教材中给出了Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。为了探究Na2O2与H2O反应的机理,某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验。
实验步骤如下:
①按图示组装仪器,并检查装置气密性为良好后装入药品。
②保持K1打开、K2关闭,将注射器中的蒸馏水推入试管中,此时试管中并无气体产生。
③挤压装有酚酞的胶头滴管,使酚酞滴入试管中,试管中溶液显红色。
④挤压装有稀盐酸的胶头滴管,使稀盐酸滴入试管中,红色消失后再滴加2滴。
⑤用双连打气球向A中试管中鼓气,使试管中溶液通过喷头进入B中支管中,发现淀粉-KI溶液变蓝,KMnO4溶液褪色。
⑥迅速打开K2、关闭K1,继续向A中试管中鼓气,待试管中溶液进入C中试管中约三分之一时停止鼓气。然后用热水浴加热C中试管片刻,有气泡冒出,经检验为氧气。
请回答下列问题:
(1)用离子方程式表示淀粉-KI溶液变蓝的原因:_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因: ______________________________
________________________________________________________________________。
(3)A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是________、______________________。
(4)Na2O2与H2O反应的机理是____________________(用化学方程式表示)。
某学生在做元素性质与原子结构的关系的实验时,设计了一套实验方案,并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的。
探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品。
仪器:试管、胶头滴管。
药品:新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)。
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
① |
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 |
液体分为两层,下层呈________色 |
② |
向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水,振荡,再加入少量四氯化碳,振荡后静置 |
液体分为两层,下层呈________色 |
(4)实验结论:__________________________________________________________。
(5)问题和讨论。
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________、________。
②由于氟单质过于活泼,所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强:________、________。
某化学学习小组设计下图实验装置(夹持装置略去)制备Cl2,并探究氯气的相关性质。
(1)若A装置中固体药品为KClO3,则反应中每生成1 mol Cl2时转移电子的物质的量为________mol。
(2)装置B既能除去氯气中的氯化氢,还能检测实验过程中装置C是否发生堵塞。若C中发生堵塞,则B中将观察到的现象是_______________________________________。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,Ⅰ处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是________、________。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象:_____________________________________________。
(5)请用化学方程式说明装置F的作用:_______________________________________。
(6)甲同学提出,装置F中的试剂可改用足量的Na2SO3溶液,乙同学认真思考后认为此法不可行。请用离子方程式解释乙认为不可行的原因:_______________________。
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)两同学利用下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若沉淀样品质量为m g,装置D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的体积并测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数。
某化学小组用下列装置对铁及其化合物的性质进行探究,回答有关问题:
(1)该小组同学想制得氢氧化亚铁并保存较长时间,按如图(a)所示装置对其进行操作。
①某同学的操作是:先夹紧止水夹K,再使A管开始反应,实验中在B管中观察到的现象是
。
②为达到实验目的,正确的操作是 。
B管中发生反应的离子方程式是 。
(2)当上述装置的实验结束后,取A管内反应所得的溶液,隔绝空气小心蒸干后得到FeSO4,再高温煅烧(有关装置和操作均已略去),最后留下红棕色固体,将分解时产生的气体按图(b)所示装置依次通过洗气装置,结果试管甲内出现白色沉淀,试管乙内品红溶液红色褪去,回答:
①用方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因
。
②为验证红棕色固体成分,可进行如下操作
。
③图(b)中丙装置的作用是 。
④根据实验现象写出A管内溶液蒸干后,在高温煅烧分解时所发生反应的化学方程式 。
为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2与Na2O2的反应,甲同学设计了如图所示的实验装置,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,该装置需做的改进是
。
(3)假设Na2O2完全反应,反应后B装置中固体生成物可能是:①Na2SO3;②Na2SO4;③Na2SO3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溶液,1 mol·L-1 HNO3溶液,1 mol·L-1 BaCl溶液,1 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液,0.01 mol·L-1 KMnO4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 , |
则证明生成物中有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 g生成物配制成100 mL溶液,取10.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.010 0 mol·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20.00 mL。
②计算:生成物中亚硫酸钠的质量分数为 。
