- 测定相对分子质量确定分子式
- 共72题
某课外活动小组利用乙炔与酸性KMnO4溶液反应测定乙炔的相对分子质量,如图是测定装置的示意图.B中的CuSO4用于除去乙炔中混有的H2S、PH3、AsH3等还原性气体.
(1)装置A中发生反应的化学方程式为______;为得到平稳的乙炔气流,液体a是______.
(2)请配平C2H2与酸性KMnO4溶液反应的化学方程式(在横线中填计量数):
______C2H2+______KMnO4+______H2SO4=______K2SO4+______MnSO4+______CO2↑+______H2O
(3)实验前D中含有x mol的KMnO4,实验时向D中通入一定量的乙炔直至酸性KMnO4溶液恰好完全褪色,实验完毕后装置D及E的总质量共增重y g,请通过计算求出所测乙炔的相对分子质量(请用含字母x、y的代数式表示):______(不写计算过程).
(4)若该小组的实验原理及所有操作都正确,下列因素中,对所测乙炔相对分子质量的值不会产生影响的是:______.
A.将装置A中产生的混合气体直接通入D中的酸性KMnO4溶液
B.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶
C.通入过量纯净的乙炔气体于酸性KMnO4溶液时,有部分乙炔未被氧化而逸出
(5)另一活动小组的同学认为上述实验装置仍存在不足,请你用简要的文字说明改进的措施______.
正确答案
解:(1)实验室用电石和水反应制备乙炔,碳化钙与水反应生成氢氧化钙和乙炔,其反应的化学方程为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑;碳化钙与水反应很剧烈,用饱和食盐水可以减缓反应,所以为了得到平稳的气流,用饱和食盐水代替水;
故答案为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑;饱和食盐水;
(2)C2H2中碳的化合价由-1升高高+4,化合价变化10,KMnO4中锰的化合价由+7降低到+2,化合价变化5,两者的最小公倍数为10,结合质量守恒可得::C2H2+2KMnO4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O;
故答案为:1、2、3、1、2、2、4;
(3)根据关系式得n(C2H2)=n(KMnO4)=xmol,乙炔的质量等于装置D及E的总质量共增重的质量,故m(C2H2)=yg,所以M===g/mol,即相对分子质量为;
故答案为:;
(4)A.将装置A中产生的混合气体直接通入D中的KMnO4酸性溶液,会导致乙炔的质量偏大,不符合题意;
B.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸不能吸收二氧化碳,导致会导致乙炔的质量偏小,不符合题意;
C.通入过量纯净的乙炔气体于KMnO4酸性溶液时,有部分乙炔未被氧化而逸出,测定是根据高锰酸钾的量来确定乙炔的量,乙炔过量无影响,符合题意;
故答案为:C;
(5)E装置能吸收空气中的水和二氧化碳,会使测定的E装置质量偏大,所以在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管;
故答案为:在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管.
解析
解:(1)实验室用电石和水反应制备乙炔,碳化钙与水反应生成氢氧化钙和乙炔,其反应的化学方程为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑;碳化钙与水反应很剧烈,用饱和食盐水可以减缓反应,所以为了得到平稳的气流,用饱和食盐水代替水;
故答案为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑;饱和食盐水;
(2)C2H2中碳的化合价由-1升高高+4,化合价变化10,KMnO4中锰的化合价由+7降低到+2,化合价变化5,两者的最小公倍数为10,结合质量守恒可得::C2H2+2KMnO4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O;
故答案为:1、2、3、1、2、2、4;
(3)根据关系式得n(C2H2)=n(KMnO4)=xmol,乙炔的质量等于装置D及E的总质量共增重的质量,故m(C2H2)=yg,所以M===g/mol,即相对分子质量为;
故答案为:;
(4)A.将装置A中产生的混合气体直接通入D中的KMnO4酸性溶液,会导致乙炔的质量偏大,不符合题意;
B.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸不能吸收二氧化碳,导致会导致乙炔的质量偏小,不符合题意;
C.通入过量纯净的乙炔气体于KMnO4酸性溶液时,有部分乙炔未被氧化而逸出,测定是根据高锰酸钾的量来确定乙炔的量,乙炔过量无影响,符合题意;
故答案为:C;
(5)E装置能吸收空气中的水和二氧化碳,会使测定的E装置质量偏大,所以在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管;
故答案为:在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管.
