【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行研究。

1)提出假設(shè)該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO2該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO。

該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是 。

2)設(shè)計(jì)方案,如圖所示,將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng),測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

3)查閱資料

氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)狻?/span>

請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式:

4)實(shí)驗(yàn)步驟

按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;

加熱前,先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú)猓?/span>

停止通入N2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時(shí)間,澄清石灰水(足量)變渾濁;

待反應(yīng)結(jié)束,再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的氮?dú)狻@鋮s至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g

過濾出石灰水中的沉淀,洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。

步驟中都分別通入N2,其作用分別為 。

5)數(shù)據(jù)處理

試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,寫出該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

6)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化 學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善。

甲同學(xué)認(rèn)為:應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液,其理由是 。

從環(huán)境保護(hù)的角度,請(qǐng)你再提出一個(gè)優(yōu)化方案將此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善: 。

【答案】(本題共16分)

1CO2、CO的混合物

3NH4++NO2N2↑+2H2O

4)步驟中是為了排盡空氣;步驟是為了趕出所有的CO2,確保完全吸收

52C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2

6①Ba(OH)2溶解度大,濃度大,使CO2被吸收的更完全;M (BaCO3)M(CaCO3),稱量時(shí)相對(duì)誤差小。

在尾氣出口處加一點(diǎn)燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置

【解析】試題分析:(1)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物可能有:①CO、②CO2、③CO2CO的混合物三種情況;

3)氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)可以制得氮?dú)猓?/span>

4根據(jù)前后兩次通入氮?dú)獾臅r(shí)間和減小實(shí)驗(yàn)誤差角度來分析;

5)根據(jù)質(zhì)量守恒判斷氣體的組成,根據(jù)質(zhì)量關(guān)系計(jì)算氣體的物質(zhì)的量之間的關(guān)系,進(jìn)而書寫化學(xué)方程式;

6根據(jù)氫氧化鈣和氫氧化鋇的本質(zhì)區(qū)別來思考;

一氧化碳是一種有毒氣體,可以通過點(diǎn)燃來進(jìn)行尾氣處理.

解:(1)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物可能有:①CO、②CO2、③CO2CO的混合物,

3)氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú),反?yīng)物有NH4ClNaNO2,生成物為N2,根據(jù)質(zhì)量守恒還應(yīng)用水,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4++NO2N2↑+2H2O,

4)如果不排盡空氣,那么空氣中的氧氣會(huì)與炭粉反應(yīng)影響反應(yīng)后生成氣體的組成,所以利用穩(wěn)定的氮?dú)馀趴諝猓詈蟠_保完全吸收,反應(yīng)后還要趕出所有的CO2

53.20g氧化鐵的物質(zhì)的量為==0.02mol,澄清石灰水變渾濁,說明有CO2氣體生成,則nCO2=nCaCO3==0.02mol,mCO2=0.02mol×44g/mol=0.88g,

反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量變化為1.44g大于0.88g

則生成其氣體為CO2、CO的混合物,

設(shè)混合氣體中含有ymolCO,

0.88g+28yg=1.44g,

y=0.02mol

所以CO、CO2的混合氣體物質(zhì)的量比為11,所以方程式為 2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2,

6將澄清石灰水換成BaOH2溶液,這樣會(huì)使二氧化碳被吸收的更完全,稱量時(shí)相對(duì)誤差小,一氧化碳是一種有毒氣體,可以通過點(diǎn)燃來進(jìn)行尾氣處理或增加一尾氣處理裝置.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從能量變化的角度來認(rèn)識(shí),下面說法中,正確的是( )

A.化學(xué)變化都是放熱的

B.化學(xué)變化都是吸熱的

C.反應(yīng)物所含能量等于生成物所含能量

D.化學(xué)反應(yīng)前后反應(yīng)物和生成物所含能量會(huì)發(fā)生變化

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(Ⅰ)磷是生物體中不可缺少的元素之一,在自然界中磷總是以磷酸鹽的形式出現(xiàn)的,例如磷酸鈣礦Ca3(PO4)2、磷灰石Ca5F(PO4)3等。

(1)磷的某種核素中,中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1,則表示該核素的原子符號(hào)為____。

(2)磷酸鈣與焦炭、石英砂混合,在電爐中加熱到1500℃生成白磷,反應(yīng)為:2Ca3(PO4)2+6SiO2===6CaSiO3+P4O10 10C+P4O10===P4↑+10CO↑,上述反應(yīng)中的各種物質(zhì),屬于酸性氧化物的有__

