小菜鸟化学压轴题30道参考答案.doc

小菜鸟化学压轴题30道参考答案与试题解析1（2013宝应县二模）甲醛（CH2O）是世界卫生组织确认的致癌致畸物质之一我国规定：室内甲醛含量不得超过8105mg/L某研究性学习小组利用KMnO4和H2SO4的混和液测定居室内空气中甲醛的含量【实验原理】KMnO4和H2SO4的混和液与甲醛的反应方程式为：4KMnO4+5CH2O+6H2SO4=4MnSO4+2K2SO4+5X+11H2O其中X的化学式为CO2；随着甲醛的不断通入，溶液的PH变大（填“变大”、“变小”或“不变”），但由于测定的需要，配制混和液时使用了过量的硫酸，因此反应结束时溶液的PH7（填“”、“”或“=”）随着甲醛的不断通入，溶液的紫红色不断褪去，到刚好变为无色时，通入的甲醛与混和液中的KMnO4恰好完全反应；此时只要知道原混和液质量以及其中高锰酸钾的质量分数，就可利用前述反应方程式计算出通入的甲醛质量【实验装置】如图1；【实验步骤】检查该装置气密性的方法之一是：打开 a 和b，拨出双孔塞，向集气瓶中加蒸馏水至浸没左导管口约2cm，塞上双孔塞，再关闭a（填“a”或“b”），最后抽或推注射器，造成左导管与瓶内产生液面差；若液面差稳定，则装置气密（填“气密”或“不气密”）若装置气密，则加混和液前不要（填“要”或“不要”） 将集气瓶中蒸馏水先倒出向集气瓶中加入5.00g 混和液（其中KMnO4的质量分数为1.58104），再向其中加适量蒸馏水，扩大液体的量以利吸收甲醛先打开a（填“a”或“b”），关闭另一个活塞，每次用注射器抽取100mL室内空气，然后进行相反关开活塞的操作，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，如此反复多次直至溶液刚好完全褪色，计下推入气体次数【数据处理】若实验中，当第250次将气体压送到洗气瓶中时，溶液的红色刚好褪去，则该居室内空气中甲醛含量不符合规定（填“符合”或“不符合”）己知：KMnO4、CH2O的相对分子质量依次为158、30；1g=1000mg；1L=1000mL计算过程：解：设甲醛的质量为x4KMnO4 +5CH2O+6H2SO4 =4MnSO4+2K2SO4+5CO2+11H2O4158 5305.00g1.58104x= x=1.875104因为每次用注射器抽取100mL室内空气，第250次恰好反应，则通入的空气体积为：100ml250=25000mL=25L，所以该居室内空气中甲醛的含量=0.0075mg/L=7.5103mg/L8105mg/L，故不符合，通入的空气体积为25L【误差分析】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，你认为其可能的原因是（假设溶液配制、量取过程均无错误）：没有搅拌，甲醛和高锰酸钾反应不完全、注射器压送气体速度过快（要答出2种可能性）【交流讨论】实验后的交流中，有小组成员认为：可将插入混和溶液的管子下端改成具有多孔的球泡（如图2），有利于提高实验的准确度，其理由是增大了甲醛和溶液的接触面积【分析】根据化学反应前后原子的种类和个数都不变，分析X的化学式；根据反应过程中硫酸逐渐参加反应分析溶液PH的变化；根据配制混和液时使用了过量的硫酸，因此溶液呈现酸性，判断pH；根据信息甲醛与混和液中的KMnO4恰好完全反应，可依据化学方程式中高锰酸钾的质量计算甲醛的质量分析；根据检查该装置气密性时要注意形成一个密闭的空间分析开关的闭合情况；根据向集气瓶中加入5.00g 混和液，需要向其中加适量蒸馏水，扩大液体的量以利吸收甲醛分析蒸馏水的处理；根据吸取室内的气体需要通过a开关，而将气体推进溶液中需要通过b开关分析；根据高锰酸钾的质量计算甲醛的质量，然后计算空气中甲醛的含量和标准进行比较得出结论；根据导气管和溶液局部接触，反应不充分等进行猜想；根据导气管和多孔的球泡的不同处分析优点【解答】解：根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和个数都不变，反应前后K原子的个数都是4个，Mn的原子个数是4个，S原子的个数是6个，H原子的个数是22个，而反应前C原子的个数是5个，O原子的个数是45个，而反应后没有C原子，35个O原子，故缺少5个C原子，10个O原子，X的化学式前的化学计量数是5，所以X的化学式是CO2；故答案为：CO2；混合液中含有硫酸，反应过程中硫酸逐渐参加反应，因此溶液的酸性会减弱，则pH会变大；因为配制混和液时使用了过量的硫酸，因此反应结束时溶液呈现酸性，故pH会小于7；故答案为：变大；根据信息甲醛与混和液中的KMnO4恰好完全反应，因此可依据化学方程式中高锰酸钾的质量计算甲醛的质量，而高锰酸钾的质量=混合液的质量高锰酸钾的质量分数；故答案为：高锰酸钾；检查该装置气密性时要注意形成一个密闭的空间，因此在抽或推注射器前要先关闭开关a，防止空气进入集气瓶内；因为通过抽或推注射器，使装置内的气压变小或变大，从而造成左导管与瓶内产生液面差且液面差稳定，所以装置的气密性良好；故答案为：a；气密；因为向集气瓶中加入5.00g 混和液，需要向其中加适量蒸馏水，扩大液体的量以利吸收甲醛，因此原有的蒸馏水可以不要倒走；故答案为：不要；吸取室内的气体需要通过a开关，而将气体推进溶液中需要通过b开关，因此要用注射器取空气药品时，要先打开a，关闭b；故答案为：a；根据高锰酸钾的质量计算甲醛的质量，然后计算空气中甲醛的含量和标准进行比较得出结论；故解：设甲醛的质量为x4KMnO4 +5CH2O+6H2SO4 =4MnSO4+2K2SO4+5CO2+11H2O4158 530 5.00g1.58104 x= x=1.875104因为每次用注射器抽取100mL室内空气，第250次恰好反应，则通入的空气体积为：100ml250=25000mL=25L，所以该居室内空气中甲醛的含量=0.0075mg/L=7.5103mg/L8105mg/L，故不符合；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，可能是没有搅拌，甲醛和高锰酸钾反应不完全或注射器压送气体速度过快使甲醛和高锰酸钾反应不完全；故答案为：没有搅拌，甲醛和高锰酸钾反应不完全；甲醛和高锰酸钾反应不完全等；导气管的面积较小，会使反应不充分，而多孔的球泡能够增大反应物的接触面积；故答案为：增大了甲醛和溶液的接触面积【点评】本题是有关室内甲醛含量的测定的探究，涉及的知识点较多：质量守恒定律的运用、溶液pH的变化、装置气密性的检查、取用样品的方法、根据化学方程式的计算、装的评价等，综合性较强，难度较大2（2013广陵区校级三模）探究一：工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4某兴趣小组用草酸晶体制取CO，并进行了如下图所示实验试回答：【查阅资料】草酸晶体（H2C2O43H2O）在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO（1）实验前应先检查装置的气密性（2）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A中试剂是c、C中的试剂是a（填字母编号）a浓硫酸 b澄清的石灰水 c氢氧化钠溶液（3）F装置的作用是防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中（4）某同学认为图示装置有不足之处，改进的方法是在F后用酒精灯点燃探究二：精还原铁粉是一种重要的化工原料，某兴趣小组对其进行下列研究：【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下：粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质，可用氢气在高温下进一步还原，其反应方程式为FexOy+y H2x Fe+y H2O，Fe3C+2H23Fe+CH4（1）写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（2）焙烧中加焦炭的作用除了可以生成CO外，还能提供热量【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数，按如下装置进行实验已知3CH4+4Fe2O33CO2+6H2O+8Fe（假设每步反应都完全，且不考虑装置内原有空气对测定结果的影响）（3）主要实验步骤如下：按顺序组装仪器，检查装置的气密性，称量样品和必要装置的质量；点燃A处酒精灯；缓缓通入纯净干燥的H2；点燃C处酒精灯；分别熄灭A处、C处酒精灯；再缓缓通入少量H2；再次称量必要装置的质量操作的先后顺序是B（填字母）AB（4）步骤的目的是除去装置内的氧气，防止发生爆炸，验证该步骤目的达到的实验方法是收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音；（5）若缺少装置D，则所测氧元素的质量分数将不变（填“偏大“偏小“或“不变“，下同）（6）粗还原铁粉样品的质量为20.000g，装置B、E分别增重0.360g和0.440g，则计算样品出中碳元素的质量分数是0.6%，氧元素的质量分数是1.6%（无需计算过程）【分析】探究一、（1）草酸晶体（H2C2O43H2O）在浓硫酸作用下受热分解，实验前应先检查装置的气密性；（2）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，二氧化碳可以用浓硫酸干燥；（3）碱石灰能够学生二氧化碳和水蒸气；（4）实验装置的一个明显缺陷：缺少尾气处理装置；探究二、（1）CO具有还原性，能与氧化铁反应而使氧化铁还原成铁，同时放出二氧化碳；（2）焦炭燃烧放出大量的热，该热量可维持其它反应的发生；（3）装置A在加热时发生反应，生成的水与甲烷通过装置B处理后进入装置C，进入该装置的气体在加热条件下发生反应；（4）步骤的目的是 