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試用下圖所示裝置設計一個實驗

發布時間:2022-09-19 21:05:41

1. 化學活動小組的同學用下圖所示裝置進行實驗(裝置的氣密性良好):先關閉止水夾,將足量氫氧化鈉溶液滴入

(1)二氧化碳可以和氫氧化鈉反應,所以將氫氧化鈉溶液滴入二氧化碳中,由於消耗了二氧化碳而使錐形瓶中氣體壓強變小,從而使試管中的石灰水進入錐形瓶,氫氧化鈣溶液可以和二氧化碳或是碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉澱,所以錐形瓶中的溶液要變渾濁;
(2)僅憑(1)中的現象不足以說明氫氧化鈉溶液和二氧化碳發生了反應,因為氫氧化鈉溶液中的溶劑為水,
二氧化碳可以溶於水也會使錐形瓶中壓強變小,且二氧化碳也能夠使石灰水變渾濁,而產生(1)中現象;
(3)根據二氧化碳、氫氧化鈉和氫氧化鈣的化學性質,同時由於加入的氫氧化鈉是足量的,所以可以判斷在該溶液中溶質一定有氫氧化鈉,可能存在的溶質為碳酸鈉、氫氧化鈣中的一種,丁同學猜想可能含有NaOH、Na2CO3
(1)注意碳酸鈉和氫氧化鈣不可能同時存在,因為碳酸鈉可以和氫氧化鈣發生反應生成碳酸鈣和氫氧化鈉,故乙同學猜想是錯誤的,原因是碳酸鈉和氫氧化鈣不可能同時存在;
[物質鑒別]:根據氫氧化鈣可以和碳酸鈉溶液反應生成沉澱以及二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁進行實驗.
故答案為:(1)澄清石灰水倒流入錐形瓶中,錐形瓶中溶液變渾;
(2)不能;因為也可能是二氧化碳和水反應生成碳酸,而使石灰水倒吸入試管,碳酸和石灰水反應生成了白色沉澱;
(3)NaOH、Na2CO3
(1)乙同學猜想是錯誤的,原因是碳酸鈉和氫氧化鈣不可能同時存在;
[物質鑒別]:

化學方程式
試劑1:碳酸鈉溶液 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
試劑2:適量二氧化碳 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O

2. 某同學利用下圖所示的實驗裝置進行鐵跟水蒸氣反應的實驗,並繼續研究鐵及其化合物的部分性質.請回答下列

(1)鐵與水蒸氣反應會生成四氧化三鐵和氫氣,反應的化學方程式為3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2,故答案為:3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2
(2)KSCN溶液溶液變紅色,說明有三價鐵離子,說明硬質試管中固體一定有Fe3O4,可能有Fe;KSCN溶液未變紅色,說明無三價鐵離子,一定有Fe3O4和Fe,
故答案為:一定有Fe3O4,可能有Fe;Fe3O4和Fe;
(3)鐵單質能將三價鐵離子還原成三價鐵離子離子方程式,Fe+2Fe3+=3Fe2+,故答案為:Fe+2Fe3+=3Fe2+
(4)滴入NaOH溶液時,生成的白色沉澱迅速變成灰綠色,最後變成紅褐色,該反應為FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
故答案為:4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)2,故答案為:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(5)鐵單質能將三價鐵離子還原成二價鐵離子,Fe2+具有還原性,Fe2+易被空氣中的氧氣氧化而變質,故答案為:還原;Fe2+易被空氣中的氧氣氧化而變質.

3. 利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下:①用量筒量取50mL0.50molL -1 鹽酸倒入小燒杯中,測出鹽酸

(1)為了確保鹽酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍過量,故答案為:確保鹽酸被完全中和;
(2)倒入氫氧化鈉溶液時,必須一次迅速的倒入,目的是減少熱量的散失,不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液,否則會導致熱量散失,影響測定結果,
故選C;
(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是:用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動;溫度計是測量溫度的,不能使用溫度計攪拌;也不能輕輕地振盪燒杯,否則可能導致液體濺出或熱量散失,影響測定結果;更不能打開硬紙片用玻璃棒攪拌,否則會有熱量散失,
故選D;
(4)中和熱是強酸強鹼稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量,一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和1L 1mol?L -1 的稀鹽酸恰好完全反應放熱57.3kJ;一水合氨是弱電解質,存在電離平衡,電離過程是吸熱程,稀氨水和1L 1mol?L -1 的稀鹽酸恰好完全反應放熱小於57.3kJ,反應焓變是負值,所以△H 1 =△H 2 <△H 3
故答案為:△H 1 =△H 2 <△H 3
(5)第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃,反應後溫度為:23.2℃,反應前後溫度差為:3.15℃;
第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃,反應後溫度為:23.4℃,反應前後溫度差為:3.1℃;
第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃,反應後溫度為:23.6℃,反應前後溫度差為:3.05℃;
50mL的0.50mol/L鹽酸與50mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質量和為m=100mL×1g/cm 3 =100g,c=4.18J/(g?℃),代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/(g?℃)×100g×
3.15℃+3.1℃+3.05
3
℃=1.036kJ,即生成0.025mol的水放出熱量為:1.2959kJ,所以生成1mol的水放出熱量為1.2959kJ×
1mol
0.025mol
=51.8kJ,即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol,
故答案為:-51.8kJ/mol;
(6)硫酸與Ba(OH) 2 溶液反應除了生成水外,還生成了BaSO 4 沉澱,該反應中的生成熱會影響反應的反應熱,所以不能用Ba(OH) 2 溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱.
故答案為:不能;因為硫酸與Ba(OH) 2 溶液反應生成BaSO 4 沉澱的生成熱會影響反應的反應熱.

