【題目】某研究性學習小組對過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產(chǎn)物成分進行研究。
(1)提出假設①該反應的氣體產(chǎn)物是CO2;②該反應的氣體產(chǎn)物是CO。
③該反應的氣體產(chǎn)物是 。
(2)設計方案,如圖所示,將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應,測定參加反應的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。
(3)查閱資料
氮氣不與碳、氧化鐵發(fā)生反應。實驗室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應制得氮氣。
請寫出該反應的離子方程式: 。
(4)實驗步驟
①按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;
②加熱前,先通一段時間純凈干燥的氮氣;
③停止通入N2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時間,澄清石灰水(足量)變渾濁;
④待反應結束,再緩緩通入一段時間的氮氣。冷卻至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g;
⑤過濾出石灰水中的沉淀,洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。
步驟②、④中都分別通入N2,其作用分別為 。
(5)數(shù)據(jù)處理
試根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,寫出該實驗中氧化鐵與碳發(fā)生反應的化學方程式: 。
(6)實驗優(yōu)化 學習小組有同學認為應對實驗裝置進一步完善。
①甲同學認為:應將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液,其理由是 。
②從環(huán)境保護的角度,請你再提出一個優(yōu)化方案將此實驗裝置進一步完善: 。
【答案】(本題共16分)
(1)CO2、CO的混合物
(3)NH4++NO2—N2↑+2H2O
(4)步驟②中是為了排盡空氣;步驟④是為了趕出所有的CO2,確保完全吸收
(5)2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑
(6)①Ba(OH)2溶解度大,濃度大,使CO2被吸收的更完全;M (BaCO3)>M(CaCO3),稱量時相對誤差小。
②在尾氣出口處加一點燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置
【解析】試題分析:(1)過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產(chǎn)物可能有:①CO、②CO2、③CO2、CO的混合物三種情況;
(3)氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應可以制得氮氣;
(4)⑤根據(jù)前后兩次通入氮氣的時間和減小實驗誤差角度來分析;
(5)根據(jù)質(zhì)量守恒判斷氣體的組成,根據(jù)質(zhì)量關系計算氣體的物質(zhì)的量之間的關系,進而書寫化學方程式;
(6)①根據(jù)氫氧化鈣和氫氧化鋇的本質(zhì)區(qū)別來思考;
②一氧化碳是一種有毒氣體,可以通過點燃來進行尾氣處理.
解:(1)過量炭粉與氧化鐵反應的氣體產(chǎn)物可能有:①CO、②CO2、③CO2、CO的混合物,
(3)氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應制得氮氣,反應物有NH4Cl和NaNO2,生成物為N2,根據(jù)質(zhì)量守恒還應用水,則反應的化學方程式為NH4++NO2﹣N2↑+2H2O,
(4)如果不排盡空氣,那么空氣中的氧氣會與炭粉反應影響反應后生成氣體的組成,所以利用穩(wěn)定的氮氣排空氣,最后確保完全吸收,反應后還要趕出所有的CO2,
(5)3.20g氧化鐵的物質(zhì)的量為==0.02mol,澄清石灰水變渾濁,說明有CO2氣體生成,則n(CO2)=n(CaCO3)==0.02mol,m(CO2)=0.02mol×44g/mol=0.88g,
反應后硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量變化為1.44g大于0.88g,
則生成其氣體為CO2、CO的混合物,
設混合氣體中含有ymolCO,
則0.88g+28yg=1.44g,
y=0.02mol,
所以CO、CO2的混合氣體物質(zhì)的量比為1:1,所以方程式為 2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑,
(6)①將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液,這樣會使二氧化碳被吸收的更完全,稱量時相對誤差小,②一氧化碳是一種有毒氣體,可以通過點燃來進行尾氣處理或增加一尾氣處理裝置.
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】從能量變化的角度來認識,下面說法中,正確的是( )
A.化學變化都是放熱的
B.化學變化都是吸熱的
C.反應物所含能量等于生成物所含能量
D.化學反應前后反應物和生成物所含能量會發(fā)生變化
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(Ⅰ)磷是生物體中不可缺少的元素之一,在自然界中磷總是以磷酸鹽的形式出現(xiàn)的,例如磷酸鈣礦Ca3(PO4)2、磷灰石Ca5F(PO4)3等。
(1)磷的某種核素中,中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1,則表示該核素的原子符號為____。
(2)磷酸鈣與焦炭、石英砂混合,在電爐中加熱到1500℃生成白磷,反應為:2Ca3(PO4)2+6SiO2===6CaSiO3+P4O10 10C+P4O10===P4↑+10CO↑,上述反應中的各種物質(zhì),屬于酸性氧化物的有__。
(Ⅱ)(3)離子交換膜是一類具有離子交換功能的高分子材料.一容器被離子交換膜分成左右兩部分,如右圖所示.若該交換膜為陽離子交換膜(只允許陽離子自由通過),左邊充滿鹽酸酸化的H2O2溶液,右邊充滿滴有KSCN溶液的FeCl2溶液(足量),一段時間后右邊可觀察到的現(xiàn)象:_______,若該交換膜為陰離子交換膜(只允許陰離子自由通過),左邊充滿含2mol NH4Al(SO4)2的溶液,右邊充滿含3mol Ba(OH)2的溶液,當有2mol SO42﹣通過交換膜時(若反應迅速完全),則左右兩室沉淀的物質(zhì)的量之比為__________________.
