
?十年高考真題分類匯編(2010-2019) 化學(xué)
專題16 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
題型一:制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)............................... ...............1
題型二:化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作...................................................83
題型一:制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
1.(2019·全國(guó)Ⅲ·12)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是
選項(xiàng)
目的
實(shí)驗(yàn)
B
加快氧氣的生成速率
在過(guò)氧化氫溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液
D
制備少量二氧化硫氣體
向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸
【答案】A
【解析】本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià),考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO,且該反應(yīng)為可逆反應(yīng),Na2CO3水解使溶液呈堿性,水解產(chǎn)生的OH-能同時(shí)消耗HCl和HClO,A符合題意;向過(guò)氧化氫溶液中加入少量MnO2能加快H2O2的分解,從而加快氧氣的生成速率,B不符合題意;飽和碳酸鈉溶液可除去乙酸乙酯中的少量乙酸,而且能降低乙酸乙酯的溶解度,便于分液,C不符合題意;向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸,符合用強(qiáng)酸制備弱酸的原理,可制備少量二氧化硫氣體,D不符合題意。
2.(2019·江蘇·13)室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象
結(jié)論
A
向X溶液中滴加幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色
X溶液中一定含有Fe2+
B
向濃度均為0.05 mol·L?1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成
Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
C
向3 mL KI溶液中滴加幾滴溴水,振蕩,再滴加1mL淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色
Br2的氧化性比I2的強(qiáng)
D
用pH試紙測(cè)得:CH3COONa溶液的pH約為9,NaNO2溶液的pH約為8
HNO2電離出H+的能力比CH3COOH的強(qiáng)
【答案】C
【解析】A.先滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液變紅,說(shuō)明加入KSCN溶液前溶液中存在Fe3+,而此時(shí)的Fe3+是否由Fe2+氧化而來(lái)是不能確定的,所以結(jié)論中一定含有Fe2+是錯(cuò)誤的,故A錯(cuò)誤;B. 黃色沉淀AgI,說(shuō)明加入AgNO3溶液優(yōu)先形成AgI沉淀,AgI比AgCl更難溶,AgI與AgCl屬于同種類型,則說(shuō)明Ksp(AgI) H2CO3,NaHCO3+ H2C2O4NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4具有還原性,2+5+16H+2Mn2++10CO2↑+ 8H2O
D.H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng),HOOCCOOH+2C2H5OHC2H5OOCCOOC2H5+2H2O
【答案】C
【解析】A.H2C2O4為二元弱酸,能與氫氧化鈣溶液發(fā)生中和反應(yīng),生成白色沉淀草酸鈣和水,因此含酚酞的氫氧化鈣溶液堿性逐漸減弱,溶液紅色退去,故A正確;B.產(chǎn)生氣泡證明有CO2 產(chǎn)生,因此可證明酸性H2C2O4>H2CO3,反應(yīng)方程式為:H2C2O4+2NaHCO3=Na2C2O4+2CO2 +2H2O 或,H2C2O4+NaHCO3=NaHC2O4+2CO2 +2H2O,故B正確; C.0.1 mol·L?1 H2C2O4的pH=1.3,說(shuō)明草酸為弱酸,故在其參與的離子方程式中要寫(xiě)其化學(xué)式,不能用草酸根表示,故C不正確;D.草酸(又稱乙二酸),其中含有羧基,因此其能發(fā)生酯化反應(yīng),反應(yīng)方程式正確,故D正確;本題選不正確的,應(yīng)選C。
【點(diǎn)睛】本題考查草酸的性質(zhì)和離子反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě),側(cè)重考查學(xué)生的分析能力和元素化合物知識(shí)的綜合理解和運(yùn)用。
4.(2019·天津·9)環(huán)己烯是重要的化工原料。其實(shí)驗(yàn)室制備流程如下:
回答下列問(wèn)題:
Ⅰ.環(huán)己烯的制備與提純
(1)原料環(huán)己醇中若含苯酚雜質(zhì),檢驗(yàn)試劑為_(kāi)___________,現(xiàn)象為_(kāi)_________________。
(2)操作1的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置已略去)。
①燒瓶A中進(jìn)行的可逆反應(yīng)化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________,濃硫酸也可作該反應(yīng)的催化劑,選擇而不用濃硫酸的原因?yàn)開(kāi)_______________________(填序號(hào))。
a.濃硫酸易使原料炭化并產(chǎn)生
b.污染小、可循環(huán)使用,符合綠色化學(xué)理念
c.同等條件下,用比濃硫酸的平衡轉(zhuǎn)化率高
②儀器B的作用為_(kāi)___________。
(3)操作2用到的玻璃儀器是____________。
(4)將操作3(蒸餾)的步驟補(bǔ)齊:安裝蒸餾裝置,加入待蒸餾的物質(zhì)和沸石,____________,棄去前餾分,收集83℃的餾分。
Ⅱ.環(huán)己烯含量的測(cè)定
在一定條件下,向環(huán)己烯樣品中加入定量制得的,與環(huán)己烯充分反應(yīng)后,剩余的與足量作用生成,用的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液(以上數(shù)據(jù)均已扣除干擾因素)。
測(cè)定過(guò)程中,發(fā)生的反應(yīng)如下:
①
②
③
(5)滴定所用指示劑為_(kāi)___________。樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)___________(用字母表示)。
(6)下列情況會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低的是____________(填序號(hào))。
a.樣品中含有苯酚雜質(zhì)b.在測(cè)定過(guò)程中部分環(huán)己烯揮發(fā)
c.標(biāo)準(zhǔn)溶液部分被氧化
【答案】(1)溶液(1分) 溶液顯紫色(1分)
(2)① (2分) a、b(2分)
②減少環(huán)己醇蒸出(2分)
(3)分液漏斗、燒杯(2分)(4)通冷凝水,加熱(2分)
(5)淀粉溶液(1分) (3分)(6)b、c(2分)
【解析】 I.(1)檢驗(yàn)苯酚的首選試劑是FeCl3溶液,原料環(huán)己醇中若含有苯酚,加入FeCl3溶液后,溶液將顯示紫色;
(2)①?gòu)念}給的制備流程可以看出,環(huán)己醇在FeCl3·6H2O的作用下,反應(yīng)生成了環(huán)己烯,對(duì)比環(huán)己醇和環(huán)己烯的結(jié)構(gòu),可知發(fā)生了消去反應(yīng),反應(yīng)方程式為:,注意生成的小分子水勿漏寫(xiě),題目已明確提示該反應(yīng)可逆,要標(biāo)出可逆符號(hào),F(xiàn)eCl3·6H2O是反應(yīng)條件(催化劑)別漏標(biāo);此處用FeCl3·6H2O而不用濃硫酸的原因分析中:a項(xiàng)合理,因濃硫酸具有強(qiáng)脫水性,往往能使有機(jī)物脫水至炭化,該過(guò)程中放出大量的熱,又可以使生成的炭與濃硫酸發(fā)生反應(yīng):C+2H2SO4(濃) CO2↑+SO2↑+2H2O;b項(xiàng)合理,與濃硫酸相比,F(xiàn)eCl3·6H2O對(duì)環(huán)境相對(duì)友好,污染小,絕大部分都可以回收并循環(huán)使用,更符合綠色化學(xué)理念;c項(xiàng)不合理,催化劑并不能影響平衡轉(zhuǎn)化率;
②儀器B為球形冷凝管,該儀器作用除了導(dǎo)氣外,主要作用是冷凝回流,盡可能減少加熱時(shí)反應(yīng)物環(huán)己醇的蒸出,提高原料環(huán)己醇的利用率;
(3)操作2實(shí)現(xiàn)了互不相溶的兩種液體的分離,應(yīng)是分液操作,分液操作時(shí)需要用到的玻璃儀器主要有分液漏斗和燒杯;
(4)題目中已明確提示了操作3是蒸餾操作。蒸餾操作在加入藥品后,要先通冷凝水,再加熱;如先加熱再通冷凝水,必有一部分餾分沒(méi)有及時(shí)冷凝,造成浪費(fèi)和污染;
II.(5)因滴定的是碘單質(zhì)的溶液,所以選取淀粉溶液比較合適;根據(jù)所給的②式和③式,可知剩余的Br2與反應(yīng)消耗的Na2S2O3的物質(zhì)的量之比為1:2,所以剩余 Br2的物質(zhì)的量為:n(Br2)余=×cmol·L-1×vmL×10-3L·mL-1=mol,反應(yīng)消耗的Br2的物質(zhì)的量為(b-)mol,據(jù)反應(yīng)①式中環(huán)己烯與溴單質(zhì)1:1反應(yīng),可知環(huán)己烯的物質(zhì)的量也為(b-)mol,其質(zhì)量為(b-)×82g,所以ag樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。
(6)a項(xiàng)錯(cuò)誤,樣品中含有苯酚,會(huì)發(fā)生反應(yīng):,每反應(yīng)1molBr2,消耗苯酚的質(zhì)量為31.3g;而每反應(yīng)1mol Br2,消耗環(huán)己烯的質(zhì)量為82g;所以苯酚的混入,將使耗Br2增大,從而使環(huán)己烯測(cè)得結(jié)果偏大;b項(xiàng)正確,測(cè)量過(guò)程中如果環(huán)己烯揮發(fā),必然導(dǎo)致測(cè)定環(huán)己烯的結(jié)果偏低;c項(xiàng)正確,Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液被氧化,必然滴定時(shí)消耗其體積增大,即計(jì)算出剩余的溴單質(zhì)偏多,所以計(jì)算得出與環(huán)己烯反應(yīng)的溴單質(zhì)的量就偏低,導(dǎo)致最終環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。
【點(diǎn)睛】①向規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)要分?jǐn)?shù)。要注意題設(shè)所給的引導(dǎo)限定詞語(yǔ),如“可逆”、“玻璃”等,這些是得分點(diǎn),也是易扣分點(diǎn)。
②要計(jì)算樣品中環(huán)己烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù),只需要算出環(huán)己烯的物質(zhì)的量即可順利求解。從所給的3個(gè)反應(yīng)方程式可以得出:2Na2S2O3~I2~Br2~,將相關(guān)已知數(shù)據(jù)代入計(jì)算即可。
③對(duì)于a項(xiàng)分析,要粗略計(jì)算出因苯酚的混入,導(dǎo)致單位質(zhì)量樣品消耗溴單質(zhì)的量增加,最終使測(cè)得環(huán)己烯的結(jié)果偏高。
5.(2019·江蘇·19)實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4·2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO3和(NH4)2SO4晶體,其實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)室溫下,反應(yīng)CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達(dá)到平衡,則溶液中= ▲ [Ksp(CaSO4)=4.8×10?5,Ksp(CaCO3)=3×10?9]。
(2)將氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為 ▲ ;浸取廢渣時(shí),向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是 ▲ 。
(3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行。控制反應(yīng)溫度在60~70 ℃,攪拌,反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是 ▲ ;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有 ▲ 。
(4)濾渣水洗后,經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料,制取CaCl2溶液的實(shí)驗(yàn)方案: ▲ [已知pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑:鹽酸和Ca(OH)2]。
【答案】(1)1.6×104(3分)
(2)+NH3·H2O++H2O(或+NH3·H2O++H2O)
增加溶液中的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化(3分)
(3)溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解 (2分) 加快攪拌速率(2分)
(4)在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過(guò)濾,向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測(cè)量溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過(guò)濾(3分)
【解析】(1)反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)達(dá)到平衡時(shí),溶液中====1.6×104。答案:1.6×104
(2)NH4HCO3屬于酸式鹽,與氨水反應(yīng)生成(NH4)2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O[或NH4HCO3+NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O],離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取廢渣時(shí),加入的(NH4)2CO3屬于弱酸弱堿鹽,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動(dòng),溶液中CO32-的濃度增大,反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)正向移動(dòng),促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化
(3)由于銨鹽具有不穩(wěn)定性,受熱易分解,所以溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解,從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;由于浸取過(guò)程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)(或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化),保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸取率)。答案:溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率
(4)工業(yè)廢渣主要含CaSO4·2H2O,還含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3,加入(NH4)2CO3溶液浸取,其中CaSO4與(NH4)2CO3反應(yīng)生成CaCO3和(NH4)2SO4,SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反應(yīng),過(guò)濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2,發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,與此同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反應(yīng),經(jīng)過(guò)濾除去SiO2;得到的濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根據(jù)“pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全,pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解”,為了將濾液中Al3+、Fe3+完全除去,應(yīng)加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH介于5~8.5[加入Ca(OH)2的過(guò)程中要邊加邊測(cè)定溶液的pH],然后過(guò)濾即可制得CaCl2溶液。答案:在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過(guò)濾,向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測(cè)得溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過(guò)濾
【點(diǎn)睛】本題以工業(yè)廢渣為原料制取輕質(zhì)CaCO3和(NH4)2SO4晶體的實(shí)驗(yàn)流程為載體,考查溶度積的計(jì)算、影響鹽類水解的因素、實(shí)驗(yàn)條件的控制、制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對(duì)信息的處理能力等。難點(diǎn)是第(4)問(wèn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)首先要弄清水洗后濾渣中的成分,然后結(jié)合題給試劑和已知進(jìn)行分析,作答時(shí)要答出關(guān)鍵點(diǎn),如pH介于5~8.5等。
6.(2019·江蘇·21B)丙炔酸甲酯()是一種重要的有機(jī)化工原料,沸點(diǎn)為103~105 ℃。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在反應(yīng)瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時(shí)間。
步驟2:蒸出過(guò)量的甲醇(裝置見(jiàn)下圖)。
步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。
步驟4:有機(jī)相經(jīng)無(wú)水Na2SO4干燥、過(guò)濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。
(1)步驟1中,加入過(guò)量甲醇的目的是 ▲ 。
(2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是 ▲ ;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是 ▲ 。
(3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是 ▲ ;分離出有機(jī)相的操作名稱為 ▲ 。
(4)步驟4中,蒸餾時(shí)不能用水浴加熱的原因是 ▲ 。
【答案】(每空2分)(1)作為溶劑、提高丙炔酸的轉(zhuǎn)化率
(2)(直形)冷凝管 防止暴沸
(3)丙炔酸 分液
(4)丙炔酸甲酯的沸點(diǎn)比水的高
【解析】本題考查丙炔酸甲酯的制備實(shí)驗(yàn),考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)。(1)甲醇可作為溶劑,同時(shí)增加一種反應(yīng)物的用量,可提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(2)蒸餾時(shí)用到的儀器A為直形冷凝管,蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是防止暴沸。
(3)Na2CO3可以與丙炔酸反應(yīng)。丙炔酸甲酯在Na2CO3溶液中的溶解度較小,
故可以用分液法分離有機(jī)相和無(wú)機(jī)相。
(4)丙炔酸甲酯的沸點(diǎn)比水高,若用水浴加熱,則不能將丙炔酸甲酯蒸出來(lái)。
7.(2018·全國(guó)I·26)醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·H2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價(jià)鉻還原為二價(jià)鉻;二價(jià)鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_________,儀器a的名稱是_______。
(2)將過(guò)量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開(kāi)K1、K2,關(guān)閉K3。
①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________。
②同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_____________。
(3)打開(kāi)K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是________;d中析出磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。
(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)______________。
【答案】 去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+ 排除c中空氣 c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于大氣壓 (冰浴)冷卻 過(guò)濾 敞開(kāi)體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸
【解析】
(3)打開(kāi)K3,關(guān)閉K1和K2,由于鋅繼續(xù)與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,導(dǎo)致c中壓強(qiáng)增大,所以c中亮藍(lán)色溶液能流入d裝置,與醋酸鈉反應(yīng);根據(jù)題干信息可知醋酸亞鉻難溶于水冷水,所以為使沉淀充分析出并分離,需要采取的操作是(冰?。├鋮s、過(guò)濾、洗滌、干燥。
(4)由于d裝置是敞開(kāi)體系,因此裝置的缺點(diǎn)是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產(chǎn)品不純。
8.(2018·北京·28)實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)
①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________________(錳被還原為Mn2+)。
②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。_______
③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有________________。
(2)探究K2FeO4的性質(zhì)
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。
證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至過(guò)量,溶液呈紅色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。
i.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由________________產(chǎn)生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是________________。
②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl2和的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是________________。
③資料表明,酸性溶液中的氧化性>,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性>。若能,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
理由或方案:________________。
【答案】2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O
Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能,理由:FeO42?在過(guò)量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加過(guò)量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)
(2)①根據(jù)制備反應(yīng),C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,Cl2還會(huì)與KOH反應(yīng)生成KCl、KClO和H2O。
I.加入KSCN溶液,溶液變紅說(shuō)明a中含F(xiàn)e3+。根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身被還原成Fe3+。
II.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH洗滌除去KClO、排除ClO-的干擾,同時(shí)保持K2FeO4穩(wěn)定存在。
②根據(jù)同一反應(yīng)中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物。對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)的異同,制備反應(yīng)在堿性條件下,方案II在酸性條件下,說(shuō)明酸堿性的不同影響氧化性的強(qiáng)弱。
③判斷的依據(jù)是否排除FeO42-的顏色對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的干擾。
詳解:(1)①A為氯氣發(fā)生裝置,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)時(shí),錳被還原為Mn2+,濃鹽酸被氧化成Cl2,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
②由于鹽酸具有揮發(fā)性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl會(huì)消耗Fe(OH)3、KOH,用飽和食鹽水除去HCl,除雜裝置B為。
③ C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,還有Cl2與KOH的反應(yīng),Cl2與KOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在該反應(yīng)中Cl元素的化合價(jià)由0價(jià)降至-1價(jià),Cl2是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價(jià)由+3價(jià)升至+6價(jià),F(xiàn)e(OH)3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)物,根據(jù)同一反應(yīng)中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物,得出氧化性Cl2FeO42-;方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,實(shí)驗(yàn)表明,Cl2和FeO42-氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反;對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案II在酸性條件下;說(shuō)明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。
9.(2018·江蘇·21B)3,4?亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體,微溶于水,實(shí)驗(yàn)室可用KMnO4氧化3,4?亞甲二氧基苯甲醛制備,其反應(yīng)方程式為
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:向反應(yīng)瓶中加入3,4?亞甲二氧基苯甲醛和水,快速攪拌,于70~80 ℃滴加KMnO4溶液。反應(yīng)結(jié)束后,加入KOH溶液至堿性。學(xué)§科§網(wǎng)]
步驟2:趁熱過(guò)濾,洗滌濾餅,合并濾液和洗滌液。
步驟3:對(duì)合并后的溶液進(jìn)行處理。
步驟4:抽濾,洗滌,干燥,得3,4?亞甲二氧基苯甲酸固體。
(1)步驟1中,反應(yīng)結(jié)束后,若觀察到反應(yīng)液呈紫紅色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______(填化學(xué)式);加入KOH溶液至堿性的目的是_________________。
(2)步驟2中,趁熱過(guò)濾除去的物質(zhì)是__________________(填化學(xué)式)。
(3)步驟3中,處理合并后溶液的實(shí)驗(yàn)操作為_(kāi)_________________。
(4)步驟4中,抽濾所用的裝置包括_______________、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。
【答案】(1)SO42? 將反應(yīng)生成的酸轉(zhuǎn)化為可溶性的鹽(2)MnO2
(3)向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀(4)布氏漏斗
【解析】(1)反應(yīng)結(jié)束后,反應(yīng)液呈紫紅色,說(shuō)明KMnO4過(guò)量,KMnO4具有強(qiáng)氧化性將HSO3-氧化成SO42-。根據(jù)中和反應(yīng)原理,加入KOH將轉(zhuǎn)化為可溶于水的。
(2)MnO2難溶于水,步驟2中趁熱過(guò)濾是減少的溶解,步驟2中趁熱過(guò)濾除去的物質(zhì)是MnO2。
(3)步驟3中,合并后的濾液中主要成分為,為了制得,需要將合并后的溶液進(jìn)行酸化。
(4)回憶抽濾裝置即可作答。
(2)MnO2難溶于水,步驟2中趁熱過(guò)濾是減少的溶解,步驟2中趁熱過(guò)濾除去的物質(zhì)是MnO2。
(3)步驟3中,合并后的濾液中主要成分為,為了制得,需要將合并后的溶液進(jìn)行酸化;處理合并后溶液的實(shí)驗(yàn)操作為:向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。
(4)抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。
10.(2017·江蘇·21B)1-溴丙烷是一種重要的有機(jī)合成中間體,沸點(diǎn)為71℃,密度為1.36 g·cm?3。實(shí)驗(yàn)室制備少量1?溴丙烷的主要步驟如下:
步驟1: 在儀器A中加入攪拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷卻下緩慢加入28 mL濃H2 SO4 ;冷卻至室溫,攪拌下加入24 g NaBr。
