(14分)某研究性学习小组设计了如图所示的定量测定装置,其中B是底面积为100cm2、高20cm的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以厘米为单位的刻度。其他夹持装置已略去。
I.甲同学用这套装置测定出了空气中氧气的体积分数,他的操作过程是:
①检查装置的气密性;
②打开B容器密封盖,加入液体C,调整A的高度,使B中液面至刻度15.0cm处;
③将过量的铁粉平铺在电热板上,盖紧容器B的密封盖;
④通电加热铁粉,待充分反应后,冷却到原来的状况,调整A的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。
请回答下列问题:
(1)在操作①中检查装置气密性的方法是__________________________ __。
(2)在该同学的实验中,下列物质不能用于代替铁粉的是______。
A.红磷 B.木炭 C.铜粉
(3)在操作④结束时,与装置B中的液面最接近的刻度是______cm(填整数)。
II.乙同学欲用此装置测定铁在氯气中燃烧产物的化学式。他的操作与甲不同之处有:将操作③中铁粉的质量改为1.0g,并使容器B充满氯气后,再盖紧容器。请回答下列问题:
(1)在乙同学的实验中,下列试剂中适合于做液体C的是_______。
A.水 B.氢氧化钠溶液 C.饱和食盐水
(2)实验结束时,液面在刻度8.8cm处。若将当时的实验条件近似看作标准状况,请据此计算生成物FeClx中x的值是______(计算结果保留1位小数)。
(3)上面的实验结果比理论值________(填“偏大”或“偏小”),误差产生的原因可能是____________________________________________________________。
(13分) 下图是实验室中制备气体或验
证气体性质的装置图
(1)仪器a的名称是_________________。
(2)利用上图装置制备纯净、干燥的氯气。
①圆底烧瓶内发生反应的化学方程式为____________________________________。
②装置B中的溶液为_________________;烧杯中溶液的作用为____________________
。
③E装置发生反应的离子方程式为____________________________________。
(3)在上图所示圆底烧瓶内加入碳,a中加入浓硫酸,开始实验,加热产生的气体缓慢通过后续装置完成如下实验:
实验1:证明SO2具有漂白性和还原性
实验2:证明碳元素的非金属性比硅元素的强
①B中为少量品红溶液,C中为少量酸性KMnO4溶液,则证明SO2具有漂白性的现象为__________________________________________。
②D中应加入足量的____________(填溶液名称),E中加入____________(填溶液名称),证明碳元素的非金属性比硅元素的强的现象为___________________________。
③为提高实验2的准确性,必须改进的装置为___________________。(填装置代号)
(10分)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究:
Ⅰ、查阅资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。
Ⅱ、牙膏样品中碳酸钙的定量测定:
利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
实验步骤:
如上图所示连接好装置,先检查装置的气密性;
准确称取牙膏样品的质量4.00g,并在各仪器中加入相应试剂;
打开弹簧夹甲,缓缓通入空气,然后接上C;
打开B的分液漏斗滴加盐酸反应,同时再次持续缓缓通入空气;
待B中不再产生气体后停止滴加盐酸;
将C中沉淀过滤、洗涤、干燥,得BaCO3;
称量BaCO3的质量为1.97g。
依据实验过程回答下列问题:
(1)步骤④通过空气的作用有:________________、_____________。
(2)步骤⑥中检验沉淀洗干净的方法是。
(3)本实验测定得到的样品中碳酸钙的质量分数为。若采取下列措施,对测定结果的准确度没有影响的是_____________(填标号)。
a.省略步骤③ b.滴加盐酸快一些
c.在B、C之间增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置
d. 多次实验,取平均值计算
(4)有同学认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以准确测定碳酸钙的质量分数。请你说明是否可以并简要说明理由。
(12分) 某课外活动小组的同学,在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中,甲同学认为产生的气体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫气体外,还可能产生氢气。为了验证甲、乙两位同学的判断是否正确,丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生的气体为X,且该装置略去),试回答下列问题:
(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为_______________________________。
(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是_________________________________。
(3)丙同学在安装好装置后,必不可少的一步操作是_________________________。
(4)A中加入的试剂可能是,作用是_________________________________;
B中加入的试剂可能是,作用是___________________________________ ;
(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是:
C中:,D中:________________________________________。
如果去掉装置B,还能否根据D中的现象判断气体X中有氢气? (填“能”或“不能”),原因是______________________________________
环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:
| 物质 |
沸点(℃) |
密度(g·cm-3,20 ℃) |
溶解性 |
| 环己醇 |
161.1(97.8) |
0.9624 |
能溶于水 |
| 环己酮 |
155.6(95) |
0.9478 |
微溶于水 |
| 水 |
100.0 |
0.9982 |
括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。
实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55~60 ℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100 ℃的馏分,得到主要含环己酮和水的混合物。
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是。
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:
a.蒸馏,收集151~156 ℃馏分
b.过滤
c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液
d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水
①上述操作的正确顺序是。(填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需。
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是。
(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有种不同化学环境的氢原子。
下图装置Ⅰ是实验室制乙酸乙酯的常用装置:
(装置1大试管口是否要加橡胶塞)
实验中所用的某些试剂及产物的相关数据如下:
回答下列问题:
(1)如果用CH3CO18OH与CH3CH2OH反应,写出该反应的化学方程式(在反应物和生成物中标出18O的位置),浓H2SO4的作用是。
(2)要从装置Ⅰ中右侧小试管中分离出乙酸乙酯,应进行的操作是:撤出小试管,将混合液倒入(填仪器名称),用力振荡,静置,(填现象),然后将产物从_____口(填“上”或“下”)倒出。
(3)采用装置Ⅱ可提高乙酸乙酯的产率,结合表格中的数据,说明该装置可提高乙酸乙酯产率的原因:。