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实验典例
实验典例
1、某活动课程实验小组拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液。
为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:
a.用25mLNaOH溶液吸收过量的CO2气体,至CO2气体不再溶解;b.小火煮沸溶液1—2min;c.在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使其充分混合。
(1)此方案能制得较纯净的Na2CO3,写出a、c两步的化学反应方程式
此方案第一步的实验装置如图10所示:
(2)加入反应物前,如何检查整个装置的气密性
(3)装置B中盛放的试剂是
作用是
(4)在实验室制法中,装置A还可作为下列
气体的发生装置(填序号)
①NH3②Cl2③HCl
④H2S⑤CH4⑥C2H2
图11表示尾气处理装置(液体为H2O或
NaOH溶液),将以上六种气体的序号分别填入
最适合的装置图的下方空格中:
(5)已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%,室温下该溶液密度为1.44g·cm-3,
假设反应前后溶液的体积不变,不考虑实验误差,计算此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为。
(6)若实验得到的Na2CO3溶液物质的量浓度偏低,在上述实验操作中,产生误差的可能原因是:
①②
2、某研究性学习小组在做过氧化钠与水反应的实验时,发现过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液呈现红色,但红色很快褪色,甲乙丙三位同学对此现象分别做了如下实验:
甲、因为反应后试管很热,所以可能是溶液温度过高使红色褪去;乙、因为所加水量太少,红色褪去可能是生成氢氧化钠浓度较大的影响;丙、过氧化钠具有强氧化性,生成物中氧气、过氧化氢(可能产物)等也具有强氧化性,可能是氧化作用漂白了红色物质。
(1)验证甲同学的推测是否正确的方法是______________,
验证乙同学的推测是否正确的方法是______________,
验证丙同学的推测是否正确的方法是______________
(2)有同学提出用定量的方法探究丙同学方案中是否含有双氧水,其实验方案是:
称取2.6克过氧化钠固体,使之与足量的水反应,测得产生氧气的体积,与理论值比较,即可得出结论。
a、测量气体的体积时,必须待试管和量筒中的气体都冷却到室温时进行,应选用下图中的_________________________,理由是________________
III
b、若在标准状况时测量气体的体积,应选用量筒的大小规格为_______________。
3
(1)、已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到bg
④从分液漏斗滴入6mol·L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U型管的质量基本不变,为dg
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明
(2)装置中干燥管B的作用是
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果 (填高、偏低或不变)
(4)步骤⑤的目的是
(5)步骤⑦的目的是
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为
(7)还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。
请简述一种不同的实验法。
3
(2).(11分)某纯碱样品中含有少量氯化钠,现欲测定其中碳酸钠的质量分数,进行如下实验:
〖实验原理〗Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O
通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量,即可求得原样品中碳酸钠的质量,进而求得碳酸钠在样品中的质量分数。
〖实验装置〗
〖实验步骤〗
①如图连接装置(除B、C外)并加入所需药品。
②称量并记录B的质量(m1)。
(称量时注意封闭B的两端。
)
③按动鼓气球,持续约1分钟。
④连接上B、C。
⑤打开分液漏斗F的活塞,将稀硫酸快速加入D中后,关闭活塞。
⑥按动鼓气球,持续约1分钟。
⑦称量并记录B的质量(m2)。
(称量时注意封闭B的两端及E右端的出口。
)
⑧计算。
⑴已知碱石灰的主要成分是氢氧化钙和氢氧化钠,则干燥管A的作用是 ,干燥管C的作用是 ,E装置的作用是 。
步骤③中鼓气的目的是 ;步骤⑥中鼓气的目的是 ;本实验能否同时省略③、⑥两个步骤?
