2023年中考化学冲刺复习实验专题模拟新题专练-08对实验装置改进的探究(课本没有的实验装置的改进)
一、实验题
1.(2023·福建漳州·统考二模)化学兴趣小组利用下图装置进行实验,揭示工业高炉炼铁原理。
请你参与并完成实验报告:
步骤和方法 现象 分析
i、连接仪器装置,关闭旋塞,在a导管处连接一个气球,接通电源,片刻 后关闭电源 ______。 装置的气密性良好
ⅱ、在b处装入炭粉与氧化铁的均匀混合物,打开旋塞,a处换接氮气气 囊,缓缓通入氮气,稍后关闭旋塞 通入氮气的作用是______。
ⅲ、接通电源,加热b处混合物 红棕色粉末变______。 炭粉与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,此反应的化 学方程式为______。
ⅳ、关闭电源,待冷却后,在c处加入紫色石蕊溶液,打开旋塞 溶液变______。
ⅴ、取出粉末放于白纸上,用磁铁吸引 粉末被磁铁吸引
2.(2023·陕西咸阳·统考二模)某同学为探究金属的化学性质,做了下列实验:
(1)甲实验中,可观察到小气球___________。
(2)实验乙试管中发生反应的化学方程式为___________。
(3)只通过实验乙和实验丙还不能证明铁、铜、银的活动性强弱,需补充一个实验来证明,补充实验所用的试剂为___________。
(4)实验丁中物质充分反应后过滤,滤液为蓝色,下列判断正确的是___________(填字母)。
A.滤渣中一定有银和铜
B.滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银
C.滤渣中一定有银和锌,可能有铜
D.滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜,可能有硝酸银
3.(2023·贵州·模拟预测)据下列装置,回答相关问题(已知白磷的着火点为40℃):
操作 试剂 现象 分析及解释
打开a,关闭b ②中为澄清石灰水③中为大理石与稀盐酸 ②中________ ②中反应的化学方程式为_____
②中为浓硫酸③中为双氧水和二氧化锰 ②中导管口有气泡冒出 浓硫酸的作用是________
打开b,关闭a ③中为____________ ④中液面下降,白磷燃烧 说明燃烧需要的条件是______,白磷燃烧的化学方程式为_____
4.(2023·江苏扬州·统考二模)乳酸亚铁(C6H10FeO6) 是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,可由乳酸(C3H6O3)与碳酸亚铁(FeCO3)反应制得。
已知:
(1) Fe2+容易被氧气氧化成Fe3+。
(2)乳酸亚铁溶于水形成浅绿色的透明溶液,几乎不溶于乙醇。
I.制备碳酸亚铁(装置如下图所示)
【实验步骤】
①检查装置气密性,添加药品;
②打开活塞K1、K3,关闭K2,向装置C中通入一段时间H2;
③调节活塞,将装置B中溶液导入C中产生FeCO3,同时产生(NH4)2SO4和CO2;
④将C中混合物分离提纯,获得纯净的FeCO3。
【交流反思】
(1)仪器A的名称是______。
(2)步骤③中应打开活塞______(填“K1”、“K2” 或“K3”),并关闭其它活塞。
(3)氢气在该实验中的作用是_______。
(4)装置C中三颈烧瓶内反应的化学方程式为______。
(5)若装置C中三颈烧瓶内改用Na2CO3溶液,会大大降低FeCO3的纯度,其原因是______。
II.制备乳酸亚铁
将制得的FeCO3加入到乳酸溶液中,再加入一定量铁粉(防止Fe2+被氧化),75℃以下搅拌反应。
(6)反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉所需的试剂是_______(填字母)。
A.盐酸 B.乳酸 C.CuSO4
(7)从乳酸亚铁溶液中获得乳酸亚铁晶体的主要步骤为:隔绝空气条件下,____、降温结晶、过滤、用乙醇洗涤、重复几次,最后低温烘干。
①请将上述主要步骤补充完整____。
②用乙醇洗涤的目的是洗去晶体表面的杂质、_____。
③最后需要低温烘干,由此能推出乳酸亚铁晶体的化学性质有______(任写一条)。
5.(2023·山东济宁·统考二模)生活中常用草酸溶液除铁锈和瓷砖上的污渍。草酸晶体加热会发生如下反应。为检验分解后的产物,小赵设计了如图所示实验。回答下列问题。
(1)实验中证明有水生成的现象是______。乙中澄清石灰水的作用是______。
(2)要证明有CO生成,在不连接其他装置的情况下,可进行的操作是______。
6.(2023·山东潍坊·模拟预测)FeCl3是一种常用的化工原料,它受热易升华,极易与水反应。铁粉与氯气反应制备FeC13的实验装置如下图所示,C和E用来收集产物。请回答下列问题。
(1)B中石棉绒不参与反应,石棉绒的作用是___________;写出B中反应的化学方程式:___________。
