内容正文:
小测卷(五十九) 性质探究实验
一、选择题(每题5分,共2题,共10分)
1.下列实验方案不能达到实验目的的是( )
A.图甲装置:Cu和浓硝酸制取NO
B.图乙装置:实验室制备Cl2
C.图丙装置:实验室制取乙酸乙酯
D.图丁装置:实验室分离CO和CO2
2.利用下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.用图①所示装置制取少量纯净的CO2气体
B.用图②所示装置验证镁和盐酸反应的热效应
C.用图③所示装置制取并收集干燥纯净的NH3
D.用图④装置制备Fe(OH)2并可保证能观察到白色沉淀的时间较长
二、非选择题(共3题,共30分)
3.(5分)某小组同学在制备氢氧化铜时,将20 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液滴入50 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液中,得到了绿色沉淀,这与“氢氧化铜是蓝色沉淀”这一文献说法不符,为探究该绿色沉淀的成分,他们做了如下实验进行探究。
[实验一]
将20 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液滴入 的NaOH溶液中,观察到生成了蓝色沉淀。
[实验二]
①将绿色沉淀过滤、洗涤、低温烘干。
②称取2.58 g该绿色沉淀,投入50 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液中,剧烈振荡,沉淀变成蓝色,过滤、洗涤,并将洗涤液转移到滤液中,低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96 g。
③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,过滤、洗涤、烘干后称量为2.33 g。
请回答下列问题:
(1)配制220 mL 1.0 mol·L-1的硫酸铜溶液除需用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器是____________,在实验中需称量胆矾________g。(2分)
(2)实验一的作用是________________________________________________________________________。(1分)
(3)实验二中第①步洗涤沉淀的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(1分)
(4)通过计算,该绿色沉淀的成分可表示为________________________。(1分)
4.(11分)某实验小组同学探究银氨溶液的配制及银氨溶液的性质。
(一)探究银氨溶液的制备(实验中所用氨水均为新制氨水)。
实验装置
实验
序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
向试管中滴加2%氨水并不断振荡
产生棕褐色沉淀,继续滴加沉淀消失
Ⅱ
向试管中滴加2%氨水(经敞口放置空气中48小时)1 mL
产生白色略暗沉淀
已知:白色AgOH沉淀不稳定,极易分解生成棕褐色Ag2O;Ag2O溶于浓氨水生成[Ag(NH3)2]+。
(1)实验Ⅰ中沉淀消失的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(3分)
(2)实验测得Ⅱ中所用的氨水比实验Ⅰ中所用氨水的pH小,可能原因有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(1分)
(3)推测实验Ⅱ得到的白色略暗沉淀除Ag2O外的主要成分是________。(1分)
(二)探究银氨溶液的性质,该实验小组同学设计如下实验:
实验1:向2 mL银氨溶液中滴加5滴10% NaOH溶液,立即产生棕黑色浑浊;置于沸水浴中加热,有气体产生;一段时间后溶液逐渐变黑,最终试管壁附着光亮银镜。
实验2:向2 mL银氨溶液中滴加5滴10%氨水,置于沸水浴中加热,有气体产生;一段时间后溶液无明显变化。
(4)检验实验1产生的气体含有NH3的方法是__________________________________;经检验黑色物质中有Ag2O,产生Ag2O的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(4分)
(5)该实验小组同学设计上述实验的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(1分)
(6)清洗银镜反应后试管壁上的Ag所用的试剂是________。(1分)
