题目内容

某化学小组采用下图装置模拟电解饱和食盐水制备氢气,通过氢气还原氧化铜测定Cu的相对原子质量,同时检验氯气的氧化性(图中夹持和加热仪器已经略去)。

(1)写出装置甲中反应的离子方程式           。为完成上述实验,正确的连按方式为a连接     ,b连接        (填字母)。
(2)①装置乙烧杯中液体的作用是            。A瓶内盛装的溶液最好是   (填字母)。
a.I-淀粉溶液             b.NaOH溶液
c.FeCl2与KSCN混合溶液    d.Na2SO3溶液
②加热装置丙中的氧化铜粉末之前,除了要检查该装置的气密性还需进行的必要操作是    
(3)利用装置丙测定Cu的相对原子质量,现有两种方案:①测得反应前后洗气瓶B及其中液体质量差m1,②测得反应前后U形管及其中固体质量差m2。你认为合理的方案为   (填“①”或“②”)。若采用测得反应后硬质玻璃管中剩余固体的质量m3的方案,已知O的相对原子质量为16,实验中氧化铜样品质量为m,则测定Cu的相对原子质量的表达式为    ,该方案在反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气,会导致测定Cu韵相对原子质量    (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是            

(16分)(1)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑(2分)  e  c(2分)
(2)①吸收多余的氯气,防止环境污染(2分);c(2分)
②排净装置内的空气(或检验氢气的纯度)(2分)
(3)①(1分);(2分);偏大(1分);反应生成的铜被空气的氧气氧化使m3数据增大,导致测定结果偏大(2分)

解析试题分析:(1)电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,溶液中同时生成氢氧根离子,所以电解反应离子方程式为2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑;要检验氯气的氧化性,则氯气连接具有还原性的物质且反应现象要明显,故选c;氢气还原还原性,利用氢气还原氧化铜来检验氢气。但由于电解得到的氢气中含有水蒸气,所以在实验前要除去水蒸气,故选e。
(2)①氯气有毒,不能直接排放到空气中。氯气可以用碱性物质来处理,所以装置乙烧杯中液体的作用是吸收多余的氯气,防止环境污染;氯气具有强氧化性,能氧化还原性的物质,要检验氯气,必须选用还原性的物质且反应现象明显,则:
a.氯气能氧化碘离子生成单质点,碘遇淀粉显蓝色。但氯气和水反应生成的次氯酸也能使溶液褪色,所以无法证明氯气的氧化性,故a不选;
b.氯气和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和次氯酸钠,反应现象不明显,故b不选;
c.氯气能把亚铁离子氧化成三价铁离子,铁离子和硫氰化钾溶液反应生成血红色溶液,反应现象明显,且能检验氯气的氧化性,故c正确;
d.氯气能氧化亚硫酸钠生成硫酸钠,但反应前后溶液颜色不变,反应现象不明显,d不选,答案选c。
②氢气是可燃性气体,与氧气混合,加热容易发生爆炸危险,所以加热氧化铜之前要通入氢气排净装置内的空气。
(3)①中质量的差量是氢气还原氧化铜得到的物质,与铜有关,所以能计算铜的相对原子质量。②中质量的差量是氢气中原来的水蒸气,与铜无关,所以不能计算铜的相对原子质量,因此答案选①。硬质玻璃管中的质量差就是氧的质量=m-m3,设铜的相对原子质量为x,则CuO——O
1mol    16g
  m-m3
解得x=
如果反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气,会导反应生成的铜被空气的氧气氧化使m3数据增大,所以导致测定结果偏大。
考点:考查电解饱和食盐水、氯气和氢气的检验、尾气处理、相对原子质量的测定和计算以及误差分析等

练习册系列答案
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某同学旅游时发现,苗族人的银饰美丽而富有民族文化,制作银饰时可以选用Fe(NO3)3溶液做蚀刻剂。受此启发,该同学所在的化学兴趣小组在实验室选用Fe(NO3)3溶液清洗做过银镜反应的试管,发现不但银镜溶解,而且较少产生刺激性气体。
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【提出假设】假设1: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag;
假设2:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag
【验证假设】
(1)甲同学验证假设1。
①他用淡紫色的Fe(N03)3·9H20晶体(分析纯,Mr=404)配制1.5mol/L的Fe(N03)3落液100mL。需要称取_____g Fe(N03)3·9H20晶体,配制过程中所用到的仪器除烧杯、玻璃棒外还必需:__________
②测得1.5  mol/L的Fe(NO3)3溶液pH约为1,其原因用化学用语表示为____。
③将pH=1的HN03溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜慢慢溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色,溶液中发生反应的离子方程式应是_____
④将1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜很快溶解,并且溶液颜色加深。
(2)乙同学验证假设2。分别用溶质的质量分数为2%、10%的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,都看不出银镜溶解。乙同学由此得出结论,假设2不成立。
你是否同意乙的结论?_______,简述理由:_______
【思考与交流】I甲同学的实验④中,溶液颜色为什么会加深?查阅资料得知,Fe2+能与NO形成配离子:(棕色)。已知,同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强。
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__________________________________________

