专题十六 化学实验综合
拓展训练
1.根据下列装置和物质,能达到相应实验目的的是( )
A.分离碘和酒精 B.进行酸碱中和滴定
C.验证铁钉能发生析氢腐蚀 D.制备NaHCO3
答案 D
2.下列实验装置或操作能达到目的的是( )
A.制取乙烯 B.增大HClO浓度
C.配制250 mL 0.10 mol·L-1NaOH溶液 D.除去乙烯中的少量SO2
答案 B
3.下列实验图示或操作正确的是( )
A B
50 mL的酸式滴定管中还剩余38.40 mL的溶液 测定中和热
C D
该装置可用于制备Fe(OH)2 测量产生的O2的体积
答案 D
4. 拟在实验室完成一系列实验:①粗盐提纯;②利用提纯后的NaCl模拟“侯氏制碱法”制备纯碱;③用盐酸标准液滴定纯碱溶液以测定Na2CO3含量。在实验过程中,下列仪器不可能用到的是( )
答案 D
5.化学实验是化学探究的一种重要途径。下列有关实验的描述正确的是( )
A.用湿润的蓝色石蕊试纸检验NH3
B.中学实验室中,可将未用完的钠放回原试剂瓶
C.进行焰色试验时,可用玻璃棒替代铂丝
D.酸碱中和滴定实验中,应先用待测液润洗锥形瓶
答案 B
6.实验是化学研究的重要方法。下列实验设计能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验设计
A 检验NaCl溶液中是否存在KCl杂质 用洁净的铂丝蘸取该溶液,在酒精灯外焰上灼烧,观察火焰是否出现紫色
B 测定氯水的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照
C 除去乙炔气体中的硫化氢 将混合气体通入盛有硫酸铜溶液的洗气瓶中
D 配制100 mL 1.00 mol/L NaOH溶液 称取4.0 g NaOH固体溶解在100 mL容量瓶中,再定容、摇匀
答案 C
7.利用如图装置不能实现相应实验目的的是( )
图① 图② 图③ 图④
A.图①:提纯氯气(含少量HCl和H2O)
B.图②:验证溴乙烷发生消去反应后产物的性质
C.图③:制取少量含NaClO的消毒液
D.图④:验证氧化性:Cl2>Fe3+>I2
答案 D
8. 检验碳粉与浓硫酸反应产生气体的装置和所加药品如下,下列叙述不正确的是( )
A.a中品红溶液褪色,说明混合气体中有SO2
B.b中KMnO4溶液的作用是除去SO2
C.b中发生反应的离子方程式为5SO2+4H++2Mn 5S+2H2O+2Mn2+
D.c中品红溶液不褪色,d中Ca(OH)2溶液变浑浊,说明混合物中存在CO2
答案 C
9.某化学学习小组利用NaClO溶液氧化环己醇()制备环己酮()的装置如图所示。
操作步骤如下:
ⅰ.向仪器A内加入环己醇、冰醋酸,逐滴加入NaClO溶液,30 ℃条件下反应30分钟后冷却。
ⅱ.向仪器A内加入适量饱和NaHSO3溶液,用NaOH调节溶液显中性后加入饱和NaCl溶液,然后经分液、干燥,蒸馏得到环己酮。
下列叙述错误的是( )
A.饱和NaCl溶液可促进有机相和无机相分层
B.饱和NaHSO3溶液的主要作用是除去CH3COOH
C.冰醋酸既作为溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性
D.若NaClO溶液滴加过快,仪器A中会产生少量黄绿色气体
答案 B
10.某同学研究浓硝酸与KSCN溶液的反应,在通风橱中进行如下实验:
已知:SCN-能被氧化为黄色的(SCN)2,(SCN)2可聚合为红色的(SCN)x。下列分析错误的是( )
A.SCN-被氧化为(SCN)2的过程中,S的化合价升高
B.分析①②③知,(SCN)2聚合为(SCN)x的速率大于其被硝酸氧化的速率
C.取少量③中的溶液加入BaCl2溶液,溶液显强酸性,产生白色沉淀,不能证明最终有S生成,沉淀可能是碳酸钡
D.①中改用溶有NO2的浓硝酸重复上述实验,溶液先变红后迅速褪色并产生大量红棕色气体,可能是NO2气体对反应的进行起了催化作用
答案 C
11.向碘水、淀粉的混合液中加入AgNO3溶液,蓝色褪去。为探究褪色原因,实验过程如图。下列分析错误的是( )
A.过程①后溶液pH明显变小
B.过程③中加入NaCl溶液的目的是除去Ag+
C.过程④中氧化I-的物质不仅是O2
D.综合上述实验,过程①中蓝色褪去的原因是Ag+氧化了I2
答案 D
12.某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应,静置后取上层清液于试管中,将KSCN溶液滴加到清液中,观察到瞬间产生白色沉淀,局部出现红色;振荡试管,红色又迅速褪去。已知:
①CuCl2+Cu 2CuCl↓(白色) 速率很慢
