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化学综合计算与实验练习题
化学综合计算与实验练习题
一、实验探究题
1.实验室提供如图所示的仪器和高锰酸钾、石灰石、二氧化锰、稀硫酸、纯碱五种药品及火柴等相应物品:
(1)写出利用上述仪器和药品,用化学方程式表示制取该气体的化学反应原理________,在制取该气体的整个实验过程中需要用到的仪器有(填仪器序号)________;
(2)如果下图用氯酸钾制氧气,请同学们将图补充完整;
(3)上图中用此方法收集气体时.证明该气体己经收集满的现象是________;
(4)实验结束后要先________后________。
2.为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分,某小组取甲、乙两种饮料瓶,将其剪碎作为样品,分别按下述步骤进行实验:
I.取少量样品于试管中,加入盐酸,充分反应后过滤.
II.取少量滤液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液.
步骤II的实验现象如下:
样品甲
生成白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀消失
样品乙
生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
(1)样品甲中金属的主要成分是________,生成白色沉淀反应的离子方程式是________.
(2)样品乙进行步骤I后所得滤液中一定含有的金属离子是________,白色沉淀变为红褐色反应的化学方程式是________.
3.味精是烹制菜肴时常用的调味品,其主要成分是谷氨酸钠(化学式为C5H8NO4Na).谷氨酸钠有鲜味,易溶于水.某品牌味精包装上标注:
“谷氨酸钠含量≥80%,NaCl含量≤20%”.某学校化学科研小组现对此味精中NaCl的含量进行测定.
查阅资料:
资料表明,谷氨酸钠的存在不影响NaCl含量的测定.该小组同学设计的实验方案如图所示:
根据上述实验步骤回答下列有关问题:
(1)操作1所需要的玻璃仪器有________;
(2)用简明扼要的语言描述操作2的过程:
________;
(3)加水溶解所得溶液A为50mL,则溶液A中NaCl的物质的量浓度是________.
4.某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设
①该反应的气体产物是CO2.
②该反应的气体产物是CO.
③该反应的气体产物是________.
(2)设计方案
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.
查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:
________.
(3)实验步骤
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g.
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为________.
(4)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:
________.
(5)实验优化
学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:
应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是________.
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:
________.
5.实验室常用块状大理石和稀盐酸制取CO2气体。
(1)写出实验室制取CO2的化学方程式:
________。
(2)若用右图所示装置(固定装置省略)制CO2,连接好装置后,需检查装置的气密性。
具体操作方法是:
先________(填字母,下同),后________,若导管口有气泡,放手后导管内上升一段稳定的水柱,则气密性良好。
A.用手捂住试管
B.将导管一端浸入水中
(3)实验室收集CO2可用的方法是_________(填字母)。
A. 排水法
B. 向下排空气法
C. 向上排空气法
(4)实验室常用澄清石灰水检验CO2,写出反应的化学方程式:
________。
(5)某些大理石中含少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。
欲获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装置如下:
查阅资料:
I.H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反应。
Ⅱ.CO2中混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。
①装置甲中所盛试剂应选用________(填字母)。
A.浓硫酸
B.NaOH溶液
C.澄清石灰水
D.CuSO4溶液
②装置丙的作用是________。
6.根据所学知识,完成问题:
(1)I.碱性锌锰干电池的总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2.该电池中,负极材料是________,正极反应式为________.
(2)Ⅱ.以废旧锌锰干电池处理得到的混合物为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如图所示.
请回答下列问题:
a.MnxZn1﹣xFe2O4中铁元素化合价为+3,则锰元素的化合价为________.
b.活性铁粉除汞时,铁粉的作用是________(填“氧化剂”或“还原剂”).
c.除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸气经KMnO4溶液进行吸收而实现的.在恒温下不同pH时,KMnO4溶液对Hg的单位时间去除率及主要产物如图1所示.
①写出pH=2时KMnO4溶液吸收汞蒸气的离子方程式________.
