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题文

某学习小组对炭粉与氧化铁反应产物中气体的成分进行研究。
(1)提出假设:该反应的气体产物全部是二氧化碳(CO2)。
(2)设计方案:将一定量的氧化铁与炭粉的混合物在隔绝氧气的条件下完全反应(如下图),测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

实验装置
(3)查阅资料:N2不与炭粉以及氧化铁发生反应,可用于隔绝氧气进行反应。
(4)实验操作:
①称取5.2 g氧化铁与炭粉的混合粉末,放入48.48 g的玻璃管中,按上图连接后必不可少的实验操作为___________________________________________________。
②加热前,先通一段时间纯净、干燥的氮气,其目的是_____________________________。
③夹紧T处弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水变浑浊,该现象说明_____________________。
④完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24克。
(5)数据处理:经计算,参加反应的碳元素质量为0.48克,氧元素质量为0.96克。
(6)得出结论:根据数据处理结果,反应生成的气体为CO和CO2,而且同条件下体积比为1∶1,原假设不成立,理由为__________________________________________________。
(7)该实验反应的化学方程式为_________________________________________________。

科目 化学   题型 实验题   难度 容易
知识点: 常见气体制备原理及装置选择
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已知理想气体各参数p(压强)、V(体积)、T(温度)、n(物质的量)满足理想气体状态方程pV=nRT。某学校课外活动小组粗略测定理想气体状态方程中气体常数R的值,下面是测定实验的分析报告,请填写有关空白:


(一)测定原理:在理想气体状态方程pV=nRT中,气体常数R=pV/nT的数值可以通过实验来确定。本实验通过金属镁置换出盐酸中的氢来测定R的值。其反应为:
Mg+2HCl=MgCl2+H2
如果称取一定质量的镁与过量的盐酸反应,则在一定温度和压力下,可以通过测出反应放出氢气的体积。实验室的温度和压力可以分别由温度计和气压计测得。氢气物质的量可以通过反应中镁的质量来求得。将以上所得各项数据代入R=" pV" /nT式中,即可算出R值。
(二)实验用品及试剂:①仪器:托盘天平、测定气体常数的装置(如上图所示);②试剂:6mol·L-1HCl、镁条若干。
(三)实验内容:
1.在托盘天平上称出镁条的质量(称量镁条天平的游码示数如右图所示,未用砝码,单位为g);
2.按上图搭好仪器。取下试管,移动量气管B,使量气管A中的水面略低于零刻度线,然后将量气管B固定。
3.在试管中加入15mL 6 mol·L-1HCl,不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的镁沾少许水,贴在试管上部不与盐酸接触。
4.检查仪器是否漏气,方法如下:(方法要求简单有效)


5.如果装置不漏气,调整量气管B的位置,使量气管A内水面与量气管B 内水面在同一水平面上(要求“在同一水平面上”的原因是;实现“在同一水平面上”的操作是),然后准确读出量气管A内水面凹面最低点的读数V1(如右图所示)。
6.轻轻摇动试管,使镁条落入盐酸中,镁条与盐酸反应放出氢气。此时量气管A内水面即开始下降。为了不使量气管A内气压增大而造成漏气,在量气管A内水面下降的同时,慢慢(上或下)移量气管B,使两管内的水面基本保持水平。反应停止后,待试管冷却至室温(约10分钟),移动量气管B,使两管内的水面相平,读出反应后量气管A内的精确读数V2(如右图所示)。
7.记录实验时的室温t和大气压P。(已知室温为27℃,大气压为100kPa)
(四)数据记录与处理(在横线上填写适当内容):

镁条的质量
w=

g
氢气的物质的量
n=

mol
反应前量气管A内读数
V1=

ml
反应后量气管A内读数
V2=

ml
氢气的体积
V

ml
室温
T

K
大气压
P

Pa

气体常数R的值(计算过程和结果):
(五)问题与讨论:①在读取量气管内气体体积V1时,眼睛仰视读数,结果造成R的测定值(偏高、偏低或无影响);②若没等反应试管冷却到室温就量取液面的高度,结果造成R的测定值(偏高、偏低或无影响)。

用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应产生的气体中含NO(仪器从图示所列中选用,N2和O2的用量可自由控制)。已知:①NO+NO2+2OH-→2NO+H2O②气体液化温度:NO2 21℃,NO-152℃

试回答:
(1)仪器的连接顺序(按左→右连接,填各接口的编号)为
(2)反应前应通入N2,目的是
(3)装置F的作用是
(4)确认气体中含NO的现象是
(5)若通入O2过量则B中反应的化学方程式为

在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物,该氧化物又可以经过此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉,这种铁粉具有很高的反应活性,在空气中受撞击或受热时会燃烧,所以俗称“引火铁”,请分别用下图中示意的两套仪器装置,制取上速铁的氧化物和“引火铁”,实验中必须使用普通铁粉、6molL-1盐酸,其它试剂自选(装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)。

填写下列空白:
(1)实验进行时试管A中应加入的试剂是
烧瓶B的作用是
烧瓶C的作用是
在试管D中收集得到的是
(2)实验时,U型管G中应加入的试剂是
分液漏斗H中应加入
(3)两套装置中,在实验时需要加热的仪器是(填该仪器对应字母)
(4)烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液,其目的是
(5)试管E中发生反应的化学方程式是
(6)为了安全,在E管中的反应发生前,在F出口处必须;E管中反应开始后,在F出口处应

“卤块”的主要成分为MgCl2(含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子),若以它为原料,按如下工艺流程图,即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子,而且成本较低,流程中所用试剂或PH值控制可参考下列附表确定

轻质氧化镁生产工艺流程图
表1生成氢氧化物沉淀的PH值

物质
开始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Mg(OH)2
2.7
7.6
8.3
9.6
3.7
9.6
9.8
11.1

*)注:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常常将它氧化成为Fe3+,生成
Fe(OH)3沉淀而去除之。
表2化学试剂价值表

试剂
价格(元/t)
漂液(含NaClO25.2%)
H2O2(30%)
NaOH(固98%)
Na2CO3(固99.5%)
卤块(MgCl2,30%)
450
2400
2100
600
310

请填写以下空白:
(1)在步骤②加入的试剂X,最佳选择应是,其作用是
(2)步骤③加入的试剂Y应是;之所以要控制pH=9.8,其目的是
(3)在步骤⑤时发生的化学反应方程式是:

请你选用下图所示仪器和药品,按实验室要求,设计一套完整的检验一氧化碳还原性和二氧化碳化学性质的实验,并回答下列问题:

实验药品:盐酸、石灰石、氧化铜粉末、木炭粉、氢氧化钙溶液。
(1)实验装置连接顺序依次为(用字母表示)___________;
(2)A装置的药品是_________,发生反应的化学方程式为_______________________;
(3)B装置中产生的实验现象是_________,发生反应的化学方程式为____________
(4)C装置中发生反应的化学方程式为____________________________________;
(5)D装置中产生的现象是_________;
(6)尾气中含有毒气体,排放到空气中会造成污染,处理方法是_________。

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