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SiO2、SO­2和CO2都是酸性氧化物,它们的化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定相似性。某兴趣小组用如图所示装置进行Mg与SO2反应的实验。

(1)选择制取SO2的合适试剂           (填编号)。
①浓HCl     ②浓H2SO4     ③Na2SO3固体     ④CaSO3固体
(2)上述装置还可优化,优化的方法是                                               ,装置C中NaOH溶液的作用是                                   
(3)甲同学推测Mg与SO2的反应与CO2相似,则该反应方程式为                       
               ;乙同学的推测是:2Mg+3SO22MgSO3+S;丙同学的推测是:3Mg+SO22MgO+MgS,要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确,丁同学作如下实验探究:
已知:MgSO3和MgS都是微溶于水,能与盐酸发生复分解反应放出气体;H2S气体通入CuSO4溶液中出现黑色沉淀。
限选试剂:2mol/L HCl、2mol/L HNO­3、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO4;仪器和用品自选。

序号
实验步骤
预期现象和结论

取少量反应后所得固体于试管中
 

向试管中的固体慢慢滴加          
试管口塞上带导管的单孔塞,并将导管通入盛有        的试管中。
若试管中的             
则丙同学推测正确。
若试管中的固体未完全溶解,且            ,则乙同学推测正确。
根据上述实验探究,能证明甲同学推测正确的操作和预期现象是                                                                     
(4)上述实验需要100mL,2mol/L的HCl,配制时选用      (选填10 mL、25 mL、50 mL或100 mL)量筒量取36.5%,密度1.19g/mL的浓盐酸的体积为    mL。(保留三位有效数字)

(16分)
(1)②③(2分)(有错不给分)
(2)在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置(2分);(或在B管药品下垫钢片也给2分)
(若有BC之间加用浓硫酸干燥的装置不算给分或扣分点,没有说明AB之间得0分)
吸收多余的SO2,防止污染环境(1分)
(只写其中一个就给1分,有错不给分)
(3)2Mg+SO22MgO+S(2分)
(没写条件扣1分,条件可以写点燃,没有配平扣1分)
方案I


2mol/L 盐酸至过量(1分);
(盐酸没写浓度、没有写过量或足量不给分)
品红(1分)(或品红溶液)
固体完全溶解;(1分)
(没有写完全不给分)
(另加品红不褪色不算得分点)
品红溶液褪色(1分);(若只写品红也给分)
    
方案II

2mol/L 盐酸至过量(1分);
1~2ml(体积不算给分点)2mol/LCuSO4(1分)
出现黑色沉淀;(1分)(没有写黑色不给分)
有刺激性气味的气体产生(1分);
 
向反应后所得固体加过量2mol/L盐酸(写2mol/L硝酸不扣分)(给1分),固体未完全溶解且品红溶液不褪色(两个现象都对才给1分)(或反应后固体未完全溶解于盐酸且无气体产生(两个现象都对才给1分))(2分)
或者向反应后所得固体加过量2mol/LHCl(1分),固体未完全溶解且盛有2mol/LCuSO4的试管没有出现明显变化。(1分)前后答案不牵制,各得各的分
(4)25mL(1分)(有错不给分);16.8(16.7~17.0 都给2分,若只写17扣1分) (2分)

解析试题分析:(1)亚硫酸的酸性比硫酸弱,根据强制弱的复分解反应原理,Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,因此应选择浓硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫气体,不能选择亚硫酸钙,因为亚硫酸钙、硫酸钙都微溶于水;也不能选择浓盐酸,因为盐酸具有挥发性,产生的HCl、水蒸气对镁与二氧化硫的反应产物产生干扰;(2)上述装置缺少干燥装置,应在在A和B之间增加用浓硫酸干燥的装置;二氧化硫具有酸性氧化物的通性,容易与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,从而吸收多余的二氧化硫、防止污染环境;(3)由于CO2(g)+4Na(g)2Na2O(s)+C(s,金刚石),则CO2+2Mg2MgO+C,由此类比或仿写,则2Mg+SO22MgO+S;装置B中固体产物可能是MgO和S或MgSO3和S或MgO和MgS,根据物质性质及已知信息可知,单质硫是难溶于水的黄色固体,也不溶于盐酸或稀硝酸;氧化镁难溶于水,可溶于盐酸或硝酸;亚硫酸镁微溶于水,易溶于盐酸或硝酸,但前者反应产生二氧化硫气体,二氧化硫气体可用品红溶液检验,后者没有二氧化硫产生,而是产生一氧化氮;硫化镁微溶于水,易溶于盐酸或硝酸,前者反应生成硫化氢气体,硫化氢通入硫酸铜溶液产生黑色沉淀,后者不产生硫化氢,而是产生单质硫和一氧化氮气体;根据上述性质可以确定检验试剂,以及预期现象和结论,从而设计合理的实验方案;(4)先根据c?V=n求稀盐酸中溶质的物质的量,再根据n?M=m求稀溶液中溶质的质量,由于稀释前后溶质质量保持不变,然后根据溶质质量除质量分数可求浓盐酸的质量,最后根据浓溶液质量除以密度求浓盐酸的体积,即浓盐酸体积计算表达式==16.8mL;根据量筒的使用方法,25mL规格量筒最接近16.8mL,因此应选择25mL规格。
考点:考查化学实验方案的设计与评价,涉及二氧化硫气体制取方法、气体制法、性质、尾气处理装置的评价和改进、元素化合物的重要性质、物质成分探究实验方案的设计、稀释定律、物质的量浓度、物质的量、溶液密度、溶液体积、质量分数等量的计算等。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某课外兴趣小组为探究某种铝合金(合金元素为Mg Al)是否符合国家质量标准(国家规定其中铝含量不能低于78%),设计右图装置进行实验。

