- 研究型实验
- 共4868题
一氯甲烷,也叫甲基氯,常温下是无色气体,密度为0.9159克/厘米3,熔点为-97.73℃,沸点为-24.2℃,18℃时在水中的溶解度为280毫升/毫升水,与乙醚、丙酮或苯互溶,能溶于乙醇。在实验室里可用下图装置制取一氯甲烷:
制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸。
试填写下列空白:
(1)制备一氯甲烷的化学方程式 ,
(2)装置b的作用是 ;
(3)已知卤代烃能发生碱性水解,转化为醇。装置e中可能发生的反应方程式为
;
(4)检验气体产物CH3Cl的方法是:在e的逸出口点燃CH3Cl气体,火焰呈蓝绿色(与其它烃燃烧现象有明显区别)。CH3Cl燃烧的化学方程式是 ;
(5)实验中实际按甲醇和浓盐酸1︰2(物质量之比)进行反应的理由是 ;
(6)某学生在关闭活塞x的情况下做此实验时发现,收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇~浓盐酸的混和液的量比正常情况下多(装置的气密性没有问题),其原因是 ;
(7)实验结束后,d中收集到的液体中含有 。
正确答案
(1)CH3OH+HClCH3Cl+H2O
(2)防止倒吸,保证安全 (3)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(4)2CH3Cl+3O22CO2+2H2O+2HCl
(5)可使甲醇充分反应,转化成一氯甲烷
(6)甲醇沸点较低(64.7℃),受热时易挥发,致使一部分未反应而逸出
(7)甲醇、盐酸、一氯甲烷
试题分析:(1)在催化剂的作用下,甲醇和氯化氢发生取代反应生成一氯甲烷,反应的化学方程式使CH3OH+HClCH3Cl+H2O。
(2)由于氯化氢极易挥发,而氯化氢又极易溶解在水中,所以装置b的作用是防止倒吸,保证安全。
(3)卤代烃能发生碱性水解,转化为醇。由于在生成醇的同时,还生成氯化氢,则装置e中可能发生的反应方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
(4)根据一氯甲烷的组成元素可知,一氯甲烷燃烧的生成物应该是CO2、水和氯化氢,则CH3Cl燃烧的化学方程式是2CH3Cl+3O22CO2+2H2O+2HCl。
(5)实验中实际按甲醇和浓盐酸1︰2(物质量之比)进行反应,显然盐酸是过量的,因此可以提高甲醇的转化率,使甲醇充分反应,转化成一氯甲烷。
(6)根据已知条件可知,甲醇沸点较低(64.7℃),受热时易挥发,致使一部分未反应而逸出,所以收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇~浓盐酸的混和液的量比正常情况下多。
(7)由于甲醇和盐酸都是易挥发的,因此实验结束后,d中收集到的液体中含有甲醇、盐酸、一氯甲烷。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。该题综合性强,侧重对学生实验能力的培养,提高学生的学科素养。有利于培养学生规范、严谨的实验设计、评价能力以及操作动手能力。该题需要明确的这种类型的试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
(12分)、某液态卤代烷RX(R是烷基,X是某种卤原子)的密度是a g·cm-3。RX可以与稀碱发生水解反应生成ROH(能跟水互溶)和HX。为了测定RX的相对分子质量,拟定的实验步骤如下:
①准确量取该卤代烷bmL,放入锥形瓶中。
②在锥形瓶中加入过量稀NaOH溶液,塞上带有长玻璃管的塞子,加热,发生反应。
③反应完成后,冷却溶液,加稀硝酸酸化,滴加过量AgNO3溶液得到白色沉淀。
④将沉淀过滤、洗涤、干燥后称重,得到固体c g 。
回答下列问题:
(1)装置中长玻璃管的作用是 。
(2)步骤④中洗涤的目的是为了除去沉淀吸附的 离子。
(3)该卤代烷中所含卤素的名称是 ,判断依据是 。
(4)该卤代烷的相对分子质量是 (列出算式)。
(5)如果在步骤③中,加HNO3的量不足,没有将溶液酸化,则步骤④测得的c值 _________(填下列选项代码)。
正确答案
(1)冷凝回流(2分)(2)H+、NO3-、Ag+、Na+ (2分)(3)氯元素(2分),得到的是白色沉淀(2分)
(4)(2分) (5)A(2分)
(1)由于在加热时,物质容易挥发,所以长玻璃管的作用是冷凝回流。
