如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置,连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选装置的连接顺序为 (从左至右填写装置序号字母)。
②制取氧气所发生反应的化学方程式为 。
③下列有关氧气制取和性质的叙述中,不正确的是 (填写序号A、B、C,D之一)
A.实验室制氧气时,应先加入药品,再检査装置的气密性
B.在此反应前后,二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变
C.铁丝在纯氧中剧烈燃烧时,火星四射,生成黑色固体
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
(2)用干燥纯净的氧气对纤维素的组成进行分析探究实验(资料显示纤维素只含C、H、O三种元素)。所选装置按“氧气→D→A→C→碱石灰干燥管”的顺序连接(实验前检验装置的气密性,假设所发生的化学反应都完全充分进行)。装置D的玻璃管中放入纤维素试样的质量为wg,充分反应后,测得装置A的质量增加ag,装置C的质量增加bg,则纤维素中碳元素的质量分数为 (计算结果用含字母的代数式表示)。
若实验中使用的氧气未干燥,这样测算出的纤维素中碳元素与氢元素的质量比与实际值比较将 (填“偏大”“偏小”“基本一致”“无法确定”之一)
xy1212为浓硫酸洗气瓶,实验前检验装置的气密性,假设所发生的化学反应都充分反应)。进行实验并记录实验数据,如下表所示:
装置编号 |
1中浓硫酸 |
D中玻璃管内固体 |
C中溶液 |
反应前质量 |
150g |
14.4g |
200g |
反应后质量 |
152.7g |
11.2g |
213.2g |
xy中x:y= (填写最简整数比)。
②从环保角度考虑,该实验方案设计还存在不完善之处,你的具体改进方案是 。
铁合金是生产生活中使用最广泛的金属材料,但铁制品容易被腐蚀而在表面生成红褐色的铁锈。为探究铁制品锈蚀的条件,寻找防止铁制品锈蚀的方法,现进行如下实验:
步骤1:利用如 图所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,将导管a、b处的止水夹k1、k2夹紧。
步骤2:一段时间后,观察U形管内三处铁丝表面的变化情况。
回答下列问题:
(1)步骤1中,检验U形管内已充满O2的方法是 。
(2)步骤2中,观察到①处没有明显变化,说明铁制品锈蚀的条件之一是需要有 (填化学式),②处可能观察到的现象是 ,③处没有明显变化,说明纯铁的抗腐蚀能力较 (填“强”或“弱”)。
(3)待U形管内有明显现象后,将b导管插入水中,打开止水夹k2,观察到 现象,说明该条件下铁制品锈蚀过程消耗了O2。
(4)通过上述实验现象,请你提出一种防止铁制品锈蚀的方法(不包括制造纯铁): 。
某化学拓展课堂的主题是:探秘氯化钠样品。
主题Ⅰ:探究氯化钠样品中杂质的成分
已知所提供的氯化钠样品中,可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。甲同学的实验探究过程记录如下:
根据以上实验信息,甲同学得出结论:此氯化钠样品中含有的杂质是硫酸钠。
[实验分析]
(1)步骤①中加入适量NaOH溶液的目的是 。
(2)乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸,你是否同意他的观点? (选填“同意”或“不同意”),请说明原因 。
主题Ⅱ:测定氯化钠样品中氯化钠的质量分数
确定了氯化钠样品中杂质的成分后,甲同学对样品中氯化钠的质量分数进行测定。称取20.0g氯化钠样品于烧杯中,加足量的水充分溶解,再向其中加入氯化钡溶液至不再产生沉淀为止,沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量,其质量为2.33g。请计算该样品中氯化钠的质量分数。(写出计算步骤,计算结果精确到0.1%)
氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域,其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是 BaCO3)制备氯化钡晶体。某实验小组模拟工业上制备氯化钡晶体的流程,设计了实验室中制备氯化钡晶体的方案,实验流程如图所示。(该毒重石样品所含杂质难溶于水,不与酸反应。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(2)滤液Ⅱ是 30℃时氯化钡的 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
(3)关于上述实验方案的相关内容,下列说法不正确的是 (选填字母序号)。
A、氯化钡是一种有毒的物质,使用时应注意安全
B、该实验流程中得到的副产品二氧化碳是重要的化工原料
C、可用重晶石(主要成分是硫酸钡)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体
D、步骤②将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少 Ba2+环境的污染
(4)某同学提出,步骤③将滤液Ⅰ浓缩时会产生气体污染物,其化学式为 。为防止污染,需要对滤液Ⅰ处理后再浓缩。简述处理滤液Ⅰ的方法: 。
某兴趣小组在实验室中探究氢氧化钾的性质,请你参与他们的探究。
[实验过程与分析]
实验一 |
实验二 |
实验三 |
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实验操作 |
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实验现象 |
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无明显现象 |
实验结论 |
氢氧化钾能与硫酸铜发 生反应 |
氢氧化钾能与氯化铵发 生反应 |
氢氧化钾不能与硫酸 发生反应 |
[实验反思与拓展]
①某同学认为实验三的结论不正确。他改进了该实验方案,借助于酸碱指示剂,通过明显的现象证明氢氧化钾能与硫酸发生反应。简述他的实验方案: (写出操作方法和现象)。
②对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验 的方法来证明物质间发生了化学反应。
某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质。称取该样品22.8g,加入到盛有一定质量稀盐酸的烧杯中,碳酸钠与稀盐酸恰好完全反应,气体完全逸出,得到不饱和NaCl溶液。反应过程中测得烧杯内混合物的质量(m)与反应时间(t)关系如图所示。试回答:
(1)生成CO2的质量 。
(2)22.8g样品中氯化钠的质量为 。
(3)计算所得溶液中溶质的质量分数。(写岀解题过程,计算结果精确到0.1%)