式书写,由题示中分析出滤渣主要是Ag2S,而产物是Ag,由于在空气中发生,少不了氧气的参与。根据氧化还原规律,推知尚有另一种产物二氧化硫。方程式写出,自然可以判断出硝酸钾的用途是为了放出氧气以便氧化更加彻底。
阅读分析材料,完成下列各题: 某同学做同主族元素性质的相似性、递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的 “实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告:
(1)实验目的:________________。
(2)实验用品:
①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1 NaBr溶液、0.1mol·L-1 KI溶液、CCl4等。
②仪器:试管、烧杯、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和反应的离子方程式)。
(4)实验结论:___________________。
正确答案
(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性
(2)
(3)同主族元素从上到下,随着原子序数的增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱
某同学为研究铝与浓H2SO4的反应情况,设计了如图所示的实验装置。检查该装置的气密性后,在甲的试管中加入足量的铝片和炭粉,然后加入少量的浓H2SO4。
(1)在未点燃酒精灯时,乙中没有明显的现象,这是因为 __________________________。 为处理生成的有毒气体,还应在乙、丙之间连接一个 ____________(填仪器名称),并在其中填充足量的碱石灰。
(2)连接好上述仪器后,点燃酒精灯,开始时甲的试管中发生的两个反应的化学方程式分别为_______________、___________________。
(3)反应开始一段时间后,在丙处检验到了某种无色无味气体(在玻璃尖嘴处可燃烧),该气体是_______。由于甲 的试管中加入了单质碳,使丙处产生无色无味气体的速率比不加入单质碳时快,其原因是________。
正确答案
(1)浓H2SO4使铝片发生了钝化;干燥管
(2) 2Al+6H2SO4(浓)Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2O;C+2H2SO4(浓)
2SO2↑+CO2↑+2H2O
(3)H2;Al和C在酸性溶液中形成原电池,加快了Al与酸的反应
(8分)某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用中和滴定测定其浓度。
(1)滴定
①用______式滴定管盛装0.1000 mol/L盐酸标准 液,锥形瓶中装有25.00mL待测烧碱溶液。上图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。请将用去的标准盐酸的体积填入②表空格中。
②有关数据记录如下:
(2)根据所给数据,计算出烧碱样品的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字)。
c(NaOH) = _____________ 。
(3)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果_________。(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)
正确答案
(1)酸式(1分) 0.3 24.90、24.60 (各1分) (2)0.1020mol/L (3)偏低
(1)①盐酸显酸性,应该用酸式滴定管盛放。
②根据滴定管中液面可知,此时读数是24.90ml,所以稀释盐酸是24.60ml。
(2)根据消耗的盐酸溶液体积可知,实验2中数据误差太大,属于是无效的。所以实验1、3中消耗的平均值是25.50ml,因此氢氧化钠的物质的量浓度是
(3)滴定前仰视,则读数偏大。滴定后俯视,则读数偏小,所以消耗的盐酸体积偏小,浓度偏低。
(13分)某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。
(1)甲、乙两仪器的名称是 、 。
(2)利用B装置可制取的气体有 (写出两种即可)。
(3)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2,写出A中发生反应的化学方程式 。
(4)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(铜片放在有孔塑料板上),可制得NO2并进行有关实验。
①欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹 ,再打开止水夹 ,使烧杯中的水进入试管丁中。
②试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是 mol·L−1(保留2位有效数值,气体按标准状况计算)。
正确答案
(13分)
(1) 分液漏斗、圆底烧瓶(2分)
(2)H2、CO2 、 H2S等 (2分)
(3)4HCl(浓)+ MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O (3分)