步驟2: 如圖所示搭建實(shí)驗(yàn)裝置, 緩慢加熱,直到無(wú)油狀物餾出為止。
步驟3: 將餾出液轉(zhuǎn)入分液漏斗,分出有機(jī)相。
步驟4: 將分出的有機(jī)相轉(zhuǎn)入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗滌,分液,得粗產(chǎn)品,進(jìn)一步提純得1-溴丙烷。
(1)儀器A的名稱是_____________;加入攪拌磁子的目的是攪拌和___________________。
(2)反應(yīng)時(shí)生成的主要有機(jī)副產(chǎn)物有2-溴丙烷和__________________________________。
(3)步驟2中需向接受瓶?jī)?nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________________。
(4)步驟2中需緩慢加熱使反應(yīng)和蒸餾平穩(wěn)進(jìn)行,目的是____________________________。
(5)步驟4中用5%Na2CO3溶液洗滌有機(jī)相的操作: 向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振蕩,____________,靜置,分液。
【答案】(1)蒸餾燒瓶 防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)減少1-溴丙烷的揮發(fā)
(4)減少HBr揮發(fā) (5)將分液漏斗下口向上傾斜、打開(kāi)活塞排出氣體
(5)萃取的操作:裝液,振蕩,將分液漏斗下口向上傾斜、打開(kāi)活塞排出氣體,靜置,分液。將分液漏斗下口向上傾斜、打開(kāi)活塞排出氣體目的是要使分液漏斗內(nèi)外大氣體壓強(qiáng)平衡,防止內(nèi)部壓強(qiáng)過(guò)高,將活塞沖開(kāi),使液體漏出。
11.(2017·上?!?5)下列氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中,由現(xiàn)象得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是
選項(xiàng)
試劑
試紙或試液
現(xiàn)象
結(jié)論
A
濃氨水、生石灰
紅色石蕊試紙
變藍(lán)
NH3為堿性氣體
B
濃鹽酸、濃硫酸
pH試紙
變紅
HCl為酸性氣體
C
濃鹽酸、二氧化錳
淀粉碘化鉀試液
變藍(lán)
Cl2具有氧化性
D
亞硫酸鈉、硫酸
品紅試液
褪色
SO2具有還原性
【答案】D
12.(2016·浙江·29)無(wú)水MgBr2可用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無(wú)水MgBr2,裝置如圖1,主要步驟如下:
步驟1 三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無(wú)水乙醚;裝置B中加入15 mL液溴。
步驟2 緩慢通入干燥的氮?dú)?,直至溴完全?dǎo)入三頸瓶中。
步驟3 反應(yīng)完畢后恢復(fù)至常溫,過(guò)濾,濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中,冷卻至0℃,析出晶體,再過(guò)濾得三乙醚合溴化鎂粗品。
步驟4 室溫下用苯溶解粗品,冷卻至0℃,析出晶體,過(guò)濾,洗滌得三乙醚合溴化鎂,加熱至160℃分解得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品。
已知:①M(fèi)g和Br2反應(yīng)劇烈放熱;MgBr2具有強(qiáng)吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5
請(qǐng)回答:
(1)儀器A的名稱是____________。
實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2,原因是___________。
(2)如將裝置B改為裝置C(圖2),可能會(huì)導(dǎo)致的后果是___________。
(3)步驟3中,第一次過(guò)濾除去的物質(zhì)是___________。
(4)有關(guān)步驟4的說(shuō)法,正確的是___________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗滌晶體可選用0℃的苯
C.加熱至160℃的主要目的是除去苯D.該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴
(5)為測(cè)定產(chǎn)品的純度,可用EDTA(簡(jiǎn)寫(xiě)為Y4-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,反應(yīng)的離子方程式:
Mg2++Y4-=MgY2-[來(lái)
①滴定前潤(rùn)洗滴定管的操作方法是__________。
②測(cè)定時(shí),先稱取0.2500g無(wú)水MgBr2產(chǎn)品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL,則測(cè)得無(wú)水MgBr2產(chǎn)品的純度是________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。
氧化劑,在空氣中、受熱時(shí)均易分解。實(shí)驗(yàn)室制備少量Na2S2O5的方法:在不斷攪拌下,控制反應(yīng)溫度在40℃左右,向Na2CO3過(guò)飽和溶液中通入SO2,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。
當(dāng)溶液pH約為4時(shí),停止反應(yīng),在20℃左右靜置結(jié)晶。生成Na2S2O5的化學(xué)方程式為
2NaHSO3===Na2S2O5+H2O
(1)SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2,其離子方程式為_(kāi)__________。
(2)裝置Y的作用是______________________________。
(3)析出固體的反應(yīng)液經(jīng)減壓抽濾、洗滌、25℃~30℃干燥,可獲得Na2S2O5固體。
①組成減壓抽濾裝置的主要儀器是布氏漏斗、________________和抽氣泵。
②依次用飽和SO2水溶液、無(wú)水乙醇洗滌Na2S2O5固體。用飽和SO2水溶液洗滌的目的是______。
(4)實(shí)驗(yàn)制得的Na2S2O5固體中含有一定量的Na2SO3和Na2SO4,其可能的原因是______。
【答案】(1)干燥管 防止鎂屑與氧氣反應(yīng),生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應(yīng)
(2)會(huì)將液溴快速壓入三頸瓶,反應(yīng)過(guò)快大量放熱而存在安全隱患(3)鎂屑 (4)BD
(5)①?gòu)牡味ü苌峡诩尤肷倭看b液,傾斜著轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管,使液體潤(rùn)濕內(nèi)壁,然后從下部放出,重復(fù)2~3次 ②97.5%
BD。(5)①滴定前潤(rùn)洗滴定管是需要從滴定管上口加入少量待裝液,傾斜著轉(zhuǎn)動(dòng)滴定管,使液體潤(rùn)濕內(nèi)壁,然后從下部放出,重復(fù)2-3次。②根據(jù)方程式分析,溴化鎂的物質(zhì)的量為0.0500×0.02650=0.001325mol,則溴化鎂的質(zhì)量為0.001325×184=0.2438g,溴化鎂的產(chǎn)品的純度=0.2438/0.2500=97.5%。
13.(2016·上?!ち┮宜嵋阴V泛用于藥物、染料、香料等工業(yè),中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來(lái)制備。
完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),通常加入過(guò)量的乙醇,原因是_________。加入數(shù)滴濃硫酸即能起催化作用,但實(shí)際用量多于此量,原因是_________;濃硫酸用量又不能過(guò)多,原因是____________。
(2)飽和Na2CO3溶液的作用是___________、_____________、_____________。
(3)反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,_______、______,然后分液。
(4)若用b裝置制備乙酸乙酯,其缺點(diǎn)有________、________。由b裝置制得的乙酸乙酯粗產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是________,分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是____________。
【答案】(1)增大反應(yīng)物濃度,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率。(合理即給分)濃H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移動(dòng),提高酯的產(chǎn)率。[。
濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性和脫水性,會(huì)使有機(jī)物碳化,降低酯的產(chǎn)率。
(2)中和乙酸、溶解乙醇、減少乙酸乙酯在水中的溶解 (3)振蕩、靜置
(4)原料損失較大、易發(fā)生副反應(yīng)乙醚;蒸餾[,網(wǎng)Z,X,X,K]
(3)乙酸乙酯不溶于水,因此反應(yīng)結(jié)束后,將試管中收集到的產(chǎn)品倒入分液漏斗中,振蕩、靜置,然后分液即可。
(4)根據(jù)b裝置可知由于不是水浴加熱,溫度不易控制,因此制備乙酸乙酯的缺點(diǎn)是原料損失較大、易發(fā)生副反應(yīng)。由于乙醇溶液發(fā)生分子間脫水生成乙醚,所以由b裝置制得的乙酸乙酯產(chǎn)品經(jīng)飽和碳酸鈉溶液和飽和食鹽水洗滌后,還可能含有的有機(jī)雜質(zhì)是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸點(diǎn)相差較大,則分離乙酸乙酯與該雜質(zhì)的方法是蒸餾。
14.(2016·四川·9)CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl,并進(jìn)行相關(guān)探究。
【資料查閱】
【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器X的名稱是__________。
(2)實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a→______→e(填操作的編號(hào))。
a.檢查裝置的氣密性后加入藥品 b.熄滅酒精燈,冷卻
c.在“氣體入口”處通入干燥HCl d.點(diǎn)燃酒精燈,加熱
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色,C中試紙的顏色變化是_______。
(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是________________。
(5)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì),根據(jù)資料信息分析:
①若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是________________。
②若雜質(zhì)是CuO,則產(chǎn)生的原因是________________。
【答案】(1)干燥管 (2)c d b (3)先變紅,后褪色
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (5)①加熱時(shí)間不足或溫度偏低 ②通入HCl的量不足
(3)B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色,說(shuō)明有水生成,產(chǎn)物中還有Cl2,所以C中石蕊試紙先逐漸變?yōu)榧t色,后褪色,答案為:先變紅,后褪色。
(4)D中是Cl2和NaOH反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,答案為:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(5)①根據(jù)題給信息知若雜質(zhì)是CuCl2,說(shuō)明CuCl2沒(méi)有反應(yīng)完全,原因?yàn)榧訜釙r(shí)間不足或溫度偏低,答案為:加熱時(shí)間不足或溫度偏低;②若雜質(zhì)是氧化銅,說(shuō)明CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2,進(jìn)一步分解生成CuO,原因是通入HCl的量不足,答案為:通入HCl的量不足。
15.(2016·天津·9)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo),通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示,單位mg/L,我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,生活飲用水源的DO不能低于5mg/L。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略),測(cè)定某河水的DO。
1、測(cè)定原理:
堿性條件下,O2將Mn2+氧化為MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH?=2 MnO(OH)2↓
酸性條件下,MnO(OH)2將I?氧化為I2:②MnO(OH)2+I?+H+→Mn2++I2+H2O(未配平),用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2:③2S2O32?+I2=S4O62?+2I?
2、測(cè)定步驟
a.安裝裝置,檢驗(yàn)氣密性,充N2排盡空氣后,停止充N2。
b.向燒瓶中加入200mL水樣。
c.向燒瓶中依次迅速加入1mLMnSO4無(wú)氧溶液(過(guò)量)、2mL堿性KI無(wú)氧溶液(過(guò)量),開(kāi)啟攪拌器,至反應(yīng)①完全。
d攪拌并向燒瓶中加入2mL硫酸無(wú)氧溶液至反應(yīng)②完全,溶液為中性或弱酸性。
e.從燒瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示劑,用0.01000mol/L Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定,記錄數(shù)據(jù)。
f.……
g.處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。
回答下列問(wèn)題:
(1)配置以上無(wú)氧溶液時(shí),除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為_(kāi)_________。
(2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器為_(kāi)_________。
①滴定管②注射器③量筒
(3)攪拌的作用是__________。
(4)配平反應(yīng)②的方程式,其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_(kāi)_________。
(5)步驟f為_(kāi)_________。
(6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為_(kāi)_________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL,水樣的DO=__________mg/L(保留一位小數(shù))。作為飲用水源,此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo):__________(填“是”或“否”)
(7)步驟d中加入硫酸溶液反應(yīng)后,若溶液pH過(guò)低,滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差,寫(xiě)出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示,至少寫(xiě)出2個(gè))__________。
【答案】(1)將溶劑水煮沸后冷卻 (2)② (3)使溶液混合均勻,快速完成反應(yīng)
(4)1,2,4,1,1,3 (5)重復(fù)步驟e的操作2~3次
(6)溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色) 9.0 是
(7)2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O;SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-;4H++4I-+O2=2I2+2H2O(任寫(xiě)其中2個(gè))
【解析】(1)氣體在水中的溶解度隨著溫度升高而減小,將溶劑水煮沸可以除去所用溶劑水中氧,故答案為:將溶劑水煮沸后冷卻;
(6)碘離子被氧化為碘單質(zhì)后,用Na2S2O3溶液滴定將碘還原為碘離子,因此滴定結(jié)束,溶液的藍(lán)色消失;n(Na2S2O3)=0.01000mol/L×0.0045L=4.5×10?5mol,根據(jù)反應(yīng)①②③有O2~2 MnO(OH)2↓~ 2I2~4S2O32?,n(O2)= n(Na2S2O3)=1.125×10?5mol,該河水的DO=×1.125×10?5×32=9×10?3g/L=9.0 mg/L>5 mg/L,達(dá)標(biāo),故答案為:溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色);9.0;是;
(7)硫代硫酸鈉在酸性條件下發(fā)生歧化反應(yīng),生成的二氧化硫也能夠被生成的碘氧化,同時(shí)空氣中的氧氣也能夠?qū)⒌怆x子氧化,反應(yīng)的離子方程式分別為:2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O;SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-;4H++4I-+O2=2I2+2H2O。
16.(2016·全國(guó)I·26)過(guò)氧化鈣微溶于水,溶于酸,可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法。回答下列問(wèn)題:
(一)碳酸鈣的制備
(1)步驟①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長(zhǎng)大,有利于____。
(2)下圖是某學(xué)生的過(guò)濾操作示意圖,其操作不規(guī)范的是______(填標(biāo)號(hào))。
a.漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.將濾紙濕潤(rùn),使其緊貼漏斗壁
d.濾紙邊緣高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動(dòng)以加快過(guò)濾速度
(二)過(guò)氧化鈣的制備
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體,此時(shí)溶液呈____性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸,趁熱過(guò)濾。將溶液煮沸的作用是___________。
(4)步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______,該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行,原因是_________。
(5)將過(guò)濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌,使用乙醇洗滌的目的是_______。
(6)制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是:將石灰石煅燒后,直接加入雙氧水反應(yīng),過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是______,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是_______。
【答案】(1)調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀;過(guò)濾分離;(2)ade ;(3)酸;除去溶液中溶解的CO2;(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;溫度過(guò)高時(shí)過(guò)氧化氫分解;(5)去除結(jié)晶表面水分;(6)工藝簡(jiǎn)單、操作方便;純度較低。
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體,溶液中有二氧化碳生成,因此溶液呈酸性。溶液中含有二氧化碳,而過(guò)氧化鈣能與酸反應(yīng),因此將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。
(4)根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)中還有氯化銨和水生成,則步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O;雙氧水不穩(wěn)定,受熱易分解,因此該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行的原因是防止過(guò)氧化氫分解。
(5)過(guò)氧化鈣不溶于乙醇,使用乙醇洗滌的目的是去除結(jié)晶表面的水分。
(6)制備過(guò)氧化鈣的另一種方法是:將石灰石煅燒后,直接加入雙氧水反應(yīng),過(guò)濾后可得到過(guò)氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是原料來(lái)源豐富、操作方便,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是得到產(chǎn)品的純度較低。
17.(2015·全國(guó)II·28)二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑,回答下列問(wèn)題:
(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應(yīng)氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為。
(2)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料,通過(guò)以下過(guò)程制備ClO2:
①電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
②溶液X中大量存在的陰離子有__________。
③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是(填標(biāo)號(hào))。
a.水 b.堿石灰 C.濃硫酸 d.飽和食鹽水
(3)用下圖裝置可以測(cè)定混合氣中ClO2的含量:
Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸:
Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水,使液面沒(méi)過(guò)玻璃液封管的管口;
Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收;
Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中:
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去20.00 mL硫
代硫酸鈉溶液。在此過(guò)程中:
①錐形瓶?jī)?nèi)ClO2與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為。
②玻璃液封裝置的作用是。
③V中加入的指示劑通常為 ,滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是。
④測(cè)得混合氣中ClO2的質(zhì)量為 g。
(4)用ClO2處理過(guò)的飲用水會(huì)含有一定最的亞氯酸鹽。若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽,下列物質(zhì)最適宜的是_______(填標(biāo)號(hào))。
a.明礬b.碘化鉀c.鹽酸 d.硫酸亞鐵
【答案】(1)2:1 (2)①NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3 ②Cl—、OH— ③c
(3)①2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O ②吸收殘余的二氧化氯氣體(避免碘的逸出)③淀粉溶液;溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再改變 ④0.02700 (4)d
【解析】(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,在反應(yīng)中氯元素的化合價(jià)從+5價(jià)降低到+4價(jià),得到1個(gè)電子,氯酸鉀是氧化劑。S元素的化合價(jià)從+4價(jià)升高到+6價(jià),失去2個(gè)電子,亞硫酸鈉是還原劑,則根據(jù)電子得失守恒可知該反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為2:1。
(2)①根據(jù)流程圖可知電解時(shí)生成氫氣和NCl3,則電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl+2HCl3H2↑+NCl3。
②NCl3與NaClO2反應(yīng)生成ClO2、NH3和氯化鈉、NaOH,反應(yīng)的離子反應(yīng)為NCl3+3H2O+6ClO2—=6ClO2↑+3Cl-+3OH-+NH3↑,溶液中應(yīng)該存在大量的氯離子和氫氧根離子。
③a、ClO2易溶于水,不能利用水吸收氨氣,a錯(cuò)誤;b、堿石灰不能吸收氨氣,b錯(cuò)誤;c、濃硫酸可以吸收氨氣,且不影響ClO2,c正確;d、ClO2易溶于水,不能利用飽和食鹽水吸收氨氣,d錯(cuò)誤,答案選c。
④根據(jù)方程式可知2ClO2~5I2~10S2O32-,則測(cè)得混合氣中ClO2的質(zhì)量為0.1mol/L×0.02L×
67.5g/mol/5=0.02700 g。
(4)亞氯酸鹽具有氧化性,明礬不能被氧化,碘化鉀被氧化為碘,鹽酸可能被氧化氯氣,因此若要除去超標(biāo)的亞氯酸鹽,最適宜的是硫酸亞鐵,且產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物鐵離子能凈水。
18.(2015·上?!?3)實(shí)驗(yàn)室回收廢水中苯酚的過(guò)程如圖所示。下列分析錯(cuò)誤的是
A.操作I中苯作萃取劑B.苯酚鈉在苯中的溶解度比在水中的大[源:Z,xx,k.Com]
C.通過(guò)操作II苯可循環(huán)使用D.三步操作均需要分液漏斗
【答案】B
【解析】A.苯酚容易溶于有機(jī)溶劑苯,而難溶于水,水與苯互不相溶,因此可用苯作萃取劑將含有苯酚的廢水中的苯萃取出來(lái),操作I中苯作萃取劑,正確。B.苯酚鈉容易溶于水,而難溶于苯,因此在苯中的溶解度比在水中的小,錯(cuò)誤。C.向萃取分液后的含有苯酚的溶液中加入NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng):NaOH+C6H5OH=C6H5ONa+H2O,C6H5ONa容易溶于水,而與苯互不相溶,然后分液,得到的苯可再應(yīng)用于含有苯酚的廢水的處理,故通過(guò)操作II苯可循環(huán)使用,正確。D.再向含有苯酚鈉的水層加入鹽酸,發(fā)生 :C6H5ONa+HCl=C6H5OH+NaCl,苯酚難溶于水,密度比水大,在下層,通過(guò)分液與水分離開(kāi),通過(guò)上述分析可知在三步操作中都要進(jìn)行分液操作,因此要使用分液漏斗,正確。
19.(2015··)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一 制取氯酸鉀和氯水
利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程需要的玻璃儀器有_____。
(2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,___(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。
實(shí)驗(yàn)二 氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的探究
(3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3 。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行):
①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀______。
②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是___________。
③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________。
實(shí)驗(yàn)三 測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量
(4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:使用下圖裝置,加熱15.0ml飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_______。(不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因)
(5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)):______
資料:i.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑;
ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。
【答案】(15分)(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可);
(2)能;(3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響;
②硫酸濃度為0的對(duì)照實(shí)驗(yàn); ③ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O
(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無(wú)法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案)。
(5)量取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過(guò)量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案)。
改變的只有硫酸的體積和水的多少,二者的和相等,及硫酸的濃度不同,而溶液的體積相同。可見(jiàn)該實(shí)驗(yàn)研究的目的就是研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響;②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是硫酸溶液沒(méi)有加入,即硫酸的濃度是0,可以進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),比較硫酸不同濃度的影響。③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色,證明產(chǎn)生了I2;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6I-+6H+=Cl-+3I2+3H2O。(4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:使用右圖裝置,加熱15.0ml飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行,主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解產(chǎn)生HCl和氧氣等。(5)由于次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑,因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)不用酸堿指示劑,可以利用氯水的強(qiáng)氧化性,向該溶液中加入足量的足量的H2O2溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生Cl-,H2O2被氧化變?yōu)镺2,然后加熱除去過(guò)量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,發(fā)生沉淀反應(yīng)形成AgCl沉淀,稱量沉淀質(zhì)量可根據(jù)物質(zhì)的元素組成確定其中含有的氯元素的質(zhì)量。