(1)如何检验该装置的气密性                                            
(2)合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程式              
(3)倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与ag合金粉末(固体M)充分反应,待反应停止后,进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)。若量气管最大量程为50mL,则固体M中铝的质量(m)范围为           
(4)若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸,则反应停止后量气管内气体体积      (填“>”“<”“=”)VmL。
(5)若a=38mg,V=44.8mL(标准状况),请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程)              (填“符合”或“不符合”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校化学实验小组通过实验探究某红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下:
查阅资料:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4
设计探究实验:取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。
(1)若只有Fe2O3,则实验现象是_____________。
(2)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则此过程中的离子反应为:
____________________________。
(3)经实验分析,确定红色粉末为Cu2O和Fe2O3的混合物。实验小组欲测定Cu2O的质量分数。已知Cu2O在空气中加热生成CuO。
测定流程:

实验中操作A的名称为_____________。
灼烧过程中,所需仪器有:酒精灯、玻璃棒、_____________等(夹持仪器除外)。
(4)写出混合物中Cu2O的质量分数的表达式_____________。
实验小组欲利用红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4?5H2O)。经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下:

实验室有下列试剂可供选择:

A.氯水B.H2O2 C.NaOHD.Cu2(OH)2CO3
实验小组设计如下实验方案制取胆矾:

(5)用试剂编号表示:试剂l为_____________,试剂2为_____________。
(6)为什么先“氧化”后“调节pH”?pH控制范围为多少?__________________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。有研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

实验一:铁矿石中含氧量的测定
a.按上图组装仪器(夹持仪器均省略),检查装置的气密性;
b.将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中;
c.从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处对H2验纯后,点燃A处酒精灯;
d.充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置C的作用为_______________________________________________________。
(2)测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的质量分数为______________________。
实验二:铁矿石中含铁量的测定
 
(3)步骤④中煮沸的目的是_____________________________________________。
(4)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、_________________________。
(5)下列有关步骤⑥的操作中说法不正确的是_______________________________。
a.滴定管用蒸馏水洗涤后再用待装液润洗
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
d.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
(6)铁矿石中铁的质量分数为______________________________________________。
实验结论:推算铁的氧化物的组成
(7)由实验一、二得出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为____________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
□Fe2++□ClO+                   =□Fe(OH)3↓+□C1+               
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:                                      (注明试剂、现象)。
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为           (填代号)。
a.氢氧化钠溶液       b.硫酸溶液      c.氨水         d.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、          (填操作名称)、洗涤。
(2)已知H2O2是一种弱酸,在强碱性溶液中主要以HO2形式存在。目前研究比较热门的Al-H2O2燃料电池,其原理如右图所示,电池总反应如下:2Al+3HO2=2AlO2+OH+H2O

①正极反应式为                                    
②Al电极易被NaOH溶液腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的  
原因之一,电极被腐蚀的离子方程式为                                           
(3)钢材镀铝可以防止钢材腐蚀,在镀铝电解池中电解液采用熔融盐(成分NaCl、KCl,电镀时氯元素和铝元素主要以AlCl4形式存在)。不采用氯化铝溶液的原因是                     
(4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为           (填代号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

现有等物质的量的铜和银的混合物17.2 g,与50.0 mL的浓硝酸恰好完全反应,产生气体4.48 L(标准状况),则下列说法正确的是  

A.产生的气体是0.2 mol NO2
B.硝酸的物质的量浓度为12 mol·L-1
C.反应中被还原和未被还原的硝酸物质的量之比为3∶2
D.要使产生的气体恰好完全被水吸收需要通入氧气0.075 mol

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

除去氯气中混有的少量的氯化氢气体,最好选用

A.水 B.饱和食盐水
C.纯碱溶液 D.饱和烧碱溶液

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列方法中,不能用于实验室里制取氨气的是(  )

A.加热烧瓶中的浓氨水      
B.加热试管中的熟石灰和氯化铵固体的混合物
C.将分液漏斗中的浓氨水滴入装有生石灰的烧瓶中
D.加热试管中的氯化铵固体,并将产生的气体通过装有碱石灰的干燥管

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

两种大气污染物NO2和SO2在一定条件下可发生如下反应:NO2 + SO2NO + SO3,在体积为VL的密闭容器中通入amolNO2和bmolSO2,反应后容器内硫原子和氧原子的个数比为(     )

A. B. C. D.

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