【题目】硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。某兴趣小组对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题。
(探究一)硫酸的性质
(1)如图1将足量的稀硫酸分别加入A~E五只烧杯中。无现象的是_____________(填序号)。
(2)烧杯C中的现象是红色褪去,反应后溶液中溶质是什么呢?(无色酚酞不考虑)
(猜想)猜想一:只有Na2SO4 ; 猜想二:有_________________;
(3)为了验证猜想,小组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、BaC12溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验。
实验方案 | 测溶液pH | 滴加Na2CO3溶液 | 滴加BaCl2溶液 |
实验操作 | |||
实验现象 | 试纸变色,比照比色卡,pH<7 | ____________ | 产生白色沉淀 |
实验结论 | 溶液中有H2SO4 | 溶液中有H2SO4 | 溶液中有H2SO4 |
(得出结论)通过探究,小组同学一致确定猜想二是正确的。
(评价反思)老师指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中明显的一处错误是_________________________________________;
②实验探究方案中也有一个是不合理的,不合理的原因是____________________________。
(探究二)硫酸的工业制法
工业上以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图所示,其中沸腾炉内发生的主
要反应是:
(1)接触室中发生的化学方程式为_________________________________________。
(2)接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,催化剂活性与温度的关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是___________________________________。
(探究三)探究某黄铁矿中FeS2的含量。
(查阅资料)
(实验探究)Ⅰ称取1.60g黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应(同工业上沸腾炉内的反应)。
Ⅱ反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下图处理。
(问题讨论)I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是_____________________。
(含量测定)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为_______________。(写出计算过程)
【答案】A Na2SO4和H2SO4 产生气泡 pH试纸直接伸入了待测液 硫酸与氢氧化钠反应的生成物Na2SO4也会与氯化钡生成白色沉淀 C点对应的温度低,催化剂活性低,反应速率也慢 收空气中的二氧化碳,防止干扰实验 75%
【解析】
探究一:硫酸的性质
(1)如图1所示将足量的稀硫酸分别加入A~E五只烧杯中。A烧杯中无明显现象,因为铜的活动性顺序位于金属活动性顺序表氢之后,与稀硫酸不反应;B烧杯中镁条表面产生气泡,因为镁活动性顺序位于金属活动性顺序表氢之前,与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气;C烧杯滴有酚酞的氢氧化钠溶液为红色,加入稀硫酸,硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸钠溶液呈中性,溶液会由红色变为无色;D烧杯中碳酸氢钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,产生气泡;E烧杯中氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,红色固体消失,溶液变为黄色;综上所述无现象的是A。
(2)烧杯C中硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸钠溶液呈中性,硫酸溶液为酸性,均不会使酚酞试剂变色,由题意实验的现象是红色褪去,则可能硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,也有可能硫酸过量,因此在不考虑酚酞的情况下,反应后溶液中溶质可能有两种情况:①只有硫酸钠;②硫酸钠和硫酸。则猜想二为:有Na2SO4和H2SO4
(3)由题意得出的结论为猜想二是正确的,即反应后的溶液中有硫酸钠和硫酸,表格所示的第二个实验方案中向反应后的溶液中滴加Na2CO3溶液,硫酸钠与碳酸钠不会反应,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,因此实验现象是产生气泡;
评价反思:
根据表格中所示三个试验方案可知,三个实验探究中存在两处明显错误
①测定溶液的pH值时,应该将pH试纸放在表面皿或玻璃片上,再用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,待变色之后与标准试纸进行比较,因此实验操作中明显的一处错误是第一个实验方案,将pH试纸直接伸入了待测液的操作错误;
②由于反应后的溶液中既含有硫酸钠又含有硫酸,硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化氢,因此不能通过滴加BaCl2溶液来判断溶液中是否含有硫酸,因此实验探究的第三个方案中是不合理的,不合理的原因是硫酸与氢氧化钠反应的生成物Na2SO4也会与氯化钡生成白色沉淀。
探究二:硫酸的工业制法
(1)根据工艺流程图可知接触室中二氧化硫和氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫,反应的化学方程式为。
(2)根据SO2平衡转化率与温度及压强的关系图和催化剂活性与温度的关系图可知在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是C点温度低,催化剂的活性低,反应速率慢。
探究三:探究某黄铁矿中FeS2的含量。
问题讨论:实验探究Ⅰ,如图所示在石英管中黄铁矿样品与空气中的氧气在高温下反应生成二氧化硫,从a处不断地缓缓通入空气,提供氧气参与反应,同时通过气流导出生成的二氧化硫,乙装置过量的氢氧化钠溶液可以吸收生成的二氧化硫,氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水;由于空气中存在二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,若不除去空气中的二氧化碳,乙装置中会产生碳酸钠的杂质,因此I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是收空气中的二氧化碳,防止干扰实验。
