(17分)
某校学生课外活动小组的同学设计下图所示实验装置,用来验证一氧化碳具有还原性。回答下列问题。
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:
_____________________________________________________。
(2)装置D中黑色固体为 (填名称),反应的化学方程式为:
。
(3)若实验中没有装置C,使装置B与装置D直接相连,会对实验造成的影响是:__________________________________________________________。
(4)按照如图装置进行实验时,首先进行的操作名称是 。
(5)根据实验中的 现象,可证明CO具有还原性,有关反应的化学方程式是 。
(6)若要根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象确认一氧化碳具有还原性,应在上图装置
与 之间连接下图中的 装置(填序号)。
(15分)某同学利用下列装置实现铜与浓硝酸、稀硝酸反应,过程如下:
I.取一段铜丝,用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu2(OH)2CO3]。
Ⅱ.将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状。
III.按如图所示装置连接仪器、检查气密性、装入化学试剂。
(1)写出Cu丝在空气中形成铜绿的化学反应方程式 。
(2)将铜丝绕成螺旋状的原因是__________写出过程III中检查气密性的方法 。
(3)过程III的后续操作如下:
①打开止水夹a和b,轻推注射器,使浓硝酸与铜丝接触,观察到的现象是 ,一段时间后使反应停止的操作是 ,关闭a,取下注射器。
②打开b和分液漏斗活塞,当玻璃管充满稀硝酸后,关闭b和分液漏斗活塞,打开a,观察到有气泡产生。稀硝酸充满玻璃管的实验目是 ,该反应的离子方程式是 。
(4)另取3支盛满NO2气体的小试管分别倒置在盛有常温水、热水和冰水的3只烧杯中,发现液面上升的高度明显不一致。结果如下表所示(忽略温度对气体体积的影响):
实验编号 |
水温/℃ |
液面上升高度 |
1 |
25 |
超过试管的2/3 |
2 |
50 |
不足试管的2/3 |
3 |
0 |
液面上升超过实验1 |
①根据上表得出的结论是温度越 (填“高”或“低”),进入试管中的溶液越多。
②假设反应在标准状况下进行,小试管的容积为VL,将小试管倒立在盛有足量水的水槽中,若溶液溶质不扩散,则得到的溶液的物质的量浓度是__________________mol/L,若使液体充满试管,应该充入氧气的体积是______。
(选做)【化学——选修2:化学与技术】
下图是某企业设计的硫酸—磷肥—水泥联产、海水—淡水多用、盐—热—电联产的三大生态产业链流程图。
根据上述产业流程回答下列问题:
(1)该流程①、②、③、④、⑤为能量或物质的输送,请分别写出输送的主要物质的化学式或能量形式:① 、② 、③ 、④ 、⑤ 。
(2)沸腾炉发生反应的化学方程式: 。磷肥厂的主要产品是普钙(磷酸二氢钙和硫酸钙),写出由磷矿石和硫酸反应制普钙的化学方程式 。
(3)用1吨硫铁矿(FeS2的质量分数为36%)接触法制硫酸,制硫酸的产率为65%,则最后能生产出质量分数为98%的硫酸 吨。
(4)热电厂的冷却水是 ,该流程中浓缩盐水除提取盐以外还可提取的物质有 (写出一种即可)。
(5)根据现代化工厂设计理念请提出高炉炼铁厂废气、废渣及多余热能的利用设想。
, (写出两点即可)。
(13分)某学习小组利用下列装置进行CO2与饱和Na2CO3溶液反应制备NaHCO3实验
(1)选取必要的实验装置,正确的连接顺序为______(填序号)
(2)为确定制得的固体样品是纯净的NaHCO3 小组同学提出下列实验方案:
甲方案:将样品溶液与饱和澄清石灰水反应,观察现象。
乙方案:将样品溶液与BaCl2 观察现象。
丙方案:测定PH法
丁方案:热重分析法
①判定甲方案______(填“可行”或“不可行”)
②为判断乙方案的可行性,某同学用分析纯的NaHCO3配制的溶液,与BaCl2溶液等体积混合进行实验,结果如下。
NaHCO3溶液 BaCl2溶液 |
0.2mol/L |
0.1mol/L |
0.02mol/L |
0.2mol/L |
浑浊 |
浑浊 |
少许浑浊 |
0.1mol/L |
浑浊 |
少许浑浊 |
无现象 |
0.02mol/L |
少许浑浊 |
无现象 |
无现象 |
(i)此实验可说明乙方案是不可行的。请结合以下数据,并通过计算说明产生浑浊的原因。答:______。[已知:0.1 mol·L-1NaHCO3溶液电离出的c(CO32-)为0.0011 mol·L-1,Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]
(ⅱ)产生浑浊的离子方程式为_________________。
③使用pH计进行测定的丙方案是______________。
④进行丁方案实验,测得样品在不同升温速率下 的热重曲线如图。
请填空:
(i)样品的纯度为___________。
(ⅱ)升温速率对实验结果_______(填“有较大”、“有较小”或“没有”)影响。
(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO2),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.150 g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe2O3、FeO和SO2气体,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05000mol·L-1标准碘溶液进行滴定,初读数为0.10 mL,末读数如右图所示。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2 + 21O2 8Cu + 4FeO + 2Fe2O3 + 16SO2,若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是 (填元素符号)。
(2)装置a的作用是 。
A.有利于空气中氧气充分反应 | B.除去空气中的水蒸气 |
C.有利于气体混合 | D.有利于观察空气流速 |
(3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为 mL。用化学方程式表示滴定的原理: 。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为 。
铝是自然界中含量最高的金属元素,以铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3)为原料通过以下途径制备氯化铝晶体和绿矾晶体:
(1)X是__________,操作I是_______。
(2)Z是_____,检验溶液E中含有金属阳离子的实验方法是_______________________。
(3)操作Ⅱ的主要实验步骤是边滴加____(填试剂名称)边蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
(4)真空碳热还原—氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ·mol-1
反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);
(5)铝电池性能优越,海洋灯塔电池是利用铝、石墨为电极材料,海水为电解质溶液,构成电池的其正极反应式为_______________________________;与铅蓄电池相比.释放相同电量时,所消耗金属电极材料的质量比m(Al):m(Pb)=____________。
(6)测定绿矾产品中Fe2+含量的实验步骤:
a.称取5.7g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01mol•L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积为40mL(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)。
①计算上述产品中FeSO4•7H2O的质量分数为________;
②若用上述方法测定的产品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有___________(只回答一条即可)。