9.1 化学与能源
一.填空题(共6小题)
1.如图是某同学用浓盐酸和锌反应制取氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )、除杂、干燥并且检验氢气性质的实验.试回答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
已知:A中盛有浓盐酸和锌 B 中盛有氢氧化钠溶液 C中紫色的石蕊 D中盛有浓硫酸
(1)写出A中制取氢气的化学方程式
(2)图B是除杂的装置,其化学方程式为
(3)图C中紫色的石蕊 ,证明杂质已经除尽.
(4)图D用来干燥气体,这是利用了浓硫酸的 .
(5)在图E中,点燃氢气之前 应注意的事项为
(6)若将A中的浓盐酸换成稀硫酸,可以省略装置B和C,这是因为 .
2.某化学兴趣小组利用下列仪器进行实验,以探究仪器的对功能性.
(1)实验室制取H2时,应选用 做气体发生 ( http: / / www.21cnjy.com )装置,实验前应先进行的操作是 .已知MnO2固体和浓盐酸混合共热可制取氯气(Cl2),则应选用 做发生装置.
(2)有一名同学欲用C装置收集H2,则H2 ( http: / / www.21cnjy.com )应从导管口 通入;若收集O2,则O2应从导管口 通入;若想用C装置干燥制得的二氧化碳,应向其中加入 ,气体从导管口 通入.
( http: / / www.21cnjy.com )
3.某研究性学习小组利用如图所示实验装置进行了以下探究实验.步骤如下:
①检查装置气密性,加入锌粒和稀硫酸;
②关闭K2、打开K1,待气泡连续均匀产生,立即关闭K1、打开K2,并开始计时;
③待丁中收集到10mL水,结束计时;
④换不同溶质质量分数、不同体积的稀硫酸,与质量相同的同一种锌粒重复上述实验;
⑤将每次实验的数据记录于下表:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)写出乙中反应的化学方程式: ;
(2)该实验的目的是: ;
(3)上述实验证明: 对该反应中氢气产生的速率有显著影响;
(4)若要快速制取大量氢气 ( http: / / www.21cnjy.com ),可在乙中加入几滴硫酸铜溶液,但加入的量不可过多,原因是: (用化学方程式表示).
( http: / / www.21cnjy.com )
4.如图所示的A~F各装置中分别盛放的物质为:
A.稀硫酸B.锌粒C.某溶液D.某块状固体
E.滴有紫色石蕊的蒸馏水F.足量澄清石灰水.
请回答以下各题:
(1)实验开始前,如何检查B装置的气密性 .
(2)反应开始后,若E中出现红色,F中 ( http: / / www.21cnjy.com )有白色沉淀生成,判断C、D中的物质各分别可能是 、 .
(3)写出E,F中反应的方程式: , .
( http: / / www.21cnjy.com )
5.(全球观察者为美国最新形无人侦 ( http: / / www.21cnjy.com )察机,由美国加州“环境航空”公司制造.美国军方透露近日在加州沙漠试飞成功.可在6.5万英尺高的平流层飞行.使用液态氢气做燃料,最长飞行时间可达一周.全球观察者有开阔的视野,可观测半径600英里的范围.由于造价低,成为造价高昂的侦察卫星的替代者.“环境航空”公司行政总裁康弗在加州爱德华兹空军基地的机库受访时说:“它以氢为燃料,其能源密度是汽油的3倍,让它能以更低的成本飞得更长久,而且是零排放.”据了解,“全球观察者”只会排出水蒸气.
(1)写出一种你知道的能产生氢气的方法,用化学方程式表示 ;
(2)市场上经常有人卖氢气球,这些 ( http: / / www.21cnjy.com )销售者常常把剪碎的铝制易拉罐与氢氧化钠溶液在气密性良好的钢罐中反应(其中H2O也是反应物之一),生成NaAlO2和氢气,请写出该反应的化学方程式 ;
(3)如果在实验室中采用这种方法制取一定量的 ( http: / / www.21cnjy.com )氢气,在下列仪器中,选择用 (填序号)作为气体发生装置,用 (填序号)收集氢气,原因是 ;要检查收集到的氢气是否纯净,你准备采用的方法是 .
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)氢气和甲烷都是无色无味的可燃气体,可以根据的不同进行区分.
(5)你知道的新能源还有哪 ( http: / / www.21cnjy.com )些,请举一例: ;从日本大地震导致核电站爆炸发生较大的放射性污染,你对发展核电有何看法: .
6.在做氢氧化钠的性质实 ( http: / / www.21cnjy.com )验时,甲同学将稀盐酸滴入到装有氢氧化钠固体的试管中,触摸试管有灼热感,他马上得出结论:氢氧化钠与稀盐酸反应会放出大量的热.但是乙同学提出异议:热量不一定是氢氧化钠与稀盐酸反应放出的.
