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题型:简答题
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简答题 · 13 分

工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32—(aq) PbCO3(s)+SO42—(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

(1)上述反应的平衡常数表达式:K =_______。

(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在______溶液中PbSO4转化率较大,理由是________。

(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:全部为PbCO3

假设二:___________;

假设三:__________。

(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。

①定性研究:请你完成下表中内容。

②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:____。

正确答案

(1)

(2) Na2CO3    Na2CO3溶液中c(CO32-)较大

(3)全部为PbCO3•Pb(OH)      PbCO3与PbCO3•Pb(OH)2的混合 物

(4)①

②同意  若全部为PbCO3,26.7 mg完全分解后,其固体质量为22.3 mg (不同意,实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大,可能是实验过程中产生的误差引起的)

解析


知识点

性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

某研究小组利用题9图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)

(1)MgCO3的分解产物为              。

(2)装置C的作用是                ,处理尾气的方法为                  。

(3)将研究小组分为两组,按题9图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:

①乙组得到的黑色粉末是              。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                。

③乙组步骤4中,溶液变红的原因为                   ,溶液褪色可能的原因及其验证方法为                         。

④从实验安全考虑,题9图装置可采取的改进措施是                    。

正确答案

见解析。

解析

(1)难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO2,因此MgCO3受热分解得到产物是MgO与CO2

(2)结合实验目的可知在装置B处,CO2与Zn作用生成CO气体,进入后面装置进行实验,故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体;CO气体不一定完全反应,因此尾气中会有CO,可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理。

(3)①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体,结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe;②利用甲组现象可知Fe2O3与CO在酒精灯加热的条件下,Fe2O3被还原得到黑色固体为Fe3O4,由此可写出反应的离子方程式;③因Fe3+遇SCN-显红色,所以步骤4中溶液变红是溶液中Fe2+被Cl2氧化为Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2将SCN-氧化,若该假设成立,则溶液中还存在Fe3+,再继续加入KSCN溶液则溶液变红;④若B处停止加热后,C中液体易倒吸入B中引起玻璃管炸裂,因此可采取的改进措施是在装置B C之间添加装置E防倒吸。

知识点

性质实验方案的设计制备实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水,并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu元素的相对原子质量,同时检验氯气的氧化性。

(1)为完成上述实验,正确的连接顺序为A连_________;B连_________(填写连接的字母)。

(2)对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前,需要的操作为___________________________。

(3)若检验氯气的氧化性,则乙装置的a瓶中溶液可以是_________,对应的现象为_____________________。

(4)丙装置的c瓶中盛放的试剂为 _________,作用是___________________________。

(5)为测定Cu的相对原子质量,设计了如下甲、乙两个实验方案

精确测量硬质玻璃管的质量为a g,放入CuO后,精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g,实验完毕后

甲方案:通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g,进而确定Cu的相对原子质量。

乙方案:通过精确测定生成水的质量d g,进而确定Cu的相对原子质量。

①请你分析并回答:_________方案测得结果更准确。你认为不合理的方案的不足之处在___________________________。

②按测得结果更准确的方案进行计算,Cu,的相对原子质量是___________________________。

正确答案

(1)E  C

(2)检验氢气的纯度,(赶走系统内空气)防止发生爆炸

(3)淀粉KI溶液    溶液变为蓝色

(4)浓硫酸   吸收H2中的H2O

(5)①甲  空气中的CO2和H2O通过D口进入U形管造成实验误差较大

解析


知识点

性质实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究,实验步骤如下:

Ⅰ. 将光亮铜丝插入浓硫酸,加热;

Ⅱ. 待产生大量黑色沉淀和气体时,抽出铜丝,停止加热;

Ⅲ. 冷却后,从反应后的混合物中分离出黑色沉淀,洗净、干燥备用。

(1)步骤Ⅱ产生的气体是______。

(2)步骤Ⅲ中,“从反应后的混合物中分离出黑色沉淀”的操作是______。

(3)该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下:

查阅文献:检验微量Cu2+的方法是:向试液中滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+

① 将CuO放入稀硫酸中,一段时间后,未见明显现象,再滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,产生红褐色沉淀。