5.(14分)碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]常用作塑料添加剂,工业上制备方法较多,其中利用氢氧化镁与氯化铵热分解制氨气并得到碱式氯化镁的工艺属于我国首创。某中学科研小组根据该原理设计如下装置进行相关实验,装置C中CuO的质量为8.0 g。
请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为________________________________________________________________________。(3分)
(2)装置D中生成沉淀,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。(3分)
(3)反应过程中持续通入N2的作用有两点:一是将装置A中产生的氨气完全导出,二是
________________________________________________________________________。(1分)
(4)若测得碱石灰的质量增加了a g,则得到碱式氯化镁的质量为________g。(1分)
(5)反应完毕,装置C中的氧化铜全部由黑色变为红色,称其质量为6.8 g,且装置C中生成的气体可直接排放到大气中,则红色固体是____________,该反应中转移电子的物质的量为________mol。(2分)
(6)(4分)请你设计一个实验方案证明装置C中的氧化铜反应完全后得到的红色固体中含有氧化亚铜。
已知:①Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O
②限选试剂:2 mol·L-1 H2SO4溶液、浓硫酸、溶液、10 mol·L-1 HNO3溶液
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取反应后装置C中的少许固体于试管中
—
步骤2:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
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小测卷(五十九) 性质探究实验
1.解析:选C。Cu和浓硝酸反应能生成NO2,NO2和H2O反应生成NO,可制取NO,A可达到目的;浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气,用向上排空气法收集氯气,氯气可与氢氧化钠反应,用NaOH溶液进行尾气吸收,B可达到目的;乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应,右侧试管中应选用饱和碳酸钠溶液,且导管不能插入液面以下,C不能达到目的;要将CO和CO2分离,先将混合气体通过足量纯碱溶液吸收CO2,经浓硫酸干燥后可先收集到干燥的CO,而后滴加稀硫酸,再将生成的CO2用浓硫酸干燥,从而收集到纯净的CO2,D可达到目的。
2.解析:选B。图①所示装置是按照启普发生器原理设计的,纯碱是易溶于水的粉末,不能用于控制反应的发生与停止,且产物中混有HCl杂质,A不能达到实验目的;镁和盐酸反应放热,使具支试管内的气体压强增大,U形管中右边的水柱上升,B能达到实验目的;NH3的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,C不能达到实验目的;酒精与水以任意比例互溶,起不到隔绝空气的作用,应采用苯或者汽油,D不能达到实验目的。
3.解析:(1)由题意分析可知,要配220 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液,还需要用到250 mL的容量瓶;需要胆矾的质量为0.25 L×1 mol·L-1×250 g·mol-1=62.5 g。
(2)实验一的作用是作对照实验,用来确认绿色沉淀不是氢氧化铜(或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质)。
(3)洗涤沉淀的方法:向过滤器中加水至浸没沉淀,待水自然流干后,重复操作2~3次。(4)②中最终得到的1.96 g蓝色沉淀为Cu(OH)2,则n(Cu2+)==0.02 mol;向②的滤液中加入足量氯化钡溶液,生成2.33 g白色沉淀,分析整个实验涉及的物质可知该白色沉淀为硫酸钡,即硫酸钡的质量是2.33 g,则的物质的量是=
=0.02 mol;则2.58 g绿色沉淀中n=0.02 mol∶0.01 mol∶0.02 mol=2∶1∶2,所以绿色沉淀的成分可表示为Cu2(OH)2SO4。
答案:(1)250 mL容量瓶 62.5
