- 测定物质组成、成分含量
- 共404题
某研究性学习小组利用下图所示装置研究乙醇与氧化铁的反应，请回答下列问题：
（1）装置中试管B的作用是______．
（2）实验中可观察到石英管A中的现象为______．
（3）反应停止后，取出试管C在酒精灯上加热至沸腾，可观察到有红色沉淀产生．写出该反应的化学方程式______．
（4）为了测定反应后石英管A左侧固体中铁元素的含量，进行如下实验：
（ i）步骤③中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、______．
（ ii）下列有关步骤④的操作中说法正确的是______．
a．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
b．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
c．锥形瓶不需要用待测夜润洗
d．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
e．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（iii）由框图中数据计算，可得石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为______．
正确答案
（1）在实验条件下，A中生成的乙醛呈气态，在C中被冷却，造成实验装置内压强降低，溶液倒吸，产生危险，所以试管B的作用是防止倒吸．
故答案为：防止倒吸
（2）乙醇在A中反应为CH3CH2OH+Fe2O3
故答案为：左侧固体由红棕色逐渐变为黑色，右侧白色粉末变为蓝色
（3）乙醛有还原性，被新制的氢氧化铜氧化乙酸，氢氧化铜被还原为氧化亚铜，
反应方程式为CH3CHO+2Cu（OH）2 
故答案为：CH3CHO+2Cu（OH）2 
（4）（ i）准确稀释到250ml，应使用比较精确的定量容器，故还应用250ml的容量瓶．
故答案为：250ml的容量瓶
（ ii）a、滴定反应为铁离子氧化碘离子，为碘单质，反应开始就会生成碘单质，如用淀粉作指示剂，即使未到终点，溶液也变蓝色，故a错误；
b、不润洗滴定管，直接装液导致溶液浓度降低，测量不准确，故b错误；
c、锥形瓶不需要用待测夜润洗，故c正确；
d、滴定过程中，眼睛注视锥形瓶内颜色变化，以判断反应到终点，故d错误；
e、30s内溶液不恢复原来的颜色，说明反应到终点，才可读记录，故e正确．
故选：ce
（iii）根据铁原子守恒，铁离子与碘离子的反应可得如下关系式
石英管A左侧9g固体中Fe～～～～Fe3+～～～～～～I- 1 1
n 0.5mol/L×0.02L×
所以n=0.5mol/L×0.02L×
所以石英管A左侧固体中铁元素的百分含量为 
故答案为：77.78%
(1)用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法。有关的热化学方程式如下：
CH4(g)+1/2O2(g)
CH4(g)+H2O(g)
①下列说法正确的是___________。
A．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+504kJ/mol
B．当反应①中υ(CH4)正=υ(CO)正时，表明该反应达平衡状态
C．其它条件不变时，增大体系压强，反应①②中甲烷的转化率均增大
D．为维持恒定温度（不考虑热量损失），某反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为6∶1
②某温度下，在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol 时，假定只发生反应CH4(g)+H2O(g)
(2)发蓝液是由NaNO3、NaNO2及NaOH配成的，在加热条件下，通过三步反应使铁表面生成一层致密的Fe3O4：
3Fe+NaNO2+5NaOH
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O
以及第三步生成四氧化三铁。请补充第三步反应的方程式并配平：______________________________。
(3)为了使铝表面形成较厚的氧化膜，工业上常用电解硫酸溶液的方法，在阳极上生成氧化铝，写出此时阳极的电极反应：____________________________。
(4)将固体草酸锰MnC2O4·2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热。固体质量随温度的变化关系如下图所示（质量单位为g）：则214℃时，剩余固体的成分为________________。（填化学式）；在280℃时，剩余固体的成分为________________。（填化学式）
正确答案
（1）①D；②1.35
（2）Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH
（3）3H2O+2Al-6e-=Al2O3+6H+
（4）MnC2O4；MnO
能源是人类社会发展的基础，地球上最基本的能源是太阳能，生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，化石燃料蕴藏的能量也来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能．
（1）在当代人们的生活中，你所知道的利用太阳能辐射加热物体的方式有______（任举三例）．
（2）在生物质能的利用过程中，可以制得重要的有机物乙醇．某校化学课外兴趣小组的学生为了验证乙醇的分子结构，设计如下实验程序：乙醇的组成元素的确定、分子式的确定、分子结构的确定．
