题目内容

(9分)已知木炭粉与某红棕色粉末在高温下反应生成二氧化碳和铁。某同学设计了一个实验,证明红棕色粉末中含有氧元素,并测定其中氧元素的质量分数,装置如下图所示。

(1)实验前,首先要进行的操作是________________________________________;
(2)实验中,盛放澄清石灰水的大试管中出现的现象是_________________________;
(3)实验中通入纯净而干燥的氮气,其目的是_________________________________;
(4)尾气中可能含有的一种有毒气体是                ;
(5)如果3.2 g该红棕色粉末与碳充分反应,测得澄清石灰水增重1.32 g,则该红棕色粉末中氧元素的质量分数为(5分)写出计算过程如下:
①先检测装置的气密性
②澄清石灰水变浑浊
③将装置中的二氧化碳全部赶入石灰水中
④一氧化碳
⑤略

试题分析:炭粉可以在高温条件下与氧化铁反应,生成二氧化碳与铁;二氧化碳能是澄清石灰水变浑浊。要测定红棕色粉末中含有氧元素,必须保证装置气密性良好,且反应生成的二氧化碳要全部被石灰水吸收才行。故有:
1、实验前,首先要进行的操作是检测装置的气密性;
2、实验中,盛放澄清石灰水的大试管中出现的现象是澄清石灰水变浑浊;
3、实验中通入纯净而干燥的氮气,其目的是将装置中的二氧化碳全部赶入石灰水中;
4、尾气中可能含有的一种有毒气体是一氧化碳;
5、由题意可知,澄清石灰水增重部分应为反应生成二氧化碳的质量,二氧化碳中的氧元素就是从红棕色粉末中得来的。则:
二氧化碳中氧元素的质量为:1.32g×=0.96g
故,红棕色粉末中氧元素的质量分数为:=30%。
点评:某元素的质量分数=
练习册系列答案
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(8分)在户外聚会时,化学老师点燃了一支自制的蜡烛,同学们发现这支蜡烛不易被风吹灭,原来在蜡烛的棉芯里藏了两根相互缠绕的银白色金属丝。老师指出金属丝的成分可能是Mg、Al、Fe中的一种或两种。回校后,老师提供了Mg、Al、Fe三种已知金属和MgSO4、Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4四种盐溶液,以及未知金属的样品。指导同学们先进行了参照实验,之后探究未知金属的成分。

(1)三种已知金属的参照实验
试剂
Mg
Al
Fe
MgSO4溶液
有气泡产生。
 “▲”
 “▲”
Al2(SO4)3溶液
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有白色固体附着。
 “▲”
 “▲”
FeSO4溶液
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有灰黑色固体附着。
试管底部有灰黑色固体析出。
 “▲”
CuSO4溶液
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有红色固体附着。
一段时间后金属表面有红色固体附着。
一段时间后金属表面有红色固体附着。
用“▲”标记的实验有相同的现象,“▲”处应记录的是         ;表中的“灰黑色固体”的成分为_________。Al与CuSO4溶液反应的化学方程式为          。
(2)未知金属成分的探究
该小组同学将两根未知金属丝分开,如图所示放入CuSO4溶液中,观察到的现象记录如下:

试剂
两根未知金属丝
 
CuSO4溶液
一根金属丝上有大量气泡产生,另一根金属丝上没有气泡;一段时间后,两根金属丝表面都有红色固体附着。
       
通过与参照实验对比,可以获得的结论是:两种金属丝的成分不同,有气泡冒出的金属丝成分是        。用老师提供的试剂再进行一个实验,就能证明另外一种金属丝的成分,实验方案为      。
(3)实验反思
同学们在反思实验原理时,提出还可将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中,有的同学认为可以通过“金属产生气泡的快慢”这一现象进行判断,有的同学认为这种判断依据不够合理,理由是        。但是“将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中”还是可以判断出金属的成分,依据的现象是       。
(6分)小刚和小洁以“化学反应中,反应物和生成物的质量关系”为课题进行科学探究,请填写以下探究过程中的空格:(提示:稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳和水、氯化钙;与氢氧化钠反应生成水和氯化钠)

(1)提出假设:化学反应中,反应物的总质量与生成物的总质量        。
(2)确定研究方法:分析推理,查阅资料,实验探究。
(3)设计并进行实验:小刚设计的实验装置和选用药品如图A所示,小洁的如图B所示,他们在反应前后都进行了规范的操作,准确的称量和细致的观察。
(4)实验结论:通过实验,小刚认为:在化学反应中,生成物的总质量与反应物的总质量不相等,小洁认为:在化学反应中,生成物的总质量与反应物的总质量相等,你认为结论正确的是①     ,请你谈谈导致另一种结论错误的原因:②            。
(5)结论分析:请从原子的角度,简要分析你认为正确结论的依据:
在化学反应前后原子的①                       、②          、                 
③                                          不变。
(6)查阅资料:小刚和小洁通过查阅资料了解到:法国伟大的科学家拉瓦锡,早在18世纪就围绕这个问题,进行了准确,缜密的研究,并做出了科学结论。

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