20.(2015·浙江·29)某學(xué)習(xí)小組按如下實(shí)驗(yàn)流程探究海帶中碘含量的測(cè)定和碘的制取。
實(shí)驗(yàn)(一) 碘含量的測(cè)定
取0.0100 mol·Lˉ1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管,取100.00 mL海帶浸取原液至滴定池,用電勢(shì)滴定法測(cè)定碘含量。測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)(E) 反映溶液中c(Iˉ)的變化,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表:
V(AgNO3)/mL
15.00
19.00
19.80
19.98
20.00
20.02
21.00
23.00
25.00
E/mV
-225
-200
-150
-100
50.0
175
275
300
325
實(shí)驗(yàn)(二) 碘的制取
另制海帶浸取原液,甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案如下:
已知:3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。
請(qǐng)回答:
(1)實(shí)驗(yàn)(一) 中的儀器名稱:儀器A, 儀器 B。
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線:
②該次滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO3溶液的體積為mL,計(jì)算得海帶中碘的百分含量為%。
(3)①分液漏斗使用前須檢漏,檢漏方法為。
②步驟X中,萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是。
③下列有關(guān)步驟Y的說(shuō)法,正確的是。
A.應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積
B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層
C.主要是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì)
D.NaOH溶液可以由乙醇代替
④實(shí)驗(yàn)(二) 中操作Z的名稱是。
(4)方案甲中采用蒸餾不合理,理由是。
【答案】(1)坩堝 500mL容量瓶(2) ① ② 20.00mL 0.635% (3)①向分液漏斗中加入少量水,檢查旋塞處是否漏水;將漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),檢查玻璃塞是否漏水 ②液體分上下兩層,下層呈紫紅色 ③AB ④過(guò)濾 (4)主要由于碘易升華,會(huì)導(dǎo)致碘的損失
【解析】(1)A、B兩種儀器的名稱分別為坩堝、500mL容量瓶(須注明容量瓶的容量)。
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)描出各點(diǎn),然后連成光滑的曲線即可。
②從圖像可知,有20.00mL附近滴定曲線發(fā)生突變,可判斷滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO3溶液的體積為20.00mL;根據(jù)關(guān)系式Ag+~I(xiàn)-可計(jì)算求得海帶中碘的百分含量
=。
21.(2015·上海·七)甲醛是深受關(guān)注的有機(jī)化合物。甲醛含量的測(cè)定有多種方法,例如:在調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中加入甲醛水溶液,經(jīng)充分反應(yīng)后,產(chǎn)生的氫氧化鈉的物質(zhì)的量與甲醛的物質(zhì)的量相等,然后用已知濃度的硫酸滴定氫氧化鈉。完成下列填空:
(1)將4.00 mL甲醛水溶液加入到經(jīng)調(diào)至中性的亞硫酸鈉溶液中,充分反應(yīng)后,用濃度為1.100 mol/L的硫酸滴定,至終點(diǎn)時(shí)耗用硫酸20.00 mL。甲醛水溶液的濃度為mol/L。
(2)上述滴定中,若滴定管規(guī)格為50mL,甲醛水溶液取樣不能超過(guò)mL。
(3)工業(yè)甲醛含量測(cè)定的另一種方法:在甲醛水溶液中加入過(guò)氧化氫,將甲醛氧化為甲酸,然后用已知濃度的氫氧化鈉溶液滴定。
HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O NaOH + HCOOH → HCOONa + H2O
已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。
如果H2O2用量不足,會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果(選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”),因?yàn)?;如果H2O2過(guò)量,會(huì)導(dǎo)致甲醛含量的測(cè)定結(jié)果(選填“偏高”、“偏低”或“不受影響”),因?yàn)椤?br />
(4)甲醛和新制氫氧化銅的反應(yīng)顯示了甲醛的還原性,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式通常表示如下:HCHO + 2Cu(OH)2HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
若向足量新制氫氧化銅中加入少量甲醛,充分反應(yīng),甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽,設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一判斷。
①主要儀器:試管 酒精燈
②可供選用的試劑:硫酸銅溶液、甲醛、甲酸、氫氧化鈉溶液
【答案】(1)11。(2)10. (3)偏低,未完全將甲醛氧化為甲酸,使消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液少;偏低,將甲醛氧化的甲酸進(jìn)一步氧化為二氧化碳和水,使消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液少。(4)向試管中加入2ml10%的NaOH溶液,然后向其中滴加2%的硫酸銅溶液CuSO4溶液4-6滴,產(chǎn)生Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀,取少量反應(yīng)后的溶液,加入到新制Cu(OH)2懸濁液中,加熱煮沸,觀察有無(wú)磚紅色沉淀產(chǎn)生,若有證明含有甲酸或甲酸鹽,否則不含有甲酸或甲酸鹽。
【解析】(1)n(H2SO4)= 1.100 mol/L×0.02L=0.022mol,由于2NaOH+ H2SO4=Na2SO4+2H2O,所以n(NaOH)=2 n(H2SO4)=0.044mol,n(HCHO)= n(NaOH)= 0.044mol。則甲醛水溶液的濃度為c(HCHO)= n(HCHO)÷V=0.044mol÷0.004L=11mol/L。
(4)甲酸HCOOH或甲酸鹽如HCOONa等都含有醛基,所以要證明向足量新制氫氧化銅中加入少量甲醛,充分反應(yīng),甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸或甲酸鹽,只要證明在物質(zhì)中不含有醛基就可以。方法是向試管中加入2ml10%的NaOH溶液,然后向其中滴加2%的硫酸銅溶液CuSO4溶液4-6滴,產(chǎn)生Cu(OH)2藍(lán)色絮狀沉淀,取少量反應(yīng)后的溶液,加入到新制Cu(OH)2懸濁液中,加熱煮沸,觀察有無(wú)磚紅色沉淀產(chǎn)生,若有證明含有甲酸或甲酸鹽,否則不含有甲酸或甲酸鹽。
21.(2015·上?!ち┻^(guò)氧化鈣(CaO2)是一種白色、無(wú)毒、難溶于水的固體,能殺菌消毒,廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程如下:
①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2;
②不斷攪拌的同時(shí)加入30% H2O2,反應(yīng)生成CaO2·8H2O沉淀;
③經(jīng)過(guò)陳化、過(guò)濾,水洗得到CaO2·8H2O,再脫水干燥得到CaO2。
完成下列填空
(1)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(2)可循環(huán)使用的物質(zhì)是。
工業(yè)上常采用Ca(OH)2過(guò)量而不是H2O2過(guò)量的方式來(lái)生產(chǎn),這是因?yàn)椤?br />
(3)檢驗(yàn)CaO2·8H2O是否洗凈的方法是。
(4)CaO2·8H2O加熱脫水的過(guò)程中,需不斷通入不含二氧化碳的氧氣,目的是、。
(5)已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。下圖是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定產(chǎn)品中CaO2含量的裝置(夾持裝置省略)。
若所取產(chǎn)品質(zhì)量是m g,測(cè)得氣體體積為V mL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用字母表示)。
過(guò)氧化鈣的含量也可用重量法測(cè)定,需要測(cè)定的物理量有。
【答案】(1)2NH4Cl+ Ca(OH)2=CaCl2+2NH3?H2O。CaCl2+H2O2+8H2O+2NH3=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;
(2)NH4Cl;溶液顯堿性,就可以抑制CaO2·8H2O的溶解,從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)率。H2O2是弱酸性,會(huì)促進(jìn)CaO2·8H2O的溶解,對(duì)物質(zhì)的制取不利。
(3)取最后一次洗滌溶液,向其中加入AgNO3溶液,再滴加幾滴稀硝酸,若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生,就證明洗滌干凈,否則沒(méi)有洗滌干凈。
(4)防止CO2與CaO2·8H2O分解產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng),使反應(yīng)逆向進(jìn)行,得到更多的CaO2。
(5)%;加熱前過(guò)氧化鈣及加熱后固體質(zhì)量不再發(fā)生改變時(shí)試管中固體的質(zhì)量。
(3)CaO2·8H2O是從含有NH4Cl的溶液中過(guò)濾出來(lái)的,若CaO2·8H2O洗滌干凈,則表明上不含有NH4Cl電離產(chǎn)生的NH4+或Cl-,所以檢驗(yàn)CaO2·8H2O是否洗凈的方法是取最后一次洗滌溶液,向其中加入AgNO3溶液,再滴加幾滴稀硝酸,若無(wú)白色沉淀產(chǎn)生,就證明洗滌干凈,否則沒(méi)有洗滌干凈。
(4)CaO2·8H2O加熱脫水的過(guò)程中,會(huì)發(fā)生反應(yīng):CaO2·8H2OCa(OH)2+H2O2+ 6H2O;2H2O22H2O+ O2↑。若通入氧氣中含有二氧化碳,就會(huì)與反應(yīng)產(chǎn)生的Ca(OH)2反應(yīng),使反應(yīng)正向進(jìn)行,同時(shí)通入氧氣,就可以使是裝置中H2O2分解率降低,因而可以得到更多的CaO2。
(5)已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。反應(yīng)的方程式是。根據(jù)方程式可知,每有2mol CaO2發(fā)生反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生1mol O2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積是22.4L?,F(xiàn)在產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣體積是V mL,則氧氣的物質(zhì)的量是n(O2)=V×10-3L/22.4L/mol= V/22.4×10-3mol;則反應(yīng)的CaO2的物質(zhì)的量是n(CaO2)= 2 n(O2)=V/11.2×10-3mol,則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
φ=[n(CaO2)M÷m] ×100%= [V/11.2×10-3mol×72g/mol÷m] ×100%=%. 過(guò)氧化鈣的含量也可用重量法測(cè)定,需要測(cè)定的物理量有灼燒前過(guò)氧化鈣的質(zhì)量及物質(zhì)質(zhì)量不再發(fā)生改變時(shí)剩余固體的質(zhì)量。
22.(2015·山東·31)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:
(3)利用簡(jiǎn)潔酸堿滴定法可測(cè)定Ba2+的含量,實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行。
已知:2CrO42—+2H+=Cr2O72—+H20 Ba2++CrO42—=BaCrO4↓
步驟I:移取xml一定濃度的Na2CrO4溶液與錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸體積為V0mL。
步驟II:移取y mLBaCl2溶液于錐形瓶中,加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用b mol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸的體積為V1mL。
滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為mol·L-1,若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時(shí)有少量待測(cè)液濺出,Ba2+濃度測(cè)量值將
(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(3)上方;(V0b—V1b)/y;偏小。
23.(2015·江蘇·21B)實(shí)驗(yàn)室以苯甲醛為原料制備間溴苯甲醛(實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)下圖,相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)見(jiàn)附表)。其實(shí)驗(yàn)步驟為:
步驟1:將三頸瓶中的一定配比的無(wú)水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升溫至60℃,緩慢滴加經(jīng)濃硫酸干燥過(guò)的液溴,保溫反應(yīng)一段時(shí)間,冷卻。
步驟2:將反應(yīng)混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中,攪拌、靜置、分液。有機(jī)相用10%NaHCO3溶液洗滌。
步驟3:經(jīng)洗滌的有機(jī)相加入適量無(wú)水MgSO4固體,放置一段時(shí)間后過(guò)濾。
步驟4:減壓蒸餾有機(jī)相,收集相應(yīng)餾分。
(1)實(shí)驗(yàn)裝置中冷凝管的主要作用是________,錐形瓶中的溶液應(yīng)為_(kāi)_______。
(2)步驟1所加入的物質(zhì)中,有一種物質(zhì)是催化劑,其化學(xué)式為_(kāi)________。
(3)步驟2中用10%NaHCO3溶液洗滌有機(jī)相,是為了除去溶于有機(jī)相的______(填化學(xué)式)。
(4)步驟3中加入無(wú)水MgSO4固體的作用是_________。
(5)步驟4中采用減壓蒸餾技術(shù),是為了防止_____。
附表 相關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)(101kPa)
物質(zhì)
沸點(diǎn)/℃[]
物質(zhì)
沸點(diǎn)/℃[xx.k.Com]
溴
58.8
1,2-二氯乙烷
83.5
苯甲醛
179
間溴苯甲醛
229
【答案】(1)冷凝回流,NaOH;(2)AlCl3;(3)Br2、HCl;(4)除去有機(jī)相的水;(5)間溴苯甲醛被氧化。
24.(2015·江蘇·19)實(shí)驗(yàn)室用下圖所示裝置制備KClO溶液,并通過(guò)KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性質(zhì)①可溶于水、微溶于濃KOH溶液,②在0℃~5℃、強(qiáng)堿性溶液中比較穩(wěn)定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解,④在酸性至弱堿性條件下,能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。
(1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2,其離子方程式為_(kāi)____________。將制備的Cl2通過(guò)裝置B可除去______________(填化學(xué)式)。
(2)Cl2和KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下,控制反應(yīng)在0℃~5℃進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)中可采取的措施是_________。
(3)制備K2FeO4時(shí),KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液的混合方式為_(kāi)______。
(4)提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實(shí)驗(yàn)方案為:將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,_____(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:飽和KOH溶液,乙醇;除常用儀器外須使用的儀器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。
【答案】(1)2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2+5Cl2↑+8H2O,HCl;(2)緩慢滴加鹽酸、裝置C加冰水??;(3)在攪拌下,將Fe(NO3)3飽和溶液緩慢滴加到KClO飽和溶液中;(4)用砂芯漏斗過(guò)濾,將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液,攪拌、靜置,再用砂芯漏斗過(guò)濾,晶體用適量乙醇洗滌2-3次后,在真空干燥箱中干燥。
用砂芯漏斗過(guò)濾,將濾液置于冰水浴中,向?yàn)V液中加入飽和KOH溶液,攪拌、靜置,再用砂芯漏斗過(guò)濾,晶體用適量乙醇洗滌2-3次后,在真空干燥箱中干燥。
25.(2015·海南·17)工業(yè)上,向500~600℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無(wú)水氯化亞鐵?,F(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過(guò)程進(jìn)行試驗(yàn)。
回答下列問(wèn)題:
(1)制取無(wú)水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為,裝置B中加入的試劑是。
(2)制取無(wú)水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A用來(lái)制取。尾氣的成分是。若仍用D的裝置進(jìn)行尾氣處理,存在的問(wèn)題是、。
(3)若操作不當(dāng),制得的FeCl2 會(huì)含有少量FeCl3 ,檢驗(yàn)FeCl3常用的試劑是。欲制得純凈的FeCl2 ,在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先,再。
【答案】(1)MnO2 + 4HCl(濃)MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O,濃硫酸。
(2)HCl;HCl和H2;發(fā)生倒吸、可燃性氣體H2不能被吸收。
(3)KSCN溶液;點(diǎn)燃A處的酒精燈,點(diǎn)燃C處的酒精燈。
26.(2014·福建·25)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)一 焦亞硫酸鈉的制取
采用右圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置II中有Na2S2O5晶體析出,發(fā)生的反應(yīng)為:Na2SO3+SO2=Na2S2O5
(1)裝置I中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為。
(2)要從裝置II中獲得已析出的晶體,可采取的分離方法是。
(3)裝置III用于處理尾氣,可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為(填序號(hào))。
實(shí)驗(yàn)二 焦亞硫酸鈉的性質(zhì)
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)證明NaHSO3溶液中HSO3- 的電離程度大于水解程度,可采用的實(shí)驗(yàn)方法是(填序號(hào))。
a.測(cè)定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液 c.加入鹽酸
d.加入品紅溶液 e.用藍(lán)色石蕊試紙檢測(cè)
(5)檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是。
實(shí)驗(yàn)三 葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測(cè)定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測(cè)定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)的方案如下:
(已知:滴定時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+I(xiàn)2+2H2O=H2SO4+2HI)
①按上述方案實(shí)驗(yàn),消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液25.00 mL,該次實(shí)驗(yàn)測(cè)得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計(jì)算)為g·L-1。
②在上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若有部分HI被空氣氧化,則測(cè)得結(jié)果(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)過(guò)濾(3)d(4)a、e
(5)取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成(6)① 0.16 ②偏低
【解析】(1)裝置1是制備二氧化硫氣體,反應(yīng)方程式為Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)要從裝置II中得到晶體,可采取的措施是過(guò)濾;
(3)裝置III用于處理尾氣,可選用的最合理裝置是d,a裝置缺少與外界相通,錯(cuò)誤;b易發(fā)生倒吸,錯(cuò)誤;c裝置倒扣的漏斗進(jìn)入水中,錯(cuò)誤。
(4)證明NaHSO3溶液中HSO3- 的電離程度大于水解程度,可采用的實(shí)驗(yàn)方法是測(cè)定溶液的pH,pH小于7,則電離程度大于水解程度,a正確;加入氫氧化鋇反應(yīng)生成亞硫酸鋇沉淀,和鹽酸反應(yīng)生成氣體二氧化硫;無(wú)法判斷電離程度和水解程度;亞硫酸根和亞硫酸氫根都不能使品紅褪色,不能采用;用藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn),若變紅則電離大于水解,e正確。
(5)檢驗(yàn)變質(zhì)的方法是取少量Na2S2O5晶體于試管中,加適量水溶解,滴加足量鹽酸,振蕩,再滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成。
(6)根據(jù)反應(yīng)方程式可得: SO2+I(xiàn)2+2H2O=H2SO4+2HI。碘的物質(zhì)的量為0.0100×25×10-3=2.5×10-4mol,則抗氧化劑的殘留量為2.5×10-4mol×64g/mol=0.16g;若碘化鉀部分被氧化,則需要二氧化硫的物質(zhì)的量減少,則所求濃度偏低。
27.(2014·廣東·32)(16分)石墨在材料領(lǐng)域有重要應(yīng)用,某初級(jí)石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等雜質(zhì),設(shè)計(jì)的提純與綜合利用工藝如下:
(注:SiCl4的沸點(diǎn)為57.6℃,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150℃)
(1)向反應(yīng)器中通入Cl2前,需通一段時(shí)間N2,主要目的是_________________。
(2)高溫反應(yīng)后,石墨中氧化物雜質(zhì)均轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的氯化物,氣體I中的碳氧化物主要為_(kāi)____________,由氣體II中某物質(zhì)得到水玻璃的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)________________。
(3)步驟①為:攪拌、________、所得溶液IV中的陰離子有____________。
(4)由溶液IV生成沉淀V的總反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________,100kg初級(jí)石墨最多可獲得V的質(zhì)量為_(kāi)__________kg。
(5)石墨可用于自然水體中銅件的電化學(xué)防腐,完成圖19防腐示意圖,并作相應(yīng)標(biāo)注。
【答案】(16分)
(1)排出空氣,作為保護(hù)氣,防止石墨被空氣中的氧氣氧化而損耗(1分)。
(2)CO(1分) , SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O(2分)
(3)過(guò)濾(1分)。Cl—、AlO2—、OH—(3分)。
(4)AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2O CH3COO— + Al(OH)3↓+CH3CH2OH (3分),7.8Kg(2分)
(5) (3分)
【解析】(1)開(kāi)始前反應(yīng)器中存在氧氣,那么在加熱的條件下,石墨與氧氣發(fā)生反應(yīng),所以在反應(yīng)前必須排凈反應(yīng)器中的氧氣,故通入N2的目的就是排出空氣,作為保護(hù)氣,防止石墨被空氣中的氧氣氧化而損耗;
(2)只能是CO不可能是CO2,因?yàn)槭cCO2高溫下也會(huì)轉(zhuǎn)化CO;根據(jù)題目中的信息“SiCl4的沸點(diǎn)為57.6℃,金屬氯化物的沸點(diǎn)均高于150℃”,所以氣體II的主要成分就是SiCl4,SiCl4再與NaOH 反應(yīng)制備水玻璃(Na2SiO3),故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是SiCl4+6NaOH=Na2SiO3+4NaCl+3H2O;
(3)固體Ⅲ含AlCl3、FeCl3、MgCl2加過(guò)量NaOH溶液有沉淀Mg(OH)2、Fe(OH)3和溶液NaAlO2、NaCl。要分離出沉淀的操作是過(guò)濾;因?yàn)镹aOH過(guò)量,所以溶液中必存在的陰離子是AlO2—、OH—,反應(yīng)由NaCl生成,則溶液中還存在陰離子Cl—,那么所得溶液IV中的陰離子有Cl—、AlO2—、OH—;
(4)溶液IV中的陰離子有Cl—、AlO2—、OH—。加入了反應(yīng)物CH3COOCH2CH3,能除去溶液中的OH—,且能促進(jìn)偏鋁酸根離子發(fā)生水解生成沉淀Al(OH)3,則V 是Al(OH)3,所以反應(yīng)的方程式是AlO2—+CH3COOCH2CH3+2H2OCH3COO—+ Al(OH)3↓+CH3CH2OH ;由Al2O3~2Al(OH)3 可以計(jì)算:Al(OH)3的質(zhì)量m=100Kg×5.1%÷102×156=7.8Kg
(5)銅的化學(xué)性質(zhì)比石墨活潑,所以應(yīng)用外加電流的陰極保護(hù)法保護(hù)銅,所以石墨作陽(yáng)極,銅作陰極。防腐示意圖如下:
28.(2014·全國(guó)I·26)(13分)乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一,具有橡膠的香味。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)信息如下:
相對(duì)分子質(zhì)量
密度/(g·cm—3)
沸點(diǎn)/℃
水中溶解度
異戊醇
88
0.8123
131
微溶
乙 酸
60
1.0492
118
溶
乙酸異戊酯
130
0.8670
142
難溶
實(shí)驗(yàn)步驟:
在A中加入4.4 g的異戊醇,6.0 g的乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2~3片碎瓷片,開(kāi)始緩慢加熱A,回流50分鐘,反應(yīng)液冷至室溫后,倒入分液漏斗中,分別用少量水,飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌,分出的產(chǎn)物加入少量無(wú)水硫酸鎂固體,靜置片刻,過(guò)濾除去硫酸鎂固體,,進(jìn)行蒸餾純化,收集140~143 ℃餾分,得乙酸異戊酯3.9 g?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)裝置B的名稱是:
(2)在洗滌操作中,第一次水洗的主要目的是:; 第二次水洗的主要目的是:。
(3)在洗滌、分液操作中,應(yīng)充分振蕩,然后靜置,待分層后(填標(biāo)號(hào)),
A.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出
B.直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出
C.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從下口放出
D.先將水層從分液漏斗的下口放出,再將乙酸異戊酯從上口放出
(4)本實(shí)驗(yàn)中加入過(guò)量乙酸的目的是:
(5)實(shí)驗(yàn)中加入少量無(wú)水硫酸鎂的目的是:
(6)在蒸餾操作中,儀器選擇及安裝都正確的是:(填標(biāo)號(hào))
a bc d
(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是:
A、30℅ B、40℅ C、 50℅ D、60℅
(8)在進(jìn)行蒸餾操作時(shí),若從130 ℃開(kāi)始收集餾分,產(chǎn)率偏(填高或者低)原因是
【答案】(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分濃硫酸和醋酸;洗掉碳酸氫鈉。
(3)d。(4)提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率(5)干燥(6)b(7)c
(8)高,會(huì)收集到少量未反應(yīng)的異戊醇。
【解析】(1)儀器B是球形冷凝管
(2)第一次水洗主要是洗掉濃硫酸和過(guò)量的乙酸。第二次水洗則主要是洗去上一步加入的飽和NaHCO3。主要從物質(zhì)的溶解性和存在的雜質(zhì)考慮。
(3)乙酸異戊酯比水要輕,分液時(shí)下層必須從下口放出,上層液體從上口倒出。所以選d。
(4)由于乙酸的沸點(diǎn)最低,所以會(huì)有較多的乙酸揮發(fā)損耗,加入過(guò)量的乙酸可以保證使異戊醇更多的轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品
(5)無(wú)水MgSO4有較快的吸水性,且不與乙酸異戊酯反應(yīng),可以吸收水,便于下一步的蒸餾。
(6)a、d的溫度計(jì)位置錯(cuò)誤,冷凝管應(yīng)該用直形冷凝管,若用球形冷凝管,冷凝的液體不能全部流下,所以應(yīng)該用b。
(7)從反應(yīng)方程式可以看到乙酸過(guò)量,則按異戊醇計(jì)算。理論上可以生成乙酸異戊酯6.6g。則產(chǎn)率為:3.9g/6.5g×100%=60%.
