某班级的探究小组研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解中起到催化剂的作用,设计了如下实验:
(一) 制备氧化铜
(1)称取5.0g CuSO4·5H2O晶体,研细后溶解:此步骤需要的仪器有 。
(2)向盛有硫酸铜溶液的烧杯中滴加NaOH溶液,直到不再产生沉淀为止。此步实验现象: ;
离子方程式为: 。
(3) A.把步骤(2)中的溶液和沉淀转移到蒸发皿内,稍微加热至沸腾,搅拌,直到沉淀全部变为黑色固体,停止加热,再过滤、洗涤、干燥、再转移到研钵中研细备用。
B.把步骤(2)中的溶液和沉淀转移到过滤器中过滤,洗涤,将上述沉淀在蒸发皿中进行蒸发,至全部变为黑色固体为止。再转移到研钵中研细备用。
你认为那一个步骤更好,说明理由: 。
(二)证明氧化铜起催化剂作用
设计对比实验①任取两份氯酸钾,分别放入两支试管,在其中一份中加入经精确称量的ng氧化铜粉末;②将两份氯酸钾同时在相同条件下正确加热,将放出的气体通入水中;③停止加热,冷却,将原先混有氧化铜的反应后混合物加水溶解,小心过滤,得到滤出物,洗涤并干燥;④观察滤出物的颜色和状态;⑤将滤出物和炭粉混和,在密闭容器中高温加热,将反应产生的气体通入澄清的石灰水中,并观察试验现象。
请回答下列问题:
(1)氧化铜作催化剂的理论依据是: 。
(2)以上实验步骤,有一步不够严密,请指出是那一步: (填步骤序号);该步骤应该做何改进? 。
(3)要达到实验目的,还应该再增加一个实验步骤,这个实验步骤是 。
(4)若用另一套实验装置和操作替换第⑤步实验,也可以达到这一步的实验目的,请从图中所给的仪器作出合理选择,将它们连接成一个符合设计者要求的试验装置。
这个实验装置按照气流从左到右的连接顺序是 接 接 接 接 接
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气________、氢气________。
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有______________________、____________________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,________(填“会”或“不会”)发生倒吸,原因是_____________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热,锥形瓶中还可观察到的现象是________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:__________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、________、________。
甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品[碱石灰(氢氧化钠和生石灰的混合物)]制取氨气。请你参与探究,并回答问题:
(1)他们制取氨气的化学方程式为:________________________ _______________________________________________。
(2)三位同学都用向下排空气法收集氨气,其原因是_________ ___________________。
(3)三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨气(实验操作都正确),你认为没有收集到氨气的同学是________填(“甲”、“乙”或“丙”)。
(4)三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气,你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)。
(11分)Fe、Cu都是人类最早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质.请你参与研究并回答下列问题:
(1)甲同学取两束细铜丝用砂纸打磨后在酒精灯上加热至红热,再分别伸到O2、Cl2的集气瓶中.你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是___________________________.
(2)乙同学为验证Fe在冷的浓HNO3中发生钝化但能和热的浓HNO3反应,设计了如图所示的实验,请你指出其中的两处错误:________________________________________、______________________________________________________;纠正上述错误后,请你从绿色化学的角度出发,对装置2提出改进建议,使装置2既能控制反应的进行,又能减少氮氧化物的排放:__________________________________________.
(3)丙同学在Fe和浓HNO3反应后的溶液中加入一块Cu片,Cu片逐渐溶解,反应一段时间后不再溶解.
①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO3发生反应.他依据的反应现象是________________________________.
②丁同学认为丙同学的结论不完全正确.他的理由是_________________________.
(4)请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+.说明具体的操作和实验现象__________________________________________.
(13分)某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究,回答下列问题.
(1)若用装置①制取NH3,其反应的化学方程式为_______________________;若要测定生成的NH3的体积,则必须选择的装置是________(填装置序号),装置中所盛试剂应具有的性质是________________________________________.
(2)若用装置②制取并收集干燥的NH3,烧瓶内装的试剂是_____________________,分液漏斗中装的试剂是_________________,收集装置应选择________(填装置序号).
(3)若用下列各种试剂组合(其它条件相同)进行制取氨气的对比实验,测出氨气的体积(标准状况)如下表:
试剂:6.0 g Ca(OH)2(s,过量),6.0 g CaO(s,过量),5.4 g NH4Cl(s),5.4 g (NH4)2SO4(s).
试剂组合 |
①Ca(OH)2 NH4Cl |
②Ca(OH)2(NH4)2SO4 |
③CaO NH4Cl |
④CaO(NH4)2SO4 |
NH3体积( mL) |
1344 |
1364 |
1792 |
1753 |
从表中数据分析,实验室制氨气的产率(产率=×100%)最高的是________(填序号),其原因是_____________________________________________________________
(15分)用下图装置进行转化为
的转化率测定实验:
;
。已知:
熔点(![]() |
沸点(![]() |
|
![]() |
-72.4 |
-10 |
![]() |
16.8 |
44.3 |
(1)要顺利进行实验,上图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处各应连接合适的装置(可重复使用),请从下列A~E中选择适宜的装置,将其序号填入空格内。
(2)将装置连接好,实验前,必须进行的操作是(不必写具体过程)。
(3)实验时,浓硫酸能顺利滴入烧瓶中,甲装置所起的作用是。
(4)开始实验时,先从乙处均匀通入,为使
有较高的转化率,实验时滴入浓硫酸与加热催化剂的先后顺序是。
(5)实验中“当表面红热时,应将酒精灯移开一会儿再加热”,以防温度过高,这样做的原因是;若用大火加热有
处的反应管时,
的转化率会(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(6)实验时若用25.2g的,加入的浓硫酸是足量的,反应结束时继续通入
一段时间,称得Ⅱ处装置的质量增加11.3g,则本实验中
的转化率为%(保留小数点后一位)。