②在强酸性环境中汞的单位时间去除率高,其原因除氢离子浓度增大使KMnO4;溶液的氧化性增强外,还可能是________.
d.用惰性电极电解K2MnO4溶液制备KMnO4的装置如图2所示.
①a应接直流电源的________(填“正”或“负”)极.
②已知25℃,两室溶液的体积均为100mL,电解一段时间后,右室溶液的pH由10变为14,则理论上可制得________ molKMnO4(忽略溶液的体积和温度变化).
7.握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,如图为两套实验装置.
(1)写出下列仪器的名称:
a.________ b.________ c.________
(2)仪器a~e中,使用前必须检查是否漏水的有________.(填序号)
(3)若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器是________,将仪器补充完整后进行实验,冷凝水由________(填f或g)口通入________ 口流出.
(4)装置II是某同学转移溶液的示意图,图中的错误是________.
8.如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据,试根据标签上的有关数据回答下列问题.
(1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为________mol•L-1.
(2)取用任意体积的该盐酸时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是______.
A. 溶液中HCl的物质的量 B. 溶液的浓度 C. 溶液中Cl-的数目 D. 溶液的密度
(3)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次 并在操作步骤空白处填上适当仪器名称)________.
A.用30mL水洗涤________2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用________加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2cm处
(4)在配制过程中,下列实验操作对所配制的稀盐酸的物质的量浓度有何影响?
(在括号内填“偏大”,“偏小”,或“无影响”)
a.用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面________
b.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面下降,再加适量的蒸馏水________.
9.下图中硬质玻璃管A中放入干燥洁净的细铜丝,烧杯中放入温水,试管B中放入甲醇,右方试管C中放入冷水.向B中不断鼓入空气,使甲醇蒸气和空气通过加热到红热程度的铜丝。
(1)撤去A处酒精灯后铜丝仍然能保持红热的原因是________;
(2)反应后将试管C中的液体冷却,取出少量,加入到新制的Cu(OH)2悬浊液中,加热到沸腾可观察到现象是________,写出反应的化学方程式________。
10.现有含淀粉、NaCl、Na2SO4、CaCl2的混合溶液,选择适当的试剂和方法从中提纯出NaCl晶体.相应的实验过程如图:
(1)操作①是利用胶体不能通过________而把淀粉胶体和溶液进行分离.
(2)写出上述实验过程中所用试剂的化学式:
试剂①________;试剂③________.
(3)判断试剂①已过量的操作是:
________.
(4)控制试剂③适量的方法是:
________.
(5)试剂②的作用(用化学方程式表示):
________.
11.工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸.为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(含单质碳)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是________.
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y.
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,应先用________(选填序号).
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
Br2+SO2+2H2O═H2SO4+2HBr,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g.由于此推知气体Y中SO2(标准状况下)的体积为________.
(3)[探究二]
分析上述实验中SO2体积的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和CO2气体.为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略).
装置B中试剂的作用是________.
(4)认为气体Y中还含有CO2的理由是________(用化学方程式表示).
(5)为确认CO2的存在,需将M(装有澄清石灰)添加于________ (选填序号).
a.A之前 b.A~B间 c.B~C间 d.C~D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是________.
12.硝基苯是重要的精细化工原料,是医药和染料的中间体,还可做有机溶剂.制备硝基苯的过程如下:
①配制混酸:
组装如图反应装置.取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与浓硝酸18mL配制混和酸,加入漏斗中.把18mL苯加入三颈烧瓶中.
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混和均匀.
③在50﹣60℃下发生反应,直至反应结束.
④除去混和酸后,粗产品依次用蒸馏水和10%Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品.已知
(i)
+HNO3(浓)
+H2O
(ii)可能用到的有关数据列表如下
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(20℃)/g•cm﹣3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
1,3﹣二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
请回答下列问题:
(1)配置混酸应先在烧杯中先加入________.
(2)恒压滴液漏斗的优点是________.
(3)实验装置中长玻璃管可用________代替(填仪器名称).