Ⅱ、如流程图所示乙瓶中的亚硫酸钠加入双氧水,亚硫酸钠与过氧化氢反应生成硫酸钠和水,再加入过量的氯化钡溶液,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过滤后最终得到的4.66g固体即为硫酸钡。 根据反应过程、、、 可知黄铁矿中的硫元素最终全部转到硫酸钡中,根据硫元素守恒可知黄铁矿中的硫元素的质量为
则黄铁矿中FeS2的质量为
则黄铁矿中FeS2的质量分数为
答:黄铁矿中FeS2的质量分数为75%。
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】现有一包固体粉末,可能由CaCO3、CaO、Na2CO3中的一种或几种组成,为确定其成分,按下列流程进行实验。
(1)根据复分解反应发生的条件,判断下列反应不能发生的是(_____)
A 碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液 B 氢氧化钠溶液和氯化钾溶液
C 盐酸和硫酸铜溶液 D 硝酸钾溶液和稀盐酸
(2)写出框图中白色沉淀甲的化学式为_______。
(3)写出框图中生成无色气体丁的化学反应方程式________。
(4)原固体中一定含有的物质是____________(填化学式)。
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】今年新冠病毒肆虐全球,抗疫过程我们用到了多种材料。
(1)医用口罩、隔离服、防护罩中的材料大部分是______(填“天然”或“合成”)材料。
(2)修建火神山、雷神山两座医院时,用到了大量铝合金材料,铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是_________________________(用化学反应方程式表示)。铝合金中主要含有铝、铜、镁三种金属,为验证这三种金属的活动顺序,某同学设计了以下3个实验:
实验甲中铝丝会出现的现象是____________________________________。实验甲能得出的结论是_______的金属活动性更强,另一位同学认为实验乙、丙中均无明显现象,对完整的结论没有作用,都可以省去。你的看法是____________(填序号)。
A 乙、丙都可以省去 B 乙、丙都不能省去
C 丙可以省去,乙不能省 D 乙可以省去,丙不能省
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】实验室有一瓶标签残缺并且瓶盖没有完全密封的无色溶液(如下图),化学小组的同学经过寻问老师后只知道是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种溶液,为确认原瓶中是何种溶质并判断其是否变质,化学小组的同学进行了如下的探究活动:
【进行猜想】
猜想I:原溶液的溶质是NaCl;
猜想II:原溶液的溶质是NaOH;
猜想III:原溶液的溶质是Na2CO3;
猜想IV:原溶液的溶质是NaHCO3。
【查阅资料】
常温下,有关物质的相关信息如下表:
物质 | NaCl | NaOH | Na2CO3 | NaHCO3 |
常温下的溶解度/g | 36 | 109 | 21.5 | 9.6 |
常温下稀溶液的pH | 7 | 13 | 11 | 9 |
从物质的相关信息可知,原溶液的溶质一定不是NaHCO3,因为_______。
【进行实验】
(1)取少量样品,测得溶液的pH大于7,则原溶液的溶质肯定不是_______。
(2)同学们另取样品又进行了如下实验,实验过程如下:
①生成白色沉淀A的化学方程式__________________。
②通过实验可以判断样品无色溶液中含有的溶质有_______
【获得结论】
实验完成后,最终得到的结论:原瓶中的溶质是_____,且已变质。
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】小张同学利用图 1 装置研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,并用 pH 和温度传感器测量反应过程中相关物理量的变化情况,记录得到图 2 和图 3。
据此,小张同学得到以下结论:
①图 1 的仪器 A 中盛放的是氢氧化钠溶液;
②图 2 中 b 点所示溶液中的溶质是 NaCl 和 NaOH;
③将图 2 中 d 点所示溶液加热蒸干所得固体为纯净物;
④图 2 中 c→d 所示溶液中 NaCl 的质量不断增加;
⑤图 3 中 V 的数值最接近 12;
⑥由图 3 中 e→f 的变化趋势可说明该反应是放热反应。 以上描述中,正确的是:
A.①④⑥B.②④⑤⑥C.②③⑤⑥D.②③④⑤⑥
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】“一年之计在于春,一天之计在于晨”为了具有良好的状态和充沛的体力来迎接每日的学习任务,妈妈特意上网查询了营养早餐食谱:
(1)此早餐食谱所含的营养素______(是/否)全面,白吐司面包含有的营养物质是______ (填化学式),金枪鱼主要为人体补充的营养素的作用是______的基本物质, 是机体生长及__________的主要原料,提供能量。
(2)为了保证西生菜的叶色浓绿,在种植时可以适当的施加硫酸铵,此化肥还能起到提高植物__________的作用。但是长时间施用会造成土壤__________,所以化肥吸收完后,向土 壤加入__________,用以处理其酸性。
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C、D、E 是初中常见的五种物质,都含有相同元素。已知 A、B、C、D 是不同类别的物质,A 的相对分子质量小于B,B能用于金属除锈,C用于制造洗涤剂,这些物质或其溶液能发生如图反应,“—”表示物质间能发生反应,“→”表示物质间可以转化。
(1)写出化学式:C___________、E__________
(2)A、E反应会看到明显的实验现象,写出此反应的化学方程式__________ 。
(3)写出足量B和固体C反应的实验现象__________
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】某兴趣小组在实验室中对金属Na与CO2的反应进行了探究。回答下列问题:
(1)CO2气体的制备
①CO2气体的发生装置可以选择上图中的___(填标号),反应的化学方程式为__。
②欲收集一瓶纯净干燥的CO2气体,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→_____→______→_____(填标号)。
(2)金属Na与CO2的反应
步骤 | 现象 | 结论 |
I.按以上装置进行实验,充分反应后,将硬质玻璃管中的固体产物移至烧杯,加入①____(填试剂名称) | 固体部分溶解,产生大量气泡 | |
II.将步骤I中产生的气体通入澄清石灰水 | ②____ | 该气体为CO2 |
III.对步骤I中剩余的固液混合物进行过滤、洗涤、干燥 | 得到黑色固体粉末 |
③结合上述实验步骤I、II可得,固体产物中存在Na2CO3;经检测,步骤III中得到的黑色固体为单质碳,则金属Na与CO2气体发生反应的化学方程式为______。
查看答案和解析>>
科目:初中化学 来源: 题型:
【题目】把碳纳米管浸入水中,加热,水分子与碳纳米管之间形成的一种特殊的晶体结构,科学家把它称之为“冰”。以下说法正确的是
A.这种“冰”和水的化学性质相同
B.这种“冰”属于纯净物
C.这种“冰”的水分子不再运动
D.这种“冰”具有可燃性
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com