CO 2的资源化利用日趋成为研究热点。
(1)某小组查阅资料发现:①CO 2与H 2能在催化剂表面反应生成CH 4与H 2O;②CH 4在高温下能与CuO反应。为探究上述反应,设计如下装置。
①仪器M的名称是 。装置B中反应的化学方程式为 。
②设计装置C的目的是 ,若要证明D中有CO 2生成,则需在E、F之间增加盛有 溶液的洗气瓶。
③一段时间后,装置D中黑色固体变红,E中白色固体变蓝,该小组由此得出结论:以上实验证明CH4在高温条件下能与CuO反应。你是否同意他们的结论? (填"同意"或"不同意"),理由是 。
(2)CH 4、乙炔(C 2H 2)和丙烷(CH 3H 8)都能在空气中燃烧,但是仅C 2H 2燃烧时有浓烟。试从物质组成的角度分析其燃烧现象不同的原因是: 。CH 4燃料电池具有洁净、高效的特点,其工作时主要是将 能转化为电能。
用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。请写出下列反应的化学方程式:
(1)铁在氧气中燃烧 。
(2)硫酸铜溶液与氯化钡溶液反应 。
被誉为"中国天眼"的FAST,是目前世界上最大口径、最灵敏的射电望远镜,如图所示。请回答下列问题。
(1)选择角钢而不用纯铁作塔架的主要原因是 。
(2)角钢中含有锰(Mn)和硅,锰可以与稀盐酸发生置换反应,生成锰的化合物中锰元素显+2价。请写出锰与稀盐酸反应的化学方程式 。
(3)请你写出一条防止铁制材料生锈的具体措施 。
(4)向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铝粉,反应停止后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生,则滤渣中一定含有 ;滤液中一定含有的溶质是 ,可能含有的溶质是 。(均填化学式)
化学用语是学习化学的重要工具.
(1)写出下列微粒的化学符号:
①镁离子 ;②二氧化氮分子 ;
③5个硅原子 ;④硝酸分子 ;
(2)用下列字母序号填空:
a.硫酸铜 b.氯化钠 c.氮气 d.石墨
① 用作调味品和防腐剂;② 用作粮食保护气;
③ 用于配制波尔多液;④ 用于生产铅笔芯;
(3)写出下列反应的化学方程式:
①盐酸与氢氧化钠溶液反应 ;②铝与氧气反应 ;
③一氧化碳与氧化铁反应 ;④用高锰酸钾制取氧气 .
绿矾(FeSO4•7H2O)是硫酸法生产太白粉的主要副产物,可用于制备Fe2O3,复印用Fe3O4粉、还原铁粉等,开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作。某研究性小组展开了系列研究。
Ⅰ制备Fe2O3
【资料一】
(1)无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体。
(2)绿矾(FeSO4•7H2O)高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物。
(3)SO2是无色有窒息性臭味的有毒气体,能使品红溶液褪色。
甲同学用如下装置制备Fe2O3并验证绿矾受热分解的其他产物;
实验过程中发现:A中有 色固体生成,B中无水硫酸铜变蓝,C中U形管内有无色晶体(SO3)析出,D中品红溶液褪色,装置E的作用是 ,绿矾高温分解的化学方程式为 。
Ⅱ制备Fe3O4
乙同学模拟生产复印用Fe3O4粉的实验流程如下:
【资料二】Fe(OH)2是一种白色难溶于水的固体,在空气中易被氧化。
FeSO4溶液中加入NaOH溶液,反应的化学方程式依次为① ,②4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3.由沉淀a获得Fe3O4的化学方程式为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O
若制取Fe(OH)2,采取的实验操作是:向盛有5mL新制FeSO4溶液的试管中加入10滴植物油,然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液(驱赶O2),胶头滴管的正确使用方法是 (填字母)。
Ⅲ制备还原铁粉
制备还原铁粉的工业流程如下:
(1)操作1的名称是 ,NH4HCO3和FeSO4溶液反应的化学方程式为 。
(2)若将14.06g粗还原铁粉(假设粗还原铁粉中杂质仅含少量FexC)在氧气流中完全反应,得到0.22gCO2,将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应,得到0.48gH2(FexC与稀硫酸反应不产生H2)。试通过计算确定FexC的化学式(请写出计算过程) 。
(3)粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉,纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁,同时生成一种气体。其装置如图所示:
SAP材料吸水性强,湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气。实验开始一段时间后,观察到在肥皂液中有大量的气泡产生,此气泡用火柴即能点燃,同时有肥皂泡飘到空中。生成的气体是 ,干燥的SAP材料作用是 。
某同学取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,如图:
(1)塑料试剂瓶膨胀破裂的原因是 ,反应的化学方程式为 .
