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1、实验题 (15分)某研究性学习小组设计实验探究铝等金属的性质:将铝片(不除氧化膜)投入浓氯化铜溶液中,铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质,接下来铝片上产生大量气泡。触摸容器知溶液温度迅速上升,收集气体,检验其具有可燃性。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中,在短时间内铝片无明显变化。
⑴铝与氯化铜溶液能迅速反应,而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因可能是?。
A.氯化铜溶液酸性比同浓度的硫酸铜溶液酸性强
B.硫酸铜水解生成硫酸使铝钝化
C.氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能
D.生成氯化铝溶于水,而生成硫酸铝不溶于水
请设计一个简单实验验证你的选择:?。
⑵铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是?。用离子方程式解释产生气泡的原因:?。
⑶放出的气体是?,请从有关物质的浓度、能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因是?。(写出一点即可)
⑷某同学通过一定的实验操作,也能使铝片与硫酸铜溶液反应加快,他采取的措施可能是?。
A.用砂纸擦去铝片表面的氧化膜后投入硫酸铜溶液中
B.把铝片投入热氢氧化钠溶液中一段时间后,取出洗涤,再投入硫酸铜溶液中
C.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,再投入铝片
D.在铝片上捆上几枚铜钉后投入同浓度的硫酸铜溶液中
⑸除去氧化铝的铝片与铜片为电极,在X电解质溶液中构成原电池,列表如下:
选项
| 铝电极
| 电解质
| 负极反应
| 正极反应
|
A
| 正极
| NaOH
| Al-3e-=Al3+
| 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
|
B
| 负极
| 稀盐酸
| 2Al-6e-=2Al3+
| 6H++6e-=3H2↑
|
C
| 正极
| 浓硝酸
| Cu-2e--=Cu2+
| 2NO3-+4H+-4e-=2NO2↑+2H2O
|
D
| 负极
| 稀硝酸
| Cu-2e-=Cu2+
| 2NO3-+8H+=2NO↑+4H2O+6e-
|
其中正确的是?,由此推知,金属作电极不仅与本身性质相关,而且与 ________?有关。
参考答案:(15分)⑴C (1分)在硫酸铜溶液中加入铝片,无明显现象,再加入氯化钠(注意:不能加入盐酸),若反应明显加快了,说明上述推断正确。(2分)
⑵2Al+3Cu2+=3Cu+2Al3+;(2分)Al3++3H2O
Al(OH)3+3H+,Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+,2Al+6H+=2Al3++3H2↑?(2分)
(3)氢气(1分)? ①随着反应进行生成铝离子浓度增大,水解程度增大,产生大量H+? ②该反应放热,升高温度反应加快? ③铜与铝构成原电池,加快铝失电子?(3分)
⑷AB?(2分)
⑸B(
2分)?电解质的性质(1分)
本题解析:略
本题难度:一般
2、实验题 (10分)为测定乙炔的相对分子质量,某小组利用下图所示装置进行试验(夹持仪器已略去,气密性已检验)。

(1)小组查阅资料得出:乙炔能与硫酸酸化的KMnO4反应生成Mn2+和CO2,该反应的化学方程式是?。
(2)在装置A中使用饱和食盐水而不直接滴加水的原因?。
(3)B中的CuSO4溶液用于除去乙炔中混有的H2S、PH3、AsH3等气体,CuSO4溶液除H2S气体的反应类型是?(基本反应)。
(4)实验前D中含有x mol KMnO4的酸性溶液,实验时向D中通入一定量的乙炔直至KMnO4酸性溶液恰好完全褪色,实验完毕后装置D及E的总质量共增重y g,通过计算求出所测乙炔的相对分子质量(用含字母x、y的代数式表示):__________(不写计算过程)。
(5)若该小组的实验原理及所有操作都正确,下列因素中,对所测乙炔相对分子质量的值不会产生影响的是________。
A.将装置A中产生的混合气体直接通入D中的KMnO4酸性溶液
B.将E装置(盛有碱石灰的干燥管)换成盛有浓硫酸的洗气瓶
C.通入过量纯净的乙炔气体于KMnO4酸性溶液时,有部分乙炔未被氧化而逸出
(6)另一活动小组的同学认为上述实验装置仍存在不足,则改进的措施是______________。
参考答案:(10分)
(1) C2H2+2KMnO4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O--------------2分
(2)为了减缓电石与水的反应速率? ----------------------------------------------------1分
(3) 复分解反应? ----------------------------------------------------------------------------1分
(4) 2 y/x? ------------------------------------------------------------------------------------2分
(5)C?----------------------------------------------------------------------------------------2分
(6)在E装置后面再接一个盛有碱石灰的干燥管 (合理答案均给分)-------------2分
本题解析:本题为一个定量实验题,设计氧化还原反应,有机反应,计算相关问题。整个流程为:制取→除杂(硫化物、水)→反应(定量)→吸收尾气。(1)该反应的反应物,产物均给出,关键问题是配平,Mn降低5价,C2H2中C取平均价态(-1),故升高5价,配平结果为:
C2H2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+2CO2↑+4H2O;(2)该反应速率快,用食盐水代替水,可以减缓反应速率;(3)该反应为CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4;为复分解反应;(4)增加的质量为乙炔的质量,其物质的量为mol,M===;(5)根据M=,其误差组要为增加质量的误差,气体没有净化,可使质量增加,使用浓硫酸洗气,不能吸收CO2,会使质量减小,只有C不影响。(6)该实验最后,空气中的二氧化碳和水蒸气可能进入E,使其质量增加,可在其后面加一个干燥管进行改进。
本题难度:一般
3、选择题 下列气体既不能用浓H2SO4干燥又不能用碱石灰干燥的是(?)
