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7. 根据如图所示的实验回答问题(已知:稀盐酸与氯化钠溶液不反应)。
(1) 如实验甲所示,红磷燃烧的化学方程式为______,能验证质量守恒定律的现象是______。
(2) 如实验乙所示,同学们观察到实验前后天平平衡,但小柯同学认为该实验不能直接用于验证质量守恒定律,理由是______,用其他试剂替换氯化钠溶液,则该试剂应具备的条件是______。
(3) 如实验丙所示,观察到______的现象时说明反应发生,可以再次观察天平是否平衡。
【拓展设问】
(4) 实验甲中气球膨胀后又变瘪,天平指针随着偏右后又恢复平衡,指针偏右的原因是______。
(1) 如实验甲所示,红磷燃烧的化学方程式为______,能验证质量守恒定律的现象是______。
(2) 如实验乙所示,同学们观察到实验前后天平平衡,但小柯同学认为该实验不能直接用于验证质量守恒定律,理由是______,用其他试剂替换氯化钠溶液,则该试剂应具备的条件是______。
(3) 如实验丙所示,观察到______的现象时说明反应发生,可以再次观察天平是否平衡。
【拓展设问】
(4) 实验甲中气球膨胀后又变瘪,天平指针随着偏右后又恢复平衡,指针偏右的原因是______。
答案
(1) $ 4P + 5O_{2} \xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5} $ 反应前后天平保持平衡
(2) 稀盐酸与氯化钠溶液不反应 与稀盐酸反应但不产生气体,且反应现象明显
(3) 铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
(4) 红磷燃烧放出大量的热,使气球膨胀,浮力增大,导致天平指针向右偏转
(2) 稀盐酸与氯化钠溶液不反应 与稀盐酸反应但不产生气体,且反应现象明显
(3) 铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
(4) 红磷燃烧放出大量的热,使气球膨胀,浮力增大,导致天平指针向右偏转
8. 从微观上看,化学反应是微观粒子按一定的数目关系进行的。3.2g某化合物(化学式为CₓHᵧO)与足量氧气在密闭容器内充分燃烧,生成二氧化碳和水。部分物质的分子数随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是 ()
A. 一个二氧化碳分子的质量为44/n g
B. t时刻$,O_2$和$CO_2$的质量相等
C. 反应结束后,密闭容器内剩余氧气的质量为1.6g
D. 该反应生成的二氧化碳和水的质量之比为22:9
A. 一个二氧化碳分子的质量为44/n g
B. t时刻$,O_2$和$CO_2$的质量相等
C. 反应结束后,密闭容器内剩余氧气的质量为1.6g
D. 该反应生成的二氧化碳和水的质量之比为22:9
答案
C
解析: 由图示可知,参加反应的未知化合物、氧气、生成的二氧化碳的分子个数比为 $ 2n:(4n - n):2n = 2:3:2 $,设该反应的化学方程式中 $ H_{2}O $ 的化学计量数为 $ m $,则该反应的化学方程式可表示为 $ 2C_{x}H_{y}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + mH_{2}O $,根据化学反应前后原子的种类、个数不变可知, $ x = 1 $、 $ y = 4 $、 $ m = 4 $,即该化合物的化学式为 $ CH_{4}O $。设生成二氧化碳的质量为 $ a $。
$ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $
64 88
3.2g $ a $
$ \frac{64}{88} = \frac{3.2g}{a} $ $ a = 4.4g $
一个二氧化碳分子的质量为 $ \frac{4.4g}{2n} = \frac{2.2}{n}g $,A 错误。从图像可知, $ t $ 时刻, $ O_{2} $ 和 $ CO_{2} $ 的分子数相等,由于它们的相对分子质量不相等,故 $ O_{2} $ 和 $ CO_{2} $ 的质量不相等,B 错误。设消耗氧气的质量为 $ b $。
$ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $
64 96
3.2g $ b $
$ \frac{64}{96} = \frac{3.2g}{b} $ $ b = 4.8g $
即反应的 $ 3n $ 个氧分子的质量为 4.8g,所以剩余 $ n $ 个氧分子的质量为 $ \frac{4.8g}{3} = 1.6g $,C 正确。由 $ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $ 可知,该反应生成的二氧化碳和水的质量之比为 $ (2 \times 44):(4 \times 18) = 11:9 $,D 错误。