(Ⅱ)(3)離子交換膜是一類具有離子交換功能的高分子材料.一容器被離子交換膜分成左右兩部分,如右圖所示.若該交換膜為陽離子交換膜(只允許陽離子自由通過),左邊充滿鹽酸酸化的H2O2溶液,右邊充滿滴有KSCN溶液的FeCl2溶液(足量),一段時(shí)間后右邊可觀察到的現(xiàn)象:_______,若該交換膜為陰離子交換膜(只允許陰離子自由通過),左邊充滿含2mol NH4Al(SO4)2的溶液,右邊充滿含3mol Ba(OH)2的溶液,當(dāng)有2mol SO42﹣通過交換膜時(shí)(若反應(yīng)迅速完全),則左右兩室沉淀的物質(zhì)的量之比為__________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下,體積為10L的密閉容器中,1molX1molY進(jìn)行反應(yīng)2X(g)+Y(g)Z(g),經(jīng)60s達(dá)到平衡,生成0.3molZ。下列說法正確的是

A. X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.001mol·L-1·s-1

B. 將容器體積變?yōu)?/span>20L,Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>

C. 若增大壓強(qiáng),則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小

D. 若升高溫度,X的體積分?jǐn)?shù)增大,則該反應(yīng)的△H>0

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用元素的化合價(jià)推測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)是化學(xué)研究的重要手段。圖是硫元素的常見化合價(jià)與部分物質(zhì)類別的對(duì)應(yīng)關(guān)系:

(1)從硫元素化合價(jià)變化的角度分析,圖中既有氧化性又有還原性的化合物有____________________(填化學(xué)式)。

(2)XY混合,可生成淡黃色固體。該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________。

(3)檢驗(yàn)物質(zhì)Y的方法是_________________________________________。

(4)Z的濃溶液與銅單質(zhì)在一定條件下可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________。

(5)Na2S2O3是重要的化工原料。從氧化還原反應(yīng)的角度分析,下列制備Na2S2O3的方案理論上可行的是________(填字母)。

a.Na2S+S b.Na2SO3+S

c.SO2+Na2SO4 d.Na2SO3+Na2SO4

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室中用下列裝置制FeCl3,可供選擇的試劑有:①MnO2 NaOH溶液、埏柡NaCl溶液、軡饬蛩帷、轁恹}酸。

(1)按氣體流向由左到右排列,各裝置的連接順序?yàn)?/span>(填寫A~E序號(hào)):___________。

(2)裝置連接好后,應(yīng)該首先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是____________________________________________。

(3)A裝置燒瓶中反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。

(4)E中盛裝的試劑是________,其作用是_________________________________________。

(5)停止反應(yīng)后,還有鐵絲剩余。為檢驗(yàn)FeCl3的生成,并最終得到FeCl3溶液,甲同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)步驟:

a.待B裝置玻璃管冷卻后,將管中物質(zhì)用水溶解,________(填操作方法)除去不溶物;

b.取少量濾液,滴加________溶液,溶液呈現(xiàn)紅色,以此檢驗(yàn)Fe3;

c.取少量濾液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,檢驗(yàn)Cl。

(6)乙同學(xué)認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能最終得到FeCl3溶液,其理由是(寫出相應(yīng)的離子反應(yīng)方程式)__________________________________________________________________。

你認(rèn)為還選擇下列哪些試劑才能制得較為純凈的FeCl3溶液________

A.KMnO4(H) B.Fe  C.H2O2 D.Cl2   E.鹽酸

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(g),該反應(yīng)放出123kJ/mol的熱量。其中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:其中a的值為

化學(xué)鍵

H—Cl

O=O

Cl—Cl

H—O

E/(kJ/mol)

431

497

a

465

A.242B.303.5C.180.5D.365

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1常溫下,0.1mol/L CH3COOH 溶液中有1% CH3COOH 分子發(fā)生電離,則溶液的pH=______________;可以使0.10mol·L-1 CH3COOH的電離程度增大的是____________。、

a.加入少量0.10 mol·L-1的稀鹽酸 b.加熱CH3COOH溶液

c.加水稀釋至0.010 mol·L-1. d.加入少量冰醋酸

e.加入少量氯化鈉固體 f.加入少量0.10 mol·L-1NaOH溶液

2將等質(zhì)量的鋅投入等體積且pH 均等于3 的醋酸和鹽酸溶液中,經(jīng)過充分反應(yīng)后,發(fā)現(xiàn)只在一種溶液有鋅粉剩余,則生成氫氣的體積V( 鹽酸)________V(醋酸)(“>”、“ <” “=”)

30.1mol/L 的某酸H2A pH=4,則H2A 的電離方程式為_________________。

4某溫度下,Kw=1×10-12,0.02mol/LBa(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合,所得混和液的pH=____

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各能層中不包含p能級(jí)的是(  )

A. N B. M C. L D. K

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案