(五)问题讨论:
(1)E中所盛试剂为___________,其作用是_______________________。
(2)根据上述实验方案测得铜的质量分数,跟实际铜的质量分数相比,是偏高、偏低还是相等?___________,原因是____________________。
(3)如需要对该同学设计的实验装置进行改进,请提出改进的方案:____________。
7. 为研究乙炔与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先取一定量工业电石与水反应,将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙炔与溴水发生了加水反应。乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液中有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有还原性的气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,再与溴水反应。
请你回答下列问题。
(1) 写出甲同学实验中两个主要的化学方程式:_____________________________。
(2) 甲同学设计的实验___________(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴反生了加成反应,其理由是___________(多选扣分)。
a. 使溴水褪色的反应,未必是加成反应
b. 使溴水褪色的反应,就是加成反应
c. 使溴水褪色的物质,未必是乙炔
d. 使溴水褪色的反应,就是乙炔
(3)乙同学推测乙炔中必定含有的一种气体杂质是_______,它与溴水反应的化学方程式是_____________________,在验证过程中必须全部除去。
(4)请你选用下列适当的装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案,将它们的编号填入方框,并在括号中写出装置内所放化学药品的化学式。
(5)为验证这一反应是加成而不是取代,丙同学提出可用pH试纸来测定反应后溶液的酸性,理由是_____________________________________________。
8.19世纪末期,英国科学家瑞利在测定气体密度的工作中,发现对不同来源的N2进行测定时,出现不能消除的微小误差,从而导致了稀有气体的发现。在实验中,瑞利利用了以下实验系统(箭头表示气体流向),通过的气体是经过净化处理的纯氧或空气。
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(1)实验中要保证铜网始终保持红热,其中发生的化学反应可表示为_______________,
2NH3+3CuO=N2↑+3Cu+3H2O。瑞利巧妙地用Cu作为O2与NH3充分反应的指示剂,倘若在实验中观察到铜网变黑,应采取的措施是________________。就整个反应过程而言,Cu是NH3转化为N2过程的______________,浓硫酸的作用是吸收___________、_________________。
(2)当通过的气体为纯氧时,测得气体的密度为ρ1。在标准状况下,ρ1=_________g.L-1。
(3)在空气的净化过程中,为除去可能混有的H2S、CO2和水蒸气,可将气体先通过_______。当净化后的空气通过上述反应系统后,在标准状况下测得最终的密度为
ρ2=1.256g.L-1。
(4)当空气直接通过灼热的铜网,测得气体的密度在标准状况下为ρ3。试比较ρ1、ρ2、ρ3的大小:___________________。
(5)利用以上密度数据(ρ1、ρ2、ρ3),能否对空气成分中是否含有稀有气体作出推测(气体体积分数用α1、α2、α3表示,稀有气体作单一气体处理)?_______(填“能”或“不能”)。能,则列出计算式;不能,请说明理由:______________________。
9.镁一种很活泼的金属,常用作脱硫剂、脱氧剂。在电子工业中利用镁制取硅的反应为2Mg+SiO2=2MgO+Si,同时有副反应发生:2Mg+Si=Mg2Si。Mg2Si 遇盐酸迅速反应生成SiH4(硅烷),SiH4在常温下是一种不稳定、易分解的气体。
(1)图甲是进行Mg与SiO2反应的实验装置。
①由于O2的存在对该实验有较大影响,实验中应通入X气体作为保护气。X气体应选用CO2、N2、H2中的_____________。
②实验开始时,必须先通入X气体,在接通电源加热反应物,其理由是__________________。当反应引发后,切断电源,反应能继续进行,其原因是
__________________。
③反应结束时,待冷却至常温后,关闭K,从分液漏斗处加入稀盐酸,可观察到导管口a处有闪亮的火星。据此现象可推知___________在空气中能自燃。
(2)图乙所示装置进行的实验如下:先关闭K,使A中反应进行;加热玻璃管C,可观察到C管中发出耀眼白光,产生白烟,管壁上附有淡黄色物质。实验完成后,将C管中固体全部放入盐酸中,有臭鸡蛋气味的气体生成。
①C中的Mg应放在不锈钢垫片上而不能直接接触管壁,这是因为_________。