(2)作对照实验,用来确认绿色沉淀不是氢氧化铜(或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质)
(3)向过滤器中加水至浸没沉淀,待水自然流完后,重复操作2~3次
(4)Cu2(OH)2SO4
4.解析:(3)经敞口放置空气中48小时后,氨水吸收二氧化碳产生的碳酸根离子与银离子产生沉淀,则推测实验Ⅱ得到的白色略暗沉淀除Ag2O外的主要成分是Ag2CO3。
(4)氨气是碱性气体,检验实验1产生的气体含有NH3的方法是用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近,产生白烟;经检验黑色物质中有Ag2O,产生Ag2O的原因是加热条件下, [Ag(NH3)2]+与OH-反应生成Ag2O沉淀,离子方程式为2[Ag(NH3)2]++2OH-Ag2O↓+4NH3↑+H2O。
(5)这一组对比实验中,唯一的变量是所加碱的碱性强弱不同,实验1加强碱,结果产生银镜,实验2加弱碱,结果没有银镜产生,则该实验小组同学设计上述实验的目的是探究向银氨溶液中滴加强碱后,沸水浴加热有银镜出现;滴加弱碱则不能。
答案:(1)Ag2O+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]OH+3H2O (2)吸收了CO2、NH3的挥发 (3)Ag2CO3 (4)用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近,产生白烟) 2[Ag(NH3)2]++2OH-Ag2O↓+4NH3↑+H2O (5)探究向银氨溶液中滴加强碱后,沸水浴加热有银镜出现;滴加弱碱则不能 (6)稀硝酸
5.解析:(1)由题中描述知A中氢氧化镁与氯化铵在加热条件下反应生成Mg(OH)Cl、NH3与H2O,反应的化学方程式为Mg(OH)2+NH4ClMg(OH)Cl+NH3↑+H2O。(2)D中AlCl3与C中未反应完的NH3反应生成NH4Cl和,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===。(3)由于NH3极易溶于水,会导致倒吸,通入氮气可以稀释氨气,防止倒吸。(4)若测得碱石灰的质量增加了a g,即生成的水的质量为a g,根据反应Mg(OH)Cl+NH3↑+H2O,生成的Mg(OH)Cl的质量为=4.25a g。(5)8.0 g(0.1 mol)CuO被NH3还原为6.8 g红色物质,质量减少了1.2 g,若红色物质为Cu,则减少的质量应为16 g·mol-1×0.1 mol=1.6 g>1.2 g,若红色物质为Cu2O,则减少的质量应为16 g·mol-1×0.05 mol=0.8 g<1.2 g,故红色物质为Cu与Cu2O的混合物;设二者物质的量分别为x mol、y mol,则x+2y=0.1,64x+144y=6.8;解得x=0.05,y=0.025,则转移电子的物质的量为0.05 mol×2+0.025 mol×2=0.15 mol。(6)Cu不能与稀硫酸反应,Cu2O能与稀H2SO4反应得到Cu2+,用稀H2SO4溶解固体,溶液变为蓝色,说明红色固体中含有Cu2O。
答案:(1)Mg(OH)2+NH4ClMg(OH)Cl+NH3↑+H2O
(2)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+
(3)稀释氨气,防止倒吸 (4)4.25a
(5)Cu和Cu2O 0.15
(6)向试管中加入适量2 mol·L-1 H2SO4溶液 溶液变成蓝色,说明红色固体中含有Cu2O
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小测卷(五十九) 性质探究实验
1.解析:选C。Cu和浓硝酸反应能生成NO2,NO2和H2O反应生成NO,可制取NO,A可达到目的;浓盐酸和高锰酸钾溶液反应生成氯气,用向上排空气法收集氯气,氯气可与氢氧化钠反应,用NaOH溶液进行尾气吸收,B可达到目的;乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应,右侧试管中应选用饱和碳酸钠溶液,且导管不能插入液面以下,C不能达到目的;要将CO和CO2分离,先将混合气体通过足量纯碱溶液吸收CO2,经浓硫酸干燥后可先收集到干燥的CO,而后滴加稀硫酸,再将生成的CO2用浓硫酸干燥,从而收集到纯净的CO2,D可达到目的。
2.解析:选B。图①所示装置是按照启普发生器原理设计的,纯碱是易溶于水的粉末,不能用于控制反应的发生与停止,且产物中混有HCl杂质,A不能达到实验目的;镁和盐酸反应放热,使具支试管内的气体压强增大,U形管中右边的水柱上升,B能达到实验目的;NH3的密度比空气小,应采用向下排空气法收集,C不能达到实验目的;酒精与水以任意比例互溶,起不到隔绝空气的作用,应采用苯或者汽油,D不能达到实验目的。
