初中化学实验数据分析例题

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资源描述

1.(扬州)叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.【应用研究】(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2,反应方程式为_______。【制备研究】(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH3+N2O=NaN3+NaOH+X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润________。【Na2CO3质量分数测定】工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体)。(3)装置A的作用是_____。设计的实验步骤为:①精确称量样品,检查装置气密性;②打开弹簧夹,鼓入空气,称量装置C;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④再打开弹簧夹,_____;⑤再次称量装置C。计算碳酸钠含量至少需要测定______(填数字)个数据。根据制备反应,分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因_______。【NaN3纯度测定】精确称量0.140gNaN3样品,设计如图装置,测定其纯度。已知2NaN3→3N2(NaN3中的N全部转化为N2,其他产物略),反应中放出大量的热。(4)检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差_____(填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好。(5)使小试管中的NaN3样品与M溶液接触的操作是______。(6)使用冷水冷凝的目的是______。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,反应后读数时,还需要进行的操作是_______。(7)常温下测得量气管读数为67.2mL(N2的密度为1.25g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是_____(填字母序号)。A.100mLB.1LC.2L(8)计算NaN3样品的纯度(写出计算过程)。(1)2NaN2=2Na+3N2↑(2)红色石蕊试纸(3)除去空气中的CO2缓缓放入空气3生成NaN2的同时有NaOH生成,NaOH吸收空气中的CO2生成Na2CO3(4)不变(5)倾斜锥形瓶,使样品与M溶液接触(6)降低气体温度(防止量气管中水喷出)调节两边液面相平(7)A(8)92.9%17.(镇江)将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组对蓝色固体的成分进行了如下探究。请完成下列各题:(一)猜想与假设:猜想一:固体为CuCO3,理由:▲(用化学反应方程式表示)。猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈▲(填“酸”或“碱”)性。猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物。(二)资料查阅:①Cu(OH)2和CuCO3晶体均不带结晶水;②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。(三)设计与实验:Ⅰ.固体的获取:(1)将反应后的固、液混合物经▲、洗涤、低温烘干得蓝色固体。(2)判断固体已洗净的方法及现象▲。Ⅱ.用下图所示装置,定性探究固体的成分。(3)若用装置A、B组合进行实验,B中无现象,则猜想▲正确;(4)若用装置A、C组合进行实验,C中无现象,则猜想▲正确;(5)小组同学将装置按A、▲、▲(填“B”、“C”)的顺序组合进行实验,验证出猜想三是正确的,实验中:B中的现象为,C中的现象为。结论:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物。Ⅲ.固体成分定量测定:已知Cu(OH)2的分解温度为66℃∽68℃,CuCO3的分解温度为200℃∽220℃。设固体的组成为aCu(OH)2•bCuCO3。小组同学用热分析仪对固体进行热分解,获得相关数据,绘成固体质量变化与分解温度的关系如右图,请根据图示回答下列问题:(6)写出AB、CD段发生反应的化学方程式:AB段:▲;CD段:▲;(7)通过计算可得:a:b=。(8)若将24.0g剩余固体继续加热到更高的温度,发现固体质量减少了2.4g后质量不再改变,写出此过程中可能发生反应的化学方程式:▲。猜想一:Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4猜想二:碱Ⅰ.(1)过滤(2)取最后洗涤液少量,滴加适量的稀盐酸(硝酸、硫酸),无气泡产生;或滴加BaCl2[或Ba(OH)2、Ba(NO3)2]或CaCl2[或Ca(OH)2、Ca(NO3)2]溶液,无沉淀产生。Ⅱ.(3)二(4)一(5)CB澄清的石灰水变浑浊白色固体变蓝(6)Cu(OH)2CuO+H2OCuCO3CuO+CO2↑(7)2:1(8)4CuO2Cu2O+O2↑11.(南京)一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学,(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应,得到CO和H2,该反应的化学方程式为▲得到的CO和H2的混合气被称为合成气,合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,还可用于冶炼某些金属。(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备,并设计实验验证合成气的还原性。I.用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气.根据(1)中所写的化学方程式.合成气中CO和H2的质量比为▲。Ⅱ.用合成气还原足量氧化铜.实验装置如下图所示:【设计买验步骤]①连接好装置并检查气密性。②装入药品,通人一段时间合成气。③分别称量装置D、E的质量。④缓缓通入合成气,加热装置C,使其充分反应。⑤停止加热,继续通入合成气至恢复到室温。⑥再次分别称量装置D、E的质量。[完善实验设计]经过讨论同学们认为,装置E后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤▲(填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯)。[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验,并记录了实验现象和数据:装置D的质量装置E的质量反应前292.4g198.2g反应后296.0g201.5g①装置C中出现▲色物质。