,原因是 。
⑵若所取样品的质量为5g,为确保实验顺利进行,分液漏斗F中至少要盛放10%的稀硫酸(ρ=1.07g/mL) mL,若m1为51.20g,m2为53.18g,样品中碳酸钠的质量分数为 。
4、
、
均为难溶于水的白色固体.某同学向
溶液中滴加
溶液至恰好反应,生成白色沉淀.试设计一个简单的实验方案,来证明所生成的白色沉淀是
还是
.(已知:
水解程度大于电离程度)
实验原理______________________________________________________
实验用品及试剂:
烧杯、玻璃棒、试管、滴管;石蕊试液、酚酞、pH试纸
实验步骤、现象及结论:
(可以不填满)
1.___________________________________________________________
2.___________________________________________________________
3.___________________________________________________________
4.___________________________________________________________
5.___________________________________________________________
5、农作物使用的氮肥主要是“氢铵”和尿素。
某化学兴趣小组对某“氢铵”化肥进行了专项研究:
(1)预测:
根据已有知识和“氢铵”的名称,该小组预测该“氢铵”是碳酸或亚硫酸或硫酸的铵盐。
(2)验证和探究:
①NH4+的验证:
取少量固体药品于试管中,然后
。
②阴离子的探究:
a.取少量固体药品于试管中,然后向试管中滴加稀盐酸,固体全部溶解,将产生的气体通入下列装置。
观察到的现象是:
溴水无明显变化,澄清石灰水变浑浊。
再向滴加稀盐酸反应后的试管中,加Ba(OH)2溶液,无明显现象。
初步结论:
“氢铵”是的铵盐。
b.要进一步确定“氢铵”的成分还需要补做如下实验:
取适量“氢铵”配制成溶液,取试液于一支洁净的试管中,加
。
(3)该实验小组设计了以下二个实验方案测定该化肥的含氮量,请你阅读后解释方案中提出的问题并进行评价:
方案
(一):
准确称取一定质量的样品,放入上图方案
(一)的烧瓶中,滴加过量NaOH浓溶液,充分微热,按如图装置,通过实验测定烧杯增加的质量(忽略漏斗中附着溶液的质量)。
然后进行计算,可得化肥的含氮量。
方案
(二):
准确称取一定质量的样品,放入上图方案
(二)的烧瓶中,滴加过量NaOH浓溶液,充分微热,按如图装置(A管可以上下移动),测量生成的氨气体积(设所测体积为标准状况下的体积)。
然后进行计算,可得化肥的含氮量。
方案
(二)图中导管a的作用是
请你评价上述两套方案是否合理。
若合理只需要说明结论;若不合理,请简要说明原因,并指出修改方案(若要添加仪器、药品,请说明添加的位置、名称)
方案
(一):
方案
(二):
6、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称取2gCuSO4·5H2O研细后倒入烧杯,加10mL蒸馏水溶解;
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用。
回答下列问题:
⑴上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是_______________(填实验序号),步骤①、③中研磨固体所用仪器的名称是___________________;
⑵步骤③中洗涤沉淀的操作是______________________________________________
(二)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
用右图装置进行实验,实验时均以生成25mL气体为准,其
它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据见下表:
实验序号
KClO3质量
其它物质质量
待测数据
④
1.2g
无其他物质
⑤
1.2g
CuO0.5g
⑥
1.2g
MnO20.5g
回答下列问题:
⑶上述实验中的“待测数据”指_____________;
⑷本实验装置图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管;
⑸若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,__________________________________________;
⑹为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a、_______________________________,b、。
7、学习了元素周期律后,同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。
是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解?
氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?
对此他们进行了实验探究。
请你根据要求完成下列部分实验报告。
I课题名称:
____________________________________________________________
II实验仪器及试剂:
实验仪器:
带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、________、________、________等。
实验试剂:
二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
III实验步骤:
略
IV实验数据:
实验
编号
KClO3(g)
氧化物
产生气体(mL)
耗时(s)
化学式
质量(g)
回收
(已折算到标况)
1
0.60
-
-
-
10
480
2
0.60
MnO2
0.20
90%
67.2
36.5
3
0.60
CuO
0.20
90%
67.2
79.5
4
0.60
Fe2O3
0.20
90%
67.2
34.7
5
0.60
Cr2O3
0.20
异常
67.2
188.3
V实验讨论:
(1)在氧化物的回收过程中,要进行过滤操作,所用的玻璃仪器是玻璃棒、_________、________
(2)实验编号3的实验中KClO3的分解率为_________%(保留一位小数)
(3)在用Cr2O3做研究实验时,发现有刺激性气味的气体产生,同时绿色的混合物变成了橘黄色。
该刺激性气体是________(填分子式),可用______________试纸检验。
上述异常现象产生的原因是___________________________________。
VI实验结论:
________________________________________
8、某学校研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:
将一置于空气中的铝片投入浓氯化铜溶液中,铝片表面出现一层海绵状暗红色物质,接下来铝片上产生大量气泡,产生的气体,具有可燃性,溶液温度迅速上升。
若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化。
(1)铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是___________。
(填序号)
A.铝与Cl—反应,铝与SO42—不反应
B.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
C.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
D.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
E.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
(2)铝片表面出现的暗红色物质是。
(3)放出的气体是________,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是。
(4)某同学通过其它的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是_____________________。
A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.向硫酸铜溶液中加入氯化钠固体,再投入铝片
(5)除去氧化铝的铝片与镁片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
选项
铝电极
电解质
负极反应
正极反应
A
负极
NaOH
2Al—6e—+8OH—=2AlO2—+4H2O
6H2O+6e—=6OH—+3H2↑
B
负极
稀盐酸
2Al—6e—=2Al3+
6H++6e—=3H2↑
C
正极
浓硝酸
Mg+2e—=Mg2+
2NO3—+4H+—4e—=2NO2↑+2H2O
其中正确的是____(填序号),由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与__有关。
9.某探究实验小组,进行了如下实验,请回答下列问题:
(1)在250mL圆底烧瓶中放入20mL4mol.L-1HNO3和大约3g的Cu片,用稀硝酸与Cu反应来制备NO气体,可以采用(
)装置,实验过程中,圆底烧瓶内能观察到的现象是。
(2)针对上述不足,有人设计了(
)装置,用来做该实验可以达到满意的效果。
(
)(
)
回答用(
)装置实验的有关问题
在装入药品前应该先检查装置的气密性,具体的操作方法是:
。
将活塞打开,从U型管的长管口注入稀硝酸,一直注到为止。
反应在什么情况下可以自动停止?
