实验室获取氮气有很多种途径,常见的有3种方法。
方法一:将氨气(NH3)通过赤热的装有氧化铜的玻璃管,生成铜、氮气和水蒸气,除去水蒸气后测得氮气的密度为1.2508g/L。
方法二:将空气通过灼热的铜,得到较纯净的氮气和氧化铜粉末,测得该气体的密度为1.2572g/L。 进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置)。
为保证所得氮气尽可能纯净,除了使用铜外,还可以向装置 (选填装置编号)中加入 (填名称)以除去其它杂质气体。
方法三:将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的饱和溶液加热,氮元素全部转化为氮气。下图是实验室用这种方法制N2,并测定生成N2体积的装置(部分装置略去),请回答相关问题。
【查阅资料】
(1)NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O (此反应会放出大量的热);
(2)B部分中冰盐是冷凝作用
【实验探究】
① ;
②20℃时,取含溶质0.21g饱和NH4Cl溶液放入烧瓶,连接装置;
③调节水准管,使其与量气管中液面相平,记录量气管中水面读数为12.0mL;
④打开分液漏斗活塞,逐滴滴入饱和NaNO2溶液,加热至反应发生,移走酒精灯;
⑤烧瓶中不再产生气泡时,关闭活塞;
⑥待冷却至室温,调节两边液面高度相平,记录量气管中水面读数为100.0mL;
⑦处理剩余药品,整理实验台。
【实验分析及数据处理】
(1)加入药品前必须进行的实验①是 ;
(2)步骤④中,移走酒精灯的目的是 ;
(3)计算生成氮气的质量和密度。(4分,计算过程中以及最终数据均保留2位小数)
【解释与结论】
1892年,英国科学家瑞利(Rayleigh)发现,采用方法二得到的氮气在相同条件下比其他方法得到的纯氮气密度总是偏大5‰左右。若实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥,请解释产生这一现象的原因
是 (已知:相同条件下,气体的相对分子质量越大,密度就越大)
【反思与评价】
(1)装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是
A.防止NaNO2饱和溶液蒸发 B.保证实验装置不漏气
C.使NaNO2饱和溶液顺利滴下 D.防止溶液冲入U形管
(2)科学家瑞利仅仅是从小数点第三位数的差别,发现了新物质。这启示我们在今后的学习和生活中要学习科学家的 .
A.严谨求实的科学态度和敢于怀疑的批判精神
B.科学研究中遇到疑惑就趁早放弃,不要浪费时间
C.不能因为微小的差异而放过一次成功的机会
D.要相信权威,权威一定是正确的
(每空2分,共14分)氢化钙(CaH2)固体是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂。某化学小组的同学在老师的指导下制备氢化钙。
【查阅资料】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得。
氢化钙要密封保存,遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气,并放出大量的热。
标准状况下氢气的密度为0.09g/L。
【进行实验】
小组同学设计的制取装置如下图所示(固定装置略)。
回答下列问题:
(1)写出A中发生反应的化学方程式。
(2)B、D中所盛试剂相同,该试剂为,其作用分别是、。
(3)实验时先打开A中活塞,一段时间后,再点燃C中酒精灯,其目的是
。
(4)装置C中制取氢化钙的化学方程式是。
【实验反思】小组同学通过反思提出问题:上述制得的氢化钙是否纯净?
【样品成分的猜想】通过上述方法制得的氢化钙样品的成分有下列两种猜想:
他们按照下图所示装置进行检验。
【设计实验】若所加入的氢化钙样品质量为2.1 g,请验证该氢化钙样品是否纯净?
(要求操作、数据和结论)。
某校化学兴趣小组同学对质量守恒定律进行实验探究,甲组同学用在空气中燃烧镁带的实验来探究,乙组同学用图二进行探究。回答下列问题:
(1)甲组同学待镁条燃烧后,称量留在石棉网上固体的质量。发现比反应前镁条的质量要轻。请你分析其中的原因可能是。经过分析后,该组同学在燃烧的镁条上方罩上罩,使夹持的镁条完全燃烧并使生成物全部收集起来称量,则称得的质量和原镁条质量比(填“相等”或“变大”或“变小”),请你解释原因:。
(2)碳酸钠与盐酸反应的化学方程式为。乙组同学实验现象是:天平(填“保持平衡”或“向左偏转”或“向右偏转”)
(3)通过以上两个实验,你获得的启示是。
某同学家中有一袋化肥,可能混入了其他化肥,且化肥包装袋上字迹模糊。该同学进行了如下探究,请你参与探究并填空:
【提出问题】该化肥中含有什么物质?
【收集信息】经询问得知,该化肥可能为铵态氮肥。
【提出猜想】该化肥所含的阴离子可能是Cl- 、CO32- 、SO42-中的一种或几种。
【实验、记录与分析】
实验操作步骤 |
实验现象 |
实验分析 |
(1)取少量该化肥样品和少量熟石灰放在研钵中混合研磨 |
含有铵根离子 |
|
(2)另取少量该化肥样品于试管中,加入适量的水完全溶解,滴加足量的硝酸钡溶液,再滴加稀硝酸,过滤。 |
产生白色沉淀,沉淀不溶解 |
没有存在 |
(3)取(2)所得滤液少量于试管中,滴加 |
有Cl- |
【实验结论】若该化肥中只含有一种阳离子,则其中一定含有的物质是
(写化学式)。
2013年12月2日,我国“嫦娥三号”探测器由长征三号运载火箭发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。“玉兔”月球车底盘和车轮由铝合金材料制成。看见玉兔车金灿灿的车身后,小聪同学想到家里新换的水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,请你一同参加。
(1)【知识回放】
金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Ag Pt Au。请你在横线上填写对应金属的元素符号。
(2)【作出猜想】
猜想1.Cr>Fe>Cu;猜想2.Fe>Cu >Cr;猜想3.你的猜想是 ____。
【查阅资料】
① 铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
② 铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
(3)【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸。
实验 |
试管1 |
试管2 |
试管3 |
实验 操作 |
![]() |
![]() |
![]() |
实验 现象 |
铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色 |
铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色 |
______ |
(4)【结论与解释】
小聪得到的结论是:猜想正确。
(5)【知识运用】
将铬片投入FeSO4溶液中,反应(填“能”或 “不能”)进行。若能进行,请你写出反应的化学方程式 ________________。
如图所示为实验室中常见的气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器。试根据题目要求,回答下列问题:
(1) 欲在实验室中制备并收集干燥的氧气。
① 所选仪器的连接顺序为(填写仪器序号字母)。
②仪器A中,发生反应的化学方程式为。
(2) 欲用足量纯净的一氧化碳气体测定某不纯氧化铁样品的纯度 (杂质不反应),并验证反应中气体生成物的性质。所选仪器的连接顺序为:纯净的一氧化碳气体 →D→B→C。
①仪器C的作用是。
②仪器D中发生的化学反应方程式为
③反应完全后,计算氧化铁样品的纯度时,小强同学认为“仪器D中减少的质量等于仪器B中增加的质量”。小丽同学通过称量发现二者质量并不相等。请你分析写出仪器D中减少的是 ________的质量,而仪器B中增加的是 _________的质量。