14.某化學(xué)興趣小組進行草酸亞鐵晶體(FeC2O4•nH2O)分解的實驗探究.
經(jīng)過小組討論,他們設(shè)計了如下裝置進行實驗(夾持裝置未畫出):燒瓶A中盛有飽和NH4Cl和飽和NaNO2混合液(常用于實驗室制取N2),干燥管B、G中均裝有堿石灰,試管D、F、I中盛有澄清石灰水.

(1)連接好裝置后,加入藥品前應(yīng)該進行的實驗操作是檢查裝置氣密性(填操作名稱).
(2)實驗時先打開活塞a,并加熱燒瓶A一段時間,其目的是用生成的N2排除裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中CO2對實驗造成的干擾;使分解產(chǎn)物全部通過后面的裝置,充分反應(yīng).
(3)試管E中的試劑為:氫氧化鈉溶液.
(4)裝置F的作用:檢驗二氧化碳是否被吸收完全,防止影響H中實驗產(chǎn)物的檢驗.
Ⅰ.定性研究
(5)試管D中出現(xiàn)渾濁,證明產(chǎn)物中有CO2存在;證明分解產(chǎn)物中存在CO的現(xiàn)象是F中不出現(xiàn)渾濁,I中出現(xiàn)渾濁(H內(nèi)固體變紅);要證明分解時產(chǎn)生的另一種氣態(tài)產(chǎn)物的存在應(yīng)該如何改進裝置在CD之間連一個盛有無水CuSO4的裝置;裝置C反應(yīng)后的固體殘余物(經(jīng)測無Fe),在煮沸的稀硫酸中完全溶解,取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色,證明固體產(chǎn)物為FeO.
Ⅱ.定量分析(假定每一步反應(yīng)進行完全)
(6)取7.2g樣品進行上述實驗,測得硬質(zhì)玻璃管C中殘余固體2.88g,硬質(zhì)玻璃管H中固體質(zhì)量減輕0.64g,則草酸亞鐵晶體(FeC2O4•nH2O)分解的化學(xué)方程式為FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑+2H2O.

分析 根據(jù)實驗裝置可知,A裝置生成氮氣,發(fā)生反應(yīng)為:NH4Cl+NaNO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O,B裝置干燥氮氣,C裝置中草酸亞鐵晶體加熱分解,試管D中出現(xiàn)渾濁,證明產(chǎn)物中有CO2存在,F(xiàn)中不出現(xiàn)渾濁,I中出現(xiàn)渾濁(H內(nèi)固體變紅),證明分解產(chǎn)物中存在CO,在CD之間連一個盛有無水CuSO4的裝置可以證明有水蒸氣生成,E中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液,吸收二氧化碳,防止影響CO的檢驗,F(xiàn)裝置檢驗二氧化碳是否除盡,G裝置干燥氣體.裝置檢查氣密性后,先通一段時間N2,排除裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中CO2對實驗造成的干擾,實驗結(jié)束前,也需要通入氮氣,使分解產(chǎn)物全部通過后面的裝置,充分反應(yīng);將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中,固體完全溶解且無氣體放出,取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色,證明固體產(chǎn)物為FeO,
(1)分析裝置圖可知,利用生成氮氣提供惰性環(huán)境,避免干擾分解產(chǎn)物的分析和驗證,加入藥品前,應(yīng)該進行的實驗操作是檢驗裝置氣密性;
(2)利用氮氣排除裝置中的空氣,避免空氣中二氧化碳對實驗造成干擾;實驗結(jié)束后還要打開活塞a,加熱燒瓶A一段時間,把生成的產(chǎn)物全部趕到后面的裝置充分反應(yīng),減少誤差;
(3)根據(jù)上面的分析可知試管E中的試劑;
(4)根據(jù)上面的分析可知裝置F的作用;
(5)D中是澄清石灰水,生成沉淀證明生成二氧化碳,證明一氧化碳生成可以利用裝置F中澄清石灰水不變渾濁,一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過I澄清石灰水變渾濁;結(jié)晶水合物分解生成水蒸氣,在CD間加一個成無水硫酸銅的干燥管證明水的生成,將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中溶解,固體完全溶解且無氣體放出,說明無金屬鐵,取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色,證明無鐵離子存在,分解生成的固體產(chǎn)物應(yīng)為氧化亞鐵;
(6)測得硬質(zhì)玻璃管C中殘余固體2.88g,上述分析判斷為氧化亞鐵的質(zhì)量,得到鐵元素物質(zhì)的量,硬質(zhì)玻璃管H中固體質(zhì)量減輕0.64g是一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)前后質(zhì)量變化,結(jié)合化學(xué)方程式計算費用的一氧化碳物質(zhì)的量,結(jié)合元素守恒、質(zhì)量守恒計算得到反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量之比,依據(jù)摩爾質(zhì)量計算結(jié)晶水的數(shù)目,得到反應(yīng)的化學(xué)方程式.

