某小组研究Cu与浓硝酸反应时发现如下现象:
装置与试剂 | 现象 |
Cu片完全溶解,产生红棕色气体,得到绿色溶液A,该溶液长时间放置后得到蓝色溶液B。反应后溶液体积几乎不变。 |
(1)Cu与浓硝酸反应的离子方程式为_____。
(2)甲同学猜测溶液A不是蓝色而呈绿色与溶解了NO2有关,于是向溶液B中通入NO2,然后再持续通入一段时间N2,观察到现象:_____,证实猜测合理。
甲同学为深入研究溶液A呈绿色的原因,查得如下资料并提出了新的假设:
假设一:A中形成了Cu(NO2)使溶液呈绿色。
为了验证假设一的合理性,甲同学进行了如下实验:
(实验一)
操作 | 现象 |
①向20.0mL0.5mol·L-1Cu(NO3)2蓝色溶液中通入少量NO2气体 | 溶液呈绿色 |
②向20.0mL水中通入与①中等量的NO2气体 | 溶液呈无色 |
(3)操作②的目的是_____。
(4)乙同学向①所得溶液中滴加浓硫酸,使溶液中c(H+)达约8mol·L-1,观察到有无色气体放出(遇空气变为红棕色),溶液很快变回蓝色。利用平衡移动原理解释溶液变蓝的原因:_____。
(5)综合甲乙两位同学的实验,假设一不成立。请说明理由:______。
乙同学查得如下资料并提出来另一种假设:
假设二:A中浓硝酸溶解了NO2所得黄色溶液与Cu2+的蓝色复合形成的绿色。
为验证假设二的合理性,乙同学进行了如下实验:
(实验二)
操作 | 现象 |
①配制与溶液A的c(H+)浓度相同的HNO3溶液,取20.0mL,通入少量NO2气体 | 溶液呈黄色 |
②加入 | 溶液变为绿色 |
③…… | 溶液立即变回蓝色 |
(6)操作②中加入的试剂为_____。
操作③进一步证明了假设二的合理性,写出该操作:_____。
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某化学小组为研究甲醛和新制Cu(OH)2反应,进行如下探究,该小组设计下图装置(气密性良好并进行实验:向试管中依次加入6mol•L-1NaOH溶液12mL0.5mol•L-1CuSO4溶液8mL,振荡,再加入40%的甲醛溶液6mL,放入65°C水浴中加热,20min后冷却至室温;反应过程中观察到有红色固体生成,有少量气体产生并收集该气体。回答下列问题:
已知:Cu2O易溶于浓氨水形成[Cu ( NH3)4]+(无色),它在空气中能被氧化为[Cu(NH3)4]2+(蓝色)。
(1)实验中NaOH溶液过量的目的是__________。使用水浴加热的目的是_______________。
(2)跟乙醛与氢氧化铜的反应相似,甲醛和新制Cu (OH)2反应的产物为甲酸钠、氧化亚铜和水。该小组同学通过查阅资料发现,甲醛和新制Cu(OH)2还能发生下列反应:
HCHO+Cu(OH)2Cu+CO↑+2H2O
HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH2Cu2O+Na2CO3+6H2O
小组同学对实验中红色固体产物的组成作出猜想:铜或氧化亚铜或它们的混合物;为了验证固体产物,设计如下实验方案并进行实验(以下每步均充分反应):
①摇动锥形瓶 i 的目的是_________。
②锥形瓶 ii 中固体完全溶解得到深蓝色溶液的离子方程式为__________。
③将容量瓶 ii 中的溶液稀释 100 倍后,溶液的颜色与容量瓶 i 相近。由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为__。
(3)为进一步确认生成的气体是CO,将收集的气体利用如图所示的装置进行实验(部分夹持仪器略去)。
①无水氯化钙的作用是______。
②实验中“先通气,后加热” 的目的是_____。
③证明气体是CO的现象________。
(4)甲醛与氢氧化铜反应的实验中,甲醛可能被氧化的产物为甲酸钠或碳酸钠。请设计实验方案证明溶液中甲醛的氧化产物:__。
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工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数。已知①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解);③该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L/mol,实验装置如下(量气管为碱式滴定管改装)
实验过程:连好装置后,检验装置的气密性;称得装置D的初始质量为ag;称取bg AlN样品置于装置B的锥形瓶中,各装置中加入相应药品,重新连好装置;读取量气管中液面的初始读数为x mL(量气装置左右液面相平)。
(1)①若先测量Al4C3质量分数,对K1、K2、K3三个活塞的操作是关闭活塞______,打开活塞______。
②当_____时,说明反应已经结束。读取读数之前,应对量气管进行的操作为____________ ;若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面,所测气体体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③记录滴定管的读数为y mL,则Al4C3的质量分数为_________(用可能含a、b、x、y、Vm的代数式表示)。
