- 测定物质组成、成分含量
- 共404题
甲酸（HCOOH）是一种有刺激臭味的无色液体，有很强的腐蚀性。熔点8.4℃，沸点100.7℃，能与水、乙醇互溶，加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。
（1）实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳：HCOOH
①从下图挑选所需的仪器，画出Ⅰ中所缺的气体发生装置（添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管，固定装置不用画），并标明容器中的试剂。
②装置Ⅱ的作用是_________________________。
（2）实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜，然后再与甲酸斥制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是：
2CuSO4+4NaHCO3==Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+5H2O==2Cu(HCOO)2·4H2O+CO2↑
实验步骤如下：
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备：
③步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨，其目的是_________________。
④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中，反应温度控制在70℃-80℃，如果看到
______________（填写实验现象），说明温度过高。
Ⅱ、甲酸铜的制备： 将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中，加入一定量热的蒸馏水，再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解，趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时，冷却析出晶体，过滤，再用少量无水乙醇洗涤晶体2-3次，晾干，得到产品。
⑤“趁热过滤”中，必须“趁热”的原因是_______________________。
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是____________________________。
正确答案
（1）①
（2）③研细并混合均匀；④出现黑色固体；⑤防止甲酸铜晶体析出；⑥洗去晶体表面的水和其它杂质
铜及其化合物一般都具有特征的颜色，例如Cu、Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO4•5H2O呈蓝色等．研究性学习小组甲为检测实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行了认真的探究．
Ⅰ．查阅资料：①Cu2O属于碱性氧化物； ②在空气中灼烧Cu2O生成CuO；
③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应（Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O）．
Ⅱ．设计实验方案：
方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化
方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣
方案3：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器中冷却，再称量．如此反复多次直到质量不变，称得最后质量为c g．分析数据，作出合理判断．
（1）请你评价方案1和方案2．如果你认为该方案合理，请简述其工作原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因．______
（2）方案3中，如果a、b、c的关系符合c=______可确认红色粉末是Cu2O
Ⅲ．研究性学习小组乙，设计了新的探究方案，装置如图所示．
（3）简述新探究方案中，气体发生装置的气密性如何检验（操作、现象、结论）：______
（4）你认为依据新方案测定上述红色试样成分必须获得下列哪些物理量：（选填序号）______ ①通入氢气体积； ②反应前，红色试样+硬质试管的总质量；
③完全反应后红色固体+硬质试管的总质量；④实验前，干燥管（含药品）的质量；⑤硬质试管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后，干燥管（含药品）的质量
（5）有人提出，在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置，你认为______（选填“需要”或“不需要”），简述理由______．
正确答案
（1）根据题目中的已知信，可知铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+，所以方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+，所以方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质，故答案为方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+；方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质；
（2）根据铜元素守恒，则Cu2O～2CuO
144 160
b-a c
解得c=
（3）检验装置气密性的方法：关闭活塞，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使漏斗内液面高于试管内液面，静置后若漏斗内液面不下降，则装置的气密性良好；液面下降，则装置漏气，
故答案为：关闭活塞，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使漏斗内液面高于试管内液面，静置后若漏斗内液面不下降，则装置的气密性良好；液面下降，则装置漏气；
（4）根据化学反应前后红色固体物质的质量变化可以判断物质的组成情况，故答案为：②③⑤；
（5）在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置，让铜粉在氢气流中冷却，杜绝铜粉的吸湿，故答案为：需要；反应后，应让铜粉在氢气流中冷却，如没有干燥管，铜粉将吸湿．
西安北郊古墓中曾出土一青铜锤(一种酒具)，表面附着有绿色固体物质，打开盖子酒香扑鼻，内盛有26 kg青绿色液体，专家认定是2000多年前的“西汉美酒”．这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现．
(1)上述报道引发了某校化学兴趣小组同学的关注，他们收集家中铜器表面的绿色固体进行探究．提出问题：铜器表面附着绿色固体物质是由哪些元素组成的？猜想：查阅相关资料后，猜想绿色固体物质可能是铜绿．
实验步骤：
①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解．观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊．
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸．观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色．
③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝．观察到铁丝表面有红色物质析出．
④实验结论：绿色固体物质中含有________、________、________、________等元素．(提示：装置内的空气因素忽略不计)
(2)表达与交流：
①图中标有a、b的仪器名称是：a：________；b：________.