(8)會(huì)使產(chǎn)率偏高,溶于乙酸異戊酯的異戊醇會(huì)進(jìn)入到產(chǎn)品中。
29.(2014·山東·31)(20分)工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3?5H2O,實(shí)驗(yàn)室可用如下裝置(略去部分加持儀器)模擬生成過(guò)程。
燒瓶C中發(fā)生反應(yīng)如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (I)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (II)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (III)
(1)儀器組裝完成后,關(guān)閉兩端活塞,向裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注,若,則整個(gè)裝置氣密性良好。裝置D的作用是 。裝置E中為溶液。
(2)為提高產(chǎn)品純度,應(yīng)使燒瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反應(yīng),則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為。
(3)裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率,其中的液體最好選擇。
a.蒸餾水 b.飽和Na2SO3溶液
c.飽和NaHSO3溶液 d.飽和NaHCO3溶液
實(shí)驗(yàn)中,為使SO2緩慢進(jìn)入燒瓶C,采用的操作是。已知反應(yīng)(III)相對(duì)較慢,則燒瓶C中反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是。反應(yīng)后期可用酒精燈適當(dāng)加熱燒瓶A,實(shí)驗(yàn)室用酒精燈加熱時(shí)必須使用石棉網(wǎng)的儀器含有。
a .燒杯 b .蒸發(fā)皿 c.試管 d .錐形瓶
(4)反應(yīng)終止后,燒瓶C中的溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮即可析出Na2S2O3?5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),檢測(cè)產(chǎn)品中是否存在Na2SO4,簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)操作,現(xiàn)象和結(jié)論:。
已知Na2S2O3?5H2O遇酸易分解:S2O32 ̄+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供選擇的試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
【答案】(20分)(1)液柱高度保持不變 ;防止倒吸;NaOH(合理即得分)(2)2:1
(3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即得分) 溶液變澄清(或混濁消失);a、d
(4)取少量產(chǎn)品溶于足量稀鹽酸,靜置,取上層清液(或過(guò)濾,取濾液),滴加BaCl2溶液,若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)。(合理即得分)
【解析】(1)裝置B中的長(zhǎng)頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液注,若液柱高度保持不變,則說(shuō)明裝置氣密性良好;D瓶的作用相當(dāng)于安全瓶,防止E瓶中的溶液倒吸;裝置E放在最后應(yīng)該起到尾氣處理的作用,因?yàn)槲矚庵泻蠸O2、H2S等酸性有害氣體,所以用堿性溶液(比如NaOH溶液、KOH溶液等)來(lái)吸收;
(2)根據(jù)燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生的三個(gè)反應(yīng):Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)、2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)、S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq),可以得出如下關(guān)系式: 2Na2S ~ 2H2S ~ 3S ~ 3Na2SO3,2mol Na2S完全反應(yīng)生成2mol Na2SO3,所以還需要另外加入1mol Na2SO3,則燒瓶C中Na2S和Na2SO3物質(zhì)的量之比為2:1;
(3)要觀察觀察SO2的生成速率,第一不能吸收或溶解SO2,第二不能和SO2發(fā)生反應(yīng),a.蒸餾水(SO2易溶于水),b.飽和Na2SO3溶液(與SO2發(fā)生反應(yīng)),c.飽和NaHSO3溶液(溶解度較小且不發(fā)生反應(yīng))d.飽和NaHCO3溶液(與SO2發(fā)生反應(yīng)),所以答案選c;SO2是由70%H2SO4和Na2SO3反應(yīng)制取,所以為了SO2使緩慢進(jìn)行燒瓶C,采取的操作是控制滴加硫酸的速度;可以直接加熱的儀器有:蒸發(fā)皿和試管,墊石棉網(wǎng)加熱的儀器有燒杯和錐形瓶。
(4)加入鹽酸,Na2S2O3與稀鹽酸反應(yīng)(Na2S2O3+2HCl→2NaCl+S↓+SO2↑+H2O),靜置,取上層清液(或過(guò)濾,取濾液),滴加BaCl2溶液,若出現(xiàn)沉淀則說(shuō)明含有Na2SO4雜質(zhì)。
30.(2013·全國(guó)II·26)(15)正丁醛是一種化工原料。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醛。
Na2Cr2O7
H2SO4加熱
發(fā)生的反應(yīng)如下:
CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
沸點(diǎn)/℃
密度/(g·cm-3)
水中溶解性
正丁醇
11.72
0.8109
微溶
正丁醛
75.7
0.8017
微溶
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
將6.0gNa2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,再緩慢加入5mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時(shí),開(kāi)始滴加B中溶液。滴加過(guò)程中保持反應(yīng)溫度為90~95℃,在E中收集90℃以下的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機(jī)層干燥后蒸餾,收集75~77℃餾分,產(chǎn)量2.0g。
回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中,能否將 Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說(shuō)明理由。
(2)加入沸石的作用是。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是。
(3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是,D儀器的名稱是。
(4)分液漏斗使用前必須進(jìn)行的操作是(填正確答案標(biāo)號(hào))。
a.潤(rùn)濕 b.干燥 c.檢漏 d.標(biāo)定
(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時(shí),水在層(填“上”或“下”)。
(6)反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90~95℃,其原因是 。
(7)本實(shí)驗(yàn)中,正丁醛的產(chǎn)率為 %。
【答案】(1)不能;易迸濺。(2)防止暴沸;冷卻后補(bǔ)加。(3)滴液漏斗;直形冷凝管。
(4)c(5)下
(6)既可保證正丁醛及時(shí)蒸出,又可盡量避免其被進(jìn)一步氧化。(7)51%
【解析】以合成正丁醛為載體考察化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。涉及濃硫酸稀釋、沸石作用、儀器名稱、分液操作、分層、原因分析和產(chǎn)率計(jì)算。
(1)不能將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,應(yīng)該將濃硫酸加到Na2Cr2O7溶液,因?yàn)闈饬蛩崛苡谒畷?huì)放出大量熱,容易濺出傷人。
(2)沸石的作用是防止液體暴沸,若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法冷卻后補(bǔ)加,以避免加熱時(shí)繼續(xù)反應(yīng)而降低產(chǎn)率。
(3)B儀器是分液漏斗,D儀器是直形冷凝管。
(4)分液漏斗使用前必須檢查是否漏水。
(5)因?yàn)檎∪┑拿芏仁?.8017 g·cm-3,比水輕,水層在下層。
(6)反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90~95℃,根據(jù)正丁醛的沸點(diǎn)和還原性,主要是為了將正丁醛及時(shí)分離出來(lái),促使反應(yīng)正向進(jìn)行,并減少正丁醛進(jìn)一步氧化。
(7)按反應(yīng)關(guān)系,正丁醛的理論產(chǎn)量是:4.0g×=3.9g,實(shí)際產(chǎn)量是2.0g,產(chǎn)率為:×100%=51.3%。
31.(2013·天津·9)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)生產(chǎn)流程制備無(wú)水FeCl3,再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
I.經(jīng)查閱資料得知:無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下:
①檢查裝置的氣密性;
②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣;
③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成
④……
⑤體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的N2趕盡Cl2,將收集器密封
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。
第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器,少量沉積在反應(yīng)管A的右端。要使沉積得FeCl3進(jìn)入收集器,第④步操作是________________。
操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào))_________________________。
裝置B中的冷水浴的作用為_(kāi)_________________;裝置C的名稱為_(kāi)_________________;裝置D中FeCl2全部反應(yīng)完后,因?yàn)槭ノ誄l2的作用而失效,寫(xiě)出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑:___________。
在虛線框內(nèi)畫(huà)出尾氣吸收裝置E并注明試劑。
II.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過(guò)濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。
FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________。
電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽(yáng)極的電極反應(yīng)為_(kāi)_________。
綜合分析實(shí)驗(yàn)II的兩個(gè)反應(yīng),可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):
①H2S的原子利用率100%;②________________。
【答案】(1)2Fe+3Cl22FeCl3;(2)在沉積的的FeCl3固體下方加熱;(3)②⑤
(4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產(chǎn)品;干燥管;K3[FeCN]6溶液。(5)。
(6)2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+; (7)Fe2+-3e-=Fe3+;(8)FeCl3得到循環(huán)利用。
【解析】(1)A中是制備氯化鐵的,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Fe+3Cl22FeCl3。
(2)要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器,根據(jù)FeCl3加熱易升華的性質(zhì),第④的操作應(yīng)該是:在沉積的的FeCl3固體下方加熱。
(3)為防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2,⑤用干燥的N2趕盡Cl2,即答案選②⑤。
(4)B 中的冷水作用為是冷卻FeCl3使其沉積,便于收集產(chǎn)品;裝置C的名稱為干燥管。裝置D中FeCl2全部反應(yīng)完后,因?yàn)槭ノ誄l2的作用而失效,檢驗(yàn)FeCl2是否失效就是檢驗(yàn)二價(jià)鐵離子,最好用K3[FeCN]6溶液,也可以用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)。
(5)氯氣有毒,應(yīng)該有氫氧化鈉溶液吸收。由于吸收的是氯氣,不用考慮防倒吸。
(6)鐵離子具有氧化性,能把H2S氧化生吃單質(zhì)S,所以反應(yīng)的離子方程式是2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+。
(7)陽(yáng)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),所以陽(yáng)極電極反應(yīng)為Fe2+-3e-=Fe3+。
(8)在實(shí)驗(yàn)中得到氯化鐵,而氯化鐵是可以循環(huán)使用的,即該實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是FeCl3可以循環(huán)利用。
32.(2013·全國(guó)I·26)醇脫水是合成烯烴的常用方法,實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下:
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
?
相對(duì)分子質(zhì)量
密度
沸點(diǎn)
溶解性
環(huán)己醇
100
0.9618
161
微溶于水
環(huán)己烯
82
0.8102
83
難溶于水
合成反應(yīng):
在a中加入20 g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1 mL濃硫酸。b中通入冷卻水后,開(kāi)始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過(guò)90 oC。
分離提純:
反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中分別用少量5% 碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無(wú)水氯化鈣顆粒,靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣。最終通過(guò)蒸餾得到純凈環(huán)己烯10 g。
(1)裝置b的名稱是_______________
(2)加入碎瓷片的作用是____________;如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是____________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.立即補(bǔ)加??? B. 冷卻后補(bǔ)加? C. 不需補(bǔ)加??? D. 重新配料
(3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)________________。
(4)分液漏斗在使用前必須清洗干凈并________。在本實(shí)驗(yàn)分離過(guò)程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的__________(填“上口倒出”或“下口倒出”)。
(5)分離提純過(guò)程中加入無(wú)水氯化鈣的目的是_________________。
(6)在環(huán)已烯粗產(chǎn)物蒸餾過(guò)程中,不可能用到的儀器有_________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.圓底燒瓶? B. 溫度計(jì)?? C. 吸濾瓶??? D. 環(huán)形冷凝管?? E. 接收器
(7)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是_________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A. 41%???? B. 50%????? C. 61%??????? D. 70%
【答案】(1)直形冷凝管 (2)防止暴沸; B ? ?(3)
(4)檢漏;上口倒出; (5)干燥(或除水除醇)(6)CD (7)C
【解析】該題以醇的消去反應(yīng)為知識(shí)載體考查了物質(zhì)的分離和提純的方法,以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力。
(1)根據(jù)儀器的構(gòu)造特點(diǎn)可知,裝置b是直形冷凝管。
(2)實(shí)驗(yàn)中為了防止暴沸,應(yīng)該加入碎瓷片;如果忘記加入碎瓷片,須冷卻后再添加,若立即添加液體會(huì)暴沸,答案選B。
(3)聯(lián)想到實(shí)驗(yàn)室制乙烯的反應(yīng),可以得出最可能的副反應(yīng)就是醇分子間生成醚,即該反應(yīng)的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式應(yīng)該是。
(4)分液漏斗在使用前應(yīng)該檢查是否漏液。在分液時(shí)密度大的液體從漏斗下口倒出,密度小的液體從山口倒出。
(5)無(wú)水氯化鈣具有吸水性,可以除去粗產(chǎn)品中的少量水分。
(6)在環(huán)己烯的蒸餾過(guò)程中,用不到吸濾瓶和球形冷凝管,答案選CD。
(7)根據(jù)反應(yīng)式可知,理論上生成環(huán)己烯的質(zhì)量是,所以環(huán)己烯的產(chǎn)率是,即答案選C。
34.(2013·山東·30)TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。
(1)實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2(s)+2CCl4(g)=TiCl4(g)+CO2(g),在無(wú)水無(wú)氧條件下,制取TiCl4實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下
有關(guān)性質(zhì)如下表
物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
其他
CCl4
-23
76
與TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧
儀器A的名稱是 ,裝置E中的試劑是 。反應(yīng)開(kāi)始前依次進(jìn)行如下操作:①停止通氮?dú)猗谙缇凭珶簪劾鋮s至室溫。正確的順序?yàn)? (填序號(hào))。欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是 。
(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括:
酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)
水解TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
簡(jiǎn)要工藝流程如下:
①試劑A為。鈦液Ⅰ需冷卻至70℃左右,若溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低,原因是。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說(shuō)明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是(填化學(xué)式)。
【答案】(1)干燥管;濃硫酸;檢查氣密性;②③①,分餾(或蒸餾)
(2)①Fe;溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致TiOSO4提前水解,產(chǎn)生H2TiO3沉淀。
②Fe2+,F(xiàn)e2O3
【解析】(1)儀器A是干燥管,因?yàn)門iCl4遇到水蒸氣會(huì)水解,所以E中可以用濃硫酸來(lái)隔離空氣。對(duì)于氣體的制取性質(zhì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該:組裝儀器、檢驗(yàn)氣密性、加裝藥品……。終止實(shí)驗(yàn)時(shí)為防止倒吸,應(yīng)先熄滅酒精燈,冷卻到室溫后再停止通入N2。分離兩種沸點(diǎn)不同的液體混合物應(yīng)該用蒸餾。
(2)①因?yàn)榈V石經(jīng)硫酸溶解后得到的Fe2(SO4)3,而后面過(guò)濾得到的是FeSO4·7H2O,所以試劑A是鐵粉,把Fe3+還原為Fe2+。由于TiOSO4容易水解,若溫度過(guò)高,則會(huì)有較多TiOSO4水解為固體H2TiO3而經(jīng)過(guò)濾進(jìn)入FeSO4·7H2O中導(dǎo)致TiO2產(chǎn)率降低。
②加KSCN溶液無(wú)現(xiàn)象,加H2O2后出現(xiàn)紅色,說(shuō)明存在Fe2+。經(jīng)加熱后Fe2+氧化為Fe2O3而使產(chǎn)品發(fā)黃。
35.(2013·安徽·27)二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2)以及其它少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)洗滌濾渣A的目的是為了去除 (填離子符號(hào)),檢驗(yàn)該離子是否洗滌的方法是 。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是 ,濾渣B的主要成分是 。
(3)萃取是分離稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來(lái),TBP (填“能”或“不能”)與水互溶。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作是用到的主要玻璃儀器有 、燒杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Cs3+),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
【答案】(1)Fe3+;取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;反之,未洗凈。(2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2 +4H2O;SiO2(3)不能;分液漏斗(4)97.01%
【解析】該反應(yīng)過(guò)程為:①CeO2、SiO2、Fe2O3等中加入稀鹽酸,、Fe2O3轉(zhuǎn)化FeCl3存在于濾液中,濾渣為CeO2和SiO2。②加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+濾渣為SiO2。③加入堿后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀。④通入氧氣將Ce從+3氧化為+4,得到產(chǎn)品。
Ce(OH)4~FeSO4
N[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.1000mol/L×0.025L=0.0025mol
M=0.0025mol×208g/mol=0.52g
所以產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=97.01%
【考點(diǎn)定位】以工藝流程為基礎(chǔ),考察化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、元素及化合物知識(shí)、化學(xué)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)等相關(guān)知識(shí)。
36.(2013·安徽·28)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)2·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)堆起催化作用。
為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,作對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。
測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O72-濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。
(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為 (填化學(xué)式)。
(3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明 ;實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率(Cr3+)= _________________
mol·L-1·min-1 (用代數(shù)式表示)。
(4)該課題組隊(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)2·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三:
假設(shè)一:Fe2+起催化作用;
假設(shè)二: ;
假設(shè)三: ;
…………
(5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。
(除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72-的濃度可用儀器測(cè)定)
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
【答案】(1)
(2)CO2
(3)溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響;
(4)Al3+起催化作用;SO42-起催化作用
(5)(本題屬于開(kāi)放性試題,合理答案均可)
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程)
預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬,控制其它反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)
反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2O72-)大于實(shí)驗(yàn)①中c(Cr2O72-),則假設(shè)一成立;若溶液中的c(Cr2O72-)相同,則假設(shè)一不成立
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)①與實(shí)驗(yàn)②相比,初始pH不同,則實(shí)驗(yàn)②與實(shí)驗(yàn)③相比草酸溶液用量不同,所以草酸溶液和蒸餾水的體積都是20ml。
(2)草酸被氧化后的產(chǎn)物為二氧化碳。
(3)考查了從圖像中獲取數(shù)據(jù)并分析的能力。圖像越陡,反應(yīng)速率越快,即實(shí)驗(yàn)結(jié)論是溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響。根據(jù)圖像可知,實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段內(nèi)c(Cr2O72-)的濃度變化量是(),則c(Cr3+)的濃度變化量是2(),所以(Cr3+)=。
(4)對(duì)于假設(shè)可以從加入的物質(zhì)鐵明礬中獲取,故為Al3+和SO42-,然后根據(jù)上面的過(guò)程,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),即可以得到答案。
(5)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,則可以選擇不含有亞鐵離子的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬,控制其它反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)①相同,進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
37.(2012·江蘇·19)(15分)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
(1)①銅帽溶解時(shí)加入H2O2的目的是(用化學(xué)方程式表示)。
②銅帽溶解后需將溶液中過(guò)量H2O2除去。除去H2O2的簡(jiǎn)便方法是。
(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)含量,實(shí)驗(yàn)中需測(cè)定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。實(shí)驗(yàn)操作為:準(zhǔn)確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)pH=3~4,加入過(guò)量KI,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。上述過(guò)程中的離子方程式如下:
2Cu2++4I-=2CuI(白色)↓+I(xiàn)2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
①滴定選用的指示劑為,滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為。
②若滴定前溶液中H2O2沒(méi)有除盡,所測(cè)定的Cu2+的含量將會(huì)(填“偏高”“偏低”“不變”)。
(3)已知pH>11時(shí)Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了
幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開(kāi)始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計(jì)算)
開(kāi)始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
5.9
8.9
實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑:30% H2O2、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1 NaOH。
由除去銅的濾液制備ZnO的實(shí)驗(yàn)步驟依次為:①;②;
③過(guò)濾;④;⑤過(guò)濾、洗滌、干燥⑥900℃煅燒。
【答案】(1)①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O ②加熱(至沸)
(2)①淀粉溶液 藍(lán)色褪去 ②偏高
(3)①向?yàn)V液中加入30%的H2O2使其充分反應(yīng)
②滴加1.0 moL· L-1的氫氧化鈉,調(diào)節(jié)pH約為5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全
④向?yàn)V液中滴加1.0 moL· L-1的氫氧化鈉,調(diào)節(jié)pH約為10(或8.9≤pH≤11),使
Zn2+沉淀完全
【解析】本題以實(shí)驗(yàn)室利用廢棄舊電池的銅帽回收銅并制備ZnO制取和分析為背景的綜合實(shí)驗(yàn)題,涉及元素化合物知識(shí)、氧化還原滴定、指示劑選擇、誤差分析、實(shí)驗(yàn)步驟、pH調(diào)節(jié)等多方面內(nèi)容,考查學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)處理能力。
【備考提示】實(shí)驗(yàn)的基本操作、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)誤差分析、物質(zhì)的除雜和檢驗(yàn)等內(nèi)容依然是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn),也是我們能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。
38.(2012·江蘇·21B)次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中應(yīng)用廣泛。以Na2SO3、SO2、HCHO 和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在燒瓶中(裝置如右圖所示)加入一定量
Na2SO3和水,攪拌溶解,緩慢通入SO2,
至溶液pH 約為4,制得NaHSO3 溶液。
步驟2:將裝置A 中導(dǎo)氣管換成橡皮塞。向燒瓶
中加入稍過(guò)量的鋅粉和一定量甲醛溶液,
在80~90益下,反應(yīng)約3h,冷卻至室溫,
抽濾。
步驟3:將濾液真空蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶。
(1)裝置B 的燒杯中應(yīng)加入的溶液是 。
(2)①步驟2中,反應(yīng)生成的Zn(OH)2 會(huì)覆蓋在鋅粉表面阻止反應(yīng)進(jìn)行,防止該現(xiàn)象發(fā)生的措施是 。
②冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H2O 外還有 (填化學(xué)式)。
(3)①抽濾裝置所包含的儀器除減壓系統(tǒng)外還有 、 (填儀器名稱)。
②濾渣的主要成分有 、 (填化學(xué)式)。
(4)次硫酸氫鈉甲醛具有強(qiáng)還原性,且在120℃以上發(fā)生分解。步驟3中不在敞口容器中蒸發(fā)濃縮的原因是 。
【答案】(1)NaOH溶液(2)①快速攪拌 ②HCHO
(3)①吸漏瓶 布氏漏斗 ②Zn(OH)2 Zn(4)防止產(chǎn)物被空氣氧化
【解析】這是一道“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”的基礎(chǔ)性試題,通過(guò)次硫酸氫鈉甲醛制備相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的一些探究,著力考查學(xué)生對(duì)化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的掌握程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體問(wèn)題的能力。
39.(2012·海南·17)實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:
可能存在的主要副反應(yīng)有:乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制備1,2—二溴乙烷的裝置如下圖所示:
有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
狀態(tài)
無(wú)色液體
無(wú)色液體
無(wú)色液體
密度/g · cm-3
0.79
2.2
0.71
沸點(diǎn)/℃
78.5
132
34.6
熔點(diǎn)/℃
一l30
9
-1l6
回答下列問(wèn)題:
(1)在此制各實(shí)驗(yàn)中,要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右,其最主要目的是;(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.引發(fā)反應(yīng) b.加快反應(yīng)速度 c.防止乙醇揮發(fā) d.減少副產(chǎn)物乙醚生成
(2)在裝置C中應(yīng)加入,其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體:(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.水 b.濃硫酸 c.氫氧化鈉溶液 d.飽和碳酸氫鈉溶液
(3)判斷該制各反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是;
(4)將1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)在層(填“上”、“下”);
(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用洗滌除去;(填正確選項(xiàng)前的字母)
a.水 b.氫氧化鈉溶液 c.碘化鈉溶液 d.乙醇
(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚.可用的方法除去;
(7)反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是;但又不能過(guò)度冷卻(如用冰水),其原因是。
【答案】(1)d(2)c(2)溴的顏色完全褪去 (4)下 (5)b (6)蒸餾
(7)避免溴大量揮發(fā);產(chǎn)品1,2-二溴乙烷的熔點(diǎn)(凝固點(diǎn))低,過(guò)度冷卻會(huì)凝固而堵塞導(dǎo)管。
【解析】(1)因“乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚”,故迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右的原因是減少副產(chǎn)物乙醚生成。
(2)因裝置C的“目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體”,故應(yīng)選堿性的氫氧化鈉溶液。
(3)是用“少量的溴和足量的乙醇制備1,2—二溴乙烷”,反應(yīng)結(jié)束時(shí)溴已經(jīng)反應(yīng)完,明顯的現(xiàn)象是溴的顏色褪盡。
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,1,2-二溴乙烷的密度大于水,因而在下層。
(5) Br2能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),故可用氫氧化鈉溶液洗滌;雖然也能與碘化鈉溶液反應(yīng),但生成的I2也溶于1,2-二溴乙烷。
(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù),乙醚沸點(diǎn)低,可通過(guò)蒸餾除去(不能用蒸發(fā),乙醚不能散發(fā)到空氣中)。
(7)溴易揮發(fā),冷水可減少揮發(fā)。但如果用冰水冷卻會(huì)使產(chǎn)品凝固而堵塞導(dǎo)管。
40.(2012·安徽·27)
【答案】⑴SO2 碎瓷片(或沸石) 將生成的SO2全部趕出 ⑵SO2+H2O2===2H++SO2-4 ⑶滴定管用蒸餾水洗滌干凈后,加入少量NaOH標(biāo)準(zhǔn)液,將滴定管橫放,輕輕轉(zhuǎn)動(dòng),均勻潤(rùn)洗滴定管內(nèi)壁,然后將潤(rùn)洗液從下端尖嘴處放出,重復(fù)操作2~3次 ⑷無(wú)影響 ⑸
【解析】本題為定量實(shí)驗(yàn),主要考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、儀器的使用、實(shí)驗(yàn)方案的分析,同時(shí)考查考生運(yùn)用相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分析綜合的能力,以及運(yùn)用文字表達(dá)分析解決問(wèn)題的過(guò)程,并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算的能力。⑴亞硫酸鹽與稀硫酸反應(yīng)生成氣體SO2。為防止液體加熱時(shí)暴沸,一般可加入碎瓷片。因定量實(shí)驗(yàn),需考查減小實(shí)驗(yàn)操作誤差,通入N2可將生成的SO2全部趕出,保證被吸收液全部吸收。⑵SO2具有還原性,可被氧化劑H2O2所氧化,反應(yīng)的離子方程式為SO2+H2O2===2H++SO2-4。⑶用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管時(shí),務(wù)必注意最后將潤(rùn)洗液從滴定管下端放出,而不是從上口倒出。⑷用鹽酸代替硫酸,生成的SO2氣體中混有少量HCl,因SO2用堿液吸收后需再用鹽酸調(diào)節(jié)溶液至弱酸性,因此混合氣體中含有HCl,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響。⑸反應(yīng)為H2O+SO2-3+I(xiàn)2===SO2-4+2I-+2H+,n(SO2)=n(SO2-3)=n(I2)=0.010 00 mol·L-1 ×V×10-3 L=V×10-5 mol,因此1 kg樣品中含SO2的質(zhì)量為:。
41.(2012·安徽·28)
【答案】⑴ ⑵ Na2CO3 相同濃度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO2-3)較大 ⑶全部為PbCO3·Pb(OH)2 PbCO3與PbCO3·Pb(OH)2的混合物
⑷①
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論
取一定量樣品充分干燥,然后將樣品加熱分解,將產(chǎn)生的氣體依次通過(guò)盛有無(wú)水硫酸銅的干燥管和盛有澄清石灰水的燒瓶
若無(wú)水硫酸銅不變藍(lán)色,澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明樣品全部是PbCO3
②同意 若全部為PbCO3,26.7 g完全分解后,其固體質(zhì)量為22.3 g
【解析】本題主要考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理的掌握及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),旨在考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析、解決問(wèn)題的能力,以及運(yùn)用文字表達(dá)分析解決問(wèn)題過(guò)程并做出合理解釋的能力。⑴根據(jù)反應(yīng)方程式容易寫(xiě)出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=。⑵HCO-3難電離,相同濃度時(shí),Na2CO3溶液中CO2-3濃度遠(yuǎn)大于NaHCO3溶液中CO2-3的濃度,CO2-3濃度越大,越有利于PbSO4的轉(zhuǎn)化。⑶根據(jù)信息及假設(shè)一,不難得出假設(shè)二和假設(shè)三分別為全部為PbCO3·Pb(OH)2、PbCO3與PbCO3·Pb(OH)2的混合物。⑷若全部為PbCO3根據(jù)PbCO3PbO+CO2↑,26.7 g 全部分解得到的PbO:×223 g·mol-1 =22.3 g,而實(shí)際質(zhì)量為22.4 g,因此假設(shè)一不成立。
42.(2012·福建·25)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(反應(yīng)裝置如右圖所示)。
(1)制備實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先檢查裝置氣密性,接下來(lái)的操作依次是(填序號(hào))。
A.往燒瓶中加入MnO2粉末B.加熱C.往燒瓶中加入濃鹽酸
(2)制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止。為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度,探究小組同學(xué)提出的下列實(shí)驗(yàn)方案:
甲方案:與足量AgNO3溶液反應(yīng),稱量生成的AgCl質(zhì)量。
乙方案:采用酸堿中和滴定法測(cè)定。
丙方案:與已知量CaCO3(過(guò)量)反應(yīng),稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。
丁方案:與足量Zn反應(yīng),測(cè)量生成的H2體積。
繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn):
①判定甲方案不可行,理由是。
②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定的倍數(shù)后作為試樣。
a.量取試樣20.00mL,用0.1000 mol·L—1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗22.00mL,該次滴定測(cè)的試樣中鹽酸濃度為mol·L—1;
b.平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。
[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×、Ksp(MnCO3)=2.3×]
④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn):裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。
(i)使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將 轉(zhuǎn)移到中。
(ii)反應(yīng)完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小,直至不變。氣體體積逐次減小的原因是(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)。
【答案】(1)ACB。
(2)①加入足量的硝酸銀溶液只能求出氯離子的量,而不能求出剩余鹽酸的濃度。
②0.1100mol/L。③偏大。④使Zn粒進(jìn)入殘余清液中讓其發(fā)生反應(yīng)。該反應(yīng)是放熱的,氣體未冷卻。
【解析】(1)加藥順序一般是先加入固體藥品,再加入液藥品,最后再加熱。則依次順序是ACB??疾閷?shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié),看學(xué)生是否真的做過(guò)實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)課要真正地上,而不是在黑板上畫(huà)。
(2)①加入足量的硝酸銀溶液只能求出氯離子的量,而不能求出剩余鹽酸的濃度。
②由CHClVHCl=CNaOHVNaOH可得出鹽酸的濃度為0.1100mol/L,這是簡(jiǎn)單的中和滴定計(jì)算。
③根據(jù)題意碳酸錳的Ksp比碳酸鈣小,其中有部分碳酸鈣與錳離子反應(yīng)轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀,剩余的碳酸鈣質(zhì)量變小,多消耗了碳酸鈣,但是由此計(jì)算得出鹽酸的濃度就偏大了(疑問(wèn))。如果將題目改成“稱量剩余的固體質(zhì)量”,由于部分碳酸鈣與轉(zhuǎn)化成碳酸錳沉淀,稱量剩余的固體質(zhì)量會(huì)偏大,這樣一來(lái)反應(yīng)的固體減少,實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小!