(2)白色沉淀是氯化银,其表面吸附着)H+、NO3-、Ag+、Na+等离子。
(3)由于白色沉淀是氯化银,所以应该是氯元素。
(4)氯化银是cg,所以根据原子守恒可知,解得M=
。
(5)如果HNO3不足,则会有AgOH沉淀,使沉淀质量增加,所以答案选A。
图Ⅰ是化学实验室中常用制备、干燥气体的部分仪器装置。某学校同学利用中学常用试剂及仪器设计下列实验。
图Ⅰ
(1)图Ⅰ中仪器C的名称:_________________。
(2)同学甲利用图Ⅰ装置制备并收集干燥的NO2气体,请在方框内画出用集气瓶收集NO2的装置图。B中发生反应的离子方程式为_________。
(3)同学乙利用图Ⅰ装置通过称量反应前后C的质量,确定Na2CO3和NaCl固体混合物中Na2CO3的质量。A中加入稀硫酸,B中加入Na2CO3和NaCl固体混合物,C中加入碱石灰。该装置存在较多缺陷,从而导致实验误差较大,请你说出其中的两点缺陷:
①__________________;②___________________。
(4)同学丙利用图Ⅰ装置制取氨气和氧气的混合气体,并且利用图Ⅱ装置验证氨的某些性质。A中加入浓氨水,C中加入碱石灰,E内放置催化剂(铂石棉),按气流方向连接各仪器
a b c h。
图Ⅱ
①B内需加入固体试剂的名称为_________,B中能产生氨气和氧气混合气体的原因是_________。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现,证明氨气具有_________性,E中发生反应的化学方程式为__________________。
正确答案
(1)干燥管(2分)(2)略;(2分)Cu+4H++2NO3- = Cu 2++2NO2↑+2H2O(2分)
(3)外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入C中;
体系中产生的二氧化碳残留B中不能全部被C吸收;
生成的二氧化碳未干燥,水蒸气也被C吸收;
反应前B中已经有二氧化碳;(只要答对其中两条给2分)
(4)①过氧化钠(2分)过氧化钠和水反应产生氧气、氢氧化钠,同时反应放出大量的热 NH3+H2O NH3·H2O
NH4++OH-;体系温度升高,C(OH-)增大,此二者共同作用使上述平衡向左进行,产生氨气(2分) ②还原(2分),4NH3+5O2==4NO+6H2O(2分)
略
某化学课外活动小组的同学在学习NH3的性质时讨论:既然NH3具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?于是他们设计了如下实验装置(夹持装置未画出)进行实验。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______________;仪器b中可选择的试剂为______________;
(2)实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,干燥管D增重,量气管内收集到无色无味的单质气体,上述现象可以证明NH3具有________性,写出相应的化学方程式_____________;
(3)E装置中浓硫酸的作用是________________________________
(4)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是:________________________若读数时,量气管中的液面低于水准管的液面,则量气管中气体的体积将_____。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(5)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+易发生自身的氧化还原反应(2Cu+ →Cu+Cu2+)。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O: 。
(6)此套实验装置还可用于测定氨气的分子组成。若实验完毕,测得干燥管D增重m克,装置F测得气体的体积为n升(已折算成标准状况),则氨分子中氮、氢的原子个数比为________(用含m、n字母的代数式表示)
正确答案
(1)分液漏斗 氧化钙或氢氧化钙或碱石灰
(2)还原 3CuO + 2NH33Cu + N2↑+ 3H2O
