14分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用带刻度的集气瓶排水法收集氢气,每隔1分钟记录一次数据(累计值):
时间(min) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氢气体积(mL) |
50 |
120 |
232 |
290 |
310 |
(1)从0~3分钟时间段内,产生氢气的速率是如何变化的?答:___________________。
造成这种变化的主要因素是_________________;从3~5分钟时间段内,产生氢气的速率是如何变化的?答:_________。造成这种变化的主要因素是_____________________。
(2)在盐酸中分别加入等体积的下列溶液,能减缓反应速率而又不减少产生氢气的量的是___________(双选题,漏选得1分,多选,错选得0分)。
A.蒸馏水 B.NaCl溶液 C.Na2CO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5分钟五个时间段中,反应速率最大的是在____分钟时间段内,在该时间段内盐酸的反应速率为 (设溶液体积不变,上述气体体积为标况下数据)。
为测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数,称取一定质量的样品,甲同学利用图I所示装置测量产生CO2的体积,乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO2的质量,已知所用稀硫酸均足量。
(l)盛放稀硫酸的仪器名称为 。
(2)试剂X为____ ;试剂Y为____ 。
(3)甲同学在进行实验时,为减小误差,应注意的事项有(填选项字母) 。
A.读数前应使整套装置冷却至室温
B.调整Z的高度使量气装置左右液面相平
C.读数时视线与Z内凹液面最低点相切
D.读数前应通入一定量的N2使生成的CO2全部进入量气装置
(4)按乙同学的实验方案进行实验,使测得的Na2CO3的质量分数偏高的因素有(写一种)
,使测得的Na2CO3的质量分数偏低的因素有(写一种)________ 。
(5)为完成相同的测定任务,下列实验方案不能达到实验目的的是 (填选项字母)。
A.取mg混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干得ng固体
B.取mg混合物与足量盐酸充分反应,将溶液加热、蒸干、灼烧得ng固体
C.取mg混合物充分加热,固体质量减少ng
D.将图II装置中的稀硫酸改为稀盐酸进行实验
(8分)碘在科研与生活中有重要的应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI 、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知S2O82—+2I—=2SO42—+I2 (慢) I2 +2S2O32—=2I—+S4O62—(快)
(1)向KI 、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中 (写离子符号)耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的关系为n(S2O32—)︰n(S2O82—) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验 序号 |
体积/mL |
||||
K2S2O8溶液 |
水 |
KI溶液 |
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
VX |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中VX= mL,理由是 。
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
(1)提出假设 ①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是 。
(2)设计方案 如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式: 。
(4)实验步骤
①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为
。
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式: 。
(本小题满分7分)某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学根据置换反应的规律,利用下图装置完成了O元素的非金属性比S强的实验研究。回答下列问题:
(1)图中D装置名称是 。
(2) N、C、Si的非金属性由强到弱的顺序是: ;
从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质:
试剂A为_________;试剂C为_________(填序号)。
①稀HNO3溶液②稀盐酸③碳酸钙④Na2SiO3溶液⑤SiO2
(3) 乙同学设计的实验所用到试剂A为________;试剂B为________;试剂C为________。
2012年10月8日发布的修订版《机动车驾驶证申领和使用规定》,以其对违章驾驶员的严厉惩罚被人们称为“史上最严交规”,其中饮酒后驾驶机动车的一次记12分。利用如下测试管可检测司机是否酒后驾车,化学原理如下:
金属铬在化合物中主要有+3价和+6价两种价态。+6价铬化合物K2CrO4和K2Cr2O7在水溶液中分别呈黄色和橙色,它们在溶液中存在如下平衡关系:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O在酸性条件下+6价铬化合物具有强氧化性,可以将C2H5OH氧化为CH3COOH,本身被还原为Cr3+,Cr3+在水溶液中呈灰绿色。