④使Zn粒進(jìn)入殘余清液中讓其發(fā)生反應(yīng)。這樣殘余清液就可以充分反應(yīng),如果反過(guò)來(lái),殘余清液不可能全部轉(zhuǎn)移到左邊。反應(yīng)完畢時(shí),相同時(shí)間內(nèi)則氣體體積減少,又排除了其它影響因素,只能從氣體本身角度思考,聯(lián)想到該反應(yīng)是放熱的,就可能想到氣體未冷卻了。
實(shí)驗(yàn)題總體比較基礎(chǔ)簡(jiǎn)單,可能最后一問(wèn)比較出人意料,難以想到。
43.(201·浙江·28)(14分)過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑。某興趣小組制備過(guò)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方案和裝置示意圖如下:
已知:主反應(yīng) 2Na2CO3 (aq) + 3H2O2 (aq) 2Na2CO3·3H2O2 (s) ΔH < 0
副反應(yīng) 2H2O2 = 2H2O + O2↑
滴定反應(yīng) 6KMnO4 + 5(2Na2CO3·3H2O2) +19H2SO4 =
3K2SO4 + 6MnSO4 +10Na2SO4 + 10CO2 ↑ + 15O2↑ + 34H2O
50 °C時(shí) 2Na2CO3·3H2O2 (s) 開(kāi)始分解
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)圖中支管的作用是。
(2)步驟①的關(guān)鍵是控制溫度,其措施有、和。
(3)在濾液X中加入適量NaCl固體或無(wú)水乙醇, 均可析出過(guò)碳酸鈉,原因是。
(4)步驟③中選用無(wú)水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是。
(5)下列物質(zhì)中,會(huì)引起過(guò)碳酸鈉分解的有。
A.Fe2O3 B.CuO C.Na2SiO3 D.MgSO4
(6)準(zhǔn)確稱取0.2000 g 過(guò)碳酸鈉于250 mL 錐形瓶中,加50 mL 蒸餾水溶解,再加50 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4,用2.000×10-2 mol·L-1 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗30.00 mL,則產(chǎn)品中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。
【答案】(14分) (1)平衡壓強(qiáng) (2)冷水浴 磁力攪拌 緩慢滴加H2O2溶液
(3)降低產(chǎn)品的溶解度(鹽析作用或醇析作用)
(4)洗去水份,利于干燥 (5)AB (6)25.50 % (或0.2550 )
【解析】(1)恒壓滴液漏斗一般用于封閉體系,恒壓滴液漏斗的支管是為了使反應(yīng)體系的壓力不會(huì)由于滴加液體而增加。如果沒(méi)有支管,反應(yīng)體系只有一個(gè)口的話,不斷加液體就會(huì)造成反應(yīng)體系壓力增加,會(huì)使液體滴不下來(lái)。所以支管的作用是平衡壓強(qiáng)。
(2)由于50°C時(shí),2Na2CO3·3H2O2 (s) 開(kāi)始分解,所以步驟①(控溫反應(yīng))的關(guān)鍵是控制溫度,由于主反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以控制溫度的措施有:采用冷水浴、不斷攪拌使反應(yīng)產(chǎn)生的熱量快速地散去,緩慢地滴加H2O2溶液,使反應(yīng)緩慢進(jìn)行、緩慢放熱。
(3)濾液X主要是過(guò)碳酸鈉溶液,加入固體NaCl(電解質(zhì))或無(wú)水乙醇,能降低過(guò)碳酸鈉的溶解度,使過(guò)碳酸鈉析出(鹽析作用或醇析作用)。
(4)步驟③是洗滌,選用無(wú)水乙醇洗滌產(chǎn)品的目的是:為了沖洗去固體表面的水分,有利于干燥,可以防止產(chǎn)品溶解,降低產(chǎn)率。
(5)Fe2O3、CuO是H2O2 分解的催化劑,分析過(guò)碳酸鈉的組成2Na2CO3·3H2O2,可以推知Fe2O3、CuO它們也會(huì)引起過(guò)碳酸鈉分解。
(6)根據(jù)關(guān)系式: 6KMnO4 ∽ 5(2Na2CO3·3H2O2)
6mol 5mol
(2.000×10-2 mol·L-1×30.00 mL×10-3 L/Ml) n
n (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol
m (2Na2CO3·3H2O2) = 0.0005mol×314g/mol = 0.517g
44.(2012·重慶·27)(15分)氯離子插層鎂鋁水滑石是以中國(guó)新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為和水蒸氣,現(xiàn)用題27圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。
(1)熱分解的化學(xué)方程式為 。
(2)若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定,則裝置的連接順序?yàn)? (按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作名稱是。
(3)加熱前先通過(guò)排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入的作用是 、等.
(4)完全分解后測(cè)得C增重3.65g 、D增重9.90g ,則=.若取消冷卻玻管B后進(jìn)行試驗(yàn),測(cè)定值將(填“偏高”或“偏低”)
(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成[Mg2Al(OH)6Cl(1-2y)(CO3)2?xH2O],該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng),現(xiàn)以此物為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定,除測(cè)定D的增重外,至少還需測(cè)定.
【答案】(1)2[Mg2Al(OH)6Cl·XH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O
(2)a-e-d-b,吸收HCl氣體,檢驗(yàn)氣密性
(3)將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收,防止產(chǎn)生倒吸(合理答案均給分)
(4)3 、 偏低[中國(guó)教@^育*出版#網(wǎng)%]
(5)裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量后殘余物質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量)
45.(2012·廣東·33)(17分)苯甲酸廣泛應(yīng)用于制藥和化工行業(yè)。某同學(xué)嘗試用甲苯的氧化反應(yīng)制備苯甲酸。反應(yīng)原理:
實(shí)驗(yàn)方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應(yīng)一段時(shí)間后停止反應(yīng),按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應(yīng)的甲苯。
已知:苯甲酸分子量是122,熔點(diǎn)122.4℃,在25℃和95℃時(shí)溶解度分別為0.3g和6.9g;純凈固體有機(jī)物一般都有固定熔點(diǎn)。
(1)操作Ⅰ為,操作Ⅱ?yàn)椤?br />
(2)無(wú)色液體A是,定性檢驗(yàn)A的試劑是,現(xiàn)象是。
(3)測(cè)定白色固體B的熔點(diǎn),發(fā)現(xiàn)其在115℃開(kāi)始熔化,達(dá)到130℃時(shí)仍有少量不熔。該同學(xué)推測(cè)白色固體B是苯甲酸與KCl的混合物,設(shè)計(jì)了如下方案進(jìn)行提純和檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明推測(cè)正確。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上完成表中內(nèi)容。
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
①
?
②
③
(4)純度測(cè)定:稱取1.220g產(chǎn)品,配成100ml甲醇溶液,移取25.00ml溶液,滴定,消耗KOH的物質(zhì)的量為2.40×10-3mol。產(chǎn)品中甲苯酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算表達(dá)式為,計(jì)算結(jié)果為(保留兩位有效數(shù)字)。
【答案】(1)分液,蒸餾。(2)甲苯,酸性KMnO4溶液,溶液褪色。
(3)
序號(hào)
實(shí)驗(yàn)方案
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
①
將白色固體B加入水中,加熱,溶解, 冷卻、過(guò)濾
得到白色晶體和無(wú)色溶液
?
②
?
取少量濾液于試管中,
滴入2-3滴AgNO3溶液
生成白色沉淀
濾液含有Cl-
③
干燥白色晶體, 加熱使其融化,測(cè)其熔點(diǎn);
熔點(diǎn)為122.4℃
白色晶體是苯甲酸
(4)2.40×10-3×122×4)/1.22;96%。
46.(2012·山東·30)(14分)實(shí)臉室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4二主要流程如下:
沉淀反應(yīng)器
過(guò)濾
洗滌沉淀
干燥
高溫焙燒
MgAl2O4
氨水(B)
MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)
(1)為使Mg2+、Al3+同時(shí)生成沉淀,應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入(填“A”或“B"),再滴加另一反應(yīng)物。
(2)如右圖所示,過(guò)濾操作中的一處錯(cuò)誤是。
(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是。高溫焙燒時(shí),用于盛放固體的儀器名稱是。
(4)無(wú)水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧,實(shí)驗(yàn)室可用下列裝置制備。
A
B
C
D
E(收集瓶)
F
G
濃鹽酸
MnO2
Al粉
NaOH溶液
裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是。F中試劑的作用是。用一件儀器裝填適當(dāng)試劑后也可起到F和G的作用,所裝填的試劑為。
【答案】(1)B (2)漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁 (3) AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液);坩堝(4)除去HCl;吸收水蒸氣;堿石灰(或NaOH與CaO混合物)
【解析】(1) Mg2+、Al3+同時(shí)生成沉淀,則先加入氨水。(2)過(guò)濾時(shí)漏斗末端沒(méi)有緊靠燒杯內(nèi)壁。(3)檢驗(yàn)沉淀是否洗凈可向洗滌液加入氨水,觀察是否有沉淀產(chǎn)生。高溫焙燒在坩堝中進(jìn)行。(4)裝置B中飽和NaCl溶液用于除去氯氣中HCl, F盛裝濃硫酸,防止水蒸氣進(jìn)入E。用干燥管盛裝堿石灰可以起到F和G的作用。
47.(2012·四川·28)(17分)甲、乙兩個(gè)研究性學(xué)習(xí)小組為測(cè)定氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程:
制取氧氣
裝有足量干燥劑的干燥管
裝有氧化銅的硬質(zhì)玻管
盛有足量濃
硫酸的洗氣瓶
測(cè)定生成氮
氣的體積
試驗(yàn)中,先用制得的氨氣排盡洗氣瓶前所有裝置中的空氣,再連接洗氣瓶和氣體收集裝置,立即加熱氧化銅。反應(yīng)完成后,黑色的氧化銅轉(zhuǎn)化為紅色的銅。
下圖A、B、C為甲、乙兩小組制取氨氣時(shí)可能用到的裝置,D為盛有濃硫酸的洗氣瓶。
甲小組測(cè)得:反應(yīng)前氧化銅的質(zhì)量為、氧化銅反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量為、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。
乙小組測(cè)得:洗氣前裝置D的質(zhì)量、洗氣后裝置后D的質(zhì)量、生成氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出儀器a的名稱:。(2)檢查A裝置氣密性的操作是。
(3)甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣,請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號(hào)和制備原理填寫(xiě)在下表空格中。
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)藥品
制備原理
甲小組
A
氫氧化鈣、硫酸銨
反應(yīng)的化學(xué)方程式為①
乙小組
②
濃氨水、氫氧化鈉
用化學(xué)平衡原理分析氫氧化鈉的作用:③
(4)甲小組用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)之比為。
(5)乙小組用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出氨分子中氮、氫的原子個(gè)數(shù)比明顯小于理論值,其原因是。 為此,乙小組在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)裝有藥品的實(shí)驗(yàn)儀器,重新實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)前后該藥品的質(zhì)量變化及生成氮?dú)獾捏w積,得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該藥品的名稱是。
【答案】⑴圓底燒瓶(2分)
⑵連接導(dǎo)管,將導(dǎo)管插入水中;加熱事關(guān),導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生;停止加熱,導(dǎo)管內(nèi)有水回流并形成一段穩(wěn)定的水柱(3分)
⑶①(NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4(2分) ②B(2分)
③氫氧化鈉溶于氨水后放熱,增加氫氧根濃度,使NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-向逆反應(yīng)方向移動(dòng),加快氨氣逸出(2分)
⑷5V1:7(m1-m2) (2分)
⑸濃硫酸吸收了未反應(yīng)的氨氣,從而使計(jì)算的氨的含量偏高(2分)
堿石灰(氫氧化鈉、氧化鈣等)(2分)
【解析】(1)儀器a是圓底燒瓶。
(2)連接導(dǎo)管,將導(dǎo)管的末端插入水中,輕輕加熱試管,若導(dǎo)管口有氣泡冒出,停止加熱后,在導(dǎo)管中形成一段水柱,說(shuō)明裝置氣密性良好。
(3)①仿照NH4Cl與堿石灰混合加熱制取氨氣,即可寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式為(NH4)2SO4+Ca(OH)2CaSO4+2H2O+2NH3↑。
②濃氨水與固體NaOH混合即可制得氨氣,且兩種物質(zhì)混合就無(wú)法控制反應(yīng)隨關(guān)隨停,不需要選用C裝置,選用B裝置即可。
③固體NaOH溶于濃氨水后,放出大量的熱,促使NH3的揮發(fā),溶液中OH-濃度的增加,這兩個(gè)因素都使NH3+H2ONH3·H2ONH4+ +OH-向逆反應(yīng)方向即生成NH3的方向移動(dòng)。
(4)由反應(yīng)前后氧化銅減少的質(zhì)量即可求得氨氣被氧化生成水的質(zhì)量為(m1-m2)g,其中氫原子的物質(zhì)的量為(m1-m2)mol;氮原子的物質(zhì)的量為×2 mol,則氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比為×2 mol:(m1-m2)mol=5V1:7(m1-m2)。
(5)未參加反應(yīng)的氨氣與水蒸氣一起被濃硫酸吸收了,導(dǎo)致計(jì)算中水的質(zhì)量增大,求得氫原子的物質(zhì)的量增大,最終求得氨分子中氮、氫原子個(gè)數(shù)比明顯比理論值偏小??梢赃x用只吸收水分而不吸收氨氣的藥品(如堿石灰等)及相應(yīng)的裝置。
48.(2012·天津·9)(18分)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
⑴ 第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______;得到濾渣1的主要成分為_(kāi)______。
⑵ 第②步加H2O2的作用是______,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是______;調(diào)溶液pH的目的是使_____生成沉淀。
⑶ 用第③步所得CuSO4·5H2O制備無(wú)水CuSO4的方法是_________。
⑷ 由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案:
上述三種方案中,__________方案不可行,原因是_______________:
從原子利用率角度考慮,___________方案更合理。
⑸ 探究小組用滴定法測(cè)定CuSO4·5H2O (Mr=250)含量。取a g試樣配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干擾離子后,用c mol LL-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液6 mL。滴定反應(yīng)如下:Cu2+ + H2Y2- = CuY2- + 2H+
寫(xiě)出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω= _____________________________ ;
下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是_____________。
a. 未干燥錐形瓶 b.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡
c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子
【答案】或,氫氧化鐵和氫氧化鋁。
(2)把Fe2+氧化為Fe3+,不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境物污染,F(xiàn)e3+和Al3+形成沉淀。第③(3)再坩堝中加熱脫水
(4)甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì),乙
(5) ,造c.
【解析】該實(shí)驗(yàn)題是物質(zhì)制備的工藝流程式試題。在天津第一次以這種形式考查。全國(guó)各地已多年多次出現(xiàn)。
第①加稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、Al、Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、Al3+、Fe2+。所以濾渣1的成分是Pt和Au,濾液1中的離子是Cu2+、Al3+、Fe2+。Cu和酸反應(yīng)的離子方程式為或
第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境物污染。調(diào)溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。所以濾液2的成分是Cu2+,濾渣2的成分為氫氧化鐵和氫氧化鋁。
第③步由五水硫酸銅制備硫酸銅的方法應(yīng)是再坩堝中加熱脫水
制備硫酸鋁晶體的甲、乙、丙三種方法中,甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到的硫酸鋁晶體中混有大量硫酸鐵雜質(zhì),方法不可行。乙和丙方法均可行。乙方案先在濾渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體。
丙方案先在濾渣中加NaOH,和Al(OH)3反應(yīng)生成NaAlO2,再在濾液中加H2SO4生成Al2(SO4)3, 蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾可得硫酸鋁晶體。但從原子利用角度考慮方案乙更合理,因?yàn)楸拥腘aOH和制備的Al2(SO4)3的原子組成沒(méi)有關(guān)系,造成原子浪費(fèi)。
(5)考查中和滴定的簡(jiǎn)單計(jì)算和誤差的分析。,造成偏高的選c.