为研究铜与浓硫酸的反应,某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ 反应产物的定性探究
实验装置如图所示。(固定装置已略去)
(1)A中反应的化学方程式为 。
(2)F烧杯中的溶液通常是 。
(3)实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是 。
(4)实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
(5)为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断,还须进行一次实验。实验方案为 。
实验Ⅱ 反应产物的定量探究
(6)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1:
硫酸/mol·L-1 |
黑色物质出现的温度/℃ |
黑色物质消失的温度/℃ |
15 |
约150 |
约236 |
16 |
约140 |
约250 |
18 |
约120 |
不消失 |
资料2:X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是 __。
a.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质
c.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L-1
d.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
(7)为测出硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液,取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡,以淀粉溶液为指示剂,用b mol·L-1Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g,则硫酸铜的产率为 _。(已知:2Cu2++4I-=2CuI+I2,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
某化学兴趣小组为探究SO2的性质,按如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是__________________,其中发生反应的化学方程式为______________;
(2)实验过程中,装置B、C中产生的现象分别是___________、___________,这些现象分别说明SO2具有的性质是___________和___________;装置B中发生反应的离子方程式为_________________________________________________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红溶液作用的可逆性,请写出实验操作及现象____________;
(4)尾气可采用______________溶液吸收。
某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧?”由于实验室中没有现成的NO2气体,该小组的同学设计了两个方案(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去):
I.实验装置如下图所示
(1)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气。写出该反应的化学方程________________。
(2)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了。有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?____________(填“正确”或“不正确”),理由是_______
II.实验装置如图所示:
(1)写出浓硝酸受热分解的化学方程式:__________________________________。
(2)实验开始后木条上的火星逐渐熄灭,有的同学提出“NO2不能支持 木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确?________(填“正确”或“不正确”),理由是 。
III.为了更能直接说明“NO2能否支持木条的燃烧”这一问题,请你重新设计一个简单的实验方案,简述实验原理和主要操作。_________________________________________________。
根据Mg能在CO2中燃烧,某兴趣小组推测Na应该也能在CO2中燃烧,且固体产物可能为C、Na2O和Na2CO3中的两种或三种。该小组用如下图装置进行了实验探究。已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd。
回答下列问题:
(1)为了使反应随开随用,随关随停,上图虚线方框内应选用 装置(填下图字母代号),如何检验所选装置的气密性 。
(2)装置2中所盛试剂为 。
A.NaOH溶液 B.饱和NaHCO3溶液
C.饱和Na2CO3溶液 D.饱和NaCl溶液
(3)检测装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前应先进行装置1中的反应操作,待观察到 现象时,再点燃酒精灯,这步操作的目的是 。
(4)由实验现象和进一步的探究得出反应机理。
A.装置6中有黑色沉淀生成;
B.取反应后直玻管中的固体物质23.0g溶于足量的水中,无气泡产生且得到澄清的溶液;将溶液加水稀释配成250 mL的溶液;
C.取25.00ml步骤B的溶液,滴加足量BaCl2溶液,将生成的白色沉淀过滤、洗涤、干燥,称量得固体质量为1.97g。
①步骤C中不溶物干燥前必须经过洗涤,如何检验该沉淀是否洗涤干净 。
②该探究得出钠与二氧化碳反应的化学方程式为 。
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)。
可选药品:稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
查阅资料:
A.浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。
B.氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 +H2O
实验过程 |
实验现象 |
I.检验装置的气密性 |
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II.…… |
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III.打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞。 |
①中产生大量的红棕色气体,红棕色气体在②中变为无色,气体通过③后依然为无色,通过④后变为红棕色 |
(1)①中发生反应的离子方程式是 。
(2)②中发生反应的化学方程式是 。
(3)装置②~⑤中盛放的药品分别是② 、③ 、④ 、⑤ 。
(4)II的操作是 ,目的是 。
(5)该同学得出结论所依据的实验现象是 。
某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质.