(1)你认为乙同学提出异议的理由是 .
(2)针对乙同学提出的异议,甲、乙同学对上述实验进行了探究:
[提出问题]:氢氧化钠与稀盐酸反应是否会放出热量?
[猜想与假设]:氢氧化钠与稀盐酸反应会放出热量.
[实验方案]:可能用到的实验仪器与药品:
氢氧化钠固体、稀盐酸、蒸馏水、烧杯、温度计、玻璃棒、胶头滴管
实验过程:(请补充完成下列空格)
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)丙同学取步骤k反应后所得的溶液, ( http: / / www.21cnjy.com )继续进行探究.他向溶液中滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液不变色.因此他得出溶液呈中性的结论.你认为他的结论是否正确? (填“是”或“否”),理由是 .
二.解答题(共4小题)
7.研究氢气、一氧化碳和二氧化碳具有重要意义.
(1)实验室用锌和稀硫酸制取氢气的化学 ( http: / / www.21cnjy.com )方程式是 .研究发现:利用硫一碘循环分解水制氢气.主要涉及下列反应(反应条件已略):
Ⅰ、SO2+2H2O+I2=H2S ( http: / / www.21cnjy.com )O4+2HI;Ⅱ、2HI=H2+I2;Ⅲ、2H2SO4=2SO2+O2+2H20
请回答:反应Ⅲ属于 反应(填基本反应类型 ( http: / / www.21cnjy.com ));循环分解水的过程中产生O2和H2的质量比为 .
(2)在汽车“催化转化器”内发生反应的化学方程式是:2NO+2CON2+2CO2.某化学探究小组的同学为探究温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响,设计了下列三组实验.
( http: / / www.21cnjy.com )
分析上表中实验数据,回答下列问题:探 ( http: / / www.21cnjy.com )究温度对化学反应速率影响的实验是 (填写实验编号);研究催化剂的表面积对化学反应速率影响的实验是 (填写实验编号).
(3)在300℃、70MPa下,使用催 ( http: / / www.21cnjy.com )化剂可由氢气和二氧化碳合成乙醇,同时生成水,写出反应的化学方程式 .
(4)燃料燃烧时产生的热量不同.已知在某温度下各种燃料燃烧时产生的热量见下表:
( http: / / www.21cnjy.com )
分析表中数据,燃烧单位质量的上述燃料产生的热量由多到少的顺序是 (用化学式表示).
8.某化学兴趣小组的同学准备用 ( http: / / www.21cnjy.com )氢气燃烧法测定空气中氧气的体积分数,设计的实验装置如图:
(1)写出仪器名称:A ,D .
(2)甲中发生反应的化学方程式为: .
(3)实验时先检验氢气纯度,然后关闭开 ( http: / / www.21cnjy.com )关C,打开开关B,点燃氢气并迅速插入乙装置中,直至火焰刚好熄灭时关闭B,冷却至室温后,下一步操作是 ,在乙中观察到的实验现象是 ,即达到实验目的.
(4)若将上图中的甲装置撤去,用CO气体代 ( http: / / www.21cnjy.com )替氢气进行上述实验,实验能否达到同样目的? (填“能”或“不能”).若能,说明理由;若不能,应如何改进? .
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9.根据下面实验室制取氢气并验证氢气性质的实验装置,回答下列问题: ( http: / / www.21cnjy.com )
(1)实验室制取氢气的化学反应方程式为 ,反应类型是 .
(2)B装置的作用是 ,不能取消B装置的原因是 .
(3)C装置盛放氧化铜的玻璃管中的现象是 , .
(4)C装置的一个显著优点是 .
(5)实验开始时,应先通入氢 ( http: / / www.21cnjy.com )气一会儿,然后再加热,这样操作的目的是 .实验结束时的正确操作是 .
(6)该装置可验证氢气的 性和 性.
10.实验室用下图所示装置实验.实验进 ( http: / / www.21cnjy.com )行一段时间后,可以看到装置C的玻璃管内氧化铜粉末转变为光亮红色,管壁上有水滴生成.(B瓶盛有浓硫酸干燥气体)
( http: / / www.21cnjy.com )
根据上图回答有关问题:
(1)仪器a的名称 .
(2)装置c内发生反应的化学方程式 .
(3)实验开始时要进行的操作步骤有如下几项:
①点燃酒精灯 ②检查装置的气密性 ③通 ( http: / / www.21cnjy.com )过仪器a向瓶内倒入足量反应溶液
操作的顺序是(填序号) .