(1)根据上述条件可知,在强酸性条件下+6价铬主要以 (填“CrO2-4”或“Cr2O2-7”)形式存在。如果司机酒后驾车,则测试管中的现象是 且超过法定警界线,反应的离子方程式为 。
(2)研究发现+6价铬的毒性为+3价铬的毒性的100~200倍,有多种方法可以将废水中的+6价铬转化为+3价铬以降低毒性。其中两种方法如下:
方法一:电化学方法。将含Cr2O2-7的酸性废水加适量NaCl搅拌均匀并以Fe作电极进行电解。在阳极产生的Fe2+将Cr2O2-7还原为Cr3+,在电解过程中溶液的pH不断上升,最终Cr3+和Fe3+以Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀的形式析出。
①请分析溶液pH不断上升的原因: 。
②已知Fe3+和Cr3+变为Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀的pH如下表:
当溶液的pH范围为____时,溶液中Fe3+已沉淀完全而Cr3+还没有开始沉淀。
③当电路中通过3mol电子时,理论可还原Cr2O2-7的物质的量为 mol。
方法二:还原沉淀法。将l0ml某含铬(Cr2O2-7)废水用硫酸亚铁铵[FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]处理,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀,该沉淀经干燥后为nmolFeO·FeyCrxO3。
④不考虑处理过程中的实际损耗,下列叙述错误的是
A.反应中发生转移的电子个数为3nx |
B.该废水中c(Cr2O2-7)为50nx mol/L |
C.消耗硫酸亚铁铵的物质的量为n(l+y)mol |
D.在FeO·FeyCrxO3中,x+y=2 |
某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液与NO不反应,能与NO2反应2NO2+2NaOH=NaNO3+ NaNO2+H2O
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、⑥中盛放的药品依次是
(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性,加入药品后,还应进行哪些操作
再滴加浓硝酸与铜反应。
(3)装置①中发生反应的化学方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是
(12分) 某同学设计如图所示装置分别进行探究实验(夹持装置已略去)
实验 |
药品 |
制取气体 |
量气管中的液体 |
① |
Cu、稀HNO3 |
|
H2O |
② |
NaOH固体、浓氨水 |
NH3 |
|
③ |
Na2CO3固体、稀H2SO4 |
CO2 |
|
④ |
镁铝合金、NaOH溶液(足量) |
H2 |
H2O |
请回答下列问题:
(1)简述如何检查该装置的气密性: 。
(2)该同学认为实验①可通过收集测量NO气体的体积,来探究Cu样品的纯度。你认为是否可行?请简述原因 。
(3)实验②中剩余的NH3需吸收处理。以下各种尾气吸收装置中,适合于吸收NH3,而且能防止倒吸的有
(4)实验③中,量气管中的液体最好是 。
A.H2O B.CCl4
C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
(5)本实验应对量气管多次读数,读数时应注意:
①恢复至室温,② ,③视线与凹液面最低处相平。
(6)实验④获得以下数据(所有气体体积均已换算成标准状况)
编号 |
镁铝合金质量 |
量气管第一次读数 |
量气管第二次读数 |
① |
1.0g |
10.0mL |
346.3mL |
② |
1.0g |
10.0mL |
335.0mL |
③ |
1.0g |
10.0mL |
345.7mL |
根据上述合理数据计算镁铝合金中铝的质量分数 。
为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2,甲同学设计了如图实验装置。回答下列问题:
(1)移开棉花,将带火星的木条放在C试管口,未见木条复燃。甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式 。
(2)乙同学认为无论反应原理如何,最终都有O2产生。乙同学的理由是 。
按照乙同学的观点,该装置需作的改进是: 。
(3)假设Na2O2 完全反应,反应后B装置中固体生成物可能是:
① Na2SO3; ② Na2SO4; ③ Na2SO3和Na2SO4
请设计实验方案检验,写出实验步骤以及预期现象和结论,完成下表:
限选试剂:2 mol·L-1 HCl, 1mol·L-1HNO3, 1 mol·L-1 BaCl2, 1 mol·L-1 Ba(NO3)2,
0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取B中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水,溶解,然后取少量待测液分别置于Ⅰ、Ⅱ试管中。 |
固体完全溶解 |
步骤2:往Ⅰ试管中加入 ,再滴加 。 |
,则证明生成 物中含Na2SO4。 |
步骤3:往Ⅱ试管中 。 |
若 , 则说明生成物中有Na2SO3;若 , 则说明生成物中没有Na2SO3。 |
(4)生成物中亚硫酸钠含量的测定:①取a克生成物配制成100ml溶液,取10.00mL该溶液于锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.0100mol·L-1碘水进行滴定,滴定终点现象为 ,记录数据,重复滴定2次,平均消耗碘水20.00mL。
②计算:生成物中亚硫酸钠的质量分数为 。(Na2SO3的式量为126)