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【題目】一定條件下,體積為10L的密閉容器中,1molX和1molY進行反應:2X(g)+Y(g)Z(g),經(jīng)60s達到平衡,生成0.3molZ。下列說法正確的是
A. 以X濃度變化表示的反應速率為0.001mol·L-1·s-1
B. 將容器體積變?yōu)?/span>20L,Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>
C. 若增大壓強,則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小
D. 若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應的△H>0
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【題目】利用元素的化合價推測物質(zhì)的性質(zhì)是化學研究的重要手段。圖是硫元素的常見化合價與部分物質(zhì)類別的對應關系:
(1)從硫元素化合價變化的角度分析,圖中既有氧化性又有還原性的化合物有____________________(填化學式)。
(2)將X與Y混合,可生成淡黃色固體。該反應中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。
(3)檢驗物質(zhì)Y的方法是_________________________________________。
(4)Z的濃溶液與銅單質(zhì)在一定條件下可以發(fā)生化學反應,該反應的化學方程式為______________________________________________________________。
(5)Na2S2O3是重要的化工原料。從氧化還原反應的角度分析,下列制備Na2S2O3的方案理論上可行的是________(填字母)。
a.Na2S+S b.Na2SO3+S
c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4
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【題目】實驗室中用下列裝置制FeCl3,可供選擇的試劑有:①MnO2 ②NaOH溶液 ③飽和NaCl溶液、軡饬蛩帷、轁恹}酸。
(1)按氣體流向由左到右排列,各裝置的連接順序為(填寫A~E序號):__接__接___接__接__。
(2)裝置連接好后,應該首先進行的實驗操作是____________________________________________。
(3)A裝置燒瓶中反應的離子方程式是_________________________________________。
(4)E中盛裝的試劑是________,其作用是_________________________________________。
(5)停止反應后,還有鐵絲剩余。為檢驗FeCl3的生成,并最終得到FeCl3溶液,甲同學設計以下實驗步驟:
a.待B裝置玻璃管冷卻后,將管中物質(zhì)用水溶解,________(填操作方法)除去不溶物;
b.取少量濾液,滴加________溶液,溶液呈現(xiàn)紅色,以此檢驗Fe3+;
c.取少量濾液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,檢驗Cl-。
(6)乙同學認為甲的實驗設計不能最終得到FeCl3溶液,其理由是(寫出相應的離子反應方程式)__________________________________________________________________。
你認為還選擇下列哪些試劑才能制得較為純凈的FeCl3溶液________。
A.KMnO4(H+) B.Fe C.H2O2 D.Cl2 E.鹽酸
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(g),該反應放出123kJ/mol的熱量。其中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:其中a的值為
化學鍵 | H—Cl | O=O | Cl—Cl | H—O |
E/(kJ/mol) | 431 | 497 | a | 465 |
A.242B.303.5C.180.5D.365
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【題目】(1)常溫下,0.1mol/L 的CH3COOH 溶液中有1% CH3COOH 分子發(fā)生電離,則溶液的pH=______________;可以使0.10mol·L-1 CH3COOH的電離程度增大的是____________。、
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀鹽酸 b.加熱CH3COOH溶液
c.加水稀釋至0.010 mol·L-1. d.加入少量冰醋酸
e.加入少量氯化鈉固體 f.加入少量0.10 mol·L-1的NaOH溶液
(2)將等質(zhì)量的鋅投入等體積且pH 均等于3 的醋酸和鹽酸溶液中,經(jīng)過充分反應后,發(fā)現(xiàn)只在一種溶液有鋅粉剩余,則生成氫氣的體積:V( 鹽酸)________V(醋酸)(填“>”、“ <” 或“=”)。
(3)0.1mol/L 的某酸H2A 的pH=4,則H2A 的電離方程式為_________________。
(4)某溫度下,Kw=1×10-12,將0.02mol/L的Ba(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合,所得混和液的pH=____。
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