某研究性學習小組為確定某堿式碳酸鎂樣品的組成，設(shè)計出了下圖所示的實驗裝置（圖中A至D的部分）．[已知堿式碳酸鎂Mgx（OH）y（CO3）z（x、y、z為正整數(shù)）加熱能分解生成氧化鎂、水和二氧化碳]

（1）按上圖（夾持儀器未畫出）組裝好實驗裝置后，應首先進行的操作是    ；A處干燥管盛放的藥品是    ，其作用是    ．
（2）指導老師在審閱設(shè)計方案后指出需要在E處進行改進，請你幫助該小組設(shè)計出改進方案：    ．
（3）加熱前需要進行的必要操作是    ，其目的是    ；對活塞的操作方法是：打開活塞    ，關(guān)閉活塞    ．
（4）關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，加熱一段時間后，同學們發(fā)現(xiàn)C處洗氣瓶中幾乎沒有氣泡冒出，這是由于    ．
（5）待B裝置中的反應完全后，打開K1，再緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘，其目的是    ．
（6）實驗測得數(shù)據(jù)如下：堿式碳酸鎂樣品22.6g；反應前C裝置的質(zhì)量為87.6g，反應后質(zhì)量為89.4g；反應前D裝置的質(zhì)量為74.7g，反應后質(zhì)量為83.5g．請計算推導該堿式碳酸鎂的化學式    ，該堿式碳酸鎂受熱分解的化學方程式為    ．
【答案】分析：（1）由實驗原理可知，實驗需要通過測量D裝置內(nèi)堿石灰的增重，計算生成的二氧化碳的質(zhì)量，通過測量C裝置裝置，計算生成的水的質(zhì)量，故應首先檢驗裝置的氣密性．
裝置內(nèi)有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測定，實驗前要通入空氣，趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差，故A裝置應吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳．
（2）D裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，應在D裝置之后添加一個盛有堿石灰（或氧化鈣）的干燥管，防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D裝置中，影響測量結(jié)果．
（3）裝置內(nèi)有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測定，故實驗前要通入空氣，趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差．活塞的操作方法是：打開活塞K1、K2，關(guān)閉活塞K3．
（4）關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，加熱一段時間后，同學們發(fā)現(xiàn)C處洗氣瓶中幾乎沒有氣泡冒出，說明堿式碳酸鎂分解完全，B裝置內(nèi)反應結(jié)束．
（5）B裝置中的反應完全后，裝置中的殘留少量水蒸氣和二氧化碳，為減少誤差，應全部趕到裝置C和D中．
（6）堿式碳酸鎂樣品22.6g，反應前C裝置的質(zhì)量為87.6g，反應后質(zhì)量為89.4g，故生成水的質(zhì)量為89.4g-87.6g=1.8g；反應前D裝置的質(zhì)量為74.7g，反應后質(zhì)量為83.5g，生成二氧化碳的質(zhì)量為83.5g-74.7g=8.8g，故氧化鎂的質(zhì)量為22.6g-1.8g-8.8g=12g，計算各物質(zhì)的物質(zhì)的量，利用元素守恒計算堿式碳酸鎂中x、y、z，據(jù)此書寫堿式碳酸鎂化學式．
該堿式碳酸鎂加熱能分解生成氧化鎂、水和二氧化碳的物質(zhì)的量之比為3：1：2．
解答：解：（1）由實驗原理可知，實驗需要通過測量D裝置內(nèi)堿石灰的增重，計算生成的二氧化碳的質(zhì)量，通過測量C裝置裝置，計算生成的水的質(zhì)量，故應首先檢驗裝置的氣密性．
裝置內(nèi)有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測定，實驗前要通入空氣，趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差，故A裝置應吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，A裝置內(nèi)可以選用堿石灰（或氧化鈣）．
故答案為：檢驗裝置的氣密性；堿石灰（或氧化鈣）．
（2）D裝置中盛放的堿石灰容易吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，應在D裝置之后添加一個盛有堿石灰（或氧化鈣）的干燥管，防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D裝置中，影響測量結(jié)果．
故答案為：添加一個盛有堿石灰（或氧化鈣）的干燥管．
（3）裝置內(nèi)有空氣，含有水蒸氣和二氧化碳，影響水蒸氣和二氧化碳質(zhì)量的測定，故實驗前要通入空氣，趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳，減少誤差．
活塞的操作方法是：打開活塞K1、K2，關(guān)閉活塞K3．
故答案為：鼓入空氣；趕走裝置中含有水蒸氣和二氧化碳；K1、K2，K3．
（4）關(guān)閉活塞K1、K2，打開K3，加熱一段時間后，同學們發(fā)現(xiàn)C處洗氣瓶中幾乎沒有氣泡冒出，說明堿式碳酸鎂分解完全，B裝置內(nèi)反應結(jié)束．
故答案為：B裝置中的反應已完全．
（5）B裝置中的反應完全后，裝置中的殘留少量水蒸氣和二氧化碳，為減少誤差，應全部趕到裝置C和D中．
故答案為：將反應生成的殘留在裝置中的水蒸氣和二氧化碳全部趕到裝置C和D中．
（6）堿式碳酸鎂樣品22.6g，反應前C裝置的質(zhì)量為87.6g，反應后質(zhì)量為89.4g，故生成水的質(zhì)量為89.4g-87.6g=1.8g，物質(zhì)的量為=0.1mol；反應前D裝置的質(zhì)量為74.7g，反應后質(zhì)量為83.5g，生成二氧化碳的質(zhì)量為83.5g-74.7g=8.8g，物質(zhì)的量為=0.2mol，故氧化鎂的質(zhì)量為22.6g-1.8g-8.8g=12g，物質(zhì)的量為=0.3mol，根據(jù)Mg、H、C元素守恒可知，x：y：z=0.3mol：0.1mol×2：0.2mol=3：2：2，故堿式碳酸鎂的化學式為Mg3（OH）2（CO3）2；該堿式碳酸鎂受熱分解的化學方程式為Mg3（OH）2（CO3）23MgO+2CO2↑+H2O．
故答案為：Mg3（OH）2（CO3）2；Mg3（OH）2（CO3）23MgO+2CO2↑+H2O．
點評：考查學生對實驗原理理解、方案設(shè)計的評價、實驗裝置的理解、物質(zhì)組成的測定等，難度中等，理解實驗原理是解題的關(guān)鍵，是對知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎(chǔ)與綜合運用分析解決問題的能力．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組在驗證銅銀合金與濃硝酸反應中，除生成NO2氣體外，還有少量的NO生成．查閱資料得知：常溫下NO2與N2O4混合存在，在低于0℃幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在，為此他們設(shè)計了如圖所示的驗證實驗裝置（圖中已略去了不必要的裝置）
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回答下列問題：
（1）寫出銅與硝酸反應的可能的反應的方程式
 

