1、2012年8月理科综合化学实验部分(2)1(15分)某研究性学习小组通过实验来探究乙二酸(又名草酸)受热分解的产物(水除外),他们设计的实验装置如下图所示: 查阅资料可知:乙二酸晶体(H2C2O42H2O)熔点1001 ,草酸钙是难溶于水的白色固体;Cu2O能溶于稀硫酸,立即发生歧化反应生成Cu2+和Cu。(1)实验过程中观察到C、E装置中的溶液均变浑浊,且D装置中黑色粉末变为红色,写出A中发生反应的化学方程式: ;(2)装置B的作用是 ;指出上述装置中的不足之处: 。(3)实验结束后向装置B的试管中加入少量酸性重铬酸钾溶液,可以观察到的实验现象是溶液由橙色变为绿色(Cr3+),反应的离子方程
2、式为 。(4)有人认为D装置中得到的红色固体可能是Cu,也可能是Cu和Cu2O的混合物。实验小组进一步探究:取少量红色固体加入到盛稀硫酸的试管中,充分振荡,溶液变为蓝色,试管底部仍有红色固体,由此可以得出的结论是 。取该红色固体与足量的稀硝酸反应,写出反应的化学方程式 。2(15分)某化学学习小组对铝与酸和碱的反应进行探究,过程如下。实验I:(1)取形状、大小均相同的铝丝分别与等体积的、PH相同的盐酸、稀硫酸反应,随反应进行,盐酸中生成气体的速率明显比硫酸中生成气体的速率快,对此原因,你认为合理的猜测是下列的 (填写相应的字母);a. 盐酸的物质的量浓度大于硫酸的物质的量浓度b. Cl能促进此
3、反应的进行c. SO42能抑制此反应的进行d. 硫酸使铝发生钝化(2)为了探究反应速率不同的原因,请你根据所提供的药品,填写实验方案中的空白部分。药品:氯化钠固体、硫酸钠固体、硫酸铜固体、氯化铜固体、6mol/L盐酸、3mol/L硫酸、18.4mol/L硫酸、5mol/L硝酸。方案:取两支试管,分别加入形状、大小均相同的铝丝和等体积的 (填写相应的试剂,下同),再向其中的一支试管中加入适量的 固体,并振荡使固体溶解,观察实验现象。实验探究:略。实验II:取足量的形状、质量均相同的铝丝分别与等体积的6mol/L的盐酸、6mol/L氢氧化钠溶液反应,待反应停止后取出剩余的铝丝洗净、干燥、称量,剩余
4、铝丝的质量关系是前者 后者(填“大于”或“小于”或“等于”);观察反应后的液体,发现铝与盐酸反应后所得的液体是黑色浑浊的,试管底部有少量黑色沉淀,对此现象,同学们进行了如下探究:(1)提出猜想同学们查找资料后获得如下信息:工业上用电解法冶炼铝所用的原料氧化铝是从铝土矿中提取的,所以得到的氧化铝中可能还含有微量的氧化铁和二氧化硅两种杂质,据此,同学们提出如下猜想:猜想1:此黑色固体是铁单质,可能是电解得到的铝与杂质反应生成的,相应的化学反应方程式为 ;猜想2:此黑色固体是硅单质,是电解得到的铝与二氧化硅反应生成的。猜想3:此黑色固体是铝单质,是铝与盐酸反应时因反应过快而变成粉末分散到溶液中;猜想
5、4:此黑色固体可能是上述若干种单质组成的混合物。(2)设计实验方案并完成相关实验:将反应后所得的液体进行过滤、洗涤,分别取少量固体置于两支试管中,完成下列实验: 向其中的一支试管中加入足量的稀盐酸,观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解,证明猜想 一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”)。 向另一试管中加入足量的氢氧化钠溶液,观察固体是否溶解。实验时发现固体完全溶解,证明猜想 一定不正确(填“1”、“2”、“3”、“4”);(3)得出结论综合实验的现象,可推知猜想 (填“1”、“2”、“3”、“4”)是正确的,固体溶解在氢氧化钠溶液中的离子方程式为: 。3(15分)某同学在用稀硫酸与锌
6、制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ;(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ;(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 ;(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 ;(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体。记录获得相同体积的气体所需时间。 实验混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL3
7、0V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计,其中:V1 ,V6 ,V9 ; 反应一段时间后,实验A的金属是呈 色,实验E中的金属呈 ; 该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。 .4(15 分)有一包含有碳酸钠杂质的碳酸氢钠样品。为了测定其纯度,某校同学在实验室进行如下实验。(1)甲组实验方案:在坩埚中称取样品30g加热冷却称量再加热(至恒重)。完成上述实验应该用到的玻璃仪器除酒精
