(14分)某学生利用下图实验装置探究盐桥式原电池的工作原理(Cu元素的相对原子质量为64)。按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)导线中电子流向为____________(用a、b表示)。
(2)若装置中铜电极的质量增加0.64 g,则导线中转移的电子数目为________ (用“NA”表示);
(3)装置中盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是________。
A.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-都向左侧烧杯移动
D.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
(4)若将反应2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+设计成原电池,写出电极反应式。
正极反应______________;
(5)下列是用化学方程式表示的化学变化,请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。
①电池总反应:Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag:__________。
②2C2H2+5O24CO2+2H2O:_________________。
③6H2O+6CO2C6H12O6(葡萄糖)+6O2:__________。
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某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按如图装置进行实验(夹持仪器已略去).实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO.由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸.
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及CO2.
已知氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O.
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 、 、 .
(2)滴加浓硝酸之前,需打开弹簧夹,通入一段时间的CO2,其目的是 .
(3)装置①中发生反应的离子方程式是 .
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是 .
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色.甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体.同学们分别设计了以下4个试验来判断两种看法是否正确.这些方案中可行的是 .(可多选)
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氧气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化.
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氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2,某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的_________,反应的化学方程式为_______________。
②预收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤 | 实验现象 | 解释原因 |
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中 | ①Y管中_____________ | ②反应的化学方程式 ____________ |
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温 | Y管中有少量水珠 | 生成的气态水凝集 |
打开K2 | ③_______________ | ④______________ |
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某研究性学习小组得到一块软锰矿样品,其主要成分为二氧化锰(MnO2)和石英(SiO2)。为了制取Cl2和探究氯及其化合物的相关性质,进行如下实验。
【查阅资料】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
【制取气体】
(1)取适量矿样置于烧瓶中,加入足量浓盐酸并加热,充分反应后,烧瓶中残留的固体是 。
(2)收集氯气应将图1导管的a接口与图2的导管的 接口连接(填“b”或“c”)
(3)若生成标准状况下11.2LCl2,则参加反应的MnO2的质量为 g。
【实验探究】
(4)把红热的铁丝伸入盛有氯气的集气瓶中,铁丝燃烧产生棕褐色的烟。反应的化学方程式是
(5)按图3进行实验,观察到B中的有色布条不退色,C中的有色布条退色。由此得出的结论是:
(6)写出D中反应的化学方程式: 。
【知识拓展】
(7)某同学查阅资料得知:高锰酸钾与浓盐酸在常温正好生反应也可以生成氯气(反应的化学方程式为:2KMnO4 + 16HCl(浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O),该反应的氧化剂是 。.
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单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃ ),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息:① 四氯化硅遇水极易水解;② SIC14沸点为57.7℃ ,熔点为-70.0℃ 。请回答:
(1)写出装置A 中发生反应的离子方程式_______________。
(2)装置C 中的试剂是___________;装置F的作用是_______________;
装置E 中的h 瓶需要冷却的理由是_______________。
(3)装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中含有铁元素,为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定。
① 反应的离子方程式:_______________。② 滴定前是否要滴加指示剂?_______________。(填“是”或“否”) ,请说明理由_______________。
③ 滴定前检验Fe3+ 是否完全还原的实验操作是_______________。
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甲同学通过查询资料知道,一定浓度的硝酸与Mg反应时,可同时得到NO2、NO、N2三种气体。该同学欲用下列仪器组装装置来直接验证有NO2、NO生成并制取氮化镁 (假设实验中每步转化均是完全的) 。查阅文献得知:
①NO2沸点为21.1 ℃、熔点为-11 ℃,NO沸点为-151 ℃、熔点为-164 ℃;