(4)实验开始,要向A瓶中加入某种溶液.要配制这种溶液,应该选择下列试剂中的(填序号) 进行配制.
供选择的试剂:①浓硫酸②浓硝酸③NaOH固体④蒸馏水
(5)配制的方法是 .
9.1 化学与能源
参考答案与试题解析
一.填空题(共6小题)
1.如图是某同学用浓盐酸和锌反应制取氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )、除杂、干燥并且检验氢气性质的实验.试回答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
已知:A中盛有浓盐酸和锌 B 中盛有氢氧化钠溶液 C中紫色的石蕊 D中盛有浓硫酸
(1)写出A中制取氢气的化学方程式 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
(2)图B是除杂的装置,其化学方程式为 NaOH+HCl=NaCl+H2O
(3)图C中紫色的石蕊 不变色 ,证明杂质已经除尽.
(4)图D用来干燥气体,这是利用了浓硫酸的 吸水性 .
(5)在图E中,点燃氢气之前 应注意的事项为 检验氢气的纯度
(6)若将A中的浓盐酸换成稀硫酸,可以省略装置B和C,这是因为 硫酸不具有挥发性 .
考点: 氢气的制取和检验;气体的净化(除杂);氢气的化学性质与燃烧实验.
专题: 压轴实验题;综合实验题.
分析: 根据氢气的实验室制取进行分析,锌能与 ( http: / / www.21cnjy.com )盐酸反应生成氯化锌和氢气,浓盐酸具有挥发性,能挥发出溶质氯化氢,氯化氢的水溶液呈酸性,浓硫酸具有吸水性,氢气是具有可燃性的气体,不纯时点燃或加热可能产生爆炸买据此解答即可.
解答: 解:(1)锌能与盐酸反应生成氯化锌和氢气,故填:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
(2)浓盐酸具有挥发性,挥发出的溶质氯化氢能与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,故填:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(3)氯化氢被除尽,则石蕊试液不再变色,故填:不变色;
(4)浓硫酸具有吸水性,可以用作干燥剂干燥气体,故填:吸水性;
(5)氢气是具有可燃性的气体,不纯时加热或点燃易引起爆炸,故点燃氢气前需要检验氢气的纯度,故填:检验氢气的纯度;
(6)换成稀硫酸之后,稀硫酸不具有挥发性,不需要使用B和C装置,故填:硫酸不具有挥发性.
点评: 本题考查了氢气的实验室制法的有关知识,完成此题,可以依据已有的知识结合物质的性质进行.
2.某化学兴趣小组利用下列仪器进行实验,以探究仪器的对功能性.
(1)实验室制取H2时,应选用 B ( http: / / www.21cnjy.com )做气体发生装置,实验前应先进行的操作是 检查装置的气密性 .已知MnO2固体和浓盐酸混合共热可制取氯气(Cl2),则应选用 A 做发生装置.
(2)有一名同学欲用C装置收集H2,则 ( http: / / www.21cnjy.com )H2应从导管口 b 通入;若收集O2,则O2应从导管口 a 通入;若想用C装置干燥制得的二氧化碳,应向其中加入 浓硫酸 ,气体从导管口 a 通入.
( http: / / www.21cnjy.com )
考点: 氢气的制取和检验;常用气体的收集方法.
专题: 压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: (1)根据反应物的状态和反应条件确定发生装置,凡是制取气体的装置,实验前都应检查装置的气密性;
(2)根据收集气体的密度与空气的密度的关系,分析进气口,浓硫酸有吸水性,常用来干燥气体,气体应通入到液体中.
解答: 解:(1)实验室常用稀硫酸与锌反 ( http: / / www.21cnjy.com )应制取氢气,属于固液反应不用加热,应选用装置A做气体发生装置,实验前应先进行的操作是:检查装置的气密性;由于MnO2固体和浓盐酸混合共热可制取氯气,属于加热固液混合物制取气体,应选用装置A做发生装置;
(2)由于氢气的密度小于空气的密度,欲用C装置收集H2,则H2应从导管口b通入;由于氧气的密度大于空气的密度,欲用C装置收集O2,则O2应从导管口a通入;由于浓硫酸有吸水性,常用来干燥气体,所以,若想用C装置干燥制得的二氧化碳,应向其中加入浓硫酸,气体从导管口a 通入.
故答为:(1)B,检查装置的气密性;A;(2)b,a,浓硫酸,a.
点评: 本考点考查实验室制取气体的反应装置的选择、收集装置的选择和干燥装置等.本题型要充分利用题目给出的有用信息,选择合适的装置并进行连接.同学们应该认真掌握,熟练应用.本考点主要出现在实验题中.
