(1)某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化:图a是探究氨的催化氧化的简易装置,实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热,有红棕色气体生成或白烟产生。白烟的成分是 (填化学式)。
图a 图b
②NO2的吸收:如图b所示,将一瓶NO2倒置于水槽中,在水下移开玻璃片,可观察到的现象是 。
(2)三价铁盐溶液因Fe3+水解而显棕黄色,请以Fe(NO3)3溶液为例,设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe(NO3)3水解的离子方程式 。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料:0.05mol?L-1Fe(NO3)3、0.5mol?L-1Fe(NO3)3、1.0mol?L-1HNO3、1.0mol?L-1NaOH、NaHCO3固体、蒸馏水、冰水混合物;pH计及其他常见仪器。
可能影响因素 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
溶液的酸碱性 | 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中,加入几滴1mol?L-1HNO3。 | 棕黄色溶液颜色变浅,说明溶液酸性增强能抑制Fe(NO3)3的水解。 |
盐的浓度 | | |
| | |
(1)(共4分)① NH4NO3 (2分)
② 集气瓶中红棕色逐渐消失,集气瓶中的液面逐渐上升 (2分)
(2)(共12分)
① Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ (2分)
②(注:合理的表达或方案也给分,每空2分,共10分)影响条件 实验操作 预期现象和结论 ②盐的浓度 用量筒取10mL Fe(NO3)3于烧杯中,用pH计测出pH值.另取90mL蒸馏水加入烧杯,充分搅拌,再用pH计测出pH值。 前后测得pH值之差小于1。说明加水稀释后平衡右移,生成更多的H+,故增大Fe(NO3)3浓度,抑制Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 用pH计分别测定0.05mol?L-1Fe(NO3)3和0.5mol?L-1Fe(NO3)3的pH,并比较大小。 二种溶液的pH值之差小于1。说明增大c(Fe(NO3)3),抑制Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中加入少量NaHCO3固体。 溶液颜色变深。说明加入少量NaHCO3固体可减少c(H+)促进Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中加入几滴1.0mol?L-1NaOH 产生红棕色沉淀,棕黄色溶液变成无色,说明加入NaOH可减少c(H+)能促进Fe(NO3)3水解。 ③升高温度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中,再用酒精灯加热一段时间,观察溶液颜色 加热后溶液颜色变深。说明升高温度促进Fe(NO3)3水解。 或③降低温度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中,再将试管置于放有冰水混合物的烧杯中一段时间,观察溶液颜色 棕黄色溶液颜色变浅。说明降低温度能抑制Fe(NO3)3水解。
解析试题分析:(1)①氨与氧气发生催化氧化,生成NO和水,NO与空气中的氧气反应生成红棕色气体二氧化氮,二氧化氮与水反应又有硝酸生成,硝酸与氨气反应生成白色固体硝酸铵,则白烟的成分是NH4NO3;
②二氧化氮溶于水,生成硝酸和无色气体NO,同时瓶内压强减小,所以看到集气瓶内红棕色气体消失,集气瓶中的液面逐渐上升;
(2)①Fe(NO3)3水解生成氢氧化铁和硝酸,离子方程式为Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
②影响盐水解程度的因素有浓度、温度。根据铁离子水解的离子方程式判断增大铁离子浓度平衡正向移动,可采用不同浓度的Fe(NO3)3溶液,进行实验,测定溶液的pH,判断水解程度的大小;增大H+ 浓度平衡逆向移动,溶液棕黄色变浅;水解反应可看成是中和反应的逆反应,所以是吸热反应,升高温度平衡,正向移动,溶液棕黄色加深。具体实验如下表:影响条件 实验操作 预期现象和结论 ②盐的浓度 用量筒取10mL Fe(NO3)3于烧杯中,用pH计测出pH值.另取90mL蒸馏水加入烧杯,充分搅拌,再用pH计测出pH值。 前后测得pH值之差小于1。说明加水稀释后平衡右移,生成更多的H+,故增大Fe(NO3)3浓度,抑制Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 用pH计分别测定0.05mol?L-1Fe(NO3)3和0.5mol?L-1Fe(NO3)3的pH,并比较大小。 二种溶液的pH值之差小于1。说明增大c(Fe(NO3)3),抑制Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中加入少量NaHCO3固体。 溶液颜色变深。说明加入少量NaHCO3固体可减少c(H+)促进Fe(NO3)3水解。 或②盐的浓度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中加入几滴1.0mol?L-1NaOH 产生红棕色沉淀,棕黄色溶液变成无色,说明加入NaOH可减少c(H+)能促进Fe(NO3)3水解。 ③升高温度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中,再用酒精灯加热一段时间,观察溶液颜色 加热后溶液颜色变深。说明升高温度促进Fe(NO3)3水解。 或③降低温度 取少量0.5mol?L-1Fe(NO3)3于试管中,再将试管置于放有冰水混合物的烧杯中一段时间,观察溶液颜色 棕黄色溶液颜色变浅。说明降低温度能抑制Fe(NO3)3水解。
考点:考查氨气的催化氧化、二氧化氮的吸收,铁离子的水解及影响水解程度的条件的实验设计
科目:高中化学 来源: 题型:计算题
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + =___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知: △H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式为 ;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃
270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是 。
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K= 。
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol?L-1)变化如下表所示:
| 0min | 5min | 10min |
CO | 0.1 | | 0.05 |
H2 | 0.2 | | 0.2 |