(2)在C、E处收集产物是利用了FeCl3受热易升华的性质,升华属于___________(填“物理”或者“化学”)性质。
(3)实验过程中若D处出现堵塞,A处可观察到的现象是___________,可通过适当加热D处,使实验能继续进行。
(4)F装置的主要作用是防止G中的水蒸气进入E中与FeCl3反应,G装置的主要作用是___________。
(5)用αg铁粉,反应一段时间后得到的固体质量为bg,则参加反应的铁粉的质量为___________g。
7.(2023·江西·三模)“动手探究,集思创新”是我校对学生提出的要求。
(1)上图中仪器⑤名称为___________。小红用试管组装一套气体制取装置,她还要选用下列仪器中的___________(填写所用仪器的序号)。用该套装置制取气体发生反应的化学方程式为___________。
(2)我校学生对教材中的实验也进行了不同的实验创新,将U形管广泛应用在实验中。请你参与回答相关问题。
实验一:探究分子运动 实验二:探究气体制取 实验三:探究金属活动性 探究四:综合探究实验
①实验一:观察到的现象是___________。
②实验二:该装置可控制反应的发生和停止,实验时停止反应可通过___________(填操作)完成。
③实验三:金属表面的颜色变化能证明金属活动性。要得到金属活动性Fe>Ag的结论,还可以将硫酸铜溶液换成___________(填药品名称)。
④实验四:该装置可探究得出燃烧的___________(填“1”“2”或“3”)个条件;使用足量的白磷,该装置还可以探究的实验是___________。
8.(2023·云南昭通·统考二模)化学是一门以实验为基础的科学。请结合图示回答问题:
I、氧气的制取及性质
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室选用装置B制取氧气,反应的化学方程式为______。若用装置E收集氧气,开始收集氧气的适宜时刻为______(填字母)。
a.导管口刚有气泡冒出时
b.点燃酒精灯开始加热时
c.导管口的气泡连续均匀冒出时
(3)做铁在氧气中燃烧的实验时,集气瓶里放少量水的作用是______。
Ⅱ、实验室测定样品的质量分数
某品牌膨松剂的主要成分为碳酸氢铵(其他成分不分解),碳酸氢铵分解的化学方程式为。为测定膨松剂中碳酸氢铵的质量分数,小组同学设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好,部分夹持仪器已略去)。称量10.0g该膨松剂放入硬质玻璃管,其他各装置中的试剂均足量。关闭弹簧夹,点燃酒精灯。
【查阅资料】碱石灰的成分是CaO、NaOH;氨气能被浓硫酸吸收。
(4)充分反应后停止加热,打开弹簧夹,从硬质玻璃管端缓缓通入氮气一段时间,其目的是______。
(5)装置F的作用是______。
(6)实验后称量装置G的质量,比实验前增重1.7g,则该膨松剂中碳酸氢铵的质量分数为______;若没有装置H,会造成测定结果______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
9.(2023·山东潍坊·模拟预测)化学是一门以实验为基础的科学,请根据实验装置图,回答下列问题。
实验一 气体实验室制法的研究
(1)图中标有a的仪器名称为______。
(2)实验室用装置A制取CO2,若用装置C进行收集,气体应从______(填“m”或“n”)端进入。
(3)实验室用装置B制取氧气的化学反应原理是______(用化学方程式表示)。
(4)小兴查阅资料得知:①氨气极易溶于水,其水溶液称为氨水;②氨水在浓度大或受热时易分解放出氨气。实验室常用生石灰和浓氨水快速制取氨气,制得的氨气______(填“能”或“不能”)用装置D收集。
实验二 水杨酸钠的制取
水杨酸(化学式C7H6O3)是一种强效的止痛、退热和消炎抗肿药(化学式如图甲)。但在使用过程中,人们发现其酸性较强,它严重刺激口腔、食道和胃黏膜。为了避免药物刺激黏膜这一副作用,化学家便尝试改用酸性较小的水杨酸钠,水杨酸和氢氧化钠反应可以得到水杨酸钠。
(5)图乙中C装置的目的是______。
(6)图乙中A中进行的操作名称是______。
(7)根据水杨酸的化学式,写出水杨酸钠的化学式:______,它属于物质分类中的______(填“酸”“碱”或“盐”)。
10.(2023·安徽安庆·统考二模)做细铁丝在氧气中燃烧实验时,实验持续的时间往往只有数秒,究其原因,铁丝燃烧消耗氧气的同时还会放出大量的热,部分氧气受热膨胀从瓶口逸出,瓶中氧气浓度迅速降低,反应停止。为此在集气瓶中下部开孔安装导管并做好密封,实验过程中以便迅速补充氧气。
(1)写出编号a的仪器名称___________。
(2)该装置气密性检查方法:___________。
(3)用装置A制取氧气的化学方程式为___________,装置A制取氧气的优点有___________。
(4)从燃烧条件的角度来看,火柴梗的作用是___________。
