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碳铵是一种较常使用的化肥,它在常温下易分解。某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问,进行了如下探究。
【定性实验】检验溶液中的阴、阳离子。
取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成。再另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色。
(1)根据实验现象,推测碳铵中所含有阴离子可能是        
(2)据实验现象,碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是           
【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。
该兴趣小组准确称取ag碳铵,加热使之分解,并把产物通入碱石灰中,如下图所示。

(1)碳铵固体应放在     中进行加热。

A.试管 B.蒸发皿 C.烧瓶 D.坩埚
(2)从安全的角度考虑,尾气处理的装置可以选用      

                     A          B             C     D
(3)若灼烧后没有固体残余,称量U形管在实验前后的质量差为bg。由此测得N元素的质量是 g。
(4)为了测定碳铵中碳元素的质量,他们设计的实验方案是将ag碳铵完全溶解于水,加入过量BaCl2,然后测定生成沉淀质量。请你评价该方案是否合理。       (填“合理”“不合理”),理由是                                            


【定性实验】(1)HCO3、CO32    (各1分,共2分)
(2)NH4+OH=NH3↑+H2O; HCO3+OH=CO32+H2O
(或NH4+HCO3+2OH=NH3+CO32+2H2O)    (2分)
【定量实验】(1)A  (2分)(2)A   (2分) (3) (a-b)    (2分)
(4)本小题属于开放性试题,若考生回答“合理”或“不合理”且理由能做出相应解释,可酌情给分(3分)。例如:考生回答
①不合理,因为碳铵中可能含有HCO3,不能与BaCl2产生沉淀,所测得碳元素质量分数不准确。
②合理,因为碳铵中只含有CO32,加入BaCl2能完全生成沉淀,可准确测得碳元素的质量”。
③不合理;测得的结果不准确。

解析试题分析:【定性实验】(1)取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成,这说明该气体应该是二氧化碳,所以碳铵中所含有阴离子可能是HCO3、CO32
(2)另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色,这说明该气体是氨气,所以碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能是NH4+OH=NH3↑+H2O;HCO3+OH=CO32+H2O或NH4+HCO3+2OH=NH3+CO32+2H2O。
【定量实验】(1)固体灼烧应该放在坩埚或试管中进行,由于需要测量生成的气体,因此应该放在试管中,答案选A。
(2)尾气主要是氨气,氨气极易溶于水,直接通入中水中吸收容易引起液体倒吸,选项BC容易倒吸,D不符合吸收要求,所以答案选A。
(3)碱石灰吸收的是水和二氧化碳,U形管增加的质量就是水和二氧化碳的质量,则根据原子守恒可知,固体灼烧放出氨气的质量是(a-b)g,所以根据氮原子守恒可知N元素的质量是 (a-b)。
(4)能和氯化钡反应的是碳酸盐,因此如果该物质中含有碳酸氢铵,则是不合理的。因为HCO3不能与BaCl2产生沉淀,所测得碳元素质量分数不准确;但如果该物质中只有碳酸铵则是合理的,因为加入BaCl2能完全生成沉淀,可准确测得碳元素的质量”。
考点:考查物质成分探究的实验方案设计与评价

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(14分)正丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3)是一种化工原料,常温下为无色液体,不溶于水,沸点为142.4℃,密度比水小。某实验小组利用如下装置合成正丁醚(其它装置均略去),发生的主要反应为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

实验过程如下:在容积为100mL的三颈烧瓶中将5mL浓硫酸、14.8g正丁醇和几粒沸石混合均匀,再加热回流一段时间,收集到粗产品,精制得到正丁醚。回答下列问题:
(1)合成粗产品时,液体试剂加入顺序是                                          
(2)实验中冷凝水应从       口出去(填“a”或“b”)。
(3)为保证反应温度恒定在135℃,装置C中所盛液体必须具有的物理性质为                
(4)加热时间过长或温度过高,反应混合液会变黑,写出用NaOH溶液吸收有毒尾气的离子方程式                                           
(5)得到的正丁醚粗产品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗涤。该步骤中需要的属于硅酸盐材质的实验仪器是烧杯、玻璃棒、               。该仪器使用前需要             
(6)将分离出的有机层用无水氯化钙干燥,过滤后再进行                  (填操作名称)精制得到正丁醚。
(7)本实验最终得到6.50g正丁醚,则正丁醚的产率是                        