3.某研究性学习小组利用如图所示实验装置进行了以下探究实验.步骤如下:
①检查装置气密性,加入锌粒和稀硫酸;
②关闭K2、打开K1,待气泡连续均匀产生,立即关闭K1、打开K2,并开始计时;
③待丁中收集到10mL水,结束计时;
④换不同溶质质量分数、不同体积的稀 ( http: / / www.21cnjy.com )硫酸,与质量相同的同一种锌粒重复上述实验;
⑤将每次实验的数据记录于下表:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)写出乙中反应的化学方程式: Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ ;
(2)该实验的目的是: 探究溶液的溶质质量分数对反应速率的影响 ;
(3)上述实验证明: 硫酸的溶质质量分数 对该反应中氢气产生的速率有显著影响;
(4)若要快速制取大量氢气,可在乙中 ( http: / / www.21cnjy.com )加入几滴硫酸铜溶液,但加入的量不可过多,原因是: Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu (用化学方程式表示).
( http: / / www.21cnjy.com )
考点: 氢气的制取和检验;影响化学反应速率的因素探究;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: 根据题干提供的信息进行分析,换 ( http: / / www.21cnjy.com )用不同的溶质质量分数的稀硫酸与相同的锌粒反应产生相同体积的氢气,该实验想探究的是溶质质量分数对反应速率的影响,锌能与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜.
解答: 解:(1)锌与稀硫酸反应生成的是硫酸锌和氢气,故填:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;
(2)换用不同的溶质质量分数 ( http: / / www.21cnjy.com )的稀硫酸与相同的锌粒反应产生相同体积的氢气,该实验想探究的是溶质质量分数对反应速率的影响,故填:探究溶液的溶质质量分数对反应速率的影响;
(3)在金属活动性顺序中,锌排在铜的前面,能与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,故填:Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu.
点评: 本题考查了探究溶质质量分数不同的硫酸与锌反应速率的实验,完成此题,可以依据题干提供的信息结合物质的性质进行.
4.如图所示的A~F各装置中分别盛放的物质为:
A.稀硫酸B.锌粒C.某溶液D.某块状固体
E.滴有紫色石蕊的蒸馏水F.足量澄清石灰水.
请回答以下各题:
(1)实验开始前,如何检查B装置的气密性 关弹簧夹,打开分液漏斗,液体不流下 .
(2)反应开始后,若E中出 ( http: / / www.21cnjy.com )现红色,F中有白色沉淀生成,判断C、D中的物质各分别可能是 HCl 、 CaCO3 .
(3)写出E,F中反应的方程式: CO2+ ( http: / / www.21cnjy.com )H2O═H2CO3 , Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O .
( http: / / www.21cnjy.com )
考点: 氢气的制取和检验;检查装置的气密性; ( http: / / www.21cnjy.com )常见气体的检验与除杂方法;二氧化碳的实验室制法;二氧化碳的化学性质;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;综合实验题.
分析: 检查B装置气密性的方法是:关弹簧夹,打开分液漏斗,液体不流下;验室制取CO2,是在常温下,用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳;二氧化碳和水生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试液变红色;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,因此石灰水变浑浊.
解答: 解:(1)检查B装置气密性的方法是:关弹簧夹,打开分液漏斗,液体不流下;故答案为:关弹簧夹,打开分液漏斗,液体不流下.
(2)若E中出现红色,F中有白色沉淀生成,说 ( http: / / www.21cnjy.com )明生成的是二氧化碳,验室制取CO2,是在常温下,用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,故答案为:HCl CaCO3
(3)二氧化碳和水生成碳酸, ( http: / / www.21cnjy.com )碳酸能使紫色石蕊试液变红色;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,因此石灰水变浑浊.故答案为:CO2+H2O═H2CO3;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O
点评: 本考点考查了检查装置的气密性、氢气和二氧化碳的制法和性质、化学方程式的书写等,综合性比较强,要加强记忆,理解应用.
5.(全球观察者为美国最新形无人 ( http: / / www.21cnjy.com )侦察机,由美国加州“环境航空”公司制造.美国军方透露近日在加州沙漠试飞成功.可在6.5万英尺高的平流层飞行.使用液态氢气做燃料,最长飞行时间可达一周.全球观察者有开阔的视野,可观测半径600英里的范围.由于造价低,成为造价高昂的侦察卫星的替代者.“环境航空”公司行政总裁康弗在加州爱德华兹空军基地的机库受访时说:“它以氢为燃料,其能源密度是汽油的3倍,让它能以更低的成本飞得更长久,而且是零排放.”据了解,“全球观察者”只会排出水蒸气.