除去装置内的氧气，防止发生爆炸，验证该步骤目的达到的实验方法是收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音；（5）若缺少装置D，氧元素的测定时取决于B装置的吸收，所以是不会影响的（后面与氧化铁的反应物是甲烷气体反应造成的，所以二氧化碳中的氧元素不会影响到）；（6）装置B中浓硫酸吸收氢气与粗还原铁粉反应生成的水，由该装置增重为反应生成水的质量可求得粗还原铁粉中氧元素质量；装置E中碱石灰吸收甲烷与氧化铁反应产生的二氧化碳，由该装置增重为反应生成二氧化碳的质量可计算出粗还原铁粉中所含碳元素质量【解答】解：探究一、（1）实验前应先检查装置的气密性，否则会由于漏气使实验失败；（2）二氧化碳一般用氢氧化钠溶液吸收，用澄清的石灰水检验，还可以检验二氧化碳是否除尽，一氧化碳可以用浓硫酸干燥；所以A中盛放的是氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，氢氧化钙是验证二氧化碳是否被除净，C中盛放的是浓硫酸，吸收水分；（3）E装置中碱石灰可以吸收反应产生的二氧化碳，F装置中碱石灰是防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中，影响实验的测定；（4）实验装置的一个明显缺陷：缺少尾气处理装置，没有参加反应的一氧化碳会污染空气，在F后用酒精灯点燃没有参加反应的气体因此可以在在F后用酒精灯点燃；探究二、（1）氧化铁在高温条件下能与CO发生反应生成铁与二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（2）焦炭燃烧放出大量的热，产生的热量使装置内其它反应得以发生；（3）根据题目中的假设情况，为使装置A反应产生的甲烷气体全部在装置C中发生反应，操作时应先将C处酒精灯点燃，然后再点燃A处酒精处；（4）步骤的目的是 除去装置内的氧气，防止发生爆炸，验证该步骤目的达到的实验方法是收集尾气靠近燃着的酒精灯，听声音；有剩余则没有完全被除掉；（5）若缺少装置D，氧元素的测定时取决于B装置的吸收，所以是不会影响的（后面与氧化铁的反应物是甲烷气体反应造成的，所以二氧化碳中的氧元素不会影响到）；（6）装置B增重0.360g，则说明粗还原铁粉与氢气反应生成水的质量为0.360g，因此生成水中氧元素质量=0.360g100%=0.320g；样品中氧元素的质量分数=100%=1.6%装置E增重0.440g，则甲烷与氧化铁反应生成二氧化碳的质量为0.440g，生成二氧化碳中碳元素质量=0.440g100%=0.120g样品中碳元素的质量分数=100%=0.6%答：样品中氧和碳元素的质量分数分别为1.6%、0.6%故答案为：探究一（1）检查装置气密性； （2）c a； （3）防止空气中二氧化碳、水蒸气进入E装置中； （4）在F后用酒精灯点燃；探究二（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （2）提供热量 （3）B（4）除去装置内的氧气（或空气），防止发生爆炸；收集尾气点燃，听声音；（5）不变；（6）0.6% 1.6%【点评】本题考查了常规性的冶炼铁的原理及实验的注意事项等，并在此基础上通过对铁冶炼原理的知识迁移，理解该题的实验过程及目的，考查了知识的运用及实验分析的能力3（2014镇江校级模拟）碳酸镁晶须（MgCO3nH2O，n=15的整数）广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域为测定碳酸镁晶须中n的值，学习小组设计了如下装置并进行了3次实验：（不考虑稀盐酸挥发）查阅资料：a、碳酸镁晶体受热分解，生成3种氧化物；b、相对分子质量：Mr（MgCO3）：84、Mr（H2O）：18、Mr（MgO）：40、Mr（CO2）：44实验步骤检查气密性；准确称取3.45g MgCO3nH2O放在B装置中，连接仪器；打开弹簧夹a，鼓入一段时间空气，称量C装置的质量；关闭弹簧夹a，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入稀盐酸至不再产生气体为止；打开弹簧夹a，缓缓鼓入空气；准确称量C装置的质量（如表）；编 号123实验前228.00228.00228.00实验后229.10229.11229.09重复上述步骤；根据数据进行计算实验分析及数据处理（1）完善实验步骤：检查气密性；缓缓鼓入空气；（2）请计算碳酸镁晶须中的n值（要求有计算过程，3分）（3）A装置中盛放的溶液是NaOH（浓）溶液；（4）D装置的作用是防止空气中的CO2进入C装置，造成误差；实验反思（5）实验结果与理论值有偏差，原因可能是B装置生成的CO2带出的水蒸气一同进入C装置；（6）下列选项中，会造成实验结果偏大的是；偏小的是；反应结束后，没有通空气； 称量C装置前，没有通空气；没有A装置； 没有D装置；稀盐酸滴加速率太快； C装置中NaOH溶液浓度过大；（7）为精确测定n的值，在老师指导下，小组同学称取13.8g MgCO3nH2O进行热重分析，并绘制出如图所示的热重曲线示意图则：t2时，剩余固体为MgCO3H2O（填化学式）；最终剩余的4.0g物质是MgO（填化学式）；MgCO3nH2O完全分解的化学方程式为：MgCO33H2OMgO+CO2+3H2O【分析】（1）根据实验目的分析实验步骤（2）根据二氧化碳与碳酸镁晶体的质量关系分析（3）根据实验目的分析氢氧化钠溶液的作用（4）根据C装置的作用分析D装置的作用（5）根据实验步骤分析出现实验误差的原因（6）根据操作步骤引起的二氧化碳质量 的变化分析对n值的影响（7）根据图象分析晶体分解过程及产物【解答】解：（1）有气体生成的装置必须先检查装置的气密性通过碳酸镁晶体与盐酸反应产生二氧化碳的质量确定n的值，实验前应将装置中的二氧化碳排净，因此先将除去二氧化碳的空气鼓入装置，要除去空气中二氧化碳，可将空气通过氢氧化钠溶液吸收，然后关闭弹簧夹a，打开分液漏斗活塞，缓缓滴入稀盐酸至不再产生气体为止，打开弹簧夹a，缓缓鼓入空气，使产生的二氧化碳全部排到C装置中，C装置增重的质量即为生成的二氧化碳的质量（2）3次实验C装置平均增重（1.1+1.11+1.09）g/3=1.1gMgCO3nH2OCO284+18n 