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下

通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3
②FeCl3熔沸点低,易升华。
根据以上信息回答相关的问题
(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式                         
(2)d、e盛装的药品分别是                   ,f、g的作用是             
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500℃左右反应。
①化学反应方程式为                                    
②实验操作顺序是:组装仪器、               、装入药品、                                  、停止加热、关闭c的活塞。
(4)实验小组记录的实验现象如下:

 
观察到的部分现象
第一次实验
反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体
第二次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体
第三次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体
 
①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是         
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是                      
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是                  ,如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是                       

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

常温常压下,O3为淡蓝色有特殊臭味的气体,工业上常用O3作为造纸、纺织等行业的漂白和脱色剂,也可用作饮用水的消毒和杀菌剂,但O3浓度超标时会因其强氧化性而对人体产生毒副作用。自然条件下打雷时空气中会有部分O2转化为O3
实验室现提供以下装置和药品,请你完成O3的制备及性质验证实验。

请回答以下问题:
(1)以上装置的连接顺序为______接______接________接________。
(2)A中应装入的试剂为________(写化学式);B中发生反应的化学方程式为____________________________________________________。
(3)检验整个装置的气密性的具体操作是__________________________。
(4)实验开始时,取下分液漏斗的塞子,断开电源开关K,再旋开分液漏斗的活塞,持续通入气体一段时间,其目的是________、________。然后合上电源开关K,试预测下列装置中可能观察到的现象及对应的结论。
D装置中:___________________________________________________;
E装置中:____________________________________________________。
(5)请指出该实验装置中的不妥之处并改进:_________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

实验室获取氮气有很多种途径,常见的3种方法是:
方法一:将氨气通入灼热的氧化铜粉末,得到纯净的氮气和铜;
方法二:将空气通过灼热的铜,得到较纯净的氮气和氧化铜粉末;
方法三:将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的混合溶液加热,氮元素全部转化为氮气。
进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置):

(1)方法一:制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到,此反应的发生装置最好选用_____________________(选填装置编号)。请写出生石灰在此反应中的两个作用:__________________________________,___________________________________________.
(2)方法二:为保证所得氮气尽可能纯净,除了使用铜外,还可以向装置_________________
(选填装置编号)中加入_________________________以除去其它杂质气体。
(3)方法三:制氮气的化学方程式为:_____________________________________________。
(4)绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。在制取氮气的3种方法中,联合使用方法—和方法二与单独使用方法三相比,具有很多优越性,请从绿色化学的角度进行评价:_____________
______________________________________________________________________________.
(5) 1892年,英国科学家瑞利(Rayleigh)发现,采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5‰左右。若上述实验设计与操作均无错误,且氮气已完全干燥,
请解释产生这一现象的原因:_______________________________________________.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

氧化二氯是棕黄色刺激性气体,熔点:﹣116℃,沸点3.8℃.氧化二氯不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水(1:100),同时反应生成次氯酸溶液;制备出之后要冷却成固态以便操作和贮存.制备少量Cl2O,是用干燥的氯气和HgO反应(还生成HgO?HgCl2).装置示意如图(铁架台和夹持仪器已略去).

(1)A中盛有的深色固体试剂a是    ,分液漏斗中试剂b是       
(2)B中盛有液体c是         ,C中的液体d是             
(3)D中所发生反应的化学方程式是                                 
(4)E中的保温瓶中盛有致冷剂,它应是            (在干冰、冰水、液态空气中选择),在E的内管得到的氧化二氯中可能含有杂质是              
(5)装置A、B、C间的连接方式与D、E间的连接方式有明显的区别,这区别是                                         ,用这些不同的连接方式的主要理由是                                                         

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为              ,装置A中f管的作用是                          ,其中发生反应的离子方程式为                                             
(2)装置B中的试剂是                     
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案
不足之处

 

 
 
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:                                  
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是           (填写元素符号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列实验装置或操作正确的是 (    )

A.实验① 制取氨气
B.实验② 溴水褪色证明了乙烯可以与溴发生加成反应
C.实验③ 比较红磷和白磷的着火点
D.实验④ 用CaC2和饱和食盐水反应制取C2H2

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是

A.锌和稀硝酸反应制一氧化氮
B.亚硫酸钠与浓硫酸反应制二氧化硫
C.铁和稀硫酸反应制氢气
D.浓氨水和生石灰反应制取氨气

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