(1)写出一种你知道的能产生氢气的方法,用 ( http: / / www.21cnjy.com )化学方程式表示 Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑ ;
(2)市场上经常有人卖氢气球,这些销售 ( http: / / www.21cnjy.com )者常常把剪碎的铝制易拉罐与氢氧化钠溶液在气密性良好的钢罐中反应(其中H2O也是反应物之一),生成NaAlO2和氢气,请写出该反应的化学方程式 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ;
(3)如果在实验室中采用这种方法制 ( http: / / www.21cnjy.com )取一定量的氢气,在下列仪器中,选择用 B (填序号)作为气体发生装置,用 D(或E) (填序号)收集氢气,原因是 氢气难溶于水(氢气的密度比空气小) ;要检查收集到的氢气是否纯净,你准备采用的方法是 用小试管收集氢气在酒精灯火焰上点燃,如响声不大,则纯度较高 .
( http: / / www.21cnjy.com )
(4)氢气和甲烷都是无色无味的可燃气体,可以根据 燃烧产物 的不同进行区分.
(5)你知道的新能源还有哪些,请举一例: 太阳能等 ;从日本大地震导致核电站爆炸发生较大的放射性污染,你对发展核电有何看法: 加强调研,采用最新技术等等合理都可以 .
考点: 氢气的制取和检验;常用气 ( http: / / www.21cnjy.com )体的发生装置和收集装置与选取方法;常见气体的检验与除杂方法;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式;资源综合利用和新能源开发;氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯.
专题: 结合课本知识的信息;压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: (1)根据实验室制氢气的原理回答.
(2)根据信息“把剪碎的铝制易拉罐与氢氧化钠溶液在气密性良好的钢罐中反应(其中H2O也是反应物之一),生成NaAlO2和氢气”回答.
(3)根据铝与氢氧化钠溶液的状态和二者 ( http: / / www.21cnjy.com )的反应条件回答第一空;根据气体收集装置选择的依据和氢气的性质回答第二空;根据氢气纯度的检验方法回答后一空.
(4)根据氢气和甲烷的成分和可燃性的性质回答.
(5)根据新能源的种类和使用的注意事项回答.
解答: 解:(1)实验室制氢气用锌和稀硫酸,二者反应生成硫酸锌和氢气,方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑.
(2)根据信息“把剪碎的铝制易拉罐与氢氧化钠溶液在气密性良好的钢罐中反应(其中H2O也是反应物之一),生成NaAlO2和氢气”知,反应物有铝、氢氧化钠、水三种,生成物为NaAlO2和氢气,所以方程式为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
(3)铝为固体,氢氧化钠溶液为液体 ( http: / / www.21cnjy.com ),二者的反应条件是常温,所以装置选B;根据氢气的密度比空气小,可用向下排空气法收集,根据氢气难溶解于水,可用收集排水法;检验氢气纯度的方法为:用小试管收集氢气在酒精灯火焰上点燃,如发出轻微的爆鸣声,则气体纯净.
(4)氢气和甲烷都有可燃性,氢气由氢元素组成,燃烧产物是水,甲烷由碳、氢两种元素组成,燃烧产物是二氧化碳和水,故二者可通过燃烧产物鉴别.
(5)正在开发的新能源很多,如风能、 ( http: / / www.21cnjy.com )太阳能、地热能、核能等;由于核电站爆炸发生较大的放射性污染,故发展核电要注意防止泄漏,应加强调研,采用最新技术.
故答案为:(1)Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑;
(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
(3)B;D(E);氢气难溶于水(氢气的密度比空气小);用小试管收集氢气在酒精灯火焰上点燃,如发出轻微的爆鸣声,则气体纯净;
(4)燃烧产物;
(5)太阳能等;加强调研,采用最新技术等等.
点评: 气体的制取是初中重要的化学实验 ( http: / / www.21cnjy.com )之一,既是难重点,又是考查热点,理解反应原理,掌握装置的选择依据、气体的检验、验满、收集方法,了解实验步骤和注意事项是解决该类问题的关键.
6.在做氢氧化钠的性质实 ( http: / / www.21cnjy.com )验时,甲同学将稀盐酸滴入到装有氢氧化钠固体的试管中,触摸试管有灼热感,他马上得出结论:氢氧化钠与稀盐酸反应会放出大量的热.但是乙同学提出异议:热量不一定是氢氧化钠与稀盐酸反应放出的.
(1)你认为乙同学提出异议的理由是 氢氧化钠溶于水也会放热 .
(2)针对乙同学提出的异议,甲、乙同学对上述实验进行了探究:
[提出问题]:氢氧化钠与稀盐酸反应是否会放出热量?
[猜想与假设]:氢氧化钠与稀盐酸反应会放出热量.