(4)反应结束后产品在液体的________层(填“上”或者“下”),分离混酸和产品的操作方法为________
(5)用10%Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净?
________.
(6)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入________除去水,然后蒸馏,最终得到17.5g硝基苯,则硝基苯的产率为________(保留两位有效数字).若加热后,发现未加沸石,应采取的操作是________.
13.实验室常用的盐酸是密度1.20g•cm﹣3、质量分数36.5%.
(1)将________ L氯化氢(标准状况)通入1.00L水中可得到36.5%的盐酸(保留一位小数).
(2)取10mL36.5%的盐酸,加水稀释至300mL,则稀释后盐酸的物质的量浓度是________ mol/L.
(3)向已配制的1mol•L﹣1的NaCl溶液500mL溶液中再通入一定量的HCl气体后,溶液中Cl﹣的物质的量浓度为3mol•L﹣1(假设溶液体积不变),则溶液中H+的物质的量浓度为多少?
________通入HCl气体的体积(标准状况下)为多少?
________.
14.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式________。
(2)Li2Ti5O15中过氧键的数目为4,其中Ti的化合价为________。
(3)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe2+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L,此时________(填“有”或“无”)Mg3(PO4)2沉淀生成。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-2、1.0×10-2。
(4)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式________。
(5)TiO2·xH2O加热制得的粗TiO2是电解法生产金属钛的一种较先进的方法,电解液为某种可传导02-离子的熔融盐,原理如图所示,则其阴极电极反应为:
________,电解过程中阳极电极上会有气体生成,该气体可能含有________。
15.如图为实验室某浓盐酸试剂瓶上的标签,试根据有关数据回答下列问题:
(1)该浓盐酸的物质的量浓度为________ mol/L.
(2)某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制250mL物质的量浓度为0.7mol/L的稀盐酸.
①该学生用量筒量取________ mL上述浓盐酸进行配制;
②所需的实验仪器有:
①胶头滴管、②烧杯、③量筒、④玻璃棒,配制稀盐酸时,还缺少的仪器有________.
③下列操作导致所配制的稀盐酸物质的量浓度偏低的是________(填字母).
A.用量筒量取浓盐酸时俯视凹液面
B.未恢复到室温就将溶液注入容量瓶并进行定容
C.容量瓶用蒸馏水洗后未干燥
D.定容时仰视液面
E.未洗涤烧杯和玻璃棒
(3)若在标准状况下,将aLHCl气体溶于1L水中,所得溶液密度为dg/mL,则此溶液的物质的量浓度为________ mol/L.(填选项字母)
a.
b.
c.
d.
.
16.无水MgBr2可广泛用于有机反应催化剂、污水处理剂等。
实验室可用镁屑与液溴为原料,采用下图装置制备无水MgBr2,请回答:
(1)识别下图中仪器。
A的名称是________,B是________
(2)实验时,可向装置C中缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
干燥的氮气能将液溴吹出,因为液溴具有________的性质;实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是:
________
(3)已知:
Mg和Br2反应剧烈放热;乙醚(C2H5OC2H5)极易挥发。
MgBr2和乙醚能发生如下反应:
MgBr2+3C2H5OC2H5
MgBr2·3C2H5OC2H5+Q(Q>0);反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0°C,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
第一次过滤除去的物质是________。
过滤必须用到的玻璃仪器是:
________。
(4)试用平衡移动的原理说明得到三乙醚合溴化镁后,加热有利于其分解,得无水MgBr2产品的原因:
________
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-=MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是________
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________(以质量分数表示)。
17.某实验小组模拟受热时H2与Ca3N2反应制取CaH2。
回答下列问题。
已知:
Ca3N2、CaH2都可以与水反应。
(1)启普发生器中发生的化学反应方程式是________。
利用该装置制取气体的优点是________。
(2)实验中,先通入氢气,然后________,再加热。
(3)装置连接顺序为a、________、h(某些装置可以重复使用)。
其中干燥管的作用是干燥氢气、________。