11.(2023·四川成都·统考二模)某同学设计了如图所示的实验装置,用于CO2的收集和部分性质进行探究,请按要求回答问题。
(1)在“仪器用品盒”中,仪器a的名称是______。
(2)在“仪器用品盒”选择仪器______(填写仪器编号),可组装成一套制取CO2时能控制反应发生和停止的发生装置。
(3)用A装置收集CO2,气体应从______(填“m”或“n”)端通入。
(4)图B为两个气球,若要其均悬浮在空气中,则气体甲可能是______(选填字母)。
A.氢气 B.氧气 C.空气
(5)往C试管中通入CO2,当出现______现象,表示石灰水中的溶质恰好完全反应。
(6)D装置的集气瓶中充满CO2,当打开分液漏斗①,滴入少量NaOH浓溶液,气球明显变大,化学反应方程式为______;在忽略滴入液体的体积情况下,若要气球恢复原状,应关闭分液漏斗①,打开分液漏斗②,滴入______溶液(填化学式)。
12.(2023·江苏常州·统考二模)化石燃料的燃烧、硫酸的生产都会产生二氧化硫,二氧化硫被雨水吸收后会形成酸雨,使农作物、建筑材料等遭到破坏。工业生产上规定空气中SO2的最大允许排放浓度为0.02 mg/L。
(1)通过测定,若雨水的______可粗略判断其为酸雨。
(2)测定某工厂废气中二氧化硫的含量,兴趣小组利用如图1装置进行实验,步骤如下。
已知:SO2+I2+2H2O=H2SO4+4HI(无色溶液)。常温下,碘单质微溶于水,加入碘化钾可促进碘单质的溶解,增加SO2吸气的吸收量。废气中的其他成分不与淀粉碘溶液反应。
步骤1:称取2.54g碘单质(I2),加入少量碘化钾,加水配制成1000mL浴液;
步骤2:取2mL上述溶液于试管中,滴入2-3滴淀粉试液,溶液变蓝;
步骤3:将注射器的活塞推到底后,插入试管的橡皮塞中,然后缓缓向外拉活塞,每次抽取800mL该工业废气样品,当溶液刚好变为无色时,共抽取10次。
①步骤3中缓缓向外拉活塞,“缓缓”的目的是______。
②计算该废气中SO2的含量为____________mg/L该废气______(“能”或“不能”)直接排放。
(3)工业废渣(主要成分为Na2CO3)可吸收工业废气中的SO2,达到减少污染,节约资源的目的。反应过程中溶液组成成的浓度变化如图2所示。
①吸收初期(图中A点以前发生反应的化学方程式为______。
②不断通入SO2(图中B点以后)的最终产物是______。
13.(2023·福建厦门·统考二模)兴趣小组制取气体并探究“密闭体系中蜡烛燃烧时间的影响因素”。
(1)实验室用过氧化氢制取氧气。
①写出化学方程式:______;
②发生装置应选图1中装置_______(选填装置标号);
③用30%的过氧化氢溶液配制100g10%的过氧化氢溶液,需要量取水的体积是______mL(结果保留到小数点后1位,水的密度约为1.0g/cm3)。
(2)用排水法收集一定氧气浓度的混合气体。
①收集氧气、二氧化碳混合气体。先收集氧气,再用二氧化碳气体将水排尽。两种气体的收集顺序不能颠倒的原因是______;
②收集氧气、氮气混合气体。先在集气瓶中装入一半容积的水,再用氧气把水排尽,收集的混合气体中氧气的体积分数是______。
(3)用氧气、氮气混合气体研究“密闭体系中氧气浓度对蜡烛燃烧时间的影响”,实验过程中需控制的变量有_____(列举一种)。本次实验作出的氧气浓度影响蜡烛燃烧时间的曲线如图2所示。兴趣小组由此得出的其中一个推论是“密闭体系中燃烧越剧烈,则蜡烛燃烧时间越短”,其证据是______。
14.(2023·山东济南·统考二模)下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),甲、乙两个化学小组的同学欲利用其进行下列化学实验。
试根据题目要求,回答下列问题:
(1)甲组同学以石灰石和稀盐酸为原料,制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置,连接仪器,并检验装置的气密性。(提示:盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收)。
①所选仪器的连接顺序为___________(从左到右填写仪器序号字母)。
②上述制取二氧化碳的化学反应方程式为___________。
③实验时,需先检查仪器A的气密性,具体操作步骤是___________。
(2)PLA是一种新型可降解塑料,能有效缓解塑料垃圾造成的“白色污染”。乙组同学在实验室中用仪器A以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂)制取氧气,并对该塑料的组成元素进行实验探究(资料显示:该塑料只含C、H、O三种元素),所选仪器按“A-B1→E-B2→C→碱石灰干燥管”的顺序连接(B1、B2为浓硫酸洗气瓶),实验前检验装置气密性。使7.2g该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关实验数据(假设发生的化学反应都充分反应)。