乙醛能与银氨溶液反应析出银。如果条件控制适当,析出的银会均匀地分布在试管壁上,形成光亮的银镜,这个反应又叫银镜反应。银镜的光亮程度与反应条件有关。某课外活动小组同学在课外活动中对乙醛的银镜反应进行了探究。
Ⅰ. 探究银镜反应的最佳实验条件部分实验数据如下表:

  实验变量
实验序号
银氨溶液
/mL
乙醛的量
/滴
水液温度/℃
反应混合液的PH
出现银镜时间/min
1
1
3
65
11
5
2
1
3
45
11
6.5
3
1
5
65
11
4
4
1
3
30
11
9
5
1
3
50
11
6
6
1
5
80
11
3
 
请回答下列问题:
(1)读表若只进行实验1和实验3,其探究目的是                            
(2)推理当银氨溶液的量为1mL,乙醛的量为3滴,水浴温度为40℃,反应混合液pH为11时,出现银镜的时间是       ;要探索不同水浴温度下乙醛进行银镜反应的最佳条件,除了测量银镜出现的时间外,还需要比较不同条件下形成的银镜的                   
(3)进一步实验 若还要探索银氨溶液的用量对出现银镜快慢的影响,如何进行实验?
                                                                         
Ⅱ. 探究对废液的回收处理:
银氨溶液放久后会变成氮化银而引起爆炸,直接排放会污染环境,且造成银资源的浪费。通过查找资料,已知从银氨溶液中提取银的一种实验流程为:

操作④的方法是:把Ag2S和铁粉放到烧杯中加浓盐酸搅拌煮沸,使Ag2S变成银粉。反应的化学方程式为:Ag2S+Fe+2HCl2 Ag+ FeCl2+H2S↑。
(4)若获得的银粉中含有少量没有反应完的铁粉,除去铁的反应的离子方程式为:                                 ,需要用到的玻璃仪器有           (填编号)。

a      b        c       d        e      f        g
(5)操作④应在(填实验室设备名称)              中进行。
(6)要洗去试管壁上的银镜,采用的试剂是              (填名称)。

Fridel—Crafts反应是向苯环上引入烷基最重要的方法,在合成上有很大的实用价值,该反应可以简单表示如下:Ar+RXArR+HX △H<0(Ar表示苯基)。某化学兴趣小组在实验室先利用叔丁醇(沸点90.70C)与盐酸反应制得叔丁基氯(沸点500C),再利用Fridel—Crafts反应原理制备对叔丁基苯酚(熔点990C)。反应流程及实验装置如下图所示:


试回答下列问题:
(1)实验装置烧杯中漏斗的作用是________。
(2)巳知Fridel—Cxafts反应是放热反应,为防止叔丁基氣的蒸气被大量的HCl气体带走而影响产率,应将锥形瓶置于_______(填“冷水浴”或“热水浴”)中。
(3)有机层中加入饱和氣化钠溶液及饱和碳酸氢钠溶液的作用可能是_______。通过    操作可将叔丁基氯粗产物转化为较为纯净的叔丁基氯。
(4)某同学因去掉该制备装置中的氣化钙干燥管,发现产率很低(观察不到对叔丁基苯酚白色固体)且锥形瓶中有大量的白雾,他推测是作催化剂的AlCl3发生强烈水解所致,该同学设计如下实验方案进行验证,请完成下表内容。

实验方案
实验现象
能否说明水解
①将锥形瓶中白雾通入HNO3酸化的AgNO3溶液
             
             
②将充分冒白雾后的液体抽滤,得不溶性固体,将固体分成两份,                             
                                          
两份固体均溶解
             
 
(5)若上述同学称取了9.4g苯酚与适量叔丁基氯反应,从反应液中提取出对叔丁基苯酚,将其配成100mL乙醇溶液,移取25.00mL溶液,滴定,消耗NaOH物质的量为5×10-4moL,则以苯酚为基准计算对叔丁基苯酚产率的表达式为_______。

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