3.解析:(1)由题意分析可知,要配220 mL 1.0 mol·L-1硫酸铜溶液,还需要用到250 mL的容量瓶;需要胆矾的质量为0.25 L×1 mol·L-1×250 g·mol-1=62.5 g。
(2)实验一的作用是作对照实验,用来确认绿色沉淀不是氢氧化铜(或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质)。
(3)洗涤沉淀的方法:向过滤器中加水至浸没沉淀,待水自然流干后,重复操作2~3次。(4)②中最终得到的1.96 g蓝色沉淀为Cu(OH)2,则n(Cu2+)==0.02 mol;向②的滤液中加入足量氯化钡溶液,生成2.33 g白色沉淀,分析整个实验涉及的物质可知该白色沉淀为硫酸钡,即硫酸钡的质量是2.33 g,则的物质的量是=
=0.02 mol;则2.58 g绿色沉淀中n=0.02 mol∶0.01 mol∶0.02 mol=2∶1∶2,所以绿色沉淀的成分可表示为Cu2(OH)2SO4。
答案:(1)250 mL容量瓶 62.5
(2)作对照实验,用来确认绿色沉淀不是氢氧化铜(或确认绿色沉淀和蓝色沉淀不是同一种物质)
(3)向过滤器中加水至浸没沉淀,待水自然流完后,重复操作2~3次
(4)Cu2(OH)2SO4
4.解析:(3)经敞口放置空气中48小时后,氨水吸收二氧化碳产生的碳酸根离子与银离子产生沉淀,则推测实验Ⅱ得到的白色略暗沉淀除Ag2O外的主要成分是Ag2CO3。
(4)氨气是碱性气体,检验实验1产生的气体含有NH3的方法是用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近,产生白烟;经检验黑色物质中有Ag2O,产生Ag2O的原因是加热条件下, [Ag(NH3)2]+与OH-反应生成Ag2O沉淀,离子方程式为2[Ag(NH3)2]++2OH-Ag2O↓+4NH3↑+H2O。
(5)这一组对比实验中,唯一的变量是所加碱的碱性强弱不同,实验1加强碱,结果产生银镜,实验2加弱碱,结果没有银镜产生,则该实验小组同学设计上述实验的目的是探究向银氨溶液中滴加强碱后,沸水浴加热有银镜出现;滴加弱碱则不能。
答案:(1)Ag2O+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]OH+3H2O (2)吸收了CO2、NH3的挥发 (3)Ag2CO3 (4)用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝(或用玻璃棒蘸浓盐酸或者浓硝酸靠近,产生白烟) 2[Ag(NH3)2]++2OH-Ag2O↓+4NH3↑+H2O (5)探究向银氨溶液中滴加强碱后,沸水浴加热有银镜出现;滴加弱碱则不能 (6)稀硝酸
5.解析:(1)由题中描述知A中氢氧化镁与氯化铵在加热条件下反应生成Mg(OH)Cl、NH3与H2O,反应的化学方程式为Mg(OH)2+NH4ClMg(OH)Cl+NH3↑+H2O。(2)D中AlCl3与C中未反应完的NH3反应生成NH4Cl和,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O===。(3)由于NH3极易溶于水,会导致倒吸,通入氮气可以稀释氨气,防止倒吸。(4)若测得碱石灰的质量增加了a g,即生成的水的质量为a g,根据反应Mg(OH)Cl+NH3↑+H2O,生成的Mg(OH)Cl的质量为=4.25a g。(5)8.0 g(0.1 mol)CuO被NH3还原为6.8 g红色物质,质量减少了1.2 g,若红色物质为Cu,则减少的质量应为16 g·mol-1×0.1 mol=1.6 g>1.2 g,若红色物质为Cu2O,则减少的质量应为16 g·mol-1×0.05 mol=0.8 g<1.2 g,故红色物质为Cu与Cu2O的混合物;设二者物质的量分别为x mol、y mol,则x+2y=0.1,64x+144y=6.8;解得x=0.05,y=0.025,则转移电子的物质的量为0.05 mol×2+0.025 mol×2=0.15 mol。(6)Cu不能与稀硫酸反应,Cu2O能与稀H2SO4反应得到Cu2+,用稀H2SO4溶解固体,溶液变为蓝色,说明红色固体中含有Cu2O。
答案:(1)Mg(OH)2+NH4ClMg(OH)Cl+NH3↑+H2O
(2)Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+
(3)稀释氨气,防止倒吸 (4)4.25a
(5)Cu和Cu2O 0.15
(6)向试管中加入适量2 mol·L-1 H2SO4溶液 溶液变成蓝色,说明红色固体中含有Cu2O
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