题目内容

(12分)碱式碳酸盐广泛应用于工农业生产。
(1)某碱式碳酸盐样品M(OH)2·MCO3,为确定金属M的相对原子质量,某研究小组设计如下实验装置及步骤(不考虑植物油中溶解CO2产生的影响)。

①连接装置并     ;②准确称量样品的质量;③装药品,调节量气装置两边液面相平,读数;④加热至样品质量不再减少;⑤冷却到室温;⑥调节量气装置两边液面相平,读数、列式计算。
Ⅰ.请将上述实验步骤补充完整;
Ⅱ.装置B的作用是     ,少量植物油的作用是     ,C中的试剂是     (填字母序号);
a.碱石灰              b.浓硫酸           c.硫酸铜
Ⅲ.步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管     (填“缓慢上移”或“缓慢下移”)。
Ⅳ.若其他操作均正确,仅因下列因素可使M相对原子质量的测定结果偏大的是     (填字母序号);
a.反应前量气管水面在0刻度处,反应后仰视读数
b.样品未分解完全即停止实验
c.量气管中未加植物油
(2)实际生产中的碱式碳酸铜可表示为Cu(OH)2·mCuCO3,某研究小组仍使用上述装置测定m的值,测得3组数据如下表所示。取3组数据的值得到CO2的体积为     mL,又知常温常压下CO2的密度为1.964 g/L,据此计算m的值。(写出计算m的过程,最后结果保留小数点后两位)     。

 组别
样品质量
CO2体积
第1组
0.21 g
22.39 mL
第2组
0.21 g
22.41 mL
第3组
0.21 g
22.40 mL

(1)Ⅰ、检查装置的气密性;Ⅱ、除去水;隔离二氧化碳和水,防止二氧化碳溶于水;C;Ⅲ、缓慢下移;Ⅳ、bc;(2)22.40;1.14.

解析试题分析:(1)Ⅰ、该装置需要准确测定生成二氧化碳的体积,因此使用时必须密封进行,所以实验前一定要先检查装置的气密性;
Ⅱ、由于碱式碳酸盐在加热的条件下分解产物有水和二氧化碳,而装置的最终目的是测定二氧化碳的体积,因此需利用浓硫酸的吸水性除去二氧化碳中的水;少量植物油可以隔离二氧化碳和水,防止二氧化碳溶于水;由于无水硫酸铜粉末遇到水之后可变成蓝色晶体,因此硫酸铜可以验证二氧化碳气体是否干燥完全;
Ⅲ、液面越低压强越小,所以加热A时,随着碳酸盐样品分解,量气管内的液面逐渐下降,为防止量气管内气体压强过大,可将水准管缓慢下移;
Ⅳ、本实验主要通过测量二氧化碳的体积,通过密度已知可以计算二氧化碳的质量,根据化学方程式进而计算M的相对原子质量,由题意可得,样品质量为X,二氧化碳的质量为Y=ρ(CO2)V(CO2),设M的相对原子质量为Ar,得
M(OH)2·MCO32MO + H2O + CO2↑
2Ar+94                      44
X                                    Y
                     
反应前量气管水面到0刻度处,反应后仰视读数,读数偏大,二氧化碳体积偏大,Y偏大,M的相对原子质量为Ar偏小;b、样品未分解完全即停止实验,可导致实际测得气体的体积偏小,Y偏小,M的相对原子质量为Ar偏大;c、量气管中未加植物油,二氧化碳溶于水,可导致实际测得气体的体积偏小,Y偏小,M的相对原子质量为Ar偏大,故选bc;
(2)由题意可知,CO2的体积为(22.39mL+22.41mL+22.40mL)÷3 =22.40mL,则CO2的质量为0.0224L×1.964 g/L=0.044g,得
Cu(OH)2?mCuCO3(1+m)CuO+H2O+mCO2↑
98+124m                  44m
0.21g                                0.044g
      m = 1.14
答:计算m的值为1.14 。
考点:盐的化学性质;常见气体的检验与除杂方法;根据化学反应方程式的计算.

练习册系列答案
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小红和她的同学学习了金属活动性及稀硫酸的一些性质后,对铜与浓硫酸能否发生反应产生了兴趣,并进行了如下探究:
【提出问题】猜想Ⅰ:铜与浓硫酸不能反应;
猜想Ⅱ:铜与浓硫酸能反应,且可能生成氢气。
【实验探究】实验Ⅰ:在一支试管中加入一小片铜,再加入少量的浓硫酸,放置一段时间,试管中无现象;
实验Ⅱ:再给上述试管加热,试管中产生有刺激性气味的气体,将反应后的溶液小心地注入到盛有少量水的烧杯中,溶液呈现出明显的蓝色。
【分析猜想】(1)溶液呈蓝色,说明生成了                         
(2)根据实验现象及已有的知识推断,产生的气体不可能是氢气,很可能是一种含硫元素的气体。
【查阅资料】(1)常见的含硫元素的气体有二氧化硫和硫化氢。
(2)二氧化硫和二氧化碳相似,都能和氢氧化钠等碱溶液反应生成盐和水。
(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,加热,又能恢复原来的红色。硫化氢不能使品红溶液褪色。
(4)二氧化硫和硫化氢均有毒。
【实验探究】为了检验产生的有刺激性气味的气体的成分,小红和她的同学进一步实验:将产生的气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热,溶液又恢复了红色。
【实验结论】(1)在常温下,铜与浓硫酸不能反应。
(2)在加热条件下铜与浓硫酸反应产生的气体是       ,此反应还生成了水,请写出该反应的化学方程式                  ;
(3)浓硫酸与铜加热时能反应,而稀硫酸与铜即使加热也不能反应,由此说明:物质的化学性质除了与物质本身的性质有关外,还可能与溶液中溶质的       有关。
【拓展延伸】为了防止污染空气,小红和她的同学采用氢氧化钠溶液来吸收多余的气体,请写出该反应的化学方程式                        。

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