② 将黑色沉淀放入稀硫酸中,一段时间后,滴加K4[Fe(CN)6] 溶液,未见红褐色沉淀。

由该检验过程所得结论是       。

(4)再次假设,黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下:

① 现象2说明黑色沉淀具有______性。

② 产生红棕色气体的化学方程式是______。

③ 能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是        ,相应的离子方程式是       。

④ 为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”,还需进行的实验是_____。

(5)以上实验说明,黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS与Cu2S的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后,沉淀溶解,其中CuS溶解的化学方程式是______。

正确答案

见解析。

解析

(1)SO2

(2)将反应后的混合物倒入装有冷水的烧杯中,冷却后过滤

(3)黑色沉淀中不含有CuO

(4)① 还原性

② 2NO +O2==2NO2

③ B试管中出现白色沉淀

NO2 + SO2 + Ba2+ + H2O == BaSO4↓+ NO↑+ 2H+

④ 取冷却后A装置试管中的溶液,滴加K4[Fe(CN)6]溶液,若产生红褐色沉淀,证明有Cu2+,说明黑色沉淀是铜的硫化物

(5)

知识点

浓硫酸的性质铜金属及其重要化合物的主要性质性质实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

某小组通过实验研究Na2O2与水的反应。

(1)Na2O2与水反应的化学方程式是      。

(2)ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2,H2O2与酚酞发生了反应。

Ⅰ.甲同学通过实验证实了H2O2的存在:取少量溶液a,加入试剂      (填化学式),有气体产生。

Ⅱ.乙同学查阅资料获悉:用KMnO4 (被还原为Mn2+)可以测定H2O2的含量。

取3 mL溶液a稀释至15mL,用稀H2SO4酸化,再逐滴加入0.0045 mol·L-1 KMnO4溶液,产生气体,溶液褪色速率开始较慢后变快,至终点时共消耗10 mL KMnO4溶液。

①KMnO4与H2O2反应的离子方程式是     。

②溶液a中c(H2O2)=     mol·L-1

③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是     。

(3)为探究现象ⅱ产生的原因,同学们继续进行了如下实验:

Ⅰ.向H2O2溶液中滴入两滴酚酞,振荡,加入5滴0.1mol·L-1 NaOH溶液,溶液变红又迅速变无色且产生气体,10分钟后溶液变无色,该过程无明显热效应。

Ⅱ.向0.1mol·L-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的,振荡,溶液变红,10分钟后溶液颜色无明显变化;向该溶液中通入氧气,溶液颜色无明显变化。

②  从实验Ⅰ和Ⅱ中,可得出的结论是      。

②同学们进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后,H2O2与酚酞发生了化学反应。实验方案是:取少量溶液a于试管中,      。

正确答案

见解析。

解析

(1)

(2)Ⅰ.

Ⅱ.①

②0.0375

③反应生成的作催化剂

(3)①碱性条件下,能与酚酞反应而不能

②加入,充分反应后,向上层清液中滴入2滴酚酞后变红,10分钟后溶液颜色无明显变化

知识点

钠的重要化合物性质实验方案的设计
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

用下图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是( )

A①:淀粉KI溶液     ②:浓硝酸       ①中无明显变化

B①:酚酞溶液        ②:浓盐酸       ①中无明显变化

C①AICI2溶液         ②:浓氨水       ①中有白色沉淀

D①湿润红纸条        ②:饱和氯水       ①中红纸条褪色

正确答案

A

解析

分析装置知,①小烧杯中液体与②小烧杯中挥发出来的物质反应。A项,②烧杯里浓硝酸挥发出硝酸气体,进入①烧杯,使KI被氧化生成I2,4HNO3+2KI=I2+2KNO3+2NO2↑+2H2O,I2使淀粉溶液变蓝色,A项错误;B项,浓盐酸具有强挥发性,挥发出来的氯化氢进入酚酞溶液,酸不能使酚酞溶液变色,B项正确;C项,浓氨水具有强挥发性,氨气进入氯化铝溶液,发生反应:AlCl3+3 NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,产生白色沉淀,C项正确;D项,饱和氯水易挥发出来氯气,氯气遇湿润红纸条,发生反应:H2O+Cl2HCl+HClO,次氯酸使红纸条褪色,D项正确。

知识点

性质实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下

有关性质如下表

仪器A的名称是         ,装置E中的试剂是              。反应开始前依次进行如下操作:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为          (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是                 。