②2CuCl2+4KSCN 2Cu(SCN)2↓(白色)+(SCN)2↑+4KCl 速率很快
③(SCN)2是拟卤素,化学性质和氯气相似
下列说法正确的是( )
A.用KSCN溶液检验Fe3+时,Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B.局部出现红色是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+,Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C.白色沉淀是CuCl,是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D.红色迅速褪去的原因可能是振荡试管时Cu2+与SCN-发生反应,从而使Fe3++3SCN- Fe(SCN)3平衡逆向移动
答案 D
13.高锰酸钾为紫黑色、细长的棱形结晶或颗粒,是一种强氧化剂,可溶于水,常用作消毒剂、水净化剂、氧化剂、漂白剂、毒气吸收剂等。
Ⅰ.制备KMnO4
A B C D E
(1)若实验室选用A装置制备氯气,导管p的作用为 。
(2)若实验室选用B装置制备氯气,当锥形瓶中放置的药品为漂粉精时,则对应的化学反应方程式为 。
(3)D装置中的试剂名称为 。用氯气氧化K2MnO4制备KMnO4,则导管接口顺序为a→ (按气流方向从左到右,用小写字母表示)。
(4)工业上采用惰性电极隔膜法电解,可制得KMnO4,装置如图。电解的总反应离子方程式为 。
Ⅱ.测定KMnO4产品的纯度
称取2.400 0 g样品溶于水,加入稀硫酸酸化后配成100.00 mL溶液,用移液管取20.00 mL置于锥形瓶中,用0.500 0 mol·L-1标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液进行滴定。
(1)滴定终点的实验现象是 。
(2)数据处理。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积平均值为30.00 mL。该KMnO4产品的质量分数为 %(保留小数点后两位)。
(3)进一步分析发现,测定结果偏高,其原因可能是 (填标号)。
A.装液前,滴定管水洗后没有用标准溶液润洗
B.洗涤后,锥形瓶未干燥直接加入待测的KMnO4溶液
C.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D.标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液部分氧化变质
答案 Ⅰ.(1)平衡气压,使分液漏斗中的液体能够顺利滴下
(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(3)饱和食盐水 defgc
(4)2Mn+2H2O 2Mn+H2↑+2OH-
Ⅱ.(1)当滴加最后半滴(NH4)2Fe(SO4)2溶液时,锥形瓶中溶液的紫红色刚好褪去,且半分钟内不变色
(2)98.75 (3)AD
14.利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰(MnS2O6)和硫酸锰(MnSO4)的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。
已知:ⅰ.MnS2O6易溶于水,其在pH为2.8~3.5时最稳定,温度超过30 ℃会快速分解生成易溶于水的MnSO4;
ⅱ.连二硫酸的结构简式为。
(1)MnS2O6中S的化合价为 。
(2)仪器a中装入的药品最好是 。
A.70%的硫酸溶液 B.稀盐酸
C.稀硝酸 D.浓硝酸
(3)装置B的作用为 ,装置C中的化学方程式为 ,表明反应完成的现象是 。装置D中水浴温度应控制在80 ℃左右,温度不能过高的原因是 。
(4)测定MnS2O6中锰的含量:准确称量产品质量,充分加热使之完全分解得到MnSO4,加适量水溶解,用KMnO4标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2),即可计算出MnS2O6中锰的含量。滴定过程中发生反应的离子方程式为 。
答案 (1)+5 (2)A
(3)作安全瓶(或防止倒吸) MnO2+2SO2 MnS2O6 装置C中得到澄清溶液或黑色固体消失 温度过高,SO2的溶解度变小,反应速率减慢
(4)2Mn+3Mn2++2H2O 5MnO2↓+4H+
15.DMSO(,二甲亚砜)是一种含硫有机化合物,在常温下为无色、无臭的透明液体,熔点为18.4 ℃,沸点为189 ℃,有强烈吸湿性,既能溶于水又能溶于有机溶剂,有“万灵药”之称,常作为止痛药物的活性组分添加于药物之中。工业上常采用二甲硫醚与二氧化氮在60~80 ℃进行气液相氧化反应制得,其装置如图(加热及夹持装置已省略)。请回答下列问题:
已知:①二甲硫醚是一种无色挥发性液体,由硫酸二甲酯与硫化钠反应制得:(CH3O)2SO2+Na2S CH3SCH3+Na2SO4。
②硫酸二甲酯,微棕色油状液体,遇水迅速水解成硫酸和甲醇。
③HNO2为一元弱酸,不稳定,易分解为NO和NO2。
(1)仪器D的名称为 ;仪器B中药品的名称是 。
(2)制备二甲亚砜的操作顺序为 (填序号)。
①向仪器D中通入冷凝水
②水浴加热仪器C,然后打开活塞K1
③关闭活塞K1,停止加热仪器C
④连接装置并检查气密性
⑤关闭活塞K1、K2,打开活塞K3
实验过程中如何确定硫酸二甲酯已经完全转化为二甲硫醚: 。
(3)仪器A中反应的离子方程式为 ;检测发现装置A中产生的气体通入装置C中发生反应后,装置C中的气体成分不变,请写出生成二甲亚砜的化学方程式: 。
(4)某同学分析后认为 ,若反应过程从活塞K2处持续通入适量的氧气效果更好,请分析其原因: 。
答案 (1)球形冷凝管 五氧化二磷(硅胶、无水氯化钙等)
(2)④①⑤②③ 装置C中溶液由微棕色变为无色,说明硫酸二甲酯已经完全转化为二甲硫醚
(3)2H++2N NO↑+NO2↑+H2O NO2+CH3SCH3 +NO
(4)氧气将NO转化为NO2,提高原料利用率 过量的氧气使装置C中生成的NO氧化,利于吸收
16.实验小组制备NaNO2并探究其性质。
Ⅰ.制备NaNO2
(1)仪器a的名称是 ;气体b的化学式为 。用漏斗代替导管的目的是 (答2条)。
(2)为检验B中制得NaNO2,甲进行以下实验:
序号 试管 操作 现象
① 2 mL B中溶液 加2 mL 0.1 mol/L KI溶液,滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
② 2 mL B中溶液 滴加几滴H2SO4溶液至pH=5,加2 mL 0.1 mol/L KI溶液,滴加几滴淀粉溶液 变蓝
③ 2 mL H2O 滴加几滴H2SO4溶液至pH=5,加2 mL 0.1 mol/L KI溶液,滴加几滴淀粉溶液 不变蓝
乙认为上述3组实验无法证明B中一定含NaNO2,还需补充实验,理由是 。
Ⅱ.探究NaNO2的性质
装置 操作 现象
取10 mL 1 mol/L NaNO2溶液于试剂瓶中,加入几滴H2SO4溶液酸化,再加入10 mL 1 mol/L FeSO4溶液,迅速塞上橡胶塞,缓缓通入足量O2 ⅰ.溶液迅速变为棕色 ⅱ.溶液逐渐变浅,有无色气泡产生,溶液上方为浅红棕色 ⅲ.最终形成棕褐色溶液
资料:ⅰ.[Fe(NO)]2+在溶液中呈棕色。
ⅱ.HNO2在溶液中不稳定,易分解产生NO和NO2气体。
(3)溶液迅速变为棕色的原因是 。已知棕色溶液变浅是由于生成了Fe3+,反应的离子方程式是 。
(4)最终棕褐色溶液中溶质的成分是Fe(OH)x(SO4)y,测得装置中混合溶液体积为20 mL,设计如下实验测定其组成。
资料:充分反应后,Fe2+全部转化为Fe(OH)x(SO4)y。
加掩蔽剂KF的原理和目的是(掩蔽Fe3+的颜色除外) 。由上述数据可知Fe(OH)x(SO4)y中x= (用含V1、V2的代数式表示)。
答案 (1)圆底烧瓶 O2 防止倒吸、增大接触面积使其充分反应
(2)NO2可能与NaOH反应生成NaNO3,酸性条件下N可能也会氧化I-
(3)酸性条件下,HNO2分解产生的NO与溶液中的Fe2+以配位键结合形成[Fe(NO)]2+ 4[Fe(NO)]2++O2+4H+ 4Fe3++4NO+2H2O
(4)F-能与Fe3+形成稳定的无色配合离子[FeF6]3-,可避免Fe3+与氢氧化钠反应造成实验干扰
17.FeCO3可用于制备补血剂。某研究小组制备FeCO3,并对FeCO3的性质和应用进行探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水
②Fe2++6SCN- Fe(SCN(无色)
Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略)
装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
(1)试剂a是 。
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是 。
(3)装置C中制取FeCO3的离子方程式为 。
(4)有同学认为装置C中出现白色沉淀之后应继续通CO2,你认为是否合理 说明理由 。
Ⅱ.FeCO3的性质探究
(5)对比实验ⅱ和ⅲ,得出的实验结论是 (写2个)。
