影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。
(1)取一段镁条,用砂纸擦去表面的氧化膜,使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。
①请根据实验中现象并结合图2中数据回答0到6分钟内哪一段速率最快 。
A: 0—2 分钟 B: 2—4 分钟 C: 4—6分钟
②并请简述速率出现这种情况的其原因:
(2)某同学发现,纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大,铝和盐酸反应速率更快。他决定对其原因进行探究。填写下列空白:
①该同学认为:由于预先控制了反应的其他条件,那么,两次实验时反应的速率不一样的原因,只有以下五种可能:
原因Ⅰ:Cl-对反应具有促进作用,而SO2- 4对反应没有影响;
原因Ⅱ:Cl-对反应没有影响,而SO2- 4对反应具有阻碍作用;
原因Ⅲ:____________________________________________________;
原因Ⅳ:Cl-、SO2- 4均对反应具有促进作用,但Cl-影响更大;
原因Ⅴ:_______________________________________。
②该同学设计并进行了两组实验,即得出了正确结论。他取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片,分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管(两试管的规格相同)中:
a.在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体,观察反应速率是否变化;
b.在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体,观察反应速率是否变化。
若观察到实验a中________________________,实验b中________________________,则说明原因Ⅰ是正确的。依次类推。该同学通过分析实验现象,得出了结论:Cl-对反应具有加速作用。
化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl2还是FeCl3”。请你参与探究并回答有关问题:
(1)一位同学用向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+。①可观察到的实现现象是___________,②反应过程中发生反应的化学方程式是 。
(2)另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液,再向其中滴加新制氯水,溶液呈现红色,但当滴加过量新制氯水时,却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因,同学们查到如下资料:
Ⅰ.铁有一种化合物称为铁酸盐(含有FeO42-)。
Ⅱ.SCN-的电子式为
III.氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设:
①第一种假设是:Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-,请写出该离子反应方程式__________。
②第二种假设是:____________,提出该假设的理论依据是___________________
(12分)已知在常用催化剂(如铂、钯)的催化下,氢气和炔烃加成生成烷烃,难于得到烯烃,但使用活性较低的林德拉催化剂[Pd/(PbO、CaCO3),其中钯附着于碳酸钙及少量氧化铅上],可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段,而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述原理设计了一套由如下图所示仪器组装而成的实验装置(铁架台未画出),拟由乙炔制得乙烯,并测定乙炔氢化的转化率。若用含0.020molCaC2的电石和1.60g含杂质18.7%的锌粒(杂质不与酸反应)分别与足量的X和稀硫酸反应,当反应完全后,假定在标准状况下测得G中收集到的水VmL。试回答有关问题:
(1)装置的连接顺序是a、 、 、 、 、 、 、h(填各接口的字母)。
(2)写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式): 。
(3)D的作用是___________________。
(4)为减慢A中的反应速率,X应选用____________________________。
(5)F中留下的气体除含少许空气外,还有__ __。G所选用的量筒的容积较合理的是_____。
A.500mL B.1000mL C.2000mL
(6)乙炔氢化的转化率为(用V来表示)_______________。
为探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应,某活动小组设计并完成以下实验:
(1)实验目的:分析铁与浓硫酸在加热条件下的反应。
①洗气瓶中浓硫酸的作用是 。
②写出加热条件下铁与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式 。
活动小组预测随着反应的进行,硫酸的浓度降低,可能还会有氢气产生,为进一步确认气体的成分还需要进行进一步的实验。
(2)实验目的:检验气体的成分。
试剂:氢氧化钠溶液、浓硫酸、氧化铜粉末、无水硫酸铜固体、品红溶液、高锰酸钾酸性溶液、碱石灰。
仪器如下图(可重复使用,可根据需要取用);
①连接仪器。将装置的字母填入□内,并将试剂名称填写在相应的括号内(可不填满)
②若混合气体中含有氢气,实验过程中能观察到的现象是 。
(3)实验目的:确定产物的含量。
①若混合气体中含有SO2和H2,为测定混合气体中各成分含量,需收集的数据有 。
②若反应后烧瓶中溶液含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+,其中检验是否含有Fe2+可采用的试剂为 ;如果该过程中共消耗了11.2g铁,反应后的溶液能吸收标准状况下1.12L氯气,则原溶液中含有Fe3+的物质的量为 mol。
(10分)某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。
甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是 ,说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)
乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中,支管接①或②,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,看到的现象是(接①) ,(接②) ,说明反应放热。
丙方案:用胶头滴管向盛放有生石灰且带支管的试管中滴加水,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是 ,说明反应放热,其原因是 。
甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
实验操作和现象:
操作 |
现象 |
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热 |
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡 B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀 C中产生白色沉淀,液面上放略显浅棕色并逐渐消失 |
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭 |
___________________ |
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸 |
尚![]() |
(1)A 中反应的化学方程式是_________________。
(2)C中白色沉淀是__________________,该沉淀的生成表明SO2具有___________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气中成分共同作用,乙认为是只有白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验,B中现象:
甲 |
大量白色沉淀 |
乙 |
少量白色沉淀 |
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因:_____。
(5)合并(4)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是_____________。
某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。
(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为
(2)两同学利用右图所示装置进行测定
①在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为过滤、洗涤、干燥。
②装置E中碱石灰的作用是 。
③实验过程中有以下操作步骤:
a.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应
b.打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气
c.打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气
正确的顺序是(填选项序号,下同) 。若未进行步骤 ,将使测量结果偏低。
④若沉淀样品的质量为m g,装置D的质量增加了n g,则沉淀中CuCO3的质量分数为 。
(3)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积或测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数。
(8分)为了探究铁与氯气反应制取氯化铁的实验,某同学甲设计了如下的实验方案。其实验装置如下图,加热装置省略。已知:氯化铁易溶于水,熔、沸点低,受热易变为气态,而遇冷又易变为固态。
(1)试管B中的现象是___________________,
反应的离子方程式:____________________________ _。
(2)试管C中氢氧化钠溶液的作用___________________________________。
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁,为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应),请你设计实验方案
(4)氯化铁易溶于水,熔、沸点低,受热易变为气态,而遇冷又易变为固态,故认为甲同学上述实验装置有缺陷。你认为丙同学判断的依据是: 。
(14分,每空2分)某化学兴趣小组为了探究:在常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水变浑浊,持续通入发现浑浊又变澄清,由此该小组成员对气体的成分提出猜想。
【提出猜想】
猜想1: ;猜想2 ;猜想3 。
为了验证猜测,该小组设计实验加以探究:
【实验探究】
该小组同学按如图所示装置,将气体从a端通入, :
(1)B中应该装下列 试剂(填编号);
A.NaCl溶液 | B.KMnO4溶液 | C.盐酸 | D.澄清石灰水 |
(2)A中品红的作用是: ;
(3)D中澄清石灰水的作用是: 。
通过该实验,小组同学观察到以下三个实验现象:
①A中品红褪色 ②C中品红不褪色 ③D中澄清石灰水变浑浊
【得出结论】
由上述现象小组同学确认该气体的成分是 。
某研究性学习小组,用下列仪器、药品验证足量合金(由Cu、Fe、Zn三种物质组成)和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(N2和O2的用量可自由控制,气体液化温度:
NO2:21℃,NO:-152℃)
(1)在图2中选择恰当的仪器将图1补充完整,所选择仪器的连接顺序(按左→右连接,填各仪器编号)为_________(2分).
(2)反应前先通入N2目的是_______________________________________(2分).
(3)确认气体中含NO的现象是_______________________________________(2分).
(4)本题中,浓硝酸(含溶质a mol)完全反应,还原产物只有NO和NO2,被还原硝酸的物质的量n的取值范围为_________________________________________(3分).