仪器B1中溶液 仪器B2中溶液 仪器C中溶液
反应前质量 160g 160g 150g
反应后质量 161.8g 163.6g 163.2g
①仪器A中发生反应的化学方程式为___________。
②在该装置中,仪器B1作用是___________。
③通过分析与计算,7.2g该塑料试样中氧元素的质量为___________g(计算结果精确至0.1g)。该塑料试样中碳、氢两元素的原子个数之比为___________(填最简整数比)。
15.(2023·河南·统考三模)二百多年前,法国化学家拉瓦锡利用水蒸气与高温的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”,证明了水是由氢、氧两种元素组成的。化学小组同学“重温经典实验,传承科学精神”,设计了下图所示实验装置,请回答:
(1)装置A的作用是:_______。
(2)装置C中盛装液体的名称是_______;实验观察到干燥的冷烧杯中有水雾生成,证明该“可燃空气”是氢气。请写出装置B中水蒸气与铁反应的化学方程式:_______。
16.(2023·山东济南·统考二模)下图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器),某化学小组的同学利用其进行下列化学实验。试回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气。按照要求设计实验装置,连接仪器、检查装置的气密性,进行实验。
①所选仪器的连接顺序为_______(从左到右填写仪器序号字母)。
②上述方法制取氧气的化学反应方程式为_______。
③下列关于氧气制取和性质的叙述中,不正确的是_______(填“A”“B”“C”之一)。
A.实验室制氧气时应先加入药品,再检查装置的气密性
B.在此反应前后,二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变
C.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
(2)用锌和稀硫酸为原料制取干燥的氢气,并测定12g某不纯氧化铁样品中Fe2O3的质量分数(假设样品中杂质不挥发,也不参与反应),设计了实验方案,所选仪器按“B→C1→A→C2→C3”的顺序连接(C1、C2、C3为浓硫酸洗气瓶),检查装置的气密性,然后进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应:)
①在加热或点燃氢气实验前,一定要先检验氢气的_______,以免发生危险。
②通过测量反应前后C2的质量,来计算出该样品中Fe2O3的质量分数。在该装置中,洗气瓶C1、C2都吸收水分,其作用的不同之处是_______。
③通过测量反应前后仪器A处玻璃管内药品的质量,来测算出该样品中Fe2O3的质量分数。反应前将12g氧化铁样品装入仪器A玻璃管内,充分反应后冷却,测得此时仪器A玻璃管内药品的质量9.6g,试通过计算,则该氧化铁样品中Fe2O3的质量分数为_______(计算结果精确到0.1%)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 气球胀大 排尽装置内的空气 黑色 红色
【详解】i、在a导管处连接一个气球,接通电源,加热棒温度升高,装置内气体分子间隔变大,压强增大,若装置气密性良好,则气球会胀大。
ⅱ、通入氮气的作用排尽装置内的空气,防止空气中氧气干扰实验结果。
ⅲ、氧化铁为红棕色粉末,而生成的铁粉是黑色的,故实验现象为红棕色粉末变黑色。
ⅳ、二氧化碳能和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变成红色。碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑。
【点睛】本题考查碳和金属氧化物反应的实验,根据实验装置结合所学知识进行分析解答。
2.(1)逐渐变大或变大
(2)Fe+Cu(NO3)2═Fe(NO3)2+Cu
(3)Cu和AgNO3溶液或Ag和CuSO4溶液
(4)D
【详解】(1)甲实验中是铁丝在潮湿的空气中结合水和氧气生成铁锈,所以瓶内气压逐渐降低,小气球会逐渐变大。
(2)实验乙试管中铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:。
(3)实验乙试管中铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,乙实验说明活动性Fe>Cu,丙中铁可以置换出硝酸银中的银,说明活动性Fe>Ag。还需要比较铜和银的活动性。可以使用铜和银的盐溶液或银和铜的盐溶液混合,观察是否发生反应来判断铜和银的活动性,所以补充实验所用的试剂有铜和硝酸银溶液或银和硫酸铜溶液等。