②称量数据如右表所示。[现象分析和数据处理]①甲同学根据装置C中的现象,认为是合成气中的CO和H2还原了CuO。②乙同学通过对上表数据的分析,推测除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有未反应的CH4,且CH4也还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据。▲③丙同学提出,实验步骤⑤中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气,使实验产生误差。你认为该误差对乙同学的推测结果是否有影响?▲(选填“是”或“否”,并说明理由)。[拓展探究]该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究。查阅资料:甲烷具有还原性,可以还原氧化铜,生成CO2和H2O;白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。实验设计:该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验。①上图装置F中盛放的试剂名称是▲。②上图装置的正确连接顺序是▲(填字母,且每套装置限用一次)。[实验反思]除了可能是CH4也还原了CuO外,出现上表数据关系还可能是因为▲(写出一个原因,并说明理由)。▲(1)CH4+H2O=CO+3H2(2)I.14:3Ⅱ.[完善实验设计]②[进行实验]红[现象分析和数据处理]②如果只有CO和H。还原足量CuO,合成气中CO与H2的分子个数比为1:3。生成物中碳元素与氢元素的质量比为2;1如果只有CH4还原足量CuO,生成物中碳元素与氢元索的质量比为3:1现测得CO2的质量:201.5g--198.2g=3.3gH20的质量:896.0g一292.4g=3.6g生成物中碳元索与氢元索的质量比:(3·3g×):(3.6g×)=9:49;4介于2:1和3:1之间由此可推测出,除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有来反应的CH4,且CH4也还原了CuO。③否。因为带走水蒸气会使测得的CO2质量偏低·而实际测得的生成物中碳、氢元素的质量比已经大于2:1,所以对推测结果无影响。[拓展探究]澄清石灰水HGFI[实验反思]因为根据测得数据计算,生成物中碳、氧元素的质量比太置2:1,所以可能是合成气中参与反应的CO与H2的分子个数比大于1:3(或H2未完全参加反应、生成的水未被完全吸收等)13.(宿迁)某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。【教师提醒】它由Cu、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。【提出猜想】红色粉末可能的组成有:①只有Cu;②只有;③是Cu、Fe2O3的混合物【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2【实验探究】(1)甲同学取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③,而乙同学认为只能排除猜想①,你认为的观点正确(填“甲”或“乙”)。(2)丙同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:反应前反应后Ⅰ组玻璃管和红色粉末的总质量为37.3g玻璃管和固体物质的总质量为36.1gⅡ组洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0g洗气瓶和瓶中物质的总质量为红色粉末少量澄清石灰水COA红色粉末少量澄清石灰水COABB【交流讨论】(1)在装置A中先通CO气体的作用是。(2)应该选择组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第组(填序号)。(3)写出A装置中发生反应的化学方程式;实验中观察到A装置中的现象为。(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处?(填“需要”或“不需要”),理由是。【反思评价】丁同学指出:从环保角度,上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进?。【提出猜想】②Fe2O3【实验探究】(1)乙【交流讨论】(1)排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸)(2)Ⅰ,③(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2部分红色粉末变黑(4)不需要,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋收集等)。17.(扬州)精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式为:、。(1)写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式▲。(2)焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外,还能▲。【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验。已知3CH4+4Fe2O3高温3CO2+6H2O+8Fe(假设每步反应都完全且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响)。(3)主要实验步骤如下:①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;②点燃A处酒精灯;③缓缓通入纯净干燥的H2;④点燃C处酒精灯;⑤分别熄灭A、C处酒精灯;⑥再缓缓183.1g高温粗还原铁粉Fe2O3固体浓硫酸浓硫酸碱石灰碱石灰H2ABCDEFFexOyxFe+yH2O高温+yH2+高温+Fe3C3Fe2H2CH4通入少量H2;⑦再次称量必要装置的质量。操作的先后顺序是①→③→▲→▲→⑤→⑥→⑦(填序号)(4)步骤③的目的是▲,验证该步骤目的达到的实验方法是▲;步骤⑥的目的是▲。(5)若装置D、E分别增重mg和ng,则m与n的关系为▲(填字母);A.11m=9nB.11m9nC.11m9n若缺少装置D,则所测氧元素的质量分数将▲(“偏大”、“偏小”或“不变”,下同),碳元素的质量分数将▲。(6)粗还原铁粉样品的质量为10.000g,装置B、E分别增重0.180g和0.220g,计算样品中氧和碳元素的质量分数(要求计算过程)。(1)3CO+Fe2O3高温3CO2+2Fe(2)作燃料提供反应所需高温(3)④②(共1分,全对得1分,有错不得分)(4)将装置中的空气排尽,防止点燃时发生爆炸收集尾气

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