(2009?宿遷二模)某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)過(guò)量炭粉與氧化鐵反應(yīng)中氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行了研究.
[提出假設(shè)]該反應(yīng)中的氣體產(chǎn)物可能是CO或者是CO
2和CO的混合物.
[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(NaNO
2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)猓?br />[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(guò)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.
試回答下列問(wèn)題:
(l)按上圖連接裝置,如何檢查該裝置的氣密性
在整套裝置末端接一帶彎玻璃導(dǎo)管的乳膠管,并將玻璃導(dǎo)管末端放在盛有水的水槽中;用酒精燈在氣體發(fā)生裝置下面微熱(打開彈簧夾),玻璃導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生;停止加熱后,玻璃導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱,則不漏氣
在整套裝置末端接一帶彎玻璃導(dǎo)管的乳膠管,并將玻璃導(dǎo)管末端放在盛有水的水槽中;用酒精燈在氣體發(fā)生裝置下面微熱(打開彈簧夾),玻璃導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生;停止加熱后,玻璃導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱,則不漏氣
(2)廣口瓶?jī)?nèi)盛放的試劑為
濃硫酸
濃硫酸
,其作用為
吸收產(chǎn)生的氮?dú)庵械乃@得干燥的氮?dú)?/div>
吸收產(chǎn)生的氮?dú)庵械乃,獲得干燥的氮?dú)?/div>
(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)先打開彈簧夾,一段時(shí)間后關(guān)閉;再點(diǎn)燃酒精噴燈,理由是
為了排盡整套裝置中的空氣
為了排盡整套裝置中的空氣
.
(4)稱取3.20g氧化鐵、2.00g炭粉混合均勻,放入質(zhì)量為48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;待反應(yīng)結(jié)束,再通一段時(shí)間的氮?dú)猓鋮s至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g.經(jīng)進(jìn)一步測(cè)定得知參加反應(yīng)的氧元素質(zhì)量為0.96g.從而確認(rèn)該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是C0
2和CO的混合物,理由是
經(jīng)計(jì)算反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為 2:3,介于 1/2 和 1 之間
經(jīng)計(jì)算反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為 2:3,介于 1/2 和 1 之間
.根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果判斷,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中n(CO
2):n(CO)=
1:1
1:1
.
(5)有同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論,認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善,你認(rèn)為應(yīng)作如何改進(jìn)?
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
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
.
分析:(1)依據(jù)連接裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化和液面變化進(jìn)行檢驗(yàn)是否漏氣,檢查時(shí)分液漏斗活塞關(guān)閉,彈簧夾打開,裝置最后連接通入水中的導(dǎo)氣管,加熱燒瓶依據(jù)最后導(dǎo)氣管中 液面變化判斷;
(2)通入加熱的玻璃管中需要對(duì)氣體進(jìn)行干燥;
(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)先打開彈簧夾,一段時(shí)間后關(guān)閉;再點(diǎn)燃酒精噴燈是為了排凈裝置中的空氣;
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)后獲得氣體的質(zhì)量為前后玻璃管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量之差,根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可計(jì)算出氧元素的質(zhì)量,則碳元素的質(zhì)量為氣體質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量;
(5)尾氣中含有有毒的氣體不能排放到空氣中污染環(huán)境,需要進(jìn)行尾氣處理.
