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專題04化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究【解題技巧】一、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)1.主要考查方式主要是對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟等,從某個(gè)角度否定、排除不合理或不可行或可行不最優(yōu)等方面進(jìn)行評(píng)價(jià),從而選擇創(chuàng)新出更好的方法。2.明確評(píng)價(jià)的內(nèi)容(1)科學(xué)性:反應(yīng)能否發(fā)生,即方案在理論上是否科學(xué)、合理、嚴(yán)密。(2)簡(jiǎn)約性:操作是否簡(jiǎn)便易行、優(yōu)化,反應(yīng)條件是否易達(dá)到。(3)可行性:所有原料是否常見(jiàn)、易得、廉價(jià)。(4)安全性:操作是否安全可靠。(5)注意環(huán)保:反應(yīng)過(guò)程是否節(jié)能與環(huán)保。(6)要有創(chuàng)意:操作更簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)誤差更小。3.熟悉解題的一般步驟明確目的→確定實(shí)驗(yàn)原理→評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣(或可行性)→提出改進(jìn)建議(依題意解答)。二、解題方法技巧點(diǎn)撥1.明確目的原理——明確實(shí)驗(yàn)的目的要求,弄清題給信息。2.選擇儀器藥品——選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。3.設(shè)計(jì)裝置步驟——設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。4.記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全面、及時(shí)而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。5.分析得出結(jié)論——根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論?!纠}精析】一.測(cè)定空氣里氧氣含量的探究1.科學(xué)課本上用圖甲的裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù),而小明通過(guò)查詢資料對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),利用四硫化鈉(Na2S4)固體替代紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其反應(yīng)原理為2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH實(shí)驗(yàn)步驟:①將足量的四硫化鈉(Na2S4)固體置于試管中,加入適量的水并迅速塞緊橡膠塞,再充分振蕩。②測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h1(如圖乙所示)?③將該試管插入水中(如圖丙所示),取下橡膠塞,觀察到試管內(nèi)液面上升。④當(dāng)管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí)塞緊橡膠塞,將試管取出倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離(如圖丁所示)記錄數(shù)據(jù)h2。⑤按照①~③再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:第1次第2次第3次h1/厘米11.011.411.6h2/厘米8.79.19.2(1)步驟①中進(jìn)行充分振蕩的目的是;(2)計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為(結(jié)果精確到0.1%);(3)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與課本上的實(shí)驗(yàn)相比,有什么優(yōu)點(diǎn)。(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)(4)同學(xué)們分析了小明的實(shí)驗(yàn)方案后,認(rèn)為步驟④中塞緊橡膠塞的時(shí)機(jī)對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響,請(qǐng)問(wèn)何時(shí)塞橡膠塞測(cè)量結(jié)果最準(zhǔn)確?。二.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律2.“魚(yú)浮靈”主要成分是過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2),俗稱固體雙氧水.興趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究:【性質(zhì)探究】(1)取少量“魚(yú)浮靈”于試管中加水,有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出;向試管中加入少量MnO2粉末,產(chǎn)生大量氣泡.將,說(shuō)明有O2生成.(2)取實(shí)驗(yàn)(1)中上層清液,測(cè)得溶液pH>7;向溶液中滴加足量稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,說(shuō)明有生成.結(jié)論:過(guò)碳酸鈉具有Na2CO3和H2O2的雙重化學(xué)性質(zhì).【組成測(cè)定】為了測(cè)定某魚(yú)浮靈樣品中活性氧含量(說(shuō)明:活性氧含量是指產(chǎn)品中能轉(zhuǎn)化為O2的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),某活動(dòng)小組取10克樣品,利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定(雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響).【查閱資料】過(guò)碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO2和O2.(3)實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N2一段時(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng);繼續(xù)緩慢通N2,其目的是.(4)若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),會(huì)導(dǎo)致x:y的值(填“偏大”或“偏小”).(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,D裝置增重2.2g.該產(chǎn)品中活性氧含量為%.x:y=.3.醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補(bǔ)鐵.某興趣小組對(duì)這種糖衣片產(chǎn)生了興趣,打算對(duì)藥片的糖衣所起作用等問(wèn)題進(jìn)行探究.【提出問(wèn)題】硫酸亞鐵糖衣片中糖衣的作用是什么?【查閱資料】(1)亞鐵離子遇具有氧化性的物質(zhì)易被氧化成鐵離子;(2)亞鐵鹽溶于水時(shí),會(huì)水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀;(3)硫酸亞鐵晶體加熱會(huì)失去結(jié)晶水,高溫會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和非金屬氧化物;(4)SO2能使高錳酸鉀溶液褪色.【提出猜想】藥片糖衣的作用除了包裝藥物外,還可能是.【探究一】利用廢水回收銅,制備硫酸亞鐵晶體并觀察其在空氣中的變化推斷糖衣的作用.(1)實(shí)驗(yàn)中硫酸亞鐵溶液中沒(méi)有渾濁出現(xiàn)的原因可能是步驟②稀硫酸過(guò)量;【探究二】某硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)熱分解研究該興趣小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱,使其完全分解,對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行探究,并通過(guò)稱量裝置B質(zhì)量測(cè)出x的值.(2)①硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色,放入足量稀鹽酸,固體全部溶解,得到黃色溶液;裝置B中硫酸銅粉末變藍(lán),質(zhì)量增加12.6g;裝置C中高錳酸鉀溶液褪色.②實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)獾哪康氖牵坌∶鲝睦碚撋戏治龅贸隽蛩醽嗚F晶體分解還生成另一物質(zhì)SO3.(3)某研究所利用SDTQ600熱分析儀對(duì)硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)進(jìn)行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),繪制成固體質(zhì)量﹣﹣分解溫度的關(guān)系圖如圖2.①圖2中T3至T4過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式.②計(jì)算FeSO4?xH2O中的x為.三.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素4.某興趣小組利用如圖裝置探究溫度對(duì)CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略).(1)F裝置內(nèi)溶液變渾濁的化學(xué)反應(yīng)方程式為;A裝置內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)屬于反應(yīng)(選填放熱或吸熱).(2)裝置B的作用是.處理尾氣的方法為.(3)將該小組分為兩組,各取48g氧化鐵粉末按如圖裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn).甲組用酒精燈(火焰溫度500℃~700℃)、乙組用酒精噴燈(火焰溫度800℃~1000℃)分別對(duì)裝置D充分加熱,紅色粉末均變?yōu)楹谏勰畠山M分別用固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄如下.操作步驟甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1.稱量反應(yīng)后粉末質(zhì)量(g)44.233.62.取黑色粉末用磁鐵吸引部分能被磁鐵吸引全部能被磁鐵吸引3.取黑色粉末加入足量稀鹽酸,震蕩部分溶解,無(wú)氣泡全部溶解,有氣泡為解釋這個(gè)現(xiàn)象,小組成員查閱到下列資料:Ⅰ.已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3,在一定條件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最終被還原為鐵.Ⅱ.Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質(zhì),不溶于水和酸.Ⅲ.