题目内容
【题目】为了测定某样品中氧化铁(Fe2O3)的质量分数(杂质不含铁元素,且不溶于水和酸),化学兴趣小组的同学进行了如下的实验。
【查阅资料】
1.草酸(H2C2O4)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4
CO2↑+CO↑+H2O
2.碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气
【实验设计及操作】用下图所示装置进行实验:
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【问题讨论】
(1)装药品前应先 ,实验中观察到E中现象是:固体颜色 ;
(2)进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是 (填序号)。
① 浓硫酸、石灰水、氢氧化钠溶液
② 石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸
③ 氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸
(3)G的作用是 ;E中反应的化学方程式是 ;
(4)当E中固体完全反应后,处应先停止加热_________(填序号A或E);
(5)上述实验装置的一处明显缺陷是: 。
【数据处理】
称取样品8.0g,用上述装置进行实验,充分反应后称量F装置增重4.4g。则样品中氧
化铁质量分数为 。
【实验反思】
当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,则测得的样品中氧化铁的质量分数
(填“偏大”,“偏小”,“无影响”)。
【答案】【问题讨论】(1)检查装置的气密性 由红色变为黑色
(2)③(3)隔离空气中的二氧化碳和水蒸气 Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
(4)E (5)未进行尾气处理
【数据处理】66.7% 【数据处理】偏小
【解析】
试题分析:【问题讨论】(1)有气体参加、生成的反应,为了防止漏气,装药品前应先检查装置的气密性,实验中E中发生的反应方程式为:Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,观察到现象是:固体颜色由红色变为黑色
(2)干燥气体应放在最后一步,氢氧化钠溶液是吸收二氧化碳,而石灰水是检验二氧化碳,所以进入E中的气体是纯净、干燥的CO,则B、C、D中依次是氢氧化钠溶液、石灰水、浓硫酸,选③
(3)G的作用是:隔离空气中的二氧化碳和水蒸气,防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入到装置F中,从而使二氧化碳质量偏大,E中反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
(4)当E中固体完全反应后,还要继续通入一氧化碳,防止灼热的铁又与空气中的氧气反应,使实验失败,且装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,所以E处应先停止加热
(5)因为一氧化碳有毒,所以上述实验装置的一处明显缺陷是:未进行尾气处理
【数据处理】充分反应后称量F装置增重4.4g,即反应生成的二氧化碳质量为4.4g,再根据反应方程式:Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2中Fe2O3与CO2的质量关系,即可求出Fe2O3的质量,进而计算样品中氧化铁质量分数
解:设Fe2O3的质量为x
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
160 132
x 4.4g
160:132=x:4.4g
X=5.33g
∴样品中氧化铁质量分数=5.33g/8.0g×100%=66.7%
【数据处理】当观察到E中固体全部变黑后,若立即停止通CO,装置E中产生的二氧化碳还有部分没有进入到装置F中,使二氧化碳的质量偏小,则测得的样品中氧化铁的质量分数也偏小
【题目】某兴趣小组在制取氧气的实验过程中,有如下实验设计方案,该方案的实验目的是:探究 对反应速率的影响。
编号 | 温度 | 催化剂 | 氯酸钾、二氧化锰的质量比 | 生成1升氧气所需时间/s |
实验Ⅰ | 400℃ | MnO2 | 1:1 | 153 |
实验Ⅱ | 400℃ | MnO2 | 2:1 | 240 |
小芳在实验时,误把氧化铜当作二氧化锰放入加热,结果发现也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
【猜想Ⅰ】除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁(Fe2O3)也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【设计实验】
按下表进行实验,并测定开始产生气体时的温度(提示:开始产生气体的温度越低,表示反应速度越快)。
实验编号 | 实验药品 | 分解温度(℃) |
① | 氯酸钾 | 580 |
② | 氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1) | 350 |
氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1) | 370 | |
氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1) | 390 |
【数据和结论】
(1)由实验 与实验④对比,证明猜想合理;
(2)验所用的三种物质中,催化效果最好的是 。
【反思】
(1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
小林在实验时,联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ。
【猜想Ⅱ】过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 | 实验主要过程 |
| ①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,震荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。 |
实验结论:过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
【分析与反思】
(1)过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
(2)小林希望对此实验进行改进,使该反应加快,请你帮他提出合理化建议 。
(3)同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下:①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气
你认为猜想 (填序号)一定是错误的,理由是 。
【计算】该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素),标签如图所示。
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试计算:
(1)过氧化钙的相对分子质量为 ;
(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为 ;
(3)过氧化钙中钙元素质量分数为 ;
(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为 。
【题目】KNO3和NaCl在不同温度时的溶解度如下表所示。请回答下列问题:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | |
溶解度/g | KNO3 | 13.3 | 20.9 | 31.6 | 45.8 | 63.9 | 85.5 | 110 | 138 |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 | 37.3 | 37.8 | |
(1)依据上表数据,绘制出KNO3和NaCl的溶解度曲线如图所示:图中能表示KNO3溶解度曲线的是 (填“A”或“B”)
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(2)由表中数据分析可知,KNO3和NaCl在某一温度时具有相同的溶解度,则温度的范围是 ;
(3)某兴趣小组做了一下实验:
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上述实验过程中得到的溶液一定属于不饱和溶液的是 (填数字序号),将⑤继续冷却至10℃,过滤,共可回收得到KNO3固体 g;
(4)硝酸钾中含有少量氯化钠时,可通过 (填“蒸发结晶”或“降温结晶”)的方法提纯。