解答:解:(l)依據(jù)連接裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化和液面變化進(jìn)行檢驗(yàn)是否漏氣,在整套裝置末端接一帶彎玻璃導(dǎo)管的乳膠管,并將玻璃導(dǎo)管末端放在盛有水的水槽中;用酒精燈在氣體發(fā)生裝置下面微熱(打開彈簧夾),玻璃導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生;停止加熱后,玻璃導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱,則不漏氣,
故答案為:在整套裝置末端接一帶彎玻璃導(dǎo)管的乳膠管,并將玻璃導(dǎo)管末端放在盛有水的水槽中;用酒精燈在氣體發(fā)生裝置下面微熱(打開彈簧夾),玻璃導(dǎo)管末端有氣泡產(chǎn)生;停止加熱后,玻璃導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱,則不漏氣;
(2)用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO
2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)庵泻兴魵,通入玻璃管前需要用濃硫酸干燥,目的是吸收氮(dú)庵械乃魵獾玫礁稍锏獨(dú)猓?br />故答案為:濃硫酸,吸收產(chǎn)生的氮?dú)庵械乃,獲得干燥的氮?dú)猓?br />(3)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)先打開彈簧夾,一段時(shí)間后關(guān)閉;再點(diǎn)燃酒精噴燈是為了排凈裝置中的空氣,使一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過(guò)量炭粉完全反應(yīng),
故答案為:為了排盡整套裝置中的空氣;
(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知:實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物中氣體質(zhì)量為:(48.48g+3.20g+2.00g)-52.24 g=1.44 g,
根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可計(jì)算出氧化鐵中氧元素的質(zhì)量為:3.2g×
=0.96g,
則碳元素的質(zhì)量為氣體質(zhì)量減去氧元素的質(zhì)量為:1.44g-0.96g=0.48g,
根據(jù)參加反應(yīng)的碳元素質(zhì)量為0.48g,氧元素質(zhì)量為0.96g,則反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比=
:
=2:3,與二氧化碳中碳、氧原子的物質(zhì)的量比1:2不相符,經(jīng)計(jì)算反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為 2:3,介于 1/2 和 1 之間,說(shuō)明該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是C0
2和CO的混合物;反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中n(CO
2):n(CO)=1:1;
故答案為:經(jīng)計(jì)算反應(yīng)后的氣體中碳、氧原子的物質(zhì)的量之比為 2:3,介于 1/2 和 1 之間;1:1;
(5)尾氣中含有有毒的氣體不能排放到空氣中污染環(huán)境,需要進(jìn)行尾氣處理,故答案為: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.
點(diǎn)評(píng):本題考查了物質(zhì)組成的探究實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)過(guò)程判斷,物質(zhì)性質(zhì)的掌握和元素守恒的計(jì)算應(yīng)用是解題關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列關(guān)于該有機(jī)物的敘述正確的是( ) |
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①用50mL量筒取5.2mL稀硫酸; ②用分液漏斗分離苯和四氯化碳的混合物;③用托盤天平稱量11.7g氯化鈉晶體;
④用堿式滴定管取23.10mL溴水; ⑤用瓷坩堝灼燒各種鈉的化合物;⑥用250mL容量瓶配制250mL 0.2mol/L的NaOH溶液.
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nH
2n-2的某種烴,分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有支鏈或側(cè)鏈.它完全燃燒時(shí)消耗O
2的體積是相同狀況下該烴蒸氣體積的8.5倍,由此分析作答:
①若該烴為鏈狀二烯烴,并且與等物質(zhì)的量的Br
2加成后只能得到單一產(chǎn)物,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2+Br2→CH2BrCHBr-CH2-CH2-CH=CH2
CH2=CH-CH2-CH2-CH=CH2+Br2→CH2BrCHBr-CH2-CH2-CH=CH2
(有機(jī)物用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示).
②若該烴只能與等物質(zhì)的量的Br
2發(fā)生加成反應(yīng),則其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
(任填一種).
(2)某有機(jī)物A由于其特殊的結(jié)構(gòu),一直受到理論化學(xué)家的注意,但由于缺乏有效的合成途徑,一度延緩對(duì)它的研究,直到l993年才找到可以大量制備的方法,才得以應(yīng)用.已知A是非極性分子,化學(xué)式是C
6H
8,且分子中只有一種氫原子.
①A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
;A分子中在同一平面上的碳原子數(shù)為
6
6
.
②A的二氯取代產(chǎn)物的同分異構(gòu)體有
2
2
種(不考慮順?lè)串悩?gòu)).
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