氧化鐵和一氧化碳進(jìn)行熱反應(yīng)分析的相關(guān)數(shù)據(jù)圖.【分析與結(jié)論】①乙組的固體產(chǎn)物是,產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為.②小軍根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)甲組的固體產(chǎn)物可能是.小華通過(guò)計(jì)算也證明了小軍的觀點(diǎn).試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明他的推測(cè)依據(jù).【反思與交流】考慮到二氧化碳?xì)怏w通入的不持續(xù)性,裝置E的作用是.從實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮,上圖裝置還要采取的改進(jìn)措施是.四.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量(共6小題)5.堿式碳酸銅可表示為:xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種.(1)現(xiàn)采用氫氣還原法,請(qǐng)回答如下問(wèn)題:①寫(xiě)出xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式;②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào)):(a)→→→→→→(l)③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品,充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水.該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為g,化學(xué)式為;(2)某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?,并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成,你認(rèn)為是否可行?請(qǐng)說(shuō)明理由.6.向Na2CO3溶液中加入一定量MgCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。某同學(xué)經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、低溫烘干得白色固體,并進(jìn)行如下探究:【猜測(cè)】白色固體可能是:①M(fèi)gCO3;②Mg(OH)2;③MgCO3和Mg(OH)2?!举Y料】MgCO3、Mg(OH)2加熱易分解,生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物。【實(shí)驗(yàn)1】(1)取適量白色固體,充分加熱,將產(chǎn)生的氣體通過(guò)裝有無(wú)水硫酸銅的U形管,觀察到現(xiàn)象為,則猜測(cè)①不成立。(2)另取適量白色固體于試管中,加入,產(chǎn)生大量氣泡,則猜測(cè)②不成立。有同學(xué)查閱資料得知上述固體應(yīng)為堿式碳酸鎂[aMgCO3?bMg(OH)2?4H2O],其不溶于水,加熱易分解,工業(yè)上常用作阻燃劑。【實(shí)驗(yàn)2】(3)為進(jìn)一步確定白色固體的組成,該同學(xué)取適量白色固體,充分加熱至質(zhì)量不再改變,并使產(chǎn)生的氣體全部緩緩?fù)ㄟ^(guò)如圖所示裝置,測(cè)定生成氣體的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:①加熱后剩余固體質(zhì)量2.0g:②濃硫酸增重0.9g:③濃NaOH溶液增重1.76g。其中乙瓶濃NaOH的作用是?!就卣埂浚?)如果將甲、乙裝置順序顛倒,則a:b的值會(huì)(填“變大”、“變小”或“不確定”)。(5)通過(guò)計(jì)算得出該堿式碳酸鎂的化學(xué)式是4MgCO3?Mg(OH)2?4H2O.工業(yè)上用堿式碳酸鎂作阻燃劑,其可能的原因有:。(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)7.網(wǎng)上傳言,一種叫“魚(yú)浮靈”的化學(xué)藥品能讓奄奄一息的魚(yú)立刻活蹦亂跳,但這種白色粉末會(huì)致癌,還會(huì)影響智力。僅從科學(xué)成分上看,純凈的“魚(yú)浮靈”是一種無(wú)毒無(wú)害的增氧劑。其主要成分是過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2),俗稱固體雙氧水。某興趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究:【性質(zhì)探究】:(1)取少量“魚(yú)浮靈”于試管中,加水,持續(xù)有細(xì)小氣泡緩慢放出;向試管中加入少量MnO2粉末,產(chǎn)生大量氣泡。經(jīng)檢測(cè),氣體為O2。(2)取實(shí)驗(yàn)(1)中上層清液,測(cè)得溶液pH>7;向其中滴加足量稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。結(jié)論:過(guò)碳酸鈉具有和H2O2的雙重化學(xué)性質(zhì)?!窘M成測(cè)定】某課外活動(dòng)小組取9.0克樣品,利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定(雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響)?!静殚嗁Y料】過(guò)碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO2和O2.請(qǐng)回答:(3)實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N2一段時(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng);繼續(xù)緩慢通N2,其目的是;(4)若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量(填“偏大”或“偏小”);(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,D裝置增重2.2g。x:y=。(最簡(jiǎn)整數(shù)比)8.工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價(jià)易得,但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉。某科學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測(cè)定問(wèn)題,展開(kāi)了討論與探究。【原理思路】利用Na2CO3與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生CO2,通過(guò)CO2質(zhì)量的測(cè)定,確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量,從而計(jì)算樣品純度。【實(shí)驗(yàn)方案】小科同學(xué)根據(jù)以上思路,設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)方案(固定裝置省略)。裝置中,儀器A的名稱。【交流討論】小明認(rèn)為圖甲實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)有缺陷,若按該方案進(jìn)行測(cè)定會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差。你認(rèn)為下列哪些因素會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差(填序號(hào))。①加入的稀硫酸量不足②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒(méi)有排出③反應(yīng)產(chǎn)生的CO2未被完全吸收④干燥管與空氣直接相通【方案改進(jìn)】為減少誤差,使CO2質(zhì)量的測(cè)定更準(zhǔn)確,該小組同學(xué)根據(jù)以上討論,對(duì)圖甲方案進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了如圖乙的實(shí)驗(yàn)方案(固定裝置省略)。圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后,都要通過(guò)量的空氣,反應(yīng)后通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是。【數(shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置,則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)?!就卣固岣摺恳阎狽a2CO3溶液與稀硫酸反應(yīng)先生成NaHCO3,當(dāng)Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO3后,生成的NaHCO3能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO2.現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸,反應(yīng)后產(chǎn)生無(wú)色氣體并得到X溶液。請(qǐng)分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì),其所有的可能組成。9.某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學(xué)探究小組為了測(cè)定該純堿的純度(即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】實(shí)驗(yàn)裝置(如圖2所示,固定裝置略去):需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):純堿樣品的質(zhì)量;實(shí)驗(yàn)前后C裝置(包含氫氧化鈉固體)的質(zhì)量。(1)為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng),其操作是。(2)補(bǔ)充D裝置(簡(jiǎn)要敘述或畫(huà)出裝置示意圖)?!窘涣髋c表達(dá)】(3)有同學(xué)認(rèn)為圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)造成測(cè)得純堿的純度偏低,原因是。(4)為了克服圖2裝置的不足,有同學(xué)提出,還應(yīng)增加圖1裝置與A裝置連接(A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞),在反應(yīng)前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入空氣。反應(yīng)前,斷開(kāi)B、C裝置之間的連接,用圖1裝置鼓入空氣,反應(yīng)后,用圖1裝置鼓入空氣。在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時(shí),開(kāi)關(guān)K處于關(guān)閉狀態(tài),其原因是。【數(shù)據(jù)處理】(5)稱得純堿樣品的質(zhì)量為10.8g,實(shí)驗(yàn)前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g。則可計(jì)算純堿的純度為98.1%(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)?!