根据氨气还原氧化铜的反应,可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu)(近似值)的实验.先称量反应物氧化铜的质量m(CuO),反应完全后测定生成物水的质量m(H20),由此计算Ar(Cu).为此,提供的实验仪器及试剂如下(根据需要可重复选用,加入的NH4Cl与Ca(OH)2的量足以产生使CuO完全还原的氨气):
请回答下列问题:
(1)氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为______;
(2)从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置,按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→______;
(3)在本实验中,若测得m(CuO)=a g,m(H2O)=b g,则Ar(Cu)=______;
(4)在本实验中,使测定结果Ar(Cu)偏大的是______ (填序号);
①CuO未完全起反应
②CuO不干燥
③CuO中混有不反应的杂质
④碱石灰不干燥
⑤NH4Cl与Ca(OH)2混合物不干燥.
正确答案
解:(1)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,反应物为氮气、铜和水,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2,故答案为:2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
(2)因为需要测定反应后生成物水的质量,所以必需保证通入的氨气是纯净干燥的,由于浓硫酸可以与氨气反应,因此只能通过碱石灰进行干燥,再通入氧化铜进行反应,最后在通入碱石灰吸收反应生成的水,以测得生成水的质量,所以正确的顺序为a→e→b→e,故答案为:a→e→b→e;
(3)根据反应方程式
2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
3 3
可知氧化铜和水的物质的量相等,所以有以下关系式:=,
解得Ar(Cu)==-16,故答案为:-16;
(4)由(3)可知得Ar(Cu)=-16,
①若Cu0未完全起反应,说明b偏小,结果偏大;
②若CuO不干燥,说明a偏小,b偏大,结果偏低;
③若Cu0中混有不反应的杂质,说明b偏小,结果偏大;
④若碱石灰不干燥,说明氨气干燥不彻底,b偏大,结果偏低;
⑤若NH4C1与Ca(OH)2混合物不干燥,但只要氨气干燥彻底,对结果不影响.
所以选项①③正确,故答案为:①③.
解析
解:(1)氨气具有弱还原性,在加热条件下可以被氧化铜氧化,反应物为氮气、铜和水,反应的化学方程式为2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2,故答案为:2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
(2)因为需要测定反应后生成物水的质量,所以必需保证通入的氨气是纯净干燥的,由于浓硫酸可以与氨气反应,因此只能通过碱石灰进行干燥,再通入氧化铜进行反应,最后在通入碱石灰吸收反应生成的水,以测得生成水的质量,所以正确的顺序为a→e→b→e,故答案为:a→e→b→e;
(3)根据反应方程式
2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2;
3 3
可知氧化铜和水的物质的量相等,所以有以下关系式:=,
解得Ar(Cu)==-16,故答案为:-16;
(4)由(3)可知得Ar(Cu)=-16,
①若Cu0未完全起反应,说明b偏小,结果偏大;
②若CuO不干燥,说明a偏小,b偏大,结果偏低;
③若Cu0中混有不反应的杂质,说明b偏小,结果偏大;
④若碱石灰不干燥,说明氨气干燥不彻底,b偏大,结果偏低;
⑤若NH4C1与Ca(OH)2混合物不干燥,但只要氨气干燥彻底,对结果不影响.
所以选项①③正确,故答案为:①③.
欲测定金属镁的相对原子质量,请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,假设气体的体积可看作标准状况下的体积).
填写下列各项(气流从左到右):
(1)各种仪器连接的先后顺序(用小写字母表示)应是______接______、______接______、______接______、______接______.
(2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是______(填序号).
①待仪器B中的温度恢复至室温时,测得量筒C中水的体积为Va mL;
②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,得质量为m g,并将其投入试管B中的带孔隔板上;
③检查装置的气密性;
④旋开装置A上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当镁完全溶解时再关闭这个活塞,这时A中共放入水Vb mL.
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量,其数学表达式为______.
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,这将会使所测定镁的相对原子质量数据______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
正确答案
解:(1)气流从左到右,各仪器连接顺序为a、h、g、b、c、f、e、d,注意要想排出洗气瓶中的液体时,气体要从短导管进入,液体从长导管排出;
故答案为:a;h;g;b;c;f;e;d;
(2)连接好仪器后,要先检查装置气密性,再放入药品,然后收集气体,所以先后顺序为③②④①;
故答案为:③②④①;
(3)通过(2)可知氢气的体积V=Va-Vb,则氢气的质量m=,根据
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Mg 2g
mg
知镁的相对原子质量M=;
故答案为:;
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,C中水的体积要比实际体积大,使氢气的测得值比实际值大,从而使测定镁的相对原子质量偏小.
故答案为:偏小.
