Question

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)．

（1）根據(jù)圖1回答：①寫出a的名稱

試管

；②在連接c和d時，使d較易插入c中的措施是

用水濕潤

；
（2）采用圖2所示操作可能造成的后果之一是

試管破裂

；
（3）利用圖3裝置（夾持裝置未畫出）能進(jìn)行的實驗是

CD

（選填序號）；A．用高錳酸鉀制氧氣； B．用石灰石與稀鹽酸制二氧化碳；C．用鋅與稀硫酸制氫氣；  D．用雙氧水與二氧化錳制氧氣．
（4）圖3中的氣體發(fā)生裝置雖然簡單，操作方便，但無法控制反應(yīng)速率．請從圖4中選取

B或C

（選填序號）與圖1中a組裝成新的氣體發(fā)生裝置，以達(dá)到控制反應(yīng)速率的目的．
（5）實驗室用圖5中A裝置制氧氣的化學(xué)方程式是

2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑

，反應(yīng)結(jié)束后冷卻，往試管中加入足量的水，攪拌、過濾，得到黑色粉末．該黑色粉末與過氧化氫接觸有大量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式是

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

，黑色粉末在反應(yīng)中的作用是

催化

．用E裝置收集氧氣的依據(jù)是

氧氣的密度大于空氣的密度

，檢驗氧氣是否集滿的方法是

將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃說明已滿

．
（6）機(jī)動車排放的尾氣是空氣的重要污染源，其成分之一是NO．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在查閱資料后得知：①NO常溫下是一種無色、難溶于水的氣體，它的密度比空氣略大；②NO常溫下能與氧氣迅速反應(yīng)，生成紅棕色的NO₂氣體：2NO₂+O₂═2NO₂；③實驗室常用銅與稀硝酸反應(yīng)制取NO：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4X．  根據(jù)以上信息完成下列問題：
①物質(zhì)X的化學(xué)式為

H₂O

．  
②若選擇合適的裝置來制取并收集NO氣體，你選擇圖5中的發(fā)生裝置是

B

，收集裝置是

C

．
③該小組的同學(xué)通過查閱資料還得知：a．NO容易和血紅蛋白結(jié)合而使人中毒；b．NO能抗擊侵入人體的微生物，并能阻止癌細(xì)胞的繁殖和腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散．綜合分析①和②的信息，你得到的啟示是

任何物質(zhì)都具有兩面性

④某化工廠準(zhǔn)備生產(chǎn)Cu（NO₃）₂，以銅和稀硝酸為主要原料設(shè)計了兩種方案：
方案一：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑十4X；
方案二：2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO+2HNO₃═Cu（NO₃）₂+H₂O．從環(huán)境保護(hù)的角度考慮，你認(rèn)為較合理的方案是

方案二

．從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇此方案的理由是

產(chǎn)生相同質(zhì)量的硝酸銅所消耗的稀硝酸少

．
（7）某化學(xué)調(diào)查小組的同學(xué)到鋼鐵廠做社會調(diào)查．他們抽取組成完全相同的質(zhì)量為2.84g、4.26g、6.23g的三份鋼樣（假設(shè)鋼樣中只含鐵和碳），分別加入100g稀硫酸中進(jìn)行實驗（實驗I、Ⅱ、Ⅲ），充分反應(yīng)后，將得到的實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖象圖6：試回答（計算結(jié)果精確到0.1%）：
①寫出實驗中有關(guān)的化學(xué)方程式：

Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑

．
②實驗I中鐵參加反應(yīng)的質(zhì)量為

2.8g

．
③稀硫酸完全參加反應(yīng)的實驗中，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少．

Answer 1

分析：（1）熟悉常見儀器，了解儀器如何連接．
（2）圖2所示操作可能因用力過猛而使試管破裂．
（3）圖3適用于固體和液體的不加熱反應(yīng)，并且生成的氣體不易溶于水．
（4）圖4中的B和C都可以控制反應(yīng)速率．
（5）圖5中的A裝置適用于固體的加熱反應(yīng)制取氧氣，據(jù)此選擇合適藥品，并寫出化學(xué)方程式；E裝置能夠收集氧氣是因為氧氣的密度大于空氣的密度；根據(jù)氧氣助燃的性質(zhì)進(jìn)行驗滿．
（6）①依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變原子個數(shù)不會增減可解決此題．
②據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)條件選擇氣體發(fā)生裝置，據(jù)生成氣體的物理性質(zhì)判定氣體的收集方法．
③據(jù)自己的認(rèn)識解決此題．
④根據(jù)選擇方案的依據(jù)和綠色化原理來回答本題．
（7）①根據(jù)鐵和硫酸會發(fā)生置換反應(yīng)進(jìn)行分析；
②對比實驗I、實驗II，可得，實驗I中2.84g鋼樣與稀硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣的化學(xué)方程式，由反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量可計算參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量；
③由實驗I的數(shù)據(jù)可知，2.84g鋼樣完全反應(yīng)放出氫氣0.1g，同樣組成的鋼樣4.26完全反應(yīng)可放出氫氣0.15g；而實驗III取鋼樣6.23g時結(jié)果得到氫氣只有0.2g，說明鋼樣未完全反應(yīng)，則稀硫酸不足，稀硫酸完全反應(yīng)；此時所得溶液為硫酸亞鐵溶液，然后計算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，硫酸亞鐵質(zhì)量要根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成氫氣質(zhì)量計算；而反應(yīng)后溶液質(zhì)量可根據(jù)質(zhì)量守恒進(jìn)行計算．

