[探究一]为测定钛铁矿(含FeTiO3,钛酸亚铁)中可提取氧的质量分数,某研究性学习小组设计了以下两套实验装置:(注:可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子)
(1)已知FeTiO3被H2还原后,生成Fe、TiO2和水,学生甲设想用图-1装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式:
___________________________________________________________________
(2)已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2,学生乙设想用图-2装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧,并且认为该方案的意义在于:反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质,同时产生氧气:
6CO2+6H2O C6H12O6(葡萄糖)+6O2。
实验过程中,称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag,炭粉的质量为bg,反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg,则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为 。
(3)经专家评审后,认定两个方案都很有意义,但实验设计方面还存在不足之处,例如图-2装置在加热时,生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收,同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO,给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施:改用图-1装置加热钛铁矿和炭粉,并在U型管B之前增加盛有 __________的燃烧管,在B之后增加 。
②改进后,实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是 。
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注,现正广泛开发运用。
(4)某科研小组在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜,来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色,每次光照20min取一次样,实验结果如图所示,下列说法正确的是 。(双选)
(a)不同载体,无论何种温度一定是钛片最好
(b)约在520℃时,钛片载体的光催化活性最好
(c)无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
(d)不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同
(8分)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。请你协助他们探究所得气体的成分。
【提出猜想】
猜想一:所得气体中可能是SO2。
猜想二:所得气体中可能是 。
猜想三:所得气体中可能是 的混合气体。
【实验探究】
(1)将所得气体通入如下装置
![]() |
证明猜想三正确的实验现象 ;
(2)点燃试管中的气体前,必须要进行的操作是 。
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: 。
已知1,2-二氯乙烷常温下为无色液体,沸点为83.5 ℃,密度为1.23 g·mL-1,难溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。乙醇的沸点为78.5 ℃。某化学课外活动小组为探究1,2-二氯乙烷的消去反应,设计了如图所示的实验装置(加热装置略去)。
(1)如图所示,连接好仪器装置之后,首先需进行的操作是 。
(2) 向装置A中大试管中加入1,2二氯乙烷和 (写名称);并向装置C中试管里加入适量溴水。A中发生反应的化学方程式是 。
(3)与装置A中大试管相连接的长玻璃管除导气外的作用是 __________________,装置B的作用是 _________________。
(4)证明1,2-二氯乙烷已发生消去反应的现象是_______________,还可通过什
么实验加以验证:________________________________________。
某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:
(一)制取氧化铜
①称取2 gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10 mL蒸馏水溶解。
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。回答下列问题:
⑴上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是 (填实验序号),
⑵步骤②中洗涤沉淀的操作是 。
(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较,用下图装置进行实验,实验时均以生成25 mLO2为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:
实验序号 |
KClO3质量 |
其它物质质量 |
待测数据 |
④ |
1.2 g |
无其他物质 |
|
⑤ |
1.2 g |
CuO 0.5 g |
|
⑥ |
1.2 g |
MnO2 0.5 g |
|
回答下列问题:
⑶上述实验中的“待测数据”是指 。
⑷本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50 mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是 (填“酸式”或“碱式”)滴定管。
⑸实验④、⑤、⑥中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如右图,分析右图能够得出的实验结论是 。
某同学为了验证Fe3+是否能氧化H2SO3生成了SO42–,他用50mL0.1mol/LFeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气,进行以下实验:
(1)检验吸收液中的SO42–: __________
_____________________________________________ ,证明Fe3+能够把H2SO3氧化成SO42–。
(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:
2FeCl3+SO2+ ==2FeCl2+H2SO4+2HCl,反应中的还原剂是 _____ (写化学式)。
(3)吸收液中除了含有H+、Cl–、SO42–以外,对其它成份(Fe3+、Fe2+、H2SO3)的可能组合进行探究:
①提出假设。
假设1:溶液中存在Fe3+、Fe2+;
假设2:溶液中存在 ;
假设3:溶液中存在Fe2+ 而不存在H2SO3(二者恰好完全反应)。
②设计方案、进行实验,验证假设。请在表中写出实验步骤以及预期现象和结论(可以不填满)。限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1moLL-1KMnO4、0.1moL
L-1KSCN溶液、品红
稀溶液。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤1:用试管取样品溶液2-3mL,再用滴管取 |
若出现血红色,则假设1成立;若未出现血红色,则假设2或假设3成立。 |
步骤2: |
结合步骤1的现象和结论, ________________________________________. |
某同学进行实验研究时,欲配制溶液,但只找到在空气中暴露已久的
试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究原因,该同学查得
在283
、293
和303
时的溶解度(
/100g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。
(1)烧杯中未溶物仅为,理由是
(2)假设试剂由大量和少量
组成,设计实验方案,进行成分检验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验;室温时
饱和溶液的
=9.6)
限选试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤 | 预期现象和结论 |
![]() |
|
步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。 | |
步骤3:取适量步骤1中的沉淀于试管中,。 | |
步骤4: |
(3)将试剂初步提纯后,准确测定其中的含量。实验如下:
①配制250约
溶液:准确称取
克试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水,,将溶液转入,洗涤,定容,摇匀。
②滴定:准确量取25.00所配制
溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将(填"0.020"、"0.05"、"0.1980"或"1.5")
