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题文

实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe 2O 3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。

[提出猜想]甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组:   

[设计实验]

方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的   (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为   

方案2:取8g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。

若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是   。实验时要先通CO再加热的目的是   

[数据处理]

等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确,则m的取值范围是      

[实验反思]

图1虚线框内的装置是用于吸收CO 2;并收集CO,请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置   (填序号)。

科目 化学   题型 解答题   难度 中等
知识点: 实验探究物质的组成成分以及含量
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绿矾(FeSO4•7H2O)是硫酸法生产太白粉的主要副产物,可用于制备Fe2O3,复印用Fe3O4粉、还原铁粉等,开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作。某研究性小组展开了系列研究。

Ⅰ制备Fe2O3

【资料一】

(1)无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体。

(2)绿矾(FeSO4•7H2O)高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物。

(3)SO2是无色有窒息性臭味的有毒气体,能使品红溶液褪色。

甲同学用如下装置制备Fe2O3并验证绿矾受热分解的其他产物;

实验过程中发现:A中有  色固体生成,B中无水硫酸铜变蓝,C中U形管内有无色晶体(SO3)析出,D中品红溶液褪色,装置E的作用是  ,绿矾高温分解的化学方程式为  

Ⅱ制备Fe3O4

乙同学模拟生产复印用Fe3O4粉的实验流程如下:

【资料二】Fe(OH)2是一种白色难溶于水的固体,在空气中易被氧化。

FeSO4溶液中加入NaOH溶液,反应的化学方程式依次为①  ,②4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3.由沉淀a获得Fe3O4的化学方程式为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3═Fe3O4+4H2O

若制取Fe(OH)2,采取的实验操作是:向盛有5mL新制FeSO4溶液的试管中加入10滴植物油,然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液(驱赶O2),胶头滴管的正确使用方法是  (填字母)。

Ⅲ制备还原铁粉

制备还原铁粉的工业流程如下:

(1)操作1的名称是  ,NH4HCO3和FeSO4溶液反应的化学方程式为  

(2)若将14.06g粗还原铁粉(假设粗还原铁粉中杂质仅含少量FexC)在氧气流中完全反应,得到0.22gCO2,将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应,得到0.48gH2(FexC与稀硫酸反应不产生H2)。试通过计算确定FexC的化学式(请写出计算过程)  

(3)粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉,纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁,同时生成一种气体。其装置如图所示:

SAP材料吸水性强,湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气。实验开始一段时间后,观察到在肥皂液中有大量的气泡产生,此气泡用火柴即能点燃,同时有肥皂泡飘到空中。生成的气体是  ,干燥的SAP材料作用是  

工业用石灰石浆吸收废气中的二氧化硫,并制取石膏(主要成分为硫酸钙).简易流程如图,主要的反应为:2CaCO 3+2SO 2+O 2═2CaSO 4+2X

(1)流程中石灰石加水制成石灰石浆的目的是   .反应中X的化学式为   ,硫元素的化合价在反应前后的变化为   

(2)减少二氧化硫的排放,主要为了   (填序号)

A、减缓温室效应 B、减少酸雨形成 C、防止破坏臭氧层

(3)按上述方法处理2000吨废气中的SO 2,至少需要含5吨碳酸钙的石灰石浆.求:废气中SO 2的质量分数.

为测定某市售碳酸钙药品中碳酸钙的质量分数(杂质为SiO2,与稀盐酸不反应),某同学的方法是:将样品与稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量,从而计算出样品中碳酸钙的质量分数.为测定生成CO2的质量,他设计了如下实验方案(已知:无水氯化钙是常见的干燥剂):

(1)按图组装好装置,检查装置气密性后,在分液漏斗中加入过量稀盐酸,并在干燥管中加入适量无水氯化钙样品,称得装置和药品的总质量为564.57g;

(2)在广口瓶中加入碳酸钙样品,称得装置和药品的总质量为574.57g;

(3)旋紧橡皮塞,打开分液漏斗旋塞,向广口瓶中滴加稀盐酸,使样品与稀盐酸完全反应;

(4)反应结束后,称得装置及装置内所有物质的总质量为570.57g

请根据上述实验回答下列问题:

(1)该方案测得样品中碳酸钙的质量分数是多少(写出解题过程,计算结果精确到0.1%)?

(2)该实验中用稀盐酸与碳酸钙样品反应,而不用浓盐酸与碳酸钙样品反应,其原因是  .若实验中不用无水氯化钙干燥,则测得样品中碳酸钙的质量分数与上述实验计算结果相比  (选填“偏小”或“不变”或“偏大”).

某同学取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,如图:

(1)塑料试剂瓶膨胀破裂的原因是  ,反应的化学方程式为  

(2)破裂后瓶内试剂会吸收空气中CO2生成CaCO3.为测定其中CaCO3的质量分数,兴取小组分别进行如下实验:

实验1:称取10.0g样品,加50.0g水溶解,搅拌、静置、过滤,将沉淀洗涤、干燥、称重.

实验2:称取10.0g样品,向其中加入足量稀盐酸,充分反应,收集产生的气体.

①根据实验1称重计算样品中CaCO3的质量分数可能偏高,原因是  

②若实验2中收集的气体为2.2g,计算样品中CaCO3的质量分数.(请写出计算过程)

空气中氧气含量测定的再认识。

【经典赏析】教材中介绍了拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分(实验装置如图1)。该实验中选择使用汞的优点有   

A.实验过程中没有污染

B.在汞槽中起到液封作用

C.生成的化合物加热分解又能得到汞和氧气

D.能将密闭装置内空气中的氧气几乎耗尽

【实验回顾】实验室常用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量(装置如图2),写出红磷燃烧的化学方程式   。兴趣小组用该方法测出的氧气含量常常远低于21%。

【提出问题】用红磷燃烧的方法为什么不能准确地测定空气中氧气的含量?

【进行猜想】(1)装置漏气;(2)   装置内氧气有剩余;…

【实验与交流】在老师的指导下,小明分别用过量的红磷和白磷进行该实验,用测氧气浓度的传感器测得反应后装置内氧气浓度分别为8.85%和3.21%,请从燃烧条件的角度回答产生上述结果的主要原因   

【实验探究1】小明根据铁生锈的原理,探究用铁能否准确测定空气中氧气的含量,于是进行了实验(装置如图3)通过7天测得的数据计算空气中氧气的含量为19.13%。

【交流与反思】与用红磷燃烧的方法相比,用铁丝生锈的方法测定的主要优点及原因:   

【实验探究2】为了加快反应速率,小明通过查阅资料,利用铁粉、炭粉、氯化钠等物质又进行了实验(装置如图4),8分钟后测得的数据如表:

实验前的体积

实验后的体积

集气瓶内空气

烧杯内蒸馏水

烧杯内剩余蒸馏水

131mL

90.0mL

63.6mL

请计算出空气中氧气含量   (计算结果保留一位小数)

【结论与反思】通过上述实验探究,选择   (填物质名称)进行实验,可较为快速地完成实验并减小实验误差。

【拓展延伸】铜也能与空气中氧气、水、二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿[铜绿的主要成分为Cu 2(OH) 2CO 3],若将图3装置中的粗铁丝换成足量的铜丝进行实验,请判断能否比较准确地测定空气中氧气的含量,并说明理由。   

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