(3分)某铁矿石的主要成分是铁的氧化物(假设其他成分均不含铁元素和氧元素)。经测定,该铁的氧化物中氧元素的含量为30%,铁矿石中氧元素的含量为24%。
(1)这种铁的氧化物的化学式是 。
(2)若用一氧化碳还原该铁矿石冶炼生铁,1 t该矿石能生产含铁96%的生铁的质量是
多少?(要求:写出计算过程,计算结果保留小数点后1位)
(3分)以氨气(NH3)和二氧化碳为原料可生产尿素,反应的化学方程式如下:
2NH3+ CO2一定条件CO(NH2)2 + H2O
若使3.4 t氨气完全反应,至少需要二氧化碳的质量是多少?
(8分)小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下:
加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中,分子筛并不消耗。
小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
实验I:小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 |
实验现象 |
化学方程式 |
取一只250 mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所带气体,然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 |
木炭燃烧得更旺 |
化学方程式I |
表中,化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实
验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II:测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
(250 mL 集气瓶)
【实验记录】
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
① |
检查装置的气密性 |
|
装置的气密性良好 |
② |
加入药品,将装置连接固定 |
|
|
③ |
打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中,B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体(由压强差引起的误差忽略不计) |
④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧,产生大量白烟 |
|
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温, 进行操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中,操作I是 ;现象I是 。
【数据记录】
实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知,在上表数据中,第1组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
(1)这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(2)导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
(7分)小明在网络中看到镁是航空工业的重要材料,欲通过实验探究镁的性质。
(1)小明推测镁能与O2反应、与稀盐酸反应、与硫酸铜溶液反应,他的依据是 。
(2)小明设计了如下实验对假设进行验证。
①取一支试管,放入一根镁条,加入一定量稀盐酸,观察到有无色气体产生,发生反应的化学方程式为 。将镁条换为铁丝,重复上述操作,可观察到产生气体的速率 (填“变快”、“变慢”或“不变”)。
②另取一支试管,放入一根镁条,加入一定量硫酸铜溶液,观察到镁条表面有少量气泡产生,且有黑色物质生成。
(3)镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑,他去图书馆查到相关资料:
资料1:硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸;
资料2:当金属粉末颗粒很小时,容易成为黑色;
资料3:实验过程中发生了一系列复杂的反应,生成的黑色粉末可能是CuO、Cu
中的一种或两种。
①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为 。
②小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分,请在下表中补全实验方案。
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
将黑色粉末过滤、晾干后,分成两份 |
|
|
将其中一份装入硬质玻璃管中,向其中通入CO后,加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中 |
澄清石灰水 变浑浊 |
结论I
|
将另一份置于坩埚中,称其质量为m1,在空气中加热一段时间后冷却,称其质量为m2。 |
现象I |
黑色粉末中含Cu |
表中,结论I是 ;现象I是 。
(6分)根据下图回答问题。
(1)实验仪器a的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,所选用的发生装置是 (填字母序号)。
(3)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 。收集一瓶二氧化碳所选用的装置为 (填字母序号)。收集二氧化碳时,需要验满,具体操作是将燃着的木条放在瓶口,若观察到 ,说明瓶中已充满二氧化碳。
(6分)下图所示的一组实验可用于研究燃烧的条件(夹持固定装置略去)。
已知白磷的着火点为40℃,红磷的着火点为240℃。
(1)在如图1所示的实验中,分别用玻璃棒蘸取酒精和水,再在酒精灯火焰上加热,片刻后移开,实验现象如下:
实验用品 |
现象 |
蘸有酒精的玻璃棒 |
产生火焰 |
蘸有水的玻璃棒 |
无明显变化 |
从观察到的实验现象得出燃烧应具备的条件是 ,写出此实验中发生反应的化学方程式 。
(2)在如图2所示的实验中,a、b两处放有少量白磷,c处放有少量红磷,当看到a处白磷燃烧、c处红磷不燃烧时,估计温度计示数一定在 ℃以上,此现象能够说明燃烧应具备的条件是 。
(3)除上述两个条件外,燃烧还应具备的条件是 ;在图2所示的实验中,能说明该条件的实验现象是 。