- 研究型实验
- 共4868题
海产品中常含有较多的碘元素,因此海边的居民很少患碘缺乏病。某化学兴趣小组的同学通过以下步骤提取海带中的碘:
(1)步骤 ③ 用到的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯和 。
(2)步骤 ⑤ 用有机溶剂苯将碘从水中提取出来的过程叫 。静置分层后下层液体是 。
(3)我国从1994年起推出全民食用加碘盐工程,至今,覆盖率已超过95%,补碘成效显著。我们可用盐酸酸化的碘化钾和淀粉溶液检验食盐中的碘酸钾(KIO3),反应后可观察到溶液变蓝,该反应的离子方程式为____ _。
正确答案
(1)玻璃棒 (2)萃取、水 (3) IO3— + 5I— + 6H+ = 3I2 + 3H2O
(1)步骤 ③是过滤,还需要玻璃棒引流。
(2)有机溶剂苯将碘从水中提取出来的过程叫萃取。苯的密度小于水的,所以下层是水层。
(3)碘酸钾具有氧化性,在顺序条件下能氧化碘化钾生成单质碘,方程式为IO3— + 5I— + 6H+ = 3I2 + 3H2O。
( 15 分)
实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。
(1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是_(填序号)
A.往烧瓶中加人MnO2粉末
B.加热
C.往烧瓶中加人浓盐酸
(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出下列实验方案:
甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。
乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。
丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。
丁方案:与足量Zn 反应,测量生成的H2体积。
继而进行下列判断和实验:
① 判定甲方案不可行,理由是 。
② 进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00 mL,用0 . 1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为 mol·L-1
b.平行滴定后获得实验结果。
③ 判断丙方案的实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
[已知:Ksp(CaCO3 ) = 2.8×10-9、Ksp(MnCO3 ) = 2.3×10-11
④ 进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。
(i) 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。
(ii)反应完毕,每间隔1 分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是_(排除仪器和实验操作的影响因素)。
正确答案
(1)ACB(按序写出三项) (2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)
② 0.1100 ③ 偏小 ④ (ⅰ)Zn粒 残余清液(按序写出两项) (ⅱ) 装置内气体尚未冷至室温
(1)注意加药品时先加入固体MnO2,再通过分液漏斗加入浓盐酸,最后才能加热。
则依次顺序是ACB
(2)①根据反应的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,可以看出反应残余液中c(Cl-)>c(H+),用甲方案测得的是c(Cl-),而不是(H+)。
②根据c(盐酸)×V(盐酸)=c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠),c(盐酸)=c(氢氧化钠)×V(氢氧化钠)/ V(盐酸)="22.00mL×0.1000" mol·L-1/20.00mL="0.1100" mol·L-1。
③由于KSP(MnCO3)<KSP(CaCO3),过量的CaCO3要转化为一部分MnCO3,由于M(MnCO3)>M(CaCO3),故最终剩余的固体质量增加,导致测得的c(H+)偏小。
④Zn与盐酸反应放热,因此,冷却后气体的体积将缩小。
考点定位:本题考查了化学实验方案基本操作、实验的设计与评价等,重在考查学生的实验能力和数据处理能力。
亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用广泛。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。已知:
①NO+NO2+2OH-=2NO2-+2H2O
②气体液化的温度:NO2 21℃、NO -152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→C→_______→_______→_______;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________。
(2)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%的硫酸后, A中产生红棕色气体.
①确认A中产生气体含有NO,依据的现象是_____________________________.
②装置E的作用是_______________________________________________________
(3)如果向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为________________.
如果没有装置C,对实验结论造成的影响是______________________________。
(4)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
(5)工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染,可采用如下方法处理氮氧化物:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则CH4将NO2还原为NO的热化学方程式为:___________________________.