痉此寂c評(píng)價(jià)】(6)能否用稀鹽酸代替稀硫酸?同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論認(rèn)為不能,理由是。(7)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置能減少測(cè)定的誤差,原因:①反應(yīng)生成的CO2盡可能被裝置C吸收;②。10.一種堿式碳酸鎂鋁A[Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O]可用于治療胃酸過(guò)多。某興趣小組欲測(cè)定其化學(xué)式,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:實(shí)驗(yàn)Ⅰ:稱取一定質(zhì)量的A,加熱分解至恒重,冷卻稱量所得固體的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)Ⅱ:稱取一定質(zhì)量的A,與足量的酸反應(yīng),測(cè)量生成CO2氣體的質(zhì)量?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫(xiě)出A受熱分解的化學(xué)方程式。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中樣品置于(填儀器名稱)中加熱,判斷己加熱至恒重的方法是。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中選用的酸溶液最好是(選填“稀硫酸”“或“稀鹽酸”)。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中裝置的正確連接順序?yàn)閍(按氣流方向,用接口字母表示)(5)實(shí)驗(yàn)I中稱量的樣品A質(zhì)量為9.030g,加熱分解后固體質(zhì)量為5.130g,則A的相對(duì)分子量為(計(jì)算結(jié)果取整數(shù))(6)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中稱得樣品A的質(zhì)量為6.020g,與足量酸完全反應(yīng)后,CO2吸收裝置增重0.440g,確定A的化學(xué)式。五.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)11.“白鐵皮”具有較強(qiáng)的耐腐蝕性,是生產(chǎn)中常用的金屬材料之一.鍍鋅層猶如鐵皮的保護(hù)層,這層膜的厚度是判斷鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo).某研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍鋅層的厚度,設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)方案(1)討論:在鐵皮表面鍍鋅是為了.(填字母)a.鋅沒(méi)有鐵活潑,鍍?cè)阼F的表面可防止生銹b.鋅比鐵活潑,并且在空氣中容易形成致密的氧化膜,防止生銹(2)甲同學(xué)的方案是:如圖1,將鍍鋅鐵皮浸泡在鹽酸中,先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉,通過(guò)測(cè)量因產(chǎn)生氣體而形成差量計(jì)算出鋅的質(zhì)量,然后再計(jì)算得到鋅層的厚度.但是乙同學(xué)回顧起上課時(shí)老師演示的“用足量鹽酸除鐵銹”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,馬上對(duì)甲同學(xué)的方案的可行性提出了異議,乙同學(xué)的理由是(化學(xué)方程式表示)(3)乙同學(xué)查閱資料:ZnCl2、FeCl2都能與NaOH溶液反應(yīng),生成難溶于水的Zn(OH)2和Fe(OH)2,而Zn(OH)2既可以溶于酸也可以溶于堿,F(xiàn)e(OH)2則只能溶于酸,于是設(shè)計(jì)了如圖3方案:步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是.(4)丙同學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)測(cè)量鍍鋅鐵皮與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積來(lái)計(jì)算鋅層的厚度,他設(shè)計(jì)了如圖2所示裝置.其中儀器A中盛放的是鍍鋅鐵皮,儀器B中盛放的是稀硫酸.①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是.②檢查量氣裝置氣密性:連接好裝置,關(guān)閉彈簧夾,從量氣管注水,若觀察到,說(shuō)明該量氣裝置氣密性良好.③若分液漏斗上方不連接導(dǎo)管a,則測(cè)出氣體體積會(huì)(選填“偏小”、“偏大”或“沒(méi)有影響”).12.某課外小組利用H2還原黃色的WO3粉末測(cè)定W的相對(duì)原子質(zhì)量,下圖是測(cè)定裝置的示意圖.A中的試劑是鹽酸.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)接好裝置后應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置氣密性,其方法是;(2)“加熱反應(yīng)管E”和“從A瓶逐滴滴加液體”這兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是.在這兩步之間還應(yīng)進(jìn)行的操作是;(3)從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得了下列數(shù)據(jù):①空E管的質(zhì)量a;④反應(yīng)前F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量d;②E管和WO3的總質(zhì)量b;⑤反應(yīng)后F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量e③反應(yīng)后E管和W粉的總質(zhì)量c(冷卻后);由以上數(shù)據(jù)可以列出計(jì)算W的相對(duì)原子質(zhì)量的兩個(gè)不同計(jì)算式(除W外,其他涉及的元素的相對(duì)原子質(zhì)量均為已知)計(jì)算式1:(W)相對(duì)原子質(zhì)量=;計(jì)算式2:(W)相對(duì)原子質(zhì)量=.13.如下圖是用燃燒法來(lái)確定有機(jī)物組成的常用裝置,這種方法是在電爐加熱時(shí)用純凈氧氣氧化管內(nèi)樣品,根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成(已知:C中的氧化銅是確保有機(jī)物中的碳元素完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳;A中的反應(yīng)為:2H2O2MnO2ˉ2H2回答下列問(wèn)題:(1)A裝置中a儀器的名稱是(2)若去掉B裝置會(huì)對(duì)元素的測(cè)量結(jié)果有影響,會(huì)使測(cè)量結(jié)果(填“偏大”或“偏小”).(3)E裝置中所盛放物質(zhì)最好選用(填:①氫氧化鈣溶液;②氫氧化鈉溶液;③水).(4)若準(zhǔn)確稱取1.12g樣品(樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種).經(jīng)充分燃燒,D裝置增重1.44g,E裝置增重3.52g,則該有機(jī)物樣品中所含的元素為.14.實(shí)驗(yàn)室一般不用塊狀石灰石與硫酸反應(yīng)制取二氧化碳,原因是碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶,覆蓋在石灰石的表面而阻止與硫酸接觸繼續(xù)反應(yīng).小明想能否加入某種物質(zhì)使其反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,他查閱資料后發(fā)現(xiàn),在石灰石與硫酸反應(yīng)停止后,加入少量氯化鈉固體,能繼續(xù)反應(yīng)并產(chǎn)生氣體.小明繼而又想,加氯化鈉后,石灰石與硫酸能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),在反應(yīng)中起促進(jìn)作用的是Na+還是Cl﹣,或者是二者共同作用的結(jié)果呢?于是設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):向4支試管中各加入一塊石灰石和5ml濃度為50%的硫酸溶液,待反應(yīng)停止后,再分別加入約0.2克的KCl、NH4Cl、CaCl2…等固體輕輕振蕩,觀察到的現(xiàn)象如表:物質(zhì)KClNH4ClCaCl2①現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,但反應(yīng)較慢,反應(yīng)一段時(shí)間后就趨于停止.CaCl2溶解并生成大量的白色固體,但不能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)沒(méi)有明顯可見(jiàn)的現(xiàn)象(1)石灰石與硫酸反應(yīng)停止后,加入氯化鈉固體反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因可能是.(2)小明為了驗(yàn)證Na+在實(shí)驗(yàn)中的作用,在上表①處應(yīng)加入的物質(zhì)是.(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是.15.某同學(xué)為了測(cè)定水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比,設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖.現(xiàn)提供的化學(xué)試劑有:銅粉、氧化銅、無(wú)水氯化鈣、硫酸銅晶體、稀硫酸、稀硝酸、濃硫酸、濃鹽酸、鋅粒.(1)裝置D中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式是;(2)裝置C中進(jìn)氣管出口為多孔球泡,多孔球泡除導(dǎo)氣外,其主要作用是;(3)反應(yīng)完成后,冷卻時(shí),發(fā)現(xiàn)玻璃管D中有水珠殘留,此時(shí)該采用的正確操作是;(4)開(kāi)始反應(yīng)前,先稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量,分別依次為W1和W2,反應(yīng)完成之后,冷卻、再稱量,質(zhì)量分別依次為W3和W4.根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算水中氫原子與氧原子的個(gè)數(shù)比的算式為(用含W1、W2、W3和W4的式子表示):;(5)如要求實(shí)驗(yàn)更精確,可在裝置E后再接一個(gè)盛有堿石灰的U形管,此U形管的作用是;(6)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得m(H):m(O)>1:8,關(guān)于導(dǎo)致這一結(jié)果的原因的分析中,一定錯(cuò)誤的是.A.裝置C中硫酸的濃度不大,作用不太好B.裝置E后缺少干燥裝置C.稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量時(shí),稱量值均偏大D.CuO沒(méi)有全部被還原.16.某課外活動(dòng)小組同學(xué)用如圖裝置(固定裝置未畫(huà)出)測(cè)定含有雜質(zhì)的鎂帶中鎂單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(雜質(zhì)與酸接觸不產(chǎn)生氣體).實(shí)驗(yàn)過(guò)程是:①取一段鎂帶樣品,準(zhǔn)確稱得其質(zhì)量為0.030g.②往量氣管內(nèi)裝水至低于刻度“0”的位置.按如圖所示(未裝藥品)裝配好儀器.③檢查裝置氣密性.④在試管中加入足量的稀硫酸,稍傾斜試管,將用水濕潤(rùn)的鎂帶小心貼在試管壁上,塞緊橡皮塞.⑤調(diào)整量氣管液面,使兩邊的液面保持同一水平,記錄量氣管中液面位置.⑥把試管底部略為抬高,使鎂帶與稀硫酸接觸完全反應(yīng).⑦待冷卻至室溫后,再次記錄量氣管中液面位置.⑧算出量氣管中增加的氣體體積為23.96mL.已知:同溫同壓下,不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)能否用托盤(pán)天平稱量0.030g鎂帶樣品.(填“能”或“不能”)(2)若不改變溫度,如何用較簡(jiǎn)單的方法檢查如圖所示裝置的氣密性?.(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程⑦中再次記錄量氣管的液面位置時(shí),試管中留有氫氣,是否會(huì)影響實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果,并講出原因?.17.某工廠的廢水中只含有硫酸鎂和少量硫酸,課外活動(dòng)小組以此作為課題,探討如何從中回收純凈的硫酸鎂固體.他們?cè)O(shè)計(jì)了兩種不同的方案,請(qǐng)你參加討論:(1)方案一:選用鎂粉為試劑.①往廢水中逐次加入鎂粉,當(dāng)觀察到