（Ⅰ）他们决定用分析乙醇燃烧的产物来确定乙醇中含有C、H两种元素，简要说明他们的实验操作方法和现象：
①证明含有氢元素的实验操作方法和现象是______．
②证明含有碳元素的实验操作方法和现象是______．
（Ⅱ）用分析燃烧产物来证实乙醇中还含有氧元素时，需要取得一些实验数据，这些数据应该是______．
实验中他们可能会用到下列装置，请你将必需的相关装置的序号按从左到右排出合理的顺序（→表示气体的流向）：______．
（Ⅲ）为确定乙醇的分子式，除（Ⅱ）中需要取得的数据外，你认为还是否需要测定乙醇的相对分子质量呢？______．
（Ⅳ）为确定乙醇的分子结构，他们先测定一定量无水乙醇和金属钠反应生成氢气的体积，选用了如下图所示的仪器装置（有的仪器配有双孔橡皮塞）．则
①这些仪器装置的合理的连接顺序是______接______接______接______接______接______（填代表各部分仪器装置的大写字母）．
②由实验证明乙醇的分子结构是CH3CH2OH而不是CH3OCH3的理由是
______．
（3）开发新能源以缓解石油等的短缺引起的能源危机是一个重要课题．据报道，某地近年建设了一个年生产工业酒精500万吨的工厂，目的是为了将工业酒精与汽油混合作为汽车燃料而减少汽油的消耗量．已知生产酒精的方法有如下三种（用化学方程式表示）：
方法一：CH2=CH2+H2O
方法二：CH3-CH2Br+H2O 
方法三：（C6H10O5）n（淀粉）+n H2O 
C6H12O6（葡萄糖） 
综合地看，你认为这三种方法中，较好的是______（填字母），理由是______．
A．方法一 B．方法二 C．方法三
你认为该工厂生产工业酒精用的是______（填“方法一”、“方法二”或“方法三”）而不是另外的两种方法的原因是_______．
正确答案
（1）直接利用太阳辐射加热物体而获得热能的应用很多，如：反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室、太阳能热水器等．
故答案为：地膜、大棚、温室、太阳能热水器等．
（2）（Ⅰ）①用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧火焰上方，烧杯内壁有水珠生成，证明该为含有H元素．
故答案为：用一干燥的小烧杯倒置在乙醇燃烧火焰上方，烧杯内壁有水珠生成．
②将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰上方，石灰水变浑浊，证明该为含有C元素．
故答案为：将内壁用澄清石灰水润湿的小烧杯倒置在火焰上方，石灰水变浑浊．
（Ⅱ）通过测定乙醇及CO2和H2O的质量，若C、H两元素的质量之和等于乙醇的质量，则该有机物只含C、H两元素；
若C、H两元素的质量之和小于乙醇的质量，则该有机物一定含有C、H、O三种元素．
A中气体无法导出，故从左到右排出合理的顺序CD或CB．
故答案为：乙醇、二氧化碳及水三种物质的质量；CD或CB．
（Ⅲ）在乙醇分子中，C、H原子以饱和，实验式即为分子式，故不需要测定乙醇的相对分子质量．
故答案为：不需要．
（Ⅳ） ①D与B组合为发生装置，通过D可便于向B中添加酒精，A与C通过F连接构成量气装置，两装置通过E连接．故连接顺序为D、B、E、A、F、C．
故答案为：D、B、E、A、F、C．
②根据Na与乙醇反应生成的H2的量判断出只有一个H与其他H原子处于不同的特殊位置．从而进一步确定其结构为C2H5OH而非CH3-O-CH3．
故答案为：根据Na与乙醇反应生成的H2的量判断出只有一个H与其他H原子处于不同的特殊位置．从而进一步确定其结构为
C2H5OH而非CH3-O-CH3．
（3）A反应原理符合绿色化学的原则，反应物的原子全部转化为期望的最终产物．（或B 原料是可再生的物质，且容易获得、价廉）．
淀粉是可再生的物质，且容易获得、价廉．乙烯、溴乙烷都是来自于以石油为原料制得的物质，石油是不可再生的，利用它们制成酒精还不如直接利用石油．
故答案为：A；反应原理符合绿色化学的原则，反应物的原子全部转化为期望的最终产物（或B；原料是可再生的物质，且容易获得、价廉）；方法三；乙烯、溴乙烷都是来自于以石油为原料制得的物质，石油是不可再生的，利用它们制成酒精还不如直接利用石油．
碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种．
（1）现采用氢气还原法，请回答如下问题：
①写出xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O与氢气反应的化学方程式______；
②试验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填仪器接口字母编号）：
（a）→______→______→______→______→______→（l）
③称取23.9g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水．该样品的结晶水质量为______ g，化学式为______；
（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由．______．
正确答案
（1）①xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O与氢气反应的产物有：Cu、CO2、H2O，方程式为：xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2=（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O，故答案为：xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（x+y）H2=（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O；
