下图所示为实验室常用的实验装置:
(1)写出下列仪器名称:a ;b 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置和收集装置是 (填装置的字母代号),化学方程式 ,实验室制取二氧化碳的原料是 ,化学方程式 ,用D装置收集气体时集满的实验现象是 ,
(3)若用E装置收集氢气,则氢气应从 口通入(填c或d)。
(4)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,在水面上放一层植物油的目的是 。
(5)装置C相对于装置B在操作方面的优势为: 。
(6)某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止。为此该小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
[实验一] 选择合适浓度的硫酸
操作:在28℃时,分别用装有5mL不同浓度硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
硫酸浓度 |
15% |
20% |
25% |
30% |
35% |
气体体积/mL |
35 |
47 |
55 |
51 |
42 |
[实验二] 选择合适的反应温度
操作:往盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 |
A |
B |
C |
D |
E |
温度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
现象和 比较 |
有少量气泡 |
气泡比A号试管多 |
气泡明显比B号试管多 |
大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 |
反应激烈,迅速产生大量气体 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
①稀硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为 ,因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是 。
②在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为 ℃。
③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加 操作,更有利于气体的制备。
④该研究小组为了研究 对该反应速率的影响,在28℃进行了如下实验。
试管编号 |
A |
B |
试管内药品 |
1g块状大理石与5mL25%稀硫酸 |
1g细小颗粒大理石与5mL25%稀硫酸 |
现象和比较 |
有少量气泡 |
迅速产生较多气泡 |
根据上述实验研究,你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中,最佳选用 (填编号) .
某化学课外活动小组在实验室配制石灰水时,因发现烧杯底部有固体未溶解,对熟石灰样品的主要成分进行了探究。请你参与讨论并完成实验报告。
【提出问题】针对该熟石灰样品的成分,同学们展开了讨论,小明认为溶解后剩余固体为变质后的难溶性物质,变质的化学方程式为_________________。小华同学不同意他的判断,你认为小华同学的理由是_______________。
【进行猜想】猜想一:熟石灰样品成分是Ca(OH)2;
猜想二:熟石灰样品成分是CaCO3;
猜想三:你认为熟石灰样品成分还可能是_____________。
【实验与结论】请你通过实验验证你的猜想:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取小烧杯中的物质进行_______(填操作名称),得到固体和液体。 |
猜想三正确 |
|
②向①所得液体中加入适量______溶液。 |
溶液变红 |
|
③向①所得固体中加入适量稀盐酸。 |
__________ |
【拓展与应用】
(1)小组同学反思了熟石灰变质的原因,在初中化学我们所学过的物质中还有_____(举一例)等也具有这样的性质,认识到这两种物质都应________保存。
(2)小明想测定样品中Ca(OH)2的质量分数,称取上述0.5g样品,加足量水使之充分溶解,搅拌过滤后,在滤液中加入10%盐酸溶液,加入盐酸溶液的质量和溶液的pH关系见下表。
加入盐酸溶液的质量/g |
0 |
2.5 |
3.65 |
6 |
溶液的pH |
12 |
11 |
7 |
2 |
①当pH=2时,溶液中所含的溶质是________(写化学式)。
②求样品中Ca(OH)2的质量分数。(写出计算过程
如图所示的仪器和装置,可用于实验室制取氧气,请回答有关问题:
(1)用高锰酸钾制取氧气,该反应的化学方程式是_________,其气体发生装置可选择上图中的________(填标号)组合。仪器E的名称_______。搭好制取气体装置后,加药品前一定要进行的操作是_________。
(2)实验室也可以用双氧水来制取氧气,实验时还需加入少量二氧化锰,其作用是____。现要配制100g溶质质量分数为6%的双氧水溶液,需要30%的双氧水溶液(密度为1.1g▪mL-1)_____mL(保留的小数位数应符合量筒精确度要求),需要加入水的体积为______mL。
(3)在量取水的操作中,当水面接近所需刻度时,应改用_____(填标号)加水至所需刻度。将配制好的溶液装入试剂瓶中,贴好标签。
(4)用F装置来收集氧气时,若______,说明集气瓶内的氧气已收集满,接下来的操作是:从集气瓶中移出导气管,_______,然后将集气瓶移出水面,正放在桌面上。
黄铁矿(主要成分为FeS2,杂质不含硫元素)是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS2含量进行了如下的实验探究(假设每步反应均完全)。
【查阅资料】①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
【实验探究】
Ⅰ. 称取1.60g黄铁矿样品放入下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。
Ⅱ. 反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:
【问题讨论】
(1)Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是。
【含量测定】
(2)Ⅱ中最终得到的4.66g固体是(填物质的名称或化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数。(请写出计算过程)
【交流反思】
(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是。
【拓展应用】
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示:
(6)接触室中发生反应的化学方程式为。化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸,但在实验中常需要用到较稀的硫酸。要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸,需要水的质量是g。硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途。
(7)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是(填字母)。
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 |
B.催化剂能够提高SO2的反应速率和产量 |
C.SO2可做为生产硫酸的原料循环再利用 |
D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 |
某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
(1)下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入(填序号)。
(2)普通干电池的构造示意图如图。
①电池中的石墨表现出优良的性;石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是不同。
②普通干电池使用时化学能转化为能;
(3)小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验:
[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是,操作②的名称是。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时(如图③所示),会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;再将灼烧所得残渣进行操作④时,试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,写出操作④中反应的化学方程式。
由此得出结论:滤渣中除含有MnO2外,还含有黑色粉末。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH4Cl,还是ZnCl2?
操作1:取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管,并加热。未能闻到明显的刺激性气味,但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间,试纸变蓝色。
操作2:向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入,观察到。
实验结论:该滤液中仅含有少量的NH4Cl,主要成分是ZnCl2。
(4)如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时,H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH(填“变大”、“变小”、“不变”)。
某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题,进行了如下探究,请同学们一起参与此次探究之旅。
(1)探究一:判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和?
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究:
方案 设计者 |
方案步骤 |
方案预估现象 |
方案 预估结论 |
小亮 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡 |
酚酞试液 不变色 |
恰好完全中和 |
小丽 |
用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 |
pH=7 |
恰好完全中和 |
小林 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液 |
有白色沉淀生产 |
盐酸过量,没有完全中和 |
【方案评价】请判断以上设计的三个方案中,同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因。
(2)探究二:氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后,所得溶液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】小亮猜想:溶质有NaCl、HCl、NaOH;小丽猜想:溶质只有NaCl;
小林猜想:溶质有NaCl、HCl;你的猜想:溶质有(填化学式)。
小丽认为小亮的猜想是错误的,她的理由是 。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取反应后的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液 |
小林猜想正确 |
|
有蓝色沉淀生成 |
你的猜想正确 |