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某化学兴趣小组欲测量碳铁合金的含碳量,提出了如下三种实验方案。 方案Ⅰ:含碳铁合...

某化学兴趣小组欲测量碳铁合金的含碳量,提出了如下三种实验方案。

方案Ⅰ:含碳铁合金粉末与浓硫酸在一定条件下反应,用下列装置加持装置省略既可检验产物中除外混合气体的成分,又可通过测量的质量来计算合金的含碳量。

1)合金与浓硫酸在一定条件下生成的反应中,做还原剂的物质时____(填化学式)。

2)为实现实验目的,上述仪器正确的连接顺序按气流方向为:混合气体→______________→(a)(b)→____________→(k)(l)。

3)装置E中所装药品为 ______ 填字母序号;在本实验中的作用是 ______

A 碱石灰    B 无水氯化钙     C 浓硫酸

4)若能观察到 ______ 的现象,则证明原混合气体中一定含有

5)实验后最终测量的含碳量偏低,某同学猜测混合气体中有可能含有CO,在G后增加一个装置即可验证他的猜测,请简要说明验证这个猜测所需装置及药品和具体实验现象 ______

方案Ⅱ:称取粉末状样品,加入某浓度的稀硫酸100mL,充分反应后,收集到标准状况下气体,然后继续往样品中加入同浓度的稀硫酸100mL,充分反应后又收集到标准状况下气体1.12L。则合金中碳的质量分数为 ______(保留三位有效数字)。

方案Ⅲ:利用灼烧法使合金中的碳转化为二氧化碳,合金质量会减轻从而计算含碳量,但是他们将一定量的样品灼烧后,发现质量反而增加了,其原因是 ______

 

C、Fe k l d c e f gh ji A 吸收二氧化碳 F装置中黑色粉末变红色,装置G中的白色粉末变蓝色 G装置后加一个装有澄清石灰水的洗气瓶,澄清石灰水变浑浊说明混合气体中有CO,澄清石灰水不变浑浊说明混合气体中不含有CO 1.18% 灼烧时铁和氧气反应生成铁的氧化物而使剩余固体质量增加,碳与氧气反应放出的二氧化碳而使固体质量减小,但合金中含铁多碳少 【解析】 方案Ⅰ、(1)合金是含碳铁合金,在浓硫酸中碳和铁都可以在加热条件下发生反应,被浓硫酸氧化,碳做还原剂被氧化为二氧化碳,铁做还原剂被氧化为铁盐,故答案为:C、Fe; (2)含碳铁合金粉末与浓硫酸在一定条件下反应生成产物有二氧化硫、二氧化碳、水蒸气,随反应进行浓硫酸变稀后,铁和稀硫酸反应生成氢气,则混合气体主要是二氧化碳、二氧化硫、氢气、水蒸气,则依据实验需求设计连接装置,应把得到的混合气体先通过装置G检验生成的水蒸气,硫酸铜变蓝证明水生成,通过装置B中品红褪色检验二氧化硫的存在,通过装置C中高锰酸钾溶液除去二氧化硫,减少后续实验影响,通过装置A中浓硫酸除去气体中的水蒸气,通过装置E中碱石灰吸收气体中二氧化碳,称量质量变化计算生成的二氧化碳气体,再通过装置F和G检验是否有氢气生成,因此为实现实验目的,上述仪器正确的连接顺序为:kl→dc→ef→ab→gh→ji→kl; (3)根据上述分析可知装置E中所装药品碱石灰吸收二氧化碳气体,用于称量吸收前后质量变化计算二氧化碳质量,故答案为:A;吸收二氧化碳; (4)若证明含有氢气,可以利用装置F中氧化铜被氢气还原为红色铜,装置G中无水硫酸铜变蓝色是生成水,证明是氢气还原氧化铜生成的水蒸气,故答案为:F装置中黑色粉末变红色,装置G中的白色粉末变蓝色; (5)验证混合气体中是否可能含有CO,利用F装置中,一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳,在G装置后连接装有澄清石灰水的洗气瓶就行检验,若变浑浊证明有一氧化碳,否则不含有,故答案为:G装置后加一个装有澄清石灰水的洗气瓶,澄清石灰水变浑浊说明混合气体中有CO,澄清石灰水不变浑浊说明混合气体中不含有CO; 方案Ⅱ、Fe完全反应生成氢气体积,生成氢气总物质的量,根据电子转移守恒,,故,,碳的质量,故该生铁样品中碳的质量分数,故答案为:; 方案Ⅲ、灼烧时,铁与氧气反应生成铁的氧化物而使剩余固体质量增加,碳与氧气反应放出二氧化碳而使剩余固体质量减少,但合金中含有较多的铁而只含少量的碳,因此将一定量的样品灼烧后,发现质量反而增加了,故答案为:灼烧时铁和氧气反应生成铁的氧化物而使剩余固体质量增加,碳与氧气反应放出的二氧化碳而使固体质量减小,但合金中含铁多碳少。
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考点分析:
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三草酸合铁酸钾晶体可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有,产生的气体中含有CO

