我市覃塘区石灰石资源丰富,某石灰厂为了测定某石灰石样品中CaCO3的质量分数,往盛有300g稀盐酸的烧杯中依次加入粉碎后的石灰石样品(杂质不与盐酸反应),充分反应后,实验数据记录如表:
实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
石灰石样品/g |
25 |
15 |
10 |
烧杯中物质总质量/g |
316.2 |
326.8 |
m |
请回答:
(1)CaCO3中钙、碳、氧三种元素的质量比为 ;(写最简比)
(2)表中m= ;
(3)所用稀盐酸的溶质质量分数为 ;
(4)求该石灰石样品中CaCO3的质量分数。(写出计算过程)
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。 。