正确答案
(1)E D B(2分);检验装置的气密性(1分) (2)①D中出现红棕色气体(2分) ②冷凝,使NO2完全液(2分)(3)4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O(2分) 水会与NO2反应产生NO,影响NO的确定(2 分)
(4)2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O(2分)
(5) CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1(2分)
试题分析:本题是实验题。实验题是同学们的难点。也是最难得分的题型。对于实验题,首先需看清楚实验目的是什么。在结合看清实验流程,实验操作,物质检验等知识会穿插其中。这题是一道实验探究题,探究NaNO2与H2SO4的反应。从所给装置中,A显然是发生装置。B是NaOH溶液,可能是除杂装置,C是浓硫酸,显然是干燥装置。D是热水浴,并通入了O2,需要通O2检验的是NO气体。E是冷水浴装置。显然是冷却物质。由题中所给2个信息,第一个信息是NO与NO2的混合气体与NaOH发生归中反应。第二个信息是NO、NO2两种气体的物理性质。从液化的温度来看,显然NO2比NO更易液化。A中三颈瓶,采用固液不加热反应,还有一个弹簧夹用来控制通氮气,显然要氮气,目的应是排除氧气。因氧气有氧化性。可能会对实验结果产生干扰。通过上述信息就可以猜测出产生的两种气体可能是NO和NO2。
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):
A是发生装置,C是干燥除去水,NO和NO2的分离,先分离NO2因为更易液化。所以接E,NO2分离后再检验NO,需通氧气。接D。观察到气体从无色变成红棕色。所以说明是NO。B是尾气处理。吸收反应后剩余的NO和NO2的混合气体。在这里存在几个先后问题,首先NO和NO2的检验,根据液化温度判断得到NO2更易液化,可以观察到E中有红棕色液体产生。而后NO会和氧气生成NO2。对于NO2的检验会产生干扰。所以先检验NO2。还有一问题就是除水,如果不除去水的话,NO2会与H2O反应生成NO,所以又会对NO的检验产生干扰,同时也影响NO2的检验。还有一问题就是在A中药品反应之前需通氮气将O2排出来。否则也会影响NO和NO2的检验。装置连接好之后,就是检查装置气密性。
(2)关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%的硫酸后, A中产生红棕色气体。说明生成了NO2气体。
①确认A中产生气体含有NO,是在D装置中通O2来检验的。观察气体是否变红棕色。
②装置E的作用是冷凝,是使NO2完全液化。
(3)如果向D中通入过量O2,不存在NO剩余,但有过量的O2会与NO2发生氧化还原反应,O2降低,NO2升高,所以可推断出反应方程式为:4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O。如不干燥,水会与NO2反应产生NO,影响NO的确定。
(4)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应应产生两种气体。+3价氮元素发生歧化反应。化学方程式是2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O。
(5)工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染,可采用如下方法处理氮氧化物:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
根据盖斯定律上式×2-下式可得出:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1(2分)
(5分)某学生做浓硫酸性质的实验:在一个白色的点滴板的孔穴中分别放入小纸片、少量CuSO4·5H2O。然后如图所示,分别滴入几滴浓硫酸或稀硫酸,观察现象。回答下列问题:
(1)浓硫酸滴入小纸片上,小纸片变 _________(填实验现象),说明浓硫酸具有_________性。
(2)稀硫酸滴入CuSO4·5H2O中,胆矾_________________(填实验现象);浓硫酸滴入CuSO4·5H2O中,胆矾_______________(填实验现象),说明浓硫酸具有_______性。
正确答案
(1) 变黑 脱水 (2) 溶解(或部分溶解),溶液变蓝色;变白,吸水
考查浓硫酸的性质
(1)浓硫酸具有脱水性,所以纸片会变黑。
(2)稀硫酸能溶解胆矾,所以溶液会变蓝色;但浓硫酸具有吸水性,是当将浓硫酸滴入胆矾中,胆矾失去水分子,固体变成白色。
由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
(1)装置甲中电子流向是①_____________,溶液中H+向②____极移动.(用A、B填空)
装置甲中负极的电极反应式是③_____________________________________________。
(2)装置乙中B的金属性比C④_____,正极的电极反应式是⑤______________________。
(3)装置丙中A极的电极反应是⑥_______________,溶液的pH⑦________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)四种金属活泼性由强到弱的顺序是⑧_______________________________________。
(5).当丙中A极产生的气体在标准状况下为2.24L时,D极失去的电子的物质的量为⑨____________.若D为Zn,则D极质量减轻⑩_______g.