④若无恒压管,对所测Al4C3质量分数的影响是______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)若先测量AlN质量分数:首先关闭活塞K1,打开活塞K3,通过分液漏斗加入过量的某物质,写出AlN与过量的某物质发生反应的离子方程式为__________ ;反应完成后,__________(填该步应进行的操作),最后称得装置D的质量为cg,进而测量AlN的质量分数。
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某化学实验小组欲制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并用离子交换法测定其配离子的电荷,实验过程如下:
Ⅰ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备
①称取,加数滴,另称取,分别以蒸馏水溶解,将两溶液缓慢混合并加热至沸,搅拌并维持微沸约后停止加热,此时有晶体产生,待充分沉降后过滤,以热蒸馏水洗涤沉淀。
②称取,加蒸馏水,微热使其溶解,将该溶液加至已洗净的中,将盛该混合物的容器置于40℃热水中,以滴管缓慢加入约,边加边搅拌,加完后,需检验是否氧化彻底。
③在生成的同时也有生成,需在微沸情况下补加溶液,将其进一步转化为。向所得绿色溶液中加入乙醇,将一小段棉线悬挂在溶液中,一端固定好,盖好烧杯,暗处放置数小时,即有析出,抽滤,向晶体上滴加少许乙醇,继续抽干,转移至表面皿上,低温干燥,称重,计算产率。
回答下列问题:
(1)步骤①中加硫酸的作用是___________,如何证明沉淀已洗净________________________。
(2)步骤②中,检验所用的试剂是______________,不能用酸性溶液检验的理由是_____________________。
(3)写出步骤③中转化为的化学反应方程式_____________。
Ⅱ.离子交换法测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾中配离子的电荷
原理:利用离子交换树脂对某些离子具有特别的亲和力,当含有这些离子的溶液流过交换树脂时,会吸附在树脂上,树脂上原有的另一类同种电性离子会被溶液带出,从而实现离子的完全交换。
实验步骤:将准确质量的样品溶于水后,使其完全通过型离子交换树脂,样品中配离子即与氯离子实现交换。
(4)若流出的交换液中,被交换配离子n(配离子),则该配离子的负电荷数为___________________。
(5)以沉淀滴定法测定:将流出液稀释至,取,以为指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
①溶解度________(填“大于”或“小于”)。
②若离子交换步骤称取的样品物质的量为,该样品中配离子所带的负电荷数为______________。
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铋酸钠(NaBiO3)广泛应用于制药业。其粉末呈浅黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸则迅速分解。某同学设计如下实验,利用白色且难溶于水的Bi(OH)3在NaOH溶液中与Cl2反应制备NaBiO3,并探究其应用与纯度测定。请按要求回答下列问题:
(1)已知:Bi是N同主族元素,周期序数相差4,则Bi的原子序数为__。
Ⅰ.NaBiO3的制备,实验装置如图(加热和夹持仪器已略去)
(2)A装置制备的气体是__;B装置的作用是__;补全图中D装置图(并标注试剂名称)___。
(3)C中反应的离子方程式为__。当观察到现象为___时,可以初步判断C中反应已经完成。
(4)反应完成后,处理装置A烧瓶中残留气体需进行的操作:__;为从装置C中获得尽可能多的产品,需进行的操作:__、过滤、洗涤、干燥。
Ⅱ.铋酸钠的应用,检测Mn2+
(5)向含有Mn2+的溶液中加入铋酸钠,再加入硫酸酸化,溶液变为紫红色,此反应中铋酸钠的作用是__;同学甲再向其中滴加MnSO4浓溶液,振荡,观察到紫红色褪去,有黑色固体(MnO2)生成,产生此现象的离子反应方程式为__。
Ⅲ.产品纯度的测定
(6)取上述NaBiO3(Mr=280)产品ag,加入适量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全转化为Bi3+,再用bmo1·L-1的H2C2O4标准溶液滴定,当溶液紫红色恰好褪去时(假设Mn元素完全转化为Mn2+),消耗VmL标准溶液。该产品的纯度为__(用含a、b、V的代数式表示)。
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二氧化氯是一种高效、安全的消毒剂,常温下是一种黄绿色气体,11℃时液化成红棕色液体,易溶于水但不与水反应。工业上著名的开斯汀法制备二氧化氯的部分流程图如图1。某研究小组用图2装置模拟发生器中的反应来制备(夹持装置已略去)
(1)写出与盐酸反应的化学方程式。_____________
(2)冰水浴的作用是_____________。
(3)溶液中发生的主要反应的离子方程式为_______。
(4)将通入到溶液中,再向其中加入适量,振荡、静置,观察到_________,证明具有氧化性。
(5)常用作自来水消毒剂,碘量法可以检测水中的浓度,步骤如下:
①取水样,加入足量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝(已知全部转化为);
②用的溶液滴定,消耗溶液(已知:);
