題目列表(包括答案和解析)
(14分)實驗室獲取氮氣有很多種途徑,常見的有3種方法。
方法一:將氨氣(NH3)通過赤熱的裝有氧化銅的玻璃管,生成銅、氮氣和水蒸氣,除去水蒸氣后測得氮氣的密度為1.2508g/L。
方法二:將空氣通過灼熱的銅,得到較純凈的氮氣和氧化銅粉末,測得該氣體的密度為1.2572g/L。 進行實驗時可選擇的實驗儀器如下圖所示(省略夾持裝置與加熱裝置)。
為保證所得氮氣盡可能純凈,除了使用銅外,還可以向裝置 (選填裝置編號)中加入 (填名稱)以除去其它雜質(zhì)氣體。
方法三:將亞硝酸鈉(NaNO2)和氯化銨的飽和溶液加熱,氮元素全部轉(zhuǎn)化為氮氣。下圖是實驗室用這種方法制N2,并測定生成N2體積的裝置(部分裝置略去),請回答相關(guān)問題。
【查閱資料】
(1)NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
(此反應(yīng)會放出大量的熱);
(2)B部分中冰鹽是冷凝作用
【實驗探究】
① ;
②20℃時,取含溶質(zhì)0.21g飽和NH4Cl溶液放入燒瓶,連接裝置;
③調(diào)節(jié)水準管,使其與量氣管中液面相平,記錄量氣管中水面讀數(shù)為12.0mL;
④打開分液漏斗活塞,逐滴滴入飽和NaNO2溶液,加熱至反應(yīng)發(fā)生,移走酒精燈;
⑤燒瓶中不再產(chǎn)生氣泡時,關(guān)閉活塞;
⑥待冷卻至室溫,調(diào)節(jié)兩邊液面高度相平,記錄量氣管中水面讀數(shù)為100.0mL;
⑦處理剩余藥品,整理實驗臺。
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
(1)加入藥品前必須進行的實驗①是 ;
(2)步驟④中,移走酒精燈的目的是 ;
(3)計算生成氮氣的質(zhì)量和密度。 (4分,計算過程中以及最終數(shù)據(jù)均保留2位小數(shù))
【解釋與結(jié)論】
1892年,英國科學(xué)家瑞利(Rayleigh)發(fā)現(xiàn),采用方法二得到的氮氣在相同條件下比其他方法得到的純氮氣密度總是偏大5‰左右。若實驗設(shè)計與操作均無錯誤,且氮氣已完全干燥,請解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是 (已知:相同條件下,氣體的相對分子質(zhì)量越大,密度就越大)
【反思與評價】
(1)裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是
C
防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā) B.保證實驗裝置不漏氣
C.使NaNO2飽和溶液順利滴下 D.防止溶液沖入U形管
(2)科學(xué)家瑞利僅僅是從小數(shù)點第三位數(shù)的差別,發(fā)現(xiàn)了新物質(zhì)。這啟示我們在今后的學(xué)習 和生活中要學(xué)習科學(xué)家的 .