正确答案
.(1) ①A→B ②B ③ A -2e-=A2+ (2)④活泼(或强) ⑤ Cu-2e-=Cu2+
(3)⑥ 2H++2e-=H2 ↑ ⑦变大 (4)⑧D>A>B>C (5)⑨0.2mol⑩6.5g
(1)金属不断溶解,说明A是负极,B是正极,金属所失去的电子经导线传递到正极B上,所以溶液中的阳离子氢离子向正极方向移动。
(2)C的质量增加,说明C是正极,B是负极,因此金属性是B大于C。溶液中的铜离子在正极得到电子,发生氧化反应。
(3)A上有气泡,说明A是正极,D是负极。溶液中的氢离子在正极得到电子发生还原反应生成氢气,氢离子浓度减小,pH增大。
(4)根据以上分析可知金属性强弱是D>A>B>C。
(5)氢气是0.1mol,转移电子是0.1mol。根据得失电子守恒可知,被氧化的锌是0.1mol,质量是6.5g。
(4分)下列实验方案合理的是
E.乙烷中混有乙烯.通过氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
F.除去混在苯中的少量苯酚,加入过量溴水,过滤
G.实验室制取乙烯时必须将温度计的水银球插入反应液中,测定反应液的温度
正确答案
A.G
B.在此实验中要求必须为碱性,即应加入过量的NaOH溶液
C.卤代烃碱性条件下水解后,必须加硝酸酸化,再加入硝酸银,以生成卤化银沉淀,从而检验X原子,否则在碱性溶液中直接加入硝酸银,将生成AgOH沉淀,干扰卤化银沉淀判定。
D.无水乙醇和浓硫酸共热过程中,部分硫酸被还原为二氧化硫,它也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
E.除杂质过程尽量要求条件简单,而乙烯与氢气的加成反应,需要镍粉催化,不适合除杂。
F.除去混在苯中的少量苯酚,若加入溴水,则与苯酚反应生成三溴苯酚溶于苯中,并不能除去杂质,一般是加入NaOH溶液中分液
某同学利用如图1所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质.
已知:①FeO+2H+=Fe2++H2O②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O ③Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
请回答下列问题:
(1)硬质试管中发生反应的化学方程式为______.
(2)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)______,若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)______.
A.一定有Fe3O4,可能有Fe B.只有Fe(OH)3C.一定有Fe3O4和Fe
D.一定有Fe(OH)3,可能有FeE.只有Fe3O4
(3)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,原因是______(用离子方程式表示).
(4)该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应.若按图2所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,请写出与上述现象相关的反应的化学方程式______.
(5)一段时间后,该同学发现(3)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+具有______性.由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是______,并且配制含Fe2+的盐溶液时应加入少量______.
(6)乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,准备用图3所示装置,用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应.获得不含O2的蒸馏水的方法是______.反应开始时,打开止水夹的目的是______;
一段时间后,关闭止水夹,在试管______(填“A”或“B”)中观察到白色的Fe(OH)2.
正确答案
(1)铁在高温下与水反应,铁表现为还原性,水表现出氧化性,生成四氧化三铁和氢气,反应方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2,
故答案为:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2;
(2)铁和水蒸气反应,产物为四氧化三铁和氢气,待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B,一定发生Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3,则说明所得溶液中存在的阳离子是一定有Fe3+,一定有Fe3O4,可能有过量的铁;若溶液未变红色,可能含有过量的铁,将三价铁离子全部转化成二价铁离子,Fe+2Fe3+═3Fe2+,故答案为:A;C;
(3)铁和水蒸气反应,产物为四氧化三铁和氢气,可能有过量的铁,固体物质溶于稀硫酸得溶液B,溶液中过量的铁可能将三价铁离子全部转化成二价铁离子,Fe+2Fe3+═3Fe2+,Fe2+与KSCN溶液不反应,所以,该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,
故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(4)可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象,说明含有Fe2+离子,综上分析可知,白色沉淀为氢氧化亚铁,红褐色沉淀为氢氧化铁,所以反应为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;
(5)Fe2+溶液因为水解和还原性而不易保存,可以加入酸抑制其水解,加入还原性铁(铁钉)防止其被氧化,故答案为:还原;Fe2+易被空气中的氧气氧化而变质;铁粉;
(6)加热时气体的溶解度降低,所以,除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热煮沸的方法;利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,使A、B充满还原性气体氢气,可排除试管中的氧气,防止Fe(OH)2 被空气中氧气氧化,一段时间后,关闭止水夹,试管A中生成的FeSO4溶液压到试管B,与试管B中的NaOH溶液反应,生成Fe(OH)2沉淀,在试管B中观察到白色的Fe(OH)2,
故答案为:把蒸馏水煮沸;利用铁粉和稀硫酸反应产生的氢气排出试管A、B中的空气,防止Fe(OH)2 被空气中氧气氧化;B.