(4)锌、铜、银的活动性强弱顺序为锌>铜>银,在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,若锌有剩余,再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明滤液中含有硝酸铜。
A、滤渣中一定有银,可能有铜,错误;
B、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜,可能有硝酸银,错误;
C、滤渣中一定有银,可能有铜,一定没有锌,错误;
D、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜,可能有硝酸银,正确。
故选D。
3. 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓+H2O 干燥氧气 双氧水和二氧化锰 可燃物与氧气接触 4P+5O2 2P2O5
【详解】当②中为澄清石灰水③中为大理石与稀盐酸,打开a,关闭b,③中大理石的主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,生成的二氧化碳进入聑中,与②中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以可观察到②中的澄清石灰水变浑浊,方程式为;
当②中为浓硫酸③中为双氧水和二氧化锰,打开a,关闭b,③中双氧水在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,生成的氧气进入②中,可观察到②中导管口有气泡冒出,②中浓硫酸具有吸水性,作用是干燥氧气;
打开b,关闭a,根据实验现象④中液面下降,白磷燃烧,由于水温为70℃,说明温度达到白磷的着火点,根据燃烧的三要素(可燃物、温度达到可燃物的着火点、与氧气接触),所以可得出③中产生氧气,撒播为固液常温型发生装置,所以可推测③中为双氧水和二氧化锰,双氧水在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气。氧气进入④中,导致④中液面下降,白磷与氧气接触,燃烧,即可说明燃烧需要的条件是可燃物与氧气接触,白磷燃烧生成五氧化二磷,该反应的化学方程式为。
4.(1)分液漏斗
(2)
(3)排尽装置中的空气,将溶液压入C中
(4)
(5)溶液呈碱性,会生成Fe(OH)2沉淀
(6)B
(7) 蒸发浓缩 减少乳酸亚铁晶体溶解损耗(或乳酸亚铁溶于水,几乎不溶于乙醇或提高产率) ;乙醇易挥发,便于快速烘干 受热易分解
【详解】(1)仪器A的名称是分液漏斗;
(2)步骤③中调节活塞,将装置B中溶液导入C中产生FeCO3,同时产生(NH4)2SO4和CO2;由图可知,应打开活塞K2(由于K2导管伸入液面以下),并关闭其它活塞;
(3)步骤②中打开活塞K1、K3,关闭K2,向装置C中通入一段时间氢气,用于排尽装置内的空气,步骤③中打开活塞K2,关闭活塞K1和K3,此时氢气可以将B中产生的 FeSO4 溶液压入C中;
(4)装置C中三颈烧瓶内硫酸亚铁与碳酸氢铵在50℃水浴中反应生成FeCO3、硫酸铵、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为;
(5)若装置C中三颈烧瓶内改用Na2CO3溶液,由于Na2CO3 溶液呈碱性,会生成Fe(OH)2沉淀,会大大降低FeCO3的纯度;
(6)制备乳酸亚铁,将制得的FeCO3加入到乳酸溶液中,再加入一定量铁粉(防止Fe2+被氧化),75℃以下搅拌反应,反应结束后,无需过滤,除去过量的铁粉,
A、加入盐酸,盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,会引入新的杂质氯化亚铁,不符合除杂原则,不符合题意;
B、加入乳酸,乳酸与铁反应生成乳酸亚铁和氢气,除去了杂质铁,没有引入新的杂质,符合除杂原则,符合题意;
C、加入硫酸铜,硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,引入了新的杂质硫酸亚铁,不符合除杂原则,不符合题意;
故选B;
(7)①从乳酸亚铁溶液中获得乳酸亚铁晶体的主要步骤为:隔绝空气条件下,蒸发浓缩、降温结晶、过滤、用乙醇洗涤、重复几次,最后低温烘干;
②用乙醇洗涤的目的是洗去晶体表面的杂质、还可以减少乳酸亚铁晶体溶解损耗(或乳酸亚铁溶于水,几乎不溶于乙醇或提高产率) ;乙醇易挥发,便于快速烘干;
③最后需要低温烘干,由此能推出乳酸亚铁晶体受热易分解的化学性质。
5.(1) 无水硫酸铜由白色变为蓝色 证明有二氧化碳生成
(2)丁装置处点燃尾气,看是否燃烧
【详解】(1)无水硫酸铜遇水变蓝,故实验中证明有水生成的现象是甲处无水硫酸铜由白色变为蓝色;
二氧化碳可以与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,故乙中澄清石灰水的作用是证明有二氧化碳生成;
(2)一氧化碳具有可燃性,故可在丁装置处点燃尾气,看是否燃烧,若能燃烧并发出蓝色火焰,证明有一氧化碳生成。