(2)破裂后瓶内试剂会吸收空气中CO2生成CaCO3.为测定其中CaCO3的质量分数,兴取小组分别进行如下实验:
实验1:称取10.0g样品,加50.0g水溶解,搅拌、静置、过滤,将沉淀洗涤、干燥、称重.
实验2:称取10.0g样品,向其中加入足量稀盐酸,充分反应,收集产生的气体.
①根据实验1称重计算样品中CaCO3的质量分数可能偏高,原因是 .
②若实验2中收集的气体为2.2g,计算样品中CaCO3的质量分数.(请写出计算过程)
小明用含碳酸钠的氢氧化钠样品进行了如图所示的实验。请回答:
(1)此实验中发生反应的化学方程式是 ;
(2)过滤后滤液中溶质为 ,其质量分数是 。
我国拥有地球上7%的耕地,但化肥使用量却占全球总量的35%,认识化肥,科学施肥至关重要。
(1)下列物质中,可用作磷肥的是 :
A.K 2SO 4 B.CO(NH 2) 2 C.KNO 3 D.Ca(H 2PO 4) 2
(2)NH 4Cl是常见的氮肥,不能与碱性物质混用,否则会因释放出 而损失肥效;
(3)过度使用化肥造成的后果有:① ;②水体富营养化等;
(4)"雷雨发庄稼"现象涉及的化学反应较为复杂,其中一个反应是NO 2与H 2O反应生成HNO 3和NO,写出该反应的化学方程式: ;该反应中。化合价发生改变的元素是_ (填元素符号)。
某实验小组在做“用澄清石灰水检验二氧化碳”的实验时,发现一个有趣的实验现象:
试管中浑浊现象为何消失?实验小组的同学对此实验进行了下列探究活动:
(1)根据已学知识,实验小组对CO2使澄清石灰水变浑浊的现象作出了合理的解释,其化学方程式为 。
(2)【查阅资料】
①碳酸盐一般不溶于水,如碳酸钙不溶于水。
②碳酸钙能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],碳酸氢钙易溶于水。
③碳酸氢钙受热易分解,生成碳酸钙、二氧化碳、水。
从物质组成角度分类,碳酸氢钙应属于 。
A.氧化物 B.酸 C.碱 D.盐
写出碳酸氢钙受热分解的化学方程式 。
【提出问题】碳酸氢钙能与哪些物质反应呢?
【假设与猜想】猜想I:能与盐酸反应
猜想∐:能与氢氧化钠反应
……………
(3)【设计实验并验证】
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
实验一:取丙中少量液体于试管中,滴加稀盐酸 |
有 生成 |
猜想I成立 |
实验二:取丙中少量液体于试管中,滴加氢氧化钠溶液 |
有白色沉淀生成 |
猜想II成立 |
实验三:取丙中少量液体于试管中,加热 |
澄清液体又变浑浊 |
验证了资料描述 |
根据验证实验写出碳酸氢钙与盐酸反应的化学方程式 。
【讨论与反思】
该实验小组在实验中发现问题,并对问题进行不断探究。他们不但发现了新的物质,还了解了它的一些性质,并对生活中煮沸可以降低水的硬度、水垢的形成以及自然界中溶洞与钟乳石的形成有了更进一步的认识。
某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】
电导率越大,溶液导电性越强,离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3,其它成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到底,一会儿又慢慢上浮,到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因 (化学方程式表示)。
(2)接近液面时又下沉的原因 。
【实验二】鸡蛋壳溶解
在烧杯中加入蒸馏水,插入电导率传感器,加入蛋壳粉,搅拌,测得电导率随时间的变化如图1。
(3)搅拌的目的是 。
(4)图1中,a﹣b段电导率变化的原因 。b﹣c段电导率基本不变的原因 。
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
(5)查资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为 。
(6)先检查图2装置气密性,方法是 。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳(用牙膏浆液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中,用注射器抽取20mL3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸环境),连接好装置,打开开关,将盐酸快速压人锥形瓶,关闭开关,测得压强随时间的变化如图3所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。
(7)图3中x﹣y段压强增大的主要原因 。
(8)根据实验三的数据分析,含氟牙膏 (填“能”或“不能”)预防龋齿,理由是 。
2017年4月,“航母”下水,开拓中国新蓝海。