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)

水解

简要工艺流程如下:

①试剂A为           。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是

②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是        。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是          (填化学式)。

正确答案

(1)干燥管;浓硫酸;检查气密性;②③①,蒸馏

(2)①铁粉,由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。

②Fe2+,Fe2O3

解析

(1)仪器A是干燥管,因为TiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中可以用浓硫酸来隔离空气。对于气体的制取性质实验应该:组装仪器、检验气密性、加装药品。。。。。终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2。分离两种沸点不同的液体混合物应该用蒸馏。

(2)①因为矿石经硫酸溶解后得到的Fe2(SO43,而后面过滤得到的是FeSO4·7H2O,所以试剂A是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+。由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。

②加KSCN溶液无现象,加H2O2后出现红色,说明存在Fe2+。经加热后Fe2+氧化为Fe2O3而使产品发黄。

知识点

性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:填空题
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填空题 · 16 分

铜与硝酸反应的实验设计铜与稀硝酸反应产生NO,NO又被氧化成NO2,对实验观察无色NO有干扰,过多的NO、NO2又会污染环境。改进实验的设计符合绿色化学的思想。某兴趣小组设计出右图所示装置来改进教材中“铜与硝酸的反应”实验,以探究化学实验的绿色化。

(1)实验前,关闭活塞b,试管d中加水至浸没长导管口,塞紧试管c和d的胶塞,加热c,其目的是

(2)在d中加适量NaOH溶液,c中放一小块铜片,由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸,c中反应的化学方程式是                                            。再由a向c中加2 mL蒸馏水,c中的实验现象是                             。

(3)下表是制取硝酸铜的三种方案,能体现绿色化学理念的最佳方案是         ,理由是                                                                              。

(4)该小组还用上述装置进行实验,

证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2

① 操作步骤为                                                                  ;

② 实验现象为                                                                  ;

③ 此实验的不足之处是                                                                            。

正确答案

(1)检查装置气密性(2分)

(2)Cu+4HNO3 (浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2分) 反应变缓,气体颜色变淡(2分)

(3)丙(2分)     耗酸量最少,无污染 (2分)

(4)①向d中加入KBr溶液,c中加入固体KMnO4,由a向c中加入浓盐酸 (2分)

②c中有黄绿色气体产生,d中溶液变为黄棕色(2分)    ③没有处理尾气(2分)

解析

知识点

绿色化学性质实验方案的设计
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。

(1)在下面方框中,A表示有长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器,请在答题卡上的A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置,连接胶管及尾气处理不分不必画出,需要加热的仪器下方用△标出),按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……;其他可选用的仪器(数量不限)简易表示如下:

(2)根据方框中的装置图,在答题卡上填写该表

(3)有人对气体发生器作如下改进:在锥形瓶中放入一小试管,将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是                                                     ;

(4)验证CO的方法是                                                      。

正确答案

 (1)

(2)

(3)可以通过控制加酸的量,来控制气体产生的快慢;同时小试管中充满盐酸,可以起到液封的作用,防止反应剧烈时气体经漏斗冲出

(4)点燃气体,火焰呈蓝色,再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,烧杯内壁的石灰水变浑浊

解析

(1)这里与一般的物质制备思路是一致的,思路是先制备CO2,再净化除杂,干燥,接着再与C在高温下反应制CO,再除去未反应完的CO2

(4)此问答案很多可以点燃,看火焰看产物;也可以E后面再接个灼热CuO的玻璃管后面再接个放澄清石灰水的洗气瓶,看玻璃管和石灰水的现象;也可应直接用PdCl2溶液等

知识点

性质实验方案的设计制备实验方案的设计
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题型: 单选题
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单选题 · 3 分

为测定碳酸氢钠纯度(含少量氯化钠),某学生拟用如图实验装置,以下实验设计正确的是

A可用稀盐酸代替稀硫酸

B量气管中液体为水

C反应完全后,冷却,读取量气管体积数,再减去所加硫酸的体积,即为生成的气体的体积

D实验测得该试样中碳酸氢钠的质量分数偏高,可能是测定气体体积时未冷却至室温

正确答案

D

解析

知识点

性质实验方案的设计
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