题目
题型:不详难度:来源:
[探究一]为测定钛铁矿(含FeTiO3,钛酸亚铁)中可提取氧的质量分数,某研究性学习小组设计了以下两套实验装置:(注:可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子)
(1)已知FeTiO3被H2还原后,生成Fe、TiO2和水,学生甲设想用图-1装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式:
___________________________________________________________________
(2)已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2,学生乙设想用图-2装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧,并且认为该方案的意义在于:反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质,同时产生氧气:
6CO2+6H2O C6H12O6(葡萄糖)+6O2。
实验过程中,称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag,炭粉的质量为bg,反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg,则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为 。
(3)经专家评审后,认定两个方案都很有意义,但实验设计方面还存在不足之处,例如图-2装置在加热时,生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收,同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO,给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施:改用图-1装置加热钛铁矿和炭粉,并在U型管B之前增加盛有 __________的燃烧管,在B之后增加 。
②改进后,实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是 。
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注,现正广泛开发运用。
(4)某科研小组在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜,来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色,每次光照20min取一次样,实验结果如图所示,下列说法正确的是 。(双选)
(a)不同载体,无论何种温度一定是钛片最好
(b)约在520℃时,钛片载体的光催化活性最好
(c)无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
(d)不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同
答案
(2)(3分)(3)①CuO粉末(2分),在B之后增加盛碱石灰的干燥管或u形管(2分)
②反应前将装置中的空气赶出(1分),反应开始后可将CO2及时赶出使之被碱石灰吸收(1分)
(4)bd(2分)
解析
核心考点
试题【(13分)[探究一]为测定钛铁矿(含FeTiO3,钛酸亚铁)中可提取氧的质量分数,某研究性学习小组设计了以下两套实验装置:(注:可提取氧指的是可被H2、C转化为】;主要考察你对探究性实验的设计与评价等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1) 写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式
(2) 如果将装置中①、②、③三部分仪器的连接顺序改为②、①、③,则可以检出的物质是_______ _____;不能检出的物质是______ ______。
(3) 如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,则可以检出的物质是_ __;不能检出的物质是___ _。
(4) 如果将仪器的连接顺序变为②、③、①,则可以检出的物质是____ __;不能检出的物质是_ ___
【实验原理】
(NH4)2S2O8和KI反应的离子方程式为:S2O82-+ 2I-= 2SO42-+ I2 (1)
平均反应速率的计算式为v(S2O82-)=。
实验时,向KI、Na2S2O3和淀粉指示剂混合溶液中加入(NH4)2S2O8溶液,不断搅拌。
在反应(1)进行的同时,发生反应:2S2O32-+ I2 =" " S4O62-+ 2I- (2)
反应(1)生成的I2立即与S2O32-反应,生成无色的S4O62-和I-。S2O32-耗尽时,反应(1)继续生成的I2才与淀粉作用呈现蓝色。从加入(NH4)2S2O8溶液到出现蓝色的时间为Δt。
【实验内容】
(1)实验小组设计的实验记录表和数据记录如下,请将表中字母表示的空格填上。
实 验 编 号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | |
试剂 用量 (mL) | 0.20 mol·L-1(NH4)2S2O8溶液 | 20.0 | 10.0 | b | 20.0 | 20.0 |
0.20 mol·L-1 KI溶液 | 20.0 | 20.0 | 20.0 | 10.0 | 5.0 | |
0.010 mol·L-1 Na2S2O3溶液 | a | 8.0 | 8.0 | 8.0 | 8.0 | |
0.2% 淀粉溶液 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | |
0.20 mol·L-1KNO3溶液 | 0 | 0 | 0 | 10.0 | c | |
0.20 mol·L-1(NH4)2SO4溶液 | 0 | 10.0 | 15.0 | 0 | 0 | |
20 ℃时,反应时间Δt(s) | 32 | 67 | 130 | 66 | 135 | |
为了使溶液的离子强度和总体积保持不变,减少的(NH4)2S2O8溶液或KI溶液的用量,分别用(NH4)2SO4溶液或KNO3溶液补足;溶液混合后体积不变 |
(3)第①组实验的v(S2O82-)= mol·(L·s)-1。
(4)根据上表数据分析,可以得到的结论有(写出一条即可)
。
II.实验小组查资料得知,向含有Na2CO3的Na2S溶液中通入SO2,可以制备上述实验所需的Na2S2O3。反应如下:Na2CO3 + SO2= Na2SO3 + CO2;2Na2S + 3SO2 = 2Na2SO3 + 3S↓;
Na2SO3 + S= Na2S2O3。该小组根据上述原理设计下图所示装置制备Na2S2O3。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置①、②中盛放的试剂依次是
① ;
② 。
(2)实验过程中,随着气体的通入,装置①中有气泡产生,还有大量黄色固体析出,继续通入气体,可以观察到的现象是 。
(3)反应结束后,从制得的Na2S2O3稀溶液中得到Na2S2O3·5H2O晶体的主要操作包括: 。
I:制取溴苯(装置如图所示)
(1)向烧瓶中滴人溴的苯溶液片刻后,在烧瓶中可观察到的现象是
(2)锥形瓶中有淡黄色浑浊生成,A同学提出不能由此证明苯与溴发生了取代反应,原因是 。
(3)A同学从下列装置中选取适宜装置进行改进,请帮A同学在下面实验流程图的方框中填入序号。
①装有NaOH溶液的洗气瓶 ②装有CC14的洗气瓶
③装有KI溶液的洗气瓶 ④装有湿润淀粉KI试纸的集气瓶
(4)该实验还可用 代替AgNO3溶液检验取代反应的产物之一溴化氢。
Ⅱ:提纯溴苯
(5)反应后所得混合液,经以下几步操作可得纯净的溴苯。简要写出各操作目的(不一定填满)。
操作l目的: 。操作2目的: 。
操作3目的: 。操作4目的: 。
(1)反应Ⅰ的主要离子方程式是__________________________ 。
(2)已知反应Ⅱ中会生成氢氧化铝沉淀,则加入过量的X为_________(填化学式)。
(3)“电解”时,用惰性材料作电极,则阴极反应可表示为 _________ 。
(4)流程中可以循环使用的物质是 。
(5)反应Ⅵ的化学方程式为 __________ ,其中的还原剂是____________。
(6)已知铵明矾的许多用途和明矾类似,请说明铵明矾的净水原理_________________________ 。
(1)装置Ⅱ的试管中不装任何试剂,其作用是______________________
试管浸泡在50℃的水浴中,目的是______________________________
(2)装置Ⅲ和装置Ⅳ的作用是探究本实验气体产物成分。请完成实验设计,填写检验试剂、预期现象与结论。
限选试剂:3 mol·L-1 H2SO4、6 mol·L-1 NaOH、0.5 mol·L-1 BaCl2、0.5 mol·L-1 Ba(NO3)2、
0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液、0.01 mol·L-1溴水。
检验试剂 | 预期现象和结论 |
装置Ⅲ的试管中加入__________ ___。 | 产生大量白色沉淀,证明气体产物中含有SO3。 |
装置Ⅳ的试管中加入_______ _________。 | ______________________________ ______________________________ ______________________________ ______________________________ |
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