(3)吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D
(4)将右侧的漏斗缓慢上下移动,使左右两管内液面相平,而且视线要平视。偏小
(5)取少许样品,加入稀H2SO4(或稀盐酸),若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有
(6)9n / 11.2m
试题分析:(1)仪器a的名称分液漏斗。此题是实验室中常用浓氨水加热或将浓氨水滴加到固体氧化钙或氢氧化钙或碱石灰上,利用氧化钙或氢氧化钙的吸水性及溶解放热来促使氨气溢出。实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体,干燥管D增重,量气管内收集到无色无味的单质气体,上述现象可以证明NH3具有还原性,相应的化学方程式3CuO + 2NH33Cu + N2↑+ 3H2O。
(3)E装置中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气,阻止F中水蒸气进入D。
(4)读取气体体积前,应对装置F进行的操作是:将右侧的漏斗缓慢上下移动,使左右两管内液面相平,而且视线要平视。若读数时,量气管中的液面低于水准管的液面,则量气管中气体的压强大于大气压强,这时量气管中气体的体积将偏小。
(5)检验该红色物质中是否含有Cu2O:取少许样品,加入稀H2SO4(或稀盐酸),若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有
(6)干燥管D增重mg,即吸收水蒸气的质量是mg,装置F测得气体的体积为nL,就是N2在标准状况体积是nL。n(H2O):n(N2)=(mg÷18g/mol):(nL÷22.4L/mol)="11.2m:9n." 则氨分子中氮、氢的原子个数比为(9n×2): (11.2m×2)= 9n/11.2m
为探索工业废料的再利用,某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式: 。
(2)试剂X是 。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是 。
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少,可采取的改进措施是 。
(4)用固体F制备CuSO4溶液,可设计以下三种途径:
写出途径①中反应的离子方程式 ,请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由 。
正确答案
(1)2Al+2OH—+2H2O=2AlO2-+3H2↑(2分)
(2)稀硫酸或H2SO4(2分) 过滤(2分)
(3)在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶(合理答案即给分)(2分)
(4)3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O(2分) 途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小(2分,结论1分,理由1分)
试题分析:(1)铝、铁、铜中铝与氢氧化钠反应,产生偏氯酸钠和氢气;(2)步骤Ⅲ分离铜、铁,且生成绿矾(硫酸亚铁),故x为稀硫酸;固液分离用过滤;(3)由于浓盐酸易挥发,制备的二氧化碳中含有HCl气体,导致生成的氢氧化铝溶解;为了避免固体减少,可采取的除去HCl气体的方法,在装置Ⅰ、Ⅱ之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;(4)途径①③产生NO、SO2污染性气体,途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小。
(每空1分,共6分)下面是某科学兴趣小组的同学做同周期元素性质递变规律实验时,设计的一套实验方案。其中实验步骤如下:
请整理并完成实验报告:
(1)实验目的: 。
(2)实验用品:
试剂:金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。
仪器: 、酒精灯、表面皿、试管夹、镊子、小刀、玻璃片、砂纸等。
(3)实验内容(完成下列表格中的未完成的实验现象和化学方程式):
