题目内容
某校研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究.
(1)提出假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳.
(2)设计方案:将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应(如图),测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
(3)查阅资料:氮气不与炭粉、氧化铁发生反应,可用来隔绝氧气.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:
(4)实验操作:
(5)数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为
(6)得到结论:根据数据处理结果,得出原假设不成立,理由是:
(7)根据数据处理结果,反应生成的气体是
(8)该实验设计存在不合理之处,请指出并说明改进方法
(1)提出假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳.
(2)设计方案:将一定量的氧化铁在隔绝氧气条件下与过量炭粉完全反应(如图),测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
(3)查阅资料:氮气不与炭粉、氧化铁发生反应,可用来隔绝氧气.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:
NH4++NO2-
N2↑+2H2O
| ||
NH4++NO2-
N2↑+2H2O
.
| ||
(4)实验操作:
操作步骤及实验现象 | 简答 |
①称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合,放入48.48g的玻璃管中,按如图装置连接 | |
②加热前,先通一段时间纯净、干燥的氮气 | 其目的是: 排尽装置中的空气(或氧气) 排尽装置中的空气(或氧气) |
③夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊 | 该现象说明: 该现象说明:有CO2气体生成 该现象说明:有CO2气体生成 |
④完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24g |
0.48
0.48
g.(6)得到结论:根据数据处理结果,得出原假设不成立,理由是:
根据(5)计算,反应后气体中的碳、氧原子的物质的量之比为2:3,与假设气体产物全是二氧化碳不符.
根据(5)计算,反应后气体中的碳、氧原子的物质的量之比为2:3,与假设气体产物全是二氧化碳不符.
(7)根据数据处理结果,反应生成的气体是
CO、CO2
CO、CO2
,该实验的化学方程式为:2C+Fe2O3
2Fe+CO↑+CO2↑
| ||
2C+Fe2O3
2Fe+CO↑+CO2↑
.
| ||
(8)该实验设计存在不合理之处,请指出并说明改进方法
未考虑尾气可能有CO,气体排放会污染大气,点燃尾气
未考虑尾气可能有CO,气体排放会污染大气,点燃尾气
.分析:(3)根据题意信息: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来写离子化学方程式;
(4)碳做还原剂时装置中要隔绝空气,避免碳发生燃烧,因此用氮气把整个装置内的空气排出去.检验二氧化碳时要用澄清的石灰水;
(5)根据质量守恒定律可知反应后获得气体的质量为前后玻璃管内物质的质量之差,根据氧化铁的质量可计算出氧元素的质量,则碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量;
(6)根据二氧化碳中的碳氧质量比和题中的气体中碳氧质量比进行比较解答;
(7)根据(6)判断出气体组成,根据(5)知道参加反应碳的质量,由氧化铁和碳的物质的量比可直接写出方程式;
(8)一氧化碳有毒可以通过点燃来进行尾气处理.
(4)碳做还原剂时装置中要隔绝空气,避免碳发生燃烧,因此用氮气把整个装置内的空气排出去.检验二氧化碳时要用澄清的石灰水;
(5)根据质量守恒定律可知反应后获得气体的质量为前后玻璃管内物质的质量之差,根据氧化铁的质量可计算出氧元素的质量,则碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量;
(6)根据二氧化碳中的碳氧质量比和题中的气体中碳氧质量比进行比较解答;
(7)根据(6)判断出气体组成,根据(5)知道参加反应碳的质量,由氧化铁和碳的物质的量比可直接写出方程式;
(8)一氧化碳有毒可以通过点燃来进行尾气处理.
解答:解:(3)氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热发生的反应为:NH4++NO2-
N2↑+2H2O,
故答案为:NH4++NO2-
N2↑+2H2O;
(4)碳会与空气中的氧气反应,故碳做还原剂时装置中要隔绝空气,避免碳发生燃烧.故答案为:排尽装置中的空气(或氧气);
(5)根据质量守恒定律可知:实验产物中气体质量为:(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g,
根据氧化铁的质量可计算出氧化铁中氧元素的质量为:3.2g×
=0.96g,
则碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量为:1.44g-0.96g=0.48g,
故答案为:0.48g;
(6)根据参加反应的碳元素质量为0.48g,氧元素质量为0.96g,则反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比=
÷
=2:3,与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比1:2不相符,
故答案为:根据(5)计算,反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2:3,与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比不相符;
(7)反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2:3,则所的气体是CO和CO2,方程式为:2C+Fe2O3
2Fe+CO↑+CO2↑,
故答案为:CO和CO2 ;2C+Fe2O3
2Fe+CO↑+CO2↑;
(8)一氧化碳有毒,需加尾气处理装置.故答案为:未考虑尾气可能有CO,气体排放会污染大气,点燃尾气
| ||
故答案为:NH4++NO2-
| ||
(4)碳会与空气中的氧气反应,故碳做还原剂时装置中要隔绝空气,避免碳发生燃烧.故答案为:排尽装置中的空气(或氧气);
(5)根据质量守恒定律可知:实验产物中气体质量为:(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g,
根据氧化铁的质量可计算出氧化铁中氧元素的质量为:3.2g×
16×3 |
16×3+56×2 |
则碳元素的质量为气体质量减去氧元素的质量为:1.44g-0.96g=0.48g,
故答案为:0.48g;
(6)根据参加反应的碳元素质量为0.48g,氧元素质量为0.96g,则反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比=
0.48g |
12g/mol |
0.96g |
16g/mol |
故答案为:根据(5)计算,反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2:3,与二氧化碳中碳、氧原子的物质的量比不相符;
(7)反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2:3,则所的气体是CO和CO2,方程式为:2C+Fe2O3
| ||
故答案为:CO和CO2 ;2C+Fe2O3
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(8)一氧化碳有毒,需加尾气处理装置.故答案为:未考虑尾气可能有CO,气体排放会污染大气,点燃尾气
点评:本题属于实验探究题,既有实验方法和过程的探究,又有实验数据的分析和结论的探究,综合性比较强.