确定操作②达到滴定终点的现象是______;经计算,水样中的浓度是_________。
(6)一定温度和电压下,电解精制食盐水可制得和。
已知,电解时应选用___交换膜(填“阳离子”或“阴离子”),阴极电极反应式为___。
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某小组用实验I验证Fe2(SO4)3与Cu的反应,观察到了异常现象,决定对其进行深入探究。
实验I:
(1)Fe2(SO4)3溶液常温下呈酸性的原因是___。
(2)Fe2(SO4)3与KSCN溶液反应的离子方程式为___。
(3)实验前,小组同学预测经过步骤2后溶液不应该呈现红色,依据是__。
(4)实验小组对白色沉淀的产生进行了深入探究
查阅资料:i.CuSCN为难溶于水的白色固体。
ii.SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似
经过实验测定白色固体为CuSCN,查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能
猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应
猜测2:亚铁离子将其还原Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+,Cu++SCN-=CuSCN↓
为证实猜想小组同学做了实验II和III。(FeSO4和CuSO4溶液浓度为0.1mol/L,KSCN溶液浓度为0.4mol/L)
实验序号 | 对比实验及试剂 | 实验步骤 | 实验现象 |
II | A试管溶液2mLFeSO4 | 加入1mLKSCN溶液 | 开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红色向下蔓延,最后充满整支试管 |
B试管2mLCuSO4溶液 | 加入1mLKSCN溶液 | 溶液变成绿色 |
①猜测1的离子方程式____;
②实验II中试管__(填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。
实验序号 | 对比实验及试剂 | 实验步骤 | 实验现象 |
C试管2mLFeSO4溶液 | 加入2mLCuSO4溶液 | 溶液变为淡蓝色 | |
再加入1mLKSCN溶液 | 溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈红色 | ||
D试管2mLFeSO4溶液 | 加入4mLCuSO4溶液 | 溶液变为淡蓝色 | |
再加入1mLKSCN溶液 | 溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈浅红色 | ||
E试管4mLFeSO4溶液 | 加入2mLCuSO4溶液 | 溶液变为淡蓝色 | |
再加入1mLKSCN溶液 | 溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈深红色 |
(5)Fe3+的氧化性本应强于Cu2+,结合实验III中的现象解释Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+能正向发生的原因是___。
(6)实验小组查阅资料并讨论后得出:溶液中离子在反应时所表现的氧化性强弱与相应还原产物的价态和状态有关。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增强,并补充实验进一步证明。补充的实验是___。
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亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在常温常压下反应得到。ClNO 部分性质如下:黄色气体,熔点:-59.6℃,沸点:-6.4℃,遇水易水解。某研究性学习小组根据亚硝酰氯(ClNO)性质拟在通风橱中制取亚硝酰氯,设计了如下实验装置。、
试回答下列问题:
(1)写出实验室利用装置A制备Cl2的离子反应方程式__________。
(2)装置B的作用是 ①__________,②____________。
(3)若用A装置制取NO气体,B中应该盛放_________。
(4)为使NO和Cl2恰好完全反应生成ClNO,理论上向E中通入NO和Cl2两种气体的流速比为___。
(5) 简述检查A、B、C所组成的实验装置气密性的操作_________。
(6)装置H吸收尾气,有同学认为尾气中的某种气体不能完全被吸收。为了充分吸收尾气,可将尾气与________________同时通入NaOH溶液中。
(7)已知:ClNO与H2O反应生成HNO2和HCl。
①设计实验证明 HNO2是弱酸:____________。(仅提供的试剂:1 mol•L-1HCl、 1 mol•L-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。
②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取F中所得液体3.0 g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,用0.20 mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,根据表中所给信息,应选用____________做指示剂,滴定终点的现象是______。
