题目内容

18．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一支玻璃仪器中，经组装来完成原来需要较多仪器进行的实验．因其具有许多优点，已被广泛应用于化学实验中．下列三个实验均为“套管实验”，请观察、分析，回答下列问题：

实验一：图甲是对课本有关Na2O2某性质的两个实验的改进．
（1）将胶头滴管中的水滴入小试管，然后，在导管口A、B处分别进行适当操作，再根据所观察现象可得到的两个结论是Na2O2与水反应产生O2，该反应放热．
（2）写出甲中反应的离子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
实验二：图乙是对铜和浓硝酸反应实验的改进．
（3）写出铜和浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（4）反应开始后，能观察到的现象是小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体，随后气体颜色逐渐变浅；大试管中液面上升．
（5）与普通演示实验相比，此实验除操作方便之外，还有减少气体对空气的污染等优点．
实验三、现有下列药品：A．氯化铵固体，B．氢氧化钠固体，C．浓氨水，D．浓硫酸，E．碳酸氢铵．采用“套管法”，只用一支试管（药匙等辅助用品略，不加热），选择合适的药品就可在圆底烧瓶中集满喷泉实验用的氨气（如图丙）．
（6）此实验制备氨气选用的最合适药品是BC（填序号）．

分析 （1）过氧化钠可以和水之间反应产生氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃；
（2）过氧化钠和水之间反应生成氢氧化钠和氧气，据此书写化学方程式；
（3）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（4）硝酸铜溶液为蓝色，二氧化氮为红棕色气体，NO为无色气体；
（5）甲实验可以用外套管来检验反应的热量变化，乙装置可以用外套管避免空气污染；
（6）此实验为固体与液体反应制备氨气，且不需要加热．

解答 解：（1）过氧化钠可以和水之间反应产生氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，观察图甲现象，木条复燃，U形管中两端红墨水液面左低右高，知道反应是放热的，可得到的两个结论是：Na2O2与水反应产生O2，该反应放热，
故答案为：Na2O2与水反应产生O2；该反应放热；
（2）过氧化钠和水之间反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，离子反应为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，
故答案为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；
（3）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，离子反应为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（4）反应开始后，能观察到的现象是小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体，随后气体颜色逐渐变浅；大试管中液面上升，
故答案为：小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体；
（5）在上述实验中，乙装置用外套管，是使得氯气和氢氧化钠之间反应的，这样可以避免空气污染，
故答案为：减少气体对空气的污染；
（6）此实验为固体与液体反应制备氨气，且不需要加热，选择药品为BC，故答案为：BC．

点评 本题考查性质实验，为高考常见题型，把握实验装置的作用及实验技能、物质的性质为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
8．草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）呈淡黄色．某课题组为探究草酸亚铁晶体的化学性质，进行了一系列实验探究．
（1）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，并检测到二氧化碳气体生成．这说明草酸亚铁晶体具有还原性（填“氧化性”、“还原性”或“碱性”）．若反应中消耗1mol FeC2O4•2H2O，则参加反应的KMnO4为0.6mol．
（2）资料表明：在密闭容器中加热到一定温度时，草酸亚铁晶体可完全分解，生成几种氧化物，残留物为黑色固体．课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质，对黑色固体的组成提出如下假设，请你完成假设二和假设三．
假设一：全部是FeO
假设二：全部是Fe3O4
假设三：是FeO和Fe3O4的混合物
（3）为验证上述假设一是否成立，课题组进行如下研究．
定性研究：请你完成如表中内容．
实验步骤（不要求写出具体操作过程）预期实验现象和结论
取少量黑色固体
定量研究：课题组在文献中查阅到，FeC2O4•2H2O受热分解时，固体质量随温度变化的曲线如图所示，写出加热到400℃时，FeC2O4•2H2O晶体受热分解得到的固体产物的化学式为：FeO．
9．（1）由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H=-241.8kJ•mol-1．已知18g液态水转化成水蒸气需吸热44kJ，则反应2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）的△H=-571.6kJ•mol-1，氢气的标准燃烧热△H=-285.8kJ•mol-1．
（2）已知H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=-184.6kJ•mol-1．其它相关数据如下表：
H2（g）Cl2 （g）HCl （g）
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436243a
则表中a为431.8．
（3）已知：2SO2（g）+O2（g）═2SO3（g）△H=-196.6kJ•mol-1
2NO（g）+O2（g）═2NO2（g）△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2（g）+SO2（g）═SO3（g）+NO（g）的△H=-41.8kJ•mol-1．
6．有关物质的转化关系如图所示（部分物质与条件己略去）．A中只含两种元素且质量比为7：8，B和C为无色气体单质，D是一种能导致酸雨的有害气体，E为红棕色固体，F为最常见的液体，G为黄绿色气体，J在H的浓溶液中会发生钝化．
请回答下列问题：
（1）A的化学式为FeS2．
（2）F的电子式为．
（3）写出反应③的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fé2+．
（4）写出②的化学方程式SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl．
13．下列过程属于还原反应的是（　　）
A．CO2→COB．Zn→Zn2+C．H2→H2OD．CuO→CuCl2
3．下列关于元素的叙述正确的是（　　）
A．氟元素的非金属性最强，所以氢氟酸的酸性最强
B．元素的金属性越强，其最外层电子数就越少
C．在天然元素中，都含有同位素
D．某元素的原子及其阴离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
10．已知：
+CH3CO+HBr$\stackrel{ZnCI_{2}}{→}$+H2O（卤烷基化反应）
+R′-X$\stackrel{一定条件}{→}$+NaX
用苯为原料合成化合物Ⅳ的线路如下：
$\stackrel{NaOH}{→}$Ⅲ$\stackrel{一定条件}{→}$Ⅳ（C15H14O2）
其中：Ⅱ是羧酸．请回答下列问题：
（1）②的反应类型是取代反应．
（2）写出同时符合下列条件的化合物Ⅱ的同分异构体结构简式（写2种）．
a．能与FeCl3溶液作用显紫色，
b．能发生银镜反应，
c．核磁共振氢谱除苯环峰外还有三组峰，峰面积之比为为1：2：1．
（3）1mol化合物Ⅳ完全燃烧消耗O217.5mol，化合物Ⅳ的结构简式是．
（4）化合物Ⅱ与乙醇、浓硫酸共热，合成一种香精原料，试写出该反应的化学方程式．
（5）①也与卤烷基化反应，写出该反应的化学方程式．
7．某同学用下面的装置制备并收集纯净的氯化铁，硬质玻璃管E中装有细铁丝网．