②本实验的原理，用干燥的氢气与碱式碳酸铜反应，通过测定生成的二氧化碳和水以及反应后固体的质量来确定物质的组成，为防止空气中CO2和H2O进入U型干燥装置，可在最后再连接一个盛有碱石灰的干燥装置来吸收空气中的二氧化碳和水；氢气流方向的连接顺序是a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l，故答案为：k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）；
③xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O+（ x+y）H2=（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O
64（x+y） 44x 18（x+2y+z）
12.7g 4.4g 7.2g
令x=1，则y=1，z=1，则化学式为CuCO3•Cu（OH）2•H2O，化学方程式为CuCO3•Cu（OH）2•H2O+2H2=2Cu+CO2↑+4H2O，由化学方程式可以看出，碱式碳酸铜每1个水分子能生成4个水分子，即生成的水中碱式碳酸铜中水占了
（2）根据反应xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O=（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成，故答案为：可行；根据反应xCuCO3•yCu（OH）2•zH2O=（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成．
根据废水中所含有害物质的不同，工业上有多种废水的处理方法．
（1）①废水I若采用CO2处理，离子方程式是______．
②废水Ⅱ常用明矾处理．实践中发现废水中的c（HCO-3）越大，净水效果越好，这是因为______．
③废水Ⅲ中的汞元素存在如下转化（在空格上填相应的化学式）：Hg2++______═CH3Hg++H+
我国规定，Hg2+的排放标准不能超过0.05mg/L．若某工厂排放的废水1L中含Hg2+3×10-7mo1，是否达到了排放标准______（填“是”或“否”）．
④废水Ⅳ常用Cl2氧化CN-成CO2和N2，若参加反应的Cl2与CN-的物质的量之比为5：2，则该反应的离子方程式为______．
（2）化学需氧量（COD）可量度水体受有机物污染的程度，它是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化刹的量，换算成氧的含量（以mg/L计）．某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量（COD），过程如下：
Ⅰ．取V1 mL水样于锥形瓶，加入10.00mL 0.2500mol/L K2Cr2O7溶液．
Ⅱ．加碎瓷片少许，然后慢慢加入硫酸酸化，混合均匀，加热．
Ⅲ．反应完毕后，冷却，加指示剂，用c mol/L的硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]溶液 滴定．终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL．
①I中，量取K2Cr207，溶液的仪器是______．
②Ⅱ中，碎瓷片的作用是______．
③Ⅲ中，发生的反应为：Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3+7H2O由此可知，该水样的化学需氧量COD=______（用含c、V1、V2的表达式表示）．
正确答案
（1）①pH接近7，用CO2处理，生成HCO3-，则反应的离子方程式为OH-+CO2=HCO3-，故答案为：OH-+CO2=HCO3-；
②HCO3-和Al3+发生相互促进的水解，生成CO2和Al（OH）3，从而增强净水效果，
故答案为：HCO3-会促进Al3+的水解，生成更多的Al（OH）3，净水效果增强；
③根据电荷守恒可质量守恒可知，应为Hg2+和CH4的反应，
1L水中，n（Hg2+）=3×10-7mo1，则m（Hg2+）=3×10-7mo1×200.6g/mol=6.02×10-5g=0.06mg＞0.05mg，所以没有达到排放标准，故答案为：CH4；否；
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2，若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5：2，
则反应的离子方程式为5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2+N2+8H+，故答案为：5Cl2+2CN-+4H2O=10Cl-+2CO2+N2+8H+；
（2）①K2Cr207具有强氧化性，应用酸式滴定管或移液管量取，如用碱式滴定管，会腐蚀橡胶管，故答案为：酸式滴定管（或移液管）；
②碎瓷片起到防止暴沸的作用，故答案为：防止暴沸；
③n（K2Cr2O7）=0.01L×0.2500mol/L=2.5×10-3mo1，
n（Fe2+）=V2×10-3L×cmol/L=cV2×10-3mol，
由Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O可知，
水样消耗的n（K2Cr2O7）=2.5×10-3mo1-
得电子：2×（6-3）×
根据电子转移，相等于
m（O）=
所以：COD=
故答案为：
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