443.45g 1.1g 解得：n=3（3）由上述分析可知A装置内盛的是氢氧化钠溶液，以吸收空气中的二氧化碳，防止对生成二氧化碳质量的干扰，（4）D装置碱石灰的作用是防止空气中的CO2进入C装置，造成误差（5）实验结果与理论值有偏差，原因可能是B装置生成的CO2带出的水蒸气一同进入C装置（6）反应结束后，没有通空气，产生的二氧化碳没有全部排到C装置，使二氧化碳的质量偏小，引起结果偏大称量C装置前，没有通空气，使空气中二氧化碳被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小没有A装置，使空气中二氧化碳被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小没有D装置，使外界空气中二氧化碳进入C装置吸收，使二氧化碳的质量偏大，引起结果偏小稀盐酸滴加速率太快，产生的二氧化碳没有全部被C装置吸收，使二氧化碳的质量偏小，引起结果偏大C装置中NaOH溶液浓度过大，不会影响二氧化碳的质量，对结果没有影响（7）由第（2）问计算可知该晶体的化学式为MgCO33H2O，由图象可知该晶体分解过程先分解生成水，当结晶水全部失去后碳酸镁分解生成氧化镁和水，设t2时，剩余固体化学式为MgCO3xH2O，则此时分解的化学方程式为MgCO33H2OMgCO3xH2O+（3x）H2O138 84+x1813.8g 10.2gx=1故此时物质的化学式为MgCO3H2O根据分解过程可知最终分解过程是碳酸镁完全分解生成氧化镁和水，因此最终固体是氧化镁，化学式为MgOMgCO3nH2O完全分解的化学方程式为MgCO33H2O MgO+CO2+3H2O故答案为：（1）检查气密性 缓缓鼓入空气（2）3次实验C装置平均增重（1.1+1.11+1.09）g/3=1.1gMgCO3nH2OCO284+18n 443.45g 1.1g =解得：n=3（3）NaOH（浓）溶液（4）防止空气中的CO2进入C装置，造成误差（5）B装置生成的CO2带出的水蒸气一同进入C装置（6）（7）MgCO3H2O MgO MgCO33H2O MgO+CO2+3H2O【点评】本题考查通过分析实验数据测定物质组成，要注意保证产生的二氧化碳全部被吸收，同时要排除装置内空气中的二氧化碳进入C装置4（2016扬州校级一模）水生命之源（1）日常生活中区分硬水与软水用肥皂水生活中将硬水软化用煮沸方法（2）自来水厂常用二氧化氯杀菌消毒，写出二氧化氯的化学式并标出氯元素的化合价（3）某养殖场欲测定水池中水的酸碱性强弱，可选用C（填序号）A紫色石蕊试液B酚酞试液CpH 试纸（4）探究水的组成化学上用图1装 置来测定 水的组 成，其中 a 为电 源的负 （填“正”或“负”）极，实验时加入少量氢氧化钠来增强水的导电性，若一开始容器中水的质量为49.7克，加入 0.3 克的氢氧化钠完全溶解后，通电一段时间后，溶液中的溶质质量分数变为0.625%，则理论ab上，乙试管中可以收集到气体1.5克（精确到小数点后一位），该实验得到关于水的组成的结论是水是由氢氧两种元素组成的（5）测定水中各原子的个数比实验室用纯净干燥的氢气还原氧化铜，并通过实验过程中相关装置中的质量变化来 测定水中氢氧原子个数比，实验步骤如下：（ 假设每步均吸收完全，不考虑一开始装置中 空气对实验结果的影响）已知：碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物，可吸收水和二氧化碳，氢氧化铜受热分解会生成水和氧化铜 第一步：连接装置，检查装置气密，第二步：分别称得 C 中玻璃管和药品总质量101.6克，D中装置连同药品总质量120.0克第三步：通一段时间的氢气，开始对 C 处玻璃管加热第四步：停止加热，继续通一段时间的氢气，第五步：再次称得 C 中玻璃管和药品总质量100.0克，D中装置连同药品总质量121.8克写出标号仪器的名称a铁架台b酒精灯如图3的实验中用锌和较浓的盐酸反应并得到持续稳定的气流，方框中应当选用的发生装置为图2中的甲（选“甲”“乙”或“丙”），其中生成氢气的化学方程式为Zn+2HClZnCl2+H2A、B 装置中放的药品分别为c（填序号）aA 中饱和的碳酸氢钠溶液B 中浓硫酸bA 中浓硫酸B 中饱和的碳酸氢钠溶液cA 中浓氢氧化钠溶液B 中浓硫酸dA 中浓硫酸B 中浓氢氧化钠溶液实验开始通一段时间的氢气，目的是除尽装置中的空气，确认此目的已经达到的实验操 作方法为在E装置尾部收集气体并验纯加热一段时间后，C 中发生反应的方程式为CuO+H2Cu+H2O，实验结束，停止加热，继续通氢气 的目的之一是让生成的铜充分冷却，另一目的为让生成的水被完全吸收E 装置的作用为防止空气中的水和二氧化碳进入装置D，若无此装置，会导致实验测得的氢氧个数比偏大（填“偏大”“偏小”或“无影响”）计算该实验方法测得的氢氧个数比为2：1实验反思，下列情况不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定的是AB（序号） A氧化铜没有全部被还原B氧化铜中混有杂质氧化铁C氧化铜未完全干燥D氧化铜中混有少量氢氧化铜若本次实验中，参加反应的氢气只占实验所需氢气量的五分之一，则完成此实验至少需 