49.(2012·全國(guó)I·28)(15分)(注意:在試題卷上作答無(wú)效)現(xiàn)擬用下圖所示裝置(尾氣處理部分略)來(lái)制取一氧化碳,并用以測(cè)定某銅粉樣品(混有CuO粉末)中金屬銅的含量。
(1)制備一氧化碳的化學(xué)方程式是;
(2)試驗(yàn)中,觀察到反應(yīng)管中發(fā)生的現(xiàn)象時(shí);尾氣的主要成分是;
(3)反應(yīng)完成后,正確的操作順序?yàn)椋ㄌ钭帜福?br />
a.關(guān)閉漏斗開(kāi)關(guān) b.熄滅酒精1 c.熄滅酒精燈2
(4)若試驗(yàn)中稱取銅粉樣品5.0g,充分反應(yīng)后,反應(yīng)管中剩余固體的質(zhì)量為4.8g,則原樣品中單質(zhì)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為;
(5)從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑,設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定樣品中金屬銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方案;
①設(shè)計(jì)方案的主要步驟是(不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)) ;
②寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
【答案】(1)HCOOHCO +H2O(2)黑色粉末變紅,CO CO2(3)cba(4)0.96
(5)①將濃硫酸用蒸餾水稀釋,將樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后,過(guò)濾,干燥,稱量剩余固體銅的質(zhì)量
②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【解析】(1)制備一氧化碳的化學(xué)方程式是HCOOHCO +H2O
(2)試驗(yàn)中,觀察到反應(yīng)管中發(fā)生的現(xiàn)象時(shí)黑色粉末變紅;尾氣的主要成分是CO CO2; 實(shí)驗(yàn)步驟: 先通入CO一會(huì)兒后 加熱后 停止加熱 然后繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止故反應(yīng)完成后,正確的操作順序?yàn)? 熄滅酒精燈2,然后關(guān)閉漏斗開(kāi)關(guān) ,最后熄滅酒精1 。
(4)若試驗(yàn)中稱取銅粉樣品5.0g,充分反應(yīng)后,反應(yīng)管中剩余固體的質(zhì)量為4.8g, 剩余固體全部為銅,原樣品中單質(zhì)銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 4.8÷5=0.96 ;
(5)要測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可以把濃硫酸稀釋,銅和稀硫酸不反應(yīng),氧化銅和稀硫酸反應(yīng),即可求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。設(shè)計(jì)方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋,將樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后,過(guò)濾,干燥,稱量剩余固體銅的質(zhì)量即可。反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【考點(diǎn)】化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)是高考題的重要內(nèi)容。要解好實(shí)驗(yàn)題首先必須要認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn),在教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)的操作與原理,好的實(shí)驗(yàn)考題就是應(yīng)該讓那些不做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生得不到分;讓那些認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)的學(xué)生得好分。從題目的分析也可以看出,實(shí)驗(yàn)題目中的很多細(xì)節(jié)問(wèn)題光靠講學(xué)生是會(huì)不了的。必須去做實(shí)驗(yàn)學(xué)生才能會(huì)真正領(lǐng)悟。
【點(diǎn)評(píng)】這是一道“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”的基礎(chǔ)性試題,通過(guò)CO制備,考查學(xué)生對(duì)化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的掌握程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體問(wèn)題的能力。
50.(2012·全國(guó)I·29)(15分 ) (注意:在試題卷上作答無(wú)效)氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀,先將樣品溶于適量水中,充分?jǐn)嚢韬筮^(guò)濾,在將濾液按下圖所示步驟進(jìn)行操作。
回答下列問(wèn)題:
起始濾液的pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是_________________。
試劑I的化學(xué)式為_(kāi)_____,①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________。
試劑Ⅱ的化學(xué)式為_(kāi)_____,②中加入試劑Ⅱ的目的是_________________;
試劑Ⅲ的名稱是_______,③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________;
某同學(xué)稱取提純的產(chǎn)品0.7759g,溶解后定定容在100mL容量瓶中,每次取25.00mL溶液,用0.1000mol·L-1的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.62mL,該產(chǎn)品的純度為_(kāi)_______。(列式并計(jì)算結(jié)果)
【答案】(1)大于 碳酸根離子水解呈堿性
(2)BaCl2 Ba2++SO42-=BaSO4 ↓ Ba2++CO32-=BaCO3↓
(3)K2CO3 除去多余的鋇離子
(4)鹽酸 2H++ CO32-=H2O+CO2↑ (5)0.02562×0.1×74.5×4/0.7759=0.9840
【解析】(1)起始濾液中含有碳酸鉀,碳酸根水解呈堿性,故溶液的PH大于7;(2)要除掉雜質(zhì)離子硫酸根和碳酸根,應(yīng)加入過(guò)量的鋇離子;(3)要除掉多余的鋇離子,要加入碳酸鉀,(4)要除掉多余的碳酸根,要滴加適量的鹽酸;(5)計(jì)算樣品的純度,注意0.7759g樣品配成100ml溶液,每次只取25ml。
【考點(diǎn)】溶液呈酸堿性的原因,除雜的方法,步驟,酸堿中和滴定的原理及簡(jiǎn)單計(jì)算。
【點(diǎn)評(píng)】本題以無(wú)機(jī)框圖,除雜中的實(shí)驗(yàn)步驟為素材,考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的熟悉程度和實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用能力,試圖引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)關(guān)注化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的真實(shí)性。
51.(2012·北京·27)(15分)有文獻(xiàn)記載:在強(qiáng)堿條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學(xué)進(jìn)行如下驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
裝置
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
試管中的藥品
現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅰ
2mL銀氨溶液和數(shù)
滴較濃NaOH溶液
有氣泡產(chǎn)生:
一段時(shí)間后,溶液
逐漸變黑:試管壁
附著銀鏡
實(shí)驗(yàn)Ⅱ
2mL銀氮溶液和
數(shù)滴濃氨水
有氣泡產(chǎn)生:
一段時(shí)間后,溶液
無(wú)明顯變化
該同學(xué)欲分析實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的差異,查閱資料:
a.
b.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色Ag2O
(I)配制銀氨溶液所需的藥品是。
(2)經(jīng)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質(zhì)中有Ag2O.
①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3產(chǎn)生的現(xiàn)象是 。
②產(chǎn)生Ag2O的原因是。
(3)該同學(xué)對(duì)產(chǎn)生銀鏡的原因提出瑕設(shè):可能是NaOH還原Ag2O。實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象:向AgNO3溶液中加入,出現(xiàn)黑色沉淀;水浴加熱,未出現(xiàn)銀鏡。
(4)重新假設(shè):在NaOH存在下.可能是NH3,
還原Ag2O。用右圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).現(xiàn)象:
出現(xiàn)銀鏡。在虛線框內(nèi)畫(huà)出用生石灰和濃
氨水制取NH3的裝置簡(jiǎn)圖(夾持儀器略)。
(5)該同學(xué)認(rèn)為在(4)的實(shí)驗(yàn)中會(huì)有Ag(NH3)2OH生成.由此又提出假設(shè):在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3,還原Ag2O的反應(yīng).進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。驗(yàn)結(jié)果證實(shí)假設(shè)成立,依據(jù)的現(xiàn)象是。用HNO3,消洗試管壁上的Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
【答案】⑴AgNO3溶液和氨水(2分) ⑵①試紙變藍(lán)(1分)
②在NaOH存在下,加熱促進(jìn)NH3?H2O分解,逸出氨氣,促使平衡向正向移動(dòng),c(Ag+)增大,Ag+與OH-反應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為Ag2O:2OH-+2Ag+=Ag2O↓+H2O(2分)
⑶過(guò)量NaOH溶液(2分)
⑷ (2分)
⑸①Ag2O+4NH3?H2O=Ag(NH3)2OH+3H2O(2分)
②與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡(2分)
⑹Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+H2O(2分)
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)室實(shí)用AgNO3溶液和氨水配置銀氨溶液。(2)氨氣遇濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙會(huì)變藍(lán)色;由于銀氨溶液中存在如下平衡:,加熱會(huì)促使分解,生成物濃度減小,平衡向右移動(dòng),Ag+與氫氧化鈉反應(yīng)生成不穩(wěn)定的AgOH,AgOH分解為黑色Ag2O。(3)既然假設(shè)NaOH還原Ag2O,那么溶液中必然要存在NaOH,所以向AgNO3溶液中加入應(yīng)該加入過(guò)量的NaOH溶液,才可能驗(yàn)證假設(shè)是否成立。(4)實(shí)驗(yàn)室用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置應(yīng)該是固液不加熱的裝置。(5)依據(jù)題意Ag2O溶解在氨水中應(yīng)該形成Ag(NH3)2OH;假設(shè)成立必然會(huì)在試管上形成銀鏡。
62.(2012·全國(guó)II·28)(15分)溴苯是一種化工原料,實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
苯
溴
溴苯
密度/g·cm-3
0.88
3.10
1.50
沸點(diǎn)/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
按以下合稱步驟回答問(wèn)題:
(1)在a中加入15 mL無(wú)水苯和少量鐵屑。在b中小心加入4.0 mL 液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白霧產(chǎn)生,是因?yàn)樯闪藲怏w。繼續(xù)滴加至液溴滴完。裝置d的作用是。
(2)液溴滴完后,經(jīng)過(guò)下列步驟分離提純:
①向a中加入10 mL水,然后過(guò)濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
②濾液依次用10 mL水、8 mL10%的NaOH溶液、10 mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是;
③向分出的粗溴苯中加入少量的無(wú)水氯化鈣,靜置、過(guò)濾。加入氯化鈣的目的是 。
(3)經(jīng)過(guò)上述分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為,要進(jìn)一步提純,下列操作中必須的是(填入正確選項(xiàng)前的字母):
A.重結(jié)晶 B.過(guò)濾 C.蒸餾 D.萃取
(4)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是(填入正確選項(xiàng)前的字母):
A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL
【答案】(1) HBr。 吸收HBr和Br2; (2) ②除去HBr和未反應(yīng)的Br2; ③干燥
(3) 苯; C (4) B
【解析】此題為基礎(chǔ)題。學(xué)生在學(xué)習(xí)苯與液溴的反應(yīng)時(shí),上述問(wèn)題老師基本上都會(huì)講到,不知命題人的命題意圖是什么?高考化學(xué)中學(xué)生較為顧忌的實(shí)驗(yàn)題反成了拿高分的試題,很怪異的感覺(jué)。
63.(2011·江蘇·10)高氯酸銨(NH4ClO4)是復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分,實(shí)驗(yàn)室可通過(guò)下列反應(yīng)制取
(1)若NH4Cl用氨氣和濃鹽酸代替,上述反應(yīng)不需要外界供熱就能進(jìn)行,其原因是。
(2)反應(yīng)得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.30和0.l5(相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線見(jiàn)圖9)。從混合溶液中獲得較多NH4ClO4晶體的實(shí)驗(yàn)操作依次為(填操作名稱)、干燥。
(3)樣品中NH4ClO4的含量可用蒸餾法進(jìn)行測(cè)定,蒸餾裝置如圖10所示(加熱和儀器固定裝置已略去),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:按圖10所示組裝儀器,檢查裝置氣密性。
步驟2:準(zhǔn)確稱取樣品a g(約0.5g)于蒸餾燒瓶中,加入約150mL水溶解。
步驟3:準(zhǔn)確量取40.00mL約0.1 mol·L-1H2SO4 溶解于錐形瓶中。
步驟4:經(jīng)滴液漏斗向蒸餾瓶中加入20mL3 mol·L-1NaOH 溶液。
步驟5:加熱蒸餾至蒸餾燒瓶中剩余約100mL溶液。
步驟6:用新煮沸過(guò)的水沖洗冷凝裝置2~3次,洗滌液并入錐形瓶中。
步驟7:向錐形瓶中加入酸堿指示劑,用c mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液V1mL。
步驟8.將實(shí)驗(yàn)步驟1~7重復(fù)2次
①步驟3中,準(zhǔn)確量取40.00mlH2SO4 溶液的玻璃儀器是。
②步驟1~7中確保生成的氨被稀硫酸完全吸收的實(shí)驗(yàn)是(填寫(xiě)步驟號(hào))。
③為獲得樣品中NH4ClO4 的含量,還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是。
【答案】(1)氨氣與濃鹽酸反應(yīng)放出熱量(2)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾,冰水洗滌
(3)①酸式滴定管②1、5、6③用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定H2SO4溶液的濃度(或不加高氯酸銨樣品,保持其他條件相同,進(jìn)行蒸餾和滴定實(shí)驗(yàn))
【備考提示】本題以復(fù)合火箭推進(jìn)劑的重要成分制取和分析為背景的綜合實(shí)驗(yàn)題,涉及理論分析、閱讀理解、讀圖看圖、沉淀制備、沉淀洗滌、含量測(cè)定等多方面內(nèi)容,考查學(xué)生對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)處理能力。實(shí)驗(yàn)的基本操作、實(shí)驗(yàn)儀器的選擇、實(shí)驗(yàn)誤差分析、物質(zhì)的除雜和檢驗(yàn)等內(nèi)容依然是高三復(fù)習(xí)的重點(diǎn),也是我們能力培養(yǎng)的重要目標(biāo)之一。
64.(2011·江蘇·10)草酸是一種重要的化工產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸的裝置如圖14所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去)實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
①將一定量的淀粉水解液加入三頸瓶中
②控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液
③反應(yīng)3h左右,冷卻,抽濾后再重結(jié)晶得草酸晶體。
硝酸氧化淀粉水解液過(guò)程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2OC6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O
3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O
(1)檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所需用的試劑為。
(2)實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過(guò)快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降,其原因是。
(3)裝置C用于尾氣吸收,當(dāng)尾氣中n(NO2):n(NO)=1:1時(shí),過(guò)量的NaOH溶液能將NOx全部吸收,原因是(用化學(xué)方程式表示)
(4)與用NaOH溶液吸收尾氣相比較,若用淀粉水解液吸收尾氣,其優(yōu)、缺點(diǎn)是 。
(5)草酸重結(jié)晶的減壓過(guò)濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器有。
【分析】這是一道“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”的基礎(chǔ)性試題,通過(guò)草酸制備,考查學(xué)生對(duì)化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的掌握程度,對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的分析評(píng)價(jià)和運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的具體問(wèn)題的能力。
【答案】(1) 碘水或KI-I2 溶液
(2)由于溫度過(guò)高、硝酸濃度過(guò)大,導(dǎo)致C6H12O6 和H2C2O4進(jìn)一步被氧化
(3)NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O(4)優(yōu)點(diǎn):提高HNO3利用率缺點(diǎn):NOx吸收不完全
(5)布氏漏斗、吸漏瓶
65.(2011·浙江·28)二苯基乙二酮常用作醫(yī)藥中間體及紫外線固化劑,可由二苯基羥乙酮氧化制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式及裝置圖(部分裝置省略)如下:
+2FeCl3+2FeCl2+2HCl
在反應(yīng)裝置中,加入原料及溶劑,攪拌下加熱回流。反應(yīng)結(jié)束后加熱煮沸,冷卻后即有二苯基乙二酮粗產(chǎn)品析出,用70%乙醇水溶液重結(jié)晶提純。重結(jié)晶過(guò)程:
加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過(guò)濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出裝置圖中玻璃儀器的名稱:a___________,b____________。
(2)趁熱過(guò)濾后,濾液冷卻結(jié)晶。一般情況下,下列哪些因素有利于得到較大的晶體:____。
A.緩慢冷卻溶液 B.溶液濃度較高
C.溶質(zhì)溶解度較小 D.緩慢蒸發(fā)溶劑
如果溶液中發(fā)生過(guò)飽和現(xiàn)象,可采用__________等方法促進(jìn)晶體析出。
(3)抽濾所用的濾紙應(yīng)略_______(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑,將全部小孔蓋住。燒杯中的二苯基乙二酮晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí),杯壁上往往還粘有少量晶體,需選用液體將杯壁上的晶體沖洗下來(lái)后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,下列液體最合適的是________。
A.無(wú)水乙醇 B.飽和NaCl溶液 C.70%乙醇水溶液 D.濾液
(4)上述重結(jié)晶過(guò)程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì):___________。
(5)某同學(xué)采用薄層色譜(原理和操作與紙層析類同)跟蹤反應(yīng)進(jìn)程,分別在反應(yīng)開(kāi)始、回流15min、30min、45min和60min時(shí),用毛細(xì)管取樣、點(diǎn)樣、薄層色譜展開(kāi)后的斑點(diǎn)如圖所示。該實(shí)驗(yàn)條件下比較合適的回流時(shí)間是________。
A.15min B.30min C.45min D.60min
【答案】(1)三頸瓶 球形冷凝器(或冷凝管)
(2)AD 用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁 加入晶種(3)小于 D(4)趁熱過(guò)濾 C
【解析】(1)熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器,特別是有機(jī)合成的儀器比較特殊。(2)溶液濃度越高,溶質(zhì)溶解度越小,蒸發(fā)或冷卻越快,結(jié)晶越??;過(guò)飽和主要是缺乏晶種,用玻璃棒摩擦,加入晶體或?qū)⑷萜鬟M(jìn)一步冷卻能解決。[(3)抽濾涉及的儀器安裝,操作細(xì)則頗多,要能實(shí)際規(guī)范操作,仔細(xì)揣摩,方能掌握。用濾液(即飽和溶液)洗滌容器能減少產(chǎn)品的溶解損失。
(4)趁熱過(guò)濾除不溶物,冷卻結(jié)晶,抽濾除可溶雜質(zhì)。(5)對(duì)照反應(yīng)開(kāi)始斑點(diǎn),下面斑點(diǎn)為反應(yīng)物,上面為生成物,45min反應(yīng)物基本無(wú)剩余。
66.(2011·安徽·27)MnO2是一種重要的無(wú)機(jī)功能材料,粗MnO2的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO2(含有較多的MnO和MnCO3)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO2實(shí)驗(yàn),其流程如下:
(1)第①步加稀H2SO4時(shí),粗MnO2樣品中的(寫(xiě)化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式
+ClO3-+=MnO2+Cl2↑+。
(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、、、,已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO3和NaOH,則一定還有含有(寫(xiě)化學(xué)式)。
(4)若粗MnO2樣品的質(zhì)量為12.69g,第①步反應(yīng)后,經(jīng)過(guò)濾得到8.7g MnO2,并收集到0.224LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在第②步反應(yīng)中至少需要mol NaClO3
【答案】(1)MnO和MnCO3;(2)5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+;
(3)酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;NaCl;(4)0.02mol。
【解析】本題通過(guò)MnO2的提純綜合考察了常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原方程式的配平、產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計(jì)算。
(1)MnO2不溶于硫酸,所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO3分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO4,所以答案是粗MnO2樣品中的MnO和MnCO3轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì);
(2)MnSO4要轉(zhuǎn)化為MnO2,需失去電子,故需要加入NaClO3做氧化劑,依據(jù)得失電子守恒可以配平,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是:5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,因此反應(yīng)的離子方程式是:5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2+Cl2↑+8H+;
(3)第③屬于蒸發(fā),所以所需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒;Cl2通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng),且氯氣既做氧化劑又做還原劑,NaClO3屬于氧化產(chǎn)物,因此一定有還原產(chǎn)物NaCl;
(4)由題意知樣品中的MnO和MnCO3質(zhì)量為12.69g-8.7 g=3.99g。由方程式H2SO4+MnCO3=MnSO4+H2O+CO2↑可知MnCO3的物質(zhì)的量為0.01mol,質(zhì)量為115g/mol×0.01mol =1.15g,所以MnO的質(zhì)量為3.99g-1.15g=2.84g,其物質(zhì)的量為,因此與稀硫酸反應(yīng)時(shí)共生成MnSO4的物質(zhì)的量為0.05mol,根據(jù)方程式5MnSO4+2NaClO3+4H2O=5MnO2+Cl2↑+Na2SO4+4H2SO4,可計(jì)算出需要NaClO3的物質(zhì)的量為0.02mol。
67.(2011·北京·27)甲、乙兩同學(xué)為探究SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀,用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象:
操作
現(xiàn)象
關(guān)閉彈簧夾,滴加一定量濃硫酸,加熱
A中有白霧生成,銅片表面產(chǎn)生氣泡
B中有氣泡冒出,產(chǎn)生大量白色沉淀
C中產(chǎn)生白色沉淀,液面上方略顯淺棕色并逐漸消失
打開(kāi)彈簧夾,通入N2,
停止加熱,一段時(shí)間后關(guān)閉
___________________
從B、C中分別取少量白色沉淀,加稀鹽酸
均未發(fā)現(xiàn)白色沉淀溶解
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________。
(2)C中白色沉淀是__________________,該沉淀的生成表明SO2具有___________性。
(3)C中液面上方生成淺棕色氣體的化學(xué)方程式是_____________________。
(4)分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因,甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng),乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)。為證實(shí)各自的觀點(diǎn),在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上:甲在原有操作之前增加一步操作,該操作是_____________;乙在A、B間增加洗氣瓶D,D中盛放的試劑是_____________。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn),B中現(xiàn)象:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
檢驗(yàn)白色沉淀,發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結(jié)合離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異同的原因:______。
(5)合并(4)中兩同學(xué)的方案進(jìn)行試驗(yàn)。B中無(wú)沉淀生成,而C中產(chǎn)生白色沉淀,由此得出的結(jié)論是_______________。
【答案】(1)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑;(2)BaSO4 還原
(3)2NO+O2=2NO2;
(4)①通N2一段時(shí)間,排除裝置的空氣 飽和的NaHSO3溶液
②甲:SO42-+Ba2+=BaSO4↓;乙:2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+;白霧的量要遠(yuǎn)多于裝置中氧氣的量
(5)SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽不能反應(yīng)生成BaSO3沉淀
【解析】(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,在加熱時(shí)可以氧化單質(zhì)銅,生成硫酸銅、二氧化硫和水,方程式為2H2SO4(濃)+CuCuSO4+2H2O+2SO2↑;
(2)SO2溶于水顯酸性,而在酸性條件下NO3-具有氧化性可將SO2氧化成硫酸,從而生成既不溶于水也不溶于酸的硫酸鋇沉淀,這說(shuō)明SO2具有還原性;而NO3-被還原成NO氣體,由于試劑瓶中的空氣將NO氧化成NO2,因此會(huì)出現(xiàn)淺棕色氣體,方程式為2NO+O2=2NO2;
(3)見(jiàn)解析(2)
(4)①要排除空氣參與反應(yīng),可在反應(yīng)之前先通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間,將裝置中的空氣排出;由于銅和濃硫酸反應(yīng)放熱,因此產(chǎn)生的白霧中含有硫酸,為防止硫酸干擾后面的反應(yīng),需要飽和的NaHSO3溶液除去二氧化硫中混有的硫酸雜質(zhì);②甲僅僅是排除了空氣,但并沒(méi)有除去二氧化硫中混有的硫酸,因此會(huì)產(chǎn)生大量沉淀,方程式為SO42-+Ba2+=BaSO4↓;而乙雖然排除了二氧化硫中混有的硫酸,但沒(méi)有排盡空氣,由于在溶液中空氣可氧化二氧化硫生成硫酸,所以也會(huì)生成硫酸鋇沉淀,方程式為2Ba2++2SO2+O2+2H2O=2BaSO4+4H+。但由于白霧的量要遠(yuǎn)多于裝置中氧氣的量,所以產(chǎn)生的沉淀少。
(5)通過(guò)以上分析不難得出SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽不能反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀。
68.(2011·天津·20)某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線:
CO的制備原理:HCOOHCO↑+H2O,并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如下圖)
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇,從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫(xiě)出化學(xué)方程式: ,。
(2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a和b的作用分別是,;
C和d中承裝的試劑分別是,。若用以上裝置制備H2, 氣體發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器名稱是 ;在虛線框內(nèi)畫(huà)出收集干燥H2的裝置圖。
(3)制丙烯時(shí),還產(chǎn)生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體,混合氣體通過(guò)試劑的順序是_________(填序號(hào))
①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水④無(wú)水CuSO4 ⑤品紅溶液
(4)合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng),為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率,你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是______________。
a. 低溫、高壓、催化劑 b. 適當(dāng)?shù)臏囟取⒏邏?、催化?br />
c. 常溫、常壓、催化劑 d. 適當(dāng)?shù)臏囟取⒊?、催化?br />
(5)正丁醛經(jīng)催化劑加氫得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品,為純化1—丁醇,該小組查閱文獻(xiàn)得知:①R—CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點(diǎn):乙醚34℃,1—丁醇118℃,并設(shè)計(jì)出如下提純路線:
試劑1為_(kāi)________,操作1為_(kāi)_______,操作2為_(kāi)______,操作3為_(kāi)______。
【答案】(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O;
(2)恒壓 防倒吸 NaOH溶液 濃硫酸 分液漏斗 蒸餾燒瓶
(3)④⑤①②③(或④⑤①③②);(4)b(5)飽和NaHSO3溶液 過(guò)濾 萃取 蒸餾
【解析】(1)氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過(guò)置換反應(yīng)制備,氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣,方程式為Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;2-丙醇通過(guò)消去反應(yīng)即到達(dá)丙烯,方程式為:
(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O;
(2)甲酸在濃硫酸的作用下通過(guò)加熱脫水即生成CO,由于甲酸易揮發(fā),產(chǎn)生的CO中必然會(huì)混有甲酸,所以在收集之前需要除去甲酸,可以利用NaOH溶液吸收甲酸。又因?yàn)榧姿嵋兹苡谒?,所以必需防止液體倒流,即b的作用是防止倒吸,最后通過(guò)濃硫酸干燥CO。為了使產(chǎn)生的氣體能順利的從發(fā)生裝置中排出,就必需保持壓強(qiáng)一致,因此a的作用是保持恒壓;若用以上裝置制備氫氣,就不再需要加熱,所以此時(shí)發(fā)生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶;氫氣密度小于空氣的,因此要收集干燥的氫氣,就只能用向下排空氣法,而不能用排水法收集;
(3)檢驗(yàn)丙烯可以用酸性KMnO4溶液,檢驗(yàn)SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品紅溶液或石灰水,檢驗(yàn)CO2可以石灰水,檢驗(yàn)水蒸氣可以無(wú)水CuSO4,所以在檢驗(yàn)這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序。只要通過(guò)溶液,就會(huì)產(chǎn)生水蒸氣,因此先檢驗(yàn)水蒸氣;然后檢驗(yàn)SO2并在檢驗(yàn)之后除去SO2,除SO2可以用飽和Na2SO3溶液,最后檢驗(yàn)CO2和丙烯,因此順序?yàn)棰堍茛佗冖郏ɑ颌堍茛佗邰冢?br />
(4)由于反應(yīng)是一個(gè)體積減小的可逆反應(yīng),所以采用高壓,有利于增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率;正向反應(yīng)是放熱反應(yīng),雖然低溫有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率,但不利于增大反應(yīng)速率,因此要采用適當(dāng)?shù)臏囟?;催化劑不能提高原料氣的轉(zhuǎn)化率,但有利于增大反應(yīng)速率,縮短到達(dá)平衡所需要的時(shí)間,故正確所選項(xiàng)是b;
(5)粗品中含有正丁醛,根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通過(guò)過(guò)濾即可除去;由于飽和NaHSO3溶液是過(guò)量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1—丁醇。因?yàn)?—丁醇,和乙醚的沸點(diǎn)相差很大,因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)。
