题目内容

讨论反应前后溶液质量变化的题目,解题时有什么规律或技巧吗?

答案:
解析:

讨论反应前后溶液质量的变化,最重要的是找出影响溶液质量变化的因素,进行讨论,比较进入溶液的物质质量与脱离溶液的物质(气体或沉淀或其他不溶物)质量的关系,即“进”与“出”的质量关系.


练习册系列答案
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(2013?泰州二模)化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究.
查得资料:该牙膏摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝组成;其他成分遇到盐酸时无气体生成.
方案设计:小组的两位同学提出了各自的设计方案
甲同学:利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数.
乙同学:也利用图示装置进行实验,充分反应后,测定C装置中反应前后的质量差,得出二氧化碳质量,以确定碳酸钙的质量分数.

小组同学认为甲同学装置还需要进一步完善,在C装置后他们又增加了一个装置,你认为他们增加的装置是
E
E
(选填D或E),其目的是
防止空气中的二氧化碳进入C装置影响实验测定
防止空气中的二氧化碳进入C装置影响实验测定
.同时小组同学经过讨论后认为乙同学的设计存在明显的缺陷,你认为此缺陷是
挥发的氯化氢气体等也进入了C装置
挥发的氯化氢气体等也进入了C装置

实验步骤:
(1)检查装置气密性;(2)打开止水夹,缓缓通入一段时间空气;(3)关闭止水夹,打开分液漏斗活塞;(4)再次打开止水夹,缓缓通入一段时间空气;(5)过滤出沉淀,进行适当的处理后称量其质量.
实验过程中,C装置应该在实验步骤
(2)
(2)
后(填序号)与B装置连接,否则实验结果
偏大
偏大
 (填偏大、偏小或无影响).
进行实验:同学们分四组准确称取四份样品,每份均为16.00g,按照实验步骤分别进行实验,得到了如下的实验数据:
组别 第一组 第二组 第三组 第四组
沉淀质量(g) 7.86 7.88 7.90 9.86
(1)同学们经过讨论后认为第四组同学的数据不正确.造成数据偏差较大的原因可能是
BC
BC

A.实验结束后通入空气速度太快,装置中的二氧化碳没有完全吸收
B.沉淀过滤后没有洗涤               
C.沉淀没有干燥直接称量
D.称量沉淀质量时,砝码与药品位置放反了
(2)根据另外三组同学的BaCO3平均质量,计算出了收集到的二氧化碳质量为
1.76
1.76
g.
(3)计算该样品中碳酸钙的质量分数?(写出计算过程)
实验反思:实验后,有同学提出用氢氧化钙溶液替代氢氧化钡溶液可以直接得到碳酸钙沉淀,称量其质量后即可算出质量分数.大家讨论后认为用氢氧化钡溶液比氢氧化钙更好,请说出他们的理由
氢氧化钡的溶解性大于氢氧化钙,更容易完全吸收二氧化碳.
氢氧化钡的溶解性大于氢氧化钙,更容易完全吸收二氧化碳.
(答出一点即可).
某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:课本上册124页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
[查阅资料]
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O

[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
[生产流程]

[查阅资料]
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214
90:214

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
[查阅资料]
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:

[实验分析]因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.
B中的最佳试剂是
(填序号)
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液    ③稀盐酸         ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,能起到的作用是:
①实验开始时,排尽装置中的空气,防止
防止爆炸
防止爆炸

②停止加热后,继续通CO气体,防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
,以及B中的溶液倒吸入A中;
在本实验中,CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中

(3)尾气如何处理?
点燃
点燃

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(如图)

(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过分析计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
.(不需要写过程)
(2013?连云港)某研究性小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究.

【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验(操作规范),装置A中发生反应的化学方程式为
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2
,洗气瓶B中浓硫酸的作用为
吸收水
吸收水

【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实测得:①的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;②装置D的干燥管的总质量在反应后增加了1.82g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为
11:80
11:80
,由水的化学式算得H、O元素的质量比为
1:8
1:8
.                                     
【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是
在D装置后面再连接一个干燥管
在D装置后面再连接一个干燥管
(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收,装置内空气的水蒸气、CO2忽略不计).小姐同学用改进的装置重新实验得到了正确结果.                     
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体 b以外,溶液的颜色有无色变为蓝色.
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原成Cu;        
②固体是红色的,它与稀硫酸的反应为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O                 
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O           
【分析交流】红色固体a中含有Cu2O 是否会影响水测定结果
不影响
不影响
(填“影响”或“不影响”).            
【提出猜想】针对红色固体a的成分,小组同学提出猜想①是:是Cu2O 和Cu; 猜想②是
Cu2O
Cu2O
                   
【拓展猜想】丁同学想利用改进后装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法来确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前后红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量
D装置
D装置
的质量.               
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立.                   
【定量分析】小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后,得到红色固体b为2g.假如3.6g红色固体a都是Cu2O,请你计算出生成铜的质量(利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O进行计算,写出计算过程);然后,通过与实际的固体2g进行比较,判断猜想
成立(填①或②).
一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末.
【资料获悉】①铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的.铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计).
②Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO43+3H2O;Fe+Fe2(SO43=3FeSO4
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体.
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验.
【实验探究】(假设所有操作没有损失)
步骤1:小刚用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体.
步骤2:称取10.00g样品于一烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为8.32g.
步骤3:按如图装置,将得到的8.32g固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为0.11g.
步骤4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为1.20g.
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁,且最后分离出16.72g硫酸亚铁.
【交流讨论】
(1)由步骤1得出的结论是
“脱氧剂”没有失效
“脱氧剂”没有失效

(2)步骤2目的是
除去氯化钠,并间接测得氯化钠的质量
除去氯化钠,并间接测得氯化钠的质量

(3)如果步骤4中滤渣没有经过洗涤,则称得的质量
  1.20g(填“>”或“=”或“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g.小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管,他这样做的理由是
除去H2中混有的水蒸气
除去H2中混有的水蒸气

(5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理.其理由是:
样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应
样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应

【学生实验】小华将步骤3的装置进行了改进,重新称取10.00g样品进行实验,并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.1g.
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的质量.(只写出结果)

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