CH3OH | 0 | 0.04 | 0.05 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图装置来一次性完成N、C、Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学根据置换反应的规律,利用下图装置完成了Cl元素的非金属性比Br强的实验研究。回答下列问题:
(1)图中E装置名称是_____________。
(2) N、C、Si的非金属性由强到弱的顺序是:_____________;从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到物质:试剂A为_______;试剂C为_________(填序号)。
①稀HNO3溶液 ②稀盐酸 ③碳酸钙 ④Na2SiO3溶液 ⑤SiO2
(3) 乙同学设计的实验中(酒精灯加热装置在图中未画出),若试剂C为溴化钾溶液溶液外,还需要用到的试剂有:试剂A为________;试剂B为 ________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某化学小组设计如图实验装置
(1)若装置A中的固体药品为KClO3,则写出离子方程式 。
(2)装置B既能除去氯气中的氯化氢,还能检测实验过程中装置C是否发生堵塞。若C中发生堵塞,B中将观察到的现象是 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,l处是湿润的有色布条,则Ⅱ、Ⅲ处应加入的物质分别是 , 。
(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。请简述能说明氯、溴、碘非金属性强弱的实验操作及现象 。(夹持装置略去)制备Cl2并探究氯气的相关性质:
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度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示意图。
相关信息:①四氯化硅遇水极易水解;②SiCl4沸点为57.7℃,熔点为-70.0℃。请回答:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置C中的试剂是 ;装置F的作用是 ;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
(3)装置E中h瓶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,精馏后的残留物中含有铁元素,为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
①反应的离子方程式: 。
②滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
③滴定前检验Fe3+是否被完全还原的实验操作是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
已知:SO2可以与硫酸酸化的浓KMnO4溶液反应,也可以使澄清的石灰水变浑浊。下图④中浓硫酸与木炭粉在加热条件下发生反应生成 CO2、SO2和H2O。
(1)在加热条件下,浓硫酸与木炭粉反应的化学方程式是: 。(2分)
(2)若用上图所列各装置设计一个实验,验证浓硫酸与木炭粉反应的产物,这些装置的连接顺序
(按产物气流从左至右的方向)是(填装置的编号) → → → 。(2分)
(3)B瓶溶液的作用是 。(2分)本实验中能说明二氧化硫具有漂白性的实验现象是 。(2分)③中反应的离子方程式为 。(2分)
(4)装置②中所盛是无水硫酸铜,现象是 。(2分)
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下实验,实验装置如图所示。
实验步骤:
①先连接如图所示的装置,检查好气密性,再加入试剂;
②加热A试管,待B试管中品红溶液退色后,熄灭酒精灯;
③将Cu丝向上抽动离开液面。
请回答下列问题:
(1)A试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的实验现象是 。
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将其中的溶液分成两份,分别滴加下列溶液,将产生沉淀的化学式填入表中对应的位置。
滴加的溶液 | 氯水 | 氨水 |
沉淀的化学式 | | |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
Na2S2O3·5H2O(俗称海波或大苏打)是照相业常用的一种定影剂。
(一)常用下列途径制备海波:
已知反应:4FeS+7O2 2Fe2O3+4SO2、Na2SO3+SNa2S2O3
(1)计算原料FeS在反应(a)和(b)中的理论分配比:_________。
(2)现有88gFeS,设NaOH溶液吸收SO2的吸收率为96%,问最多制备海波质量为____克(精确到0.1克)
(二)工业上制得的海波晶体中可能含有少量的亚硫酸钠和硫酸钠杂质。为了测定某海波样品的成分,称取三份质量不同的该样品,分别加入相同浓度的硫酸溶液30mL,充分反应后过滤出硫,微热滤液使生成的SO2全部逸出(Na2S2O3+ H2SO4® Na2SO4+ SO2↑+ S↓+ H2O)。测得有关实验数据如下(标准状况):
| 第一份 | 第二份 | 第三份 |
样品的质量/g | 7.54 | 15.08 | 35.00 |
二氧化硫的体积/L | 0.672 | 1.344 | 2.688 |
硫的质量/g | 0.80 | 1.60 | 3.20 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
已知AgNO3晶体加热分解生成两种单质和红棕色气体。用下列某些装置粗略测定混入了其他不分解也不参与反应的杂质的硝酸银的纯度,并进行有关实验(装置中必要的铁架台、铁夹、酒精灯等已略去),填写下列空白。
(1)写出AgNO3受热分解的化学方程式:_______________________________________________________________。
(2)测定AgNO3的纯度,可选用由A、B、C、D组成的装置,但其中不合理的是____________,该错误引起的后果是____________________________________________。
(3)B瓶中的空气对实验结果________(填“有”或“无”)影响,理由是____________________________________________________________________________。
(4)如果改进装置后,称取硝酸银试样4.00 g置于A中缓缓加热,待反应完全后,产生的气体通过B、C装置后,测得量筒中水的体积,并折算成标准状况下气体的体积为112 mL,则试样的纯度为________。
(5)如果加热Cu(NO3)2生成氧化铜,则加热分解所得气体应通入装置________(填“E”或“F”),其理由是__________________________________________________________。
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