题目内容
氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,图1是模拟制取装置:
(1)装置B的作用是 ;装置D的作用是 ;
(2)利用图1实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞, (请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。
①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热,充分冷却
(3)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是: 。
(4)甲同学设计一个实验,测定上述实验中得到的氢化钙的纯度(杂质中不含钙元素。请完善下列实验步骤:
①样品称量;②加入________溶液(填化学式),搅拌、过滤;③________(填操作名称);④_______ (填操作名称); ⑤称量碳酸钙。
(5)乙同学利用注射器测量氢化钙和水反应氢气体积的方法,测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。他称取46 mg 所制得的氢化钙样品,记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处,反应结束后充分冷却,活栓最终停留在57.04mL刻度处(上述气体体积均在标准状况下测定)。试通过计算求样品中氢化钙的纯度: 。
(6)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法: 。
(1)除去氢气中的水蒸气;防止空气中的水蒸气进入C装置(2)②①④③(3)无水硫酸铜 (或其他合理答案)(4)Na2CO3(K2CO3或其他合理答案)洗涤 烘干(干燥)(5)91.3% (2分)(6)称取一定量的样品(m1 g),加入盐酸溶液至不再冒气泡,然后将溶液蒸发得到氯化钙固体(m2 g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度。(或其他合理答案)
解析试题分析:氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气,H2在发生加热反应之前需要干燥,一般用无水氯化钙,故装置B的作用是:除去氢气中的水蒸气,装置D的作用是:防止空气中的水蒸气进入C装置,故答案为:除去氢气中的水蒸气;防止空气中的水蒸气进入C装置(2)有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯,实验完毕后先熄火、冷却,再停止气体生成,防止倒吸发生爆炸,故正确的操作顺序为:②①④③。(3)检验是否干燥用无水硫酸铜,因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显,故答案为:无水硫酸铜。(4)从最终称量碳酸钙可知,应加入碳酸钠溶液,使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀,然后经过滤、洗涤、烘干、称量,确定纯度,故答案为:Na2CO3;洗涤、烘干。(5)由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处,反应结束后充分冷却,活塞最终停留57.04mL刻度处,可知生成氢气:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氢气的质量=2g/mol=0.0042g=4.2mg,设混合物中氢化钙的质量为x,生成氢气质量为y,则钙的质量为46mg-x,钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y,则:
CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑
42 4
X Y
所以42:4=x:y,整理的y=
Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2↑
40 2
46mg-x 4.2mg-y
所以40:2=(46mg-x):(4.2mg-y),将y=代入,解得x=42mg,所以样品中氢化钙的纯度为:×100%=91.30%,故答案为:91.3%
(6)称取一定量的样品(m1g),加入盐酸溶液至不再冒气泡(反应完全),然后将溶液蒸发得到氯化钙固体(m2g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度,故答案为:称取一定量的样品(m1g),加入盐酸溶液至不再冒气泡(反应完全),然后将溶液蒸发得到氯化钙固体(m2g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度。
考点:制备实验方案的设计;探究物质的组成或测量物质的含量
暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
(1)化合物A的化学式为 ;化合物A与H2O反应的离子方程式为 。
(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是 。
(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式 。
(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是
A.亚硫酸钠 | B.KOH | C.醋酸 | D.Fe(NO3)3 |
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备SiCl4的装置示意图。
实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表:
物质 | SiCl4 | AlCl3 | FeCl3 |
沸点/℃ | 57.7 | - | 315 |
熔点/℃ | -70.0 | - | - |
升华温度/℃ | - | 180 | 300 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________, 装置D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置C中的试剂是 ; D、E间导管短且粗的原因是 。
(3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。
【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3: 。
【设计方案,进行实验】可供选择的实验试剂有:3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/L KMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。
取少量吸收液于试管中,滴加3 mol/L H2SO4至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表:
序号 | 操 作 | 可能出现的现象 | 结论 |
① | 向a试管中滴加几滴 溶液 | 若溶液褪色 | 则假设1成立 |
若溶液不褪色 | 则假设2或3成立 | ||
② | 向b试管中滴加几滴 溶液 | 若溶液褪色 | 则假设1或3成立 |
若溶液不褪色 | 假设2成立 | ||
③ | 向c试管中滴加几滴 溶液 | | 假设3成立 |
下列实验方案设计中,可行的是
A.用萃取的方法可将汽油和煤油进行分离 |
B.加过量稀盐酸后过滤,可除去混在铜粉中的少量镁粉和铝粉 |
C.用溶解、过滤的方法可分离硝酸钾和氯化钠固体混合物 |
D.将混有氢气的氧气通过灼热的氧化铜,以除去其中的氢气 |