A.Cl2
B.HI
C.NH3
D.CO2
参考答案:B?
本题解析:酸性干燥剂有浓H2SO4、P2O5等,不能干燥碱性气体NH3。碱性干燥剂有碱石灰(NaOH、CaO),固体NaOH等,不能干燥酸性气体。浓H2SO4还属于强氧化性干燥剂,不能干燥H2S、HBr、HI等还原性气体。
本题难度:一般
4、选择题 研究物质性质的基本程序是一个系统化的过程,其主干可分为四个步骤.下列是研究物质性质的一般程序的第一步是( )
A.预测物质性质
B.观察物质的外观性质
C.进行实验和观察
D.做出有关的解释和结论
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、实验题 根据镁与二氧化碳的反应推测,钠也能在二氧化碳中燃烧,且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组对钠在二氧化碳中燃烧后的产物进行定性和定量探究。
(1)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,设计实验方案,验证其中的Na2CO3和Na2O。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。(已知室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6)
限选试剂及仪器:稀盐酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、精密pH试纸(精确至0.1)、烧杯、试管、滴管、玻璃棒、表面皿、比色卡
实验操作
| 预期现象和结论
|
步骤1:取适量产物样品于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,取上层清液备用。
| 有不溶的黑色固体。
|
步骤2:取适量步骤1清液于试管中,? ?
| ? ?
|
步骤3:? ?
| ? ?
|
?
(2)假设产物为Na2CO3、Na2O和C的混合物,为进一步测定产物中Na2CO3的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确称取w克试样,溶解、过滤后准确配制成250mL溶液。
步骤2:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴指示剂A,滴加c mol/L的标准盐酸至溶液的pH约为8.2(碳的主要存在形式为HCO3―),消耗盐酸的体积为V1mL;再滴加几滴甲基橙,继续用上述盐酸滴至溶液由黄色变橙色,消耗盐酸的体积为V2mL。
步骤3:重复实验3次。滴定结果如下
滴定 次数
| 待测溶液 的体积/mL
| 消耗标准盐酸的体积
|
V1/mL
| V2/mL
|
1
| 25.00
| 15.02
| 4.97
|
2
| 25.00
| 14.98
| 5.03
|
3
| 25.00
| 13.21
| 6.75
|
?
①步骤2中,第一步滴定所使用的A指示剂为?,滴定终点的现象为?。
②计算Na2CO3的质量分数=?(用含w、c的代数式表示)
参考答案:
(1)
实验操作
预期现象与结论
步骤2:滴加足量的BaCl2溶液,充分振荡,静置,取上层清液于另外一支试管备用
有白色沉淀生成,说明产物中有Na2CO3
步骤3:将一片精密PH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取步骤2上层清液点在精密PH试纸上,待颜色稳定后,对照比色卡读出数据。
溶液的PH明显大于9.6,说明产物中含有Na2O
?
(2)①酚酞?由浅红色变为无色,且半分钟不变色
②5.3c/w×100%
本题解析:(1)Na2O+H2O=2NaOH,NaOH和Na2CO3都能与稀盐酸反应,因此不能滴加稀盐酸;Na2CO3与BaCl2、Ba(OH)2是都能反应生成白色沉淀,但是后者会引入NaOH,干扰产物中Na2O的检验,因此步骤2中只能滴加足量BaCl2溶液;充分振荡,有白色沉淀生成,说明产物中存在Na2CO3;静置,取上层清液于另外一支试管备用;由于室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6,如步骤2的上层清液中混有NaOH,则其pH>9.6,因此步骤3中应将一片精密pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取步骤二上层清液点在精密pH试纸上,待颜色稳定后,对照比色卡读出数据,若溶液pH明显大于9.6说明产物中含有Na2O;(2)①步骤2中第一步滴定终点的pH约为8.2,刚好在酚酞的pH变色范围,因此选择酚酞作指示剂,当待测的碱性溶液由浅红色变成无色,且半分钟内不变色,这是滴定终点的现象,就停止滴定;②第3次滴定所得数据存在明显的误差,应舍去;根据第1、2次滴定所得体积计算平均体积,则V1=(15.02+14.98)mL/2=15.00mL,V2=(4.97+5.03)mL/2=5.00mL;由于第1次滴定时先后发生反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O、Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,则n(HCl)=n(NaOH)+n(Na2CO3)=cmol/L×15.00×10—3L、n(Na2CO3)=n(NaHCO3);第2次滴定时只发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,则n(HCl)=n(NaHCO3)=cmol/L×5.00×10—3L,所以n(Na2CO3)= n(NaHCO3)=cmol/L×5.00×10—3L,n(NaOH)= cmol/L×15.00×10—3L—cmol/L×5.00×10—3L = cmol/L×10.00×10—3L;式样中n(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL,n(NaOH)= cmol/L×10.00×10—3L×250mL/25.00mL;式样中m(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL×106g/mol,w(Na2CO3)=cmol/L×5.00×10—3L×250mL/25.00mL×106g/mol÷wg×100%=5.3c/w×100%。
本题难度:简单