（2）實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間氮氣再關(guān)閉活塞K1，這樣作的目的是
 
，裝置B瓶的作用是
 
．
（3）A中的反應停止后，打開D中的活塞K2再通入氧氣，若反應中確有NO產(chǎn)生，則D出現(xiàn)的現(xiàn)象是
 
，實驗發(fā)現(xiàn)通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大的影響，為了便于觀察，通入的
 
（填“熱”或“冷“）氧氣．
（4）已知合金的質(zhì)量為a，且合金完全溶解，若還想測定銅的質(zhì)量分數(shù)，只需要利用A裝置中反應后的溶液進行簡單的實驗操作，就可以達到實驗目的．試簡述實驗過程：
 
．

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科目：高中化學 來源：2013-2014學年安徽省蚌埠市三縣聯(lián)誼校高三第二次聯(lián)考理綜化學試卷（解析版） 題型：實驗題

某研究性學習小組的同學為驗證濃硫酸與銅能反應而稀硫酸不能，設(shè)計了如圖所示裝置進行探究：將6.4 g 銅片和含0.2 moL溶質(zhì)的18.4 mol/L濃硫酸放在圓底燒瓶中共熱，直到無氣體生成為止。（假定在此過程溶液體積不變）

（1）甲同學認為要證實上述結(jié)論，還應進行稀硫酸與銅片混合加熱實驗，你認為有無必要，并說明理由：________________

（2）下列試劑中能夠用來進一步證明反應結(jié)束后的燒瓶中確有余酸的是：_____

A．鐵粉  ??????   B．鈉  ???? ?? C．氯化鋇溶液   ????????  D．銀粉

（3）為定量測定余酸的物質(zhì)的量濃度，甲、乙兩位同學進行了如下設(shè)計：

Ⅰ甲同學設(shè)想：在A裝置增加一個導管通氮氣驅(qū)趕氣體（假定生成的氣體全部逸出），先測定生成的SO2的量，然后計算剩余硫酸的濃度。他設(shè)計了如下二種方案來測定SO2的量：