解答 解:根據(jù)實驗裝置可知,A裝置生成氮氣,發(fā)生反應(yīng)為:NH4Cl+NaNO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O,B裝置干燥氮氣,C裝置中草酸亞鐵晶體加熱分解,試管D中出現(xiàn)渾濁,證明產(chǎn)物中有CO2存在,F(xiàn)中不出現(xiàn)渾濁,I中出現(xiàn)渾濁(H內(nèi)固體變紅),證明分解產(chǎn)物中存在CO,在CD之間連一個盛有無水CuSO4的裝置可以證明有水蒸氣生成,E中應(yīng)盛放氫氧化鈉溶液,吸收二氧化碳,防止影響CO的檢驗,F(xiàn)裝置檢驗二氧化碳是否除盡,G裝置干燥氣體.裝置檢查氣密性后,先通一段時間N2,排除裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中CO2對實驗造成的干擾,實驗結(jié)束前,也需要通入氮氣,使分解產(chǎn)物全部通過后面的裝置,充分反應(yīng);將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中,固體完全溶解且無氣體放出,取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色,證明固體產(chǎn)物為FeO,
(1)裝置圖分析可知,裝置A是生成氮氣的發(fā)生裝置,利用生成氮氣提供惰性環(huán)境,避免干擾分解產(chǎn)物的分析和驗證,加入藥品前,應(yīng)該進行的實驗操作是檢查裝置氣密性;
故答案為:檢查裝置氣密性;
(2)實驗時先打開活塞a,并加熱燒瓶A一段時間,其目的是利用氮氣排除裝置中的空氣,避免空氣中二氧化碳對實驗造成干擾;然后停止加熱,關(guān)閉活塞a,實驗結(jié)束前,還要打開活塞a,加熱燒瓶A一段時間,其目的是實驗結(jié)束把生成的產(chǎn)物全部趕到后面的裝置充分反應(yīng),減少測定誤差;
故答案為:用生成的N2排除裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中CO2對實驗造成的干擾;使分解產(chǎn)物全部通過后面的裝置,充分反應(yīng);
(3)根據(jù)上面的分析可知試管E中的試劑為氫氧化鈉溶液,
故答案為:氫氧化鈉溶液;
(4)根據(jù)上面的分析可知裝置F的作用為檢驗二氧化碳是否被吸收完全,防止影響H中實驗產(chǎn)物的檢驗,
故答案為:檢驗二氧化碳是否被吸收完全,防止影響H中實驗產(chǎn)物的檢驗;
(5)D中是澄清石灰水,生成沉淀證明生成二氧化碳,證明一氧化碳生成可以利用裝置F中澄清石灰水不變渾濁,一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳通過I澄清石灰水變渾濁;結(jié)晶水合物分解生成水蒸氣,在CD間加一個成無水硫酸銅的干燥管證明水的生成,將充分反應(yīng)后的固體殘余物投入經(jīng)煮沸的稀硫酸中溶解,固體完全溶解且無氣體放出,說明無金屬鐵,取反應(yīng)液加入KSCN溶液無血紅色,證明無鐵離子存在,分解生成的固體產(chǎn)物應(yīng)為氧化亞鐵;
故答案為:CO2,F(xiàn)中不出現(xiàn)渾濁,I中出現(xiàn)渾濁(H內(nèi)固體變紅);在CD之間連一個盛有無水CuSO4的裝置;FeO;
(6)上述實驗分析,測得硬質(zhì)玻璃管C中殘余固體2.88g,判斷為氧化亞鐵的質(zhì)量,計算得到鐵元素物質(zhì)的量=$\frac{2.88g}{72g/mol}$=0.04mol,硬質(zhì)玻璃管H中固體質(zhì)量減輕0.64g是一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)前后質(zhì)量變化,結(jié)合化學(xué)方程式計算反應(yīng)的一氧化碳物質(zhì)的量,
CuO+CO=Cu+CO2,△m
    1mol        16g
    0.04       0.64g
結(jié)合元素守恒鐵元素物質(zhì)的量為0.04mol,7.2g樣品物質(zhì)的量為0.04mol,摩爾質(zhì)量=$\frac{7.2g}{0.04mol}$=180g/mol,依據(jù)FeC2O4•nH2O計算得到n=2,生成一氧化碳物質(zhì)的量為0.04mol,氧化亞鐵物質(zhì)的量為0.04mol,水的物質(zhì)的量為0.08mol,結(jié)合氧化還原反應(yīng)電子守恒計算得到二氧化碳物質(zhì)的量為0.04mol,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑+2H2O,
故答案為:FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO↑+CO2↑+2H2O.

