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(14分)曾经有一种固氮的方法:1100°C通N2和CaC2反应得到CaCN2
已知:CaCN2+3H2O = 2NH3+CaCO3;CaC2+2H2O = C2H2↑+Ca(OH)2
 
(1)某同学采用以下装置(加热和夹持仪器已略去)制取少量的CaCN2
①U形管中盛放的物质是         (填一种);
   (填“能”或“不能”)用普通玻璃管代替图中石英管;
(2)检验反应后的固体(用W表示)中含有氮元素该同学将适量W溶于水,有气泡产生,说明固体中含有氮元素,该结论不正确。若要得出正确结论,还需进行的实验是                      
(3)测定W中CaCN2的质量分数
步骤Ⅰ:按如图所示装置(夹持仪器已略去)进行实验:关闭弹簧夹,将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中,当W反应完全后,打开弹簧夹,通入氮气,直至氨气被200mL0.1 mol·L-1硫酸完全吸收。
步骤Ⅱ:准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用cmol·L-1NaOH溶液滴定过量的硫酸,实验测得消耗标准溶液的平均体积为vmL。
已知三种常用指示剂变色pH范围如下:

指示剂
a
b
c
变色pH范围
3.1~4.4
8.0~10.0
4.4~6.2
说明
pH<3.1显红色
pH>4.4显黄色
pH<8.0显无色
pH>10.0显红色
pH<4.4显红色
pH>6.2显黄色
①上述滴定过程中,不宜选用的指示剂是                 (填字母序号);
②烧杯中最终吸收氨气的物质的量为          mol;经进一步计算可求得W中CaCN2质量分数。
③上述实验所得结果明显偏小,若不考虑装置的气密性和操作误差,则导致结果偏小的可能原因是  
                (写1种)。

(1)①碱石灰或无水氯化钙等   (2分)②不能  (2分)
(2)将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素(2分)
(3)①b(2分) ②0.04-0.01cv   (3分)
③步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全。(或其他合理答案)(3分)

解析试题分析:(1)①由于碳化钙极易与水反应,因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入,因此可以是碱石灰或无水氯化钙等。
②由于普通玻璃中含有二氧化硅,而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2,所以不能用普通玻璃管代替图中石英管。
(2)由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡,因此要验证含有氮元素,还必须检验生成的气体中含有氨气,所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素。
(3)①滴定前溶液显酸性,而b指示剂在酸性条件下是无色的,当硫酸恰好被反应后,硫酸铵溶液还是显酸性的,因此如果用b指示剂,溶液仍然是无色的,因此不宜选用的是b。
②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol,则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol× =0.005cvmol,所以与氨气反应的硫酸的物质的量是0.02mol-0.005cvmol,则与硫酸反应的氨气的物质的量是(0.02mol-0.005cvmol)×2=(0.04-0.01cv)mol。
③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成,因此如果实验所得结果明显偏小,则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面,导致反应不完全。
考点:考查物质制备实验方案设计与评价、滴定实验以及物质含量计算与误差分析等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。某同学查阅资料后设计生产NaClO2的主要流程如下。

(1)双氧水的结构式为:           ;Ⅰ中发生反应的还原剂是     (填化学式)。
(2)Ⅱ中反应的离子方程式是                              
(3)A的化学式是        ,装置Ⅲ中A在        极区产生。
(4)ClO2是一种高效水处理剂,可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备。
①写出该反应的化学方程式       
②研究表明:若反应开始时盐酸浓度较大,则气体产物中有Cl2,用离子方程式解释产生Cl2的原因                               
(5)NaClO2变质可分解为NaClO3和NaCl。取等质量变质前后的NaClO2试样均配成溶液,分别与足量FeSO4溶液反应时,消耗Fe2+的物质的量       (填相同、不相同或无法判断)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

乙酸乙酯是无色具有水果香味的液体,沸点为77.2 ℃,实验室某次制取它用冰醋酸14.3 mL、95%乙醇 23 mL。还用到浓硫酸、饱和碳酸钠以及极易与乙醇结合成六水合物的氯化钙溶液。主要装置如图所示:

实验步骤:
①先向A中的蒸馏烧瓶中注入少量乙醇和浓硫酸后摇匀,再将剩下的所有乙醇和冰醋酸注入分液漏斗里待用。这时分液漏斗里冰醋酸和乙醇的物质的量之比约为5∶7。
②加热油浴保温约135 ℃~145℃
③将分液漏斗中的液体缓缓滴入蒸馏烧瓶里,调节加入速率使蒸出酯的速率与进料速率大体相等,直到加料完成。
④保持油浴温度一段时间,至不再有液体馏出后,停止加热。
⑤取下B中的锥形瓶,将一定量饱和Na2CO3溶液分批少量多次地加到馏出液里,边加边振荡,至无气泡产生为止。
⑥将⑤的液体混合物分液,弃去水层。
⑦将饱和CaCl2溶液(适量)加入到分液漏斗中,振荡一段时间后静置,放出水层(废液)。
⑧分液漏斗里得到的是初步提纯的乙酸乙酯粗品。
试回答:
(1)实验中浓硫酸的主要作用是__________                       _______。
(2)用过量乙醇的主要目的是________                            _________。
(3)用饱和Na2CO3溶液洗涤粗酯的目的是________                        ___。
如果用NaOH溶液代替Na2CO3溶液将引起的后果___________________________________。
(4)用饱和CaCl2溶液洗涤粗酯的目的是_____                           ______。
(5)在步骤⑧所得的粗酯里还含有的杂质是______  ___。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(共15分) 某矿样含有大量的CuS及少量其它不溶于酸的杂质。实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体,流程如下:

(1)在实验室中,欲用37%(密度为1.19 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有_______________ 、  _______________ 。
(2)①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是_______  (填下列各项中序号)。

②CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl- CuCl42-(黄色)+4H2O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是____ (填下列各项中序号)。        a.FeCl3固体     b.CuCl2固体     c.蒸馏水
(3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。

①CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成,转化顺序为下列四阶段:

第①步转化主要在200~300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为  _______________ 。                                                            
②300~400oC范围内,固体质量明显增加的原因是_______________,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是__________(填下列各项中序号)。
a.一阶段    b、二阶段    c、三阶段  d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2和O2的混合物。

a.装置组装完成后,应立即进行气密性检查,请写出检查A-D装置气密性的操作  __________ 。
b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为_______________ 溶液。
c.若原CuS矿样的质量为l0.0 g(含加热不反应的杂质),在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为8.4 g,则原矿样中CuS的质量分数为__________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

过碳酸钠(Na2CO3·3H2O2),有固体双氧水的俗称,该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质,被大量应用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中,过碳酸钠的某生产流程如下图所示。
已知:2Na2CO3+3H2O2=2Na2CO3·3H2O △H<0;回答下列问题:

(1)下列物质可使过碳酸钠较快失效的是(填序号)_________。

A.FeCl3溶液 B.H2S C.稀硫酸 D.NaHCO3溶液
(2)反应①应先通入的气体是__________。
(3)在上述流程中,向反应前的H2O2中加入稳定剂的作用是____________________。
(4)该生产流程中可循环使用的物质是______________________________(填化学式)。
(5)生产过碳酸钠的流程中遗漏了一步,造成所得产品纯度偏低,请简述该步操作过程___________。
(6)实验室利用下图装置制备过碳酸钠,该装置中恒压滴液漏斗中支管的作用是_______,冷凝管应从__________处进水。
(7)由实验测定反应温度对产物的影响如下表:根据下表数据,你认为反应最佳的温度选择的范围是_______________。
T/℃
活性氧百分含量
产率
5~10
13.94
85.49
10~15
14.02
85.78
15~20
15.05
88.38
20~25
14.46
83.01

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

亚硝酸钠广泛用于印染、漂白等行业,在建筑行业用作防冻剂,在食品工业作防腐剂和增色剂,它是一种潜在致癌物质,过量或长期食用对人产生危害,由于亚硝酸钠有咸味,外观与NaCl相似,曾多次发生被当食盐误食的事件。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置,利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)

查阅资料:
①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2==HNO3+2NO↑+H2O;
②NO2能被很多常见的强氧化剂氧化,如在酸性溶液中可将MnO4还原为Mn2且无气体生成。
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
④HNO2在酸性溶液也是一种氧化剂,如能把I-氧化成I2
⑤AgNO2是一种难溶于水易溶于酸的白色化合物。
(1)写出C中制备亚硝酸钠反应的化学方程式(反应物的物质的量之比为2:1)             
(2)D装置的作用是             
(3)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。为排除干扰甲同学在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是________(写名称)。
(4)人体正常的血红蛋白中含Fe2+。若误食亚硝酸盐(如NaNO2),则导致血红蛋白中Fe2+转化为Fe3+而中毒,服用维生素C可解毒。下列叙述不正确的是     
A亚硝酸盐是还原剂        
B维生素C是还原剂
C维生素C将Fe3+还原Fe2+                                        
D亚硝酸盐被还原
(5)能用来鉴别NaNO2和NaCl的方法是         
A 测溶液pH法
B.加酸法
C.AgNO3和HNO3两种试剂法  
D.加KI淀粉(酸性)法
E.以上四种方法都可
(6)某同学把溴水加到NaNO2溶液观察到溴水褪色,请写出此反应的离子方程式                                        。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(12分)氯酸钾热分解是实验室制取氧气的一种方法,某探究小组查阅资料得知,氯酸钾在不同条件下分解结果如下:

实验
反应体系
第一放热峰温度(℃)
第二放热峰温度(℃)
l
KC1O3
400(无气体放出)
480(有少量气体放出)
2
KC1O3+MnO2
350(有大量气体放出)
 
已知实验1在480℃时反应方程式为KClO4KCl+2O2↑,请写出在400℃的化学反应方程式                                   (提示:反应中只有氯元素的化合价改变)。
该小组同学利用实验2来制取氧气时,在实验中发现生成的气体略带颜色、并有刺激性气味。
【提出问题】实验中生成的气体中除了氧气外还含有什么物质?
【查阅资料】1.二氧化氯常温下是黄色有强烈刺激性气味的气体
2.二氧化氯具有强氧化性,在溶液中能够把二价锰氧化成四价锰,使之形成不溶于水的二氧化锰(2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl),而氯气不能。
【提出假设】假设l:含有氯气;假设2:含有二氧化氯。
【设计实验】甲同学设计实验验证假设1成立。
实验步骤
实验现象
实验结论
将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸
                            
假设l正确
乙同学设计实验验证假设2成立。
实验步骤
实验现象
实验结论
                 
                  
假设2正确
【思考与交流】你同意他们的实验方案吗,理由是                                 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下的实验装置。
 
(1)实验室用装置A制备SO2。某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是:         
(2)实验室用装置E制备Cl2,其反应的化学化学方程式为:
MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
若有6 mol的HCl参加反应,则转移的电子总数为          
(3)①反应开始一段时间后,观察到B、D两个试管中的品红溶液出现的现象是:B:          ,D:        
②停止通气后,再给B、D两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为B:         ,D:          
(4)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1∶1同时通入到品红溶液中,结果发现褪色效果并不像想象的那样。请你分析该现象的原因(用化学方程式表示)           

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