要纯度为 80%的粗锌多少克（杂质不与酸反应）【分析】（1）根据肥皂水可以区分硬水和软水，加热煮沸可以降低水的硬度进行分析；（2）根据化合物中元素化合价代数和为零进行分析；（3）根据pH试纸可以测定溶液的酸碱度进行分析；（4）根据电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气，氧气和氢气的体积比约为1：2进行分析；（5）根据锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气进行分析；根据氢氧化钠溶液能够吸收氯化氢气体，浓硫酸可以用来干燥氢气进行分析；根据加热条件下，氧化铜和氢气反应生成铜和水进行分析；根据提供的数据可以计算水中氢氧原子个数比；根据提供的数据和反应的化学方程式可以计算完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌的质量【解答】解：（1）向水中加入肥皂水时，如果产生的泡沫较多，是软水，如果产生大量浮渣，是硬水； 加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度；（2）二氧化氯中，氧元素的化合价是2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氯元素的化合价是+4，可以表示为：O2；（3）某养殖场欲测定水池中水的酸碱性强弱，可选用pH试纸，故选：C；（4）化学上用如图1装置来测定水的组成，其中a为电源的负极；设电解水的水的质量为x，根据题意有：100%=0.625%x=2g乙试管中收集的气体是氧气，设生成氧气的质量为y，2H2O2H2+O2，36 322g y=y=1.5g该实验得到关于水的组成的结论是水由氢元素和氧元素组成；（5）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是铁架台，b是酒精灯；本次实验中用锌和较浓的盐酸反应并得到持续稳定的气流，方框中应当选用的发生装置为丙，锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为：Zn+2HClZnCl2+H2；图中A、B装置中放的药品分别是氢氧化钠溶液和浓硫酸，用来吸收氯化氢气体和干燥氢气，故选：c；实验开始通一段时间的氢气，目的是除尽装置中的空气，确认此目的已经达到的实验操作方法为在E装置尾部收集气体验纯，如果氢气已经纯净，则空气被排尽；加热一段时间后，C中发生的反应是氧化铜和氢气在加热的条件下反应生成铜和水，化学方程式为：CuO+H2Cu+H2O；实验结束后，停止加热，继续通氢气的目的之一是让生成的铜充分冷却，另一目的为使反应生成的水被完全吸收；E装置的作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收；若无此装置，会导致水的质量偏大，从而导致氢元素质量偏大，进一步导致实验测得的氢氧个数比偏大；反应生成水的质量为：121.8g120.0g=1.8g，水中氢元素质量为：1.8g100%=0.2g，水中氧元素质量为：101.6g100.0g=1.6g，计算该实验方法测得的氢氧个数比为：=2：1；A、氧化铜没有全部被还原，不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定；B、氧化铜中混有杂质氧化铁，不会影响实验过程中氢氧原子个数比测定；C、氧化铜未完全干燥，会导致实验过程中氢氧原子个数比偏大；D、氧化铜中混有少量氢氧化铜时，氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，会导致实验过程中氢氧原子个数比偏大；故选：AB；设参加反应的锌质量为m，由Zn+2HClZnCl2+H2，CuO+H2Cu+H2O可知，ZnH2O，ZnH2O，65 18m 1.8g=m=6.5g若本次实验中需要的锌的质量为：=32.5g，则完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌质量为：32.5g80%=40.625g，答：完成此实验至少需要纯度为80%的粗锌质量为40.625g故答案为：（1）肥皂水，煮沸；（2）O2；（3）c；（4）负，1.5，水是由氢氧两种元素组成的；（5）铁架台，酒精灯；丙，Zn+2HClZnCl2+H2；C；在E装置尾部收集气体并验纯；，让生成的水被完全吸收；防止空气中的水和二氧化碳进入装置D，偏大；2：1；AB；40.625克【点评】合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础5（2016宝应县模拟）某校化学兴趣小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或加热的条件下均不反应那么，铜与浓硫酸能否发生反应呢？他们就铜与浓硫酸是否能反应及相关问题进行了实验探究【探究一：铜与浓硫酸是否能反应？】