全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4。某学生想探究铁生锈的条件,他将干净的铁钉分别同时入放A、B、C三支试管中进行研究。
(1)请你帮助该学生完成下列实验设计的内容:
编号 |
操作方法 |
实验目的 |
A |
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探究铁在干燥空气中的生锈情况 |
B |
放入铁钉,注入蒸馏水浸没铁钉并用植物油液封 |
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C |
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探究铁在有空气和水时的生锈情况 |
(2)一周后,编号为________的试管中的铁钉最易生锈。证明铁生锈的条件是: 。
(3)用相同材料制作,经过相同时间防锈处理的铁栏杆,安装在新疆吐鲁番比安装在昆明滇池海埂大坝 (填“更易”或“更难”)生锈。
(13 分)有一包固体粉末,由CaCO3、Na2SO4、KCl、Ba (NO3)2、CuSO4中的三种物质组成,取样品进行如下实验:
(1)写出实验过程中发生反应的化学方程式: 。
(2)固体粉末中一定不存在的物质是 ;一定存在的物质是 ;
(3)将固体粉末可能的组合填入下表:(可以不填满,也可以再补充。)
序号 |
化学式 |
Ⅰ |
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Ⅱ |
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Ⅲ |
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(4)请设计一个实验进一步确定混合物的组成,简述实验步骤、现象和结论。
(26分)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 |
T/K |
大理石规格 |
HNO3浓度/mol·L-1 |
实验目的 |
① |
298 |
粗颗粒 |
2.00 |
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
② |
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③ |
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④ |
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(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图:
请在图中画出实验②和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。
Fe2O3和Cu2O都是砖红色粉末,课外小组通过实验探究某砖红色粉末是Fe2O3、Cu2O或者是二者混合物。探究过程如下:
查阅资料:Cu2O是碱性氧化物,Cu2O与H+反应生成的Cu+不稳定,立即转化成Cu2+和Cu。提出假设:假设1:红色粉末是Fe2O3;假设2:红色粉末是Cu2O;假设3:红色粉末为Fe2O3、Cu2O的混合物
设计探究实验
取少量粉末,向其加入足量稀盐酸在所得溶液中滴加苯酚溶液
(1)若假设1成立,则实验现象是 。
(2)若滴加苯酚后溶液不变紫色,则证明原固体粉末不含Fe2O3。你认为结论是否合理 (填“合理”或“不合理”),简述理由 。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加苯酚时溶液不变紫色,证明原固体粉末是 ,相关的离子方程式为 。(任写其中一个)
某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失的方法,研究影响反应速率的因素。
(1)实验条件作如下限定:所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.01 mol·L-1、0.001 mol·L-1,催化剂的用量可选择0.5g、0g,实验温度可选择298K、323K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液(0.1 mol·L-1)的用量均为2mL。如果要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成_______个实验进行对比即可得出结论。
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
KMnO4酸性溶液 的浓度 / mol·L-1 |
溶液褪色所需时间 t / min |
||
第1次 |
第2次 |
第3次 |
|
0.01 |
14 |
13 |
11 |
0.001 |
6 |
7 |
7 |
①计算用0.001 mol·L-1 KMnO4酸性溶液进行实验时KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液的体积变化)。
②若不经过计算,直接看表中的褪色时间长短来判断浓度大小与反应速率的关系是否可行?____________。若不可行(若认为可行则不填),请设计可以通过直接观察褪色时间长短来判断的改进方案:
为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。试填空。
(1)D装置中主要反应的离子方程式为 ;F仪器的作用是: ;
(2)为验证通入D装置中气体是Cl2还是SO2过量,兴趣小组的同学准备了以下试液:
a. 氯化铁 b. 氯化亚铁 c. KMnO4(H+) d. 苯酚 e. 品红
若验证Cl2稍过量:取适量D中溶液滴加至盛有 (选填一个符号)试剂的试管内,再加入 _ (选填一个符号)试剂,发生的现象是: 。
(10分)工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾( FeSO4·7H2O )。
(1)若用98% 1.84 g/cm3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液,则浓硫酸与水的体积比约为1: ▲ 。
(2)为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率,某同学设计如下实验:取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中,然后加入5.00 g铁粉充分反应,收集到224 mL(标准状况)气体,剩余固体质量为3.88 g,测得反应后的溶液中Fe2+的物质的量为0.14 mol(不含Fe3+)。则该样品中Fe2+离子的氧化率为 ▲ 。
(3)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液。现取0.4 g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40 mL 0.150 mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4-+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O
6MnO4-+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O
