题目内容

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.精英家教网
(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,同时生成食盐和一种常见液体.请写出该反应的化学方程式:
 

(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碳粉混合均匀,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52.4g;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:
 

(6)实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是
 
 

②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案:
 
分析:(1)反应产物可能是二氧化碳或一氧化碳,或二氧化碳和一氧化碳;
(3)根据反应物、生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式;
(4)空气中含有二氧化碳;
(5)根据实验数据分析可知,该实验中氧化铁与碳发生反应生成了铁、一氧化碳和二氧化碳;
(6)氢氧化钡比氢氧化钙更易溶于水,尾气扩散到空气中会污染环境.
解答:解:(1)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二氧化碳和一氧化碳.
故填:CO2、CO.
(3)氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应时,能生成氮气、氯化钠和水,化学方程式为:NaNO2+NH4Cl
  △  
.
 
N2↑+NaCl+2H20.

故填:NaNO2+NH4Cl
  △  
.
 
N2↑+NaCl+2H20.

(4)步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为:排尽装置中的空气,使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收.
故填:排尽装置中的空气;使生成的二氧化碳全部被石灰水吸收.

(5)生成气体的质量为:3.20g+2.00g+48.48g-52.4g=1.28g,

设二氧化碳的质量为X,

Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,
         44      100
        X        2.00g 

  
44
100
X
2.00g


X=0.88g,

生成气体的质量与二氧化碳的质量之差就是生成的一氧化碳的质量,一氧化碳的质量为:1.28g-0.88g=0.4g;

根据实验数据分析,该实验中氧化铁与碳发生反应生成铁、一氧化碳和二氧化碳,反应的化学方程式为:Fe2O3+2C
 高温 
.
 
2Fe+CO2↑+CO↑.

故填:Fe2O3+2C
 高温 
.
 
2Fe+CO2↑+CO↑.

(6)①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是氢氧化钡易溶于水,可以吸收更多的二氧化碳.
故填:氢氧化钡易溶于水,可以吸收更多的二氧化碳.

②从环境保护的角度,应该对尾气进行处理,方法是点燃或收集尾气.

故填:点燃或收集尾气.
点评:化学实验现象是化学实验最突出、最鲜明的部分,也是进行分析推理得出结论的依据,掌握物质的性质和相互之间的反应关系,并有助于提高观察、实验能力.
练习册系列答案
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(2008?永州)永州市乐福超市出售一种叫“爆炸盐”的新产品,它是高性能的衣服助洗剂.资料表明,“爆炸盐”的主要成分是过氧碳酸钠,俗称“固体双氧水”,白色结晶颗粒,溶于水后,会产生碳酸钠和双氧水.某研究性学习小组设计下列实验装置加以验证.

(1)指出图中仪器A、B的名称:A
导管
导管
、B
烧杯
烧杯

(2)如图,开启
K1
K1
,关闭
K2
K2
(填K1或K2),然后向锥形瓶中滴加一定量的“爆炸盐”饱和溶液,将带火星的小木条靠近导管口,可观察到小木条
复燃
复燃
,可推知“爆炸盐”饱和溶液中含有过氧化氢.锥形瓶中发生反应的化学方程式为
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2

(3)如图,进行上述实验(2)后,欲进一步证明“爆炸盐”饱和水溶液含有碳酸钠,该如何操作和观察?
开启K2,关闭K1,然后向锥形瓶中滴加一定量的稀盐酸,可以观察到烧杯中澄清的石灰水变浑浊,说明“爆炸盐”中含有碳酸钠
开启K2,关闭K1,然后向锥形瓶中滴加一定量的稀盐酸,可以观察到烧杯中澄清的石灰水变浑浊,说明“爆炸盐”中含有碳酸钠

(4)经实验和分析推理,你对“爆炸盐”中“爆炸”两字作何解释?
“爆炸盐”溶于水后,会产生碳酸钠和双氧水,双氧水分解生成的氧气能够加快碳酸钠的扩散速率
“爆炸盐”溶于水后,会产生碳酸钠和双氧水,双氧水分解生成的氧气能够加快碳酸钠的扩散速率
某校高一化学研究性学习小组对日常生活中的氯气用途进行了调查,了解到氯气可广泛地应用于衣物的漂白、水体的杀菌和消毒等.
(1)氯气可以用于漂白、消毒的原因是因为能与水作用形成具有
强氧化
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性的次氯酸,相关反应的离子方程式为
Cl2+H2O?H++Cl-+HClO
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(2)在调查某室外游泳池夏季池水消毒情况时,小组成员了解到,该游泳池每周一上午8:00换水,然后通入氯气消毒,通常游泳池水的含氯量控制在0.5mg/L至1.0mg/L之间时,效果最好.图是该小组测定的每天19:00时泳池中水的氯含量,哪几天使用泳池不安全
星期六、星期日
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(3)你认为哪几天的天气炎热、阳光强烈
星期四到星期六
星期四到星期六
,说出一种理由是
阳光强烈时HClO更易分解,致含氯量下降明显
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(4)在对泳池水中通入氯气消毒时,当发生氯气泄漏时,应立即关闭氯气罐,还应采取下列自救方法
B
B
.(选填序号)
A、用湿润的毛巾捂住口鼻跑向低处
B、用浸湿小苏打或肥皂水的毛巾捂住口鼻跑向高处
C、用浸湿浓氨水的毛巾捂住口鼻匍匐跑至安全处
D、用浸湿食盐水的毛巾捂住口鼻顺风跑至安全处
(5)小型泳池通常使用漂白液(NaClO溶液)而非氯气来消毒池水,试举出使用漂白液而非氯气的一项理由
NaClO更稳定,便于储存和运输
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(6)请再写出你能知道的能用于饮用水消毒的消毒剂(至少写三种,否则不得分)
漂白粉、二氧化氯、双氧水、过氧乙酸、臭氧及高铁酸钠等
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请在你书写的药品中选择一种你认为最好的带上飞机,并说明它的原因.选择
漂白粉
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原因
这种物质具有强氧化性,具有杀菌消毒作用,比其他药品易于存放运输,且安全
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下面是关于硫化氢的部分文献资料:

某研究性学习小组对资料中“氢硫酸长期存放会变浑浊”这一记载十分感兴趣,为了探究其原因,他们分别做了如下实验:
实验一:将H2S气体溶于蒸馏水制成氢硫酸饱和溶液,在空气中放置1-2天未见浑浊现象.用相同浓度的碘水测氢硫酸溶液浓度.图一所示为两只烧杯中氢硫酸浓度随时间变化而减小的情况.

实验二:密闭存放的氢硫酸,每天定时取1mL氢硫酸,用相同浓度的碘水测定,图二所示为氢硫酸浓度随放置天数变化的情况.

实验三:在饱和氢硫酸溶液中以极慢的速度通入空气,数小时未见变浑浊,如图三.
实验四:盛满试剂瓶,密闭存放的饱和氢硫酸溶液隔2-3天观察,直到略显浑浊.当把满瓶的氢硫酸倒扣在培养皿中观察2-3天,在溶液略显浑浊的同时,瓶底仅聚集有少量的气泡,随着时间的增加,这种气泡也略有增多(大),浑浊也更明显些,如图四.
请回答下列问题:(1)实验一中,氢硫酸的浓度随时间变化而减小的主要因素是
H2S的挥发
H2S的挥发

(2)实验一和实验二中,碘水与氢硫酸反应的化学方程式为H2S+I2=2HI+S,其基本反应类型为
置换反应
置换反应

(3)实验三的设计意图是
检验氢硫酸长期存放变浑浊的原因是否为“氢硫酸和空气中的氧气反应生成硫”
检验氢硫酸长期存放变浑浊的原因是否为“氢硫酸和空气中的氧气反应生成硫”

此实验中通入空气的速度很慢的主要原因是什么?
防止因通入空气过快而使H2S大量挥发
防止因通入空气过快而使H2S大量挥发

(4)实验四的实验现象说明“氢硫酸长期存放会变浑浊”的主要原因可能是
H2S=H2↑+S
H2S=H2↑+S
(用反应式表示).为进一步证实上述原因的准确性,你认为还应做哪些实验(只需用文字简单说明实验设想,不需要回答实际步骤和设计实验方案)?
通过实验验证生成的气体是氢气
通过实验验证生成的气体是氢气

下表是某城市某日空气质量报告:

  污染指数

  首要污染物

  空气质量级别

  空气质量状况

    55

    S02

    Ⅱ

    良

某研究性学习小组对表中首要污染物S0:导致酸雨的成因进行探究。

(提示:S02:是一种无色、有刺激性气味的有毒气体,易溶于水,具有与C0:相似的化学性质)

  【探究实验】实验一:用下图所示装置进行实验。

  (1)A装置的作用是__________ S02气体。

  (2)实验过程中,B装置内石蕊试纸的颜色没有发生变化,C装置内湿润的蓝色石蕊试

纸变红色,说明S02与水反应生成一种 _________________。

    (3)D装置的作用是__________,发生反应的化学方程式是 ______________。

    实验二:往盛有水的烧杯中通人S02气体,测所得溶液的pH ______ 7(填“>”“=”

或“<”),然后每隔l小时测定其pH,发现pH逐渐变小,直至恒定,说明烧杯中溶液被空

气中的氧气氧化最终生成H2S04

    【查阅资料】S02形成酸雨的另一途径:S02与空气中的02在飘尘的作用下反应生成S03

(飘尘的质量和性质在反应前后不发生变化),S03溶于降水生成H2S04。在此过程中飘尘作______________ 。

    【探究结论】S02与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。该市可能易出现酸雨。

    【模拟实验】(1)由于食醋和酸雨的酸度(pH)差不多,因此酸雨对大理石的作用可以通

过大理石碎片放在醋中来模拟。当把2.0 g大理石碎片放在醋中一整夜后,取出固体干燥

称重,其质量可能是(醋酸钙易溶于水) __________。

    A.小于2.0 g   B.正好2.0 g   C.大于2.0 g

    (2)这组学生还做了另一个实验,即将大理石碎片放在蒸馏水中过夜,其实验的目的是

    _____________

    【知识联想】S02具有与C0:相似的化学性质,根据右图给出

的S02及其化合物问的相互转化关系回答:X的化学式是_____,写出X与Na2S03反应的化学方程________________________________,反应类型是_________________________。

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