2020年1月理科综合化学实验部分（1）

2020年1月理科综合化学实验部分（1）1（16分）早在几百年前，人们就发现了沼泽里的沼气，但是将沼气作为能源来利用，则是近几十年的事，随着世界性能源危机和环境污染问题的突出，利用甲烷菌在密闭的条件下分解各种有机物产生沼气，已经成为获得新能源和保护环境的重要手段之一。沼气的主要成分是CH4，还有少量CO2、H2S等。 下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气发酵制取沼气，收集较纯净甲烷并测定产生甲烷体积的实验： 图中甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌入沼气菌种，放进发酵瓶甲内，并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒。 （1）（2分）按实验要求，将四个装置af各个导管口连接起来，其正确的顺序是：（填接口序号）a f （2）（2分）丙瓶内盛有的X溶液为（填序号） A浓氨水BNaOH溶液CCuSO4溶液DNaCl溶液 （3）（6分）已知1000mL（标准状况）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出39.75 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的能量为 。该反应的热化学方程式为 。 （4）开始实验以后，每天观察并记录，下面是其中三天的实验记录。天温度（）量筒内收集到的水（mL）121302141631110从上述材料看，影响发酵瓶内产气量的外界因素是 ，该因素是通过影响微生物体内的 的 能力来影响产气量的。 天数O微生物个体的数量 （5）在沼气发酵的过程中，进行着许多微生物代谢活动。其呼吸类型有：需氧型（）、厌氧型（）和兼性厌氧型（）（如酵母菌）3类。假定实验开始时三类菌的数量相同；实验结束时尚有有机物存在，试预测在沼气发酵的过程中三类微生物个体数量变化规律，并用曲线在下列的坐标中加以表示。 2（20分）某学校课外活动小组粗略测定镁的相对原子质量，下面是测定实验的分析报告，请填写有关空白： （一）测定原理：本实验通过金属镁与盐酸反应产生氢气的体积来求得镁的物质的量，进而求出镁的相对原子质量。 （二）实验用品：仪器:托盘天平测定气体体积的装置(如右图所示);试剂：6mol/LHCl、镁条。 （三）实验内容：1）在托盘天平上称出镁条的质量ag；2）按右图安装好仪器。取下试管，移动量气管B，使量气管A中的水面略低于零刻度线，然后将量气管B固定。3）在试管中加入15mL 6mol/L HCl（保证能使镁全部反应），不要使盐酸沾湿试管的上半部。将已称重的镁沾少许水，贴在试管上部，不与盐酸接触。4）检查仪器是否漏气，方法如下：（方法要求简单有效） 5）如果装置不漏气，调整量气管B的位置，使量气管A内水面与量气管B内水面在同一水平面上（要求“在同一水平面上”的原因是 ；实现“在同一水平面上”的操作是 ），然后准确读出量气管A内水面凹面最低点的读数V1mL。6）轻轻摇动试管，使镁条落入盐酸中，镁条与盐酸反应放出氢气。此时量气管A内水面即开始下降。为了不使量气管A内气压增大而造成漏气，在量气管A内水面下降的同时，慢慢 （向上或向下）移量气管B，使两管内的水面基本保持水平。反应停止后，待试管冷却至室温（约10分钟），移动量气管B，使两管内的水面相平，读出反应后量气管A内的精确读数V2mL。（气体体积均换算为标准状况） （四）结果与讨论：写出镁的相对原子质量的计算式 。若没等反应试管冷却到室温就量取液面的高度，结果会造成镁的相对原子质量的测定值 （偏高、偏低或无影响）。3（18分）某学生要用浓硝酸法（测定反应生成气体的量）测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明：反应中除生成NO2气体外，还会有少量NO生成； 常温下NO2与N2O4混合存在，在低于0时几乎只有无色的N2O4液体（或晶体）存在。为完成测定并验证确有NO生成，该学生设计的实验装置如下图，试回答：（1）实验前要先打开A装置的活塞K1，通入一段时间氮气后再关闭K1其目的和原因 是 。