4. 已知濃硫酸與木炭一起加熱能生成CO2、SO2和H2O,用下圖所示各種裝置設計實驗驗證濃硫酸與木炭反應得到的

濃硫酸與抄木炭共熱化學方程式為C+2H2SO4

.

5. 小明設計了如圖所示的裝置A、B進行趣味實驗.(1)使用裝置A進行實驗時,將滴管中的物質加入到錐形瓶中,

(1)使用裝置A進行實驗時,將滴管中的物質加入到錐形瓶中,版發現氣球鼓起來,則權錐形瓶中的物質可能是二氧化碳,能與氫氧化鈉反應,使瓶內的壓強變小,故填:CO 2 ,NaOH溶液;
(2)使用裝置B進行實驗時,將滴管中的物質加入到錐形瓶中,發現氣球也鼓起來,則是B瓶中產生了氣體額導致壓強變大,可能是鋅與稀硫酸反應生成了硫酸鋅和氫氣,故填:Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑;
(3)裝置A、B中氣球都能鼓起來的共同原理是錐形瓶內外存在氣體壓強差,故填:錐形瓶內外存在氣體壓強差.

6. 利用下圖所示裝置,設計一個簡單的一次性完成的實驗,驗證乙酸、碳酸和苯酚的酸性強弱。 (1)用導管口

(1)a→c→b→d。(2)CaCO 3 或 Na 2 CO 3 , CH 3 COOH溶液。
(3)NaHCO 3 溶液,吸收揮發出來的乙酸,避免乙酸與苯專酚鈉溶液反屬應。
(4)

7. 三位同學用下圖所示裝置做一氧化碳還原氧化鐵的實驗.當觀察到玻璃管A中的粉末由紅棕色逐漸變為黑色時,

(2)由題意「生成的黑色固體」,而資料中的:「一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下,可發生如下反應:3Fe 2 O 3 +CO
.
2Fe 3 O 4 +CO 2 」和「四氧化三鐵(Fe 3 O 4 )為黑色固體,有強磁性,能夠被磁鐵吸引」,所以只由現象,不能確定生成物;故小光認為小明和小紅的結論都不能成立,具體理由為:根據資料可知:在此條件下會發生反應:3Fe 2 O 3 +CO
.
2Fe 3 O 4 +CO 2 ,生成的Fe 3 O 4 也是黑色固體且能被磁鐵吸引,同時生成的CO 2 也能使澄清石灰水變渾濁;
(3)小光欲通過實驗檢驗生成的黑色固體是否含有金屬鐵,設計:「取少量黑色固體於試管中,向其中滴加稀鹽酸」,觀察是否有氣泡產生;如果有氣泡產生,則黑色固體為鐵;
(4)除上述方案,還可以採取另一種實驗方案,所用的試劑是硫酸銅溶液,將該試劑與黑色固體混合,通過觀察是否有紅色固體生成,判斷黑色固體中是否含金屬鐵.
故答案為:(2)同意;根據資料可知:在此條件下會發生反應:3Fe 2 O 3 +CO
.
2Fe 3 O 4 +CO 2 ,生成的Fe 3 O 4 也是黑色固體且能被磁鐵吸引,同時生成的CO 2 也能使澄清石灰水變渾濁;
(3)
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
取少量黑色固體於試管中,向其中滴加稀鹽酸 若產生氣泡
若沒有氣泡產生
則黑色固體中含金屬鐵
則黑色固體中不含金屬鐵
(4)硫酸銅溶液;是否有紅色固體生成