[实验方案]:可能用到的实验仪器与药品:
氢氧化钠固体、稀盐酸、蒸馏水、烧杯、温度计、玻璃棒、胶头滴管
实验过程:(请补充完成下列空格)
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)丙同学取步骤k反应后所得的溶 ( http: / / www.21cnjy.com )液,继续进行探究.他向溶液中滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液不变色.因此他得出溶液呈中性的结论.你认为他的结论是否正确? 否 (填“是”或“否”),理由是 若溶液呈酸性,酚酞试液也不变色 .
考点: 物质发生化学变化时的能量变化;实验探究物质的性质或变化规律;溶解时的吸热或放热现象;酸碱指示剂及其性质.
专题: 压轴实验题;实验设计题.
分析: (1)根据氢氧化钠固体溶于水也放热说明酸碱反应的放热情况需进一步测定,
(2)结合温度计的读数变化作本题.
(3)根据酚酞试液的变色情况分析.
解答: 解:(1)将稀盐 ( http: / / www.21cnjy.com )酸滴入到装有氢氧化钠固体的试管中,温度升高并不能证明是氢氧化钠与稀盐酸反应放出的,因为氢氧化钠固体溶于水,也能放出热量,到底热量是反应放出的还是氢氧化钠溶于水放出的;
(2)先将氢氧化钠固体溶于水配成溶液,用温度计测出现在溶液的温度,加入稀盐酸后,略微等会,再用温度计测溶液温度,看温度反应后是否还能升高;
(3)向溶液中滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液不变色.并不能说明溶液呈中性,因为酸性溶液也不能使酚酞试液变色.
故答案为:(1)氢氧化钠溶于水也会放热;
(2)
( http: / / www.21cnjy.com )
(3)否;若溶液呈酸性,酚酞试液也不变色.
点评: 通过做本题,可知酸与碱发生的中和反应放出热量.在测定酸碱反应时不能选择固体溶于水放热的那种.
二.解答题(共4小题)
7.研究氢气、一氧化碳和二氧化碳具有重要意义.
(1)实验室用锌和稀硫酸制取氢气的 ( http: / / www.21cnjy.com )化学方程式是 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ .研究发现:利用硫一碘循环分解水制氢气.主要涉及下列反应(反应条件已略):
Ⅰ、SO2+2H2O+I2=H2 ( http: / / www.21cnjy.com )SO4+2HI;Ⅱ、2HI=H2+I2;Ⅲ、2H2SO4=2SO2+O2+2H20
请回答:反应Ⅲ属于 分解 反应(填 ( http: / / www.21cnjy.com )基本反应类型);循环分解水的过程中产生O2和H2的质量比为 8:1 .
(2)在汽车“催化转化器”内发生反应的化学方程式是:2NO+2CON2+2CO2.某化学探究小组的同学为探究温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响,设计了下列三组实验.
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分析上表中实验数据,回答下 ( http: / / www.21cnjy.com )列问题:探究温度对化学反应速率影响的实验是 Ⅱ和Ⅲ (填写实验编号);研究催化剂的表面积对化学反应速率影响的实验是 Ⅰ和Ⅱ (填写实验编号).
(3)在300℃、70MPa下,使用催化剂可由氢气和二氧化碳合成乙醇,同时生成水,写出反应的化学方程式 2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O .
(4)燃料燃烧时产生的热量不同.已知在某温度下各种燃料燃烧时产生的热量见下表:
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分析表中数据,燃烧单位质量的上 ( http: / / www.21cnjy.com )述燃料产生的热量由多到少的顺序是 H2、CH4、CH3CH2OH (用化学式表示).
考点: 氢气的制取和检验;影响化学反应速率的因素探究;反应类型的判定;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;化学反应的基本类型和能量变化;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化;科学探究.
分析: (1)根据实验室用锌和稀硫酸制取氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )的反应写出反应的化学方程式,根据反应Ⅲ的特点分析反应的类型,根据循环分解水的反应计算产生O2和H2的质量比;
(2)根据固定变量法探究的思路分析对化学反应速率影响的因素;
(3)根据反应写出反应的方程式;
(4)根据表中数据计算比较.
解答: 解:(1)实验室用锌和稀硫酸 ( http: / / www.21cnjy.com )制取氢气,反应的化学方程式是:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;反应Ⅲ有一种物质生成了两种物质,属于分解反应.由循环分解水的反应可知.生成的O2和H2的关系是O2~2H2,则生成的O2和H2的质量比是8:1;
(2)由表中的数据及探究 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法可知,实验Ⅱ和Ⅲ催化剂的比表面积相同,温度不同,探究的是温度对化学反应速率影响;实验Ⅰ和Ⅱ温度相同,催化剂的表面积不同,研究催化剂的表面积对化学反应速率影响的实验;
(3)在300℃、70MPa下,使用催化剂可由氢气和二氧化碳合成乙醇,同时生成水,反应的化学方程式 是:2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O;
(4)由表中中数据可知:每1g燃料燃烧时产生的热量分别是:
H2:=140.9KJ,CH4:=55.6KJ;CH3CH2OH:=29.7KJ
由以上计算可知:燃烧单位质量的上述燃料产生的热量由多到少的顺序是H2、CH4、CH3CH2OH.