盐酸装入50
酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸
。
③ 计算的质量分数= (只列出算式,不做运算)
(4)室温下,(填"能"或"不能") 配制溶液。
甲、乙两同学为探究与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色
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 ![]() |
打开弹簧夹,通入 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 |
尚未发现白色沉淀溶解 |
(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,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①未证实各自的观点,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。
实验室以含有、
、
、
、
等离子的卤水为主要原料制备无水
和
,流程如下:
(1)操作Ⅰ使用的试剂是,所用主要仪器的名称是。
(2)加入溶液W的目的是。用调节溶液Y的
,可以除去
。由表中数据可知,理论上可选择
最大范围是。酸化溶液Z时,使用的试剂为。
(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集气体,下列装置中合理的是。
A. |
a. |
B. |
b. |
C. |
c. |
D. |
d. |
(4)常温下,的电离常数
,
,
的电
离常数
,
。某同学设计实验验证
酸性强于
:将
和
气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的
,若前者的
小于后者,则
酸性强于
。该实验设计不正确,错误在于。
设计合理实验验证酸性强于
(简要说明实验步骤、现象和结论)。。仪器器自选。
供选的试剂:、
、
、
、
、
、蒸馏水、饱和石灰水、酸性
溶液、品红溶液、
试纸。
某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵()分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。
(1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强/ |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度/ |
2.4×10-3 |
3.4×10-3 |
4.8×10-3 |
6.8×10-3 |
9.4×10-3 |
①可以判断该分解反应已经达到平衡的是。
A. |
|
B. | 密闭容器中总压强不变 |
C. | 密闭容器中混合气体的密度不变 | D. | 密闭容器中氨气的体积分数不变 |
②根据表中数据,列式计算25.0℃时的分解平衡常数:
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量是(填"增加","减少"或"不变")。
④氨基甲酸铵分解反应的焓变O(填">"、"="或"<"),熵变
O
(填">"、"="或"<")。
(2)已知:
该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率,得到时间的变化趋势如图所示。
⑤计算时,0-6
氨基甲酸铵水解反应的平抑速率。
⑥根据图中信息,如何说明该水解反应速率随温度升高而增大:。
化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品,加水充足搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过量 溶液,过滤。氢氧化铝与
溶液反应的离子方程式是。
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察的现象是。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定中生成的
沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌、
中的反应物外,还有:
(4)中反应生成
的化学方程式是。
(5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是(填标号)。
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00样品三份,进行三次测定,测得
平均质量为3.94
。则样品中碳酸钙的质量分数为_。
(7)有人认为不必测定中生成的
质量,只要测定装置
在吸收
前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是
下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称 |
乙二酸 |
乙二酸晶体 |
分子式 |
H2C2O4 |
H2C2O4·2H2O |
颜色状态 |
无色固体 |
无色晶体 |
溶解度(g) |
8.6(20℃) |
— |
熔点(℃) |
189.5 |
101.5 |
密度(g·cm-3) |
1.900 |
1.650 |
又知草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
【提出猜想】
[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
[设计方案]
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,并设计了探究实验,实验装置如下(草酸晶体分解装置略)。
限选试剂:澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。请回答下列问题:
①B装置中所装药品为 ,
② CO2的检验装置是 (填上面装置编号,下同),CO的检验装置是 。
③装置A的作用是 。
[猜想二]乙二酸具有弱酸性
[设计方案]
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是 (填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色 |
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH |
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH |
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出 |
[猜想三]乙二酸具有还原性
[设计方案]
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式:
MnO4- + H2C2O4 + H+ = Mn2+ + CO2↑+ H2O
(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量,方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为 。
某化学研究性学习小组探究Fe3+和SO32-之间发生的反应。
(1)取5mLFeCl3浓溶液于试管中,逐滴加入Na2SO3浓溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,继续加入Na2SO3浓溶液至过量,溶液颜色加深,最终变为红褐色。无气泡产生,无沉淀生成。这种红褐色液体是___________________。
(2)除了观察到以上的现象外,有成员提出了另一种可能:发生氧化还原反应。反应的离子方程式为 。
研究性学习小组设计了两种实验方案证明发生了氧化还原反应。请把实验方案补充完整:
方案一:检验溶液中含有Fe2+证明发生了氧化还原反应
方案二:检验溶液中含有 证明发生了氧化还原反应
实验用品:0.1mol/L BaCl2、3mol/L盐酸、0.1mol/LKMnO4(H+)、氯水、20%KSCN、0.5mol/LKI;试管若干、胶头滴管若干
Ⅰ预处理:将(1)中获得的混合物放在如右图装置中处理足够时间。
Ⅱ检验过程
操作 |
现象及结论 |
基于方案一: |
|
基于方案二: |
|
某学生为探究钠与CO2的反应,利用如下装置进行实验。
(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)
(1)请将上图各装置连接完整
接 , 接 , 接 , 接 。
(2)装置②制备CO2时具有随开随用,随关随停的功能。简述该装置随关随停的理由
;
(3)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是 。
A.NaNO3溶液 | B.CCl4 | C.苯 | D.稀硝酸 |
(4)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是
,当观察到 现象时才点燃酒精灯。此步操作的目的是 。
(5)反应过程中CO2足量,假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 。
②装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)CO2气体,且溶液中还有固体残留。 。