時(shí),說(shuō)明加入鎂粉的量已經(jīng)足夠.②接下來(lái)的操作方法依次為
和.(2)方案二:選用氫氧化鈉溶液為試劑.①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液,當(dāng)看到
時(shí),停止加入氫氧化鈉溶液.②為了得到純凈的硫酸鎂溶液,接著應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是(請(qǐng)簡(jiǎn)要寫(xiě)出操作過(guò)程)
.③…,得到硫酸鎂固體.(3)比較兩個(gè)方案,假設(shè)實(shí)驗(yàn)中都沒(méi)有損耗,用等質(zhì)量的廢水,最后得到的硫酸鎂固體的質(zhì)量是否相同?,原因.專題04化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究【解題技巧】一、實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)1.主要考查方式主要是對(duì)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)裝置、操作步驟等,從某個(gè)角度否定、排除不合理或不可行或可行不最優(yōu)等方面進(jìn)行評(píng)價(jià),從而選擇創(chuàng)新出更好的方法。2.明確評(píng)價(jià)的內(nèi)容(1)科學(xué)性:反應(yīng)能否發(fā)生,即方案在理論上是否科學(xué)、合理、嚴(yán)密。(2)簡(jiǎn)約性:操作是否簡(jiǎn)便易行、優(yōu)化,反應(yīng)條件是否易達(dá)到。(3)可行性:所有原料是否常見(jiàn)、易得、廉價(jià)。(4)安全性:操作是否安全可靠。(5)注意環(huán)保:反應(yīng)過(guò)程是否節(jié)能與環(huán)保。(6)要有創(chuàng)意:操作更簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)誤差更小。3.熟悉解題的一般步驟明確目的→確定實(shí)驗(yàn)原理→評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣(或可行性)→提出改進(jìn)建議(依題意解答)。二、解題方法技巧點(diǎn)撥1.明確目的原理——明確實(shí)驗(yàn)的目的要求,弄清題給信息。2.選擇儀器藥品——選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。3.設(shè)計(jì)裝置步驟——設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。4.記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全面、及時(shí)而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。5.分析得出結(jié)論——根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過(guò)分析、計(jì)算、圖表、推理等處理,得出正確的結(jié)論?!纠}精析】一.測(cè)定空氣里氧氣含量的探究1.科學(xué)課本上用圖甲的裝置來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù),而小明通過(guò)查詢資料對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),利用四硫化鈉(Na2S4)固體替代紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其反應(yīng)原理為2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH實(shí)驗(yàn)步驟:①將足量的四硫化鈉(Na2S4)固體置于試管中,加入適量的水并迅速塞緊橡膠塞,再充分振蕩。②測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數(shù)據(jù)h1(如圖乙所示)?③將該試管插入水中(如圖丙所示),取下橡膠塞,觀察到試管內(nèi)液面上升。④當(dāng)管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí)塞緊橡膠塞,將試管取出倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),測(cè)量液面至橡膠塞下沿的距離(如圖丁所示)記錄數(shù)據(jù)h2。⑤按照①~③再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:第1次第2次第3次h1/厘米11.011.411.6h2/厘米8.79.19.2(1)步驟①中進(jìn)行充分振蕩的目的是;(2)計(jì)算第3次實(shí)驗(yàn)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為(結(jié)果精確到0.1%);(3)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與課本上的實(shí)驗(yàn)相比,有什么優(yōu)點(diǎn)。(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)(4)同學(xué)們分析了小明的實(shí)驗(yàn)方案后,認(rèn)為步驟④中塞緊橡膠塞的時(shí)機(jī)對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響,請(qǐng)問(wèn)何時(shí)塞橡膠塞測(cè)量結(jié)果最準(zhǔn)確??!窘獯稹拷猓海?)步驟①中進(jìn)行充分振蕩的目的是:為了使氧氣充分反應(yīng);故答案為:為了使氧氣充分反應(yīng);(2)第3次實(shí)驗(yàn)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)=11.6?9.2(3)小明設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)與課本上的實(shí)驗(yàn)相比,優(yōu)點(diǎn)是:不需要加熱,節(jié)約能源;操作簡(jiǎn)便等;故答案為:不需要加熱,節(jié)約能源或操作簡(jiǎn)便等;(4)塞橡膠塞測(cè)量結(jié)果最準(zhǔn)確的是:上下移動(dòng)試管(管口始終在液面下),使試管內(nèi)液面與水槽液面相平后,再塞橡膠塞,測(cè)量結(jié)果最準(zhǔn)確;故答案為:上下移動(dòng)試管(管口始終在液面下),使試管內(nèi)液面與水槽液面相平后,再塞橡膠塞,測(cè)量結(jié)果最準(zhǔn)確;二.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律2.“魚(yú)浮靈”主要成分是過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2),俗稱固體雙氧水.興趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究:【性質(zhì)探究】(1)取少量“魚(yú)浮靈”于試管中加水,有持續(xù)細(xì)小氣泡緩慢放出;向試管中加入少量MnO2粉末,產(chǎn)生大量氣泡.將,說(shuō)明有O2生成.(2)取實(shí)驗(yàn)(1)中上層清液,測(cè)得溶液pH>7;向溶液中滴加足量稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,說(shuō)明有生成.結(jié)論:過(guò)碳酸鈉具有Na2CO3和H2O2的雙重化學(xué)性質(zhì).【組成測(cè)定】為了測(cè)定某魚(yú)浮靈樣品中活性氧含量(說(shuō)明:活性氧含量是指產(chǎn)品中能轉(zhuǎn)化為O2的氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),某活動(dòng)小組取10克樣品,利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定(雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響).【查閱資料】過(guò)碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO2和O2.(3)實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N2一段時(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng);繼續(xù)緩慢通N2,其目的是.(4)若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),會(huì)導(dǎo)致x:y的值(填“偏大”或“偏小”).(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,D裝置增重2.2g.該產(chǎn)品中活性氧含量為%.x:y=.【解答】解:(1)由結(jié)論“說(shuō)明有O2生成”,再根據(jù):氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃,則填復(fù)燃;(2)根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”,再根據(jù):二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁,則此題結(jié)論為有CO2(或二氧化碳)生成.(3)實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)庖欢螘r(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng)是為了除去裝置內(nèi)的氧氣,以防測(cè)定值偏高;實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被裝置吸收;(4)根據(jù)【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定.