②上述实验步骤③中发生反应的离子方程式为______________________________．
③反应完成后，如果先移去酒精灯，可能出现的现象是________________________．
④如果将B、C两装置对调行吗？________.为什么？________________________.
正确答案
(1)铜；碳；氢；氧
(2)①试管；铁架台；②Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋；③C装置中的液体会倒流入B装置；④不行 若对调，则无法证明加热绿色固体后是否有水生成
硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0.05%（体积分数）时需经处理后才能排放．某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量，采用以下方案：
甲方案：如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积．将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量．当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A．
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验准确度，其理由是：______．
（2）洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种：______．
（3）洗气瓶C溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO2含量______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
乙方案：实验步骤如以下流程图所示：
（4）写出步骤②中反应的化学方程式______．
（5）步骤③中洗涤沉淀的方法是______．
（6）通过的尾气体积为VL（已换算成标准状况）时，该尾气中二氧化硫含量（体积分数）为______（用含有V、m的代数式表示）．
丙方案：将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba（OH）2溶液，其余步骤与方案乙相同．
（7）你认为丙方案是否合理，说明理由：______．
正确答案
甲方案利用的原理为：SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI，最后测定剩余气体的体积，进而定尾气中二氧化硫的含量；
（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应；
故答案为：增大SO2与碘水的接触面积，使SO2和碘水充分反应；
（2）洗气瓶C中的溶液还可以用酸性高锰酸钾溶液、溴水等代替；
故答案为：酸性高锰酸钾溶液或溴水；
（3）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，则通入尾气的体积增大，因此SO2含量偏低；
故答案为：偏低；
乙方案利用的原理为：SO2+H2O2=H2SO4，H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O，最后沉淀硫酸钡的质量计算尾气中二氧化硫的质量，进而计算尾气二氧化硫含量；
（4）步骤②中反应的化学方程式为：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O；
故答案为：H2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓+2H2O；
（5）洗涤沉淀的方法是：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次；
故答案为：向漏斗里注入蒸馏水，使水面没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次；
（6）mg是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
故答案为：
丙方案：
（7）将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba（OH）2溶液，BaSO3被部分氧化为BaSO4，导致测定的亚硫酸钡的质量偏大，测定二氧化硫的体积偏大，体积分数偏大，故不合理；
故答案为：不合理，BaSO3被部分氧化为BaSO4．
类比法是化学学习中常用的方法，已知硝酸能把铁氧化成Fe（NO3）3，但当铁过量时，产物是Fe（NO3）2．某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁反应，当Cl2过量时生成FeCl3，当铁粉过量时产物是FeCl2．为了验证该观点是否正确，该同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质A，然后通过实验确定其成分．探究过程如下：
（1）提出假设：
假设1：该固体物质是FeCl2；
假设2：该固体物质是______；
假设3：该固体物质是______．
（2）设计实验方案：
取少量固体物质A于烧杯中，加适量水溶解，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与结论如下表：
（3）已知Fe（NO3）2溶液为浅绿色，往Fe（NO3）2溶液中加入少量的稀硫酸，溶液颜色有何变化______，该变化过程的离子方程式为______．
正确答案
（1）根据类比法，结合铁和硝酸反应的产物，产物可能为FeCl2、FeCl3或FeCl3和FeCl2的混合物，
故答案为：FeCl3；FeCl3和FeCl2；
（2）固体物质中有FeCl3，在溶液中加入KSCN溶液，溶液应变红，在酸性KMnO4溶液中加入少量A，KMnO4溶液颜色无明显变化，说明不变含还原性物质，即不含FeCl2，故答案为：溶液变红色；FeCl2；
（3）NO3-在酸性条件下具有强氧化性，可与Fe2+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O，溶液由浅绿色变为黄色，
故答案为：由浅绿色变为黄色；3Fe2++NO3-+4H+═3Fe3++NO↑+2H2O．
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