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(14分)实验室获取氮气有很多种途径,常见的有3种方法。
方法一:将氨气(NH3)通过赤热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气后测得氮气的密度为1.2508g/L。
方法二:将空气通过灼热的铜,得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1.2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置)。![]()
为保证所得氮气尽可能纯净,除了使用铜外,还可以向装置 (选填装置编号)中加入 (填名称)以除去其它杂质气体。
方法三:将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的饱和溶液加热,氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N2,并测定生成N2体积的装置(部分装置略去),请回答相关问题。![]()
【查阅资料】
(1)NaNO2+NH4Cl
NaCl+N2↑+2H2O
(此反应会放出大量的热);
(2)B部分中冰盐是冷凝作用
【实验探究】
① ;
②20℃时,取含溶质0.21g饱和NH4Cl溶液放入烧瓶,连接装置;
③调节水准管,使其与量气管中液面相平,记录量气管中水面读数为12.0mL;
④打开分液漏斗活塞,逐滴滴入饱和NaNO2溶液,加热至反应发生,移走酒精灯;
⑤烧瓶中不再产生气泡时,关闭活塞;
⑥待冷却至室温,调节两边液面高度相平,记录量气管中水面读数为100.0mL;
⑦处理剩余药品,整理实验台。
【实验分析及数据处理】
(1)加入药品前必须进行的实验①是 ;
(2)步骤④中,移走酒精灯的目的是 ;
(3)计算生成氮气的质量和密度。 (4分,计算过程中以及最终数据均保留2位小数)
【解释与结论】
1892年,英国科学家瑞利(Rayleigh)发现,采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥,请解释产生这一现象的原因是 (已知:相同条件下,气体的相对分子质量越大,密度就越大)
【反思与评价】
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是
C
防止NaNO2饱和溶液蒸发 B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液顺利滴下 D.防止溶液冲入U形管
(2)科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别,发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家的 .
A.严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神
B.科学研究中遇到疑惑就趁早放弃,不要浪费时间
C.不能因为微小的差异而放过一次成功的机会
D.要相信权威,权威一定是正确的
方法一:将氨气(NH3)通过赤热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气后测得氮气的密度为1.2508g/L。
方法二:将空气通过灼热的铜,得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1.2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置)。
为保证所得氮气尽可能纯净,除了使用铜外,还可以向装置 (选填装置编号)中加入 (填名称)以除去其它杂质气体。
方法三:将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的饱和溶液加热,氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N2,并测定生成N2体积的装置(部分装置略去),请回答相关问题。
【查阅资料】
(1)NaNO2+NH4Cl
(此反应会放出大量的热);
(2)B部分中冰盐是冷凝作用
【实验探究】
① ;
②20℃时,取含溶质0.21g饱和NH4Cl溶液放入烧瓶,连接装置;
③调节水准管,使其与量气管中液面相平,记录量气管中水面读数为12.0mL;
④打开分液漏斗活塞,逐滴滴入饱和NaNO2溶液,加热至反应发生,移走酒精灯;
⑤烧瓶中不再产生气泡时,关闭活塞;
⑥待冷却至室温,调节两边液面高度相平,记录量气管中水面读数为100.0mL;
⑦处理剩余药品,整理实验台。
【实验分析及数据处理】
(1)加入药品前必须进行的实验①是 ;
(2)步骤④中,移走酒精灯的目的是 ;
(3)计算生成氮气的质量和密度。 (4分,计算过程中以及最终数据均保留2位小数)
【解释与结论】
1892年,英国科学家瑞利(Rayleigh)发现,采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥,请解释产生这一现象的原因是 (已知:相同条件下,气体的相对分子质量越大,密度就越大)
【反思与评价】
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是
C
防止NaNO2饱和溶液蒸发 B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液顺利滴下 D.防止溶液冲入U形管
(2)科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别,发现了新物质。这启示我们在今后的学习 和生活中要学习科学家的 .
A.严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神
B.科学研究中遇到疑惑就趁早放弃,不要浪费时间
C.不能因为微小的差异而放过一次成功的机会
D.要相信权威,权威一定是正确的
【提出问题】
①白磷和红磷是否都能燃烧?
②燃烧是否都需要空气(氧气)?
③白磷和红磷燃烧所需要的温度是否一样?
【进行实验】
| 实验 | 装置 | 现象 |
| a | ①薄铜片上的白磷燃烧. ②红磷和热水中的白磷不燃烧. | |
| b | 水下的白磷燃烧 |
(1)实验a薄铜片上白磷燃烧而红磷不燃烧,说明燃烧需要条件的是______;白磷的着火点80℃.
(2)实验a薄铜片上白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧,说明燃烧还需要条件的是______.
(3)解释实验b中水下白磷燃烧的原因______.
【问题讨论】
实验小组的一位同学认为上述实验方案有缺陷,不能证明红磷是可燃物.他认为应该补充以下实验:“取少许干燥红磷于试管中,塞上橡胶塞,置于酒精灯上加热”.
①预计观察到的实验现象是______;
②塞橡胶塞的目的是______.
【结论与评价】
写出白磷(分子式:P4)燃烧生成五氧化二磷的化学方程式______.
通过实验探究的方法对未知事物进行探索是化学学习的一种重要方式。为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质。A、B两同学分别设计了探究实验的方案。
(一)A同学设计了如下一组实验:取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按图进行实验。回答下列问题:
![]()
(1)观察到纸花的颜色变化是:Ⅰ:纸花变红,Ⅱ: ,Ⅲ:纸花不变色,Ⅳ: 。
(2)该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了什么? 。
(3)该同学进行四组对比实验的目的是什么? (用文字叙述)。
(4)写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式 。
(二)B同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,观察溶液的颜色变化,如图所示。可以看到紫色的石蕊试液 。得出结论二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸使石蕊变红。
![]()
(三)请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价:
(1)哪个同学的方案合理_____________;
(2)方案合理的理由是______________ ____ __。
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| 一定条件 |
| (1) |
| 一定条件 |
| (2) |
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提出问题:铁丝能在氧气中燃烧,观察到火星四射、剧烈燃烧
查阅资料:(1)Fe3O4 的分解温度为1538°C
(2)CO具有还原性,能将某些金属氧化物还原为金属单质
(3)酒精灯外焰温度约700°C,酒精喷灯火焰温度约1000°C
(4)铁丝为银白色,铁粉为黑色
设计实验:同学们设计了如下图所示的实验装置,对CO能不能将四氧化三铁转化为铁进行探究.结合图示回答问题.
(1)B装置中浓硫酸具有吸水性,能除去二氧化碳中的水蒸气,浓硫酸吸水过程会
(2)C装置可将二氧化碳转化为一氧化碳,反应的化学方程式为
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(3)F处点燃酒精的目的是
(4)依据现象得出结论,该设计中观察到以下现象,其中可以说明四氧化三铁与一氧化碳发生反应的现象是
A.澄清石灰水变浑浊 B.反应前后D中质量减轻
C.F导管口有蓝色火焰 D.加热时,四氧化三铁变红
反思与评价:由于上述实验设计有明显不足,致使某些现象不能作为推理的依据,其中的不足是