若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),將使部分氧氣散逸,計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小,碳酸鈉相對(duì)含量偏大,導(dǎo)致x:y的值偏大;(5)C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g,氧氣質(zhì)量占樣品的百分?jǐn)?shù)(活性氧含量)為1.2g10g因?yàn)樯裳鯕獾馁|(zhì)量為1.2g,則設(shè)需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x.2H2O2~O2↑6832x1.2g則68解得x=2.55g,故由氧氣質(zhì)量可計(jì)算過(guò)氧化氫質(zhì)量為2.55g.因?yàn)镈裝置增重2.2g說(shuō)明生成二氧化碳2.2g,則設(shè)需要碳酸鈉質(zhì)量為y.Na2CO3~CO2↑10644y2.2g則106解得y=5.3g,故計(jì)算反應(yīng)的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g,根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成”,則可得:106x:34y=5.3g:2.55g,故解得x:y=2:3.故答案為:(1)復(fù)燃;(2)CO2(或二氧化碳);(3)使殘留在裝置中的氣體全部被吸收;(4)偏大;(5)12%;2:3.3.醫(yī)學(xué)上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補(bǔ)鐵.某興趣小組對(duì)這種糖衣片產(chǎn)生了興趣,打算對(duì)藥片的糖衣所起作用等問(wèn)題進(jìn)行探究.【提出問(wèn)題】硫酸亞鐵糖衣片中糖衣的作用是什么?【查閱資料】(1)亞鐵離子遇具有氧化性的物質(zhì)易被氧化成鐵離子;(2)亞鐵鹽溶于水時(shí),會(huì)水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀;(3)硫酸亞鐵晶體加熱會(huì)失去結(jié)晶水,高溫會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和非金屬氧化物;(4)SO2能使高錳酸鉀溶液褪色.【提出猜想】藥片糖衣的作用除了包裝藥物外,還可能是.【探究一】利用廢水回收銅,制備硫酸亞鐵晶體并觀察其在空氣中的變化推斷糖衣的作用.(1)實(shí)驗(yàn)中硫酸亞鐵溶液中沒(méi)有渾濁出現(xiàn)的原因可能是步驟②稀硫酸過(guò)量;【探究二】某硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)熱分解研究該興趣小組同學(xué)稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱,使其完全分解,對(duì)所得產(chǎn)物進(jìn)行探究,并通過(guò)稱量裝置B質(zhì)量測(cè)出x的值.(2)①硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色,放入足量稀鹽酸,固體全部溶解,得到黃色溶液;裝置B中硫酸銅粉末變藍(lán),質(zhì)量增加12.6g;裝置C中高錳酸鉀溶液褪色.②實(shí)驗(yàn)中要持續(xù)通入氮?dú)獾哪康氖牵坌∶鲝睦碚撋戏治龅贸隽蛩醽嗚F晶體分解還生成另一物質(zhì)SO3.(3)某研究所利用SDTQ600熱分析儀對(duì)硫酸亞鐵晶體(FeSO4?xH2O)進(jìn)行熱分解,獲得相關(guān)數(shù)據(jù),繪制成固體質(zhì)量﹣﹣分解溫度的關(guān)系圖如圖2.①圖2中T3至T4過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式.②計(jì)算FeSO4?xH2O中的x為.【解答】解:根據(jù)常識(shí)可知糖衣片的作用,故提出猜想答案:隔絕空氣,防止藥品變質(zhì)(1)鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,亞鐵鹽溶于水時(shí),會(huì)水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,F(xiàn)e(OH)2沉淀能溶于酸,硫酸亞鐵溶液中沒(méi)有渾濁出現(xiàn)的原因可能是步驟②稀硫酸過(guò)量.(2)②不充氮?dú)馑魵夥乐股傻牟糠炙魵庠谘b置A內(nèi)冷凝導(dǎo)致x測(cè)得值偏小(使生成的水蒸氣能進(jìn)入B中被完全吸收);就不能全部從A中排出,故②答案:防止生成的部分水蒸氣在裝置A內(nèi)冷凝導(dǎo)致x測(cè)得值偏?。ㄊ股傻乃魵饽苓M(jìn)入B中被完全吸收);(3)硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫故①答案:2FeSO4高溫ˉFe2O3+SO2↑+SO3②通過(guò)FeSO4?xH2O的化學(xué)式可知鐵原子和水的個(gè)數(shù)比為1:x,F(xiàn)e2O3~2XH2O16036X8g12.6gX=7.故答案:7;三.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素4.某興趣小組利用如圖裝置探究溫度對(duì)CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略).(1)F裝置內(nèi)溶液變渾濁的化學(xué)反應(yīng)方程式為;A裝置內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)屬于反應(yīng)(選填放熱或吸熱).(2)裝置B的作用是.處理尾氣的方法為.(3)將該小組分為兩組,各取48g氧化鐵粉末按如圖裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn).甲組用酒精燈(火焰溫度500℃~700℃)、乙組用酒精噴燈(火焰溫度800℃~1000℃)分別對(duì)裝置D充分加熱,紅色粉末均變?yōu)楹谏勰畠山M分別用固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄如下.操作步驟甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1.稱量反應(yīng)后粉末質(zhì)量(g)44.233.62.取黑色粉末用磁鐵吸引部分能被磁鐵吸引全部能被磁鐵吸引3.取黑色粉末加入足量稀鹽酸,震蕩部分溶解,無(wú)氣泡全部溶解,有氣泡為解釋這個(gè)現(xiàn)象,小組成員查閱到下列資料:Ⅰ.已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3,在一定條件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最終被還原為鐵.Ⅱ.Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質(zhì),不溶于水和酸.Ⅲ.氧化鐵和一氧化碳進(jìn)行熱反應(yīng)分析的相關(guān)數(shù)據(jù)圖.【分析與結(jié)論】①乙組的固體產(chǎn)物是,產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為.②小軍根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)甲組的固體產(chǎn)物可能是.小華通過(guò)計(jì)算也證明了小軍的觀點(diǎn).試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明他的推測(cè)依據(jù).【反思與交流】考慮到二氧化碳?xì)怏w通入的不持續(xù)性,裝置E的作用是.從實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮,上圖裝置還要采取的改進(jìn)措施是.【解答】解:(1)由裝置可知,在F裝置內(nèi),二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水,所以溶液變渾濁的化學(xué)反應(yīng)方程式為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;在A裝置內(nèi),在高溫條件下碳與二氧化碳的反應(yīng)生成了一氧化碳,此反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng).(2)由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng),所以,裝置B的作用是:除去一氧化碳中的二氧化碳;由于一氧化碳具有可燃性,處理尾氣的方法為:在尖嘴口處放置燃著的酒精燈.(3)【分析與結(jié)論】①在乙中,黑色粉末全部能被磁鐵吸引,能全部與鹽酸反應(yīng)有氣泡可知,乙組的固體產(chǎn)物是Fe,產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.②在甲組中,生成物部分能被磁鐵吸引,與酸反應(yīng)部分溶解,無(wú)氣泡,說(shuō)明了沒(méi)有鐵,成分為:氧化亞鐵和四氧化三鐵.由化學(xué)式的意義可知:假設(shè)48gFe2O3全部還原成Fe3O4得到的質(zhì)量為:48g×2×232假設(shè)全部還原為FeO的得到質(zhì)量為:48g×2×72160=43.2g.因?yàn)?6.4g>44.2g>43.2g,由此可推測(cè)出,最后得到的是FeO和Fe3【反思與交流】由于E中的液體會(huì)倒吸進(jìn)入D裝置,所以,E裝置的作用是:防止F中的液體倒吸入D裝置;由于B裝置中的液體會(huì)倒吸進(jìn)入A裝置,所以,從實(shí)驗(yàn)安全的角度考慮,上圖裝置還要采取的改進(jìn)措施是:在裝置AB間再增加一個(gè)E裝置.故答為:(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,吸熱;(2)除去一氧化碳中的二氧化碳在尖嘴口處放置燃著的酒精燈;(3)【分析與結(jié)論】①Fe,F(xiàn)e+2HCl═FeCl2+H2↑;②FeO和Fe3O4;假設(shè)48gFe2O3全部還原成Fe3O4得到的質(zhì)量為48g×2×2323×160=46.4g,假設(shè)全部還原為FeO的得到質(zhì)量為48g×2×72160【反思與交流】防止F中的液體倒吸入D裝置;在裝置AB間再增加一個(gè)E裝置.四.實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量(共6小題)5.堿式碳酸銅可表示為:xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種.(1)現(xiàn)采用氫氣還原法,請(qǐng)回答如下問(wèn)題:①寫(xiě)出xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式;②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào)):(a)→→→→→→(l)③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品,充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水.該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為g,化學(xué)式為;(2)某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?,并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成,你認(rèn)為是否可行?