69.(2011·重慶·21)固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成,可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),甲組同學(xué)用題27圖裝置(夾持裝置略)對(duì)其進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。
(1)儀器B的名稱是____________。
(2)試驗(yàn)中,Ⅱ中的試紙變藍(lán),Ⅳ中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成,則Ⅲ中的試劑為
_______;Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______;Ⅴ中的試劑為_(kāi)___________________。
(3)乙組同學(xué)進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn),但裝置連接順序?yàn)棰瘛蟆簟颉酢?,此時(shí)Ⅱ中現(xiàn)象為_(kāi)_______,原因是__________________。
(4)經(jīng)上述反應(yīng),2.5g 化合物A理論上可得0.56L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)M;則A的化學(xué)式為_(kāi)_______。
【答案】(1)分液漏斗(2)堿石灰 CuO+2NH33Cu+3H2O+N2↑
(3)試紙變藍(lán) CuO與氨氣反應(yīng)生成的水和未反應(yīng)的氨氣形成氨水,使試紙變藍(lán)(4)Mg3N2
【解析】本題考察常見(jiàn)儀器的識(shí)別、試劑的選擇、裝置的連接以及有關(guān)計(jì)算和判斷。
(1)由圖不難看出B是分液漏斗;
(2)使干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)的是堿性氣體,中學(xué)化學(xué)中涉及到的只有氨氣,即A與水反應(yīng)生成氨氣,因此A中含有N元素。Ⅳ中黑色CuO粉末逐漸變?yōu)榧t色,說(shuō)明CuO被還原生成單質(zhì)銅,因?yàn)樵诟邷叵掳睔饪梢员谎趸蓺怏wM,而M可用排水法收集,因此M為氮?dú)?,反?yīng)的方程式為3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2↑。氨氣在通過(guò)CuO之前必需進(jìn)行干燥,干燥氨氣只能用堿石灰,即Ⅲ中的試劑為堿石灰。因?yàn)榘睔馐沁^(guò)量的,因此在收集氮?dú)庵靶枰瘸グ睔?,可用濃硫酸吸收多于的氨氣,即Ⅴ中的試劑為濃硫酸?br />
(3)如果氨氣先干燥然后再通過(guò)熱的CuO,氧化還原反應(yīng)照樣發(fā)生,由于成為有水生成,因此過(guò)量的氨氣和水照樣會(huì)使干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)。
(4)2.5g 化合物A生成氨氣的物質(zhì)的量為0.025mol,所含N原子的質(zhì)量是0.025mol×28g·mol-1=0.7g,因此另一種元素原子的質(zhì)量是2.5g-0.7g=1.8g。若該元素顯+1價(jià),則其原子的式量是
;若該元素顯+2價(jià),則其原子的式量是;若該元素顯+3價(jià),則其原子的式量是。顯然只有第二種情況成立,即該化合物是Mg3N2。
70.(2011·全國(guó)I·22)氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)選擇必要的裝置,按氣流方向連接順序?yàn)開(kāi)_______(填儀器接口的字母編號(hào))
(2)根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;打開(kāi)分液漏斗活塞;_________(請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào))。
A.加熱反應(yīng)一段時(shí)間 B.收集氣體并檢驗(yàn)其純度
C.關(guān)閉分液漏斗活塞 D.停止加熱,充分冷卻
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,某同學(xué)取少量產(chǎn)物,小心加入水中,觀察到有氣泡冒出,溶液中加入酚酞后顯紅色,該同學(xué)據(jù)此斷,上述實(shí)驗(yàn)確有CaH2生成。
① 寫(xiě)出CaH2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________
②該同學(xué)的判斷不正確,原因是_________________
(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象_____。
(5)登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑,與氫氣相比,其優(yōu)點(diǎn)是____________。
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ·mol-1;
【答案】(1)→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a;(2)BADC;
(3)①CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑; ②金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象;
(4)取適量氫化鈣,在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng),將反應(yīng)氣相產(chǎn)物通過(guò)裝有無(wú)水硫酸銅的干燥管,觀察到白色變?yōu)樗{(lán)色;取鈣做類似實(shí)驗(yàn),觀察不到白色變?yōu)樗{(lán)色。
(5)氫化鈣是固體,攜帶方便。
【解析】(1)鈣屬于極活潑的金屬,極易與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣,而制備的氫氣中會(huì)混有水蒸氣和氯化氫,所以在與鈣化合之前需要除雜和干燥,分別選用試劑是氫氧化鈉和濃硫酸;同時(shí)為防止空氣中水蒸氣進(jìn)入,最后還需要連接干燥管,所以正確的順序?yàn)椋篿→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a;
(2)由于多余的氫氣需要燃燒反應(yīng)掉,所以應(yīng)該先收集一部分氣體并檢驗(yàn)其純度,反應(yīng)結(jié)束后還需要使氫化鈣在氫氣的氛圍中冷卻,所以應(yīng)該最后關(guān)閉分液漏斗活塞,因此正確的順序?yàn)锽ADC;
(3)氫化鈣中H顯-1價(jià),極易與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣,方程式為:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;因?yàn)榻饘兮}與水反應(yīng)也會(huì)生成氫氧化鈣和氫氣,同樣會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象,所以該同學(xué)的判斷不正確。
(4)由于氫化鈣中含有氫元素,因此氫化鈣的燃燒產(chǎn)物有水,所以可以利于無(wú)水硫酸銅進(jìn)行檢驗(yàn)其燃燒產(chǎn)物。
(5)氫氣是氣體不方便攜帶,而氫化鈣是固體,便于攜帶。
71.(2011·海南·23)硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體,實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來(lái)制備,其步驟如下:
步驟1 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。
步驟2 向處理過(guò)的鐵屑中加入過(guò)量的3mol·L-1H2SO4溶液,在60℃左右使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過(guò)濾,得FeSO4溶液。
步驟3 向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液,經(jīng)過(guò)“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在步驟1的操作中,下列儀器中不必用到的有__________(填儀器編號(hào))
①鐵架臺(tái) ②燃燒匙 ③錐形瓶 ④廣口瓶 ⑤研缽 ⑥ 玻璃棒 ⑦ 酒精燈
(2)在步驟2中所加的硫酸必須過(guò)量,其原因是_______;
(3)在步驟3中,“一系列操作”依次為_(kāi)_____、_______和過(guò)濾;
(4)本實(shí)驗(yàn)制得的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe3+雜質(zhì)。檢驗(yàn)Fe3+常用的試劑是______,可以觀察到得現(xiàn)象是________。
【答案】(1)②④⑤;(2)抑制亞鐵離子的水解和氧化;(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶;(4)KSCN溶液,溶液顯血紅色
【解析】步驟1是溶液加熱和過(guò)濾操作,用不到②④⑤;亞鐵離子在加熱過(guò)程中有水解,因而要加酸抑制亞鐵離子的水解;步驟3是抑制亞鐵離子的水解下的蒸發(fā)與結(jié)晶過(guò)程;
【思維拓展】實(shí)驗(yàn)綜合能力考查,本題考查點(diǎn)有溶液加熱、過(guò)濾、固體溶解、蒸發(fā)(防水解)、結(jié)晶等一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)綜合題不僅僅要考查操作方面的內(nèi)容,也考查一些理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的運(yùn)用,因而實(shí)驗(yàn)綜合題歷來(lái)是高考中的難點(diǎn)。操作要點(diǎn)在平時(shí)復(fù)習(xí)中注意積累,分析過(guò)程中可能要注意的問(wèn)題,要緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,多方面考慮,才可確保萬(wàn)無(wú)一失。
72.(2011·全國(guó)II·29)(15分)(注意:在試題卷上作答無(wú)效)
(1)下圖是用KMnO4 與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡(jiǎn)易裝置。
A
B
C
D
NaOH溶液
裝置B、C、D的作用分別是:
B___________;C___________;D___________;
(2)在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量NO氣體。
①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置是_________(填序號(hào));
A
B
C
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填):
應(yīng)加入的物質(zhì)
所起的作用
A
B
C
D
③簡(jiǎn)單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象______________________________________________。
【答案】(1)向上排氣收集氯氣 安全作用,防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中 吸收尾氣,防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 (2)①I ②
應(yīng)加入的物質(zhì)
所起的作用
A
銅屑和稀硝酸
發(fā)生NO氣體
B
水
排水收集NO氣體
C
主要是接收B中排出的水
③反應(yīng)開(kāi)始時(shí),A中銅表面出現(xiàn)無(wú)色小氣泡,反應(yīng)速率逐漸加快;A管上部空間由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\棕紅色,隨反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o(wú)色;A中的液體由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色;B中的水面逐漸下降,B管中的水逐漸流入燒杯C中。
73.(2011·四川·28)
三草酸合鐵酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是一種光敏材料,在110℃可完全失去結(jié)晶水。為測(cè)定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量,某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)鐵含量的測(cè)定
步驟一:稱量5.00g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250ml溶液。
步驟二:取所配溶液25.00ml于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳,同時(shí),MnO4-被還原成Mn2+。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉,加熱至黃色剛好消失,過(guò)濾,洗滌,將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時(shí),溶液仍呈酸性。
步驟三:用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液20.02ml,滴定中MnO4-,被還原成Mn2+ 。
重復(fù)步驟二、步驟三操作,滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.98ml
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是:稱量、_______、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、________搖勻。
②加入鋅粉的目的是________。
③寫(xiě)出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________。
④實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________。在步驟二中,若加入的KMnO4的溶液的量不夠,則測(cè)得的鐵含量__________。(選填“偏低”“偏高”“不變”)
(2)結(jié)晶水的測(cè)定
將坩堝洗凈,烘干至恒重,記錄質(zhì)量;在坩堝中加入研細(xì)的三草酸合鐵酸鉀晶體,稱量并記錄質(zhì)量;加熱至110℃,恒溫一段時(shí)間,置于空氣中冷卻,稱量并記錄質(zhì)量;計(jì)算結(jié)晶水含量。請(qǐng)糾正實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的兩處錯(cuò)誤;_________;_____ ____。
【答案】(1)①溶解 定容②將Fe3+還原成Fe2+
③5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O ④11.20%或0.112 偏高
(2)加熱后在干燥器中冷卻,對(duì)盛有樣品的坩堝進(jìn)行多次加熱,干燥器中冷卻、稱量并記錄質(zhì)量,直至稱量質(zhì)量幾乎相等。
74.(2011·上?!?7)CuSO4·5H2O是銅的重要化合物,有著廣泛的應(yīng)用。以下是CuSO4·5H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖。
根據(jù)題意完成下列填空:
(1)向含銅粉的稀硫酸中滴加濃硝酸,在銅粉溶解時(shí)可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:、。
(2)如果銅粉、硫酸及硝酸都比較純凈,則制得的CuSO4·5H2O中可能存在的雜質(zhì)是,除去這種雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)操作稱為。
(3)已知:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4
稱取0.1000 g提純后的CuSO4·5H2O試樣于錐形瓶中,加入0.1000 mol/L氫氧化鈉溶液28.00 mL,反應(yīng)完全后,過(guò)量的氫氧化鈉用0.1000 mol/L鹽酸滴定至終點(diǎn),耗用鹽酸20.16 mL,則0.1000 g該試樣中含CuSO4·5H2O g。
(4)上述滴定中,滴定管在注入鹽酸之前,先用蒸餾水洗凈,再用。
在滴定中,準(zhǔn)確讀數(shù)應(yīng)該是滴定管上藍(lán)線所對(duì)應(yīng)的刻度。
(5)如果采用重量法測(cè)定CuSO4·5H2O的含量,完成下列步驟:
①②加水溶解③加氯化鋇溶液,沉淀④過(guò)濾(其余步驟省略)
在過(guò)濾前,需要檢驗(yàn)是否沉淀完全,其操作是
(6)如果1.040 g提純后的試樣中含CuSO4·5H2O的準(zhǔn)確值為1.015 g,而實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果是l.000 g 測(cè)定的相對(duì)誤差為。
【答案】(1)溶液呈藍(lán)色,有紅棕色氣體生成(2)Cu(NO3)2 重結(jié)晶(3)0.0980
(4)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗2~3次 粗細(xì)交界點(diǎn)
(5)稱取樣品 在上層清液中繼續(xù)滴加加氯化鋇溶液,觀察有無(wú)沉淀產(chǎn)生
(6)-1.5%(-1.48%)
75.(2011·福建·25)化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究:
查得資料:該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;牙膏中其它成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體生成。
Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)
取適量牙膏樣品,加水成分?jǐn)嚢?、過(guò)濾。
(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是_______。
(2)往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳,再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是________。
Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定
利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),充分反應(yīng)后,測(cè)定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題:
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外,還有:______。
(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是________________________________。
(5)下列各項(xiàng)措施中,不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_____________(填標(biāo)號(hào))。
a.在加入鹽酸之前,應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b.滴加鹽酸不宜過(guò)快
c.在A—B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d.在B—C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份,進(jìn)行三次測(cè)定,測(cè)得BaCO3平均質(zhì)量為3.94g 。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)________。
(7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高,原因是_____。
【答案】(1)Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-或Al(OH)3?。玂H-=AlO2-+2H2O
(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成;加入鹽酸有氣體生成、沉淀溶解;
(3)把生成的CO2氣體全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收
(4)CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O(5)c、d(6)25%
(7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案)[來(lái)
【解析】(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě),要求基礎(chǔ)。
Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-或Al(OH)3?。玂H-=AlO2-+2H2O
(2)生成的是NaAlO2溶液,通入CO2氣體有Al(OH)3白色沉淀生成,并且生成NaHCO3,加入鹽酸有CO2氣體產(chǎn)生、Al(OH)3沉淀溶解。學(xué)生完整描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要比較扎實(shí)的基本功。
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?,把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。這樣設(shè)問(wèn)學(xué)生經(jīng)常接觸。
(4)CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O,基礎(chǔ)簡(jiǎn)單的方程式書(shū)寫(xiě)。
(5)在加入鹽酸之前,應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體,會(huì)影響測(cè)量,滴加鹽酸不宜過(guò)快,保證生成的CO2完全被吸收。在A—B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置,因?yàn)檎麄€(gè)裝置中不需要干燥,有水份不會(huì)影響CO2吸收。在B—C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置,C瓶中是足量Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,而不影響CO2吸收,所以不需要除去CO2中的HCl,選cd。
(6)BaCO3質(zhì)量為3.94g ,n(BaCO3)=0.0200mol, 則n(CaCO3)=0.0200mol,質(zhì)量為2.00g,則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。此問(wèn)計(jì)算比較簡(jiǎn)單。
(7)Ba(OH)2溶液還吸收了水蒸氣、氯化氫氣體等,造成質(zhì)量偏大,所以可以回答B(yǎng)中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中。
本題取材牙膏摩擦劑的探究實(shí)驗(yàn),其中第(5)(7)小問(wèn)出的不錯(cuò),第(5)小問(wèn)考查影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的因素探討,對(duì)學(xué)生的能力有較高的要求。第(7)小問(wèn)設(shè)置有臺(tái)階,降低了難度,若將“結(jié)果明顯偏高增加”設(shè)置成填空可能會(huì)更好。
76.(2011·廣東·33)某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí),欲配制1.0mol?L-1Ba(OH)2溶液,但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O試劑(化學(xué)式量:315)。在室溫下配制溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解,燒杯中存在大量未溶物。為探究原因,該同學(xué)查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K時(shí)的溶解度(g/100g H2O)分別為2.5、3.9和5.6。
(1)燒杯中未溶物可能僅為BaCO3,理由是。
(2)假設(shè)試劑由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行成分檢驗(yàn)。在答題卡上寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(不考慮結(jié)晶水的檢驗(yàn);室溫時(shí)BaCO3飽和溶液的pH=9.6)
限選試劑及儀器:稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計(jì)、燒杯、試管、帶塞導(dǎo)氣管、滴管
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取適量試劑于潔凈燒杯中,加入足量蒸餾水,充分?jǐn)嚢?,靜置,過(guò)濾,得濾液和沉淀。
步驟2:取適量濾液于試管中,滴加稀硫酸。
步驟3:取適量步驟1中的沉淀于是試管中,。
步驟4:
(3)將試劑初步提純后,準(zhǔn)確測(cè)定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。實(shí)驗(yàn)如下:
①配制250ml 約0.1mol?L-1Ba(OH)2溶液:準(zhǔn)確稱取w克試樣,置于燒杯中,加適量蒸餾水,,將溶液轉(zhuǎn)入,洗滌,定容,搖勻。
②滴定:準(zhǔn)確量取25.00ml所配制Ba(OH)2溶液于錐形瓶中,滴加指示劑,將 (填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)mol?L-1鹽酸裝入50ml酸式滴定管,滴定至終點(diǎn),記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗鹽酸Vml。
③ 計(jì)算Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=(只列出算式,不做運(yùn)算)
(4)室溫下,(填“能”或“不能”) 配制1.0 mol?L-1Ba(OH)2溶液
【答案】(1)由于Ba(OH)2·8H2O與收空氣中的CO2反,所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO3,未變質(zhì)的Ba(OH)2·8H2O在配制溶液時(shí)能全部溶解。
(2)
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1:取適量試劑于潔凈燒杯中,加入足量蒸餾水,充分?jǐn)嚢?,靜置,過(guò)濾,得濾液和沉淀。
步驟2:取適量濾液于試管中,滴加稀硫酸。
出現(xiàn)白色沉淀,說(shuō)明該試劑中有Ba2+存在
步驟3:取適量步驟1中的沉淀于是試管中,滴加稀鹽酸,連接帶塞導(dǎo)氣管將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄清石灰水中。
澄清石灰水變混濁。說(shuō)明該試劑中含有BaCO3
步驟4:取步驟1中的濾液于燒杯中,用pH計(jì)測(cè)定其pH值。
PH值明顯大于9.6,說(shuō)明該試劑中含有Ba(OH)2。
(3)①攪拌溶解 250ml容量瓶中 ②0.1980③
(4)不能。
【解析】本題考察常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、儀器和試劑的選擇、一定物質(zhì)的量濃度的配制以及有關(guān)計(jì)算。
(1)Ba(OH)2屬于強(qiáng)堿,易吸收空氣中的水蒸氣和CO2形成難溶的BaCO3沉淀,因此長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中時(shí)Ba(OH)2就有可能轉(zhuǎn)化為BaCO3。
(2)Ba(OH)2易溶于水,所以濾液中含有Ba2+,因此滴加稀硫酸使會(huì)產(chǎn)生白色沉淀BaSO4;要想驗(yàn)證沉淀為BaCO3,可以利用其能與酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體;為進(jìn)一步證明試劑是是否還有Ba(OH)2·8H2O,可以取步驟1中的濾液,用pH計(jì)測(cè)其pH值,若pH>9.6,即證明濾液不是純BaCO3溶液,即證明是由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3組成,假設(shè)成立。
(3)①由于試樣中含有難溶性的BaCO3,因此加水溶解后要過(guò)濾,且冷卻后在轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶中;
②Ba(OH)2溶液的濃度約為0.1mol?L-1,體積是25ml,由于酸式滴定管的容量是50ml,因此鹽酸的濃度至少應(yīng)該是0.1 mol?L-1的,若鹽酸的濃度過(guò)大,反應(yīng)過(guò)快,不利于控制滴定終點(diǎn),所以選擇0.1980 mol?L-1的鹽酸最恰當(dāng)。
③消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.1980×V×10-3mol,所以25.00ml溶液中含有Ba(OH)2的物質(zhì)的量是,所以w克試樣中Ba(OH)2的質(zhì)量是,故Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。
(4)若配制1L1.0 mol?L-1Ba(OH)2溶液,則溶液中溶解的Ba(OH)2·8H2O的質(zhì)量是315g,所以此時(shí)的溶解度約是 g/100g H2O,而在常溫下Ba(OH)2·8H2O是3.9 g/100g H2O,顯然不可能配制出1.0 mol?L-1Ba(OH)2溶液。
77.(2011·山東·30)實(shí)驗(yàn)室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等離子的鹵水為主要原料制備無(wú)水CaCl2和Br2,流程如下:
(1)操作Ⅰ使用的試劑是,所用主要儀器的名稱是。
(2)加入溶液W的目的是。用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH,可以除去Mg2+。由表中數(shù)據(jù)可知,理論上可選擇pH最大范圍是 。酸化溶液Z時(shí),使用的試劑為 。
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH
沉淀完全時(shí)的pH
Mg2+
9.6
11.0
Ca2+
12.2[
c(OH-)=1.8mol·L-1
(3)實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO2氣體,下列裝置中合理的是。
(4)常溫下,H2SO3的電離常數(shù),,H2CO3的電離常數(shù),。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3:將SO2和CO2氣體分別通入水中至飽和,立即用酸度計(jì)測(cè)兩溶液的pH,若前者的pH小于后者,則H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不正確,錯(cuò)誤在于。
設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3(簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論)。。儀器器自選。
供選的試劑:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、KMnO4、NaHSO3、蒸餾水、飽和石灰水、酸性KMnO4 溶液、品紅溶液、pH試紙。
【答案】(1)四氯化碳;分液漏斗(2)除去溶液中的SO42-;11.0≤pH<12.2;鹽酸
(3)b、d(4)用于比較pH的兩種酸的物質(zhì)的量濃度不相等;參考方案如下:[來(lái)源:學(xué)科方案一:配制相同物質(zhì)的量濃度的NaHSO3和NaHCO3溶液,用酸度計(jì)(或pH試紙)測(cè)兩溶液的pH。前者的pH小于后者,證明H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3。
方案二:將SO2氣體依次通過(guò)NaHCO3(Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水。品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁,證明H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3。
方案三:將CO2氣體依次通過(guò)NaHSO3(Na2SO3)溶液、品紅溶液。品紅溶液不褪色,證明H2SO3酸性強(qiáng)于H2CO3。
【解析】本題主要考察常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、儀器的使用、離子的除雜和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),綜合性強(qiáng)。
(1)氯氣具有強(qiáng)氧化性,通入氯氣后可以將溶液中的Br-氧化溴單質(zhì),因?yàn)閱钨|(zhì)溴極易溶于有機(jī)溶劑,所以可以采用萃取的方法,萃取的主要儀器是分液漏斗。由流程圖可知單質(zhì)溴在下層,因此該有機(jī)溶劑的密度要比水的大且不溶于水,所以該試劑是CCl4;
(2)由于SO42-會(huì)與Ca2+結(jié)合形成微溶性的硫酸鈣而影響氯化鈣的制備,因此必需除去;由表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時(shí)Mg2+沉淀完全,pH大于12.2時(shí),Ca2+開(kāi)始沉淀,所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH<12.2;因?yàn)椴荒芤胄碌碾s質(zhì),所以酸化溶液Z時(shí),使用的試劑應(yīng)該為鹽酸。
(3)實(shí)驗(yàn)室制取CO2的特點(diǎn)是固體和液體反應(yīng)且不需要加熱,由于鹽酸易揮發(fā),因此在收集之前需要出去揮發(fā)出HCl氣體,因?yàn)镃O2的密度大于空氣中的,所以采用向上排空氣發(fā)收集CO2氣體。若采用長(zhǎng)頸漏斗時(shí),長(zhǎng)頸漏斗的下端必需插入到溶液中,以防止CO2氣體從長(zhǎng)頸漏斗中揮發(fā)出來(lái),因此選項(xiàng)b、d正確。
(4)H2SO3和H2CO3均屬于二元酸,要想通過(guò)比較二者的pH來(lái)驗(yàn)證二者的酸性強(qiáng)弱,必需使二者的濃度相同,但是SO2和CO2氣體溶于水后的飽和溶液其濃度顯然不相等(因?yàn)槎叩娜芙舛炔煌?,所以該?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不正確;要檢驗(yàn)酸性強(qiáng)弱,可以采用多種方法,例如利用水解原理(酸越弱相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽就越易水解),也可以利用較強(qiáng)的酸制取較弱的酸來(lái)檢驗(yàn)。由于SO2和CO2氣體均可以使飽和石灰水編混濁,所以CO2氣體在通入飽和石灰水之前必需除去CO2氣體中混有的SO2氣體。
78.(2010·全國(guó)I·29)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生成CO的實(shí)驗(yàn)。
(1)在下面方框中,A表示有長(zhǎng)頸漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上的A后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持裝置,連接膠管及尾氣處理不分不必畫(huà)出,需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出),按氣流方向在每件儀器下方標(biāo)出字母B、C……;其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡(jiǎn)易表示如下:
(2)根據(jù)方框中的裝置圖,在答題卡上填寫(xiě)該表
儀器符號(hào)
儀器中所加物質(zhì)
作用
A
石灰石、稀鹽酸
石灰石與鹽酸生成CO2
(3)有人對(duì)氣體發(fā)生器作如下改進(jìn):在錐形瓶中放入一小試管,將長(zhǎng)頸漏斗下端插入小試管中。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是;
(4)驗(yàn)證CO的方法是。
【答案】
(3)可以通過(guò)控制加酸的量,來(lái)控制氣體產(chǎn)生的快慢;同時(shí)小試管中充滿鹽酸,可以起到液封的作用,防止反應(yīng)劇烈時(shí)氣體經(jīng)漏斗沖出
(4)點(diǎn)燃?xì)怏w,火焰呈藍(lán)色,再用一個(gè)內(nèi)壁附著有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上,燒杯內(nèi)壁的石灰水變渾濁
【解析】(1)這里與一般的物質(zhì)制備思路是一致的,思路是先制備CO2,再凈化除雜,干燥,接著再與C在高溫下反應(yīng)制CO,再除去未反應(yīng)完的CO2,我們這里只需要畫(huà)裝置簡(jiǎn)圖即可,這是自1998年高考科研測(cè)試首次出現(xiàn),至今高考終于再現(xiàn)了!(見(jiàn)答案)
(2)與2009年27題相似這在今年的訓(xùn)練題中比較流行,如湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考,黃岡中學(xué)模擬題等均再現(xiàn)了,不難學(xué)生能夠作答和得分(見(jiàn)答案)
(3)這在以前題目中出現(xiàn)了多次,一般學(xué)生能答對(duì)
(4)此問(wèn)答案很多可以點(diǎn)燃,看火焰看產(chǎn)物;也可以E后面再接個(gè)灼熱CuO的玻璃管后面再接個(gè)放澄清石灰水的洗氣瓶,看玻璃管和石灰水的現(xiàn)象;也可應(yīng)直接用PdCl2溶液等
【命題意圖】實(shí)驗(yàn)綜合能力考查,主要考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),儀器的組裝,裝置圖的繪制,試劑的合理選擇,裝置的改進(jìn)及評(píng)價(jià),物質(zhì)的的檢驗(yàn)等
【點(diǎn)評(píng)】前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)本題與2009年的27題思路一致,不過(guò)能力要求更高,學(xué)生最不會(huì)就是這種設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn),去年的是個(gè)雛形,改革不徹底,實(shí)驗(yàn)原理早在前些年高考里面考過(guò)兩次,并且學(xué)生都能動(dòng)筆!今年提供的題目原理并不復(fù)雜,思路顯然不唯一,因而提供的參考答案并不完美,例如(1)E后面再連接其他算不算錯(cuò)?(2)E中吸收CO2用澄清石灰石似乎不合理(考過(guò)多遍,濃度低,效果差,應(yīng)用NaOH之類強(qiáng)堿),考生用用其他得不得分?(4)檢驗(yàn)CO超綱,且答案不唯一,學(xué)生用其他合理答案能否得分?這些都是大家所關(guān)注的,希望能夠引起命題人的注意,不要人為的制造不公平,一些優(yōu)秀考生反而不能得分!
