题目内容
如图所示为实验室常见气体制备,净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器).某学校两个化学实验探究小组的同学欲用他们完成各自的探究实验.
(1)第一组的同学以石灰水和稀盐酸为原料,在实验室中制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性.(提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收).
①所选仪器的连接顺序为 → → → (填写仪器序号字母).
②若将二氧化碳通入澄清的石灰水中,石灰水的pH将 (填“增大”“减小”“不变”之一).
(2)第二组的同学以过氧化氢溶液为原料(MnO2为催化剂)制备氧气,并对某种塑料的组成元素进行分析探究(资料显示该塑料只含C,H,O三种元素),所选仪器按“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接,(B1,B2为浓硫酸洗气瓶),实验前检验装置气密性.使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关实验数据(假设发生的化学反应都充分反应),试回答下列问题:
①仪器A中所发生反应的化学方程式为: ;
②仪器E的玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为mg,塑料试样充分燃烧后,测得仪器D质量增加ag,则mg该塑料试样中含碳元素的质量为 g(计算结果可为分数形式).
③若装置中没有连接仪器B1,这样测算出的该塑料试样中氢元素的质量与实际值比较将(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一).
(1)A→C→B→F;减小;
(2)2H2O22H2O+O2↑;ag;偏大.
解析试题分析:(1)①以石灰石和稀盐酸为原料制取并收集干燥、纯净的二氧化碳,应该先选择固液反应的A装置作为发生装置,再通碳酸氢钠溶液除去氯化氢杂质,再通过浓硫酸吸水干燥,然后用向上排空气法收集,故连接的顺序为:A→C→B→F;
②氢氧化钙溶液呈现碱性,pH>7;二氧化碳与其反应产生碳酸钙沉淀和水,呈现中性,pH=7,所以将二氧化碳通入澄清的石灰水中,石灰水的pH将减小;
(2)①以过氧化氢溶液为原料(MnO2为催化剂)制备氧气,产生水和氧气,反应的方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
②二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊.B装置增加的质量就是生成的二氧化碳的质量,二氧化碳中碳元素的质量=ag×
×100%=ag;
③仪器B1是吸收氧气中的水蒸气,若没有该装置,会使仪器B2增重的质量偏大,即水的质量增加,因此测算出的该塑料试样中氢元素的质量与实际值比较将偏大.
考点:二氧化碳的实验室制法;实验探究物质的组成成分以及含量;气体的净化(除杂);碱的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
点评:本题考查了常见气体的制取、干燥、除杂、收集及反应原理的书写等.综合性较强,在利用氧气的性质测定塑料的组成元素时,要注意区分各步操作的作用和目的,利用质量守恒定律进行相关问题的分析.
几年前,一辆载满20t电石的挂车,在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟.事故路面上洒落了五六百米燃着的石头.这辆货车在雨中整整燃烧了一天,消防官兵对大火也束手无措,场面让人震撼.大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣,请你一起与他们完成下列探究活动.
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙(CaC2),可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体.常见的可燃性气体中,乙炔(C2H2)燃烧时伴有大量黑烟.
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是:氧气、氢气或乙炔(C2H2);电石与水反应生成的白色固体是:氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙.大家做出以上推断的理由是 .
大家讨论后一致认为该气体不可能是氧气,原因是 ,白色固体不可能是氧化钙,原因是(用化学方程式表示) .
【实验探究】
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)取适量电石加水反应,收集生成的气体,验纯后点燃. | 气体燃烧,产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟. | 电石与水反应产生的气体是 |
(2)取适量反应后生成的固体于试管中,滴加过量稀盐酸. | 固体溶解, . | 电石与水反应产生的固体不是碳酸钙 |
(3)取适量反应后生成的固体于试管中加水,向上层清液中滴加2~3滴 . | 溶液变红 | 电石与水反应产生的固体是氢氧化钙 |
【反思交流】载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭,说明电石与水的反应是(填“吸热”或“放热”)反应.
合金在生活中应用十分广泛.已知某合金粉末除含铝外,还含有铁、铜中的一种或两种.小明利用如图装置对合金粉末中铁、铜的存在进行探究时,误把氢氧化钠溶液当成稀硫酸加入到锥形瓶中,他惊奇的发现有无色气体放出,注射器活塞向右移动.
【提出问题】难道NaOH溶液也能与某些金属发生化学反应吗?
【查阅资料】
(1)铝能与氢氧化钠溶液反应,铁、铜不能与氢氧化钠溶液反应.
(2)铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:2AI+2NaOH+2H2O═2NaAIO2+3H2↑(NaAlO2)溶于水,溶液现无色)
【进行猜想】猜想1:该合金粉末中除铝外,还含有铁.
猜想2:该合金粉末中除铝外,还含有 .
猜想3:该合金粉末中除铝外,还含有铁、铜.
【实验探究】下列实验(见表1)仅供选用的试剂:20%的硫酸溶液、30%的NaOH溶液.
表1实验记录
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
①取一定量的合金粉末,加过量的 ,充分反应后过滤,滤渣备用 | 粉末部分溶解,并有无色气体放出 | 合金中一定含有 |
②取步骤①所得滤渣,加过量 ,充分反应 | 滤渣部分溶解,并有无色气体放出,溶液呈浅绿色 | 合金中一定含有 |
【得出结论】猜想3成立.
【反思】
1.一般来说,活泼金属能与稀硫酸等算反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的性质.铝与稀硫酸发生化学反应的基本类型是 反应.
2.上述实验中用到的稀硫酸由浓硫酸稀释得到,稀释浓硫酸的方法是:把 ,并不断搅拌.
3.若小明向合金粉末中加入的是足量的稀硫酸,则最终剩余的固体成分是 .
【拓展与分析】请你设计一个实验方案,比较铝、铁、铜的金属活动性强弱 .
(1)用如图1所示装置进行实验,探究物质溶解是吸热还是放热,仪器a的名称是 .若出现导管中红墨水液面左管降低右管升高,则试管中加入的物质可以是 (填序号).
A.NH4N03固体; | B.浓硫酸; | C.NaOH固体; | D.CaC03固体. |
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气,反应的化学方程式是 ,反应中二氧化锰的作用是 .要从充分反应后的剩余固体中分离出氯化钾晶体,需要进行的实验操作有 .
(3)某化学学习小组的同学在网上查资料时得知,金属钠着火不能用C02灭火.他们想知道,Na与C02反应究寓会生成什么物质呢?
【提出猜想】
Ⅰ.4Na+C022Na2O+C
Ⅱ.4Na+3C022Na2C03+C
III.2Na+2C02Na2O+2CO
溶液检验:PdCl2+CO+H20═Pd(黑色)↓+2HCl+C02
【实验操究】该小组成员设计了如图2所示实验:
【分析讨论】
①装置A用盐酸与石灰石反应制备CO2,反应的化学方程式为 .为使制备C02的反应能随开随用,随关随停,所选装置应是图3中的 .
②装置B的作用是除去二氧化碳气体中混有的HCl气体,反应的化学方程式是 ;装置C的作用是 .
③经检查整套装置气密性良好,装好药品使A中产生C02,必须待装置E中出现 现象时再点燃酒精灯,其目的是 .
【实验结论】
实验观察到的现象是:装置D中的硬质玻璃管内残留白色固体,装置F中产生黑色沉淀,则猜想 是正确的.