题目内容

【题目】某同学通过以下装置测定M样品(只含Fe、Al、Cu)中各成分的质量分数。取两份质量均为m g的M样品,按实验1(如图1)和实验2(如图2)进行实验,该同学顺利完成了实验并测得气体体积分别为V1 mL和V2 mL(已折算到标准状况下)。

(1)写出实验1中可能发生反应的离子方程式:______________________________

(2)实验1装置中小试管的作用是__________________________________________

(3)对于实验2,平视读数前应依次进行的两种操作是:

______________________________________

(4)M样品中铜的质量的数学表达式为(用V1V2 表示):__________________________

(5)实验1进行实验前,B瓶中水没有装满,使测得气体体积____________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若拆去实验2中导管a,使测得气体体积___________

(6)该实验需要0.50 mol·L-1的NaOH溶液470 mL,请回答下列问题:

①配制时应称量______g NaOH,称量时需要托盘天平、____________ (填仪器名称)。

②配制NaOH溶液时,NaOH固体中含有Na2O杂质会导致所配溶液浓度________。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(7)该实验中所用稀硫酸是用98%的浓硫酸(ρ=1.84g/cm3)配制的,则该浓硫酸的物质的量浓度是____________

【答案】2Al2OH2H2O2AlO23H2 液封,避免氢气从长颈漏斗中逸出;控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢;节省药品。 冷却到室温 调整BC液面相平 无影响 偏大 10.0 小烧杯(或称量瓶) 药匙 偏大 18.4 mol/L

【解析】

据题意,M只含铁、铝、铜三种金属中的两种或三种,其中铝既能与强酸反应,又能与强碱反应;铁只能溶于强酸,不溶于强碱;铜既不溶于氢氧化钠,也不溶于稀硫酸,依据实验装置、实验原理和题干中的问题分析回答。

根据题意,M只含铁、铝、铜三种金属中的两种或三种,其中铝既能与强酸反应,又能与强碱反应;铁只能溶于强酸,不溶于强碱;铜既不溶于氢氧化钠,也不溶于稀硫酸。则

1)实验1中氢氧化钠溶液只与铝反应,反应的离子方程式为2Al2OH2H2O2AlO23H2↑;

2)实验1的装置中使用的是长颈漏斗,不是分液漏斗,无法控制液体流量,则小试管的作用是对长颈漏斗起到液封作用,防止氢气逸出,控制加氢氧化钠溶液的体积来控制反应的快慢,节省药品;

3)由于气体的体积受温度影响大,则对于实验2,平视读数前应等到冷却到室温,并上下移动C量气管,使BC液面相平,其目的是使B管收集的气体压强等于外界大气压,这样读得的读数才准确;

4)根据V1结合铝与氢氧化钠的反应可知样品中铝的质量为,铁和铝都与酸反应生成氢气,所以根据V2-V1即为铁与盐酸反应生成的氢气,所以样品中铁的质量为,所以样品中铜的含量为

5)如果实验前B瓶液体没有装满水,不影响实验结果,因为理论上B管收集的气体体积等于排入C管里液体的体积;若拆去导管a,加入液体时,排出锥形瓶中部分空气,导致测定的气体体积偏大;

6)①要配制0.50molL-1NaOH溶液470mL,所用容量瓶应为500mL,所以配制时应称量0.50molL-1×0.5L×40g/mol=10.0g NaOH,称量时氢氧化钠要放在小烧杯(或称量瓶)中进行,用药匙取药品;

NaOH固体中含有Na2O杂质,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,使得溶液中氢氧化钠偏多,所以会导致所配溶液浓度偏大;

7)根据c1000ρω/M可得浓硫酸的物质的量浓度为(1000×1.84×98%)/98 mol·L1=18.4mol/L

练习册系列答案
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(2)NOxSO2在空气中存在下列平衡:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H=﹣113.0kJmol1

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=﹣196.6kJmol1

SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3

①写出NO2SO2反应的热化学方程式为_________

②随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是_____

(3)提高2SO2+O22SO3反应中SO2的转化率,是减少SO2排放的有效措施.

T温度时,在1L的密闭容器中加入2.0mol SO21.0mol O2,5min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,该反应的平衡常数是____

②在①中条件下,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是_____(填字母).

a.温度和容器体积不变,充入1.0mol He b.温度和容器体积不变,充入1.0mol O2

c.在其他条件不变时,减少容器的体积 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂

e.在其他条件不变时,升高体系温度

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以乙二醇、氧气为原料,在催化剂存在的条件下,250℃左右开始缓慢进行,生成乙二醛和副产物乙醇酸[CH2(OH)COOH]的反应方程式:

I.HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)△H1

II.HOCH2CH2OH(g)+O2(g) CH2(OH)COOH(g)+H2O(g)△H2

已知反应I中相关化学键键能数据如下:

化学键

C-H

C-O

H-O

O==O

C==O

C-C

E/kJ·mol-1

413

343

465

498

728

332

①△H1=_____kJ/mol,反应I的化学平衡常数表达式为K=________

②欲提高I的平衡产率,可以采取的措施是______(填标号)。

A.升高温度 B.增大压强 C.降低温度 D.减小压强

③提高乙二醛反应选择性的关键因素是_________________________

④保持温度和容积不变,下列描述能说明反应I达到平衡状态的是________(填标号)。

A.v(O2)=2v(H2O)

B.混合气体的压强不再随时间变化而变化

C.混合气体的密度不再发生变化

D.乙二醇与OHC-CHO的物质的量之比为1:1

E.混合气体中乙二醛的体积分数不再发生变化

(2)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法

11.0g40%的乙醛溶液和40%的硝酸,按一定比例投入氧化反应釜内,在Cu(NO3)2催化下,控制温度在38~40℃时,反应10h,再通过萃取等操作除去乙醛、硝酸等,最后经减压浓缩得4.35g40%乙二醛溶液。

①用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛时,有N2O产生。其化学方程式为______________________

②利用上面数据,计算乙二醛的产率为___________________________

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化合物

CO2

CH4

CO

摩尔生成焓(kJ·mol)

-395

-74.9

-110.4

CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(s)的热化学方程式为______

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① a点时CH4的转化率为_______

② 压强p1、p2、p3由大到小的顺序为______,判断理由是_____

温度为Tl℃、压强为P3时,b点处v(正)_____v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。

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