（2）装置B的作用是 。（3）实验时A中反应停止后，打开D装置导管的活塞K2并通入氧气，若反应确有NO 产生，D中的现象是 ；实验时发现通入氧气温度的高低对实验有较大的影响，为便于观察应通入（填“冷”或“热”） 的氧气，其原因是（用所学过的理论知识解释） 。（4）为减小测量误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应进行的操作是 。（5）若设反应中硝酸无挥发也无分解，且溶液的体积变化忽略不计，实验已测得以下 数据：铜银合金的质量、浓硝酸的物质的量浓度及体积（过量）、E装置反应生成 物中氮元素的质量；为确定合金中铜的质量分数，还需测定的数据是 （6）若实验只测定Cu的质量分数，不检验NO的产生，则在铜银合金与浓硝酸反应后， 只需简单实验操作（不使用BE连续装置）就可达目的，简述实验过程 4（18分）某研究性学习课题组拟进行课题研究，他们研究的专题是H2O2分解反应中使用的MnO2是该反应的催化剂。他们的研究步骤是：称取a g 的MnO2加入到H2O2中充分反应后将混合物过滤得不溶物将滤出物加热、烘干、称重将称重后的固体与浓盐酸混合加热请回答下列问题：（1）步骤用托盘天平称量MnO2的第一步操作是 。（2）步骤某同学开列的实验用品为：蒸馏水、烧杯、带铁圈的铁架台、漏斗，还缺少的必要的仪器和用品是 。（3）步骤若称得的质量小于a g，试分析原因（说出一种即可）： 。（4）课题组拟用右图所示的装置进行步骤的研究。盛放药品前，怎样检验此装置的气密性： ；分液漏斗中盛放的液体是 ，烧瓶中反应的化学方程式为 ；B装置的作用是 ；C中若有AgNO3溶液，实验过程中观察到的现象是 。5（共14分）在现代社会，青年学生应当关注对物质成分的探究。有三种可溶性正盐组成的固体混合物，其中有两种钾盐，按下图所示进行实验（假设反应均恰好完全）：（1）在步骤，的过滤操作中，使用的仪器除铁架台（带铁圈）、滤纸外，还需的玻 璃仪器有 。（2）步骤发生的离子反应方程式为 。（3）从以上实验可判断原混合物中一定含有 ；另外两种正盐可能是 和 ； 和 ； 和 。参考答案1（共16分）（1）d e c d （2分） （2）B （2分） （3）890.4kJ （2分）CH4（g）+2O2（g） CO2（g）+2H2O（1）+890.4kJ（4分） （4）温度；酶；催化（各1分，共3分） （5）（3分） （三条曲线中，最终II线在上；III线在中；I线在下即可得分。）2（三）4）量气管B向下（或向上）移动一段距离，使量气管B中的水面略低（或略高）于量气管A中的水面。固定量气管B后，量气管B中的水面如果不上升（或下降），表示该装置不漏气。（6分）5）使所测气体的压强与外界大气压强相等。（3分）取下量气管B，并靠近量气管A，使水面持平，再记下读数。（3分）6）向下（3分） （四）22400a/(V2-V1)（3分） 偏小（2分）3（18分）（1）2分 排尽整个装置中的空气；防止生成的NO 被氧化，而在D中观察不到现象。 （2）1分 吸收所流中的水蒸气。 （3）6分 无色气体变为红棕色（1分） 热（1分） 由题意可知2NO2 N2O4是放热 反应，升高温度可使平衡向吸热方向（逆向）移动，无色的N2O4减少，红棕色NO2增多，便于观察。（4分） （或降温可使平衡正向移动，无色N2O4增多，NO2减少，不易观察到红棕色 （4）2分 打开K1、K2持续通入一段时间的N2和O2 （5）2分 装置C中烧瓶在实验前后增加的质量 （6）5分 向反应后的混合溶液中加入过量的NaCl溶液（2分），过滤、洗涤、干燥沉淀（1分），称量生成的AgCl沉淀质量，然后进行计算（2分）。（其它合理答案均给分）4（18分）检验装置气密性4分，其余每空2分。 （1）将游码移至零刻度 （2）滤纸、玻璃棒 （3）少量的MnO2留在滤纸上等（只要合理的解释均给分） （4）将D装置中导管出口浸没在水面下，关闭分液漏斗活塞，打开K，加热A装置，D装置中有气泡冒出，关闭K，长颈漏斗中液面上升（B瓶中液面下降），D中导管形成一段水柱，说明装置不漏气（其他合理解答同样给分）；浓盐