练习册系列答案
相关题目
下表是甲城市某日空气质量报告:
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行探究.
实验一:用如图所示装置进行实验.
①A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2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 色,说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是 .
③D装置的作用是 .若实验中向装置内通入标准状况下2.24L SO2气体,且NaOH溶液过量.最多能生成Na2SO3的物质的量为 mol.(反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O)
实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的显 性(“酸”“碱”“中”),然后每隔1h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H2SO4. SO2形成酸雨的另一途径; SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4.在此过程中飘尘作 .(填“氧化剂”或“催化剂”)
SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨.本市可能易出现酸雨.
(1)酸雨造成的危害是: (举一例).
(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因.
本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入 (填“水”或“乙醇”).
城市 | 污染指数 | 首要污染物 | 空气质量级别 | 空气质量状况 |
甲 | 55 | SO2 | II | 良 |
实验一:用如图所示装置进行实验.
①A装置的作用是
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
③D装置的作用是
实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的显
(1)酸雨造成的危害是:
(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为
本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入
下表是某城市某日的空气质量报告:
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行了如下探究:
(1)用如图所示装置进行实验.
①A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2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 色,说明SO2与水反应生成一种酸.
③D装置的作用是 .D中发生反应的化学方程式是 .
(2)往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH 7(填“>”“=”或“<”),然后每隔1h测定其pH,发现pH逐渐 (填“变大”或“变小”),直至恒定.说明烧杯中的溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4.
(3)SO2形成酸雨的另一途径为:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4,则在此过程中的飘尘是作为 (填“催化剂’’或“氧化剂”).
(4)SO2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.
(5)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因.
污染指数 | 首要污染物 | 空气质量等级 | 空气质量状况 |
55 | SO2 | Ⅱ | 良 |
(1)用如图所示装置进行实验.
①A装置的作用是
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
③D装置的作用是
(2)往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH
(3)SO2形成酸雨的另一途径为:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4,则在此过程中的飘尘是作为
(4)SO2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.
(5)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为
(12分)下表是甲城市某日空气质量报告:
城市 | 污染指数 | 首要污染物 | 空气质量级别 | 空气质量状况 |
甲 | 55 | SO2 | II | 良 |
【探究实验】
实验一:用下图所示装置进行实验。
①A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2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 色,说明SO2与水反应生成一种酸,该酸的化学式是 。
③D装置的作用是 。若实验中向装置内通入标准状况下2.24L SO2气体,且NaOH溶液过量。最多能生成Na2SO3的物质的量为 mol。(反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O)
实验二:往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的显 性(“酸”“碱”“中”),然后每隔1 h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H2SO4。
【查阅资料】SO2形成酸雨的另一途径; SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,
SO3溶于降水生成H2SO4。在此过程中飘尘作 。(填“氧化剂”或“催化剂”)
【探究结论】SO2与空气中的氧气、水反应生成硫酸而形成酸雨。本市可能易出现酸雨。
【知识联想】
(1)酸雨造成的危害是: (举一例)。
(2)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因。
【提出建议】本市汽车数量剧增,为了减少汽车尾气造成的污染,建议市政府推广使用混合型汽油,即往汽油中按一定比例加入 (填“水”或“乙醇”)。
(10分)下表是某城市某日的空气质量报告:
污染指数 |
首要污染物 |
空气质量级别 |
空气质量状况 |
55 |
SO2 |
II |
良 |
该市某校研究性学习小组对表中首要污染物SO2导致酸雨的成因进行了如下探究:
[探究实验一]用下图所示装置进行实验。
① A装置的作用是 (填“干燥”或“氧化”)SO2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 色,说明SO2与水反应生成一种酸。
③ D装置的作用是 ,D中发生反应的化学方程式是 。
[探究实验二]往盛有水的烧杯中通入SO2气体,测得所得溶液的pH 7(填“>”“=”或“<”),然后每隔1 h测定其pH,发现pH逐渐 (填“变大”或“变小”),直至恒定。说明烧杯中的溶液被空气中的氧气氧化最终生成H2SO4。
[查阅资料]SO2形成酸雨的另一途径为:SO2与空气中的O2在飘尘的作用下反应生成SO3,SO3溶于降水生成H2SO4。则在此过程中的飘尘是作为 (填“催化剂”或“氧化剂”)。
[探究结论]SO2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。
[知识拓展]
(1)汽车排放的尾气,硝酸、化肥等工业生产排出的废气中都含有氮的氧化物,氮的氧化物溶于水最终转化为 ,是造成酸雨的另一主要原因。
(2)该市某工厂的燃料煤中硫的质量分数为0.16%,该工厂每天燃烧这种煤100吨。如果煤中的硫全部转化为SO2,那么这些SO2在标准状况下的体积约为 m3。