某研究性学习小组通过查阅资料发现,CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成的沉淀中除Cu(OH)2外还有碱式硫酸铜【可表示为xCuSO4.yCu(OH)2】.为了加以验证,小组成员进行了如下实验:
①分别配置50mL物质的量浓度均为0.100mol/L的CuSO4溶液和NaOH溶液;
②准确量取10mL CuSO4溶液倒入50ml烧杯中
③向烧杯中匀速加入0.100 mol/L的NaOH溶液,并每加入1.00mlNaOH溶液用pH计测一次混合溶液的pH
④当滴入NaOH溶液的体积达到30ml时停止实验,并绘制出向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液时PH变化曲线。如右图
请回答下列问题:
(1)配置溶液时需要使用烧杯、 、 等玻璃仪器;下列仪器中可用于向烧杯中加入NaOH溶液的仪器是
A.胶头滴管 | B.酸式滴定管 | C.碱式滴定管 | D.量筒 |
(2)V(NaOH)在2.00ml~15.00ml之间时,溶液中产生绿色沉淀,并不断增加,经检测此沉淀为碱式硫酸铜。当V(NaOH)为15.00ml时,溶液PH为6.32(已知蒸馏水的PH为6.32),则可求得x= y=
(3)V(NaOH)在17.00ml~20.00ml之间时,溶液中出现蓝色沉淀,并不断增加。已知V(NaOH)为20.00ml时,溶液PH为12.25,则此时沉淀中 (填“含”或“不含”)有碱式硫酸铜,请设计实验方案加以证明:
某校化学实验兴趣小组在“探究溴水与氯化亚铁溶液反应”的实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1—2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。查阅资料显示:溴水是溴(Br2)的水溶液,呈黄色;溴水中含有溴单质。
⑴提出问题:Fe3+、Br2,谁的氧化性更强。
⑵猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含 (填化学式,下同)所致
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含 所致。
⑶设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。
除氯化亚铁溶液和溴水外,还有供选用的试剂:
a、酚酞试液;b、CCl4;c、无水酒精;d、KSCN溶液。
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)
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选用试剂 |
实验现象 |
方案1 |
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方案2 |
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⑷结论:氧化性:Br2>Fe3+。故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1—2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为
⑸实验后的思考
①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是 (填离子的化学式)。
②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧气成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为 。
已知HI是一种无色,有刺激性气味,极易溶于水的气体,HI的水溶液称之为氢碘酸,是一种强酸。
(1)请写出I元素在周期表的位置:第五周期 族
(2)将HI气体通入一定量的浓硫酸中,产生的混合气体除含HI、少量的I2蒸气和水蒸气外,还可能有 气体。
(3) 小明拟对HI通入浓硫酸后的混合气体成分进行验证和探究。他设计了如下实验装置图
初步探究设计:
①其中直形玻璃管中所装的药品是 (写名称)
②足量四氯化碳的两个作用是: 。
进一步探究:
查阅资料:氧化性强弱KMnO4>HNO3>I2>SO42-,且较稀的硝酸不能氧化I2。
③小明拟对溶在水层的其它混合气体成分做进一步探究。请你从以下限选试剂中选择合适的试剂帮小明完成实验报告。
限选的试剂:石蕊试剂、品红溶液、酸性KMnO4溶液、0.1mol/L HNO3、淀粉溶液、BaCl2溶液
实验方案 |
可能的现象和相应的结论 |
取少量烧杯中的上层溶液分装入A、B两支试管中 |
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为定性探究乙醇的性质,某化学课外小组通过查阅资料并设计了实验方案进行探究。
方案Ⅰ:在盛有少量无水乙醇的试管中,加入一粒除去煤油的金属钠,在试管口迅速塞上配有尖嘴导管的单孔塞,点燃放出的气体,并把一干燥的小烧杯罩在火焰上,在烧杯壁上出现液滴后,迅速倒转烧杯,向烧杯中加入少量的澄清石灰水,观察有无混浊产生。
(1)请写出乙醇与钠反应的化学方程式: ▲ 。
(2)以上实验设计因缺少必要的步骤而存在安全隐患,请你指出所缺少必要的步骤是
▲ 。
(3)若向烧杯中加入少量澄清石灰水后发现有混浊,则燃烧产生CO2的物质最可能是
▲ (写名称)。
方案Ⅱ:(1)取一根铜丝,把其中一端绕成螺旋状(增大接触面积)。点燃一盏酒精灯,把绕成螺旋状一端的铜丝移到酒精灯外焰上灼烧(如右图1),观察到的实验现象: ▲ 。
(2)把螺旋状铜丝往酒精灯内焰移动,观察到的实验现象: ▲ ,用化学方程式表示该现象产生的原理: ▲ 。
镁能在二氧化碳中燃烧:2Mg+CO22MgO+C,钠比镁更活泼,那么钠能在二氧化碳中燃烧吗?某研究性学习小组设计了如下装置进行探究。
请回答下列问题:
(1)装置a的作用是 ,仪器A的名称 。
(2)装置b的作用是 ,装置c中应盛放 。
(3)实验过程中,在点燃d装置中的酒精灯前,必须经过必要的操作方可进行后续的实验,该必要的操作是 。
(4)实验发现钠在充满二氧化碳气体的玻璃管里剧烈地燃烧,产生大量的白烟并伴有黑色物质生成。取一部分生成物于试管中,往试管中加水,白色物质溶解于水,黑色物质不溶。过滤,得到澄清的滤液。将滤纸上的黑色物质移入小试管中,加少量浓硫酸,加热有刺激性气味的气体生成。则该黑色物质与浓硫酸共热的化学反应方程式为 。
(5)往(4)所得滤液中加澄清石灰水,溶液变浑浊。再滴入稀盐酸,溶液中有气泡出现。试写出钠与二氧化碳反应的化学方程式: 。