(4)实验结论: 。
(5)请用原子结构的知识简单解释上述结论: 。
正确答案
(每空2分,共6分)
(1)实验目的:探究同周期元素性质的递变规律
(2)实验用品:仪器:试管
(3)实验内容:
实验现象:浮在水面上,熔成小球,有气体放出,做不定向移动,随之消失,溶液变成红色
化学方程式:Mg+2H2O Mg(OH) 2+2H2↑
(4)实验结论:同周期元素随原子序数的递增,失电子能力逐渐减弱,得电子能力增减增强。
(5)请用原子结构的知识简单解释上述结论::同周期元素的原子电子层数相等,核电荷数逐渐减小,原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强,电子能力逐渐减弱,得电子能力增减增强。
(1)根据实验步骤和原理可知,实验目的是探究同周期元素性质的递变规律。
(2)根据实验步骤可知,实验需要试管。
(3)①镁是活泼的金属,在加热的条件下能和沸水反应生成氢气和氢氧化镁,方程式为Mg+2H2O Mg(OH) 2+2H2↑。
③钠是活泼的金属,极易和水反应生成氢气和氢氧化钠,所以实验现象是浮在水面上,熔成小球,有气体放出,做不定向移动,随之消失,溶液变成红色。
(4)根据实验现象可知,结论应该是同周期元素随原子序数的递增,失电子能力逐渐减弱,得电子能力增减增强。
(5)由于同周期元素的原子电子层数相等,核电荷数逐渐减小,原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强,失去电子的能力逐渐减弱,得电子能力增减增强,所以金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。
为探究一溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙两位同学分别设计如下二个实验方案:
甲:向反应混合物中滴入稀HNO3,后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀,则可以证明发生了消去反应。
乙:向反应混合物中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。
(1)请评价上述二个方案是否合理,并说明理由。 甲:____,________。 乙:____,________。
(2)在上述二个方案中,能否对某个方案稍作改变即可达到实验目的,如需要改进,请指出进行改进的方案和改进方法:_________________________。
正确答案
(1)甲:不合理;若是水解反应也有类似实验现象;
乙:不合理;Br2与NaOH溶液也发生反应使溴水褪色
(2)乙方案作改进: 先向混合液中加入足量稀硝酸中和碱至中性,再滴入溴水.若溶液颜色变浅或褪去.即可验证发生了消去反应
(16分)
“白铁皮”即镀锌铁皮,镀锌层犹如铁皮的保护层,具有较强的耐腐蚀性,这层膜的厚度是判断白铁皮质量的重要指标,某研究性学习小组为了测定镀膜厚度,设计了下面的实验方案。
已知:
锌与强碱溶液反应的离子方程式为 :Zn+20H-=Zn022-+H2↑
锌的密度为dg/cm3
某学习小组同学设计了下图装置,使单侧面积为Scm2、质量为mg,的镀锌铁皮完全浸人6mol·L-1NaOH溶液中,充分反应。
回答下列问题 :
(1)仪器名称A _B
(2)装置中导管 a 的作用是_________________________,
(3)干燥管C与量气管D (具有刻度的细长玻璃管)在反应前后液面高度有何要求:
反应前_______________,反应后 ,(答:“C中液面高于D中液面”,“C中液面低于D中液面”,“C中液面与D中液面相平”)其目的是_______________________。
(4)除了锌之外,另一种常见金属与强碱溶液反应的离子方程式为 。
(5)请设计实验证明,铁并未与强碱溶液反应而进入溶液 。
(6)实验前后量气管中液面读数分别为 V1mL、V2mL,(实验条件的气体摩尔体积为Vm L·mol-1), 则镀锌铁皮的厚度为h=_______________________cm(写出数学表达式)。
(7)请另设计一种测镀锌膜的厚度的方案,并用简单的方式表述出来:
正确答案
(1)分液漏斗,锥形瓶
(2)将AB连通,平衡两者气压,使液体能顺利流下
(3)C中液面与D中液面相平;C中液面与D中液面相平;保证BC装置内的气压始终恒定。