(4)①a、b(2分); c(1分) ② 0.045 (3分)
试题分析:B装置的特征是有空的隔离板,还有长颈漏斗,相当于是简易的启普发生器,所以可以制取H2、CO2 、 H2S等;A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2,写出A中发生反应的化学方程是4HCl(浓)+ MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O;欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹a,b,再打开止水夹c,使烧杯中的水进入试管丁中;试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是0.045mol·L−1具体的计算过程是:
4NO2+O2+2H2O==4HNO3
假设试管体积是v,所以溶液体积也是v,二氧化氮体积也是v,所以由公式得:n(NO2)=n(HNO3)=v/22,4 mol c(HNO3)=n(HNO3)/v ="1/22.4" ="0.045" mol/L2的性质实验
点评:本题重点考查的是NO2的性质实验,学生只要熟练掌握试验的分析方法和与物质的量有关的计算方法,此类问题不难解决。
(16分)(一)某同学在一只烧杯里装入一定量的纯铁粉,加入200mL 6mol/L的硝酸,铁粉恰好溶解,请探究产物中铁元素价态:
(1)提出假设:
假设1:产物只有+2价铁;
假设2:___________________________________;
假设3:___________________________________。
(2)设计实验:取反应所得溶液分别装入甲、乙两支试管,在甲中滴加酸性KMnO4溶液;在乙中滴加KSCN溶液,观察现象,推测实验现象与结论:
①若现象为____________________,则假设1正确;
②若现象为____________________,则假设2正确;
③若现象为____________________,则假设3正确。
(二)、氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的流程为:
(3)吸收剂X为FeCl2溶液,其与尾气Cl2反应的离子方程式__________________。
(4)称取上述样品m克溶于25mL稀盐酸,用蒸馏水配成50mL溶液,加入稍过量的KI溶液充分反应:,用淀粉作指示剂,用
溶液进行滴定
,消耗Na2S2O3溶液VmL,则样品中FeCl3的质量分数为____。(相对原子质量Fe:56 Cl:35.5)
(5)用FeCl3溶液(32%-35%)腐蚀铜板电路时所得废液含FeCl3、FeCl2和CuCl2,若用化学方法回收废液中的铜,简述操作要点:___________________________________________________。
正确答案
(1)假设2:产物中只有+3价铁元素(1分)
假设3:产物中既有+2价又有+3价铁元素。(1分)
(2)①甲试管溶液紫色褪去,乙试管没有明显变化;(2分)
②甲试管溶液无明显变化,乙试管溶液变红色;(2分)
③甲试管溶液颜色褪去,乙试管溶液变红色。(2分)
(3)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+(3分)
(4)16.25 Vc/m%(3分)
(5)加过量Fe粉,将所得固体用过量盐酸溶解残留的铁粉,过滤、洗涤、干燥。(2分)
(1)由于铁的价态是+2价或+3价,所以分别是假设2:产物中只有+3价铁元素;假设3:产物中既有+2价又有+3价铁元素。
(2)①由于亚铁离子具有还原性,所以如果假设I正确,则现象是甲试管溶液紫色褪去,乙试管没有明显变化。
②如果是假设Ⅱ正确,则铁离子能和KSCN溶液发生显色反应,因此现象是甲试管溶液无明显变化,乙试管溶液变红色。
③如果是假设Ⅲ正确,则现象就是甲试管溶液颜色褪去,乙试管溶液变红色。
(3)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁,生成氯化铁,方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。
(4)根据方程式可知,FeCl3~Na2S2O3,所以氯化铁的物质的量是0.001cVmol,所以样品中FeCl3的质量分数为。
(5)要回收铜,则应该加入过量的铁粉,置换出铜,过量的铁用盐酸溶解即可。所以正确的操作是加过量Fe粉,将所得固体用过量盐酸溶解残留的铁粉,过滤、洗涤、干燥。
留的铁粉,过滤、洗涤、干燥。(2分)
某工业废液里含有FeCl2、CuCl2和FeCl3.为回收铜并得到纯净的FeCl3溶液,现设计如下综合利用的主要流程.
已知:A、B含同一种元素,试推断:
(1)方框内物质A和B的化学式:A______;B______.
(2)第③步通入B的化学方程式为______.
正确答案
(1)分离Cu和Fe,可加入盐酸,得到FeCl2和Cu,反应后的滤液为FeCl2,可与Cl2反应生成FeCl3,
故答案为:HCl;Cl2;
(2)第③步为氯化亚铁与氯气反应而转化为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,
故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-.