請(qǐng)說(shuō)明理由.【解答】解:(1)①xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O與氫氣反應(yīng)的產(chǎn)物有:Cu、CO2、H2O,方程式為:xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O+(x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O;②本實(shí)驗(yàn)的原理,用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應(yīng),通過(guò)測(cè)定生成的二氧化碳和水以及反應(yīng)后固體的質(zhì)量來(lái)確定物質(zhì)的組成,為防止空氣中CO2和H2O進(jìn)入U(xiǎn)型干燥裝置,可在最后再連接一個(gè)盛有堿石灰的干燥裝置來(lái)吸收空氣中的二氧化碳和水;氫氣流方向的連接順序是a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l;③xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O+(x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2↑+(x+2y+z)H2O64(x+y)44x18(x+2y+z)12.7g4.4g7.2g64(x+y)12.7g44x4.4g令x=1,則y=1,z=1,則化學(xué)式為CuCO3?Cu(OH)2?H2O,化學(xué)方程式為CuCO3?Cu(OH)2?H2O+2H2=2Cu+CO2↑+4H2O,由化學(xué)方程式可以看出,堿式碳酸銅每1個(gè)水分子能生成4個(gè)水分子,即生成的水中堿式碳酸銅中水占了14,因此堿式碳酸銅中水的質(zhì)量為:7.2g×(2)根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O=(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量),即可計(jì)算出其組成,故答案為:可行;根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O═(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量),即可計(jì)算出其組成.答案:(1)①xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O+(x+y)H2△ˉ(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l③1.8;CuCO3?Cu(OH)2?H2O(2)可行根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O△ˉ(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H26.向Na2CO3溶液中加入一定量MgCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。某同學(xué)經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、低溫烘干得白色固體,并進(jìn)行如下探究:【猜測(cè)】白色固體可能是:①M(fèi)gCO3;②Mg(OH)2;③MgCO3和Mg(OH)2?!举Y料】MgCO3、Mg(OH)2加熱易分解,生成對(duì)應(yīng)的兩種氧化物?!緦?shí)驗(yàn)1】(1)取適量白色固體,充分加熱,將產(chǎn)生的氣體通過(guò)裝有無(wú)水硫酸銅的U形管,觀察到現(xiàn)象為,則猜測(cè)①不成立。(2)另取適量白色固體于試管中,加入,產(chǎn)生大量氣泡,則猜測(cè)②不成立。有同學(xué)查閱資料得知上述固體應(yīng)為堿式碳酸鎂[aMgCO3?bMg(OH)2?4H2O],其不溶于水,加熱易分解,工業(yè)上常用作阻燃劑。【實(shí)驗(yàn)2】(3)為進(jìn)一步確定白色固體的組成,該同學(xué)取適量白色固體,充分加熱至質(zhì)量不再改變,并使產(chǎn)生的氣體全部緩緩?fù)ㄟ^(guò)如圖所示裝置,測(cè)定生成氣體的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:①加熱后剩余固體質(zhì)量2.0g:②濃硫酸增重0.9g:③濃NaOH溶液增重1.76g。其中乙瓶濃NaOH的作用是。【拓展】(4)如果將甲、乙裝置順序顛倒,則a:b的值會(huì)(填“變大”、“變小”或“不確定”)。(5)通過(guò)計(jì)算得出該堿式碳酸鎂的化學(xué)式是4MgCO3?Mg(OH)2?4H2O.工業(yè)上用堿式碳酸鎂作阻燃劑,其可能的原因有:。(寫(xiě)出一點(diǎn)即可)【解答】解:(1)無(wú)水硫酸銅作為檢驗(yàn)試劑使用時(shí),借助其遇水變藍(lán)色的性質(zhì),說(shuō)明有水的存在,根據(jù)題目信息及質(zhì)量守恒定律,若如猜想①則里面不含有可以生成水的全部元素,因此若無(wú)水硫酸銅變藍(lán),則猜想①直接排除;故答案為:無(wú)水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色。(2)結(jié)論為猜想②不成立,說(shuō)明有碳酸根的存在,而驗(yàn)證碳酸根常用稀酸,加入稀酸有氣泡產(chǎn)生,則說(shuō)明有碳酸根存在,常用稀酸為稀鹽酸;故答案為:稀鹽酸。(3)通過(guò)吸收產(chǎn)生的氣體,判斷堿式碳酸銅中各自系數(shù),濃硫酸有吸水性,氫氧化鈉可以吸收二氧化碳;故答案為:吸收生成的二氧化碳。(4)濃硫酸吸收水,水來(lái)自于氫氧化鎂,氫氧化鈉吸收二氧化鈉,二氧化碳來(lái)自于碳酸鎂,兩者位置顛倒后,氫氧化鈉吸收生成的二氧化碳,并能吸收一部分水,從而使氫氧化鈉內(nèi)質(zhì)量變大,濃硫酸內(nèi)質(zhì)量減少,進(jìn)一步推出碳酸鎂質(zhì)量增大,氫氧化鎂質(zhì)量變小,即a變大,b變小,所以比值變大;故答案為:變大。(5)根據(jù)題目信息和質(zhì)量守恒定律,堿式碳酸鎂分解后生成氧化鎂、二氧化碳和水,所以可以從這三者選擇任意一個(gè)作為阻燃的解釋,根據(jù)二氧化碳不支持燃燒,此題以此作為一個(gè)回答;故答案為:受熱分解后生成二氧化碳,二氧化碳不支持燃燒,起到阻燃的目的。7.網(wǎng)上傳言,一種叫“魚(yú)浮靈”的化學(xué)藥品能讓奄奄一息的魚(yú)立刻活蹦亂跳,但這種白色粉末會(huì)致癌,還會(huì)影響智力。僅從科學(xué)成分上看,純凈的“魚(yú)浮靈”是一種無(wú)毒無(wú)害的增氧劑。其主要成分是過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2),俗稱固體雙氧水。某興趣小組對(duì)其進(jìn)行以下探究:【性質(zhì)探究】:(1)取少量“魚(yú)浮靈”于試管中,加水,持續(xù)有細(xì)小氣泡緩慢放出;向試管中加入少量MnO2粉末,產(chǎn)生大量氣泡。經(jīng)檢測(cè),氣體為O2。(2)取實(shí)驗(yàn)(1)中上層清液,測(cè)得溶液pH>7;向其中滴加足量稀鹽酸,產(chǎn)生大量氣泡;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。結(jié)論:過(guò)碳酸鈉具有和H2O2的雙重化學(xué)性質(zhì)?!窘M成測(cè)定】某課外活動(dòng)小組取9.0克樣品,利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定(雜質(zhì)對(duì)測(cè)定無(wú)影響)?!静殚嗁Y料】過(guò)碳酸鈉能與酸反應(yīng)放出CO2和O2.請(qǐng)回答:(3)實(shí)驗(yàn)前先緩慢通N2一段時(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng);繼續(xù)緩慢通N2,其目的是;(4)若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量(填“偏大”或“偏小”);(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,D裝置增重2.2g。x:y=。(最簡(jiǎn)整數(shù)比)【解答】解:(2)根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,生成的氣體為CO2,所以過(guò)碳酸鈉具有碳酸鈉和過(guò)氧化氫的雙重化學(xué)性質(zhì);(3)實(shí)驗(yàn)前通氮?dú)庖欢螘r(shí)間,加熱銅網(wǎng)至紅熱后,再緩慢滴入過(guò)量稀硫酸,直至A中樣品完全反應(yīng)是為了除去裝置內(nèi)的氧氣,以防測(cè)定值偏高;實(shí)驗(yàn)后還要繼續(xù)通氮?dú)馐菫榱耸箽埩粼谘b置中的氣體全部被裝置吸收;(4)根據(jù)【組成測(cè)定】利用如圖裝置進(jìn)行產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成的測(cè)定。若先滴入稀硫酸,后加熱銅網(wǎng),將使部分氧氣散逸,計(jì)算時(shí)過(guò)氧化氫相對(duì)含量偏小,碳酸鈉相對(duì)含量偏大,導(dǎo)致x:y的值偏大;(5)C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g,則說(shuō)明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g,生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g。設(shè)生成1.2g氧氣需要過(guò)氧化氫的質(zhì)量為x2H2O2MnO2ˉ2H26832x1.2g6832設(shè)生成2.2g二氧化碳需要碳酸鈉的質(zhì)量為yNa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑10644y2.2g10644根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測(cè)定和過(guò)碳酸鈉(xNa2CO3?yH2O2)組成”,則可得:106x:34y=5.3g:2.55g,x:y=2:3故答案為:(2)Na2CO3;(3)使殘留在裝置中的氣體全部被吸收;(4)偏大;(5)2:3。8.工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價(jià)易得,但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉。某科學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測(cè)定問(wèn)題,展開(kāi)了討論與探究。【原理思路】利用Na2CO3與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生CO2,通過(guò)CO2質(zhì)量的測(cè)定,確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量,從而計(jì)算樣品純度。【實(shí)驗(yàn)方案】小科同學(xué)根據(jù)以上思路,設(shè)計(jì)了如圖甲的實(shí)驗(yàn)方案(固定裝置省略)。裝置中,儀器A的名稱。【交流討論】小明認(rèn)為圖甲實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)有缺陷,若按該方案進(jìn)行測(cè)定會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差。你認(rèn)為下列哪些因素會(huì)導(dǎo)致難以避免的誤差(填序號(hào))。