同学们设计了如图1所示装置进行探究在常温下能反应；常温下不能反应，但在加热条件下能反应；在加热条件下不能反应；操作：连接仪器，检查装置气密性；操作：将过量的铜片放入试管中，加入浓硫酸，无明显现象；操作：加热该试管，铜片上有气泡，试管内溶液由无色变为蓝色，产生了有刺激性气味的气体；（1）写出仪器a的名称：铁架台；（2）甲同学认为，由以上实验过程可知：猜想（填序号）是正确的；（3）可观察到试管中的石蕊试液变红乙同学认为，铜跟浓硫酸在加热条件下反应的产物只是SO2和CuSO4；（4）丙同学认为，在实验装置中，“蘸有浓NaOH溶液棉花”的作用是吸收SO2，写出相关反应的化学方程式2NaOH+SO2Na2SO3+H2O（5）在（3）中对产物只是SO2和CuSO4的判断是否准确否（填“是”或“否”），其理由是反应物中有氢元素，但二氧化硫和硫酸铜中都不含氢元素写出铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2（6）根据以上探究和已掌握的知识，该兴趣小组的同学设计了两种用铜制取硫酸铜的实验方案：方案一：CuCuSO4 方案二：CuCuOCuSO4经过对两种方案的讨论、对比，同学们认为方案二具有的优点有BC（填序号），所以工业上制备硫酸铜不是直接利用浓硫酸与铜反应A提高铜的利用率 B提高硫酸的利用率 C不产生污染大气的SO2【探究二：测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数】同学们对上述实验后试管内残余清液成分进行了讨论，过量的铜与浓硫酸在加热条件下反应不能将硫酸耗尽为测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数，探究小组同学提出了下列实验方案：含杂质的锌与稀硫酸反应时比纯锌与稀硫酸反应更快，放出大量热：甲方案：与足量BaCl2溶液反应，称量生成的BaSO4质量乙方案：与足量锌粒反应，测量生成氢气的体积回答下列问题：（1）该反应中即使铜过量也不能将硫酸完全反应的原因是物质的化学性质除了与物质本身的性质有关，还可能和溶液中溶质的浓度有关；（2）甲方案是否可行？不可行（填“可行”或“不可行”），理由是加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；（3）小王同学选用图2中的部分实验装置进行了乙方案的实验：你认为图2中最简易的装置及其连接顺序是：ACE；实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，过一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶其原因是AB（填序号）；A锌与硫酸铜反应生成了铜，不纯的锌与硫酸反应速率加快；B反应产生大量气体且放热，使瓶中压强增大；某学生想用排水法收集氢气并检验其纯度，应选择图3中的集气装置B （填“A”或“B”）（4）小张同学用如图4所示装置进行了乙方案的实验连接仪器，检查此装置气密性下列能说明装置气密性良好的是A（填序号）；A连接仪器后，向水准管中注水，直至左右两边管内形成稳定高度差B向水准管内注水，连接好左侧装置，抬高水准管，左右两边液面始终相平实验中使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是倾斜，将锌粒（选填“锌粒”或“残余清液”）转移到Y形管的另一边残余清液与锌粒混合后的现象是锌粒逐渐溶解、表面析出暗红色固体、产生大量气泡，放出热量反应完毕后，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变气体体积逐渐减小的原因是反应是放热的，气体未冷却（排除仪器和实验操作的影响因素）该实验中残余清液质量为a g，测得生成气体体积为bmL（假设在实验条件下气体密度为cg/mL），残余清液中硫酸的溶质质量分数为100%（用含a、b、c的式子表示）若实验中测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大，下列可能的原因是ba装置漏气 b读取数据时水准管的水面高于量气管的水面 c未待冷却就读取量气管读数【分析】【探究一：铜与浓硫酸是否能反应？】（1）根据实验室常用仪器解答；（2）根据实验操作和现象解答；（3）根据紫色石蕊试液遇酸变红解答；（4）根据【实验与事实】可以证明铜和浓硫酸能反应，生成物中有二氧化硫和硫酸铜进行分析；其中的二氧化硫是有毒气体，不能直接排放到空气中，应该用碱液吸收；（5）浓硫酸中含有氢元素，生成物中也要有氢元素；浓硫酸具有强氧化性，可以在加热的条件下与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水进行分析；（6）考虑制取硫酸铜的方案的优缺点时，要从原料的利用率，环保，安全等方面考虑；【探究二：测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数】（1）根据物质的化学性质除了与物质本身的性质有关，还可能和溶液中溶质的浓度有关（2）根据加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度解答；（3）测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序ACE；锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大；排水法收集氢气，氢气密度比空气小，所以短进（4）用液压法检