(18分)某中学高一课外兴趣小组为探究铜跟硫酸的反应情况,设计了如图所示装置进行有关实验。
(1)先关闭活塞a,将6.4g铜片和12 mL某浓度的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完毕,发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。
①写出上述过程中烧瓶内发生的化学方程式:关闭活塞a ;
打开活塞a ;
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但导管未画全,请在上图中把导管补充完整;
③实验结束后,装置C中的溶液中可能含有的溶质有 。
(2)该小组甲同学对“如何检验SO2中混有少许CO2”这个问题很感兴趣,他将A中铜片换作木炭粉,并在A、B之间连接了如下装置:
试剂:a. NaOH溶液 b. 品红溶液 c. 酸性KMnO4溶液 d. Ca(OH)2溶液
请回答:
①该同学的实验装置A中发生的化学方程式 。
②若要达到此目的,可以在:(填所提供试剂编号)
D中加入 ;E中加入 ;F中加入 。
(3)事实证实,第(1)问铜片完全消失后,硫酸仍有剩余,乙同学欲测定余酸的物质的量浓度,假设反应前后溶液体积变化忽略不计,他向反应后溶液中加入含溶质a mol的NaOH溶液刚好使溶液中Cu2+全部沉淀。据此,他能求出余酸的物质的量浓度吗?若能,请写出余酸物质的量浓度的表达式: mol/L(
用含a的代数式表达,若不能,该空不填)。
(9分)某研究性学习小组在网上收集到信息:钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。
他们对钠在CO2气体中燃烧后得到的白色产物进行了如下探究:
[实验操作] 将燃烧的钠迅速伸入装满CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底有黑色颗粒,瓶壁上附着白色物质。
[提出假设]
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3。
假设3:白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。
[设计方案] 该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究:
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质为Na2O |
方案2 |
①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液。 ②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
①出现白色沉淀。 ②无明显现象 |
白色物质为Na2CO3 |
请回答下列问题:
(1)写出金属镁与二氧化碳反应的化学方程式:__________________。
(2)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是________________。
(3)钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为________________。
(4)乙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意乙同学的观点,并简述理由:___________。
小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3),某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数,设计如下实验方案:
Ⅰ.加热分解法
利用图1装置,充分加热小苏打样品。
(1)仪器a的名称为______________。
(2)在实验过程中,需要测量的实验数据有:
①仪器a的质量;
②______ ____;
③____ ________。
Ⅱ.测量气体体积法
利用图2装置,测定反应生成气体的体积。
(3)组装好仪器后,首先进行的操作为_____ ___。
(4)导管g的作用为___ _____。
(5)因为CO2溶于水,为了减小实验误差,B、C中最好用________溶液代替水。
(6)待反应结束,气体冷却至室温后,利用图示装置读取气体体积时,应注意的事项有:
①______________________________;
②_______________________________。
高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:
MnO2熔融氧化:3MnO2+ KClO3+ 6KOH 3K2MnO4+ KCl+3H2O;
K2MnO4歧化:3K2MnO4+ 2CO2=2KMnO4+ MnO2↓+2K2CO3。
已知K2MnO4溶液显绿色。请回答下列问题:
(1)MnO2熔融氧化应放在 中加热(填仪器编号)。
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
①为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞 ,打开旋塞 ,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是 。
(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤,将滤液倒入蒸发皿中,蒸发浓缩至 ,自然冷却结晶,抽滤,得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是____________。
(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析,原理为:
2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g,配成500mL溶液,用移液管量取25.00 mL待测液,用0.1000 mol·L-1草酸钠标准溶液液进行滴定,终点时消耗标准液体积为50.00mL(不考虑杂质的反应),则高锰酸钾产品的纯度为 (保留4位有效数字,已知M(KMnO4)=158g·mol-1)。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则测定结果将 。(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
(10 分)为了探究Cu(NO3)2 的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.Cu(NO3)2的氧化性
将光亮的铁丝伸入Cu(NO3)2溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe 的氧化产物,将溶液中的Cu2+除尽后,进行了如下实验。可选用的试剂KSCN 溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:
操作 |
反应或现象 |
结论 |
取少量除尽 Cu2+后的溶液于试管中,加入① 溶液,振荡 |
现象② |
存在 Fe3+ |
取少量除尽 Cu2+后的溶液于试管中,加入 K3[Fe(CN)6] 溶液,振荡 |
离子方程式③ |
存在 Fe2+ |
Ⅱ.Cu(NO3)2 的热稳定性
在下图所示的实验装置A 中,用酒精喷灯对Cu(NO3)2固体加强热,产生红棕色气体,在装置C中收集到无色气体,经验证为O2。当反应结束以后,试管中残留固体为红色。
(2)装置B 的作用是 。
(3)从实验安全角度考虑,需要在A、B 间加入装置M,请在方框中画出M 装置
(4)下图为Cu(NO3)2样品高温过程的热重曲线(样品质量分数w%随温度变化的曲线)。
Cu(NO3)2加热到200℃的化学方程式为 ,继续高温至1000℃生成 (填化学式)固体。
配制480 mL 0.5 mol·L-1的NaOH溶液,试回答下列问题:
(1)选择仪器:完成本实验所必需的仪器有:托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、_____、____等。
(2)计算、称量:需称量NaOH固体的质量为________。
(3)溶解、冷却,该步实验中需要使用玻璃棒,作用是___________________。
(4)转移、洗涤。洗涤烧杯2~3次是为了_________________。
(5)定容、摇匀。定容的具体操作是____________________。
(6)不规范的实验操作会导致实验结果的误差,下列使所配溶液的物质的量浓度偏高的是 ,偏低的是___ (填字母序号)
A.容量瓶洗净后未烘干; |
B.在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外 |
C.定容时俯视刻度线; |
D.将称量好的NaOH固体放入小烧杯中溶解,未经冷却立即转移到容量瓶中并定容 |
E.定容后,将容量瓶振荡摇匀后,静置发现液面低于刻度线,于是又加入少量水至刻度线