请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂:①蒸馏水②溶液③氧化铜④盐酸⑤浓硫酸⑥溶液⑦澄清石灰水⑧溶液 ⑨溶液⑩苯酚溶液

1)若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有生成,应选用的试剂为按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内 ______

2)提出合理假设

假设1:只有Fe;假设2:只有FeO;假设3______

3)设计实验方案并实验验证

步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。

步骤2:取少量上述不溶固体放入试管中,加入足量 ______ 溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设 ______ 成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为 ______

步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量 ______ ,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设 ______ 成立;若溶液呈 ______ ,则假设3成立。

4)问题讨论

若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立写出实验的操作步骤、现象与结论______

5)拓展与延伸

有资料介绍“在含的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的价铁还能被氯水氧化为更高价的,试写出该反应的离子方程式 ______

 

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某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:

(一)制取氧化铜

①往盛有一定量CuCl2溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液,直至不再产生沉淀,然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中,加热至沉淀全部变为黑色。

②将步骤①所得的黑色沉淀过滤、洗涤,晾干后研细备用。

1)在实验过程中,若未加入NaOH溶液,直接将CuCl2溶液转移到蒸发皿中加热,最后也能得到黑色沉淀,试分析其原因__________

2)写出检验步骤②中沉淀是否洗涤干净的操作__________________

(二)为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较,用下图装置进行实验,每次实验时均收集25ml气体,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验数据见下表:

实验序号

KClO3质量

其他物质质量

待测数据

1.2g

无其他物质

a

1.2g

CuO 0.5g

b

1.2g

MnO20.5g

c

 

3)写出氯酸钾分解反应的化学方程式,并用双线桥表示电子转移的方向和数目________

4)上述实验中的“待测数据”是指___________________

5)图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装面成,此处用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。

6)若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差,请结合上表的实验效果数据,在坐标图中分别画出使用CuOMnO2作催化剂时产生氧气的体积[V(O2)]随时间(t)变化的曲线(注明必要的标识)________

 

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某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置,认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。

1)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他的理由是__________________________(用化学方程式表示),所以他认为应该检验__________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体,从而改进了实验装置如图2所示。

2)为了减少干扰,对于A装置有下面4种操作方案,其中最合理的是(填写数字序号)_______

①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热;②先加热浓硝酸,然后将炭投入其中;

③先加热炭,再加入冷浓硝酸;     ④先加热炭,再将炭投入冷浓硝酸。

3)请用平衡移动原理解释B装置的作用____________________________________

4C装置中出现的现象是_______________________________________________,经检测C的溶液中还含有少量氮元素,只以NO3形式存在,写出生成该离子的化学方程式___________________________

 

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某化学兴趣小组借助的仪器装置完成有关实验。

1)用装置A收集NO气体,正确的操作是 ______ 填序号

a.从①口进气,用排水法集气

b.从①口进气,用排气法集气

c.从②口进气,用排水法集气

d.从②口进气,用排气法集气

(2)B装置中的恒压分液漏斗有两个作用,其一是平衡气压使分液漏斗内的液体能顺利滴下,其另一个作用是 ______

3)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是或二者混合物。探究过程如下:

查阅资料:

是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu,在空气中加热生成CuO

提出假设:

假设1:红色粉末是

假设2:红色粉末是

假设3:红色粉末是的混合物

设计探究实验:

取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。

①若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,甲同学认为原固体粉末中一定不含三氧化二铁.乙同学认为其结论不正确,乙同学的理由是 ______

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,则证明原固体粉末是 ______

经分析,确定红色粉末为的混合物.实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾。经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使分别生成沉淀的pH如下:

物质

开始沉淀pH

6.0

沉淀完全pH

13

14

 

实验室有下列试剂可供选择:氯水     

实验小组设计如下实验方案:

试回答:

①试剂为1____ 填字母,写出溶液中发生反应的离子方程式写出一个即可 ___

②试剂为2______ 填字母

③固体X的化学式为 ______

④操作I______

 

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代替与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,如图所示。

燃烧器中反应①(主反应)

反应②(副反应)

再生器中反应:

1)气化反应器中发生反应的化学方程式是 ______

2)燃烧器中物质的量分数随温度T、压强p的变化曲线见图,从图中可以得出三条主要规律:

①其他条件不变,温度越高,含量越高;

______

______

由图可知,为减少的排放量,可采取的措施是 ______

3)该燃烧技术中可循环的物质除CaS外,还有 ______ 写名称

4)欲采用氯化钯溶液除去中的CO,完成以下实验装置图:______注:

5CO2在自然界循环时可与反应,是一种难溶物质,其。现将溶液与一定浓度的溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入溶液的最小浓度为 ______(保留二位有效数字)。

 

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