(16分)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200°C,导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理
①已知Al4C3与硫酸反应可生成CH4,则该反应的离子方程式是______________。
②AlN溶于强酸生成铵盐,溶于氢氧化钠溶液生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
(2)实验装置(如下图所示)
(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg,滴定管的读数为amL。
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞K2、K3,打开活塞K1,通过分液漏斗加入过量____(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后,关闭活塞K1,打开活塞K3,通过分液漏斗加入过量 _______(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K2,通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为bmL,称得D装置的质量为zg。
(4)数据处理与问答
①在上述装置中,设置活塞K2的目的是__________。
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积_________(填“偏大”,“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为 ____,AlN的质量分数为_______。
某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用下图所示装置先进行了有关实验:
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请在图上把导管补充完整。
(2)实验中他们取6.4g 铜片和12mL 18mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式。
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是。
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是(填写编号)。
A.铁粉 B.氯化钡溶液 C.银粉 D.碳酸氢钠溶液
(3)为定量测定余酸的物质的量浓度,甲、乙学生进行了如下设计:
①甲同学设计方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生的SO2的量,在计算余酸的物质的量浓度。他认为测定二氧化硫的量的方法有多种,请问下列实验方案中可行的是(填写编号)。
A.将装置A产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称量
B.将装置A产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液,再加入足量氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
C.用排水法测定装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)
D.将装置A产生的气体缓缓通入足量氢氧化钡溶液,反应完全后,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
E.将装置A产生的气体缓缓通入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液,反应完全后,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
请你对不可行的方案进行分析(可以不填满):
方案序号 |
分析 |
误差(偏低或偏高) |
改变措施 |
②乙学生设计的方案是:在反应后的溶液中加蒸馏水稀释至1000mL,取20mL与锥形瓶中,滴入2~3滴甲基橙指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5),通过测出消耗氢氧化钠溶液的体积来求余酸的物质的量浓度。假定反应前后烧瓶中溶液的体积不变,你认为乙学生设计的实验方案能否求得余酸的物质的量浓度_______(填“能”或“不能”),其理由是。
(4)请再设计其他可行的实验方案,来测定余酸的物质的量浓度,简要写出操作步骤及需要测定的数据(不必计算)
。
用如图所示的装置进行制取NO实验(已知Cu与HNO3的反应是放热反应)。
(1)在检查装置的气密性后,向试管a中加入10ml 6 mol·l-1稀HNO3和1gCu片,然后立即用带导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出Cu与稀HNO3反应的化学方程式:_______________________________________________________。
(2)实验过程中通常在开始反应时反应速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于
_________________________________________________; 进行一段时间后速率
又逐渐减慢,原因是______________________________________________。
(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是_____________。
A.加热 | B.使用铜粉 | C.稀释HNO3 | D.改用浓HNO3 |
(14分)某兴趣小组的学生根据活泼金属Mg与CO2发生反应,推测活泼金属钠也能与CO2发生反应,因此实验小组用下列装置进行“钠与二氧化碳反应”的实验探究(尾气处理装置已略去)。已知:常温下,CO能使一些化合物中的金属离子还原。
例如:PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl
反应生成黑色的金属钯,此反应也可用来检测微量CO的存在。
请回答下列问题:
(1)为了使制气装置能“随开随用,随关随停”,上图A处制取CO2气体应选用的装置
是 (填写“I”、“II”或“III”),其离子方程式是 ,。装置B、C中应盛放的试剂分别是 。
(2)观察实验装置图可知Na与CO2反应的条件是 ,检查装置的气密性完好并装入药品后,在点燃酒精喷灯前,必须进行的操作是 ,待装置E 中出现 现象时,再点燃酒精喷灯。
(3)假设CO2气体为足量,在实验过程中分别产生以下①、②两种不同情况,请回答问题:
①若装置F中溶液无明显变化,装置D中生成两种固体物质,取少量固体生成物与盐酸反应后,有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
②若装置F中有黑色沉淀生成,装置D中只生成一种固体物质,取少量该固体与盐酸反应后,也有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式是 。
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(4)请判断②中D装置生成固体的成分是钠的正盐还是酸式盐?请用文字简要说明理由。
(12分)非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D,已知D为强酸,请回答下列问题:
(1)若A在常温下为固体,B是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。
① D的化学式是 。
②在工业生产中B气体的大量排放被雨水吸收后形成了 而污染了环境。
(2)若A在常温下为气体,C是红棕色的气体
①A、C的化学式分别是:A C 。
②D的浓溶液在常温下可与铜反应并生成C气体,请写出该反应的化学方程式 。
该反应 (填“属于”、“不属于”)氧化还原反应。
(13分)某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中发生反应的化学方程式:2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O
【实验探究】
(1)A中的反应 (填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)A装置还可用于制取气体 (只填一种)
(3)若有10.7gNH4Cl固体,最多可制取NH3(标准状况)的体积是 L(NH4C1的摩尔质量为 53.5g·mol-1)。
(4)实验室收集氨气的方法是
(5)C、D装置中颜色会发生变化的是 (填“C”或“D”)
(6)当实验进行一段时间后,挤压E装置中的胶头滴管,滴人1-2滴浓盐酸,可观察到的现象是 。
(7)为防止过量氨气造成空气污染,需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置,合适的装置是 (填“F”或“G”)。
【知识拓展】
(8)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量[化学方程式为CaO+H2O==Ca(OH)2]。实验室利用此原理,往生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。你认为生石灰可用下列 物质代替(填序号)。
A.碱石灰(NaOH与CaO的固体混合物) B.NaOH固体
C.硫酸溶液 D.石灰石(含CaCO3)
【知识应用】
(9)2010年11月9日晚,我省宁德市一冷冻厂发生氨气泄漏事件,500多居民深夜大转移。假如你在现场,你会采用什么自救为法? 。