②停止实验时,先打开K,在停止滴加浓硫酸并熄灭酒精灯。橡胶气胆B在实验中的作用是_____________________________。
③C中全部反应产物有________、________、________(填化学式)。 10、用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用 的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 。
方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管I里加入的试剂是
。
(2)在试管II里加入的试剂是 。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和II中加入试剂,打开止水夹,塞子后的实验步骤是
。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是 。
11.实验室有CuO和Cu粉的混合物。请你利用给出的实验仪器及试剂,设计两种测定该样品(已称得其质量为m克)中氧化铜质量分数的方法,并填写表格中的有关内容。
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实验 方法 |
实验过程中所发生反应的 化学方程式 |
实验所用仪器 (用编号表示) |
实验需直接测定的有关物理量 (用文字说明) |
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1 |
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2 |
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实验可能用到的主要仪器:
①托盘天平 ②启普发生器 ⑧硬质玻璃管 ④泥三角 ⑤烧杯
⑥坩埚 ⑦酒精灯 ⑧玻棒 ⑨漏斗 ⑩干燥管
实验可能用到的试剂:
a.锌粒 b.稀硫酸 c.氯化钠溶液 d,浓硫酸
12.
工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图;反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为(N2、O2不与I2反应):SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI
(1)混合气体进入反应管后,量气管内增加的水的体积等于 的体积(填写气体的分子式)。
(2)反应管内溶液蓝色消失后,没有及时停止通气,则测得的SO2含量 (选填:偏高,偏低,不受影响)。
(3)反应管内的碘的淀粉溶液也可以用 代替(填写物质名称)。
(4若碘溶液体积为VamL.,浓度为Cmol·L-1,N2与O2的体积为VbmL(已折算为标准状况下的体积)。用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为: 。
(5)将上述装置改为简易实验装置,除导管外,还需选用的仪器为. (选下列仪器的编号)。
a.烧杯 b.试管 c.广口瓶 d.容量瓶 e.量筒 f.单孔塞 g.双孔塞
13. (14分)为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数,某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2,准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积(实验时只用嘴吸气和呼气),请填空。
(1)图中瓶II的作用是______________________________。 (2) 对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议,你认为合理的是___________________。(填代号) A. 在E处增加CaCl2干燥管 B.在下处增加CaCl2燥管 C.在E和F两处增加CaCl2干燥管 D.不必增加干燥管 (3)将插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡(图中的皿),有利于提高实验的准确度, 其理由是_____________。 (4)实验时先缓缓吸气,再缓缓呼气,反复若干次,得如下数据:瓶I溶液增重ag,收集到的气体体积(标准状况)为bL,该呼出气体中CO2的体积分数是(列出算式) __________________。 (5)实验中若猛吸猛呼,会造成不安全后果,猛吸时会______________________。猛呼时会________________________。
14.(16分)为了检验Pb(NO3)2热分解的产物,有人用示意图中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)
实验时在试管中放入研细的Pb(NO3)2晶体;实验结束后,试管中得到黄色粉末(PbO),U型管下部有少量液体X,集气瓶中收集到无色气体Y。(如图)
回答下面问题:
(1)在装置中试管和U型管上的橡皮塞最好用锡箔包住,用橡皮管连接的两玻璃管口要相
互紧靠,原因是 。
(2)液体X可能是 ;气体Y可能是 。