某研究性学习小组,为了探究过氧化钠的强氧化性,设计了如图的实验装置。
实验步骤及现象如下:
①检查装置气密性后,装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N2后,将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中),再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸,反应剧烈,产生黄绿色气体。
③一段时间后,将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后,关闭分液漏斗的活塞,再通入一定量的N2,至装置中气体无色。
回答下列问题:
(1)装置B中的湿润的红色纸条褪色,证明A中反应有 (填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸,仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论,请用离子方程式说明原因 。
(2)装置C的作用是 。
(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确,他可能的理由为① ;
② 。
(4)实验证明,Na2O2能与干燥的HCl反应,完成并配平该化学方程式。
某同学利用下图装置可探究浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的三种气体产物,请填写下列空白:
(1)写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式___________________________。
(2)无水硫酸铜的作用是____________,②中3个洗气瓶的作用依次为____________ 、____________、____________;
乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀H2SO4。
③用浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 mL。
请回答下列问题:
(1)滴定时,将酸性KMnO4标准液装在如图中的__________(填“甲”或“乙”)滴定管中。
(2)本实验滴定达到终点的标志是_______________________。
(3)通过上述数据,求得x=________。讨论:
①若滴定终点时俯视滴定管,则由此测得的x值会________(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同)。
②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则由此测得的x值会________。
为探究生活中两种常见的有机物的性质,某同学设计如下实验,请根据题目要求填写下列空格:
(I)如上图1所示,试管中装乙醇,(图示不一定准确)则反应现象为 ;
(II)如上图2所示,把加热的铜丝插入到装有乙醇的试管中,闻到有刺激性气味,该反应中产生的有机物为 ;(填结构简式);
(III)为了确认乙酸、碳酸和硅酸的酸性强弱,有人设计用如图3所示装置来进行实验验证。
①A中所盛试剂为___ ____。
②C中实验现象为 ,由实验可知这三种酸的酸性大小为 。
③该装置中存在不妥之处,请提出改正措施 。
某研究性学习小组在网上收集到如下信息:硫化钠,俗称臭碱,是一种强还原剂,在工业上用途广泛。他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。
【实验】
在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液,发现溶液始终澄清。
(1)下列有关硫化钠的说法正确的是 。
a.硫化钠溶液不宜久置,应现用现配
b.硫化钠溶液中通入SO2有淡黄色浑浊,可证明SO2有氧化性
c.硫化钠在空气中潮解并不断放出H2S气体,说明酸性:H2CO3>H2S
d.配制硫化钠溶液时加入少量氢氧化钾
e.向硫化钠溶液中滴加稀硝酸有臭鸡蛋气味的气体生成
【提出假设】
(2)反应后的溶液中肯定存在Cl-、SO42-和OH-,为探究溶液中可能还存在的其他阴离子(不考虑离子水解及空气中CO2的影响),该学习小组提出如下假设:
假设1:只还存在S2-
假设2:只还存在ClO-
假设3:
【设计实验方案,验证假设】
(3)请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:1 mol• L-1的CuSO4溶液、1 mol• L-1NaOH溶液、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:取少许反应后溶液于试管中,滴加 |
若 ,则假设 成立。 |
步骤:2:另取少许反应后溶液于试管中,滴加 |
若 ,则假设 成立。 若 , 则假设3成立。 |
【思考与交流】
(4)实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色,联想到工业盐酸呈黄色的原因,该同学认为所用硫化钠溶液中混有少量FeCl3。你是否同意该同学的的观点 (填“同意”或“不同意”),请简述理由: 。
对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题:
①定性分析:如图甲可通过观察_________________________,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是_________________________。
②定量分析:用图乙所示装置做对照实验,实验时均以生成40 mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________________。