某同学旅游时发现,苗族人的银饰美丽而富有民族文化,制作银饰时可以选用Fe(NO3)3溶液做蚀刻剂。受此启发,该同学所在的化学兴趣小组在实验室选用Fe(NO3)3溶液清洗做过银镜反应的试管,发现不但银镜溶解,而且较少产生刺激性气体。
化学兴趣小组对Fe(NO3)3溶液溶解银的原理进行探究:
【提出假设】假设1: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag;
假设2:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag
【验证假设】
(1)甲同学验证假设1。
①他用淡紫色的Fe(N03)3·9H20晶体(分析纯,Mr=404)配制1.5mol/L的Fe(N03)3落液100mL。需要称取_____g Fe(N03)3·9H20晶体,配制过程中所用到的仪器除烧杯、玻璃棒外还必需:__________
②测得1.5 mol/L的Fe(NO3)3溶液pH约为1,其原因用化学用语表示为____。
③将pH=1的HN03溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜慢慢溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色,溶液中发生反应的离子方程式应是_____
④将1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜很快溶解,并且溶液颜色加深。
(2)乙同学验证假设2。分别用溶质的质量分数为2%、10%的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,都看不出银镜溶解。乙同学由此得出结论,假设2不成立。
你是否同意乙的结论?_______,简述理由:_______
【思考与交流】I甲同学的实验④中,溶液颜色为什么会加深?查阅资料得知,Fe2+能与NO形成配离子:(棕色)。已知,同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强。
根据以上信息综合分析,浓、稀Fe(N03)3溶液溶解银镜时,发生的反应有何不同?
__________________________________________
正确答案
(共16分)
【验证假设】(1)①60.6(2分) 100 mL容量瓶、胶头滴管(2分)
②Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(2分) ③3Ag+NO3-+4H+=3Ag++NO↑+2H2O(2分)
(2)不同意(2分) 没有检验是否生成了Fe2+,可能是Fe3+与Ag发生了反应,但生成的Ag+与Cl-形成沉淀阻止了反应继续进行,也可能是FeCl3溶液浓度太小而不能溶解银(3分)
【思考与交流】Fe(NO3)3浓溶液中,Fe3+、NO3-都氧化了Ag,Fe(NO3)3稀溶液中可能只有NO3-氧化了Ag(3分)
试题分析:【验证假设】(1)①m(Fe(N03)3·9H20)=1.5mol/L×0.100L×404g/mol=60.6g;配制过程中所用到的仪器除烧杯、玻璃棒外还必需100 mL容量瓶、胶头滴管;②三价铁离子水解造成溶液显酸性,Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。③根据反应物和生成物,不难写出相关离子方程式3Ag+NO3-+4H+=3Ag++NO↑+2H2O;(2)没有检验是否生成了Fe2+,可能是Fe3+与Ag发生了反应,但生成的Ag+与Cl-形成沉淀阻止了反应继续进行,也可能是FeCl3溶液浓度太小而不能溶解银;【思考与交流】根据同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强,Fe(NO3)3浓溶液中,Fe3+、NO3-都氧化了Ag,Fe(NO3)3稀溶液中可能只有NO3-氧化。
氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl•xH2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO、 Al2O3、HCl和水蒸气,现用如图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6Cl•xH2O热分解的化学方程式为 。
(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定,则装置的连接顺序为 (按气流方向,用接口字母表示),其中C的作用是 。装置连接后,首先要进行的操作名称是 。
(3)加热前先通过N2排尽装置中的空气,反应完成后,再持续通入N2的作用是 。
(4)完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g,则= .