(4)2Al + 2OH— + 2H2O = 2AlO2— + 3H2↑
(5)参考方案:取B 反应后剩余液,加入足量稀硝酸酸化,再滴入KSCN溶液,未见变红(其他方案合理亦可)
(6) h=
(7) 参考1:镀锌铁皮与强碱反应后,测剩余铁的质量,获得锌的质量,再进行换算
参考2:镀锌铁皮与盐酸反应后,根据金属的质量及产生氢气的体积进行换算
参考3:镀锌铁皮与盐酸反应后,在余下液体中加入足量强碱,过滤洗涤灼烧根据产生的氧化铁质量换算
(其他方案:在中学生所知范围内,合理即可)
试题分析:(1)在做制备氯气的实验中用过这些一起,A为分液漏斗。B为锥形瓶。(2)为了使反应顺利进行,反应漏斗的试剂顺利滴下,需要保持压强的内外一致,因此需要导管a这个装置,装置中导管 a 的作用是:将AB连通,平衡两者气压,使液体能顺利流下。(3)本实验的关键是测量气体的体积。根据此装置的原理,应两次记录C中的读数,取其差值就是所得气体的体积,因此干燥管C与量气管D(具有刻度的细长玻璃管)在反应前后液面高度都是相平的。(4)根据所学知识,铝可与强碱溶液反应,离子方程式为:2Al + 2OH— + 2H2O = 2AlO2— + 3H2↑。(5)利用铁离子(Fe3+)的特征反应,遇KSCN溶液变红来检验铁是否参与了反应,方案为:取B 反应后剩余液,加入足量稀硝酸酸化,再滴入KSCN溶液,未见变红(其他方案合理亦可)。(6)根据体积只差算出放出H2的体积,利用化学方程式:Zn+20H-=Zn022-+H2↑,计算出Zn的质量,再用m=ρV=ρSh,得出h=m/(ρS),带入数据,解得h=。(7)这题是开放题,只要符合题意的方案都是可以的。
点评:本题考查的是化学实验的基本操作及相关计算,测重基本实验操作能力考查。化学计算注重解题技巧,尤其是最后一题考查思维的深刻性和灵活性。
(14分)某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体。
(1)填写装置的作用:B ,C ,G 。
(2)先点燃 处酒精灯(填“A”或“E”),点燃E处酒精灯前一步操作 。
(3)证明有SO2生成的现象是 。
(4)反应后A的溶液中含有Fe3+和Fe2+,检验其中的Fe2+的方法是 。
正确答案
(1)防止倒吸;验证有SO2生成;防止空气中的H2O进入F(6分)
(2)A(2分) 检验氢气的纯度(2分) (3)酸性高锰酸钾溶液变浅
(4)取A的溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,若红色褪去,证明有Fe2+(2分)
(1)由于浓硫酸的还原产物SO2易溶于水,所以B的作用是防止倒吸。酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,能氧化SO2,所以C的作用是验证有SO2生成。由于随反应的进行,浓硫酸会变稀,从而产生氢气,氢气能还原氧化铜,生成铜和水,所以F装置是检验生成的水蒸气的,因此G是防止空气中的H2O进入F,干扰实验。
(2)由于装置中含有空气,所以首先点燃A处的酒精灯,将装置中的空气排尽。由于氢气是可燃性气体,所以点燃之前要检验氢气的纯度。
(3)证明有SO2生成的现象是酸性高锰酸钾溶液变浅。
(4)亚铁离子具有还原性,据此可以检验,即取A的溶液,滴加酸性高锰酸钾溶液,若红色褪去,证明有Fe2+。
(10分)某化学兴趣小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数,取出3g合金样品,将60g稀硫酸分6次加入样品中,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重,得到的实验数据如下:
(1)从以上数据可知,最后剩余的0.6g固体的成分是 ;这六次实验中,第 次加入稀硫酸时样品中的镁已经完全反应;表格中,m= 。
(2)计算合金样品中镁的质量分数。
(3)计算所用稀硫酸中H2SO4的质量分数。
正确答案
(1) Cu (1分) 5 (1分) 2.5 (1分) (2) 80% (3分) (3) 20.4%(3分)
(1)铜和稀硫酸不反应,所以最后剩余的是铜。根据实验2、3可知,10g稀硫酸就能溶解0.5g合金。所以m=3g-0.5g=2.5g。在实验4、5中溶解的合金质量是0.4g,这说明在第5次加入稀硫酸时样品中的镁已经完全反应.