(3)导管口不再有气泡冒出时,停止反应,这时在操作上应注意
,理由是 。
(4)用简单的实验证实(2)中的判断
①对X的判断
15.(14分)实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物是棕红色、易潮解,1000C左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如(I)和(II)所示。试回答: ![]()
(1)B中反应的化学方程式为:___________________________________(2)D中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是:_______________________________________
(3)D中反应化学方程式为:_________________________________________。 (4)装置(I)的主要缺点是:_________________________________________(5)装置(II)的主要缺点是:_______________________ _。如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是:
[例1]有两瓶pH=2的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水,而没有其他试剂。简述如何用最简单的实验方法来判别哪瓶是强酸: 。
分析与解答
这道试题要求利用限定的试剂设计一个简便的实验,判别pH值相同的两瓶酸中哪瓶是强酸。
根据电离理论,强电解质在水溶液里全部电离,全部以离子形式存在于溶液中;而弱电解质在水溶液中仅有少部分电离。当强酸和弱酸的pH值相同时,二者溶液里的氢离子浓度相等。但是,由于二者电离的特点不同,当同时用水稀释时,强酸溶液浓度减小的倍数与其溶液里氢离子浓度减小的倍数相等;而弱酸由于存在电离平衡,而且其电离度的大小随溶液浓度的减小而增大,即弱酸的电离平衡在溶液稀释时向右移动,稀释后溶液里氢离子数目增加,因此,弱酸溶液稀释时,氢离子浓度减小的倍数小于溶液浓度减小的倍数。所以,pH值相同的强酸和弱酸用蒸馏水稀释相同倍数时,它们氢离子浓度减小的倍数不同,这种差别可以反映在pH值的变化上,而这种变化可以用pH试纸测定出来。但是,二者在pH值上的变化,用石蕊试液和酚酞试液是无法测出来的。
[例2]设计实验:比较下列各物质分子中-OH上氢原子上的活动性顺序。
[解析]从上述五种化合物的结构分析可知,②,④呈弱酸性 ,⑤具有极弱的酸性,①,③呈中性,这样我们用五种化合物通过与指示剂作用、跟碱液反应、跟活泼金属反应、跟新制取的Cu(OH)2悬液反应等,来进行性质的比较,从而得出各化合物中氢原子活泼性的大小顺序其实验方案设计如下表:
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操作 |
现象 |
结论(-OH中H原子活泼性顺序) |
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1.五种物质各取少量于试管中,各加入紫色石蕊试液2滴 |
②、④变红,其他不变 |
②、④>①、③、⑤ |
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2.在②、④试管中,各加入少量碳酸钠溶液 |
②中产生气体 |
②>④ |
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3.在①、③、⑤中各加入少量氢氧化钠溶液 |
⑤由浑浊变澄清 |
⑤>①、③ |
|
4.在①、③中各加入少量金属钠、加热 |
①产生气体,并有燃烧现象 ②产生气体,没有燃烧现象 |
①>③ |
综上设计,五种物质分子中-OH上氢原子的活泼性由大到小的顺序是:②>④>⑤>①>③.
.二利用题目给出的仪器装置和药品,通过连续仪器设计实验
[例3]用浓H2SO4在加热条件下跟草酸晶体作用,可以制取CO,其反应为:
再利用制得的干燥CO还原Fe2O3粉末制取还原铁粉,并验证CO被Fe2O3氧化后的产物是CO2,请利用图13-5中的装置和药品设计一个实验完成上述实验任务。
请回答下列问题:
(1) 从图13-5中选用必要的装置,完成上述实验。所选仪器的连接顺序是(用各接口的代码字母填写)( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )
(2) 实验中两次用到浓H2SO4,在这两处,浓H2SO4的作用(按发生反应的先后)分别是______和_____。从气体发生装置中产生的气体在跟Fe2O3反应前,应先经过装置_________和__________,其作用分别是________________.
从盛Fe2O3的装置排出的气体必须经过装置___________,其目的是_________.实验最后的尾气须经过________处理,这样处理的理由是_________。
(3) 实验开始后,应先点燃酒精灯________,后点燃酒精灯________,理由是_____: 反应完成后,应先熄灭酒精灯__________,后熄灭酒精灯___________,理由是____________.