验装置气密性，连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变；将固体加入液体中，Zn粒与铜离子反应生成铜单质，并且生成气体，实验现象是表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解；此反应为放热反应，气体受热膨胀，未冷却；根据题意可知，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，利用氢气的质量求出硫酸溶液中溶质的质量；根据若实验中测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大，可能的原因是读取数据时水准管的水面高于量气管的水面解答【解答】解：【探究一：铜与浓硫酸是否能反应？】（1）根据实验室常用仪器可知：a的名称是铁架台；（2）根据实验操作和现象，可以证明铜和浓硫酸在加热的时候能反应，生成物中有二氧化硫和硫酸铜，所以猜想正确；（3）可观察到试管中的石蕊试液变红；（4）二氧化硫有毒，能和碱溶液反应，所以可以用浓碱液吸收；反应的化学方程式为：2NaOH+SO2Na2SO3+H2O；（5）因为反应物中有氢，硫、氧、铜四种元素，根据反应前后元素的种类不变的原则，生成物中应该有氢元素；浓硫酸具有强氧化性，可以在加热的条件下与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2；（6）比较这两个方案，从经济，环保，安全的角度考虑，浓硫酸使用时要注意安全，二氧化硫有毒等，通过综合考虑，方案二比一要好的多，故选：BC；【探究二：测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数】（1）该反应中即使铜过量也不能将硫酸完全反应的原因是物质的化学性质除了与物质本身的性质有关，还可能和溶液中溶质的浓度有关（2）甲方案不可行，没有溶液的体积，加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；（3）测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序ACE；锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大；氢气密度比空气小，用排水法收集氢气，应短进；（4）用液压法检验装置气密性，连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变；将固体加入液体中，Zn粒与铜离子反应生成铜单质，并且生成气体，实验现象是表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解；此反应为放热反应，气体受热膨胀，未冷却，故答案为：反应是放热的，气体未冷却；（3）测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序EDG，故答案为：EDG；锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大设残余清液中硫酸的溶质质量为x，氢气的质量=bmLcg/mL=bcgZn+H2SO4ZnSO4+H2； 98 2 x bcgx=49bcg残余清液中硫酸的溶质质量分数为100%=100%；若实验中测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大，可能的原因是读取数据时水准管的水面高于量气管的水面故答案为：（1）铁架台；（1）；（3）变红；（4）吸收SO2；2NaOH+SO2Na2SO3+H2O；（5）否，反应物中有氢元素，但二氧化硫和硫酸铜中都不含氢元素；Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2；（6）BC；【探究二：测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数】（1）物质的化学性质除了与物质本身的性质有关，还可能和溶液中溶质的浓度有关；（2）不可行；加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；（3）ACE；AB；B；（4）A；锌粒；表面析出暗红色固体；反应是放热的，气体未冷却；100%；b【点评】本题考查了铜与浓硫酸的相关知识，探究实验方法，装置的特征分析，流程反应和试剂作用是解题关键，题目难度中等，熟悉装置及装置中每部分的作用是解答本题的关键6（2016扬州校级三模）某校化学兴趣小组的同学在探究金属的化学性质时，发现铜与稀硫酸在常温或加热的条件下均不反应那么，铜与浓硫酸能否发生反应呢？他们就铜与浓硫酸是否能反应及相关问题进行了实验探究【探究一】：铜与浓硫酸是否能反应？