①加入的稀硫酸量不足②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒(méi)有排出③反應(yīng)產(chǎn)生的CO2未被完全吸收④干燥管與空氣直接相通【方案改進(jìn)】為減少誤差,使CO2質(zhì)量的測(cè)定更準(zhǔn)確,該小組同學(xué)根據(jù)以上討論,對(duì)圖甲方案進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了如圖乙的實(shí)驗(yàn)方案(固定裝置省略)。圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應(yīng)前和停止反應(yīng)后,都要通過(guò)量的空氣,反應(yīng)后通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是?!緮?shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置,則測(cè)得工業(yè)燒堿的純度將(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。【拓展提高】已知Na2CO3溶液與稀硫酸反應(yīng)先生成NaHCO3,當(dāng)Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO3后,生成的NaHCO3能繼續(xù)與稀硫酸反應(yīng)生成CO2.現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸,反應(yīng)后產(chǎn)生無(wú)色氣體并得到X溶液。請(qǐng)分析推斷反應(yīng)后所得X溶液的溶質(zhì),其所有的可能組成?!窘獯稹拷猓骸緦?shí)驗(yàn)方案】圖中所標(biāo)的儀器的名稱為錐形瓶;【交流討論】甲裝置存在明顯的缺陷②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒(méi)有排出,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;③反應(yīng)產(chǎn)生的CO2未被全部排出,也就不能完全吸收;④干燥管與空氣直接相通,會(huì)吸收空氣中的二氧化碳;【方案改進(jìn)】反應(yīng)前通空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣將裝置內(nèi)的空氣排凈,反應(yīng)停止后通空氣的作用是把產(chǎn)生的二氧化碳全部排出并吸收;反應(yīng)后通空氣時(shí)a、b、c三個(gè)彈簧夾的控制方法是關(guān)閉b,打開(kāi)a,c;這樣才能把含二氧化碳的空氣全部排入D中吸收?!緮?shù)據(jù)分析】反應(yīng)生成的氣體在逸出的過(guò)程中要帶出一部分水蒸氣,如果沒(méi)有裝置C則會(huì)使D裝置中吸收的物質(zhì)偏大,而使測(cè)量結(jié)果偏低。【拓展提高】硫酸和碳酸鈉反應(yīng)生成了硫酸鈉、水和二氧化碳,若硫酸和碳酸鈉恰好完全反應(yīng)則生成的溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉;若硫酸過(guò)量,則得到溶液溶質(zhì)為硫酸鈉和硫酸,若硫酸的量不足,則得到溶液含有的溶質(zhì)為硫酸鈉和碳酸氫鈉。故答案為:【實(shí)驗(yàn)方案】錐形瓶;【交流討論】②③④;【方案改進(jìn)】關(guān)閉b,打開(kāi)a,c;【數(shù)據(jù)分析】偏低。【拓展提高】硫酸鈉;硫酸鈉和硫酸;硫酸鈉和碳酸氫鈉。9.某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學(xué)探究小組為了測(cè)定該純堿的純度(即碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)),組內(nèi)一同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案】實(shí)驗(yàn)裝置(如圖2所示,固定裝置略去):需要測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):純堿樣品的質(zhì)量;實(shí)驗(yàn)前后C裝置(包含氫氧化鈉固體)的質(zhì)量。(1)為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng),其操作是。(2)補(bǔ)充D裝置(簡(jiǎn)要敘述或畫(huà)出裝置示意圖)?!窘涣髋c表達(dá)】(3)有同學(xué)認(rèn)為圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)造成測(cè)得純堿的純度偏低,原因是。(4)為了克服圖2裝置的不足,有同學(xué)提出,還應(yīng)增加圖1裝置與A裝置連接(A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞),在反應(yīng)前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入空氣。反應(yīng)前,斷開(kāi)B、C裝置之間的連接,用圖1裝置鼓入空氣,反應(yīng)后,用圖1裝置鼓入空氣。在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時(shí),開(kāi)關(guān)K處于關(guān)閉狀態(tài),其原因是?!緮?shù)據(jù)處理】(5)稱得純堿樣品的質(zhì)量為10.8g,實(shí)驗(yàn)前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g。則可計(jì)算純堿的純度為98.1%(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)?!痉此寂c評(píng)價(jià)】(6)能否用稀鹽酸代替稀硫酸?同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論認(rèn)為不能,理由是。(7)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置能減少測(cè)定的誤差,原因:①反應(yīng)生成的CO2盡可能被裝置C吸收;②?!窘獯稹拷猓海?)為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應(yīng),其操作是:從分液漏斗中加入過(guò)量的稀硫酸;故答案為:從分液漏斗中加入過(guò)量的稀硫酸;(2)補(bǔ)充D裝置:再加一個(gè)球形干燥管,防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C;故答案為:再加一個(gè)球形干燥管,防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C;(3)有同學(xué)認(rèn)為圖2所示實(shí)驗(yàn)裝置會(huì)造成測(cè)得純堿的純度偏低,原因是:裝置內(nèi)留有二氧化碳;故答案為:裝置內(nèi)留有二氧化碳;(4)在A裝置中的反應(yīng)發(fā)生時(shí),開(kāi)關(guān)K處于關(guān)閉狀態(tài),其原因是:防止產(chǎn)生的二氧化碳與圖1中的氫氧化鈉固體反應(yīng);故答案為:防止產(chǎn)生的二氧化碳與圖1中的氫氧化鈉固體反應(yīng);(6)不能用稀鹽酸代替稀硫酸,因?yàn)辂}酸容易揮發(fā)出氯化氫氣體,使二氧化碳不純;故答案為:鹽酸容易揮發(fā)出氯化氫氣體,使二氧化碳不純;(7)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置能減少測(cè)定的誤差,原因:①反應(yīng)生成的CO2盡可能被裝置C吸收;②反應(yīng)前裝置中的二氧化碳被排盡;故答案為:反應(yīng)前裝置中的二氧化碳被排盡;10.一種堿式碳酸鎂鋁A[Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O]可用于治療胃酸過(guò)多。某興趣小組欲測(cè)定其化學(xué)式,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下:實(shí)驗(yàn)Ⅰ:稱取一定質(zhì)量的A,加熱分解至恒重,冷卻稱量所得固體的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)Ⅱ:稱取一定質(zhì)量的A,與足量的酸反應(yīng),測(cè)量生成CO2氣體的質(zhì)量?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)寫(xiě)出A受熱分解的化學(xué)方程式。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中樣品置于(填儀器名稱)中加熱,判斷己加熱至恒重的方法是。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中選用的酸溶液最好是(選填“稀硫酸”“或“稀鹽酸”)。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中裝置的正確連接順序?yàn)閍(按氣流方向,用接口字母表示)(5)實(shí)驗(yàn)I中稱量的樣品A質(zhì)量為9.030g,加熱分解后固體質(zhì)量為5.130g,則A的相對(duì)分子量為(計(jì)算結(jié)果取整數(shù))(6)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中稱得樣品A的質(zhì)量為6.020g,與足量酸完全反應(yīng)后,CO2吸收裝置增重0.440g,確定A的化學(xué)式?!窘獯稹拷猓海?)堿式碳酸鎂鋁[Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O]受熱分解生成氧化鋁、氧化鎂、二氧化碳、水,結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為:Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+(x2+4)H2O,故答案為:Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+((2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中樣品置于坩堝中加熱,判斷已加熱至恒重的方法是:兩次稱量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g,故答案為:坩堝;兩次稱量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g;(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中選用的酸溶液是難揮發(fā)性的硫酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,測(cè)定氣體質(zhì)量計(jì)算化學(xué)式,故答案為:硫酸;(4)要準(zhǔn)確測(cè)量反應(yīng)中生成的CO2,則需要除去裝置中殘留的空氣,因此反應(yīng)前需要利用空氣排盡裝置的中的空氣;由于空氣中含有CO2因此空氣要首先通過(guò)氫氧化鈉溶液除去空氣中的CO2;又因?yàn)榉磻?yīng)中生成的CO2含有水蒸氣,所以還需要先通過(guò)濃硫酸除去水蒸氣,最后再通過(guò)堿石灰吸收CO2,同時(shí)為了防止后面空氣中的CO2也被吸收,還需要再連接有個(gè)盛有堿石灰的干燥管或u形管,因此正確的連接順序是a→e→f→g→h(或h,g)→i,故答案為:a→e→f→g→h(或h,g)→i;(5)設(shè)A的相對(duì)分子質(zhì)量為xAl2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+(x2+x102+240=3429.030g5.130gxx=602,故答案為:602;(6)物質(zhì)A與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Al2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O+18HCl=2AlCl3+6MgCl2+(13+x2)H2O+yCOAl2Mg6(OH)x(CO3)y?4H2O+18HCl=2AlCl3+6MgCl2+(13+x2)H2O+yCO60244y6.020g0.440g602y=1根據(jù)反應(yīng)前后氧原子的個(gè)數(shù)相等得:x+3y+4=13+xA的化學(xué)式為:Al2Mg6(OH)16CO3?4H2O,故答案為:Al2Mg6(OH)16CO3?4H2O。