某校化学研究性学习小组进行淀粉水解反应的探究实验。该小组的实验操作流程如下:
请回答以下问题:
(1)该实验中,X的化学式应为____。
(2)写出制备试剂Z所发生反应的离子方程式___。
(3)若淀粉只有部分水解,则“现象1”为____。
正确答案
(1) NaOH
(2)Cu2++2OH-==Cu(OH)2↓
(3)溶液变蓝
某兴趣小组用下图装置探究氨的催化氧化
(1)氨催化氧化的化学方程式为________________。
(2)加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热,该反应是____反应(填“吸热”或“放 热”)。
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入_____;若取消3,在4 中仅观察到大量白烟,原因是___________________。
(4)为实现氨催化氧化,也可用装置5替换装置____(填装置代号);化台物X 为____(只写一种),Na2O2的作用是____。
正确答案
(1)
(2)放热
(3)浓H2SO4;生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3,NH3与HNO3反应生成了NH4NO3
(4)1;NH4Cl;与HCl反应生成氧气
已知非金属单质硫是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)装置A的分液漏斗中盛装的试剂是 ,烧瓶中加入的试剂是 。
(2)画出虚线框内的实验装置图,并注明所加试剂,说明装置的作用 。
(3)装置B中盛放的试剂是 (选填下列所给试剂的代码),实验现象为 ,反应的化学方程式为 。
A.Na2S溶液 B.Na2SO3溶液 C.Na2SO4溶液
(4)还有哪些事实能够说明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强(试举一例) 。
(5)装置C中盛放烧碱溶液,目的是吸收反应后剩余的气体,防止污染空气,该反应的离子方程式为 。
正确答案
(1)浓盐酸 ; MnO2;
(2) ;除去Cl2中的HCl气体;
(3)A ;有淡黄色沉淀生成 ; Na2S+Cl2 =2NaCl+ S↓ ;
(4)HCl的稳定性比H2S的强,HClO4的酸性比H2SO4的强等
(5)Cl2 + 2OH— =Cl— + ClO—+ H2O
试题分析:(1)装置A用于Cl2的制取,把MnO2放在烧瓶中,把浓HCl放在分液漏斗中。(2)加热A装置,发生反应:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,由于HCl有挥发性,所以在洗气瓶中放入饱和NaCl溶液来除去Cl2中的杂质HCl。导气管的接法是长进短出。把经过除杂的氯气通入到饱和的Na2S溶液中,由于氧化性Cl2>S,所以会发生反应:Na2S+Cl2 =2NaCl+ S↓。由于S是淡黄色难溶于水的物质,因此会看到产生淡黄色沉淀。(4)证明元素的非金属性的强弱,除了活动性强的能把活动性弱的从化合物中置换出来外,还可以通过比较元素的氢化物的稳定性及相应的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。即HCl的稳定性比H2S的强,HClO4的酸性比H2SO4的强等。(5)由于Cl2是有毒的气体,所以在排放到空气之前要用NaOH溶液对其进行尾气处理。该反应的离子方程式为Cl2 + 2OH— =Cl— + ClO—+ H2O。2的实验室制法、实验装置及试剂的选择、元素非金属性的比较、离子方程式的书写的知识。
(10分)某化学兴趣小组拟用右图装置对某粗锌样品进行纯度检测。请填写以下实验报告。
(1)实验目的: ;
(2)实验步骤:
①称取10.0 g粗锌置于铜网中,按图示装置组装后,称得仪器和药品总质量为120.0 g。
②将铜网插入足量的稀盐酸中,有关反应的化学方程式为 ;
③反应完全后,称得装置总质量为119.8 g,则粗锌的纯度为 ;
(3)问题探究:(已知碱石灰为.Na()H和CaO的混合物)
①该实验中碱石灰的作用是 ;若不用碱石灰,则所测得的粗锌纯度将 ;(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②若将粗锌换成石灰石,原实验方案 (填“能”或“不能”)用于石灰石样品纯度的测定,理由是 。
正确答案
(1)测定粗锌样品中锌的质量分数(或纯度)(2分)
(2)②Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(2分) ③65%(2分)
(3)①吸收水蒸气、氯化氢气体(1分) 偏大(1分)
②不能(1分) 碱石灰能吸收反应生成的CO2(1分)
(1)由于是对某粗锌样品进行纯度检测,所以实验目的是测定粗锌样品中锌的质量分数(或纯度)。
(2)②锌是活泼的金属,和盐酸反应生成氢气,方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑。
②减少随质量就是产生的氢气,则氢气是0.2g,所以消耗锌是6.5g,所以粗锌的纯度为6.5g÷10.0g×100%=65%。
(3)①由于产生的氢气中含有水蒸气和氯化氢,所以碱石灰的作用是吸收水蒸气、氯化氢气体。如果没有碱石灰,则产生的氢气偏多,测定结果偏大。
②碳酸钙和盐酸反应生成的CO2,能被碱石灰吸收,所以不能。
有机物间的反应很复杂,往往有很多副反应发生;如乙醇与浓硫酸的混合溶液在不同温度下发生的反应类型不同,再如卤代烃(CaHbX,X指代Cl、Br、I等)在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应,生成不同的反应产物;因此在有机化学学习中知道各种有机反应的类型和对应反应发生所需条件是非常重要的.试回答下列问题:
(1)结合目前所学,试总结有机物在浓硫酸加热条件下可发生有机反应的类型有______;
(2)卤代烃①在NaOH水溶液加热条件下发生的反应类型是取代反应,②在NaOH醇溶液加热条件下发生的反应类型是消去反应.现要证明某卤代烃(CaHbX,X指代Cl、Br、I等)中存在何种卤素,你选择上述两条件中的哪一条(填序号)?并说明你这样选的理由:______.
(3)为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应,在你设计的实验方案中,需要检验的是______,检验的方法是______(需说明:所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象).
