某化学小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:①只有Cu;
②只有 ;③是Cu 、Fe2O3的混合物。
【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2
【实验探究】(1)甲同学取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③,而乙同学认为只能排除猜想①,你认为 的观点正确(填“甲”或“乙”)。
(2)丙同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
|
反 应 前 |
反 应 后 |
Ⅰ 组 |
玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g |
玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
Ⅱ 组 |
洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g |
洗气瓶和瓶中物质 的总质量为183.1 g |
【交流讨论】
(1)在装置A中先通CO气体的作用是 。
(2)写出A装置中发生反应的化学方程式 ;实验中观察到A装置中的现象为 。
(3)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处?
不需要, 。
(答对下面(4)与【反思评价】两小题将奖励4分,但全卷总分不超过60分)
(4)选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。
【反思评价】丁同学指出:从环保角度,上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。
草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成。探究过程如下:
【查阅资料】
1.草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。
2.白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色。
3. 浓硫酸具有吸水干燥的性质。
4. 氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验设计】
(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 。
(2)可选择以下实验装置中的 (选填“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。
【问题讨论】
(3)实验过程中观察到:B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式 (填化学方程式),E中 (填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 。
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶,其作用是 。
【数据分析】
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O,相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示,请分析该图回答下列问题:
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为 。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物, 试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 。
请写出计算过程:
某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题,请按要求回答下列问题。
(一)图1是工业炼铁的主要装置,图2是实验室模拟炼铁的装置,
图1图2
(1)图1设备的名称是 。
(2)工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎,其目的是 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外,还能 。
(3)写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式: 。
(二)上图2为实验室模拟工业炼铁装置图:已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液,氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功,请回答下列问题:
(1)图中仪器的名称为 。
(2)实验过程中的现象:A中 、B中 。
(3)该实验的操作步骤: 。(填序号)
a.点燃A处酒精灯 b.通入CO气体 c.停止通入CO气体 d.熄灭酒精灯。
(4)兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据,并得到固体质量与反应温度的关系曲线.已知原固体质量为48.0g,如图所示.
①根据图象分析,写出B点时固体成分的化学式 。
②若A点生成物为一成分固定的化合物,请确定其化学式是 。(写出计算过程)
写出氧化铁生成该物质的化学方程式为 。
(5)若某同学实验中,发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为 g。
(6)实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有 (填序号字母)。
A.收集一氧化碳B.吸收二氧化碳 C.检验二氧化碳
(一)请结合下列实验常用装置,回答有关问题.
(1)写出标号仪器的名称a
(2)如若用氯酸钾固体加热制取氧气,发生装置应选用____________(选填装置序号)。
(3)实验室用过氧化氢制较纯净的氧气,制取气体时,组装好仪器后,应先____________,再添加药品;收集氧气时,应选用的收集装置是(填字母),反应的文字表达式是 ;若选择装置H收集氧气(H中原来是空气且正放),则气体从_______管(选填“c”或“d”)进入;
(4) 图中D装置比B装置多用一支小试管,D装置的优点有
①可控制反应的开始和结束 ②节约药品 ③可形成液封防止漏气
(二)实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的装置图,请结合图示回答有关问题.
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表.
硬质玻璃管中 空气的体积 |
反应前注射器中 空气体积 |
反应后注射器中 气体体积 |
实验测得空气中 氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
(2)不断推拉注射器的目的是
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举一条)
(4)反应结束后要将气球内的气体挤出,否则测得的结果 (填偏大、偏小或不变)
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
(1)写出红磷燃烧的符号表达式 。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内气体的 减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。
【问题提出】
有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测定结果与理论值往往相差较大。
【实验改进】
Ⅰ. 甲同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置,再次测定空气中氧气含量(装置中装铁粉的纸袋浸有浓食盐水,会加速铁生锈)。
Ⅱ. 乙同学经过思考,在图2的基础上设计了图3实验装置,实验测得实验数据如下表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
压强/KP |
101.6 |
89.7 |
85.4 |
83.3 |
82.2 |
81.] |
81.2 |
81.2 |
81.2 |
【交流表达】
(1)根据表中数据计算,改进后测得空气中氧气的体积分数是 (结果精确到0.1%)。
(2)从实验原理角度分析,图2的实验结果比图1准确度更髙的主要原因是: 。
【实验反思】
许多同学用改进前图1装置得出的结论却也与理论值相差不大,其主要原因是:
用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。
【实验步骤】
(1)按图安装好装置,检验装置气密性。
(2)在U型管中装入水(水面略低于支管口)。
(3)取下注射器,打开电源一段时间后,关闭电源。
(4)将注射器活塞推到顶后连接注射器,再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时,关闭电源。
(5)检验气体。
【实验结论】水是由 组成的。电解水的符号表达式 。
【问题讨论】
(1)实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是 。
(2)实验结束时注射器一中活塞停留在 刻度处。将该注射器带上针头,移向燃着的木条旁,推动活塞,现象是 。
(3)水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是 。