6.(1) 增大铁粉与氯气的接触面积,使反应更充分
(2)物理
(3)A中长玻璃管中液面上升
(4)吸收多余的氯气,防止污染空气
(5)
【详解】(1)石棉绒能使铁粉与氯气的接触面积增大,使反应更充分;
铁与氯气反应生成氯化铁,反应的化学方程式为。
(2)升华不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质。
(3)若D处出现堵塞,则A装置中气体增大,压强增大,A中长玻璃管中液面上升。
(4)氯气有毒,则G装置的作用为吸收多余的氯气,防止污染空气。
(5)根据元素守恒,可知消耗的氯气的质量为(b-a)g,设参加反应的铁粉的质量为x,则
解得x=
则参加反应的铁粉的质量为。
7.(1) 长颈漏斗 ①②③④⑥⑨ CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O(或2H2O22H2O+O2,或Zn+H2SO4=ZnSO4+H2)
(2) 蘸有酚酞试液的纸条变红 关闭弹簧夹 硝酸银溶液(或稀盐酸,或稀硫酸,合理即可) 2 测定空气中氧气的含量
【详解】(1)上图中仪器⑤名称为长颈漏斗;
用试管组装一套气体制取装置,题给仪器中胶塞只有单孔胶塞,收集装置中没有水槽,只能用排空气法收集,故还要选用下列仪器中的:①②③④⑥⑨,即为固液常温型发生装置;用该套装置制取气体,可以为石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O;或过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应方程式为:;或锌与吸引流水反应生成硫酸锌和氢气,该反应方程式为;
(2)①实验一:由于浓氨水具有挥发性,蘸浓氨水的棉球会挥发出NH3,氨分子不断运动,遇酚酞试液时,氨气与水反应生成氨水,氨水显碱性,可使酚酞试液变红,故可观察到蘸有酚酞试液的纸条变红;
②实验二:该装置可控制反应的发生和停止,装置关闭弹簧夹后气体在右侧管中积聚,使右侧管中压强增大,液面下降,从而使盐酸和大理石分离,反应停止;
③实验三:根据铁能与硫酸铜反应,说明铁比铜活泼,银不能与硫酸铜反应,说明铜比银活泼,即可得出金属活动性Fe>Cu>Ag;也可将铁和银分别与稀酸(稀盐酸或稀硫酸)溶液反应,Fe可置换出氢气,而Ag不能,则证明金属活动性Fe>Ag;也可将一种金属(金属1)放到另一种金属(金属2)的盐溶液中,若能发生反应,则证明金属1的活动性强于金属2,若不能发生反应,则证明金属1的活动性弱于金属2,即将硫酸铜换成硝酸银溶液,铁能与硝酸银反应,说明铁比银活泼;
④实验四:燃烧匙中白磷燃烧、红磷不燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;燃烧匙中白磷燃烧、热水中白磷不燃烧,说明燃烧需要氧气。该装置可探究得出燃烧的2个条件;使用足量的白磷,白磷燃烧消耗装置中的氧气,产生压强差,故该装置还可以测定空气中氧气的含量。
8.(1)试管
(2) c
(3)防止生成的高温熔融物溅落,炸裂瓶底
(4)排尽装置内分解产生的氨气,确保氨气被全部吸收
(5)除去装置内分解产生的水和二氧化碳
(6) 79% 偏大
【详解】(1)仪器①的名称是试管;
(2)装置B为固液不加热型反应装置,故反应为过氧化氢溶液在二氧化锰催化下分解为水和气体氧气,化学方程式为;收集气体前要将装置内空气排净,即导气管口连续、均匀气泡冒出一小段时间,才能说明空气已排净,故选c;
(3)集气瓶中底部加水,是为了防止铁丝燃烧时的高温生成物掉落使集气瓶炸裂;
(4)充分反应后停止加热,装置中依然留存有反应生成的氨气,通入氮气一段时间可以排尽装置内分解产生的氨气,确保氨气被全部吸收;
(5)实验室通过测量G装置的质量变化来计算出样品中碳酸氢铵的质量分数的,而反应生成的水也会被浓硫酸吸收,碱石灰可以吸收水、二氧化碳,故装置F的作用是除去装置内分解产生的水和二氧化碳;
(6)设该膨松剂中碳酸氢铵的质量为x,
则该膨松剂中碳酸氢铵的质量分数为;
若没有装置H,空气中水气也会被浓硫酸吸收,使得G装置质量变化>1.7g,进而会造成测定结果偏大。
9.(1)试管
(2)n
(3)
(4)不能
(5)冷凝并收集水杨酸
(6)蒸馏
(7) C7H5O3Na 盐
【详解】(1)标有a的仪器名称为试管;
(2)若用装置C收集二氧化碳,二氧化碳的密度大于空气,气体应从n端进入;
(3)实验室用装置B制取氧气,试管口有棉花,用高锰酸钾制氧气,高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,化学方程式为:;
(4)氨气极易溶于水,不能用排水法收集,故不能用装置D收集;
(5)C中有冰块,则操作目的是为了冷凝并收集水杨酸;
(6)A操作中含有水浴加热,则A操作为蒸馏;
(7)水杨酸的化学式是C7H6O3,水杨酸能电离出H+,则水杨酸与氢氧化钠反应后H被Na取代,故水杨酸钠的化学式为:C7H5O3Na,水杨酸钠是由钠离子和水杨酸根离子构成的,属于盐。
