铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某不同品牌铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究
题型:不详难度:来源:
铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学,为测定某不同品牌铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。 [探究一] 实验方案:铝镁合金测定生成气体的体积 实验装置如下图,问题讨论:
(1)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐渐减小,直至不变。气体体积减小的原因是 (仪器和实验操作的影响因素除外)。 (2)为使测定结果尽可能精确,实验中应注意的问题除了检查装置的气密性、加入足量盐酸使合金完全溶解和按(1)操作外,请再写出两点: ① ② (3)如果用分析天平准确称取0.51g镁铝合进行实验,测得生成气体体积为560 mL(已折算成标况下体积),请计算合金中镁的质量分数。(请写出计算过程)___________ ____________________________________________________________________________。 [探究二] 实验方案:称量Bg另一品牌铝镁合金粉末.放在如下图所示装置的惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
问题讨论: (1)欲计算Mg的质量分数,该实验中还需测定的数据是 。 (2)用本方案进行实验时,装置中至少要充入O2的物质的量 mol(用含B的最简式表示)。 [实验拓展] 研究小组对某无色透明的溶液进行实验,发现该溶液跟铝反应时放出H2,试判断下列离子:Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42-、HCO3-、OH-、NO3-,在下列两种情况下,可能存在于此溶液中的是: ①当与铝反应后生成Al3+时,原溶液可能大量存在的离子 。 ②当与铝反应后生成[Al(OH)4]-时,原溶液可能大量存在的离子是 。 |
答案
(12分) [探究一](1)反应放热,气体温度较高,温度降低时,气体体积减小。1分 (2)①调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平;②读数时保证视线与凹液面的最低点相平;(各1分)(3)47.1% (4分) [探究二](1)灼烧后固体的质量 (1分) (2)B/36 (2分) [实验拓展]①Mg2+、SO42-、H+ ②Ba2+、OH-、NO3-(各1分) |
解析
试题分析:[探究一](1)活泼金属与酸的反应是放热反应,故气体体积减小的原因是反应放热,气体温度较高,温度降低时,气体体积减小。 (2)①要使容器中的压强相等才能计量准确,即调整量气管C的高度,使C中液面与B液面相平;②排除认为的原因,即读数时保证视线与凹液面的最低点相平。 (3)560 mL即0.025mol,Mg~~~H2↑、Al~~~3/2 H2↑, 24n(Mg)+27n(Al)=0.51、n(Mg) +3/2 n(Al)=0.025。解得n(Al)=0.01mol,n(Mg)=0.01mol。 m(Mg)= 24n(Mg)=0.024(g)。合金中镁的质量分数为0.024g/0.51g*100%=47.1%。 [探究二](1)欲计算镁的质量分数,该实验中还需测定的一种数据是:完全反应后生成的固体的质量。 (2)如果合金全是铝,消耗氧气是最少的,关系式为Al~~~3/4O2,经计算得装置中至少要充入O2的物质的量为B/36mol。 [实验拓展] (1) 生成Al3+,证明体系中存在H+ 能与H+共同存在的是Ba2+,Cu2+,Mg2+,H+,SO42-,NO3-,Cl- 溶液无色,排除Cu2+ 若存在NO3-,则不与Al反应产生H+,产生NO或者NO2,故而NO3-不存在 余下的Ba2+和SO42-不能同时存在 故而体系中存在Ba2+,Mg2+,H+,Cl-或者Mg2+,H+,Cl-,SO42-,无论哪种情况Ag+均不能存在,Ag2SO4和AgCl均溶解度不好 (2) 生成AlO2-,证明体系含OH- 2Al + 2OH- + 2H2O ="===" 2AlO2- + 3H2↑ 含有OH-,则不能含有Mg2+(否则Mg(OH)2沉淀),不能有H+,不能有Ag+,不能有Cu2+,不能有HCO3- 剩余为Ba2+,SO42-,SO32-,NO3-,OH-和Cl- 溶液中必有阳离子,Ba2+ 所以没有SO32-和SO42- 只剩下:Ba2+,NO3-,OH-和Cl- 点评:主要考查物质含量的测定、对实验原理与装置的理解、实验方案设计等,难度中等,理解实验原理是解题的关键,是对知识的综合考查,需要学生具有知识的基础与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。 |
举一反三
在进行某实验探究过程中,一些学生发现等质量的铜片分别与等体积(均过量)的浓硝酸和稀硝酸反应,所得溶液前者为绿色,后者为蓝色。 针对这种现象,学生们进行了讨论后,出现了以下两种观点: 一种认为,这可能是Cu2+浓度的差异引起的。你同意这种看法吗? (填“同意”或“不同意”),原因是 。 另一种认为,呈“绿色”是Cu2+与NO2混合的结果。请你设计出一个实验方案证明之,你设计的实验方案是 已知0.3mol Cu与足量的稀硝酸反应,则被还原的HNO3的物质的量是 mol。 |
某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图1装置来一次性完成碳族元素中C与Si的非金属性强弱比较的实验研究;乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
(1)甲同学设计实验的依据是 __________________________________________________________________; 写出选用物质的化学式:A____________,B_____________,C____________; (2)其中装置B中所盛试剂的作用为_____________________________________; C中反应的离子方程式为____________________________________________; (3)乙同学的实验原理是_____________________________________________; 写出B处的离子方程式: ___________________________________________。 |
右图的装置中,干燥烧瓶中盛有某种气体,烧杯和滴管内盛放某种溶液。挤压滴管的胶头,下列与试验事实不相符的是
A.SO2 (NaOH溶液)无色喷泉 | B.NH3(H2O含酚酞)红色喷泉 | C.NO(H2O含石蕊)红色喷泉 | D.HCl(AgNO3溶液)白色喷泉 |
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下列实验操作都可能引起实验误差,其中说法正确的是( )A.常温下测定的气体摩尔体积大于22.4 L·mol-1 | B.100 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液和100 mL 0.1mol·L-1CH3COOH溶液反应放出的热量等于573 J | C.配制1.0 mol·L-1NaCl溶液定容时仰视容量瓶的刻度线导致所配溶液浓度偏高 | D.中和滴定时,锥形瓶含有水就注入待测液,所测待测液浓度减小 |
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某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如下图所示:
(1)SO2气体还原Fe3+的产物是 (填离子符号),参加反应的SO2和Fe3+的物质的量之比是 。 (2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是 (填序号)。 A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体与浓硫酸 C.固体硫在纯氧中燃烧 D.硫铁矿在高温下与O2反应 (3)装置C的作用是 。 (4)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有 (填序号)。 A.蒸发皿 B.石棉网 C.漏斗 D.烧杯 E.玻璃棒 F.坩埚 (5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验: 方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,紫红色褪去。 方案②:往第二份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。 方案③:往第三份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。 上述方案不合理的是 ,原因是 。 (6)能表明I-的还原性弱于SO2的现象是 。 |
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