(2)铜是0.6g,所以镁是2.4g,则镁的质量分数是
(3)10g稀硫酸就能溶解0.5g镁,所以根据方程式Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑,10g稀硫酸中含有溶质是,所以稀硫酸的质量分数是2.04g÷10.0g×100%=20.42%。
电石浆是氯碱工业中的一种废弃物,其大致组成如表所示:
用电石浆可生产无水CaCl2,某化工厂设计了以下工艺流程:
已知氯化钙晶体的化学式是:CaCl2•6H2O;H2S是一种酸性气体,且具有还原性.
(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的名称为______;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______.反应的化学方程式为______.
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______.
(5)氯碱工业电极方程式______.
正确答案
(1)因要生产CaCl2,过程中不引入新的杂质离子,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后是结晶池,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,反应的化学方程式为Ca(OH)2+H2S=CaS+2H2O,
故答案为:C;Ca(OH)2+H2S=CaS+2H2O;
(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;
(5)氯碱工业中电解饱和食盐水,阳极是氯离子失电子生成氯气,电解反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极是氢离子得到电子生成氢气,电解反应为:2H++2e-=H2↑;
故答案为:阳极为2Cl--2e-=Cl2↑,阴极为2H++2e-=H2↑.
苯和溴的取代反应的实验装置如图所示,其中A为带支管口的试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑粉。
填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式):_______________________。
(2)试管C中苯的作用是__________。反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象为________。
(3)反应2~3 min后,在B中可观察到的现象是_________。利用这种方法得到的粗溴苯中还含有的杂质主要是 ,需进一步提纯,下列操作中必须的是 (填正确答案前的字母)
(4)该实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这三个优点外,还有一个优点是_____________。
正确答案
(12分) (1)
(2)除去HBr气体中混有的溴蒸气 D试管中石蕊试液慢慢变红,并在导管口有白雾产生,然后E试管中出现浅黄色沉淀 (3)在溶液底部有无色油状液体 苯 A
(4)充分吸收有毒气体,防止污染环境
试题分析:(1)在催化剂的作用下,苯环上的氢原子被溴原子所取代,生成溴苯,同时有溴化氢生成:C6H6+Br2 C6H5Br+HBr,
故答案为:C6H6+Br2C6H5Br+HBr;
(2)苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢,溴化氢的溶液呈酸性,与紫色的石蕊试剂显红色,溴化氢与硝酸银反应生成浅黄色的溴化银和硝酸,且溴化银不溶于硝酸,
故答案为:除去HBr气体中混有的溴蒸气 D试管中石蕊试液慢慢变红,并在导管口有白雾产生,然后E试管中出现浅黄色沉淀;
(3)溴苯是有机物,氢氧化钠溶液是无机物,所以溴苯和氢氧化钠溶液不互溶,且溴苯的密度大于水的密度,所以在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是底层出现油状液体。
故答案为:在溶液底部有无色油状液体 苯 A。
(4)溴化氢溶于水能得到氢溴酸,溴和水反应也可得到氢溴酸,如果没有C装置,无法判断该反应中是否有溴化氢生成;苯溶解了溴,除去的溴的干扰,所以能判断该反应有溴化氢生成,故答案为:充分吸收有毒气体,防止污染环境。
点评:本题考查了苯的取代反应实验,考查的知识点有反应方程式的书写、产物的判断、蒸汽的成分及性质,综合性较强,难度较大,注意苯能和液溴发生取代反应,和溴水不反应。
(14分)某研究小组对铁生锈进行研究:
(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:上图中的铁钉最容易生锈的是 (填字母),铁锈的主要成分是
(2)根据实验条件判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为
