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 。
常温下,铁在潮湿的空气中容易生锈,产物主要为Fe2O3•nH2O;铁丝在氧气中燃烧,产物为黑色Fe3O4.
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时,是否与空气中氧气发生反应?产物是什么?
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种:FeO、Fe2O3、Fe3O4,其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色,FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置,检查★。向试管内加入铁粉,针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中,活塞发生移动。停止加热后,活塞逐渐向左移动,最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末,发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸,发现有气泡产生,溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内,发现有气泡产生,溶液变为浅绿色。经检验,步骤④、⑤产生的气体相同。
【实验结论与反思】
(1)步骤①中“★”处应填: 。
(2)步骤④、⑤中产生的气体是 。
(3)本实验探究的结论是:铁粉在空气中用酒精灯加热时,与空气中氧气发生反应,产物是 。
(4)结合已学知识和本次探究分析可得,铁与氧气反应的产物受反应温度,氧气的 等因素影响。
为研究“不同物质在敞口容器久置后的质量变化”,某科学兴趣小组将10.00克下列物质分别盛放于相同的烧杯中,将它们敞口放置在恒温实验室。一段时间后测得烧杯中物质减小的质量情况见下表。
放置时间 (小时) |
烧杯中物质减小的质量(克) |
|||
水 |
饱和氯化钠溶液 |
饱和硝酸钾溶液 |
7.3%的稀盐酸 |
|
24 |
1.85 |
0.61 |
0.72 |
1.35 |
48 |
3.70 |
? |
1.44 |
2.80 |
请回答:
(1)表格中“?”的值是 克;
(2)与原饱和硝酸钾溶液相比较,敞口放置24小时的硝酸钾溶液溶质质量分数 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)分析上表中水、饱和硝酸钾溶液和稀盐酸敞口放置后的质量减小程度随时间变化不一样,为进一步研究稀盐酸在敞口容器久置后的溶质质量分数变化,小丽进行了下列操作:取敞口放置时间48小时的稀盐酸5.00克于锥形瓶中,滴入两滴指示剂,用溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液逐滴滴入稀盐酸中,至恰好完全反应,共消耗了5.50克氢氧化钠溶液。
通过计算,确定敞口放置48小时的稀盐酸溶质质量分数是“变大”、“变小”还是“不变”?并对变化的原因作出解释。
为研究“不同物质在敞口容器久置后的质量变化”,某科学兴趣小组将10.00克下列物质分别盛放于相同的烧杯中,将它们敞口放置在恒温实验室。一段时间后测得烧杯中物质减小的质量情况见下表。
放置时间 (小时) |
烧杯中物质减小的质量(克) |
|||
水 |
饱和氯化钠溶液 |
饱和硝酸钾溶液 |
7.3%的稀盐酸 |
|
24 |
1.85 |
0.61 |
0.72 |
1.35 |
48 |
3.70 |
? |
1.44 |
2.80 |
请回答:
(1)表格中“?”的值是 克;
(2)与原饱和硝酸钾溶液相比较,敞口放置24小时的硝酸钾溶液溶质质量分数 (填“变大”“变小”或“不变”);
(3)分析上表中水、饱和硝酸钾溶液和稀盐酸敞口放置后的质量减小程度随时间变化不一样,为进一步研究稀盐酸在敞口容器久置后的溶质质量分数变化,小丽进行了下列操作:取敞口放置时间48小时的稀盐酸5.00克于锥形瓶中,滴入两滴指示剂,用溶质质量分数为8%的氢氧化钠溶液逐滴滴入稀盐酸中,至恰好完全反应,共消耗了5.50克氢氧化钠溶液。
通过计算,确定敞口放置48小时的稀盐酸溶质质量分数是“变大”、“变小”还是“不变”?并对变化的原因作出解释。
实验室里有一瓶氢氧化钙粉末由于较长时间敞口放置,已部分变质为碳酸钙。某课外兴趣小组为测定该瓶粉末中碳酸钙的质量分数,进行实验操作、数据收集和计算。
(1)配制稀盐酸:配制500克7.3%的稀盐酸,需要36.5%的浓盐酸 克。
(2)抽样测定:将瓶中粉末搅拌均匀后称取20克样品放入烧杯并置于电子秤上,再加入足量稀盐酸充分反应,总质量与反应时间的关系如下表所示:
反应时间/秒 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
总质量/克 |
310.0 |
309.6 |
308.6 |
307.8 |
307.8 |
完全反应后,生成的CO 2气体的质量为 克
(3)计算出该样品中CaCO 3的质量分数(要有计算过程)。
(4)经过分析讨论,同学们觉得这样测得的结果有可能偏大,原因是 (指出一点即可)
工业合成氨的相关反应式为:N2+3H2 2NH3
(1)合成氨的原料气中可以通过分离空气直接得到的是 。
(2)当前,原料气H2可用天然气来制取,理论上每生产1吨H2会同时产生5.5吨CO2,有科学家正在研究一种不生成CO2的新方法来制取原料气H2.若需要合成8.5万吨氨,改用新方法制取原料气H2可以减少排放多少万吨CO2?