解析
解:(1)气流从左到右,各仪器连接顺序为a、h、g、b、c、f、e、d,注意要想排出洗气瓶中的液体时,气体要从短导管进入,液体从长导管排出;
故答案为:a;h;g;b;c;f;e;d;
(2)连接好仪器后,要先检查装置气密性,再放入药品,然后收集气体,所以先后顺序为③②④①;
故答案为:③②④①;
(3)通过(2)可知氢气的体积V=Va-Vb,则氢气的质量m=,根据
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Mg 2g
mg
知镁的相对原子质量M=;
故答案为:;
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,C中水的体积要比实际体积大,使氢气的测得值比实际值大,从而使测定镁的相对原子质量偏小.
故答案为:偏小.
某液态卤代烷RX(R是烷基,X是某种卤素原子)的密度是a g/cm3.该RX可以跟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b mL,放入大试管中;
②在大试管中加入过量稀NaOH溶液,塞上带有长玻璃管的塞子,加热,发生反应(如图所示);
③反应完成后,冷却溶液,加稀HNO3酸化,滴加过量AgNO3溶液,得白色沉淀;
④过滤,洗涤,干燥后称重,得到c g固体.
回答下面问题:
(1)装置中长玻璃管的作用是______;
(2)该卤代烃中所含卤素的名称是______,判断依据是______;
(3)该卤代烃的相对分子质量是(列出算式)______;如果在步骤③中加HNO3的量不足,没有将溶液酸化,则步骤④中测得的c值(填选项代码)______A.偏大 B.偏小 C.不变.
正确答案
解:(1)因RX熔沸点较低,加热时易挥发,所以装置中长导管的作用是防止卤代烃挥发或冷凝回流,故答案为:冷凝回流,提高原料利用率;
(2)因为所得AgX沉淀为白色,能和硝酸银反应生成白色沉淀的只能是氯化银沉淀,所以卤代烃中含有氯元素,故答案为:氯;滴加过量AgNO3溶液,得白色沉淀;
(3)根据Cl元素守恒
RCl~AgCl↓
M 143.5
ab c
,所以M=,
故答案为:;若加HNO3的量不足,未将溶液酸化,则沉淀中还有AgOH转化为Ag2O沉淀,由于氢氧化银和氧化银的影响,故测得的c值将偏大,故答案为:A.
解析
解:(1)因RX熔沸点较低,加热时易挥发,所以装置中长导管的作用是防止卤代烃挥发或冷凝回流,故答案为:冷凝回流,提高原料利用率;
(2)因为所得AgX沉淀为白色,能和硝酸银反应生成白色沉淀的只能是氯化银沉淀,所以卤代烃中含有氯元素,故答案为:氯;滴加过量AgNO3溶液,得白色沉淀;
(3)根据Cl元素守恒
RCl~AgCl↓
M 143.5
ab c
,所以M=,
故答案为:;若加HNO3的量不足,未将溶液酸化,则沉淀中还有AgOH转化为Ag2O沉淀,由于氢氧化银和氧化银的影响,故测得的c值将偏大,故答案为:A.
向某二价金属M的氢氧化物澄清溶液100毫升中加入过量的NaHCO3溶液生成MCO3沉淀,过滤,将沉淀置于足量盐酸中放出标准状态下的气体4.48升.将滤液加水稀释到250毫升,取出25毫升恰好与20毫升盐酸完全反应,并在标准状态下收集到1.12升气体.
(1)要计算金属M的相对原子质量,你认为还必须提供下列哪项数据?______
A M的氢氧化物的物质的量的浓度(设为2mol/L)
B M的碳酸盐的质量(设为39.4克)
C 与M的碳酸盐反应的盐酸的物质的量浓度
D 题给条件充足,不需要补充数据
(2)根据你的选择计算金属M的相对原子质量和加入NaHCO3溶液中NaHCO3的质量.
正确答案
B
解析
解:(1)设金属M的相对原子质量为x,MCO3的质量为m,
因MCO3+2HCl═MCl2+H2O+CO2↑
x+60 1
m
显然若知道m,则只有一个未知数x,即可列比例式来解答,
故选B.
(2)设x为MCO3的物质的量:
MCO3~CO21 22.4
x 4.48L
计算出x=0.2mol.
根据B选项中给出MCO3质量为39.4g,计算出MCO3的相对分子质量为:=197,
再减去碳酸根的式量60,最后得到M的原子量为:197-60=137,要计算总的NaHCO3,
则可以根据在反应中所有的CO32-最终全部转化为CO2气体来计算,由守恒可知CO2~HCO3-,
根据题意,总的CO2体积为4.48+1.12×10=15.68(L),为0.7mol.
则:
NaHCO3~Na2CO3 ~CO2↑
84 1
x 0.7mol
m(NaHCO3)=84×0.7=58.8(g).
答:M的相对原子质量为137,NaHCO3的质量为58.5g.
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