(4)H2与Ca3N2制取CaH2随着温度不同,生成的气体也不同。
若取集气瓶中的水溶液,滴加酚酞显红色,则制取CaH2的反应方程式为________。
(5)反应后,设计实验证明试管中的固体有CaH2:
________。
18.某课外研究性学习小组拟用粗盐(含有少量杂质包括:
泥沙、CaCl2、MgCl2、Na2SO4)经提纯后,配制0.4mol/L450mLNaCl溶液.他们设计并实施了如下实验,请根据已学过的知识回答下列问题:
(1)取一定量的粗盐置于烧杯中加水溶解,所加的水量应为:
(填选项)
A. 多加水配成较稀的溶液 B. 加入适量的水至能溶解的固体溶解即止
(2)将
(1)中配制的粗盐悬浊液过滤后取滤液加入过量的除杂试剂,如果除杂试剂可从下列六种溶液中选择①Na2CO3溶液②KOH溶液③AgNO3溶液④NaOH溶液⑤NaHCO3溶液⑥BaCl2溶液,则正确的试剂和加入的顺序应为:
________(填选项)
A.①②③B.②⑥⑤C.④⑥①D.①④⑥E.⑥①④F.⑥②⑤
将所得的悬浊液经过滤后取滤液加入足量的盐酸,充分反应后对混合溶液进行蒸发、过滤、洗涤、干燥操作,得到纯净的NaCl固体,请描述在蒸发操作过程中玻璃棒的作用:
________
(3)利用
(2)中所得的NaCl固体继续配制所需溶液.在托盘天平上称量________ gNaCl固体.配制过程中需要使用的玻璃仪器有:
烧杯、玻璃棒、________和________
(4)配制结束后同学们对实验中出现的某些错误操作,对最终配制的溶液浓度的影响进行了分析,则下列错误操作会导致最终配制溶液中NaCl的浓度相比0.4mol/L的偏差是:
(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
①在上述
(2)步中没有使用盐酸处理滤液,结果会________
②没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤,结果会________
③定容时俯视凹液面,结果会________
④上下颠倒摇匀后液面低于刻度线,未及时加水至刻度线,结果会________.
19.某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素,且为复盐)的组成和性质,设计并完成了如下实验(注aq表示溶液):
取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1和0.1mol的气体甲.回答如下问题:
(1)画出白色沉淀1中正二价金属元素的离子结构示意图________,写出气体甲的电子式________.
(2)X的化学式是________,在惰性气流中加热X至完全分解的化学方程式为________.
(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是________(用化学方程式表示).
(4)一定条件下,气体甲与固体1中的________成分可能发生氧化还原反应.
20.某同学通过以下装置测定M样品(只含Fe、Al、Cu)中各成分的质量分数。
取两份质量均为mg的M样品,按实验1(如图1)和实验2(如图2)进行实验,该同学顺利完成了实验并测得气体体积分别为V1mL和V2mL(已折算到标准状况下)。
(1)写出实验1中可能发生反应的离子方程式:
________。
(2)实验1装置中小试管的作用是________。
(3)对于实验2,平视读数前应依次进行的两种操作是:
①________②________。
(4)M样品中铜的质量的数学表达式为(用V1和V2表示):
________。
(5)实验1进行实验前,B瓶中水没有装满,使测得气体体积________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);若拆去实验2中导管a,使测得气体体积________。
(6)该实验需要0.50mol·L-1的NaOH溶液470mL,请回答下列问题:
①配制时应称量________gNaOH,称量时需要托盘天平、________、________ (填仪器名称)。
②配制NaOH溶液时,NaOH固体中含有Na2O杂质会导致所配溶液浓度________。
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(7)该实验中所用稀硫酸是用98%的浓硫酸(ρ=1.84g/cm3)配制的,则该浓硫酸的物质的量浓度是________。
21.表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验
序号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/mol•L﹣1
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/S
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
20
44
40
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验4和5表明________对反应速率有影响;________,反应速率越快,能表明这一规律另一组实验是________(填实验序号).
(2)在前4次实验中,能表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有________(填序
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