(11分)化学能转化为电能,在生产,生活中有着重要的作用。Ⅰ:氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。下图是氢氧燃料电池的示意图,工作时H2和O2反应生成水,
题型:不详难度:来源:
(11分)化学能转化为电能,在生产,生活中有着重要的作用。 Ⅰ:氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。 下图是氢氧燃料电池的示意图,工作时H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH (填“变大”、“变小”、“不变”)。
Ⅱ:某学校研究小组对废干电池内的黑色物质进行研究。 【查资料得知】 ①废干电池内可能含有C、 MnO2 、NH4Cl 、ZnCl2等; ②NH4Cl具有铵态氮肥的性质; ③向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2。 据此,该兴趣小组同学进行了如下实验探究: (1)检验MnO2的存在。兴趣小组同学设计了如下图所示的实验:
操作②的名称是 ,其中玻璃棒的作用是 。 操作③灼烧黑色滤渣时,所用主要仪器有 、玻璃棒、坩锅、三角架,在灼烧过程中会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体是 (写化学式)。 操作④的试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,该气体是 (写化学式)。 由此得到结论:滤渣中除了含 外,还含有MnO2。 (2)猜想1:滤液中溶质的主要成分为NH4Cl。 操作:取少量滤液加入盛有NaOH固体的试管,并稍微加热。有刺激性气味的气体产生,用湿润红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝。 实验结论: 。 (3)猜想2:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2 操作:向盛有少量滤液的试管中逐滴加入 ,观察到 。 实验结论:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2 (4)ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有杂质CuCl2,会加速对电池的腐蚀,不利于混合溶液的回收使用。欲除去其中的Cu2+,最好选用下列试剂中的 (填写字母序号)。 A.NaOH B.Zn C.Na2CO3 D.Fe |
答案
Ⅰ:变小 Ⅱ:(1)过滤 引流 酒精灯 CO2 O2 C。 (2)滤液中溶质主要成分为NH4Cl(3)稀氨水;先生成白色沉淀,然后沉淀溶解。(4)B |
解析
I.根据电池在工作时H2和O2反应生成水,有图可知对于KOH溶液的浓度变化来分析PH的变化; Ⅱ.(1)根据题意可知是不溶性固体和液体的分离,并结合图②来解答; (2)根据物质的溶解性来判断滤渣的成分,则可分析灼烧滤渣发生的化学反应; (3)根据试管中的物质来推测发生的化学反应并利用物质的特性来检验常见的物质; (4)根据除去杂质的原则可知既要除去杂质离子又要不能引入新的杂质离子来解答. |
举一反三
长途运输鱼苗时,人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体,为鱼提供氧气。过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质?课外兴趣小组决定对这一问题中进行探究,请你参与。 实验探究一:过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质? 【猜 想】另一生成物为氢氧化钙。 【进行实验】取适量过氧化钙放入试管中加适量水,向试管中滴加酚酞试液,液体变成 色,则猜想成立。写出该反应的化学方程式 。 【意外发现】较长时间后,同学们发现滴入酚酞后变色了的液体颜色又变回无色,你认为褪色的可能原因是 。 【查阅资料】过氧化钙放置在空气中,会变质产生氢氧化钙和碳酸钙两种杂质。 实验探究二:测定久置过氧化钙纯度 【实验过程】称量144g样品放在铜网中,按图示装置组装后 (药水瓶底部留有小孔),称量仪器及药品总质量,将铜网插入足量水中,反应完全后称量仪器及反应后物质总质量。测得实验数据如下表。
| 样品 质量
| 装置及药品 总质量
| 装置及反应后物质 总质量
| 实验数据
| 144g
| 394g
| 378g
| 【问题讨论】 (1)药水瓶中碱石灰的作用为 。 (2)本实验测得过氧化钙含量可能会偏小的原因是 。 (3)根据实验数据计算: ①生成氧气 g。 ②样品中过氧化钙的含量是 。 实验探究三:测定久置过氧化钙样品中碳酸钙含量 【测定方案】 ①如下图所示,连接好装置,检查装置气密性合格;
②称量20g样品置于烧杯中,加入适量水混合,完全反应后全部倒入下图的烧瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用; ③将量气管液面调节到“0”刻度,并使量气管内液面与油层相平,打开止水夹和分液漏斗活塞; ④反应结束后,再次调节量气管内液面与油层液面相平,读出气体体积; ⑤查得CO2的密度,计算样品中碳酸钙的质量分数。 【问题讨论】 (4)图中油层的作用为 ,油层上方 留有空气,会使测量结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。中和反应明显放出热量,滴加稀盐酸后,发生装置里发生的中和反应的化学方程式为 ,这个反应的发生可能使测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。 (5)反应结束后,测得量气管读数为1120ml,根据该条件下CO2的密度得知生成CO2的质量为2.2 g。求样品中碳酸钙的质量分数(写出计算过程)。 (6)步骤④中再次调节量气管内液面与油层液面相平的方法为 。步骤②中将样品和水混合的目的是 。 (7)充分反应后将烧瓶中的液体蒸干,得到27.75g固体,这袋样品在变质前全为过氧化钙,其质量为 g。 |
