某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。现行高中化学教材(必修加选修)中对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
- |
I.(1)某同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?答:_________________(填“合理”或“不合理)
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是______________,反应的离子方程式为_________________________________。
(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是____________(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
II.实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入8mol·L-1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。
试回答下列问题:
(1)写出图中各段 反应的离子方程式:O~C___________________E~F段______________;
(2)上述现象说明溶液中_________________结合OH-的能力比_______强(填离子符号)。
(3) B与A的差值为_________mol。B点对应的沉淀的物质的量为________mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为___________mL
(4)为测定熔融物各成分的质量分数,有下列几种方案,其中正确的是______________。比较好的是_________。
A.熔融物的质量(m)和用NaOH处理该熔融物后溶液增加的质量(n);
B.熔融物用NaOH处理该熔融物后增加的质量(n)与产生的标准状况下气体的体积(V);
C.熔融物的质量(m)和用稀硫酸处理该熔融物后产生的标准状况下气体的体积(V);
某研究性学习小组对双氧水开展如下研究。
(1)图1中仪器①的名称,该装置中发生的化学方程式为
。图1装置也可以用于实验室制气体(只填一种即可)
(2)小杨同学将MnO2与水泥按一定比例加水混合、凝固,制作成小块状固体,加入图2装置中制氧气,以方便实验结束回收二氧化锰。实验前检查该装置气密性的方法是:
打开旋塞,从长颈漏斗口注水至,关闭旋塞,继续注水,使漏斗中液面略高于试管中液面,一段时间后,高度差不变,说明气密性良好。其中块状固体应放置在处(填“A”或“B”)
(3)利用图2装置反应一段时间后,需停止反应,其操作是。
(4)Cu与稀硫酸不能直接反应,但滴加H2O2溶液并加热,能生成水和一种蓝色溶液。则该反应的化学方程式为。
欲用质量分数为98%的浓硫酸(ρ=1.84g/cm3)配制浓度为0.5mol/L的稀硫酸500mL。
简要回答下列问题:
(1)量取所需浓硫酸的体积为_____________mL。
(2)如果实验室有15 mL、 20mL、 50mL的量筒,应选用_________mL的量筒最好,量取时发现量筒不干净,用水洗净后直接量取,使结果浓度_______(填“偏高”“偏低”“无影响”)
(3)下面是某学生的操作过程:
a.检查容量瓶是否漏水;
b.用(2)中选择的量筒量取浓硫酸;
c.将浓硫酸倒入另一个盛有适量蒸馏水的量筒中稀释,并冷却到室温;
d.用玻璃棒引流,将稀释后的硫酸倒入500 mL的容量瓶;
e.轻轻摇动容量瓶,使瓶内液体混合均匀,再向容量瓶中加水至离刻度线1 cm~2 cm;
f.用胶头滴管加水至凹液面底部与刻度线相切,摇匀;
g.在容量瓶上贴上标签待用。
按照通常的配制要求,指出其中缺少或操作的错误,并补充或改正(有几项填几项,若空格不够可以补加)。
①________________________________________________________;
②________________________________________________________;
③________________________________________________________;
④________________________________________________________;
⑤_________________________________________________________。
如图所示a、b、c、d分别是几种常见漏斗的上部,A、B、C、D是实际操作中各漏斗的下部插入容器中的示意图,请指出A、B、C、D分别与a、b、c、d相匹配的组合及其组合后装置在实验中的应用,例如:C和a组合,用于制取气体。
① A与组合,用于,
② B与组合,用于,
③ B与组合,用于,
④ D与组合,用于,
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
⑴实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学方程式
、。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇催化反应是反应。
⑵甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是;乙的作用是。
⑶反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是、、
。集气瓶中收集到的气体的主要成分是。
⑷若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有。要除去该物质,可现在混合液中加入(填写字母)。
a.氯化钠溶液 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
然后,再通过 (填实验操作名称)即可得到乙醛。
⑸图中丙处导管应倾斜的原因是。
⑹本实验中若不鼓入空气,其他操作不变,乙处试管内也得到了乙醛,则发生的化学方程式为。
晶体硅是一种重要的非金属材料。制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1000~1100°C反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①制备粗硅的化学方程式为__________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0°C)中含有少量SiCl4(沸点57.6°C)和HCl(沸点84.7°C),提纯SiHCl3的方法为__________________________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去):
①装置B中的试剂是________,装置C中的烧瓶需要加热,其目的是__________________。
②装置D中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及______________________________。