10.(1)锥形瓶
(2)按图连接仪器后,先在集气瓶中加水液封导管,推动注射器活塞,导管口有气泡冒出,则装置不漏气(合理即可)。
(3) 可以控制反应速率
(4)燃烧放热,使铁丝的温度达到着火点
【详解】(1)由图可知,仪器a为锥形瓶。
(2)检查该装置气密性时,按图连接仪器后,先在集气瓶中加水液封导管,推动注射器活塞,若气密性良好,则导管口有气泡冒出。
(3)A装置为固液常温装置,适用于过氧化氢制取氧气,过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为;
该装置中,可通过注射器控制液体的滴加速度,从而控制反应速率。
(4)铁燃烧实验中,火柴梗的作用为加热铁丝,使铁丝温度达到着火点以上。
11.(1)锥形瓶
(2)befgh
(3)m
(4)A
(5)溶液的红色刚刚消失
(6) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O HCl
【详解】(1)由图可知a是锥形瓶。
(2)实验室用大理石和稀盐酸反应制二氧化碳,发生装置为固液常温型,若要能控制反应发生和停止,可使用塑料隔板,将固体药品放在塑料隔板上,将液体药品从长颈漏斗加入,通过止水夹的开关控制气体能否排出,进而控制装置内的气压,使固液接触或分离,达到控制反应发生和停止的目的,所以选择仪器编号为befgh。
(3)二氧化碳的密度比空气大,用向上排空气法收集二氧化碳,二氧化碳从长管m端通入。
(4)若要C中的两个气球悬浮在空气中,则里面装的气体的密度比空气的密度小,氢气的密度比空气小,氧气的密度大于空气,故选A。
(5)氢氧化钙溶液显碱性,可以使酚酞变红色,当氢氧化钙与二氧化碳恰好完全反应时溶液显中性,酚酞变为无色,故当观察到溶液的红色刚刚消失,说明石灰水中的溶质恰好完全反应。
(6)由于氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,使内压降,观察到气球明显胀大,该反应的方程式为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,该反应的产物是碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸等反应会产生二氧化碳气体,所以打开分液漏斗②,滴入HCl溶液等。
12.(1)pH<5.6
(2) 使废气中的二氧化硫与碘完全反应 0.16 不能
(3) 2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3 亚硫酸氢钠/NaHSO3
【详解】(1)酸雨的pH<5.6,测定雨水的pH与5.6进行比较,若若雨水的pH<5.6可粗略判断其为酸雨;
(2)①步骤3中缓缓向外拉活塞,“缓缓”的目的是使气体与淀粉碘溶液充分接触,使二氧化硫气体与碘充分反应,完全被吸收;
②步骤2中,2mL溶液中溶有碘单质的质量=2mL× =0.00508g,设二氧化硫的质量为x,则有
x=0.00128g=1.28mg;
实验中消耗气体的体积为800mL×10=8000mL=8L,该废气中二氧化硫的含量为>0.02mg/L,所以该废气不能直接排放;
(3)①由图可知,吸收初期,碳酸钠的质量减少,碳酸氢钠与亚硫酸钠的质量增加,即碳酸钠、二氧化硫和水反应生成碳酸氢钠和亚硫酸钠,故反应的化学方程式为:2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3;
②由图可知,不断通入SO2,图中B点以后Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3的质量都为零,只有NaHSO3的质量最多,即反应的最终产物是NaHSO3。
13.(1) 2H2O22H2O+O2↑ B 66.7
(2) 在收集氧气过程中,CO2气体溶于水,导致氧气的浓度变大 60.5%
(3) 蜡烛的高度(或密闭空间大小等合理答案也可) 当氧气体积分数大于50%,氧气体积分数越大,燃烧越刚烈,燃烧时间越短
【详解】(1)①过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和二氧化碳,化学方程式为。
②该反应是固液不加热型,所以发生装置选择B。
③稀释前后溶质质量不变,设需要水的体积为x,30%×(100g-x×1.0g/cm3)=100g×10%,x≈66.7mL。
(2)①氧气不易溶于水,二氧化碳能溶于水。如先通入二氧化碳,再收集氧气的过程中二氧化碳气体不断溶于水,体积减少,会收集更多的氧气,导致氧气的浓度变大,所以不能颠倒。
②空气中氧气约占空气体积的21%,则混合气体中氧气的体积分数为。
(3)通过题干可知,变量为氧气的浓度。则其他条件不变,如蜡烛的高度、密闭空间大小等可能影响蜡烛燃烧的条件要相同。