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷,實驗基本操作應(yīng)用,分解產(chǎn)物的實驗驗證和成分就是應(yīng)用,掌握方法和基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度較大.

練習(xí)冊系列答案
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4.關(guān)于1molCO2的敘述中,正確的是(  )
A.體積為22.4LB.含有2mol原子
C.質(zhì)量為44gD.原子數(shù)為6.02×1023

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5.下列各溶液中,與1.5L 0.3mol•L-1的Na2CO3溶液中Na+的物質(zhì)的量濃度相等的是( 。
A.1L 0.3mol•L-1的Na2SO4溶液B.4L 0.5mol•L-1的NaCl溶液
C.2L 0.3mol•L-1的NaOH的溶液D.1L 0.15mol•L-1的Na3PO4的溶液

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2.某25mL的酸式滴定管盛有溶液,液面恰好在10.0mL刻度處,把滴定管中的液體全部放出,并承接在錐形瓶中,則錐形瓶中溶液的體積為( 。
A.大于15.0mLB.等于15.0mLC.小于15.0mLD.等于10.0mL

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9.下列離子方程式正確的是( 。
A.Fe3O4與稀硝酸反應(yīng):Fe3O4+8 H+═2Fe3+十Fe2++4H2O
B.向硫酸銨溶液中加入氫氧化鋇溶液:Ba2++So4 2-═BaSO4
C.氯化鋁溶液中加入過量氨水:Al3++3OH-═Al(OH)3
D.含0.4mol FeBr2溶液與0.4mol Cl2恰好反應(yīng):2Fe2++2Br-+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl-

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19.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法錯誤的是(  )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,18 g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)為10 NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L Cl2通入水中,反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1 NA
C.常溫常壓下,53.5 g NH4Cl晶體中含有共價鍵的數(shù)目為4 NA
D.常溫常壓下,2 L 0.5 mol•L-1 硫酸鉀溶液中陰、陽離子總數(shù)大于3 NA

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6.在一密閉容器中進行如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是( 。
A.SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/LB.SO3為0.4mol/L
C.SO2、SO3均為0.15mol/LD.SO3為0.25mol/L

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3.設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是( 。
A.1 mol NH4+ 所含質(zhì)子數(shù)為10NA
B.10克氖氣所含原子數(shù)約為NA
C.22.4 L SO2所含的分子數(shù)為NA
D.2.3克金屬鈉變?yōu)殁c離子時失去的電子數(shù)是0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

1.下列實驗操作正確的是(  )
A.將氫氧化鈉固體放在濾紙上稱量
B.用10 mL量筒量取8.58 mL蒸餾水
C.配制5%的食鹽溶液時,將稱量好的食鹽放入燒杯中加適量的水?dāng)嚢枞芙?/td>
D.稀釋濃硫酸溶液時,將量取的濃硫酸放入燒杯中加水稀釋

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同步練習(xí)冊答案