五.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)11.“白鐵皮”具有較強(qiáng)的耐腐蝕性,是生產(chǎn)中常用的金屬材料之一.鍍鋅層猶如鐵皮的保護(hù)層,這層膜的厚度是判斷鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo).某研究性學(xué)習(xí)小組為了測(cè)定鍍鋅鐵皮鍍鋅層的厚度,設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)方案(1)討論:在鐵皮表面鍍鋅是為了.(填字母)a.鋅沒(méi)有鐵活潑,鍍?cè)阼F的表面可防止生銹b.鋅比鐵活潑,并且在空氣中容易形成致密的氧化膜,防止生銹(2)甲同學(xué)的方案是:如圖1,將鍍鋅鐵皮浸泡在鹽酸中,先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應(yīng)掉,通過(guò)測(cè)量因產(chǎn)生氣體而形成差量計(jì)算出鋅的質(zhì)量,然后再計(jì)算得到鋅層的厚度.但是乙同學(xué)回顧起上課時(shí)老師演示的“用足量鹽酸除鐵銹”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,馬上對(duì)甲同學(xué)的方案的可行性提出了異議,乙同學(xué)的理由是(化學(xué)方程式表示)(3)乙同學(xué)查閱資料:ZnCl2、FeCl2都能與NaOH溶液反應(yīng),生成難溶于水的Zn(OH)2和Fe(OH)2,而Zn(OH)2既可以溶于酸也可以溶于堿,F(xiàn)e(OH)2則只能溶于酸,于是設(shè)計(jì)了如圖3方案:步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是.(4)丙同學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)測(cè)量鍍鋅鐵皮與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積來(lái)計(jì)算鋅層的厚度,他設(shè)計(jì)了如圖2所示裝置.其中儀器A中盛放的是鍍鋅鐵皮,儀器B中盛放的是稀硫酸.①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是.②檢查量氣裝置氣密性:連接好裝置,關(guān)閉彈簧夾,從量氣管注水,若觀察到,說(shuō)明該量氣裝置氣密性良好.③若分液漏斗上方不連接導(dǎo)管a,則測(cè)出氣體體積會(huì)(選填“偏小”、“偏大”或“沒(méi)有影響”).【解答】解:(1)在鐵皮表面鍍鋅是因?yàn)殇\比鐵活潑,并且在空氣中容易形成致密的氧化膜,防止生銹.故填:b.(2)乙同學(xué)的理由是:因?yàn)殍F也能和稀鹽酸反應(yīng)生成氣體,因此很難控制只讓鋅反應(yīng),不讓鐵反應(yīng).故填:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.(3)步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是讓氫氧化鋅溶解與氫氧化鐵分離.故填:防止產(chǎn)生氫氧化鋅沉淀.(4)①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是濃鹽酸有揮發(fā)性,影響氣體的體積的測(cè)定.故填:濃鹽酸易揮發(fā).②檢查量氣裝置氣密性:連接好裝置,關(guān)閉彈簧夾,從量氣管注水,若觀察到量氣管中液面與左邊液面形成高度差,一段時(shí)間后,兩邊高度差不變,說(shuō)明該量氣裝置氣密性良好.故填:量氣管中液面與左邊液面形成高度差,一段時(shí)間后,兩邊高度差不變.③若分液漏斗上方不連接導(dǎo)管a,則進(jìn)入錐形瓶中的稀硫酸占據(jù)的空氣會(huì)隨著生成的氣體進(jìn)入球形干燥管,從而導(dǎo)致測(cè)出的氣體體積偏大.故填:偏大.12.某課外小組利用H2還原黃色的WO3粉末測(cè)定W的相對(duì)原子質(zhì)量,下圖是測(cè)定裝置的示意圖.A中的試劑是鹽酸.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)接好裝置后應(yīng)首先檢驗(yàn)裝置氣密性,其方法是;(2)“加熱反應(yīng)管E”和“從A瓶逐滴滴加液體”這兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是.在這兩步之間還應(yīng)進(jìn)行的操作是;(3)從實(shí)驗(yàn)中測(cè)得了下列數(shù)據(jù):①空E管的質(zhì)量a;④反應(yīng)前F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量d;②E管和WO3的總質(zhì)量b;⑤反應(yīng)后F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量e③反應(yīng)后E管和W粉的總質(zhì)量c(冷卻后);由以上數(shù)據(jù)可以列出計(jì)算W的相對(duì)原子質(zhì)量的兩個(gè)不同計(jì)算式(除W外,其他涉及的元素的相對(duì)原子質(zhì)量均為已知)計(jì)算式1:(W)相對(duì)原子質(zhì)量=;計(jì)算式2:(W)相對(duì)原子質(zhì)量=.【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)裝置連接好了以后,要檢驗(yàn)裝置的氣密性,可以根據(jù)氣壓原理來(lái)檢驗(yàn),關(guān)閉分液漏斗上的活塞,將G彎管浸沒(méi)在盛有水的燒杯中,溫?zé)釤緽,觀察G管口,若有氣泡逸出,停止加熱后,導(dǎo)氣管與燒杯中有液面差,一段時(shí)間內(nèi)液面差保持不變,說(shuō)明裝置的氣密性良好;故答案為:關(guān)閉分液漏斗上的活塞,將G彎管浸沒(méi)在盛有水的燒杯中,溫?zé)釤緽,觀察G管口,若有氣泡逸出,停止加熱后,導(dǎo)氣管與燒杯中有液面差,一段時(shí)間內(nèi)液面差保持不變,說(shuō)明裝置的氣密性良好;(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,在H2與WO3反應(yīng)前必須依次除去氯化氫、水蒸氣,裝置中的空氣趕盡,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所以先從A瓶逐滴滴加液體,待氫氣純凈后進(jìn)行試驗(yàn),故答案為:先從A瓶逐滴滴加液體;檢驗(yàn)H2的純度;(4)WO3+3H2△ˉW+3H2W+48W54b﹣ac﹣ae﹣d即:W+48分別求解,可求得W=48×(c?a)故答案為:48×(c?a)b?c;54×(c?a)13.如下圖是用燃燒法來(lái)確定有機(jī)物組成的常用裝置,這種方法是在電爐加熱時(shí)用純凈氧氣氧化管內(nèi)樣品,根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機(jī)物的組成(已知:C中的氧化銅是確保有機(jī)物中的碳元素完全轉(zhuǎn)化為二氧化碳;A中的反應(yīng)為:2H2O2MnO2ˉ2H2回答下列問(wèn)題:(1)A裝置中a儀器的名稱是(2)若去掉B裝置會(huì)對(duì)元素的測(cè)量結(jié)果有影響,會(huì)使測(cè)量結(jié)果(填“偏大”或“偏小”).(3)E裝置中所盛放物質(zhì)最好選用(填:①氫氧化鈣溶液;②氫氧化鈉溶液;③水).(4)若準(zhǔn)確稱取1.12g樣品(樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種).經(jīng)充分燃燒,D裝置增重1.44g,E裝置增重3.52g,則該有機(jī)物樣品中所含的元素為.【解答】解:(1)A裝置中a儀器的名稱是燒瓶.故填:燒瓶.(2)B裝置用來(lái)吸收氧氣中的水蒸氣,若去掉B裝置時(shí),氧氣中的水蒸氣會(huì)被D裝置吸收,導(dǎo)致測(cè)定的反應(yīng)生成的水的質(zhì)量偏大,從而會(huì)對(duì)氫元素的測(cè)量結(jié)果有影響,會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏大.故填:氫;偏大.(3)氫氧化鈣的溶解度很小,可能不能完全吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,二氧化碳在水中的溶解度較小,可能不能完全吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,氫氧化鈉溶液能和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,并且氫氧化鈉的溶解度較大,因此為了完全吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,E裝置中所盛放物質(zhì)最好選用氫氧化鈉溶液.故填:②.(4)參加反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為:1.44g+3.52g﹣1.12g=3.84g,1.44g水中氫元素質(zhì)量為:1.44g×23.52g中碳元素質(zhì)量為:3.52g×12該物質(zhì)中氧元素質(zhì)量為:1.28g+2.56g﹣3.84g=0,水中的氫元素和二氧化碳中的碳元素一定來(lái)自于該物質(zhì),則該有機(jī)物樣品中所含的元素的碳元素和氫元素.故填:碳元素、氫元素.14.實(shí)驗(yàn)室一般不用塊狀石灰石與硫酸反應(yīng)制取二氧化碳,原因是碳酸鈣與硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶,覆蓋在石灰石的表面而阻止與硫酸接觸繼續(xù)反應(yīng).小明想能否加入某種物質(zhì)使其反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,他查閱資料后發(fā)現(xiàn),在石灰石與硫酸反應(yīng)停止后,加入少量氯化鈉固體,能繼續(xù)反應(yīng)并產(chǎn)生氣體.小明繼而又想,加氯化鈉后,石灰石與硫酸能繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),在反應(yīng)中起促進(jìn)作用的是Na+還是Cl﹣,或者是二者共同作用的結(jié)果呢?于是設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):向4支試管中各加入一塊石灰石和5ml濃度為50%的硫酸溶液,待反應(yīng)停止后,再分別加入約0.2克的KCl、NH4Cl、CaCl2…等固體輕輕振蕩,觀察到的現(xiàn)象如表:物質(zhì)KClNH4ClCaCl2①現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,但反
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