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    某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应中气体产物的成分进行了研究。

    【提出假设】  该反应中的气体产物可能是CO或者是CO2和CO的混合物。

    【查阅资料】  氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO2）饱和溶液混合加热反应制得氮气。

    【设计方案】  如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉充分反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

     


    试回答下列问题：

    (1) 按上图连接装置，如何检查该装置的气密

    性                                               。

    (2) 广口瓶内盛放的试剂为         ，其作用

    为                                      。

    (3) 实验开始时，应先打开弹簧夹2一段时间后关闭，同时打开弹簧夹1；再点燃酒精喷灯，理由是

                                          ；                                             。

    (4) 称取3.20 g氧化铁、2.00 g炭粉混合均匀，放入质量为48.48 g的硬质玻璃管中；待反应结束，再通一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24 g。经进一步测定得知参加反应的氧元素质量为0.96 g。从而确认该反应的气体产物是CO2和CO的混合物，理由是               。根据数据处理结果判断，反应产生的气体中n（CO2）:  n（CO）＝          ，

    (5) 有同学根据实验得出的结论，认为应对实验装置进一步完善，你认为应作如何改进？

                                                                           。

    (1) 在整套装置末端接一带弯玻璃导管的乳胶管，并将玻璃导管末端放在盛有水的水槽中；用酒精灯在气体发生装置下面微热，玻璃导管末端有气泡产生；停止加热后，玻璃导管内上升一段水柱，则不漏气

    (2) 浓硫酸，吸收产生的氮气中的水，获得干燥的氮气。

    (3) 为了排尽整套装置中的空气；关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2将导致制氮气装置内气压升高，可能会有发生爆炸的危险。

    (4) 经计算反应后的气体中碳、氧原子的物质的量之比为2∶3；1：1。

    (5) 在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置


    解析:

    该实验成功的关键是产物中的碳元素全部来自炭粉、氧元素全来自氧化铁，故要排除空气中氧气、二氧化碳对实验的干扰，需用氮气排尽装置中的空气。根据硬质玻璃管中质量的减轻和氢氧化钠溶液的增重确定产物的成分。

     (1) 将末端玻璃管浸入盛有水的烧杯，酒精灯微热气体发生装置看是否有气泡冒出，这许多同学都不难想到。但若装置气密，冷却后装置内气体体积减小，玻璃导管中水柱会上升，这是许多同学容易忽略的。

     (2) 气体里的水也会被氢氧化钠溶液吸收，干扰实验，故需干燥氮气。

     (3) 为了排尽整套装置中的空气；关闭弹簧夹1，打开弹簧夹2将导致制氮气装置内气压升高，可能会有发生爆炸的危险。

     (4) 硬质玻璃管减重1.44克，而氧是0.96克，故碳是0.48克。参加反应的碳、氧原子数比为2：3，故可得出结论。令n（CO2）= x，n（CO）=y。（x+y）： (2x+y)=2：3,x：y=1：1。

     (5) 尾气中含有有毒气体CO，故需燃烧以免污染空气。

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    甲醛是世界卫生组织（WHO）确认的致癌物和致畸物质之一．我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08mg?m-3．某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量，请你参与并协助他们完成相关学习任务．
    【测定原理】KMnO4（H+）溶液为强氧化剂，可氧化甲醛和草酸．
    4MnO4-+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
    2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
    【测定装置】部分装置如图1所示

    [测定步骤]
    ①用
    酸式滴定管
    酸式滴定管
    量取5.00mL1.00×10-3mol?L-1KMnO4溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H2SO4酸化．
    ②将1.00×10-3 mol?L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用．
    ③打开
    a
    a
    ，关闭
    b
    b
    （填“a”或“b”），用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气．关闭
    a
    a
    ，打开
    b
    b
    （填“a”或“b”），再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应．再重复③操作4次．
    ④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中（包括洗涤液），再用标准草酸溶液进行滴定，记录滴定所消耗的草酸溶液的体积．
    ⑤再重复实验2次，实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL．
    【交流讨论】
    （1）计算该居室内空气中甲醛的浓度
    18
    18
    mg?m-3，该居室的甲醛
    是
    是
    （填是或否）超标．
    （2）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，请你对其可能的原因（假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误）提出合理假设：
    注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等
    注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅等
    （至少答出2种可能性）．
    （3）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中一致认为：实验装置应加以改进．有同学提议：可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（图2），有利于提高实验的准确度，其理由是
    增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分
    增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积，使空气中的甲醛反应充分
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    （2010?和平区一模）Ⅰ．某化学兴趣小组探究饱和氯水与石灰石的反应，并制取较浓的HClO溶液和对所得溶液中的部分阴离子进行检验．
    实验操作 实验现象
    步骤1 在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20mL饱和氯水，充分反应，过滤，将滤液分为若干份． 有少量气泡产生，溶液的黄绿色褪去．
    步骤2 将第一份滤液与稀盐酸混合． 产生大量气泡．
    步骤3 将第二份滤液加热． 溶液变浑浊，且有大量无色气体产生．
    （1）用平衡移动的观点解释石灰石溶解氯水的原因
    将石灰石放在水中有CaCO3（S）=Ca2+（aq）+CO32-（aq）平衡存在，氯水中存在Cl2+H2O?H++Cl-+HClO平衡，加入到氯水中又有2H++CO32-=H2O+CO2↑发生，H+-的浓度减少，平衡正向移动，石灰石溶解了氯水
    将石灰石放在水中有CaCO3（S）=Ca2+（aq）+CO32-（aq）平衡存在，氯水中存在Cl2+H2O?H++Cl-+HClO平衡，加入到氯水中又有2H++CO32-=H2O+CO2↑发生，H+-的浓度减少，平衡正向移动，石灰石溶解了氯水
    ．
    （2）步骤2、步骤3的实验目的都是
    检验HCO3-离子
    检验HCO3-离子
    ，为达到该实验目的，还可以采取的方法是
    另取一份滤液，加入NaOH溶液，观察有无沉淀产生
    另取一份滤液，加入NaOH溶液，观察有无沉淀产生
    ．
    （3）请你设计-个简单的实验方案，证明步骤1所得滤液中的HClO浓度比饱和氯水中HClO浓度大：
    同时将滤液和饱和氯水滴在有色布条上，比较有色布条褪色的快慢
    同时将滤液和饱和氯水滴在有色布条上，比较有色布条褪色的快慢
    ．
    Ⅱ．摩尔盐[（NH4）2SO4?FeSO4?6H2O]在空气中比一般亚铁盐稳定，是化学分析中常用的还原剂．某研究性学习小组按以下步骤制取摩尔盐：
    ①用30%的NaOH溶液和废铁屑混合、煮沸、冷却、分离；
    ②用①处理过的铁屑和稀H2SO4反应制取FeSO4；
    ③将②制得的FeSO4溶液与[（NH4）2SO4溶液混合，结晶得到摩尔盐．
    试回答下列问题：
    （1）如何从溶液中分解出摩尔盐？
    （2）如何设计一个简单的实验证明得到的产品中有Fe2+？
    （3）为了确定产品中亚铁离子的含量，某研究小组用KMnO4酸性溶液进行滴定，请写出该反应的离子方程式：
    MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
    MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
    ．
    （4）现有等浓度的①（NH4）2CO3  ②（NH4）2SO4  ③（NH4）2Fe（SO4）2溶液，其中c（NH4+）由大到小的顺序是：
    ③②①
    ③②①
    （填序号）．

