(15分)某同学在学习了氨的性质以后,运用类比的思想思考:(1)其他气体在一定情况下能否像氨气一样也形成喷泉?(2)氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?于是他设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与他的活动并完成下列研究:
(Ⅰ)制取氨气及喷泉现象的探究
1.写出实验制取氨气的化学方程式 ;
2.收集氨气的方法是 。
3.喷泉是一种常见的自然现象。
(1)图1为化学教材中的喷泉实验装置。该生积极思考,只要满足烧瓶内压强与玻璃管水柱压强的和小于烧瓶外的压强就可以产生喷泉。于是他设计了图2和图3所示的装置。
①在图2的锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷泉的是__________。
A.Cu和稀盐酸 B.NaHCO3与NaOH溶液 C.MnO2与稀盐酸 D.Na2CO3与稀盐酸
②在图3锥形瓶中加入易挥发物质(如酒精),水槽中加入冷水后,再加入下列的物质足量,结果也产生了喷泉。水槽中后加入的物质可以是___________。
A.浓硫酸 B.食盐 C.生石灰 D.蔗糖
(2)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述___________(从“图1”或“图2”中选择)装置的原理相似。
(Ⅱ)该小组中某同学设计了下列所示的实验
装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气
的还原性:
|
|
|
(1)该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是 。
(2)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体。写出氨气与CuO反应的化学方程式 。亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。
完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为。装置③的作用是。
(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②;③;④低于60℃干燥,得到成品。
(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+ 4I-+4H+ →2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。配制待测液需用到的定量玻璃仪器是;
(4)取25.00mL待测液,用2.0 mol/L Na2S2O3标准液滴定(I2 +2S2O32-→2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为。重复滴定2次,测得Na2S2O3溶液平均值为20.00 mL。该样品中NaClO2的质量分数为。
(5)通过分析说明装置①在本实验中的作用。
粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的,杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下:
经操作I得到粗胆矾,操作III得到精制胆矾。两步操作相同,具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。
已知:、
、
转化为相应氢氧化物时,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
![]() |
![]() |
![]() |
|
开始沉淀时的pH |
2.7 |
7.6 |
5.2 |
完全沉淀时的pH |
3.7 |
9.6 |
6.4 |
(1)溶解、过滤需要用到玻璃棒,它的作用是 。
(2)写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式 。(原溶液显酸性)。
(3)加稀氨水调节pH应调至范围 。下列物质可用来替代稀氨水的是 。(填字母)
A.NaOH B.Cu(OH)2 C.CuO D.NaHCO3
(4)操作III析出胆矾晶体后,溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、________________。
(5)某学生用操作III所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定,数据记录如下表所示:
第一次实验 |
第二次实验 |
|
坩埚质量(g) |
14.520 |
14.670 |
坩埚质量![]() |
17.020 |
18.350 |
第一次加热、冷却、称量(g) |
16.070 |
16.989 |
第二次加热、冷却、称量(g) |
16.070 |
16.988 |
两次都无须再做第三次加热、冷却、称量,理由是 ,该生此次实验的相对误差为 %(保留1位小数),产生实验误差的原因可能是
(填字母)。
A.加热前称量时坩埚未完全干燥 B.该胆矾中含有受热不分解的杂质
C.加热后坩埚放在干燥器中冷却 D.玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚
某兴趣小组设计并进行了以下实验来探究Cl2、漂白粉的制备及有关性质。
(1)实验室拟用下列装置制备干燥纯净的氯气,请按照气体从左向右流动的方向将仪器进行连接:
H→ 、 → 、 → ;广口瓶Ⅱ中的试剂为 。
(2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学反应方程式:
;
某学生设计如下实验进一步探究SO2与漂粉精的反应:
操作 |
现象 |
取4 g漂粉精固体,加入100 mL水 |
部分固体溶解,溶液略有颜色 |
过滤,测漂粉精溶液的pH |
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色 |
![]() A |
ⅰ.液面上方出现雾状物 ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色 ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去 |
(3)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。
(4)该同学推测现象i的雾状物由盐酸小液滴形成,进行如下实验加以进一步验证:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验雾状物,无变化;
b.搜集雾状物,用酸化的AgNO3溶液检验,产生白色沉淀。
实验a的目的是 。
(5)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的某些成份之间发生反应。请设计实验方案,进一步确认这种可能性,方案为
。
(6)用化学方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因: 。检验褪色后溶液中是否有的方法是: 。
某研究性学习小组将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀;
乙同学认为这两者相互促进水解反应,生成一种Cu(OH)2沉淀;
丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。
(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
Ⅰ.按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的离子反应方程式为: _;
在探究沉淀物成分前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为 ①过滤②洗涤③干燥。
Ⅱ.请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。
(1)各装置连接顺序为。
(2)装置C中装有的试剂名称是。
(3)按你的装置连接顺序,甲的猜想是正确的,则可通过________________________现象来说明甲的猜想是正确的。
Ⅲ.若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,丙同学通过装置Ⅰ进行定量分析来测定其组成。
(1)实验有关操作为:①往锥形瓶中放入适量的样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的稀硫酸;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积。
正确的操作顺序为____________________。
(2)广口瓶中水的上面覆盖了一层植物油,若瓶中的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得CO2的体积将___________(填偏大、偏小或不变)。
(3)若实验中测得样品的质量为wg,气体的体积为aL(标况下),则样品中CuCO3的质量分数为___________(CuCO3的式量为124)。
(4)丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大。建议改用图中的Ⅱ、III装置进行实验。只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中CuCO3的质量分数,较合理的装置_______(填代号)。但是丁同学的装置仍然有缺陷,所测结果将偏高或偏低__________。理由是___________________________
由于氢氧化亚铁在空气中能迅速被氧气氧化成氢氧化铁,因此要观察到氢氧化亚铁的颜色往往较为困难。某研究性学习小组的同学经过讨论后,设计出了三套能较长时间观察Fe(OH)2沉淀颜色的装置,如图。
1.根据装置①,要想达到实验目的,应先挤胶头滴管_______(填“A”或“B”)
2.利用装置②,所用试剂为NaOH溶液、铁屑、稀硫酸,
(1)试管A中加入的试剂是_________试管B中加入的试剂是_______
(2)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,现准备进行如下操作:先向试管A和B中加入试剂,然后_____(“打开”或“关闭”)止水夹,塞紧塞子,接下来的实验步骤是____________________
3.装置③时利用电解原理来达到实验目的的。
(1)电极材料是铁棒(Fe)和碳棒(C),A极应为_______(填材料的元素符号)
(2)电解质溶液可选用__________(填选项序号)
A.NaCl溶液 B.CuSO4溶液 C.Na2SO4溶液 D.NaOH溶液
(3)该实验准备选用一种有机物来起到隔绝空气的作用,该有机物可以是__________