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【題目】如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進行實驗探究的部分儀器(組裝實驗裝置時,可重復選擇儀器),某化學小組的同學欲利用其進行下列各實驗。

1)以過氧化氫溶液為原料(二氧化錳作催化劑),在實驗室中制取并收集干燥的氧氣,按照要求設計實驗裝置,連接儀器,并檢查裝置的氣密性。

①所選裝置的連接順序為_____(從左到右填寫裝置序號字母);

②制取氧氣所發生反應的化學方程式為_____

③下列關于氧氣制取和性質的敘述中,不正確的是_____(填“A”“B”“C”或“D”之一)。

A 實驗室制氧氣時,應先加入藥品,再檢查裝置的氣密性

B 在此反應前后,二氧化錳的質量和化學性質都不發生改變

C 鐵絲在純氧中劇烈燃燒時,火星四射,生成黑色固體

D 氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體

2)用干燥純凈的氧氣對纖維素的組成進行分析探究實驗(資料顯示纖維素只含CH、O三種元素).所選裝置按“氣體→DAC→堿石灰干燥管”的順序連接(實驗前檢查裝置的氣密性,假設所發生的化學反應都完全充分進行).裝置D的玻璃管中放入纖維素試樣的質量為wg,充分反應后,測得裝置A的質量增加ag,裝置C的質量增加bg,則纖維素中碳元素的質量分數為_____(計算結果用含字母的代數式表示)。

若實驗中使用的氧氣未干燥,這樣測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質量比與實驗值比較將_____(填“偏大”“偏小”“基本一致”或“無法確定”之一)。

3)用一氧化碳氣體(含有少量二氧化碳和水蒸氣)測定某鐵的氧化物(FexOy)試樣的元素組成比例,所選裝置按“混合氣體→A1DCA2”的順序連接(A1、A2為濃硫酸洗氣瓶,實驗前檢驗裝置氣密性,假設所發生的化學反應都充分反應).進行實驗并記錄實驗數據,如表所示:

裝置編號

A1中濃硫酸

D中玻璃管內固體

C中溶液

反應前質量

150g

14.4g

200g

反應后質量

152.7g

11.2g

213.2g

①請選擇合理數據計算FexOyxy=_____(填寫最簡整數比);

②從環保角度考慮,該實驗方案設計還存在不完善之處,你的具體改進方案是_____

【答案】BAF 2H2O22H2O+O2 A 偏小 11 A2裝置后連接尾氣處理裝置

【解析】

1)①實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣可選擇裝置B作發生裝置,用濃硫酸作干燥劑,選用裝置A作干燥裝置,氧氣的密度比空氣大,用向上排空氣法,選擇裝置F作收集裝置,故所選裝置的連接順序為BAF。

②用過氧化氫制取氧氣時,二氧化錳為催化劑,反應的化學方程式為2H2O22H2O+O2

A、實驗室制氧氣時,應先檢査裝置的氣密性,再加入藥品,故A錯誤;

B、在此反應前后,催化劑的質量和化學性質都不發生改變,二氧化錳是該反應的催化劑,故B正確;

C、鐵絲在純氧中劇烈燃燒時,火星四射,生成黑色固體,故C正確;

D、氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,故D正確;故選A

2)裝置C增加的質量為生成二氧化碳的質量,根據質量守恒定律,可得二氧化碳中碳元素的質量,就是纖維素中碳元素的質量,所以wg纖維素中碳元素的質量為,所以wg纖維素中碳元素的質量分數為。若實驗中氣體未干燥,則測得水的質量偏大,所得纖維素中氫元素的質量偏大,所以測算出的纖維素中的碳元素與氫元素的質量比與實際值比較將偏小。

3)①一氧化碳還原鐵的氧化物,玻璃管內減少的質量即為化合物中氧元素的質量,剩余固體的質量為金屬鐵的質量,根據D中玻璃管的數據可知,化合物中鐵元素的質量為11.2g,氧元素的質量為14.4g11.2g=3.2g,所以利用FexOy中鐵元素與氧元素的質量比列出式子為:,解得xy =11。而C中溶液增加的質量除了反應生成二氧化碳的質量,還包含原一氧化碳氣體中二氧化碳的質量,數據不準,不能用來計算xy的比值。

②反應物為一氧化碳,一氧化碳有毒,所以要在A2裝置后加尾氣處理裝置。

練習冊系列答案
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1)圖中標識①儀器的名稱是_____。

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A NH3 B H2 C O2 D CH4

4)工業上常需分離CO CO2 的混合氣體。某同學采用裝置G 也能達到分離該混合氣體的目的,操作步驟如下:

①關閉活塞乙,打開活塞甲,通入混合氣體,可收集到_____氣體(填化學式);

②然后,_____(填操作),又可收集到另一種氣體。

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2)小組同學用二氧化碳、一氧化碳、氧氣、氫氣、水、鐵這六種物質,以CO2為起點進行了擊鼓傳花游戲,條件是:相互之間能實現一步轉化時花束就可以進行傳遞,使花束能從起點CO2傳到E。已知位置A的物質具有毒性,請把上述除CO2以外的其余物質分別安排在AE的位置上,并回答下列問題:

①寫出位置AD的化學式A_____D_____。

②寫出上圖轉化中屬于置換反應的化學方程式_____

3)小組同學查閱資料知道:科學家正在研究如下圖所示的二氧化碳新的循環體系(部分生成物已略去)。

上述關系圖能反映的化學觀點或化學思想有(填序號):_____。

①化學變化中元素種類不變

②燃燒時化學能可以轉化為熱能和光能

③光能或電能可以轉化為化學能

④二氧化碳也是一種重要的資源

⑤上述循環體系中包含物理變化和化學變化

⑥物質在一定條件下可以相互轉化

A①②③ B①②④ C①②③④⑤ D①②③④⑤⑥

該研究成果將有助于緩解困擾人類的什么難題?_____(寫出1個即可)

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