实验台上分类摆放下列药品,兴趣小组欲利用这些药品进行铝和铜性质的探究。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ② Ⅰ.(1)铝的利用比铁、铜晚得多,这个事实与下列哪些因素有关 A.铝在地壳中含量高 B.铝相对活泼,冶炼较难 C.铝的硬度小 (2)铝制品具有很好的抗腐蚀性能,是因为铝在空气中其表面易形成致密的 。该变化的化学方程式为 (3)比较铝和铜的金属活动性强弱,可选用上述的 (填序号)试剂进行实验。Ⅱ.将铝片插入硫酸铜溶液中,一段时间后取出,铝片上没有明显变化,其原因是 。 兴趣小组把处理过的铝片放入硫酸铜溶液中,除铝片上有红色金属析出外,还发现有较多气泡产生,于是激发了他们的探究欲望。 【提出问题】该气体是什么呢? 【猜 想】甲同学认为可能是氧气 乙同学认为可能是氢气 丙同学认为可能是二氧化硫 【探究实验】闻该气体的气味,发现没有气味,排除了 同学的猜想。 对余下两种气体猜想进行如下实验:
实验步骤
| 现象
| 结论
|
| 木条不复燃
| 该气体不是氧气
| 收集一试管气体,用拇指堵住管口,移近酒精灯火焰
| 发出轻微的爆鸣声,并产生淡蓝色火焰
| 该气体是
| 【思维拓展】由以上探究实验可以推知,硫酸铜溶液中有 离子参与反应. |
以下是甲、乙两同学对有关镁与盐酸反应的系列研究 研究一:镁与盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化: (1) 反应中试管外壁发烫,说明镁与稀盐酸反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)实验测得镁片产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如下图所示,
则t1~t2时间内反应速率逐渐加快的主要原因是 。 研究二:反应后所得溶液的酸碱性探究: 【发现问题】 (1)反应后甲同学用pH试纸测定试管中溶液的酸碱性,发现pH小于7, 说明甲同学所得溶液呈 性(选填“酸”“碱”或“中”)。 (2)反应后乙同学的试管中镁条有剩余,向试液中滴入两滴酚酞溶液,振荡显红色,说明乙同学所得溶液呈碱性。对此现象,乙同学重复如上实验,得到同样结果。 【提出猜想】 甲同学:猜想Ⅰ:稀盐酸过量,使溶液pH小于7;猜想Ⅱ:氯化镁溶液pH小于7。 乙同学:猜想Ⅰ:氯化镁溶液使酚酞变红色; 猜想Ⅱ:镁与热水反应使酚酞变红色。 【实验与思考】 为验证猜想,甲、乙两同学均需测定________溶液的酸碱性,实验表明该溶液显弱酸性。 乙同学为完成猜想Ⅱ,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条,观察到溶液很快变为红色,同时还观察到镁条表面有气体生成,收集并点燃该气体,发现能燃烧,请根据实验现象写出镁与水反应的化学反应方程式 。 【结论】 镁与稀盐酸反应,镁反应完全后所得溶液显酸性; 镁与稀盐酸反应,镁过量时所得溶液显碱性。 【拓展与延伸】 (1)金属氯化物的水溶液可能显中性或弱酸性,与金属的活动性顺序有关,如氯化钠溶液显中性,氯化镁溶液显弱酸性,氯化钾溶液显________性。 (2)活泼金属能与水在一定条件下反应。实验发现钠与冷水剧烈反应,产生大量的气体。由此可见金属与水反应与金属的活动性顺序_________(填“有关”或“无关”)。 研究三: 金属活动性强弱与原子结构的关系: 下图为镁原子、钙原子和钡原子结构示意图,据此推测,这三种金属的活动性最强的是 __________________。
Mg Ca Ba 研究四:确定镁条的成分: ①称取3.2g表面被氧化的镁条, 放入100g稀盐酸中恰好完全反应,生成气体0.2g。求: 此镁条中金属镁的质量。(写出计算过程) ②反应后所得溶液中溶质的质量分数 。(计算结果保留一位小数) |
(5分)某兴趣小组的同学探究浓硫酸与木炭反应后产生气体的成分。 【查阅资料】经查阅资料得知: ① C与浓H2SO4在加热时反应,有CO2、SO2、H2O生成。 ② CO2、SO2均可使澄清石灰水变浑浊。 ③ SO2可使品红溶液的红色褪去,而CO2不能。 ④ SO2可与酸性的KMnO4溶液反应使其褪色,而CO2不能。 ⑤ 无水CuSO4为白色粉末,遇水可生成蓝色的胆矾。 【实验探究】组装成一套完整的实验装置,然后进行实验探究。装置如下: (1)上述装置中,在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气 。 (2)根据实验所观察到的实验现象,记录如下
实验装置
| ①
| ②
| ③
| 实验现象
| 无水CuSO4变为蓝色
| 品红溶液(I)和酸性高锰酸钾溶液都褪色,品红溶液(Ⅱ)不褪色
| 石灰水变浑浊
| 能确认反应产物中有CO2的实验现象是 。 【实验结论】浓硫酸与木炭反应的化学方程式是 。 【交流讨论】实验结束后,同学们针对本实验进行讨论,其中小芳同学提出了“反应产物中可能还有一氧化碳”这样的一个观点。你是否支持小芳同学的观点? (填“支持”或“不支持”),请你说出理由: 。 |
对下列实验过程的评价,正确的是A.向某固体中滴加稀盐酸,有气泡产生,该固体一定是碳酸盐 | B.在无色溶液中滴入酚酞试液,溶液变红色,该溶液不一定是碱溶液 | C.生石灰块投入水中,水会沸腾,生石灰变成熟石灰的过程是放热反应 | D.用小木棍蘸少量浓硫酸,小木棍变黑——浓硫酸有吸水性 |
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