正确答案
(2)a-c-d-b,吸收HCl气体,检查气密性
(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收,防止倒吸
(4)3
试题分析:(1)根据题给信息:高温下完全分解为MgO、 Al2O3、HCl和水蒸气,可写出其化学方程式:
(2)装置C的作用是吸收反应生成的HCl气体,装置D的作用是吸收水蒸气,应该首先通过D装置吸收水蒸气,后通过C装置吸收HCl;将气体通过洗气瓶进行洗气时,应该从长导管一侧通入气体,故其连接顺序是a-c-d-b;连接好装置后首先应该检查装置的气密性。
(3)因为加热后的装置中含有残留的HCl和水蒸气,为了避免引起实验误差,保证反应产生的气体全部被装置C、D吸收,所以要通入N2排出装置内残留的气体,同时也是为了防止产生倒吸。
点评:本题考查化学方程式的书写,主要考查对实验装置和实验流程的理解和熟悉实验操作,同时通过计算,确定水分子数。综合性较强,题目难度较大。
(10分)氢化钙(CaH2,其中H元素的化合价为 –1价)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,下图是模拟制取装置。
(1)氢化钙与水反应的化学方程式为:__________________。
该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为:__________________。
(2)利用图示实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,_____________________(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。
①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热,充分冷却
(3)装置B的作用是:_____________________________________;为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是:_____________。
正确答案
(10分,每空2分)
(1)CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑ 1︰1
(2)②①④③
(3)除去氢气中的水蒸气;无水硫酸铜
试题分析:(1)根据题中信息:氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气,可写出反应方程式CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;CaH2中H是-1价,Ca(OH)2中H是+1价,是氧化产物;H2中H是0价,是还原产物,氧化产物与还原产物的物质的量之比等于化学计量数之比,是1:1。(2)有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯,实验完毕后先熄火、冷却,在停止气体生成,防止倒吸发生爆炸。(3)H2在发生加热反应之前需要干燥,一般用无水氯化钙;检验是否干燥用无水硫酸铜,因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显。
点评:分析好题中的信息,本题测重基本实验操作能力考查。
(18分)下图为某套实验装置示意图,无法看到实验说明,加热装置已经省略。
A B C D E F
甲同学认为此套装置用于合成物质X, D处盛放V2O5,E处冰水冷却的U型管中有固体X出现。
(1)事实上此装置所附实验说明符合甲同学的推断,那么X的化学式是 ,C装置中盛放的液体药品是 。
(2)甲同学方案中为了提高A装置产物的转化率,可以增大B装置产物的通入量。要知道A、B两个装置产物的通入量哪个大,可通过观察 得知。
(3)若F装置中盛放的药品是 。本实验有无不妥之处?如有请答出改进方案;若无,此问可不答_ 。
乙同学认为此套装置用于合成物质Y,D处盛放铂铑合金网,E处冰水冷却的U型管中有红棕色气体Y生成且越接近U型管底部颜色越浅。对于A处,乙认为没有加热装置。
(4)若要用上述装置完成乙同学所认为的实验,C处所起作用与合成X时最初所起作用一致,那么C处的广口瓶应改为 ,所装药品为 。
(5)写出乙同学认为的D装置中发生反应的化学方程式 。
(6)为什么此时U型管中的红棕色气体越接近管底颜色越浅?
正确答案
(18分每空2分)(1)SO3,浓硫酸。(2)C装置中哪个导管冒出气泡的速率快。(答案合理均给分)
(3)98.3%H2SO4溶液;F装置后再增加一个内盛碱液的洗气装置。