故答为:(1)Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,分解,8:1,Ⅱ和Ⅲ,Ⅰ和Ⅱ(2)2CO2+6H2CH3CH2OH+3H2O;
(3)H2、CH4、CH3CH2OH.
点评: 能源、信息、材料 ( http: / / www.21cnjy.com )、环境是当今世界四大首要问题,在能源危机日趋严重的今天,它既是社会热点,也是化学考查的热点,主要侧重能源的分类、能源使用对环境的影响、新能源开发的技术和前景等.
8.某化学兴趣小组的同学准备用氢气燃 ( http: / / www.21cnjy.com )烧法测定空气中氧气的体积分数,设计的实验装置如图:
(1)写出仪器名称:A 长颈漏斗 ,D 烧杯 .
(2)甲中发生反应的化学方程式为: Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ .
(3)实验时先检验氢气纯度,然后关闭开关C,打开开关B,点燃氢气并迅速插入乙装置中,直至火焰刚好熄灭时关闭B,冷却至室温后,下一步操作是 打开开关C ,在乙中观察到的实验现象是 丙中的水倒流入乙瓶,进入水的体积约占乙瓶容积的 ,即达到实验目的.
(4)若将上图中的甲装置撤去,用CO气 ( http: / / www.21cnjy.com )体代替氢气进行上述实验,实验能否达到同样目的? 不能 (填“能”或“不能”).若能,说明理由;若不能,应如何改进? 验前在乙瓶内壁先附着一层浓NaOH溶液 .
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考点: 氢气的制取和检验;空气组成的测定;氢气的化学性质与燃烧实验.
专题: 压轴实验题;综合实验题.
分析: (1)根据常见仪器的名称进行解答;
(2)根据锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气进行解答;
(3)根据氢气燃烧生成水,消耗掉乙瓶中的氧气,使瓶内压强减小,打开开关C丙中的水倒流入乙瓶进行解答;
(4)根据一氧化碳燃烧生成二氧化碳,虽然消耗掉氧气,但同时生成二氧化碳进行解答.
解答: 解:(1)仪器名称:A长颈漏斗;D烧杯;
(2)锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑;
(3)对于操作的填写,根据上面关于关闭开关B后冷却至室温后,此时乙装置处于密闭状态,所以要观察现象就要改变乙装置的密闭状态,所以应该打开开关C.观察到的现象是水倒吸入乙装置,大约占集气瓶容积的;
(4)一氧化碳燃烧生成二氧化碳,虽然消耗 ( http: / / www.21cnjy.com )掉氧气,但同时生成二氧化碳,所以不能用CO气体代替氢气进行上述实验;如果用CO气体代替氢气改进措施:验前在乙瓶内壁先附着一层浓NaOH溶液.
故答案为:(1)长颈漏斗;烧杯;
(2)Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑;
(3)打开开关C;丙中的水倒流入乙瓶,进入水的体积约占乙瓶容积的;
(4)不能;实验前在乙瓶内壁先附着一层浓NaOH溶液.
点评: 实验改进的评价,要针对问题回答,不要评价目的是否真的能够达到.要求反思是否能够达到目的时再进行可行性的思考.
9.根据下面实验室制取氢气并验证氢气性质的实验装置,回答下列问题: ( http: / / www.21cnjy.com )
(1)实验室制取氢气的化学反应方程式为 ( http: / / www.21cnjy.com ) Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ ,反应类型是 置换反应 .
(2)B装置的作用是 干燥氢气 ,不能取消B ( http: / / www.21cnjy.com )装置的原因是 排除氢气中混有的水蒸气对氢气还原氧化铜产物水确定的干扰 .
(3)C装置盛放氧化铜的玻璃管中的现象是 黑色氧化铜变成红色 , 管内壁上有水雾出现 .
(4)C装置的一个显著优点是 充分利用未反应完的氢气燃烧放出的热量 .
(5)实验开始时,应先通入氢气 ( http: / / www.21cnjy.com )一会儿,然后再加热,这样操作的目的是 赶尽管内的空气,避免爆炸隐患 .实验结束时的正确操作是 停止加热,后停止通入氢气 .
(6)该装置可验证氢气的 还原 性和 可燃 性.
