- 研究型实验
- 共4868题
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
(1)提出假设①该反应的气体产物是CO2。
②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是________
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。
(2)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。请写出该反应的离子方程式:________________________。
(3)实验步骤
①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3. 20 g氧化铁、2.00 g碳粉混合均匀,放入48. 48 g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52.24 g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00 g。
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为_____________________
(4)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:____________________。
(5)实验优化
学习学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是__________________
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善__________。
正确答案
(1)CO2、CO的混合物
(2)NH4++NO2-N2↑+2H2O
(3)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
(4)2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑
(5)①Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全,M(BaCO3)>M(CaCO3),称量时相对误差小;
②在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置
某学习小组在研究水处理问题时,将一定量NaClO溶液与FeSO4溶液相混合,得到含有大量悬浮物的混合液。请完成对反应物剩余情况的探究。
(1)提出合理假设:
假设1:FeSO4有剩余;
假设2:NaClO有剩余;
假设3:__________________。
(2)样品初步处理:取少量混合液于试管中,滴加足量稀硫酸得到澄清溶液。此澄清溶液中肯定含有的金属阳离子是___________。
(3)设计后续实验方案验证假设。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。 限选实验试剂:
3mol/L H2SO4、0. 01 mol/L KMnO4、20% KSCN、3% H2O2、淀粉-KI溶液、紫色石蕊溶液。
正确答案
(1)NaClO和FeSO4均无剩余
(2)Na+、Fe3+
(3)
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C中发生的现象是________,说明SO2具有____(填“氧化性”或“还原性”)。 (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)尾气可采用足量________(填化学式)溶液吸收,有关反应的离子方程式是____________________
(5)有一小组在实验中发现,SO2气体产生缓慢,以致后续实验现象很不明显,但又不存在气密性问题。请你推测可能的原因并说明相应的验证方法(写出一种即可)____________。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶;Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)无色溶液中出现黄色浑浊;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;2OH-+SO2=SO32-+H2O
(5)Na2SO3变质:取待测试样于试管中,加适量蒸馏水配成溶液,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则证明该Na2SO3固体变质(或所用的酸不是浓硫酸:用洁净玻璃棒蘸取待测试样,涂白纸不变黑,则证明该溶液不是浓硫酸)
某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀;乙同学认为这两者相互促进水解,只生成Cu(OH)2一种沉淀;丙同学认为生成了
CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
(1)按照乙同学的理解,向生成的沉淀中加入________试剂,若观察到________时,就说明乙同学的猜想正确,则Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的离子方程式为:_______________________;
(2)定量探究生成物的成分将沉淀通过_______、洗涤的操作从溶液中分离出来,再低温干燥,然后定量分析沉淀物成分。
(3)若沉淀中CuCO3和Cu(OH)2两者都有,可通过下列所示装置的连接,进行定量分析来测定其质量(设每一装置中的反应或吸收均完全,反应前系统中存在的空气忽略不计)。
①上述各装置连接顺序为_____→_____→_____→_____→_____;
②实验结束时要通入过量的空气,其作用是____________________;
③若沉淀样品的质量为m克,CO2吸收装置质量增加了n克,则沉淀中Cu(OH)2的质量分数为:_____;
④能证明甲同学说法正确的实验现象是____________________。
正确答案
(1)稀盐酸;无气体产生(答案合理即可);Cu2++CO32-+H2O= Cu(OH)2↓+CO2↑
(2)过滤
(3)①C → A → B → D → E (或: C → A → B → E → D );
②排出装置中滞留的H2O和CO2气体,以便完全吸收;
③1-(31n/11m)
④装置B质量不增加(或不变)
某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质,装置如下图所示(A装置未画出),其中A为气体发生装置。A中所用试剂,从下列固体物质中选取:
a. NH4HCO3 b. NH4Cl c. Ca(OH)2 d. NaOH
检查装置气密性后,先将C处铂丝网加热至红热,再将A处产生的气体通过B装置片 刻后,撤去C处酒精灯。部分实验现象如下:铂丝继续保持红热,F处铜片逐渐溶解。
(1)实验室制取A中气体时若只用一种试剂,该试剂是_________(填代表备选试剂的字母);此时A中主要的玻璃仪器有_________(填名称)。
(2)A中产生的物质被B中Na2O2充分吸收,写出任意一个B中发生反应的化学方程式:
__________________。
(3)对于C中发生的可逆反应,下列说法正确的_________。
a. 增大一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率
b. 工业上进行该反应时,可采取高压的条件提高反应物转化率
c. 该反应在一定条件下达到平衡时,反应物的平衡浓度之比一定是4:5
d. 使用铂丝网可以使正反应速率增大,同时也增大逆反应速率
(4)请在下图坐标中画出C装置中反应发生过程中的能量变化示意图(具体能量数值不用标出),并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式。
(5)待实验结束后,将B中固体混合物溶于500 mL 1 mol·L-1 的盐酸中,产生无色混合气体甲,溶液呈中性,则实验前B中原有Na2O2的物质的量是_________mol,甲在标准状况下体积为_________L(忽略气体溶解)。
正确答案
(1)a;试管、酒精灯(导管)