(或碱石灰; 将F装置改为干燥管。
或NaOH浓溶液;在F装置前再增加一个内盛浓硫酸的洗气装置)(答案合理均给分)
(4)U型管(或干燥管);碱石灰。(答案合理均给分)
(5)。
(6)因为2NO+O2=2NO2,2NO2(红棕)N2O4(无色),本反应是放热反应,U型管底部的温度降低,上述可逆平衡向右移动,NO2浓度降低,颜色变浅。
(1)V2O5常用作合成三氧化硫的催化剂,所以X是三氧化硫。合成三氧化硫的原料是氧气和二氧化硫,但在进入装置D之前需要干燥,故C装置中盛放的液体药品是浓硫酸。
(2)气体通过溶液时会冒气泡,所以可通过观察气泡的快慢来控制反应速率。
(3)因为三氧化硫极易吸水,为防止空气中的水分进入需要在F装置中盛放浓硫酸。因为生成三氧化硫的的反应是可逆反应,而二氧化硫属于大气污染物,因此需要在F装置后再增加一个内盛碱液的洗气装置。
(4)铂铑合金网常用来氨的催化氧化,红棕色气体Y是NO2。因为氨气极易溶于水,所以不能用液体干燥剂,故需要将广口瓶改为U型管,用碱石灰作干燥剂。
(5)氨催化氧化的方程式为。
(6)因为NO2气体中存在平衡2NO2(红棕)N2O4(无色),本反应是放热反应,U型管底部的温度降低,上述可逆平衡向右移动,NO2浓度降低,颜色变浅。
(14分)某研究性学习小组从网上查到绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解的方程式为:
2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑SO3↑+14H2O↑,就设计了如下实验装置来验证绿矾受热分解是否发生上述反应。
主要实验步骤如下:
①组装仪器并检查装置的气密性;
②称量绿矾样口及U型干燥管E的质量,将称量后的绿矾置于硬质玻璃管内;
③关闭活塞K,加强热使绿矾完全分解;
④打开活塞K,缓缓鼓入一定量的氮气;
⑤再次称量干燥管E的质量;
⑥重复④⑤的操作,直到干燥管E的质量基本不变为止;
⑦称量洗气瓶C中所得沉淀的质量。
试回答:
(1)洗气瓶D中浓H2SO4的作用为: ;
(2)步骤⑦从溶液中获取生成沉淀质量的具体操作为: ;
(3)实验小组的报告如下,请补充完整:
(4)该实验所得到的数据与所样到的化学方程式中的定量关系不相符合,请分析可能的原因。
(5)为达到“验证绿矾受热分解是否发生上述反应”的目的,该实验的设计有多处不妥,请提出改进建议(两条即可)
正确答案
(1)除去SO2中的H2O(或干燥) (2分)
(2)过滤、洗涤、干燥、称量 (2分)
(3)Fe2O3 (1分) 0.035 mol (1分)
(4)①高温下部分SO3分解为SO2和O2 ;
②干燥管E吸收了空气中的H2O和CO2气体;
③绿矾分解不完全;
④反应生成的气体未被完全吸收……
(只要答案合理均可,一条合理原因2分,共4分)
(5)增加检验SO2气体的装置,如将干燥管E换成装有品红试剂的洗气瓶等;
不必称量质量;
在装置最后再加上一个干燥管,防止空气中的水蒸气进入干燥管E中;
加尾气吸收装置,防止空气污染……
(其他合理答案均可,一条合理建议2分,共4分)
该实验具有一定的开放性,是试题发展的新趋势。验证生成的产物中有氧化铁、二氧化硫、三氧化硫、水,因大部分物质的验证需要经过水溶液,因此验证水放在第一位,无水硫酸铜与水反应得到五水硫酸铜,颜色有白色变为蓝色;三氧化硫通入到氯化钡溶液中将有白色沉淀生成,从而验证三氧化硫的存在;浓硫酸干燥二氧化硫,二氧化硫被碱石灰吸收,通过称重法验证二氧化硫的存在;氧化铁为红棕色,通过观察固体颜色的变化确定有氧化铁生成。
A、B、C、D四种可溶性盐,它们的阳离子可能分别是Ca2+、Ag+、K+、Cu2+中的某一种,阴离子分别可能是NO3-、SO42-、Cl-、CO32-中的某一种.
(1)若把4种盐分别溶解于盛有蒸馏水的4支试管中,只有C盐的溶液呈蓝色.
(2)若向(1)的4支试管中分别加盐酸,B溶液中有沉淀产生,D溶液中有无色无味气体逸出.根据(1)(2)的实验事实推断4种盐的化学式为:
A______,B______,C______,D______.
正确答案
因Ca2+不能和SO42-、CO32-结合,而只能和NO3-、Cl-;Ag+不能和SO42-、Cl-、CO32-三种离子结合,而只能和NO3-结合,则一定是CaCl2、AgNO3.Cu2+不能和CO32-结合,所以为CuSO4;K+对应CO32-为K2CO3,即四种物质为CaCl2、AgNO3、CuSO4、K2CO3.
(1)中由于C盐是蓝色的,所以C为CuSO4,
(2)四支试管加入盐酸,B有沉淀,则B溶液为AgNO3;而D生成无色气体,则为二氧化碳,即D为K2CO3,所以A为CaCl2,
故答案为:CaCl2;AgNO3;CuSO4;K2CO3.
