为探究铜与浓硫酸的反应,甲、乙两同学分别设计了图1、图2所示装置,将足量铜和10 mL 18 mol·L-1浓硫酸共热,直到无气体生成为止(假定反应前后试管中溶液的体积不变)。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:① ;② 。
(2)①甲根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。甲认为硫酸剩余的理论依据是 。
②下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中确有硫酸剩余的是_______。(选填编号)
A.过量铁粉 | B.氯化钡溶液 | C.银粉 | D.碳酸氢钠溶液 |
(1)①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境
②停止加热时,能防止倒吸或平衡压强
③通过铜丝的上下抽动可以控制反应的发生和停止 。
(2)①随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,而稀硫酸不与铜反应。
②A D
(3)从导管口向A中大量鼓气 。
(4)①碱石灰; [18-25m/8] 。
②甲基橙; 0.25v 。
③甲; 被碱石灰吸收的除了SO2外还有水蒸气,导致SO2的质量偏大,计算出的余酸浓度偏小。
解析试题分析:
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:①通过铜丝的上下抽动可以使反应随时发生,也可以是反应随时停止,这样就可以控制化学反应的进行;②用品红溶液检验后用NaOH来吸收SO2,可以减少有毒气体的排放,更环保。③由于在图2装置中有一根玻璃导管。当停止加热时,它能平衡压强,这样就可以防止倒吸现象的发生。
(2)①Cu与浓硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O随着反应的进行,浓硫酸会变成稀硫酸,而稀硫酸不与铜反应。因此还有一定量的硫酸剩余。②A、若有硫酸剩余,则加入Fe粉时会发生反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。冒气泡。正确。B.无论是否有硫酸剩余,在溶液中都含有SO42-,加入氯化钡溶液时发生反应:Ba2++ SO42-=BaSO4↓。产生白色沉淀。错误。C. 在金属活动性顺序表中Ag在H的后面,不能把酸中的H置换出来。错误。D.酸性H2SO4 >H2CO3,所以加入碳酸氢钠溶液时发生反应H2SO4+ 2NaHCO3=Na2SO4+2H2O+2CO2↑。冒气泡。正确。故正确选项为A 、D。
(3)乙在拆除图2装置前,不打开胶塞,为使装置中的残留气体完全被吸收,应当采取的操作是从导管口向A中大量鼓气 。
(4)①由于SO2是酸性气体,能与碱发生反应,所以在甲方案:将产生的气体缓缓通过预先称量过的盛有碱石灰的干燥管,反应结束后再次称量,干燥管质量增加m g。n(SO2)=(64/m)mol,反应消耗的硫酸的物质的量为(32/m)mol.剩余的硫酸物质的量浓度为{18×10-2mol-(32/m)mol}÷10-2L=(18-25m/8)mol/L。
②乙方案:由于氢氧化铜开始沉淀的pH约为5甲基橙的变色范围为3.1~4.4.酚酞的变色范围是8.2~10.所以为了减少实验误差,在酸碱中和滴定时选择的指示剂为甲基橙。此时只发生酸碱中和反应。取20.00 mL稀释后的溶液。用0.1000mol/L标准NaOH溶液进行滴定用去NaOH溶液V mL。n(NaOH)= V×10-4mol.剩余硫酸的物质的量为n(H2SO4)= 5V×10-5mol,所以其余酸浓度为(1 000 mL÷20.00 mL) 5V×10-5mol ÷0.01L=0.25v mol/L。
③甲、乙两方案比较,误差较大的是甲;因为该反应发生时产生的SO2气体中含有水蒸气,被碱石灰吸收的除了SO2外还有水蒸气,导致SO2的质量偏大,则计算出的余酸浓度偏小。
考点:考查铜与浓硫酸的反应方案的评价、实验操作、误差分析、酸碱中和滴定的指示剂的选择、计算等。
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(12分)某研究小组欲探究SO2的化学性质,设计了如下实验方案。
(1)在B中检验SO2的氧化性,则B中所盛试剂可为________。
(2)在C中装FeCl3溶液,检验SO2的还原性,则C中反应的离子方程式为__________________________。
(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后,D中出现了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题:
限选的仪器和试剂:过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5 mol·L-1盐酸、0.5 mol·L-1H2SO4溶液、0.5 mol·L-1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。
(ⅰ)假设一:该白色沉淀为CaSO3;
假设二:该白色沉淀为________;
假设三:该白色沉淀为上述两种物质的混合物。
(ⅱ)基于假设一,填写下表:
实验操作 | 预期现象和结论 |
将D中沉淀过滤,洗涤干净备用 | |
用另一干净试管取少量沉淀样品,加入 ______ | __________ |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某化学兴趣小组为验证NO2的氧化性和NO的还原性,设计了如下装置制取NO2和NO,并验证其性质:
(1)写出甲中反应的离子方程式:_____________________
乙中的现象是__________________________________________________
可证明NO2的氧化性;在丙中鼓入空气后的现象是_____________________________________,可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是________________________________________
(用反应的化学方程式和简要文字回答)。