79.(2010·天津·28)(18分)納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·x H2O,經(jīng)過(guò)濾、水洗除去其中的Cl,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2 。用現(xiàn)代分析儀器測(cè)定TiO2粒子的大小。用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
⑴ TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。
⑵ 檢驗(yàn)TiO2·x H2O中Cl-是否被除凈的方法是______________________________。
⑶ 下列可用于測(cè)定TiO2粒子大小的方法是_____________________(填字母代號(hào))。
a.核磁共振法 b.紅外光譜法 c.質(zhì)譜法 d.透射電子顯微鏡法
⑷ 配制NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),加入一定量H2SO4的原因是_________________;使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量簡(jiǎn)外,還需要下圖中的_____(填字母代號(hào))。
a b c d e
⑸ 滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________________________________________。
⑹ 滴定分析時(shí),稱取TiO2(摩爾質(zhì)量為M g·mol-1)試樣w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_(kāi)________________________。
⑺ 判斷下列操作對(duì)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)
① 若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中,燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出,使測(cè)定結(jié)果_________。
② 若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí),俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面,使測(cè)定結(jié)果_________。
【答案】(1) TiCl4+(2+x) H2O TiO2·xH2O+4HCl
(2)取少量水洗液,滴加AgNO3溶液,不產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明Cl-已除凈。
(3)d(4)抑制 NH4Fe(SO4)2水解 a c(5)溶液變成紅色(6)
(7)偏高 偏低
【解析】本題是圍繞化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綜合性試題,主要考點(diǎn)有:化學(xué)方程式配平、沉淀的洗滌、顆粒大小的測(cè)量方法,和溶液的配制、滴定操作及誤差分析,質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算等。(1)設(shè)TiCl4的系數(shù)為1,根據(jù)元素守恒,TiO2·xH2O的系數(shù)為1,HCl的系數(shù)為4;再根據(jù)O元素守恒,可知H2O的系數(shù)為(2+x)。
(2)檢驗(yàn)沉淀是否洗凈的方法是,取少量洗滌液,檢驗(yàn)溶液中溶解的離子是否還存在。
(3)核磁共振譜用于測(cè)有機(jī)物中含有多少種氫原子;紅外光譜分析有機(jī)物含有何種化學(xué)鍵和官能團(tuán);質(zhì)譜法常用于測(cè)有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量;透射電子顯微鏡可以觀察到微粒的大小。
(4)NH4Fe(SO4)2易水解,故需加入一定量的稀硫酸抑制水解;配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,還需要容量瓶和膠頭滴管。
(5)因?yàn)槭怯肒SCN作指示劑,終點(diǎn)時(shí)NH4Fe(SO4)2不再反應(yīng),生成血紅色的Fe(SCN)3。
(6)根據(jù)得失電子守恒,有:1Ti3+~1Fe3+,故n(Fe3+)= n(Ti3+)= n(TiO2)=cV×10-3mol,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。
(7) NH4Fe(SO4)2溶液濺出,其物質(zhì)的量濃度減小,消耗的體積增大,百分含量偏大;若終點(diǎn)俯視滴定管,讀取的體積比實(shí)際消耗的體積偏小,質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。
80.(2010·山東·30)(16)聚合硫酸鐵又稱聚鐵,化學(xué)式為,廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O )過(guò)程如下:
(1)驗(yàn)證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2 的方法是_____。
(2)實(shí)驗(yàn)室制備、收集干燥的SO2 ,所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2 ,按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)閍f裝置D的作用是_____,裝置E中NaOH溶液的作用是______。
(3)制備綠礬時(shí),向溶液X中加入過(guò)量_____,充分反應(yīng)后,經(jīng)_______操作得到溶液Y,再經(jīng)濃縮,結(jié)晶等步驟得到綠礬。K^S*5U.C#O%下
(4)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法為_(kāi)_____。若溶液Z的pH偏小,將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏_______。
【答案】(1)將氣體通入品紅溶液中,如品紅褪色,加熱后又變紅,證明有SO2。
(2)d e b c;安全瓶,防止倒吸;尾氣處理,防止污染(3)鐵粉 過(guò)濾
(4)將試紙放到表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液,點(diǎn)到試紙的中央,然后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。 低
【解析】(1)檢驗(yàn)SO2的方法一般是:將氣體通入品紅溶液中,如品紅褪色,加熱后又變紅。
(2) 收集干燥的SO2,應(yīng)先干燥,再收集(SO2密度比空氣的大,要從b口進(jìn)氣),最后進(jìn)行尾氣處理;因?yàn)镾O2易與NaOH反應(yīng),故D的作用是安全瓶,防止倒吸。
(3)因?yàn)樵跓屑尤肓肆蛩岷妥懔垦鯕?,故溶液Y中含有Fe3+,故應(yīng)先加入過(guò)量的鐵粉,然后過(guò)濾除去剩余的鐵粉。
(4)用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作為:將試紙放到表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液,點(diǎn)到試紙的中央,然后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。
Fe(OH)3的含鐵量比Fe2(SO4)3高,若溶液Z的pH偏小,則生成的聚鐵中OH-的含量減少,SO42-的含量增多,使鐵的含量減少。
81.(2010·安徽·27)(14分)鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰貨源成為重要課題:某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)進(jìn)行資源回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為。
(2)第③步反應(yīng)的離子方程式是。
(3)第④步反應(yīng)后,過(guò)濾Li2CO3所需的玻璃儀器有。
若過(guò)濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因:、。
(4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiNB2O4的質(zhì)量為18.1 g第③步反應(yīng)中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液。定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全為L(zhǎng)i2CO3,剩至少有Na2CO3參加了反應(yīng)。
【解析】(1)Al(OH)3(2)4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O
(3) 漏斗 玻璃棒 燒杯 ; 濾紙破損、濾液超過(guò)濾紙邊緣等(4)5.3
【解析】第一步就是鋁溶解在氫氧化鈉溶液中 第二步就是偏鋁酸鈉與二氧化碳生成氫氧化鋁,第三步是氧化還原反應(yīng),注意根據(jù)第一步反應(yīng)LiMn2O4不溶于水。
第(4)小題計(jì)算時(shí)要通過(guò)計(jì)算判斷出硫酸過(guò)量。
82.(2010·浙江·27)(15分)一水硫酸四氨合銅(Ⅱ)的化學(xué)式為[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì),設(shè)計(jì)的合成路線為:
相關(guān)信息如下:
①[Cu(NH3)4]SO4·H2O在溶液中存在以下電離(解離)過(guò)程:
[Cu(NH3)4]SO4·H2O=[Cu(NH3)4]2++ +H2O[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3
②(NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中難溶。
③[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇·水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖如下:
請(qǐng)根據(jù)以下信息回答下列問(wèn)題: 圖3
(1)方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為:
a. 加熱蒸發(fā) b. 冷卻結(jié)晶 c. 抽濾 d. 洗滌 e. 干燥
①步驟1的抽濾裝置如圖3所示,該裝置中的錯(cuò)誤之處是;抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),應(yīng)先,然后。
②該方案存在明顯缺陷,因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有雜質(zhì),產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是。
(2)方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為:
a. 向溶液C中加入適量,b.,c. 洗滌,d. 干燥
①請(qǐng)?jiān)谏鲜鰞?nèi)填寫(xiě)合適的試劑或操作名稱。
②下列選項(xiàng)中,最適合作為步驟c的洗滌液是。
A. 乙醇 B. 蒸餾水 C. 乙醇和水的混合液 D. 飽和硫酸鈉溶液
③步驟d不宜采用加熱干燥的方法,可能的原因是。
【答案】(1)①漏斗口斜面反轉(zhuǎn);斷開(kāi)漏斗與安全瓶的連接,關(guān)閉水龍頭。
②含有CuSO4晶體雜質(zhì);加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)了[Cu(NH3)4]2+ 電離產(chǎn)生Cu2+。和[Cu(NH3)4]SO4·H2O電離產(chǎn)生的硫酸根離子在冷卻結(jié)晶時(shí)析出CuSO4晶體雜質(zhì)。
(2)a.(NH4)2SO4,b.過(guò)濾。②A③加熱干燥可以導(dǎo)致失去結(jié)晶水。
【解析】本題所示的制取過(guò)程和課本的銀銨溶液的配置過(guò)程類似。綜合考察了過(guò)濾、抽濾實(shí)驗(yàn)、沉淀洗滌與干燥及結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)操作與原理。
(1)①漏斗口斜面反轉(zhuǎn)才正確;先斷開(kāi)漏斗與安全瓶的連接,然后關(guān)閉水龍頭。
②含有CuSO4晶體雜質(zhì);加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)了[Cu(NH3)4]2+ 電離產(chǎn)生Cu2+。和[Cu(NH3)4]SO4·H2O電離產(chǎn)生的硫酸根離子在冷卻結(jié)晶時(shí)析出CuSO4晶體雜質(zhì)。
(2)a. 向溶液C中加入適量(NH4)2SO4, 目的:促使NH3+H2O NH3H2O NH4++OH
向生成更多NH3的方向移動(dòng),抑制[Cu(NH3)4]2+ Cu2++4NH3.b.過(guò)濾。只要一般的過(guò)濾就可以。抽濾針對(duì)含結(jié)晶水的化合物不適用。
②因[Cu(NH3)4]SO4·H2O在水溶液中可以完全電離,故選擇的洗滌劑為A. 乙醇。
③加熱干燥可以導(dǎo)致失去結(jié)晶水。
【教與學(xué)提示】實(shí)驗(yàn)、化學(xué)平衡移動(dòng)、結(jié)晶方式這些內(nèi)容都是和實(shí)驗(yàn)有密切聯(lián)系的。在高考復(fù)習(xí)的教學(xué)中盡量還原、復(fù)原課本實(shí)驗(yàn),盡量將課本實(shí)驗(yàn)綜合化是重要的復(fù)習(xí)思路。
83.(2010·上?!?6)CaCO3廣泛存在于自然界,是一種重要的化工原料。大理石主要成分為CaCO3,另外有少量的含硫化合物。實(shí)驗(yàn)室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制備CO2氣體。下列裝置可用于CO2氣體的提純和干燥。
完成下列填空:
1)用濃鹽酸配制1:1(體積比)的稀鹽酸(約6 mol.L-1),應(yīng)選用的儀器是。
a.燒杯 b.玻璃棒 c.量筒 d.容量瓶
2)上述裝置中,A是溶液,NaHCO3溶液可以吸收。
3)上述裝置中,b物質(zhì)是。用這個(gè)實(shí)驗(yàn)得到的氣體測(cè)定CO2的分子量,如果B物質(zhì)失效,測(cè)定結(jié)果 (填“偏高”、“偏低”或“不受影響”)。
4)一次性飯盒中石蠟(高級(jí)烷烴)和CaCO3在食物中的溶出量是評(píng)價(jià)飯盒質(zhì)量的指標(biāo)之一,測(cè)定溶出量的主要實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)如下:
剪碎、稱重→浸泡溶解→過(guò)濾→殘?jiān)娓伞鋮s、稱重→恒重
為了將石蠟和碳酸鈣溶出,應(yīng)選用的試劑是。
a.氯化鈉溶液 b.稀醋酸 c.稀硫酸d 正已烷
5)在溶出量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,為了獲得石蠟和碳酸鈣的最大溶出量,應(yīng)先溶出后溶出。
6)上述測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,連續(xù),說(shuō)明樣品已經(jīng)恒重。
【答案】1)abc;2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;吸收HCl氣體或吸收酸性氣體;3)無(wú)水CaCl2;偏低;4)bd;5)石蠟;CaCO3;6)兩次稱量的結(jié)果相差不超過(guò)(或小于)0.001g。
【解析】此題考查了溶液的配制、氣體的除雜、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)、蒸發(fā)等化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)。1)配制一定體積比的溶液時(shí),應(yīng)選用燒杯、玻璃棒和量筒;2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所用藥品,制得的氣體中可能含有H2S、HCl和水蒸氣;根據(jù)除雜的要求,除去H2S是可選用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液;碳酸氫鈉溶液用于吸收HCl氣體或吸收酸性氣體;3)B物質(zhì)用于干燥制得的CO2,可選用無(wú)水CaCl2;其失效時(shí),會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏低;4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,為將石蠟和碳酸鈣溶出,可選用稀醋酸溶出碳酸鈣、正己烷溶出石蠟;5)由于醋酸中的乙酸也是有機(jī)物,為防止石蠟損失,一般先溶出石蠟再溶出CaCO3;6)稱重時(shí),當(dāng)兩次稱量的結(jié)果相差不超過(guò)(或小于)0.001g,說(shuō)明達(dá)到恒重。
【知識(shí)歸納】此題很好的將化學(xué)實(shí)驗(yàn)與其他化學(xué)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合于一體,綜合考查學(xué)生的能力和素質(zhì);考查知識(shí)也是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到綜合。
84.(2010·上?!?7)工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:
完成下列填空:
1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來(lái)源于石灰窯廠),寫(xiě)出A、B的化學(xué)式。
A B
2)實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)操作依次為:
取樣、 、沉淀、 、 、冷卻結(jié)晶、 、烘干。
3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象是。碳酸化時(shí)沒(méi)有析出碳酸鈉晶體,其原因是。
4)碳酸化后過(guò)濾,濾液D最主要的成分是(填寫(xiě)化學(xué)式),檢驗(yàn)這一成分的陰離子的具體方法是: 。
5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為:濾液D加石灰水前先要加熱,原因是。
6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測(cè)定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為:(注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號(hào)的含義)
【答案】1)Ca(OH)2或CaO;Na2CO3;2)溶解;過(guò)濾;蒸發(fā);過(guò)濾;3)有晶體析出(或出現(xiàn)渾濁);碳酸鈉溶解度比碳酸氫鈉大;4)NH4Cl;取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;5)NH4++OH-→NH3↑+H2O;防止加石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;6)。
【解析】此題考查了物質(zhì)的提純、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等知識(shí)。1)沉淀劑A源于石灰窯,說(shuō)明其是生石灰或熟石灰;粗鹽中的鎂離子和鈣離子一般用碳酸鈉除去;2)實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的整個(gè)操作過(guò)程為:取樣、溶解、沉淀、過(guò)濾、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、烘干幾步;3)純堿生產(chǎn)中碳酸化時(shí),會(huì)看到溶液中析出晶體,這是由于碳酸鈉的溶解度大于碳酸氫鈉;4)根據(jù)操作過(guò)程,碳酸后溶液中主要是NH4Cl;檢驗(yàn)其中的氯離子時(shí),要經(jīng)過(guò)取樣,加硝酸酸化,加硝酸銀,有白色沉淀,該陰離子是氯離子;5)濾液中主要含有的是氯化銨,其和石灰水反應(yīng)時(shí):NH4++OH-→NH3↑+H2O;由于濾液中還含有一定量的碳酸氫鈉,故此加石灰水前先加熱,是為防止加石灰水時(shí)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀;6)假設(shè)加熱前純堿的質(zhì)量為m1,加熱后的質(zhì)量為m2,則加熱損失的質(zhì)量為:m1-m2,則純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量為:84(m1-m2)/31;故純堿中含有的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。
【技巧點(diǎn)撥】解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí),要首先理清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理,從實(shí)驗(yàn)的安全性、科學(xué)性和簡(jiǎn)約型入手進(jìn)行解答。對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí),要注意處理的合理性。
85.(2010·江蘇·19)高純是制備高性能磁性材料的主要原料。實(shí)驗(yàn)室以為原料制備少量高純的操作步驟如下:(1)制備溶液:
在燒瓶中(裝置見(jiàn)右圖)加入一定量和水,攪拌,通入和混合氣體,反應(yīng)3h。停止通入,繼續(xù)反應(yīng)片刻,過(guò)濾(已知)。
①石灰乳參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
②反應(yīng)過(guò)程中,為使盡可能轉(zhuǎn)化完全,在通入和比
例一定、不改變固液投料的條件下,可采取的合理措施有、。
③若實(shí)驗(yàn)中將換成空氣,測(cè)得反應(yīng)液中、的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t變化如右圖。導(dǎo)致溶液中、濃度變化產(chǎn)生明顯差異的原因是。
(2)制備高純固體:已知難溶于水、乙醇,潮濕時(shí)易被空氣氧化,100℃開(kāi)始分解;開(kāi)始沉淀時(shí)。請(qǐng)補(bǔ)充由(1)制得的溶液制備高純的操作步驟[實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑: 、、 、]。
①;②;③;④;⑤低于100℃干燥。
【答案】(1)①Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O②控制適當(dāng)?shù)臏囟? 緩慢通入混合氣體
③Mn2+催化O2與H2SO3,反應(yīng)生成H2S04
(2)①邊攪拌邊加入NaHCO3(Na2CO3),并控制溶液PH
這是一份十年(13-22)高考化學(xué)真題分類匯編專題67 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(含解析),共18頁(yè)。試卷主要包含了某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份2010-2019年高考化學(xué)真題分類訓(xùn)練 專題16 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(教師版含解析),共135頁(yè)。
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