可在何处观察到无色的NO气体?
。
如果要获得NO与NO2形成鲜明对照的实验效果,应该继续进行怎样的操作?
。
10.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验,装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。
图中K为止水夹(处于关闭状态),F是一半空的注射器。
请回答有关问题:
(1).设计装置A的目的是;
为达到此目的,应进行的操作是。
(2).在完成
(1)中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是;B中反应的离子方程式为:
。
(3).装置E和F的作用是;为实现此作用,其操作方法是。
(4).装置D的作用是。
11.
12.CO还原CuO的实验设计的操作步骤:
⑴。
⑵通入N2排净串联装置中的空气。
⑶点燃酒精灯。
⑷再点燃酒精灯,排除串联装置中的N2。
⑸加热CuO。
⑹停止加热,待冷却后,停止加热。
⑺通入N2,排净残留在串联装置中的CO。
⑻停止点燃。
实验前如何检查装置的气密性?
.
13.某课外活动小组用铜屑制取五水合硫酸铜晶体。
已知硫酸铜和硝酸铜的溶解度数据如下表:
T/℃
0
20
40
60
80
100
硫酸铜/g
14.8
20.5
28.5
39.6
53.6
73.0
硝酸铜/g
83.5
125.0
163.0
182.0
208.0
247.0
⑴课外活动小组设计的实验步骤如下:
①用灼烧法除去铜屑表面的有机物和油污。
灼烧时需要使用到的仪器有。
A.烧杯B.酒精灯C.泥三角D.蒸发皿E.坩埚F.漏斗
②将灼烧后的固体置于烧杯中,向其中加入一定量的硫酸,将烧杯放置在通风橱中加热,并向其中分批加入适量浓硝酸,直至反应结束,滤去少量不溶物。
发生反应的化学方程式为:
。
③将所得滤液用水浴加热蒸发浓缩,待看到时,停止加热,冷却过滤得硫酸铜晶体。
本操作采用水浴加热的原因。
④除去硫酸铜晶体中含有的少量硝酸铜。
可以用法提纯硫酸铜晶体。
⑵该活动小组设计的制备硫酸铜晶体的实验方案,主要存在问题是消耗的酸多、产生的气体污染空气。
请你重新设计一种经济、环保的实验方案:
。
14.实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色,易潮解,100℃左右时升华。
下图是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。
试回答:
(1)B中反应的化学方程式为:
。
(2)D中反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是:
;
(3)D中反应的化学方程式为:
;
(4)装置
(1)的主要缺点是:
;
(5)装置(11)的主要缺点是:
,如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是:
。
15.某学生按图示方向将A装置与下面所示装置相连,设计如下实验,请帮助完成实验报告。
(一)实验目的:
研究铁与浓硫酸的反应
(二)实验药品:
铁钉、浓硫酸、酸性、高锰酸钾溶液、品红溶液、氧化铜、硫酸铜溶液
(三)实验步骤:
实验内容和步骤
实验现象
结论
①连接好装置并检查气密性
∕
∕
②将铁钉加入到烧瓶中,在向其中滴加浓硫酸
未见明显现象
③点燃A、G处酒精灯
片刻后烧瓶中溶液有颜色变化,并有气泡产生
(四)问题探究:
该学生在实验过程中,观察到D装置中溶液颜色逐渐变浅,E装置中溶液颜色未见明显变化,再过一段时间后,G装置中氧化铜粉末由黑色转变为红色,气球H逐渐鼓起,此时E装置中溶液颜色仍未明显变化。
⑴G装置中氧化铜由黑变红,请结合化学方程式说明原因是。
⑵为证明铁钉与浓硫酸在不加热时是否发生反应,可采用的方法是。
参考答案
1、
(1)NaOH+CO2NaHCO3NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O
(2)①用弹簧夹夹住A、B导管连接处,先检查A的气密性:
塞紧像皮塞,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于锥形瓶内的水面,停止加水后,漏斗中与锥形瓶中的液面差保持不变,说明装置不漏气。
然后检查B的气密性:
向烧杯中注入少量水,使导管口浸在水中,用双手捂住广口瓶片刻,有气泡冒出,松开手后,有少量水进入导管,说明装置不漏气。
②也可一次检查A、B的气密性:
向烧杯中注入少量水,使导管口浸在水中,然后从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于锥形瓶内的水面,待导管口不再冒气泡后,观察漏斗中与锥形瓶中的液面差,若保持不变,说明装置不漏气。
(3)NaHCO3溶液;除去HCl
(4)④⑥;①③;②④;⑤⑥
(5)
(6)①a步骤中,通入CO2的量不足,未能使NaOH完全转化为NaHCO3,导致c步骤生成的Na2CO3量减少。
②b步骤中,加热时间短,未能将CO2驱赶完全,在c步骤中,溶液中残存的CO2会消耗部分NaOH,使生成的Na2CO3量减少。
2、
(1)冷却后加酚酞试液或冷却后看溶液是否变红;
加水稀释后看溶液是否变红;加入氢氧化钠溶液看是否变红
(2)①II;防止气体冷却时发生倒吸现象;②500ml
3
(1)、解析:
这是一个定量实验题,主要考查定量操作中量的规定性以及学生严谨规范的实验态度。
本题解题的关键在于对实验原理的理解,即通过测定反应产生二氧化碳的质量计算纯碱样品的质量分数,所以准确测定生成二氧化碳的质量成为本题的要点问题。
为完成严格的定量要求,重要环节包括,①两次干燥创设CO2的吸收环境,②通过鼓入空气保证反应产生的气体全部被U形管吸收,③两次称量判断CO2的吸收情况。
最后根据原理求出试样中纯碱的质量分数。
至于其他定量测定方法,答案很具开放性,可以利用测定生成沉淀的质量(碳酸钙或者碳酸钡等)进行分析展开。
答案:
(1)样品重,砝码轻
(2)防止空气中的CO2和水气进入U型管中
(3)偏高(4)把反应产生的CO2全部导入U型管中
(5)判断反应产生的CO2是否全部排出,并被U型管中的碱石灰吸收
(6)
(7)略
3
(2).(11分)
⑴(每空1分)
除去鼓入的空气中的二氧化碳;
防止空气中的水和二氧化碳进入B中影响实验结果;
防止D中的水蒸气进入B中;
用除去二氧化碳的空气赶走体系中的二氧化碳;
用除去二氧化碳的空气将反应产生的二氧化碳全部赶入B中;
不能;
空气中的二氧化碳含量与反应后体系中的二氧化碳含量不同。
⑵(每空2分)43.4;95.4%
4、
(1)原理:
若生成物的混合物显强酸性,则生成的沉淀为
.
若生成物的混合物不显酸性,则生成的沉淀为
(2)A:
将氯化钙溶液滴入到
溶液中过量至不再沉淀为止. B:
沉淀静置 C:
取一小段pH试纸放在干燥洁净的表面皿.用洁净干燥的玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸 D:
与标准比色卡对照,若溶液呈酸性,则证明生成的为
;反之则证明为
.
5、①滴加NaOH浓溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口部,加热试管,若红色石蕊试纸变蓝,则证明含NH4+。
②碳酸;足量BaCl2溶液振荡充分反应,若不产生白色沉淀,说明该化肥主要成分为NH4HCO3;若产生白色沉淀,过滤,取滤液加适量的Ba(OH)2溶液,也产生白色沉淀,说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3和NH4HCO3的混合物;若不产生白色沉淀,说明该化肥主要成分为(NH4)2CO3。
导管a的作用:
保持烧瓶与分液漏斗的压强相同,使分液漏斗中的液体顺利流出;滴入圆底烧瓶的氢氧化钠溶液体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入氢氧化钠溶液引起的氨气体积误差。
方案
(一):
不合理;装置中没有干燥装置,稀硫酸吸收了较多水蒸汽,误差太大;在烧杯前加一个装由碱石灰的干燥管。
方案
(二):
合理。
6、⑴①②③研钵
⑵沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复2~3次
⑶时间⑷碱式
⑸取一根带火星的木条,伸入干燥管内,看木条是否复燃
⑹CuO的质量有没有改变 CuO的化学性质有没有改变
7、I探究氧化铁、氧化铜、氧化铬对氯酸钾受热分解反应的催化作用,或二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬催化能力的比较。
其他合理也给分(1分)
II大试管、酒精灯、计时器(或秒表)(3分);
(1)普通漏斗;烧杯(2分)
(2)40.8(2分)
(3)Cl2;湿润的碘化钾淀粉试纸;KClO3与Cr2O3发生了氧化还原反应(3分)
氧化铁、氧化铜、二氧化锰等都可作为KClO3受热分解的催化剂或氧化铁的催化能力和二氧化锰的催化能力较好。
其他合理也给分(1分)
8、
(1)D(2分)
(2)Cu(1分)
(3)H2(1
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- 实验