14.(8分)甲、乙、丙、丁是初中化学常见的四种物质。
已知乙是红棕色固体,丙是熟石灰,甲、丁是同类物质,丁由两种元素组成且其浓溶液敞口放置在空气中,瓶口会形成白雾。
其相互反应及转化关系如右图所示,“一”表示相连的两种物质能发生反应,“→”表示一种物质能转化成另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件未标出。
(1)甲的化学式为。
(2)甲转化为丁需要加入的物质是(写化学式),丁与丙反应的化学方程式为,该反应的基本反应类型是。
(3)乙物质转化为其单质的化学方程式为。
(4)请列举甲物质的一项用途
【答案】
(1)H2SO4;
(2)BaCl22HCl+Ca(OH)2==CaCl2+2H2O复分解反应
(3)3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
(4)精炼石油(生产化肥、金属除锈、气体干燥剂)
【解析】本题的题眼是:
乙是红棕色固体,是Fe2O3;丙是熟石灰(Ca(OH)2);甲、丁是同类物质,丁由两种元素组成且其浓溶液敞口放置在空气中,瓶口会形成白雾,丁是浓HCl,甲和丁都是酸,则甲是硫酸(H2SO4);硫酸转化为盐酸,需要和氯化钡溶液发生反应,盐酸和氢氧化钠发生中和反应;Fe2O3转化为铁单质的方法是,Fe2O3和一氧化碳(碳或氢气)等有还原性的物质发生反应;硫酸的用途有重要的化工原料,精炼石油、生产化肥、金属除锈、气体干燥剂;
三、实验与探究题(本题包括2小题,共19分)
15.(11分)实验室制取气体时需要的一些装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)写出图中标有序号的仪器的名称:
①②
(2)实验室使用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气,反应的化学方程式为,所选装置的连接顺序为:
A→→(填装置代号)。
该实验中还需对装置A进行的改进是。
若用C装置收集O2,导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集,应在时,开始收集气体。
(3)某兴趣小组的同学在实验室连接B、G装置进行实验。
若实验时G装置中燃着的蜡烛熄灭,则B装置中反应的化学方程式为。
使用B装置制取气体的优点是;
【答案】
(1)铁架台集气瓶
(2)2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑FE需在试管口放一团棉花
气泡连续均匀冒出
(3)2H2O2
2H2O+O2↑可以控制反应的速率
【解析】
(1)铁架台是常用的加持仪器,集气瓶是常用的收集气体的仪器;
(2)实验室制取使用高锰酸钾制取,高锰酸钾加热反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,据此书写化学方程式;若要得到干燥的氧气,氧气可以用浓硫酸干燥,所选择装置的连接顺序为:
A→F→E;因为使用高锰酸钾制取氧气时,为防止高锰酸钾粉末进入导管,需在试管口放一团棉花;用排水法收集氧气,应该在气泡连续均匀冒出时再开始收集;
(3)若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈则,B装置中生成的是氧气;使用固液不需加热制取氧气,所选用的药品是过氧化氢;过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,要注意配平;B装置由于使用了分液漏斗,优点是可以控制反应的速率;
16.科学探究很奇妙!
在一次实验中,小明不小心把硫酸铜溶液滴加到了盛有5%H2O2的溶液中,发现立即有大量的气泡产生。
硫酸铜溶液中含有三种粒子(H2O、SO42-、Cu2+),小明想知道硫酸铜溶液中的哪种粒子能使双氧水分解的速率加快。
请你和小明一起通过下图所示的三个实验完成这次探究活动,并回答有关问题。
(1)你认为最不可能的是哪一种粒子?
理由是。
(2)要证明另外两种粒子能否加快双氧水分解的速率,还需要进行实验②和③:
在实验②中加入稀硫酸后,无明显变化,证明不起催化作用;在实验③中加入
后,会观察到大量的气泡,证明起催化作用。
(3)检验实验产生的气体的方法是。
(4)小明如果要确定硫酸铜是催化剂,还须通过实验确认它在化学反应前后;
【答案】
(1)水分子;双氧水是水溶液,总是含水,所以水不是催化剂;
(2)SO42-或硫酸根离子;CuCl2(或氯化铜)或Cu(NO3)2(或硝酸铜);Cu2+或铜离子;
(3)用带火星的木条伸入到试管中,木条复燃,证明是氧气;
(4)化学性质和质量都没有改变。
【解析】
(1)双氧水是水溶液,一定含有水,本身分解速率慢,所以水分子不会是催化剂。
(2)稀硫酸能电离出硫酸根离子,但在实验②中加入稀硫酸后,无明显变化,说明硫酸根离子不起催化作用;硫酸铜溶液中还有铜离子,可加入含有铜离子的其它物质来看铜离子是否有催化作用,加入氯化铜或硝酸铜溶液后,观察到大量的气泡,证明起催化作用的是铜离子。
(3)氧气有助燃性,检验氧气可用带火星的小木条,木条复燃,证明是氧气。
(4)催化剂的特点是“一变,两不变”,即反应速率变,质量和化学性质不变,要证明物质是催化剂,必须同时验证这三点,前面已证明硫酸铜能改变化学反应速率,还要证明反应前后它的化学性质和质量都没有改变。
四、计算题(本题包括2小题,共8分)
17.(2分)下图是某化肥的部分信息。
请根据该信息计算:
△△牌钾肥
主要成分:
K2SO4(杂质不含钾元素)
净重:
50kg
XX化工厂
(1)硫酸钾中钾、硫、氧三种元素的质量比为。
(2)该钾肥中钾元素的质量分数最高为(精确至0.1%)。
【答案】
(1)39:
16:
32
(2)44.8%
【解析】
(1)硫酸钾中钾元素、硫元素、氧元素的质量比为39×2:
32:
16×4=39:
16:
32;
(3)该钾肥中钾元素质量分数最高值是不含杂质的硫酸钾,为(39×2)/174×100%≈44.8%
18.(6分)某兴趣小组用氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气,试管中固体的质量随时间变化的数据见下表。
制取结束后,将剩余固体用适量水充分溶解后,过滤,回收二氧化经固
体,并得到氯化钾溶液200g。
加热时间/min
0
t1
t2
t3
固体质量/g
26.0
23.4
16.4
16.4
请计算:
(1)共制得氧气g。
(2)所得氯化钾溶液中溶质的质量分数。
【答案】解:
(1)由表中的数据可知,共制得氧气的质量为:
26.0g-16.4g=9.6g;
(2)设反应生成氯化钾的质量为x
所得氯化钾溶液的溶质质量分数为:
14.9g/200g×100%=7.45%
答:
所得氯化钾溶液的溶质质量分数为7.45%.
【解析】氯酸钾和二氧化锰的混合物放到试管中加热放出氧气,根据质量守恒定律,生成氧气的质量即反应前后固体物质的质量差;根据反应的化学方程式,利用生成氧气的质量可计算参加反应的生成的氯化钾的质量,然后计算出所得氯化钾溶液中溶质的质量分数。