(1)“航母”舰体材料为合金钢,国产航母使用的“超级钢”具有极佳的抗压性、延展性和焊接性。合金钢是 (填序号)
a.合成材料 b.复合材料 c.无机材料
(2)“航母”升降机可由铝合金制造,用石墨作电极在高温条件下电解熔融氧化铝,在阴极和阳极区分别得到A1和O2,阳极区使用的石墨易消耗的原因是 。
(3)“航母”螺旋浆可由铜合金制造。铜合金比铜的硬度 (填“大”或“小”),铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
(4)由生铁炼钢时,硅(Si)与氧化亚铁在高温条件下反应生成二氧化硅和铁,该反应的化学方程式为 。
铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)铁的应用和防护
(1)某麦片中含微量铁粉,食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素,反应的化学方程式为 。
(2)铁锈主要成分是Fe 2O 3•nH 2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
(3)如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 。
(4)铁生锈的次要过程:Fe FeCO 3•nH 2O FeCO 3
写出Fe转化为总反应的化学方程式 。
(5)为防止铁生锈,可对铁制品进行"发蓝"处理,使其表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
(二)废铁的再利用
黄钠铁矾[NaFe x(SO 4) y(OH) z]是一种高效净水剂。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe 2O 3和FeCO 3)制备黄钠铁矾的主要流程如图:
(1)将废铁屑研磨成粉末的目的是 。
(2)"酸溶"时H 2SO 4与Fe、FeCO 3反应,还发生反应的化学方程式有 和Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4。
(3)"转化1"发生反应的化学方程式为 。反应时温度不宜过高的原因是 。
(三)黄钠铁矾组成确定
称取9.70g黄钠铁矾,用如图装置进行热分解实验。
【资料】
①NaFe x(SO 4) y(OH) z在T 1℃分解会生成H 2O(气态),提高温度至T 2℃继续分解产生SO 3气体,并得到Fe 2O 3和Na 2SO 4。
②浓硫酸可用于吸收SO 3。
(1)装配好实验装置后,先要 。
(2)分别控制温度在T 1℃、T 2℃对A中固体加热。
①控制温度在T 1℃加热,实验后测得B装置质量增加1.08g。
②用D装置替换B装置,控制温度在T 2℃,加热至反应完全。
③T 1℃、T 2℃时,加热后均通入一段时间N 2,目的是 。
(3)反应完全后,将A装置中固体溶于足量水,过滤、洗涤、烘干得4.80g固体,将滤液蒸干得1.42g固体(不含结晶水)。
结论:NaFe x(SO 4) y(OH) z中,x:y:z= 。
反思:若该实验过程中缺少C装置,则x:z的值 (选填"偏大""偏小"或"不变")。
海水中含有丰富的自然资源,一般是先将海水淡化获得淡水,再通过一系列工艺流程从剩余的浓海水中提取其他产品,从浓海水制取镁的主要反应过程如图所示。
请回答下列问题
(1)用浓海水可以制得粗盐,方法是 。
(2)电解熔融氯化镁的化学方程式为 。
(3)溶解1.16吨氢氧化镁至少需要质量分数为10%的稀盐酸多少吨?请写出计算过程。
取4.4g部分被氧化的镁带样品,加入到147g溶质质量分数为10%的H 2SO 4溶液中,镁带和H 2SO 4均恰好完成反应.
(1)写出上述镁带在H 2SO 4溶液中发生反应的化学方程式 .
(2)反应完成后生成MgSO 4的质量为 g.
(3)该镁带样品中MgO的质量为 g.其中未被氧化与已被氧化的镁元素的质量比为 .
(4)若生成的MgSO 4溶液是不饱和溶液,求该溶液的质量为多少(写出计算过程)?
化学兴趣小组的同学在探究碱的化学性质时,完成了如图1所示的两个实验。实验后,小明同学将废液倒入同一废液缸中,发现混合废液浑浊并显红色。请你完成下列问题:
(1)A实验中发生反应的现象为 。
(2)B实验中发生反应的化学方程式是 。
(3)【提出问题】废液中,能使酚酞溶液变红的物质可能是哪些呢?
【作出猜想】猜想一:废液中,能使酚酞溶液变红的物质可能是NaOH;
猜想二:废液中,能使酚酞试液变红的物质还可能是 ;
猜想三:废液中,能使酚酞溶液变红的物质还可能是Ca(OH)2。
【实验验证】同学们对可能含有的碱性物质进行确定,取一定量的废液过滤,向滤液中逐滴加入稀盐酸,根据反应现象得到如图2所示的图象。
【结论】分析图象数据得出,废液中使酚酞变红的物质一定是 ,一定不是 。
【拓展提高】为了使以上废液实现安全排放,你的做法是 。