题目内容

(1)用某种方法制得的碳纳米管中常含有杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法除去,其反应体系有反应物、生成物共七种:C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2O。

①写出该反应的化学方程式:___________________________________________________;

②上述反应中生成0.1 mol还原产物时,转移电子的物质的量是_________________mol;

③由单质与氧气反应生成11 g上述反应中的氧化产物时,放出热量98.375 kJ,写出相应的热化学方程式:_______________________________________________________________。

(2)控制变量是科学研究中的重要研究方法,其基本思路是,在实验研究中人为只改变一个因素(调节变量),其他因素保持相同,观察测定因调节变量改变而改变的因素(因变量),从而分析得到研究结论。中学化学中应用控制变量的方法研究问题的例子很多。请分析或设计:

①在研究浓度对化学反应速率的影响时,教材安排了利用Na2S2O3与H2SO4反应的一组对照实验(Na2S2O3+H2SO4*Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O)。

烧杯编号

加3%Na2S2O3溶液体积(mL)

加H2O体积(mL)

加(体积比为1∶20)H2SO4溶液体积(mL)

所需时间(s)

1

5

5

2

 

2

7

3

2

 

3

10

0

2

 

在三个烧杯(底部有黑色“+”字标记)内分别加入表中所示体积的三种液体,搅拌并开始计时,到出现浑浊使烧杯底部“+”字看不见时停止计时。比较所需时间,得出浓度对化学反应速率影响的结论。实验中,温度和反应体系中硫酸浓度是保持相同的因素,调节变量是_________________,因变量是_________________。

②运用控制变量原理设计实验,利用纯碱溶液探究温度对盐的水解的影响,简述实验方法:

__________________________________。

(1)①3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O

②0.6   ③C(s)+O2(g)*CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol

(2)①Na2S2O3溶液浓度 所需时间

②取三支试管各放同浓度同体积的纯碱溶液,滴1—2滴酚酞试液,第一支不加热,第二支加热至t1℃,第三支加热至t2℃,观察三支试管中溶液的颜色深浅,温度越高,颜色越深,说明碱性越强,则水解程度越大。(其他合理答案均可,例如不同温度下测定同浓度纯碱溶液的pH等)

解析:(1)由题意,C在反应中是还原剂,则反应物中还需要氧化剂K2Cr2O7,结合还原产物判断,H2SO4在反应中提供酸性环境,该反应的化学方程式为:

3C+2K2Cr2O7+8H2SO4*3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O

书写热化学方程式时,一要标明各物质状态,二要注意ΔH与方程式计量数一致。

(2)①实验中直接改变的是Na2S2O3溶液和H2O的体积,但目的是通过改变反应物浓度来影响反应速率,故调节变量是Na2S2O3溶液浓度,因变量是所需时间。

②要探究温度对盐的水解的影响,就应该控制溶液的浓度,体积相等,然后在不同的温度下实验,测定水解程度大小。


练习册系列答案
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在中学化学实验室中,可通过下图的方法制得一种常见的有毒气体。

是黑色粉末,是白色固体(焰色反应透过蓝色钴玻璃呈紫色,可用于制备火柴),且都是常见的氧化剂。

(1)写出与W的浓溶液共热生成的离子方程式          。

(2) 与混合后共热可产生一种无毒气体,反应的化学方程式为                    。

下图是实验室常见的气体发生装置,此反应应选用的发生装置是        (填字母编号)。实验过程中,检验气密性之后(气密性良好),向该装置中加入粉末状固体的操作是:                         。

(3) 与乙烯加成可得一种有机物,为验证该有机物中含有与相同的元素,请选择合适的试剂          (用字母编号回答)。

a.稀盐酸     b.稀硝酸     c.稀硫酸    d.氢氧化钠溶液

e.硝酸银溶液  f.淀粉溶液    g.碘化钾溶液  h.品红溶液

(4)在实验室中制取气体时,通常可用排某种溶液的方法收集,则该溶液是       ;也可用排空气集气法收集,若用右图装置(不能改变瓶口朝向),则气体应该从     (填“m”或“n”)口进。

(5)有人设想利用原电池原理以和氢气制备一种重要的化工原料,同时获取电能。假设这种想法可行,用石墨作电极材料,用稀盐酸作电解质溶液,则通入的电极为原电池的     极,其电极反应式为                                   。

无水氯化铝是白色晶体,易吸收水分,在178℃升华,装有无水氯化铝试剂瓶久置潮湿空气中,会自动爆炸产生大量白雾,氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂等。

如图是实验室制取少量无水氯化铝装置的一部分,在方框中安装某些仪器,便是该装置的另一部分,从A口通入某种气体,即可制取无水氯化铝。现提供的试剂除装置中已有的铝粉和碱石灰外,还有NaCl固体、MnO2、浓H2SO4和水,而提供的安装方框中装置的仪器不限,用上述方法制取无水氯化铝,请回答下列问题:

(1)利用上述条件,可制取的气体有(填化学式) ____                   __;

(2)若要安全、顺利地制取无水氯化铝,通入A口的气体应是 ______;

(3)用中学化学实验室常用的方法制取通入A口的气体的反应方程式是___          ___   

(4)用(3)的方法制得的气体中可能还含有的气体有 ___  ___,通入A口前是否有必要除去,不必除去或必须除去的原因是____                                              __;

(5)按(3)的方法安装方框图中的装置,所需要的玻璃仪器(同一种仪器,数量在2件或2件以上的要写明件数)有_____                                                     _;

(6)装置图中甲、乙两支干燥管中需要填充碱石灰的是(填甲或乙或甲、乙)______,甲的作用是____                  __,乙的作用是___                               ___。

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