物质 | Ag2CrO4 | AgCl | AgI | Ag2S |
颜色 | 砖红色 | 白色 | 黄色 | 黑色 |
Ksp | 1×10-12 | 1.56×10-10 | 8.3×10-17 | 6.3 ×10-50 |
消耗标准AgNO3溶液的体积为20.00ml,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为________。
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某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
(实验)在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1 g光亮的镁屑(过量)放入10 mL 0.10 mol·L–1 HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL 0.10 mol·L–1 CH3COOH溶液(pH = 2.9)中;
Ⅲ.取0.1 g光亮的镁屑放入10 mL pH = 2.9 HCl溶液中。
(数据)
图1 图2
(1)起始阶段,Ⅰ中主要反应的离子方程式是____。
(2)Ⅱ起始溶液中约为____。(选填“1”、“10”或“102”)
(3)起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是c(H+),实验证据是____。
(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:CH3COOH能直接与Mg反应。
进行实验Ⅳ:____。
得出结论:该假设成立。
(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒,进行实验Ⅴ。
与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含0.10 mol·L–1的 CH3COOH与0.10 mol·L–1 CH3COONa的混合溶液(pH = 4.8),气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率 | b.实验Ⅱ起始速率 | c.实验ⅡpH=4.8时速率 |
2.1 mL·min–1 | 2.3 mL·min–1 | 0.8 mL·min–1 |
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:____。
(6)综合以上实验得出结论:
①镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH、H+、H2O均能与镁反应产生氢气;
②____。
(7)实验反思:120 min附近,Ⅰ~ⅢpH均基本不变,pH(Ⅰ) ≈ pH(Ⅱ) < pH(Ⅲ),解释其原因:____。
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草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,M=180g/mol)呈淡黄色,可用于晒制蓝图。某实验小组对其进行了一系列探究。
Ⅰ.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究
(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置进行实验:
A. B. C. D. E.
①按照气流从左到右的方向,上述装置的接口顺序为a→g→f→___→尾气处理装置(仪器可重复使用)。
②检查装置气密性后,先通入一段时间N2,其目的为__。
③实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为__。
④结束实验时先熄灭A、C处的酒精灯再停止通入N2,其目的是__。
(2)小组成员设计实验证明了A中分解后的固体成分为FeO,则草酸亚铁晶体分解的化学方程式为__。
(3)晒制蓝图时,草酸亚铁晶体是感光剂,会失去结晶水转化为FeC2O4,现以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂,该显色反应的化学方程式为__。
Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定
工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:
步骤1:称取mg草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液;
步骤2:取上述溶液25.00mL,用cmol·L-1KMnO4标准液滴定至终点,消耗标准液V1mL;
步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2mL。
(4)步骤2中滴定终点的现象为__;步骤3中加入锌粉的目的为___。
(5)若步骤配制溶液时部分Fe2+被氧化变质,则测定结果将__(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
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