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年安徽省皖北协作区髙三年级联考化学试卷（解析版） 题型：实验题

    二氧化氮（NO2)是一种具有高度活性的气态物质，NO2与Na2O2均具有较强的氧化性，某研究性学习小组对二者能否发生反应进行探究。

    【实验】

    下列关于实验室制备NO2的说法正确的是_______

    a．实验室常用铜和浓硝酸反应制取二氧化氮

    b．二氧化氮常用向下排空气法收集

    c．二氧化氮易溶于水，尾气可用水吸收.

    d．用注射器收集的二氧化氮，压缩后颜色变浅

    e．实验后容器中残留液需用碱液处理

    【提出假设】

    假设一：NO2与Na2O2二者不反应；

    假设二：NO2能被Na2O2氧化；

    假设三：                            

    【查阅文献】

    NO2在反应中能生成HNO3和HNO2；HNO2旣有氧化性，又有还原性，能被强氧化剂如KMnO4氧化。

    【设计实验】

    (1)实验时，将NO2气体通入盛有Na2O2的玻璃管中，淡黄色粉末完全变成白色，说明假设    不成立。

    (2)若假设二成立，反应的化学方程式是               。

    (3)为验证假设二是否成立，该小组同学做了如下定性实验研究，请完成下表内容。

    实验步骤

    （不要求写具体操作过程，仪器任选）

    预期的实验现象及结论

    取适量的白色固体置于试管中，…………

     

     

    【定量分析】

    若实验前该小组同学用托盘天平称量过氧化钠的质量为3.9g，充分反应后白色固体质量为8.4g，该小组同学得出假设2不成立的结论。你是否同意他们的结论，并简述理由：               

     

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    科目：高中化学 来源：专项题 题型：实验题

    某研究性学习小组对“钠在空气中燃烧的产物”进行了探究。其实验过程是：取一小块钠在空气中加热片刻后与一定量的水反应，收集到V mL气体（标准状况），将所得溶液用盐酸滴定恰好中和完全（如图所示）。
    试回答：
    (1)钠块在空气中易被氧化，因此实验室保存钠块应将其保存在盛有煤油的试剂瓶中，取出钠块的操作是用__________（填仪器名称）从试剂瓶中夹出一小块钠，做该探究实验之前，应对该钠块表面进行处理，目的是___________
    (2)将已处理过的钠块放在图甲石棉网上加热，产生的现象是：①___________； ②____________；③产生白烟；④残留有白色固体。
    (3)将已冷却的燃烧产物转移到图乙的烧瓶中，当滴入水时发生反应，产生的气体集中在集气瓶里，读取量筒读数时要注意三点：①待气体冷却后，②调节集气瓶与量筒液面持平，③____________。若V =168. 00 mL(标准状况)，在一定条件下将其引燃，恰好完全反应。请将产生上述气体的固体成分及其质量填在下表：
    (4)滴定之前，将乙中烧瓶内的液体(NaOH)全部转移到丙的_____________（仪器名称）中，转移的方法是：将烧瓶内的液体用玻璃棒引流倒入上述仪器中，再 ___________（填操作），待冷却后滴入几滴甲基橙指示剂，用盐酸进行滴定，终点现象是___________。若滴入盐酸浓度为0.40 mol/L，消耗的体积为75. 00 mL，则原来取出的纯净Na 的质量为___________克。

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某研究性学习小组对“钠在空气中燃烧的产物”进行了探究。其实验过程：取一小块钠在空气中加热片刻后与一定量的水反应，收集到168 mL气体(标准状况下)，在一定条件下将其引燃，恰好完全反应。下列说法错误的是                                  (　 　)

    A．燃烧时出现黄色的火焰

    B．将燃烧的产物溶于水发生置换反应，有单质H2和O2产生

    C．燃烧产物中过氧化钠的质量为0.39 g

    D．燃烧产物中钠和过氧化钠的物质的量之比为2∶1

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