同学们设计了如图1所示装置进行探究（1）中对产物只是SO2和CuSO4的判断是否准确否（填“是”或“否”），其理由是反应物中含H元素，反应前后元素种类不变写出铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式Cu+2 H2SO4（浓）CuSO4+SO2+2 H2O（2）根据以上探究和已掌握的知识，该兴趣小组的同学设计了两种用铜制取硫酸铜的实验方案：方案一：CuCuSO4 方案二：CuCuOCuSO4经过对两种方案的讨论、对比，同学们认为方案二具有的优点有BC（填序号），所以工业上制备硫酸铜不是直接利用浓硫酸与铜反应A提高铜的利用率 B提高硫酸的利用率 C不产生污染大气的SO2【探究二】：测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数同学们对上述实验后试管内残余清液成分进行了讨论，过量的铜与浓硫酸在加热条件下反应不能将硫酸耗尽为测定反应残余清液中硫酸的溶质质量分数，探究小组同学提出了下列实验方案：含杂质的锌与稀硫酸反应时比纯锌与稀硫酸反应更快，放出大量热：甲方案：与足量BaCl2溶液反应，称量生成的BaSO4质量乙方案：与足量锌粒反应，测量生成氢气的体积回答下列问题：（1）该反应中即使铜过量也不能将硫酸完全反应的原因是铜与稀硫酸不反应；（2）甲方案是否可行？不可行（填“可行”或“不可行”），理由是加入足量BaCl2溶液只能求出SO42质量，不能求出剩余硫酸的浓度；（3）小王同学选用图2中的部分实验装置进行了乙方案的实验：你认为图2中最简易的装置及其连接顺序是：ACE；实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，过一会儿后残余清液就不能顺利滴入锥形瓶其原因是AB（填序号）；A锌与硫酸铜反应生成了铜，不纯的锌与硫酸反应速率加快；B反应产生大量气体且放热，使瓶中压强增大；某学生想用排水法收集氢气并检验其纯度，应选择图3中的集气装置B （填“A”或“B”）（4）小张同学用如图4所示装置进行了乙方案的实验连接仪器，检查此装置气密性下列能说明装置气密性良好的是A（填序号）；A连接仪器后，向水准管中注水，直至左右两边管内形成稳定高度差B向水准管内注水，连接好左侧装置，抬高水准管，左右两边液面始终相平实验中使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是倾斜，将锌粒（选填“锌粒”或“残余清液”）转移到Y形管的另一边残余清液与锌粒混合后的现象是锌粒逐渐溶解、锌表面析出红色固体、产生大量气泡，放出热量反应完毕后，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变气体体积逐渐减小的原因是反应放热，气体在冷却过程中体积逐渐减少（排除仪器和实验操作的影响因素）该实验中残余清液质量为a g，测得生成气体体积为b mL（假设在实验条件下气体密度为c g/mL），残余清液中硫酸的溶质质量分数为（用含a、b、c的式子表示）若实验中测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大，下列可能的原因是ca装置漏气 b读取数据时水准管的水面高于量气管的水面c未待冷却就读取量气管读数【分析】【探究一】：（1）根据反应物的性质和组成来回答，浓硫酸溶于水要放出大量的热，所以浓硫酸不能倒入水中，浓硫酸中含有氢元素，生成物中也要有氢元素；在加热的条件下与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水进行分析；（2）考虑制取硫酸铜的方案的优缺点时，要从原料的利用率，环保，安全等方面考虑【探究二】：（1）根据金属活动性顺序，铜在氢的后面，与酸不反应解答；（2）加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；（3）测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序EDG；锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放热，导致锥形瓶内压强增大；排水法收集氢气，氢气密度比空气小，所以短进（4）用液压法检验装置气密性，连接装置后，向量气管右端注水，直到左右两边管子形成一段液面差，一段时间后液面差不变；将固体加入液体中，Zn粒与铜离子反应生成铜单质，并且生成气体，实验现象是表面析出暗红色固体，有大量气泡，锌粒部分溶解；此反应为放热反应，气体受热膨胀，未冷却；根据氢气的质量求出所消耗的硫酸的质量；根据测得残余清液中硫酸的溶质质量分数偏大的原因分析解答【解答】解：【探究一】：（1）因为反应物中有氢，硫、氧、铜四种元素，根据反应前后元素的种类不变的原则，生成物中应该有氢元素；在加热的条件下与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2；（2）比较这两个方案，从经济，环保，安全的角度考虑，浓硫酸使用时要注意安全，二氧化硫有毒等，通过综合考虑，利用废铜屑和浓硫酸在加热的条件下反应制取CuSO4，浓硫酸具有极强的腐蚀性，使用不安全，有一部分硫元素转化成二氧化硫，污染空气，且造成原料的浪费，CuO与稀硫酸反应直接生成硫酸铜和水，所以方案比要好的多；【探究二】：（1）根据金属活动性顺序，铜在氢的后面，与酸不反应，该反应中即使铜过量也不能将硫酸完全反应；（2）没有溶液的体积，加入足量的BaCl2溶液只能求出硫酸根离子的量，而不能求出剩余硫酸的浓度；（3）测量氢气的体积，最简易的装置其连接顺序ACE；锌与残余清液中硫酸铜反应生成铜，铜锌形成原池，使锌与硫酸反应速率加快，反应生成大量气体且放