解析: 由图示可知,参加反应的未知化合物、氧气、生成的二氧化碳的分子个数比为 $ 2n:(4n - n):2n = 2:3:2 $,设该反应的化学方程式中 $ H_{2}O $ 的化学计量数为 $ m $,则该反应的化学方程式可表示为 $ 2C_{x}H_{y}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + mH_{2}O $,根据化学反应前后原子的种类、个数不变可知, $ x = 1 $、 $ y = 4 $、 $ m = 4 $,即该化合物的化学式为 $ CH_{4}O $。设生成二氧化碳的质量为 $ a $。
$ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $
64 88
3.2g $ a $
$ \frac{64}{88} = \frac{3.2g}{a} $ $ a = 4.4g $
一个二氧化碳分子的质量为 $ \frac{4.4g}{2n} = \frac{2.2}{n}g $,A 错误。从图像可知, $ t $ 时刻, $ O_{2} $ 和 $ CO_{2} $ 的分子数相等,由于它们的相对分子质量不相等,故 $ O_{2} $ 和 $ CO_{2} $ 的质量不相等,B 错误。设消耗氧气的质量为 $ b $。
$ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $
64 96
3.2g $ b $
$ \frac{64}{96} = \frac{3.2g}{b} $ $ b = 4.8g $
即反应的 $ 3n $ 个氧分子的质量为 4.8g,所以剩余 $ n $ 个氧分子的质量为 $ \frac{4.8g}{3} = 1.6g $,C 正确。由 $ 2CH_{4}O + 3O_{2} \xlongequal{点燃} 2CO_{2} + 4H_{2}O $ 可知,该反应生成的二氧化碳和水的质量之比为 $ (2 \times 44):(4 \times 18) = 11:9 $,D 错误。
9. (2024·南通海安段考)我国明代科技著作《天工开物》中有利用炉甘石(主要成分是ZnCO_3)火法炼锌的工艺记载,主要反应原理为$ZnCO_3+2C\xlongequal{高温}Zn+3CO↑。$现用200kg炉甘石与足量碳充分反应,产生CO的质量与加热时间的关系如图所示。
(1) ZnCO_3中碳元素和氧元素的质量比为______(填最简整数比)。
(2) 此过程中产生CO的质量是______kg。
(3) 计算此炉甘石中ZnCO_3的质量分数。
(1) ZnCO_3中碳元素和氧元素的质量比为______(填最简整数比)。
(2) 此过程中产生CO的质量是______kg。
(3) 计算此炉甘石中ZnCO_3的质量分数。
答案
(1) $ 1:4 $
(2) 84
(3) 解:设 200kg 此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量为 $ x $。
$ ZnCO_{3} + 2C \xlongequal{高温} Zn + 3CO \uparrow $
125 84
$ x $ 84kg
$ \frac{125}{84} = \frac{x}{84kg} $ $ x = 125kg $
此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量分数为 $ \frac{125kg}{200kg} \times 100\% = 62.5\% $。
答:此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量分数为 62.5%。
解析: (1) $ ZnCO_{3} $ 中碳元素和氧元素的质量比为 $ 12:(16 \times 3) = 1:4 $。(2) 由图像可知,此过程中产生一氧化碳的质量为 84kg。
(2) 84
(3) 解:设 200kg 此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量为 $ x $。
$ ZnCO_{3} + 2C \xlongequal{高温} Zn + 3CO \uparrow $
125 84
$ x $ 84kg
$ \frac{125}{84} = \frac{x}{84kg} $ $ x = 125kg $
此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量分数为 $ \frac{125kg}{200kg} \times 100\% = 62.5\% $。
答:此炉甘石中 $ ZnCO_{3} $ 的质量分数为 62.5%。
解析: (1) $ ZnCO_{3} $ 中碳元素和氧元素的质量比为 $ 12:(16 \times 3) = 1:4 $。(2) 由图像可知,此过程中产生一氧化碳的质量为 84kg。