②镁也能与CO2反应;
③氮化镁遇水剧烈水解生成Mg(OH)2和氨气。
(1)实验中先打开开关K,通过导管向装置内通入CO2气体以排出装置内的空气,停止通入CO2的标志是 。
(2)为实现上述实验目的,所选用的仪器的正确连接方式是:A→ →E,确定还原产物中有NO2的现象是 ,实验中要多次使用装置F,第二次使用F的目的是 。
(3)实验过程中,发现在D中产生预期现象的同时,C中溶液颜色慢慢褪去,试写出C中反应的离子方程式 。
(4)甲同学在A中开始反应时,马上点燃B处的酒精灯,实验结束后通过测试发现B处的产品纯度不高,原因是 。
(5)设计一种实验方案,验证镁与硝酸反应时确实有氮气生成 。
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19世纪末,英国科学家瑞利在对气体密度(通常在混合气体中,相对分子质量大的气体的体积分数越大,则混合气体的平均密度就越大)进行测定的工作中,发现以不同来源的N2进行测定时,会出现不能消除的微小误差,从而导致了稀有气体的发现。在实验中,瑞利利用了如下图所示的实验系统(箭头表示气体流向),通过的气体经过净化处理的纯氧气或空气。
(1)实验中要保证Cu丝始终保持红热,其中发生的化学反应可表示为:___________,2NH3 + 3CuO N2 + 3Cu + 3H2O。倘若在实验中观察到铜丝变黑,可采用的措施是______________,在此反应过程中铜丝的作用是_________和__________;浓硫酸的作用是吸收多余的氨气和______________。
(2)当通过的气体为纯氧时,测得气体的密度为ρ1。
(3)在空气的净化过程中,为除去可能混有的H2S、CO2和水蒸气,可将气体先通过_____________,当净化后的空气通过上述反应系统,在这种情况下测得最终密度ρ2=1.256g·L-1。
(4)当空气直接通过灼热的Cu网,测得气体的密度为ρ3。试ρ1、ρ2、ρ3比较的大小:________________。
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(14分)有关含氮化合物的性质实验
(一)某研究性学习小组利用图一装置研究硝酸的性质。实验一、甲同学用下图一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。
(1)从A中向U形管中注满稀硝酸后,发生的现象 。
(2)以下收集NO气体的各种装置中,合理的是 。(填序号,多选不给分)
(3)在100 mL 混合溶液中, HNO3 和 H2SO4 的物质的量浓度分别是 0.4 mol/L, 0.1 mol/L 向该混合液中加入1.92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu2+ 的物质的量浓度是 。
实验二、乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应
(4)乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色,请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象 。
(5)同学们发现反应后的溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分 数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了NO2气体所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是 。(填序号,多选不给分)
①加热该绿色溶液,观察颜色变化
②加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
④向饱和硝酸铜溶液中通入NO2气体,观察颜色变化
(二)甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品(其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物)制取氨气。请你参与探究,并回答下列问题:
(6)写出三位同学实验装置制取氨气原理的化学方程式: 。
(7)检验氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论) 。
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分实验室需要450 mL 1.0 mol·L-1的硫酸溶液,某小组的同学设计如下实验步骤并依此进行配制,请回答相关问题。(已知所用98%浓硫酸的密度为1.84 g/mL)
①计算需98%的浓硫酸的体积;
②在烧杯中将浓硫酸稀释;
③接着将稀释后的硫酸转移到容量瓶中;
④洗涤烧杯和玻璃棒3次,并将洗涤液转移到容量瓶中;
⑤定容;
⑥摇匀。
(1)该实验中选用的定量仪器,除量筒外,还有________________。
(2)该实验应该用(多大规格)_____ ______的量筒(可供选择的量筒规格为10 mL、15 mL、20 mL、50 mL和100 mL),量取___________mL 98%的浓硫酸。
(3)①在配制过程中,如果没有洗涤烧杯和玻璃棒,其他操作都正确,那么所配溶液的实际浓度将_____________(填“偏大、偏小、无影响”)
②某同学转移溶液的操作如图所示,该同学操作中的错误是 。
③若用胶头滴管定容时,不小心滴水滴过了刻度线,你认为应该采取的处理方法是: 。
④下列操作中,可能造成所配制溶液的浓度偏高的是 (填选项)。
a.溶解后没有冷却至室温就将液体转移至容量瓶中
b.定容时,俯视刻度线
c.洗涤后的容量瓶中残留少量蒸馏水
d.用量筒量取浓硫酸,读数时仰视刻度线
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海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋植物中提取碘的流程如下:
某化学兴趣小组将上述流程②③设计成如图所示:
已知氯水中含有Cl2,②中发生反应的化学方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2。
回答下列问题:
(1)写出提取过程①③中实验操作的名称:①________________,③________________。
(2)F中的现象是________________________。
(3)从碘的四氯化碳溶液中得到单质碘还需进行的操作是________。实验装置如右图所示,该实验采用的加热方式为_____________,仪器A的名称为__________________。
(4)在灼烧过程中,将使用到的(除泥三角外)实验仪器有____________。
A试管 B瓷坩埚 C坩埚钳 D蒸发皿 E酒精灯
(5)现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中;
B.把50mL碘水和15mL CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正;
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔;
H.静置,分层。
完成下列填空:
①正确操作步骤的顺序是:(用上述各操作的编号字母填写)
→ → →A→_________→G→E→F
②上述G步骤操作的目的是 。
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