反应后煮沸溶液,赶尽SO2,剩余的KMnO4恰好与V mL 0.2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。已知:MnO4-+Fe2++H+——Mn2++Fe3++H2O(未配平)
①V的取值范围为 ▲ ;
②若V=35,试计算混合物中CuS的质量分数。
(一)补全以下检验混合物中存在K2CO3的实验步骤及相关现象
1.取混合物样品溶于水,分别取少量溶液进行以下实验
2._________________________________________则一定存在K+;
3.___________________________________________________则一定存在CO32—。
(二)测定K2CO3质量分数
(1)甲同学用图1所示装置,把xg的混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积。实验开始时检查该装置气密性的方法是
。
(2)乙同学用图2代替图1中的收集装置,则所测K2CO3质量分数 (填“偏大”、“偏小”、“不变”),你的改进方案是 。
(3)丙同学用图3装置测定CO2的质量,该装置存在较多缺陷,从而导致实验误差,请你填写其中的三点缺陷:I ;
Ⅱ
Ⅲ
已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色。现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色,现对溶液呈黄色的原因进行探究。
(1)限选用的试剂有:酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、四氯化碳、硫氰化钾溶液、硝酸银溶液、淀粉—碘化钾溶液。请完成以下实验探究过程:
【提出假设】
假设1:溶液呈黄色不是发生化学反应所致,是溶液中 引起的(填微粒的化学
式,下同)。
假设2:溶液呈黄色是发生化学反应所致,是溶液中 引起的。
【设计实验方案】
为了验证上述假设1和假设2的推断,请用简要的文字说明你的实验方案:
假设1方案: 。
假设2方案: 。
(2)根据高中所学的知识判断,你认为 (填“假设1”或“假设2”)的推断是正确的;若选用淀粉—碘化钾溶液验证你的假设是否可行? (填“可行”或“不可行”),理由是 。
(3)若向稀溴化亚铁溶液中通入过量氯气,反应的离子方程式为 。
某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F为氨气和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式是 。
(2)装置A中的烧瓶内固体可选用 (选填以下选项的代号)。
A.碱石灰 B.浓硫酸 C.生石灰 D.五氧化二磷 E.烧碱
(3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从右图的备选装置中选择,并将编号填入下列空格。B 、D 、E 。
(4)氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为: ;装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结,请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵: 。
(5)若从装置C的G处逸出的尾气中含有N2和少量C12,应如何处理?
。
下列有关化学实验的操作或说法中,正确的是(填字母序号) 。
A.过滤、蒸发操作过程中都需要用玻璃棒不断搅拌液体。 |
B.检验红砖中的氧化铁成分时,向红砖粉末中加入盐酸,放置至充分沉淀后,取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2滴~3滴即可 |
C.中和滴定实验中,锥形瓶内有少量蒸馏水会造成测定结果偏低。 |
D.在进行硫酸铜晶体里结晶水含量的测定实验中,称量操作至少要进行4次。 |
E.制备硫酸亚铁晶体时,向稀硫酸中加入废铁屑至有少量气泡发生时,过滤,然后加热蒸干滤液即可得硫酸亚铁晶体。
F.向2mLl0%NaOH溶液中滴入2%CuSO4溶液的4—6滴,振荡后加入乙醛溶液0.5mL,加热至沸腾,则有红色沉淀出现。
在右下图的实验装置中,从实验开始过一段时间,对看到的现象叙述不正确的是
A.苹果块会干瘪 | B.胆矾晶体表面有“白斑” |
C.小试管内有晶体析出 | D.pH试纸变红 |
某研究性学习小组在网上收集到如下信息:钾、钙、钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后的产物中的白色物质进行了如下探究:
【实验】将燃烧的钠迅速伸入到盛有装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
(1)通过钠在CO2气体中燃烧的实验,你认为燃烧的条件是 。
(2)燃烧的本质是 。
(3)2010年8月初发生的俄罗斯森林大火有比伦敦市还要大的面积。控制森林火灾是世界性难题。根据燃烧的条件,请你解释为什么设置森林防火隔离带能有效阻止森林火灾的蔓延? 。
【提出假设】
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
【设计实验方案.验证假设】该小组对燃烧后的白色产物进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na3O |
方案2 |
①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
|
③静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
【思考与交流】
(4)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是 。
(5)乙同学认为方案2得到的结论正确,白色物质为 。
(6)通过方案1和方案2的实验,你认为上述三个假设中, 成立。你的理由是 。
(7)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
(8)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点,并简述理由: 。
下述实验不能达到预期目的的是 ( )
编号 |
实验内容 |
实验目的 |
A |
将SO2通入酸性KMnO4溶液中 |
证明SO2具有漂白性 |
B |
将Cl2通入NaBr溶液中,然后加入CCl4,振荡、静置 |
比较氯与溴的氧化性强弱 |
C |
将铜片分别与浓、稀硝酸反应 |
探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱 |
D |
向盛有20g蔗糖的烧杯中加入几滴水,搅拌均匀。再加入少许浓硫酸,迅速搅拌。 |
探究浓硫酸的脱水性 |
下列实验操作及现象与预期实验目的或实验结论不一致的是 ( )
选项 |
实验操作及现象 |
实验目的或结论 |
A |
向盐酸中滴加水玻璃,用激光笔照射,有丁达尔现象 |
说明有硅酸胶体生成 |
B |
蔗糖溶液中加入稀硫酸,加热,再加入少量银氨溶液,加热,无银镜生成 |
说明蔗糖未发生水解 |
C |
浓硫酸和乙醇混合后加热,将产生的混合气体(C2H4、CO2、SO2等)通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色 |
说明有乙烯产生 |
D |
在新制的氨水中加入碳酸钙粉末,充分搅拦后,过滤 |
提高氯水中HClO的浓度 |