某课外研究小组,用铜粉通过不同的化学反应制取胆矾.其设计的实验过程如图所示:
(1)过程①采用灼烧的方法,灼烧时用到的仪器是______(填字母).
a.量筒b.漏斗c.坩埚d.蒸发皿
(2)铜粉经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,判断其中含有少黄铜的方法是______.
(3)途径Ⅰ中的氧化还原反应化学方程式是______.
(4)过程②的操作是:蒸发浓缩、冷却______,过滤.
(5)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径I相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是______、______.
正确答案
(1)由于灼烧需要在坩埚中完成,用到的仪器为c坩埚,故答案为:c;
(2)可以根据铜不溶于稀盐酸设计方案检验,所以检验方法为:取少量粗制氧化铜于试管中,加入足量盐酸,充分振荡,若有不溶物存在,说明粗制氧化铜中含有少量铜,
故答案为:取少量粗制氧化铜于试管中,加入足量盐酸,充分振荡,若有不溶物存在,说明粗制氧化铜中含有少量铜;
(3)途径Ⅰ的反应是铜与浓硫酸加热反应,反应的方程式为:Cu+2H2SO4(浓)═CuSO4+SO2↑+2H2O
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)过程②硫酸铜溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作,最后得到胆矾,
故答案为:结晶;
(5)根据化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;2Cu+2H2SO4+O2═2CuSO4+2H2O;比较与途径1相比,途径2有明显的两个优点,从反应物的质量和产物中的污染物的排放等方面答,
故答案为:产生等量胆矾途径 II消耗硫酸少;途径 II不会产生污染大气的气体.
Na2O2可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂.
(1)某学习小组发现:在盛有Na2O2的试管中加入足量水,立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞试液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生.
①使酚酞试液变红是因为______,红色褪去的可能原因是______.
②加MnO2粉末后发生的反应______.
写出Na2O2作供氧剂的反应方程式,并用双线桥表示电子转移的数目______.
(2)Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应.为了验证此猜想,该小组同学进行如下实验,实验步骤和现象如下.
步骤1:按图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品;
步骤2:打开K1、K2,产生的氢气流经装有Na2O2的硬质玻璃管,一段时间后,没有任何现象;
步骤3:检验H2的纯度后,开始加热,观察到硬质玻璃管内Na2O2开始熔化,淡黄色的粉末变成了白色固体,干燥管内硫酸铜未变蓝色;
步骤4:反应后撤去酒精灯,待硬质玻璃管冷却后关闭K1.
①盛装稀盐酸的仪器名称______;B装置的作用是______.
②必须检验氢气纯度的原因是______.
③设置装置D的目的是______.
④你得到的结论是______(若能反应请用化学方程式表示).
正确答案
(1)①过氧化钠和水反应生成氢氧化钠是碱,碱遇酚酞变红;红色褪去的可能原因是过氧化钠和水反应生成的过氧化氢具有氧化性,能氧化有色物质,
故答案为:过氧化钠和水反应生成碱氢氧化钠;反应生成的H2O2具有漂白作用;
②过氧化氢在二氧化锰做催化剂分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑;在Na2O2与H2O反应生成了氢氧化钠和氧气,Na2O2与CO2反应生成了碳酸钠和氧气,在两个反应中,化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=2,在Na2O2与H2O的反应生成了氢氧化钠和氧气,在Na2O2与H2O的反应中,化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=2,电子转移情况为:
,Na2O2与CO2反应生成了碳酸钠和氧气,在Na2O2与CO2的反应中,化合价升高数=化合价降低数=转移电子数=2,电子转移情况为:
;
故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
、
;
(2)①分析装置图和实验步骤可知,盛盐酸的仪器为长颈漏斗;B装置是吸收氢气中的杂质气体,除去氢气中的水蒸气等,
故答案为:长颈漏斗;吸收氢气中的杂质气体;
②氢气是可燃性气体混有空气易点燃发生爆炸,验纯防止空气与氢气混合加热爆炸,
故答案为:防止空气与氢气混合加热爆炸;
③D装置是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C影响实验验证,
故答案为:防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置和过氧化钠反应影响实验验证;
④实验现象分析可知过氧化钠变为白色固体,硫酸铜不变蓝色证明无水生成,证明氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,反应的化学方程式为,Na2O2+H22NaOH,
故答案为:氢气和过氧化钠反应生成氢氧化钠,Na2O2+H22NaOH.
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