分析与解答
本题通过用草酸脱水制CO,再用CO还原Fe2O3制还原铁粉等一系列反应,给了两套还原Fe2O3的装置和两个盛石灰水的装置,设计实验时须考虑正确取舍.
由草酸晶体制CO,产物中混有CO2和H2O(气).题目要求用干燥的CO还原Fe2O3,,并验证氧化产物是CO2,所以在CO还原Fe2O3之前,必须先除去混在其中的CO2。,题目中给出3个能吸收CO2的装置,而能用于洗气的只有两个(乙和戊),这两个装置中能用作验证氧化产物是CO2的只有戊(乙吸收CO2时无明显现象),因此用作给CO洗气(除去CO中的CO2)的,只能选乙.
在确定仪器装置的连接顺序时,甲用于干燥CO,乙用于除去CO中的CO2,甲和乙都应安排在气体发生装置与还原氧化铁装置之间,且乙在甲前(先除杂,后干燥).用石灰水检验氧化产物以后,尾气中可能含有污染空气的CO,必须用点燃的方法将其除去.在确定最后的装置时应舍乙取戊.
在确定酒精灯点燃和熄灭的顺序时,既要考虑实验的安全,又要注意实验的成败,本题中各小题的答案如下:
(1) A接D,E接C,B接G,H接I
(2) 脱水剂 干燥剂 乙 甲 除CO2 除水蒸气 戊
检验CO的氧化产物是CO2 点燃 防止有毒的CO污染空气
(3) a b 先产生CO用CO排出丁中的空气,然后再给丁加热,防止气体反应物发生爆炸 b a 防止刚生成的还原铁粉在较高温度下被空气中的O2氧化
3.常见阴离子检验
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离子 |
试剂或方法 |
现 象 |
离子方程式 |
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OH- |
石蕊试液
酚酞试液
甲基橙试液 |
变蓝
变红
变黄 |
1 |
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S2- |
Pb(NO3)2溶液 |
黑色沉淀 |
Pb2++S2-=PbS↓ |
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稀HCl或稀H2SO4 |
有臭鸡蛋气体 |
2H++S2-=H2S↑ |
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SO |
加Ba2+、稀HNO3 |
产生白色沉淀,不溶于稀HNO3(SO |
Ba2++SO |
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SO |
加H+、品红溶液 |
有气体产生,使品红褪色
(HSO |
SO |
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PO |
加AgNO3溶液
稀HNO3 |
生成黄色沉淀,溶于稀HNO3 |
PO |
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CO |
H+,澄清石灰水 |
有气体产生,石灰水变浑浊
(HCO |
CO |
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AlO3 |
滴加稀酸 |
先有白色沉淀后又溶解 |
AlO |
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NO |
Cu屑,浓H2SO4加热 |
有红棕色NO2产生,溶液变蓝(稀溶液不行) |
2NO |
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Cl- |
Ag+,稀HNO3 |
产生白色沉淀,不溶于稀HNO3 |
Cl-+Ag+=AgCl↓ |
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Br- |
Ag+,稀HNO3 |
淡黄色沉淀,不溶于稀HNO3 |
Br-+Ag+=Ag |
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I- |
①Ag+,稀HNO3②新制氯水,淀粉溶液 |
①黄色沉淀,不溶于稀HNO3
②滴入新制Cl2,振荡后再滴入淀粉溶液,变蓝 |
①I-+Ag+=Agl
②2I-+Cl2=2Cl-+I2
I2遇淀粉变蓝 |
例1.某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定。
由此得出的以下结论中,错误的是
A.D溶液中可能存在Fe(SCN)2+
B.C溶液中有Fe3+
C.B为AgBr浅黄色沉淀
D.A一定为无氧酸盐FeBr3
例12.某混合气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种,当依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、氢氧化钡溶液(有浑浊现象)、浓硫酸、灼热的氧化铜(变幻)和无水CuSO4(变蓝),则可断定该混合气一定有( ) A.HCl、CO2、H2 B.CO、H2、H2O C.CO、H2、NH3 D.HCl、CO、H2O