(2)2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑或2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (3)ad
(4)
(5)0.25 ; 2.8
硫酸锌是一种重要的工业原料。在实验室从粗锌(含有少量的铅)与稀硫酸反应后的废液中提取硫酸锌的主要操作步骤如下:
步骤1:将废液过滤,调节滤液的pH约为2,过滤,将滤液加热浓缩,制得较高温度下的饱和溶液,冷却结晶得到粗制晶体。
步骤2:①在烧杯中用蒸馏水溶解步骤1得到的晶体,滴加少量稀硫酸,水浴加热至晶体全部溶解。②停止加热,让其自然冷却、结晶。③抽滤,用少量无水乙醇洗涤晶体1~2次,得精制晶体。
(1)废液中含有的不溶性杂质是____。
(2)步骤1中调节滤液pH约为2,可加入的物质是________。 (填字母)
a.NH3·H2O b.ZnO c.ZnCO3 d.NaOH
(3)步骤1中对滤液加热浓缩时,当__________时,停止加热。
(4)步骤2中滴加少量稀硫酸的目的是____________。
(5)抽滤装置如下图所示,仪器B的名称是_________。仪器C的作用是____________________。
(6)用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是________________。
正确答案
(1)PbSO4
(2)bc
(3)溶液表面出现晶膜
(4)防止硫酸锌水解
(5)吸滤瓶;防止倒吸
(6)利用乙醇的挥发性除去晶体表面的水分
已知某混合金属粉末,除铝外还含有铁、铜中的一种或两种,所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。
仅限选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙;1 mol/L硫酸、2 mol/L
硝酸、2 mol/L NaOH溶液、20% KSCN溶液。
完成以下实验探究过程:
(1)提出假设:
假设1:该混合金属粉末中除铝外还含有_________元素;
假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有_________元素;
假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素;
(2)设计实验方案基于假设3,设计出实验方案(不需要作答)。
(3)实验过程根据(2)的实验方案,叙述实验操作、预期现象和结论。
正确答案
(1)Cu;Fe
(3)
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
⑴实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式___________、____________。在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇催化反应是_________反应。
⑵甲和乙两个水浴作用不相同。甲的作用是__________;乙的作用是___________。
⑶反应进行一段时间后,干燥管a中能收集到不同的物质,它们是________________。集气瓶中收集到的气体的主要成分是________________。
⑷若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有_________。要除去该物质,可现在混合液中加入_________(填写字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过_______(填试验操作名称)即可除去。
正确答案
⑴2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuO
CH3CHO+Cu+H2O;氧化
⑵加热;冷却
⑶乙醛、乙醇;水、氮气
⑷乙酸;c;蒸馏
某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用下图所示装置先进行了有关实验
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请写出导管的进出方式。
(2)实验中他们取6.4g铜片和12mL 18mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
① 请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式:_____________________________________。
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是: __________________________。
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是_____(填写字母编号)。
A.铁粉 B.BaCl2溶液 C.银粉 D.Na2CO3溶液
(3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙两学生进行了如下设计:甲学生设计方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再计算余酸的物质的量浓度。他认为测定SO2的量的方法有多种,请问下列实验方案中不可行的是__________(填写字母编号)。
A.将装置A产生的气体缓缓通过预先称量过盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称量
B.将装置A产生的气体缓缓通入足量酸性KMnO4溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
C.用排水法测定装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)
D.用排饱和NaHSO3溶液的方法测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)
正确答案
(1)B装置中导气管长进短出
(2)①Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+ 2H2O; ②反应过程中H2SO4被不断消耗,生成的水逐渐增多,使浓硫酸逐渐变稀,至一定浓度就不再与铜片反应; ③AD
(3)ABC
不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2,也可被还原为氢气。某校研究性学习小组拟设计实验验证这一事实,并进行数据测定和相关计算。
(1)该小组设计了如下图所示的实验装置,检查该装置气密性的操作是___________。
(2)若在烧瓶中放入1.30 g锌粒,与c mol/LH2SO4反应,为保证实验结论的可靠,量气管的适宜规格是
_________。
A. 100 mL B. 200 mL C. 400 mL D. 500 mL
(3)若l.30 g锌粒完全溶解,氢氧化钠洗气瓶增重0.64 g,则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________。
(4)若烧瓶中投入ag锌且完全反应,氢氧化钠洗气瓶增重bg,量气瓶中收集到VmL气体(标准状况),请用一个代数式表示出a、b、V之间的关系_______________。
(5)若撤走盛有无水氯化钙的U形管,则n(H2)/n(SO2)的数值将_________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)反应结束后,为了准确地测量气体体积,量气管在读数时应注意的事项是________、_______。
正确答案
(1)关闭分液漏斗活塞,向右侧球形管中加入水,一段时间后观察球形管和量气管之间的液面差有无变化
(2)D
(3)Zn+2H2SO4 =ZnSO4 +SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 或2Zn+3H2SO4=2ZnSO4+SO2↑+H2↑+2H2O
(4)
(5)偏小
(6)待冷却至室温再开始读数;读数前使量气管左右液面相平(或眼睛视线与液面最低处相平;答案合理即可)