8. 某同學設計如圖所示實驗裝置探究「分子的性質實驗」:圖Ⅰ時按教材進行的一個化學實驗:甲、乙、丙三個燒

濃氨水具有揮發性,揮發性氨氣遇到的酚酞試液變紅.圖I是按課本進行的一個化版學實驗,權大燒杯中的實驗現象是甲燒杯中溶液由無色逐漸變紅,丙、乙燒杯內無明顯變化;
【分析討論】
(1)通過E試管放有酚酞溶液沒有變色進行對比說明酚酞試液變紅的原因是氨分子運動的結果;
(2)通過實驗現象說明了氨水顯鹼性能使酚酞試液變紅,氨分子能到酚酞試液中說明了氨分子在不斷的運動,運動到酚酞試液中的,還能說明溫度高分子運動速度快,溫度低運動速度慢;
(3)改進後的裝置氨分子在密閉容器中運動不到空氣中,不污染空氣,在試管中進行的實驗節約葯品.現象明顯.
故答案為:甲燒杯酚酞試液變紅;分子是在不斷運動的;溶液無色;
(1)進行對比;
(2)①分子是客觀存在,並總在不斷運動的;②溫度越高,分子運動速度越快;
(3)能盡量防止氨氣逸出污染空氣,更能體驗化學變化的過程;能夠說明分子運動的快慢等.

9. 用如圖所示的裝置進行實驗可以使氣球膨脹或縮小.裝置說明:一個容積較大的廣口瓶,瓶塞上裝有A,B兩個分

解;(1)瓶內氣體遇冷,壓強減小,瓶外氣體的壓強大於瓶內氣體壓強,進入導管使氣球膨脹;
(2)①向廣口瓶中滴加A中的溶液,振盪廣口瓶,氣球膨脹,說明A中的溶液吸收二氧化碳,使瓶內氣體壓強減小,瓶外氣體就可進入導管使氣球膨脹.故可判斷分液漏斗A中可能是鹼性溶液;
②向廣口瓶中滴加B中的溶液,振盪廣口瓶,氣球又縮小,說明B中的溶液可與①中的生成物反應,產生二氧化碳氣體,使瓶內氣體壓強增加,氣球縮小.故可判斷B中的溶液是酸性溶液.
有關反應中的一個化學方程式為:CO 2 +2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O(或Na 2 CO 3 +2HCl=2NaCl+CO 2 ↑+H 2 O等).
故答案為:(1)氣球會膨脹;
(2)氫氧化鈉(或鹼性等),鹽酸(或酸性等),CO 2 +2NaOH=Na 2 CO 3 +H 2 O(或Na 2 CO 3 +2HCl=2NaCl+CO 2 ↑+H 2 O等).

10. 某興趣小組設計出下圖所示裝置來進行「銅與硝酸反應」實驗,以探究化學實驗的綠色化.(1)實驗前,關閉

(1)因實驗前要檢查裝置氣密性,這是檢查裝置氣密性的常見方法,故答案為:檢查裝置氣密性;
(2)因銅與濃硝酸反應:Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O,由a向c中加2mL蒸餾水,硝酸進行的稀釋,反應變緩,同時因二氧化氮能與水反應:3NO 2 +2H 2 O=2HNO 3 +NO,c中氣體顏色變淺,故答案為:Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O;反應變緩,氣體顏色變淡;
(3)銅與濃硝酸製取硝酸銅時的方程式是:Cu+4HNO 3 (濃)=Cu(NO 3 2 +2NO 2 ↑+2H 2 O,生成的NO 2 會造成大氣污染,硝酸的利用率為
1
2

銅與稀硝酸製取硝酸銅時的方程式是:3Cu+8HNO 3 (稀)=3Cu(NO 3 2 +2NO↑+4H 2 O,生成的NO也會造成大氣污染,硝酸的利用率為
3
4

此過程用方程式可表示為:2Cu+O 2
.
2CuO,CuO+2HNO 3 =Cu(NO 3 2 +H 2 O,從過程可以看出該過程不會產生有毒氣體,環保且沒有多消耗原料,故答案為:丙;耗酸量最少,無污染;
(4)根據氧化還原反應中氧化劑的氧化性大於氧化產物的氧化性,利用KMnO 4 與濃鹽酸反應:2KMnO4KMnO 4 +16HCl=2KCl+2MnCl 2 +5Cl 2 ↑+8H 2 O,
再利用產生的氯氣與KBr溶液反應得到溴:Cl 2 +2KBr=2KCl+Br 2 ,所以c中有黃綠色氣體產生,d中溶液變為黃棕色,同時要注意尾氣吸收,
故答案為:KMnO 4 ;KBr溶液(含Br - 的溶液);c中有黃綠色氣體產生,d中溶液變為黃棕色;沒有處理尾氣.

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