题目内容

（15分）Ⅰ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。
（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。
①请写出该反应的离子方程式：                                              。
②下列装置可用于实验室制取氮气的是              。

（4）实验操作及实验现象：
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3．20g氧化铁与2．00g炭粉混合均匀，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，澄清石灰水变浑浊；
④待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52．24g。
（5）数据处理，经计算，参加反应的碳元素质量为0．48g，氧元素为0．96g。推断假设       成立。该实验中发生的化学方程式为                                         。
（6）实验优化：根据实验得出的结论，应对该实验装置进一步完善，你认为应作如何改进？                                                                       。
Ⅱ由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已进入工业生产。如：
反应① CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)
反应② 2CO(g)+4H2 (g)CH3CH2OH (g)+H2O (g)
某同学为了寻找合成甲醇的适宜条件[温度、压强、碳氢比n(CO)/n(H2)、催化剂质量]，设计了如下对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中（每次实验，反应时间相同）。

实验编号
T(℃)
n (CO)/n(H2)
P(MPa)
CO转化率(%)
1
150
1/3
0．1
 K^S*5U.C#
2
x
1/3
5
 
（1）实验1、2的目的是探究                  对合成甲醇的影响，则x =          。
（2）若要探究温度、压强、碳氢比n(CO)/n(H2)、催化剂质量对合成甲醇的影响，除实验1、2外，至少还需进行          次对比实验。
（3）上述合成甲醇、乙醇的两个反应更符合绿色化学理念的是反应         （填编号），另一反应的平衡常数表达式为                     。 K^S*5U.C#


Ⅰ（1）CO2、CO的混合物（1分）
（3）NH4++NO2－N2↑+2H2O（2分）C（1分）
（5）③（2分）2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑（2分）
（6）在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置（2分，其他合理答案也给分）
Ⅱ（1）压强（1分）150（1分）（2）3（1分）
（3）①（1分）K＝（1分）

解析

练习册系列答案
相关题目
（2011?常州三模）粗盐提纯的研究．
【有关资料】
化学式 CaCO3 CaSO3 CaC2O4 Mg（OH）2
Ksp 4.96×10-9 4.96×10-9 2.34×10-9 5.61×10-12
某研究性学习小组对粗盐的提纯和检验进行研究，并提出一些新的方案．已知该粗盐样品中主要含有不溶性杂质、Mg2+、Ca2+等（忽略SO42-的存在），该小组设计流程如下：

【设计除杂过程】
（1）操作①中需要使用的玻璃仪器有
烧杯
烧杯
、
玻璃棒
玻璃棒
．操作②的名称为
过滤
过滤
，若在操作②结束后发现溶液B略有浑浊，应采取的措施是
换过滤器并重新进行过滤操作
换过滤器并重新进行过滤操作
．
（2）混合液A的主要成分是
NaOH、Na2CO3
NaOH、Na2CO3
．（填化学式）
【检验除杂效果】
（3）为检验溶液B中Mg2+、Ca2+是否除尽，通常分别取少量溶液B于两支试管中，进行如下实验：
步骤一：检验Mg2+是否除尽．向其中一支试管中加入
NaOH
NaOH
溶液（填化学式），看是否有沉淀生成．
步骤二：检验Ca2+是否除尽．向另一支试管中加入某溶液，看是否有沉淀生成．效果最好的是
C
C
（填字母）．
A、Na2CO3       B、Na2SO3        C、Na2C2O4
【获取纯净食盐】
（4）对溶液B加热并不断滴加6mol?L-1的盐酸溶液，同时用pH试纸检测溶液，直至pH=5时停止加盐酸，得到溶液C．该操作的目的是
除去NaOH和Na2CO3
除去NaOH和Na2CO3
．
（5）将溶液C倒入
蒸发皿
蒸发皿
（填仪器名称）中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到
蒸发皿中有大量固体析出
蒸发皿中有大量固体析出
时（填现象），停止加热．
【问题讨论】
（6）在除杂过程中，向粗盐悬浊液中加混合液A时需要加热，目的是
加快沉淀生成
加快沉淀生成
，该操作中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽，根据提供的数据计算，溶液B中Mg2+物质的量浓度将被控制在
5.61×10-8mol?L-1
5.61×10-8mol?L-1
以下．
某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．某高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 -
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的溶点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？答
合理
合理
（填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是
NaOH溶液
NaOH溶液
，反应的离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O═2AlO
 
-
2
+3H2↑
．
（3）实验室溶解该熔融物，在下列试剂中最适宜的试剂是
B
B
（填序号）．
A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上这的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如右图所示，试回答下列问题：
（1）图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为
H++OH-═H2O
H++OH-═H2O
．
（2）在DE段，沉淀的物质的最没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式为
NH4++OH-═NH3?H2O
NH4++OH-═NH3?H2O
，上述现象说明溶液中的离子结合OH-的能力最强的是
H+
H+
最弱的是
NH4+
NH4+
（填离子符号）
（3）B与A的差值为
0.008
0.008
mol．
精英家教网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．
（1）提出假设：①气体产物是CO2．
②气体产物是CO．
③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，该反应的离子方程式：
 
．
（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52.24g；
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判断，前面的假设
 
（填①、②、③）是正确的．写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
 
．
铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H2SPO4反应）．某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究．
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Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定
①按如图组装仪器，检查装置的气密性；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）：
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H2，待C装置出口处H2验纯后，点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）装置C的作用为
 
．
（2）测得反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为
 
．
（3）若将H2换成CO，则还需补充
 
装置．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定
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（4）步骤④中煮沸的作用是
 
．
（5）步骤⑤中用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有
 
．
（6）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是
 
．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（7）若滴定过程中消耗0.5000mol?L-1的KI溶液20.00mL，则铁矿石中铁的百分含量为
 
．
Ⅲ．（8）由I、II可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式
 
．
精英家教网某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究．现行高中化学教材中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”．查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：
物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3
熔点/℃ 660 2054 1535 1462
沸点/℃ 2467 2980 2750 --
Ⅰ．（1）某同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金．理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金．你认为他的解释是否合理？答：
 
（填“合理”或“不合理”）
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝．该实验所用试剂是
 
，反应的离子方程式为
 
．
（3）实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是
 
（填序号）．
   A．浓硫酸   B．稀硫酸  C．稀硝酸      D．氢氧化钠溶液
Ⅱ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低．某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出．在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol?L-1的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积（mL）与产生的沉淀的物质的量（mol）的关系如图所示．则B点对应的沉淀的物质的量为
 
mol．

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