(6)依据实验ⅱ的现象,写出加入10%H2O2溶液的离子方程式: 。
Ⅲ.FeCO3的应用
(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂。该实验小组用KMnO4溶液测定补血剂中的亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是 (不考虑操作不当引起的误差)。
答案 (1)饱和NaHCO3溶液
(2)降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2
(3)2HC+Fe2+ FeCO3↓+CO2↑+H2O
(4)不合理,CO2会和FeCO3反应生成Fe(HCO3)2(或合理,防止空气中的氧气氧化FeCO3)
(5)Fe2+与SCN-会形成配合物,促进FeCO3的溶解;FeCO3固体在KSCN溶液中的溶解度比在KCl溶液中的大
(6)6Fe(SCN+3H2O2 2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-
(7)乳酸根离子中的羟基被KMnO4溶液氧化,消耗更多KMnO4
18.化学小组利用Cr2O3和CCl4(沸点76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3,实验装置如图所示。
A B C D E F
已知:COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→ (填仪器接口字母标号,部分仪器可重复使用)。
(2)仪器M中发生反应的化学方程式为 。在实验过程中需要持续通入N2,其作用是 。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是 。
(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案:取适量CrCl3溶液, ;充分反应后过滤,用蒸馏水洗涤沉淀, ,则证明沉淀已洗涤干净;低温烘干沉淀,得到Cr(OH)3晶体。
(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,其晶胞结构如图甲所示。
图甲 图乙
①该化合物的化学式为 。
②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的投影图。
③氧离子与钙离子的最近距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该复合氧化物晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
答案 (1)g→h→b→c→d→e→i→j→f
(2)NH4Cl+NaNO2 NaCl+N2↑+2H2O 将四氯化碳吹入石英管中和Cr2O3反应生成CrCl3
(3)升华的CrCl3易凝华,堵塞导管
(4)加入NaOH溶液,调节pH在6~12范围内(加入其他碱溶液调pH也可以)
取最后一次洗涤液少许,加入稀硝酸、AgNO3溶液,若无白色沉淀生成
(5)①CaCrO3
②
③(或其他正确答案)
19.在含单质碘的KI溶液中存在可逆反应:I2(aq)+I-(aq) (aq),为测定该反应的平衡常数K进行如下实验,实验步骤如下:
Ⅰ.在装有200 mL 0.02 mol/L的KI溶液的碘量瓶中加入足量I2,充分搅拌溶解,待过量的固体碘沉于瓶底后,取43 mL上层清液,用5 mL CCl4萃取,充分振荡、静置、分液,得到43 mL萃取后的水溶液、5 mL I2-CCl4溶液。
Ⅱ.取萃取后的5 mL I2-CCl4溶液于碘量瓶中,加水充分振荡,再加入溶质质量分数为0.01%的KI溶液,充分振荡后,静置5分钟,用c mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时,注入4 mL 0.2%的淀粉溶液,平行滴定3次,平均消耗V1 mL Na2S2O3溶液。
Ⅲ.将萃取后的水溶液43 mL移入碘量瓶中,用c mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时,注入4 mL 0.2%的淀粉溶液,平行滴定3次,平均消耗V2 mL Na2S2O3溶液。
已知:ⅰ.2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI
ⅱ.I-与难溶于CCl4
ⅲ.室温下,达到溶解平衡后,I2在CCl4层和水层中的分配比c(I2∶c(I2为86∶1
回答下列问题:
