小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取 毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的 毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为 毫升。
说明:① 、 、 都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。
③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器,获取 毫升教室内空气的具体操作是 。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 。(用 、 、 表示)
(3)小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
在钢铁工业推进碳减排、碳捕集的过程中,化学发挥了重要作用。
(1)“焦炭炼钢”是先将铁精矿(Fe2O3)和焦炭同时加入高炉,鼓入热空气,充分反应后得到生铁,再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。
①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下, 夺取了Fe2O3里的氧将铁还原出来。
②某钢铁厂每年需要向高炉中加入120万吨的焦炭,若加入的焦炭全部转化为CO2,则该钢铁厂每年排放CO2的质量为 万吨。
(2)为了实现CO2的捕集利用,我国研制出一种多功能复合催化剂(含NaFe3O4),能将CO2转化为汽油,转化步骤如下:
CO2CO
(CH2)n
汽油
①步骤Ⅰ除生成CO外,还生成另一种氧化物。该氧化物的化学式是 。
②下列说法错误的是 (填字母)。
a.所得汽油中含有C、H两种元素
b.NaFe3O4中O为﹣2价,Fe为+3价
c.上述转化不仅有利于CO2减排,还可以减轻人类对化石能源的需求
(3)一种以“氢能炼钢”替代“焦炭炼钢”的工艺流程如图所示。
①高温下,用H2炼铁时反应的化学方程式为 。
②跟“焦炭炼钢”工艺相比,“氢能炼钢”的主要优点有 。
③从物质组成的角度,说明向炼钢炉中加入废钢的目的: 。
过氧乙酸(CH3COOOH)作为一种消毒剂,在新冠防疫中发挥了重要作用。
(1)组成。下列关于过氧乙酸的说法,正确的是 (填字母)。
a.属于有机物
b.H、O原子个数比为2:1
c.碳元素的质量分数最大
(2)变化。过氧乙酸不稳定,能分解为乙酸(CH3COOH)和氧气。写出该反应的化学方程式: 。
(3)制备。实验室中用如图1所示装置制备过氧乙酸,反应原理为CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O。
①浓硫酸的作用是 。
②该反应须控制在40℃左右进行,可用 对三颈烧瓶进行加热。
(4)拓展。除过氧乙酸外,NaClO等含氯消毒剂也可有效灭活新冠病毒。利用如图2所示装置电解饱和NaCl溶液可制取少量NaClO消毒液。电解过程中,a极区生成Cl2,b极区生成气体单质M和NaOH。
①气体M具有可燃性,其化学式为 。
②Cl2与NaOH反应生成NaClO、NaCl和H2O,该反应的化学方程式为 。
根据如图回答问题。
(1)标号为a的仪器名称是 。
(2)实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,应选择的气体发生装置是 ,该反应的化学方程式为 。
(3)若选择装置B和C组合制取某种干燥的气体,能够完成的实验是 。
①氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气
②锌粒与稀硫酸反应制取氢气
③大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
我国著名的化学家侯德榜发明了制纯碱的方法被称为侯氏制碱法,其部分流程如图所示:
(1)NH3中氮元素的化合价为 价;
(2)通入CO2发生反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+X═NaHCO3↓+NH4Cl,其中X的化学式为 ;
(3)在制纯碱过程中得到的NH4Cl常用来作化肥,该化肥属于 ;
A.氮肥
B.磷肥
C.钾肥
D.复合肥
(4)将制得的碳酸氢钠固体加热分解,生成纯碱,二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式 。
含有镁的合金广泛应用于航空航天领域,回答下列问题:
(1)取少量光亮的镁条于试管中,向其中加入稀盐酸,观察到 的现象可推断二者发生了化学反应。
(2)若验证镁与稀盐酸反应后的溶液中有盐酸剩余,下列实验设计可行的是 。
A.取生锈的铁钉于试管中,加入反应后的溶液
B.取少量反应后的溶液于试管中,滴加AgNO3溶液
C.取少量反应后的溶液于试管中,滴加稀氢氧化钠溶液
(3)向镁条中加入过量稀盐酸,完全反应后,再加入过量氢氧化钠溶液,生成5.8g氢氧化镁沉淀。
①写出加入氢氧化钠溶液时,生成氢氧化镁沉淀的化学方程式 ;
②计算镁条与稀盐酸完全反应后生成MgCl2的质量为 g。