方案① 將產(chǎn)生的氣體緩緩通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀。

方案② 將氣體緩緩通入足量硝酸鋇溶液中，然后過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀。

經(jīng)仔細分析后，發(fā)現(xiàn)有不合理之處，請?zhí)顚懴卤?/span>(可以不填滿）：

序號

不合理的原因

誤差

（偏低或偏高）

改變措施

方案①

 

 

 

方案②

 

 

 

 

Ⅱ乙學生設(shè)計的方案是：分離出反應后的溶液并加蒸餾水稀釋至1000 mL，取20.00 mL于錐形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示劑，用標準NaOH溶液進行滴定(已知氫氧化銅開始沉淀的pH約為5)，這種方法能否求出余酸的濃度，理由是_______________________________________。

（4）請再設(shè)計其他可行的實驗方案，來測定余酸的物質(zhì)的量濃度，簡要寫出操作步驟及需要測定的數(shù)據(jù)（不必計算，不必寫操作細節(jié)）_____________________________________________________。

 

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科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組驗證濃硝酸與銅銀合金反應時除生成NO2氣體外還會生成少量的NO氣體。查閱資料得知：常溫下NO2與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在。為此，他們設(shè)計了如下圖所示的驗證實驗裝置（圖中略去了次要裝置）

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請回答下列問題：

（1）寫出A瓶中銅與硝酸可能發(fā)生的反應方程式：

                                       、                              。

（2）實驗開始時要先打開A中的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是                               ；裝置中B瓶的作用是                             。

（3）A中的反應停止后，打開D中的活塞K2，并通入氧氣，若反應確有NO氣體產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是                                        ；實驗發(fā)現(xiàn)，通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，為了便于觀察應通入        （填“冷”或“熱”）的氧氣。

（4）已知合金的質(zhì)量為ag，且合金完全溶解。若還想測定銅的質(zhì)量分數(shù)，只需利用A裝置中反應后的溶液進行簡單的實驗操作就可以過到目的，其實驗過程為：                           。

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科目：高中化學 來源： 題型：

（11分）某研究性學習小組驗證濃硝酸與銅銀合金反應時除生成NO2氣體外還會生成少量的NO氣體。查閱資料得知：常溫下NO2與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在。為此，他們設(shè)計了如下圖所示的驗證實驗裝置（圖中略去了次要裝置）

請回答下列問題：

（1）寫出A瓶中銅與硝酸可能發(fā)生的反應方程式：

                                   、                              。

（2）實驗開始時要先打開A中的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這樣做的目的是                               ；裝置中B瓶的作用是                             。

（3）A中的反應停止后，打開D中的活塞K2，并通入氧氣，若反應確有NO氣體產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是                                        ；實驗發(fā)現(xiàn)，通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，為了便于觀察應通入        （填“冷”或“熱”）的氧氣。

（4）已知合金的質(zhì)量為ag，且合金完全溶解。若還想測定銅的質(zhì)量分數(shù)，只需利用A裝置中反應后的溶液進行簡單的實驗操作就可以過到目的，其實驗過程為：                           。

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科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組驗證濃硝酸與銅銀合金反應中除生成NO2氣體外還會有少量的NO生成。查閱資料得知：常溫下NO2與N2O4混合存在，在低于0℃時幾乎只有無色的N2O4液體或晶體存在。為此，他們設(shè)計了如圖所示的驗證實驗裝置(圖中略去了不必要的裝置)。

請回答下列問題：

(1)寫出A瓶中銅與硝酸可能發(fā)生反應的化學方程式；______________________。

(2)實驗開始前要先打開A部分的活塞K1，持續(xù)通一段時間的氮氣再關(guān)閉K1，這

樣做的目的是______________________________________________；裝置中B瓶的作用是____________________________________________________________________。

(3)A中的反應停止后，打開D中的活塞K2，并通入氧氣，若反應確有NO產(chǎn)生，則D中應出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________________；實驗發(fā)現(xiàn)，通入氧氣溫度的高低對實驗現(xiàn)象有較大影響，為便于觀察應通入___________(填“冷”或“熱”)的氧氣。

(4)已知合金的質(zhì)量為a，且合金完全溶解。若還想測定銅的質(zhì)量分數(shù)，只需利用A裝置中反應后的溶液進行簡單的實驗操作就可以達到目的。請簡述實驗過程：_____________________。

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