(3)铁生锈的外部条件是 ;在此条件下,铁钉发生吸氧腐蚀转化为Fe(OH)2的电池反应方程式为
(4)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是
A. 锡 B. 铜 C. 锌
(5)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下:
①步骤Ⅲ用除锈液(15%的硫酸溶液)浸泡铁件的目的在于除去铁表面的铁锈,该步反应的离子方程式为___________________________________。
②为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为__________________________。
③除锈后的铁件在发蓝液(NaNO2、NaNO3及NaOH组成的混合液)中浸泡(步骤IV),发生了复杂的化学反应:
反应一:____Fe +____NaNO2 +___NaOH —____Na2FeO2 +____H2O +___NH3↑
反应二:8Fe+3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O = 4Na2Fe2O4 + 3 NH3↑
反应三:Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2H2O = Fe3O4 + 4NaOH
配平“反应一”的化学方程式(将系数直接填在横线上)。若要循环使用发蓝液,从理论角度分析,需要往使用过的发蓝液中_________
A. 只需加入NaNO2 B. 只需加入NaNO2和NaNO3
C. 需要加入NaNO2、NaNO3和NaOH D. 不需加入任何物质而直接使用
正确答案
(14分)(1)A, Fe2O3(或 Fe2O3· xH2O)
(2)O2+2 H2O+4e-= 4 OH-
(3)潮湿的空气(或氧气与水); 2Fe +O2 +2 H2O=2 Fe(OH)2
(4)C (5)① Fe2O3+6 H+=2 Fe3++3 H2O
②铁制品表面有红色固体析出③ 3、1、5、3、1、1;B
(1)B、C都不能隔绝空气,防止铁发生电化学腐蚀,而A不能,所以最容易倍腐蚀的是A。铁锈的主要成分是Fe2O3(或 Fe2O3· xH2O)。
(2)在铁的电化学腐蚀中,铁作负极,由于溶液的酸性很弱,所以正极是氧气得到电子,即反应式为O2+2 H2O+4e-= 4 OH-。
(3)铁要腐蚀电化学腐蚀,则必须处在潮湿的空气(或氧气与水),反应的总反应式是2Fe +O2 +2 H2O=2 Fe(OH)2.
(4)由于镀层一旦败损之后容易腐蚀电化学腐蚀,所以作镀金属性比铁强的金属,所以答案选C。
(5)①铁锈的主要成分是氧化铁,和稀硫酸反应的方程式为Fe2O3+6 H+=2 Fe3++3 H2O。
②因为铁的活泼性强于铜,铁能和硫酸铜反应置换出铜,所以铁制品表面有红色固体析出。
③在反应中铁失去电子作还原剂,化合价从0价升高到+2价。氧化剂是亚硝酸钠,氮元素的化合价从+3价降低到-3价,变化6个单位,即氧化剂和还原剂的物质的量之比是1︰3的,所以方程式为3Fe +NaNO2 +5NaOH=3Na2FeO2 +H2O +NH3↑。将3个反应合并即得到12Fe+NaNO3+4NaNO2+10H2O=4Fe3O4+5NH3↑+5NaOH,这说明反应中消耗的是硝酸钠和亚硝酸钠,所以需要补充二者,答案选B。
(6分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
正确答案
(6分,每空2分) ①偏高 ②无影响 (2)18.85%
略
(1)下列除杂提纯的方法不可行的是______.(填序号)
①除去Na2CO3中混有的Na2SO4:加入适量的BaCl2溶液,过滤
②除去铜粉中的少量镁粉:加入适量的稀盐酸,过滤
③除去CaCl2中的少量CaCO3:加入适量的盐酸至无气泡产生
④除去H2中混有的少量O2:通入灼热的氧化铜
(2)写出上述方法可行的有关化学方程式:
①______;
②______.
正确答案
(1)①加入适量的BaCl2溶液引入新的杂质NaCl,应加入碳酸钡,利用沉淀的转化除去,故①错误;
②铜和盐酸不反应,镁和盐酸反应生成溶于水的氯化镁,可除去杂质,故②正确;
③碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,可除去杂质,故③正确;
④在加热条件下,氢气与氧化铜反应,不能影响被提纯的物质,故④错误;
故答案为:①④;
(2)镁和盐酸反应生成溶于水的氯化镁,反应的方程式为Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,
碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,
故答案为:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.
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