试回答：
（1）检验装置A的气密性的方法是用酒精灯微热圆底烧瓶，一段时间后，C中导管冒气泡，停止加热后，导管中水柱回流一段，说明气密性好
（2）装置A中反应的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
（3）装置C的作用是：吸收HCl，装置D中的试剂是：浓硫酸．
（4）可检验装置E中生成的物质中阳离子的方法及现象是硫氰化钾溶液（苯酚溶液、氢氧化钠溶液），显红色（紫色、产生红褐色沉淀）．
（5）若把氯气通入石蕊溶液中，观察的现象是：先变红后褪色．
（6）装置 G中发生反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
8．如图为某实验小组同学设计的铜与浓硫酸反应的实验装置，实验步骤如下：
Ⅰ、先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
Ⅱ、加热三颈瓶A直到D中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
Ⅲ、将Cu丝上提离开液面．
（1）实验中观察到三颈瓶A中有白色固体产生，该固体为CuSO4（填化学式）．
（2）熄灭酒精灯后，发现D中的液体不会倒吸，其原因是A中压强减小时，空气从C导管进入A中，可防止D中液体倒吸；
（3）支管B的作用是平衡压强，使液体顺利流下；
（4）实验中还发现铜丝表面有黑色固体X，其中可能含有CuO，CuS，Cu2S，以及被掩蔽的Cu2O，已知Cu2O在酸性环境下会发生歧化反应生成Cu2+和Cu，在氧气中煅烧转化为CuO； CuS和Cu2S常温下都不溶于稀盐酸，在氧气中煅烧，都转化为氧化铜和二氧化硫．为探究X的成分，该小组同学向m1g固体X中加入足量稀盐酸，过滤，得蓝色滤液，滤渣经洗涤、干燥后称量得m2g，将该滤渣在氧气流中锻烧、冷却称量至恒重为m3g．
①若m2＞m3，则煅烧过程中一定发生反应的化学方程式为2CuS+3O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+2SO2；
②若m2=m3，则固体X中一定含有Cu2O，Cu2S （填化学式）．
（5）为探究D中使品红溶液褪色的微粒是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物，该小组同学做了如下实验：
I．将干燥的二氧化硫气体通入品红与无水乙醇的混合液中，品红溶液不褪色；
Ⅱ．常温下，向两支盛有等体积、等浓度品红溶液的试管中分别加入等物质的量的亚硫酸钠、亚硫酸氢钠固体，品红溶液均褪色，且加入亚硫酸钠固体的品红溶液褪色较快．
①据实验I推断，使品红试液褪色的微粒可能有3种；
②依据实验Ⅱ，该小组同学得出结论：
a．使品红溶液褪色的微粒是HSO3-和SO32-，不是H2SO3．你认为结论a是否正确否 （填“是”或“否”），理由是HSO3-和SO32-都会水解生成亚硫酸；
b．使品红溶液褪色的微粒是SO32- （填微粒符号）．（已知在25℃时，亚硫酸的电离平衡常数ka1=1.54×10-2，ka2=1.02×10-7）

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