某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应。2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置③、④、⑥中盛放的药品依次是___________________。
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后_________________。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是__________________。
(4)装置②的作用是_________________,发生反应的化学方程式是______________________。
(5)该小组得出的结论所依据的实验现象是______________。
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液 中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)______________。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
正确答案
(1)3mol·L-1稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2 一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中的导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO;3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体有无色变为红棕色
(6)acd
某化学活动小组设计如图所示装置(部分夹持装置 已略去)实验,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应的产物。
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:________________。
(2)写出试剂Y的名称:____________。
(3)将C中反应后的固体物质分成两等份分装于两支试管中,
①向其中一支试管中加蒸馏水至固体完全溶解后,滴加BaCl2溶液,无明显现象,再滴加NaOH溶液变浑浊,写出产生此现象的离子方程式:____________________;由此现象推断固体产物中含有________(填化学式,下同);
②向另一支试管中滴加过量的稀硝酸,有无色无味的气体产生,溶液澄清,再向溶液滴加过量的AgNO3溶液,溶液变浑浊,经过滤、洗涤、干燥,得到7.175 g固体,由此现象推断固体产物中含有________。
(4)已知C中有0.1mol Cl2参加反应,D中收集到的气体是氯的一种氧化物。结合(2)中现象及数据可推知,
C中反应的化学方程式为__________。
正确答案
(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)
(3)①HCO3-+Ba2++OH-=BaCO3↓+H2O;NaHCO3;②NaCl
(4)2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O↑
某研究性学习小组探究NO3- 在不同环境中的氧化性。
(1)实验一:①试管a、b中均加入等浓度、等体积的NaNO3溶液和等质量的铜片,加热,无明显现象;
②向试管a中加入v mL NaOH溶液,加热,无明显现象;
③向试管b中 加入v mL稀H2SO4,加热,可观察到的现象是_____________。 实验一的目的是__________________。
(2)实验二:利用如图装置探究不同浓度HNO3的氧化性。
①已知电流计指针偏转方向是电子移动方向。将铜、铁两极同时插入浓HNO3中,观察到电流计指针指向铜,但迅速反转,指针偏向铁一端,此时铁作____(填“正” 或“负”)极;指针反转的原因是____________________。
②将浓HNO3改为稀HNO3后,观察到电流计指针指向铜,此时正极反应式是_________________。
正确答案
(1)③铜溶解,生成无色气体,溶液由无色变蓝色;探究NO3-在酸、碱性溶液中的氧化性
(2)①正;铁在浓硝酸中迅速氧化,在其表面形成致密的氧化膜,阻碍了内层铁进一步与浓硝酸反应(铁在浓硝酸中钝化);②NO3- + 4H+ +3e- = NO↑+ 2H2O
某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应生成只有CuCO3一种沉淀;乙同学认为这两者相互促进水解,生成Cu(OH)2一种沉淀;丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
(1)按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的化学反应方程式为___________________;在探究沉淀物成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为:①过滤②洗涤③干燥。
(2)请用下图所示装置,选择合适的实验装置和必要的试剂,证明生成物中只有碳酸铜。
①各装置连接顺序为______(用装置编号表示)
②装置C中装有试剂的名称是_________。
③能证明生成物中只有CuCO3的实验现象是______________________。
(3)若Cu(OH)2和CuCO3两者都有,可通过下列所示装置的连接,进行定量分析来测定其组成。
①实验结束时通入过量的空气的作用是_____________________
②实验过程中测定的数据有:
W1:样品的质量,W2:反应后装置B中残渣的质量,W3:反应生成的水的质量,W4:反应后生成二氧化碳的质量,为了测定其组成,至少需要其中________个数据,请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合,有几种组合就填几种,不必填满.)
正确答案
(1)Na2CO3+CuSO4 +H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+CO2↑
(2)①A →C→B;②无水硫酸铜;③ 装置B中澄清石灰水变浑浊,装置C中无水硫酸铜不变蓝色
(3)①将装置中滞留的H2O蒸汽和CO2吹入后面的吸收装置中以完全吸收;②2
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH2COONH4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是___________。
A.
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:__________________________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”)。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变△H____0,熵变△S___0(填>、<或=)。
(2)已知:NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3·H2O。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到c(NH2COO-)随时间变化趋势如图所示。
⑤计算25℃时,0~6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率___________________________。
⑥根据图中信息,如何说明水解反应速率随温度升高而增大:_______________________。
正确答案
(1)①BC;②;③增加;④ >;>。
(2)⑤0.05mol·L-1·min-1;⑥ 25.0℃时反应物的起始浓度较小,但0~6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15.0℃时大。
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