解答：解：（1）圖①中a是試管；連接c和d時，使d較易插入c中的措施是用水濕潤d．
故答案為：試管；用水濕潤．
（2）圖2所示操作可能因用力過猛而使試管破裂．
故答案為：試管破裂．
（3）圖3適用于固體和液體的不加熱反應(yīng)，并且生成的氣體不易溶于水．A．用高錳酸鉀制氧氣，需要加熱反應(yīng)，故不不能進(jìn)行； B．用石灰石與稀鹽酸制二氧化碳，二氧化碳的易溶于水，故不能進(jìn)行；C．用鋅與稀硫酸制氫氣，是固體和液體的不加熱反應(yīng)，氫氣不易溶于水，故可以進(jìn)行；  D．用雙氧水與二氧化錳制氧氣，是固體和液體的不加熱反應(yīng)，氧氣不易溶于水，故可以進(jìn)行．
故答案為：CD．
（4）圖4中的B和C都可以控制反應(yīng)速率．
故答案為：B或C．
（5）圖5中的A裝置適用于固體的加熱反應(yīng)制取氧氣，又因為反應(yīng)結(jié)束后冷卻，往試管中加入足量的水，攪拌、過濾，得到黑色粉末．該黑色粉末與過氧化氫接觸有大量氣泡產(chǎn)生．所以是反應(yīng)是加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，反應(yīng)方程式是：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；黑色粉末是二氧化錳，在反應(yīng)中是催化劑，黑色粉末與過氧化氫接觸有大量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；E裝置能夠收集氧氣是因為氧氣的密度大于空氣的密度；氧氣有助燃的性質(zhì)，所以驗滿時將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃說明已滿．
故答案為：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；催化；氧氣的密度大于空氣的密度；將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃說明已滿．
（6）①依據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變原子個數(shù)不會增減．
故答案為：H₂O
②反應(yīng)物是固體和液體的不加熱反應(yīng)，故用裝置B作為發(fā)生裝置；依據(jù)題目所給的信息一氧化氮能與氧氣反應(yīng)所以不能用排空氣法，只能用排水法．
故答案為：B；C．
③利用事物的兩面性解決．
故答案為：任何物質(zhì)都具有兩面性．
④選擇方案時要考慮是否產(chǎn)生有害氣體污染空氣，方案是否可行，是否安全，操作是否簡單，是否節(jié)約了原料．方案一的生成物會污染環(huán)境，并且制取相同質(zhì)量的硝酸銅，方案二消耗的原料最少，硝酸中的硝酸根全部轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化成硝酸銅．
故答案為：方案二；產(chǎn)生相同質(zhì)量的硝酸銅所消耗的稀硝酸少．
（7）①鐵和硫酸發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，故答案為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
②設(shè)實驗I中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x              0.1g

56

2

=

x

0.1g

x=2.8g
故答案為：2.8g 
③由表中數(shù)據(jù)分析，實驗Ⅲ中100g稀硫酸完全反應(yīng)．
設(shè)實驗Ⅲ生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為x，消耗鐵的質(zhì)量為y．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152    2
y         x     0.2g

152

2

=

x

0.2g

，

56

2

=

y

0，2g

x=15.2g    y=5.6g　
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

15.2g

100g+5.6g-0.2

×100%=14.4%． 
答：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是14.4%．

點評：氣體制取裝置選取依據(jù)：1反應(yīng)物狀態(tài)，如固態(tài)液態(tài)，2、反應(yīng)發(fā)生所需要的條件，如加熱等；
第一種裝置：反應(yīng)物為固體，反應(yīng)時需加熱，簡稱“固固加熱型”．第二種裝置：反應(yīng)物為固體與液體，反應(yīng)時不需加熱，簡稱“固液不加熱型”．
收集裝置的選取依據(jù)：溶解度小或不溶的可以用排水法．溶于水或和水反應(yīng)的不可以用排水法密度比空氣大的用向上排氣法（相對分子質(zhì)量＞29）．密度比空氣小的用向下排氣法（相對分子質(zhì)量＜29）．但有些相對分子質(zhì)量和29差不多的不能用排氣法．