推论是“密闭体系中燃烧越剧烈,则蜡烛燃烧时间越短”,则应该呈现的趋势是燃烧时间随着氧气浓度的增大而减小,所以证据是当氧气体积分数大于50%,氧气体积分数越大,燃烧越刚烈,燃烧时间越短。
14.(1) ADBF 首先关闭分液漏斗的活塞,将导管末端插入水中,用手捂住锥形瓶,过一会儿看到导管口有气泡冒出,松开手后看到导管口有液柱上升,则说明仪器A气密性良好
(2) 吸收水分,防止干扰实验结果 3.2 3:4
【详解】(1)①甲组同学以石灰石和稀盐酸为原料,制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体,该反应为固液常温型,发生装置可选择A,由于盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,盐酸中挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收,所以应该先连接D饱和碳酸氢钠溶液,用来除去挥发出来的氯化氢气体,然后再连接B浓硫酸干燥,得到干燥的二氧化碳气体,由于二氧化碳密度比空气大,最后连接F向上排空气法收集二氧化碳气体,故所选仪器的连接顺序为ADBF;
②碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应方程式为;
③实验时,需先检查仪器A的气密性,具体操作步骤是首先关闭分液漏斗的活塞,将导管末端插入水中,用手捂住锥形瓶,过一会儿看到导管口有气泡冒出,松开手后看到导管口有液柱上升,则说明仪器A气密性良好;
(2)①乙组同学在实验室中用仪器A以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂)制取氧气,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应方程式为;
②对该塑料的组成元素进行实验探究(资料显示:该塑料只含C、H、O三种元素),所选仪器按“A-B1→E-B2→C→碱石灰干燥管”的顺序连接(B1、B2为浓硫酸洗气瓶),由于从A中出来的氧气带有水蒸气,所以用浓硫酸进行吸收,防止干扰后续对氢元素的测定;
③B2中浓硫酸吸收塑料试样燃烧生成的水,所以B2增加的质量即为生成水的质量,根据氢元素质量守恒,水中氢元素的质量即为塑料试样中氢元素的质量,即为;
C中为氢氧化钠溶液,用来吸收生成的二氧化碳,C中增加的质量即为生成二氧化碳的质量,根据碳元素质量守恒,二氧化碳中碳元素的质量即为塑料试样中碳元素的质量,即为,所以通过分析与计算,7.2g该塑料试样中氧元素的质量为7.2g-3.6g-0.4g=3.2g,所以该塑料试样中碳、氢两元素的原子个数之比为。
15.(1)产生水蒸气
(2) 浓硫酸
【详解】(1)题干中叙述:拉瓦锡利用水蒸气与高温的铁反应,生成了一种黑色固体(Fe3O4)和“可燃空气”,而水加热时蒸发生成水蒸气,其可以与高温的铁反应;
(2)D装置中需要证明气体燃烧后有水珠生成,故需要在C装置中装入浓硫酸,利用浓硫酸的吸水性,去除气体中的水气,避免其对D中结果产生影响;水与铁在高温时反应生产四氧化三铁和氢气,化学方程式为。
16.(1) BCE A
(2) 纯度 C1除去氢气中的水蒸气,防止干扰;C2吸收反应生成的水,进行定量计算 66.7%
【详解】(1)①过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气是固液加热型反应,发生装置选择B,要收集干燥的氧气需要使用排空气法,氧气密度比空气大,使用E向上排空气法收集,可能从B中带出水蒸气,所以中间连接C,利用浓硫酸的吸水性干燥氧气。所以顺序为BCE。
②过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为。
③A.实验室制氧气时应先加入药品,再检查装置的气密性可能因装置漏气浪费药品,要先检查装置气密性,错误;
B.二氧化锰是该反应的催化剂,在此反应前后,二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变,正确;
C.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,可以和很多物质发生反应,正确;
故选A。
(2)①氢气是可燃性气体,与空气混合受热可能发生爆炸,所以在加热或点燃氢气实验前,一定要先检验氢气的纯度,以免发生危险。
②使用B制取氢气,可能带出稀硫酸中的水分,C1除去氢气中的水蒸气,防止干扰。氢气和氧化铁反应生成铁和水,因温度较高,水以水蒸气的形式随气流进入C2,C2吸收反应生成的水,进行定量计算,通过生成水的质量可计算出参加反应氧化铁的质量。
③氧化铁和氢气反应生成铁和水,则反应前后玻璃管内减少的质量为氧化铁中氧元素的质量,氧化铁中氧元素与氧化铁的质量比为48:160,设氧化铁的质量为x,则,x=8g。则氧化铁的质量分数为。
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