正确答案
(1)有机物在浓硫酸加热条件下可发生有机反应有,苯的硝化反应,磺化反应,乙醇的消去反应、分子间脱水反应、酯化反应等,
故答案为:取代(酯化、硝化)反应、消去反应;
(2)检验卤代烃中的卤素元素的存在,需要先把卤代烃水解,使卤原子变化为卤素离子,选择①,因为不是所有的卤代烃都能发生消去反应,
故答案为:选择①,因为所有的卤代烃都能在该条件下水解,而只有与卤素原子相连的碳的邻碳上有氢的卤代烃才能在NaOH醇溶液加热条件下发生反应;
(3)验证卤代烃溴乙烷在强碱的醇溶液中发生消去反应,生成乙烯、溴化钠和水,和卤代烃在强碱的水溶液中加热生成物比较可知,都含有溴化钠,所以需要验证乙烯的存在,利用乙烯的加成反应,乙烯通入溴水中 褪色证明发生的是消去反应,
故答案为:乙烯的存在;将溴乙烷在NaOH乙醇溶液中共热产生的气体通入盛有溴水的试管,若溴水褪色,则说明发生了消去反应.
有A、B、C、D、E五瓶透明溶液,分别是HCl、BaCl2、NaHSO4、Na2CO3、AgNO3中的一种.已知:①A与B反应有气体生成;②B与C反应有沉淀生成;③C与D反应有沉淀生成;④D与E反应有沉淀生成;⑤A与E反应有气体生成;⑥在②和③的反应中生成的沉淀是同一种物质.请填空:
(1)在②和③的反应中,生成的沉淀物质的化学式是______.
(2)A是______,B是______,C是______,D是______,E是______.
(3)A与E反应的离子方程式是______.
正确答案
根据⑥“在②和③的反应中生成的沉淀是同一种物质”这一信息可知,B与D中必然含有相同的离子,容易推断出它们是HCl和BaCl2,都可与银离子反应生成AgCl沉淀;因此,C必然是AgNO3;再根据①,A与B反应有气体生成,推断B一定是HCl,那么,D是BaCl2,A是Na2CO3,剩余的一种物质,即NaHSO4就是E,
(1)由以上分析可知在②和③的反应中,生成的沉淀物质是AgCl,故答案为:AgCl;
(2)由以上分析可知A是Na2CO3,B是HCl,C是AgNO3,DBaCl2,E是NaHSO4,
故答案为:Na2CO3;HCl;AgNO3;BaCl2;NaHSO4;
(3)Na2CO3与NaHSO4反应生成CO2和H2O,反应的离子方程式是2H++CO32-═CO2↑+H2O,故答案为:2H++CO32-═CO2↑+H2O.
(12分)某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量,进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取0.4g花生油样品,置于两个干燥的碘瓶(如图)内,加入10mL四氯化碳,轻轻摇动使油全部溶解。向碘瓶中加入25.00mL含0.01mol IBr的无水乙酸溶液,盖好瓶塞,在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10%碘化钾溶液封闭缝隙,以免IBr的挥发损失。
步骤Ⅱ:在暗处放置30min,并不时轻轻摇动。30min后,小心地打开玻璃塞,用新配制的10%碘化钾10mL和蒸馏水50mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内。
步骤Ⅲ:加入指示剂,用0.1mol·L-1硫代硫酸钠溶液滴定,用力振荡碘瓶,直至终点。
测定过程中发生的相关反应如下:
①+IBr →
②IBr+KI=I2+KBr
③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
请回答下列问题:
⑴已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似,实验中准确量取IBr溶液应用 ▲ ,用方程式表示碘瓶必须干燥的原因 ▲ 。
⑵步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30min,并不时轻轻摇动的原因是 ▲ 。
⑶步骤Ⅲ中所加指示剂为 ▲ ,滴定终点的现象 ▲ 。
⑷反应结束后从液体混合物中回收四氯化碳,则所需操作有 ▲ 。
正确答案
⑴酸式滴定管(或移液管) IBr+H2O=HIO+HBr
⑵碘瓶置于暗处可以减少IBr的挥发,不断摇动可以让物质间充分反应。
⑶淀粉溶液 溶液由蓝色恰好变为无色
⑷分液、蒸馏
略
(1)肥皂是家庭日常用品,通常用油脂与强碱通过______反应来获得,试写出由硬脂酸甘油酯制肥皂的化学方程式:______;
(2)请将分离下列有机混合物所用的试剂、分离方法及主要仪器填写在下表中
正确答案
(1)油脂的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,在碱性条件下水解生成高级脂肪酸钠和甘油,为皂化反应,反应的化学方程式为+3NaOH
3C17H35COONa+
,
故答案为:皂化;+3NaOH
3C17H35COONa+
;
(2)乙烯可与溴水发生加成反应,可通入溴水,用洗气的方法分离;
乙酸乙酯难溶于水饱和碳酸钠溶液,乙酸可与碳酸钠反应,然后分液;
肥皂难溶于饱和食盐水,可用盐析的方法分离,
故答案为:
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