(3)小华对上述实验设计提出了质疑,他认为乙中的现象不足以证明NO2的氧化性,他的理由是_________________________________________________。
你认为怎样才能准确证明NO2的氧化性?___________________________
(简要回答出原理和现象即可)。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
二氧化锰与浓盐酸混合加热得到氯气,如图是制取并探究Cl2化学性质的装置图。
(1)圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
(2)若要得到干燥纯净的气体,B、C中应分别盛放的试剂为 、 。
(3)E中若装有FeCl2溶液,反应的离子方程式为 ,E中若装有淀粉碘化钾溶液,能观察到的实验现象是 。
(4)实验中发现:浓盐酸与MnO2混合加热生成氯气,稀盐酸与MnO2混合加热不生成氯气。针对上述现象某化学兴趣小组对“影响氯气生成的原因”进行了讨论,并设计了以下实验方案:
a.稀盐酸滴入MnO2中,然后通入HCl气体加热
b.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入NaCl固体加热
c.稀盐酸滴入MnO2中,然后加入浓硫酸加热
d.MnO2与NaCl的浓溶液混合加热
e.浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体共热
①实验b的目的是 ,实验c的目的是 。
②实验现象:a、c、e有黄绿色气体生成,b、d没有黄绿色气体生成。由此得出影响氯气生成的原因是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作 | 现象 |
取适量漂粉精固体,加入100mL水 | 部分固体溶解,溶液略有颜色 |
过滤,测漂粉精溶液的pH | pH试纸先变蓝,后褪色 |
液面上方出现白雾; 稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色; 稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去 |
滴定次数 | 1 | 2 | 3 |
KI溶液体积/mL | 19.98 | 20.02 | 20.00 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置,乙、丙是师生对演示实验改进后的装置:
(1)甲、乙、丙三个装置中共同发生的化学方程式是 。
(2)和甲装置相比,乙装置的优点是可以控制反应的开始与停止,还可以 。
(3)为了进一步验证NO2和水的反应,当气体充满②试管后,将铜丝提起与溶液脱离。欲使烧杯中的 水进人②试管,应如何操作?
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为_______________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点-33 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)
①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是
________________________________________________________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是________,装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________。
装置D中发生反应的化学方程式为_______________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及__________________________________________________
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号)________。
a.碘水 b.氯水 c.NaOH溶液 d.KSCN溶液
e.Na2SO3溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
任务1:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是 。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是 。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;
②在此条件下,NO2的转化率极低;
③ 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3: 。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是 。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某研究性学习小组欲利用已经学过的化学知识和下列装置制取少量次氯酸钠,并进一步探究次氯酸钠的化学性质。
相关资料:反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O属于放热反应,温度稍高时便发生副反应:3Cl2+6NaOH=NaClO3+5NaCl+3H2O。
(1)制取氯气时,在烧瓶中加入一定量的二氧化锰,通过________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。请在装置A、B、C中选择一个合适的装置放在②处________。
(2)部分学生认为上述装置存在缺点,他们指出在前两个仪器之间应增加如D图所示的装置:你认为D中所盛液体是________,其作用是____________。
(3)该化学兴趣小组对产品的性质进行了如下探究。
第一步,测其pH=10。结合相关离子方程式解释原因________。
第二步,该化学兴趣小组的同学备选了紫色石蕊试液对次氯酸钠的性质进行实验检验。请你帮助他们完成实验报告:
实验操作 | 预期现象 | 结论 |
| | |
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