考点: 氢气的制取和检验;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: 根据已有的知识进行分析,活 ( http: / / www.21cnjy.com )泼金属能与酸发生置换反应生成氢气,浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,氢气具有还原性,能将氧化铜还原为铜,氢气属于可燃性气体,不纯时加热易爆炸.
解答: 解:(1)实验室制取氢气使用的是锌与稀硫酸的置换反应,所以本题答案为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑,置换反应;
(2)浓硫酸具有吸水性,可用 ( http: / / www.21cnjy.com )作干燥剂,若不除去水,会对水的确定造成干扰,所以本题答案为:干燥氢气,排除氢气中混有的水蒸气对氢气还原氧化铜产物水确定的干扰;
(3)氢气与氧化铜能反应生成铜和水,氧化铜为黑色粉末,铜为红色固体,所以本题答案为:黑色氧化铜变成红色,管内壁上有水雾出现;
(4)将未反应的氢气进行燃烧处理,能利用其反应放出的热量,所以本题答案为:充分利用未反应完的氢气燃烧放出的热量;
(5)氢气属于可燃性气体,不纯时加热易爆炸, ( http: / / www.21cnjy.com )所以加热前要赶尽空气,为防止生成的铜被氧化,实验结束时需要继续通入氢气,所以本题答案为:赶尽管内的空气,避免爆炸隐患,先停止加热,后停止通入氢气;
(6)该实验可以说明氢气具有还原性和可燃性,所以本题答案为:还原,可燃.
点评: 本题考查了氢气的制取和性质,完成此题,可以依据氢气的性质进行,要求同学们熟练掌握常见物质的性质,以便灵活应用.
10.实验室用下图所示装置实验.实验进行一 ( http: / / www.21cnjy.com )段时间后,可以看到装置C的玻璃管内氧化铜粉末转变为光亮红色,管壁上有水滴生成.(B瓶盛有浓硫酸干燥气体)
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根据上图回答有关问题:
(1)仪器a的名称 长颈漏斗 .
(2)装置c内发生反应的化学方程式 CuO+H2Cu+H2O .
(3)实验开始时要进行的操作步骤有如下几项:
①点燃酒精灯 ②检查装置的气密性 ③通过仪器a向瓶内倒入足量反应溶液
操作的顺序是(填序号) ②③① .
(4)实验开始,要向A瓶中加入某种溶液.要配 ( http: / / www.21cnjy.com )制这种溶液,应该选择下列试剂中的(填序号) ①④ 进行配制.
供选择的试剂:①浓硫酸②浓硝酸③NaOH固体④蒸馏水
(5)配制的方法是 把浓硫酸(或①)沿着容器壁慢慢地注入水(或④)里,并不断搅动 .
考点: 氢气的制取和检验;碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
专题: 压轴实验题;常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化.
分析: (1)根据装置中仪器的图示,写出指定仪器的名称;
(2)在加热条件下氧化铜与氢气反应生成铜和水,写出该反应的化学方程式;
(3)根据对整个装置的作用的理解,结合实验的安全性,对所给的实验开始时要进行的操作步骤进行排序;
(4)实验室制取氢气所使用的液体药品为稀硫酸,据此判断配制稀硫酸所应选用的试剂;
(5)根据浓硫酸溶解放出大量热的特点,说明稀释浓硫酸时的操作方法.
解答: 解:(1)仪器a为发生装置A中向容器内加入液体药品的长颈漏斗;
(2)加热条件下,氢气还原氧化铜生成铜和水,反应的化学方程式为H2+CuOCu+H2O;
(3)在进行该实验前,应先检验 ( http: / / www.21cnjy.com )装置的气密性,防止因装置漏气而导致实验不成功;确定装置气密性后再通过仪器a向瓶内倒入足量反应溶液,反应开始产生氢气;待氢气纯净后才能点燃酒精灯进行加热,防止气体不纯而发生爆炸;
(4)由于制取氢气需要使用稀硫酸,因此应选择浓硫酸加水稀释配制稀硫酸;
(5)为防止浓硫酸溶解时放出大量的热不能及时扩散而出现液体飞溅,在加水稀释时应把密度较大的浓硫酸慢慢倒入密度较小的水中,并不断进行搅拌.
故答案为:
(l)长颈漏斗.
(2)H2+CuOCu+H2O.
(3)②③①.
(4)①④.
(5)把浓硫酸(或①)沿着容器壁慢慢地注入水(或④)里,并不断搅动.
点评: 在解答浓硫酸的稀释方法时,应注意“沿器壁”或“慢慢”或“不断搅动”等动作的描述,若没有表示出“将浓硫酸到入水”的意思则回答不正确.