8、灯外还有_。若坩埚质量为160g,加热至恒重时坩埚和残留物总质量为182g,则样品的纯度为_(2)乙组:称取样品,利用下面的部分装置测得室温下样品与酸反应放出CO2的体积,计算样品的纯度(已知碳酸钠、碳酸氢钠与酸的反应都是放热反应)。完成该实验方案应选择的最佳装置是_(用字母回答,下同)。该实验应选用的酸是_a稀盐酸 b稀硫酸 c稀硝酸 d三种酸均可理由是_(2)丙组中A同学根据的反应设计了如下方案:称取样品配成溶液加入足量浓CaCl2溶液充分反运后过滤洗涤干燥称量计算纯度。B同学对该实验方案提出质疑,丙组同学查阅了相关资料并进行了如下实验:室温下,取20 mL04 mol/L NaHCO3溶
9、液置于烧杯中,向其中加入20 mL 2 mol/L CaCl2溶液,用玻璃棒搅拌。烧杯中出现白色沉淀,还有气泡产生。产生该现象的原因是_(用有关离子方程式解释)。由此丙组同学共同讨论,否定了 A同学的设计方案。5(15分)高纯氧化铁(Fe2O3)是现代电子工业的重要材料。实验室用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO,还含有SiO2等杂质)为原料制备高纯氧化铁的步骤如下: 回答下列问题: (1)上述实验所涉及的反应中,有一个反应既属于化合反应,又属于氧化还原反应。写出该反应的离子方程式: 。 (2)实验室欲用18.4molL-1的浓硫酸配制100mL 5.0molL-1的硫酸溶液,所用的玻璃
10、仪器胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒外,还有 (填写仪器名称)。 (3)某同学用右图所示装置进行过滤操作。 请指出其中的错误之处: ;过滤后,洗涤过滤器中少量沉淀的方法是 。 (4)某同学用下图所示装置(尾气吸收装置未画出)实验向溶液Y中通入NH3和CO2 下列为实验室制备NH3和CO2的备选药品: a.NH4Cl b.CaCO3(块状) c.Ca(OH)2 d.NaOHe.浓氨水 f.稀盐酸 g.稀硫酸 则上述装置A处的试管中所放药品的最佳选择为 和 (用药品序号填空);装置D处药品的最佳选择为 和 (用药品序号填空)。下列各项制备实验中,也可利用装置D处仪器完成的是 (填序号)。 AMnO2与
11、浓盐酸反应制备Cl2BCu与浓硫酸反应生成SO2C由KMnO4分解制O2D乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯EZn与稀硫酸反应制备H2 写出上述装置A处的试管中所发生反应的化学方程式 。若通入一定量的NH3和CO2后,装置C处的溶液中只含有S、N、H、O四种元素。用pH试纸测定该溶液pH的方法是 ;若该溶液呈中性,则溶液中的NH+4和SO2-4的物质的量浓度间的数量关系为 。(离子的浓度用符号NH+4和SO2-4表示)参考答案1(14分)(1)H2C2O42H2OCOCO23H2O (3分)(2)除去生成物中带出的乙二酸蒸汽,防止对检验分解产物CO2的干扰(2分); 无尾气处理装置(2分)(3)8H+
12、 + 3H2C2O4+Cr2O72- =2Cr3+6CO2 + 7H2O (3分)(4)红色固体中含有Cu2O(2分) 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O 3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2O(2分)2(15分)实验I:(1)bc;(2分)(2)3mol/LH2SO4、氯化钠固体(或6mol/LHCl、硫酸钠固体)(2分)实验II:大于(2分)(1)2Al+Fe2O32Fe + Al2O3;(3分)(2)2(1分);1(1分);(3)3(1分),2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2;(3分);3(15分)(1)ZnCuSO4ZnSO4Cu ZnH2SO4ZnSO4H2; (2分)(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了氢气产生的速率; (2分)(3)Ag2SO4; (2分)(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种); (2分)(5)30,(1分)10,(1分)17.5; (1分) 灰黑色(1分),暗红色;(1分) 加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与溶液的接触面积. (2分)45