已知:2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O
利用图1所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)
(1)E装置中制取NO2反应的离子方程式是
(2)该实验中制取氨气时若只用一种试剂,从下列物质中选取 ( )
a.NH4HCO3 b.NH4Cl c.浓氨水
(3)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是
(5)探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应.为了验证NO2能被Na2O2氧化,该小组同学选用B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图2所示),重新组装,进行实验.装置的合理连接顺序是
(6)实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐 渐变成白色.经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成.推测B装置中反应的化学方程式为
根据Mg与CO2的反应推测,Na也能在CO2中燃烧,且固体产物可能为C、Na2O和Na2CO3中的两种或三种。某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。
【实验I】引发CO2与Na反应。操作步骤为:
①按图连接装置,检验装置气密性,并往各装置中加入试剂;
②打开装置a上活塞一段时间;
③点燃d处酒精灯,使CO2与Na充分反应。停止加热,继续通气体使双通管冷却。
回答下列问题:
(1)装置a中用到的玻璃仪器有试管和 ;
(2)装置b中装入的试剂是 ;
(3)装置c的作用是 ;
(4)步骤②中,当观察到 时,才能进入步骤③。
【实验Ⅱ】探究反应产物及反应机理。取反应后双通管中固体物质29.2 g进行如下实验:
①仔细观察固体,发现有黑色颗粒;
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤,得到1.8 g滤渣(干燥);
③将滤液加水稀释配成250 mL的溶液;
④取少量③的溶液,先加足量BaCl2溶液,观察到白色沉淀,所得固体质量为3.94g;再加几滴酚酞试液,溶液变红;
⑤取25.00 mL③的溶液,滴加甲基橙作为指示剂,用3.0 mol·L-1盐酸滴定,消耗盐酸体积为20.00 mL。
回答下列问题:
(5)如何判断⑤中的滴定终点
(6)反应后装置d中的固体物质为 ;通过计算分析:29.2 g残留固体中,各组分的质量各是多少?
某研究性学习小组拟探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液时,生成氢氧化物沉淀的过程。
【实验】在0.1 mol∙L-1 MgSO4、0.05 mol∙L-1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol∙L-1NaOH溶液,借助氢离子传感器和相应分析软件,测得溶液的pH随NaOH溶液的加入变化情况如图所示。
(1)为精确控制加入NaOH溶液的体积,可将NaOH溶液置于 (填仪器名称)中滴加。
(2)图中有三个pH增加缓慢的阶段,第一阶段(a点前)对应的实验现象是 。
(3)对第二阶段(b、c之间)溶液pH变化缓慢的本质,小组同学做出如下推测,请补充推测2和3:
推测1:生成Mg(OH)2沉淀,消耗OH-;
推测2: ;
推测3: 。
若推测1符合实际情况,则a点之前反应的离子方程式为 ,请据此描述Mg(OH)2、Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异 。
(4)请分析e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验(可不填满):
较大量存在的含金属元素的离子 |
检验方法 |
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实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在图甲的圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,加热回流一段时间,然后换成图乙装置进行蒸馏,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。
请回答下列问题:
(1)图甲中冷凝水从_________(a或b)进,图乙中B装置的名称为____________
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是_________________________________________
(3)现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框图是分离操作步骤流程图:
则试剂a是:____________, 试剂b是____________ , 分离方法III是___________。
(4)甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯得到乙酸乙酯,在未用指示剂的情况下,他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸,然后用蒸馏法将酯分离出来。甲、乙两人蒸馏产物结果如下:甲得到了显酸性的酯的混合物,乙得到了大量水溶性的物质。丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功。试解答下列问题:
① 甲实验失败的原因是:_______________________________________________
② 乙实验失败的原因是:_______________________________________________