A.嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和敢于懷疑的批判精神
B.科學(xué)研究中遇到疑惑就趁早放棄,不要浪費時間
C.不能因為微小的差異而放過一次成功的機會
D.要相信權(quán)威,權(quán)威一定是正確的
編號 | 鹽酸 | NaOH溶液 | △t/℃ |
1 | 3.65% | 2.00% | 3.5 |
2 | 3.65% | 4.00% | x |
3 | 7.30% | 8.00% | 14 |
某興趣小組同學(xué)為證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng),從不同角度設(shè)計了如下實驗方案,并進行實驗。
方案一:先用pH試紙測定NaOH溶液的pH,再滴加鹽酸,并不斷振蕩溶液,同時測定混合溶液的pH,如果測得的pH逐漸變小且小于7,則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
(1)用pH試紙測定溶液的pH時,正確的操作是:
。
(2)簡述強調(diào)“測得的pH小于7”的理由: 。
方案二:先在NaOH溶液中滴加幾滴酚酞溶液,溶液顯紅色,然后再滴加鹽酸,可觀察到紅色逐漸消失,則證明NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
該組同學(xué)在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液時,發(fā)現(xiàn)了一個意外現(xiàn)象:氫氧化鈉溶液中滴入酚酞溶液,溶液變成了紅色,過了一會兒紅色就消失了。該小組對這種意外現(xiàn)象的原因作了如下猜想:①可能是酚酞溶液與空氣中的氧氣反應(yīng),使紅色消失;
②可能是氫氧化鈉溶液與空氣中的二氧化碳反應(yīng),使紅色消失。
(1)為驗證猜想①,該組同學(xué)做了如下實驗:將配制的氫氧化鈉溶液加熱,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷卻后的溶液中滴入酚酞溶液。實驗中“加熱”和“滴入植物油”目的是 。實驗結(jié)果表明酚酞溶液紅色消失與空氣中的氧氣無關(guān)。
(2)為驗證猜想②,該組同學(xué)做了如下實驗:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)溶液也呈現(xiàn)紅色,由此可得出以下兩點結(jié)論:
結(jié)論1:說明Na2CO3溶液呈 性;
結(jié)論2:說明酚酞溶液紅色消失與空氣中的二氧化碳無關(guān)。
(3)該小組同學(xué)通過查閱資料得知:當氫氧化鈉溶液濃度很大時,就會出現(xiàn)上述意外現(xiàn)象。請設(shè)計實驗證明該方案中取用的NaOH溶液濃度過大:①實驗方法
,②觀察到的現(xiàn)象 。
方案三:化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨有能量的變化,可借助反應(yīng)前后的溫度變化來判斷反應(yīng)的發(fā)生。如果NaOH溶液與稀鹽酸混合前后溫度有變化,則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
該組同學(xué)將不同濃度的鹽酸和NaOH溶液各10 mL混合,用溫度計測定室溫下混合前后溫度的變化,并記錄了每次混合前后溫度的升高值△t(如下表)。
編號 |
鹽酸 |
NaOH溶液 |
△t/℃ |
1 |
3.65﹪ |
2.00﹪ |
3.5 |
2 |
3.65﹪ |
4.00﹪ |
x |
3 |
7.30﹪ |
8.00﹪ |
14 |
(1)表中x = 。
(2)某同學(xué)在沒使用溫度計的情況下,通過右圖所示裝置完成了實驗。則該同學(xué)根據(jù)
判斷NaOH溶液與稀鹽酸發(fā)生了中和反應(yīng)。
⑶關(guān)于實驗中的細節(jié)和意外情況:
①實驗中,稀鹽酸必須用膠頭滴管逐滴滴加,這樣做的目的是 。
②實驗過程中,要用玻璃棒不斷攪拌,這樣做的目的是 。
③在實驗過程中意外發(fā)現(xiàn)有氣泡出現(xiàn),你認為原因是 。
④發(fā)現(xiàn)盛放NaOH溶液的試劑瓶瓶口和橡皮塞上出現(xiàn)了白色粉末。他們依據(jù)所學(xué)的化學(xué)知識,對這種白色粉末的成分作了如下猜想:① 可能是NaOH;你認為:② 可能是__________; ③ 可能是_________________________。
⑷為了進一步研究實驗中出現(xiàn)的問題,取了13.3g氫氧化鈉固體樣品加適量的水配成溶液,
向其中加入200g10%的稀鹽酸,使其充分反應(yīng),生成二氧化碳2.2g。求:
⑴樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量;
⑵和氫氧化鈉反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量;
⑶在右圖中畫出以縱坐標表示二氧化碳質(zhì)量,橫坐標表示鹽酸的質(zhì)量的關(guān)系圖。
(已知Na2CO3 +2HCl === 2NaCl + H2O+CO2↑)
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