(1)萃取、分液操作中没有用到的仪器有 (填标号)。
A. B. C. D.
(2)I2易溶于CCl4的原因是 。
(3)滴定过程中Na2S2O3标准溶液应装在 滴定管中(填“酸式”或“碱式”),滴定终点的现象是 。
(4)步骤Ⅱ中加入0.01%KI溶液的目的是 。
(5)步骤Ⅲ测得萃取后的水溶液中c()+c(I2)= mol·L-1,平衡常数K= (列出计算式即可)。
(6)下列关于实验误差分析的说法正确的是 (填标号)。
A.步骤Ⅰ中碘量瓶若没有充分振荡,则导致所测c()+c(I2)值偏大
B.步骤Ⅰ中吸取上层清液时,不慎吸入碘固体,则测得的K偏小
C.步骤Ⅱ中滴定前滴定管有气泡,滴定后气泡消失,则测得的K偏大
D.步骤Ⅲ中滴定终点时俯视读数,则测得的K偏小
答案 (1)BD (2)I2、CCl4均为非极性分子
(3)碱式 最后半滴标准溶液加入后,溶液蓝色消失且半分钟内不变色
(4)使碘单质从有机层中转移出来
(5) (6)BD
20.实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,实验装置如图(加热及夹持装置已省略)。
+C2H5OH +H2O
物质 颜色、状态 沸点/℃ 密度/(g·cm-3)
苯甲酸 无色晶体 249 (100 ℃升华) 1.27
苯甲酸乙酯 无色液体 212.6 1.05
乙醇 无色液体 78.3 0.79
环己烷 无色液体 80.8 0.73
实验步骤如下。
步骤1:在三颈烧瓶中加入9.15 g苯甲酸、20 mL环己烷、4 mL浓硫酸、沸石,并通过分液漏斗加入过量乙醇,控制温度在65~70 ℃加热回流2 h。反应时“环己烷—乙醇—水”会形成共沸物(沸点62.6 ℃)蒸馏出来,再利用分水器不断分离除去水,回流环己烷和乙醇。
步骤2:反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体,关闭旋塞,继续加热维持反应。
步骤3:将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
步骤4:用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213 ℃的馏分,得到产品10.00 mL。
请回答下列问题:
(1)制备苯甲酸乙酯时,应采用 方式加热。
(2)加入环己烷的目的是 。
(3)步骤2继续加热时,当出现 的现象,即停止加热。
(4)步骤3若加入Na2CO3不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是 。
(5)关于步骤4中的萃取分液操作叙述正确的是 。
A.向水层中加入乙醚,转移至分液漏斗中,盖上玻璃塞,将分液漏斗倒转过来,充分摇匀
B.振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.放出液体时,应打开上口玻璃塞,将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
(6)本实验的产率为 (计算结果精确到0.1%),若步骤4中水层未用乙醚萃取,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案 (1)水浴 (2)通过形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,分离出水,使平衡正向移动,提高苯甲酸的转化率 (3)分水器中收集到的液体不再明显增加 (4)在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸,加热至100 ℃时升华 (5)AD (6)93.3% 偏低
21.含氯消毒剂在环境杀菌、消毒方面发挥了重要的作用。其中二氯异氰尿酸钠(简称DCCNa)是一种高效、安全的消毒剂,常温下性质稳定,受热易分解,难溶于冰水。实验室通过以下原理和装置(夹持仪器已略去)可以制取DCCNa。
+2NaClO(浓)+NaOH+H2O
实验步骤如下:
Ⅰ.制备高浓度NaClO溶液
从进料口加入10 mL 30%NaOH溶液,在10 ℃左右水浴,搅拌条件下通入Cl2至溶液pH约为8;再加入10 mL 40%NaOH溶液,继续通入Cl2至溶液pH约为8。
(1)用烧碱固体配制40%NaOH溶液,下列仪器中不需要的是 (写名称)。
(2)已知:Ka(HClO)=5.0×10-8,lg5≈0.7。常温下0.2 mol·L-1NaClO溶液的pH范围是 (填标号)。
A.7.0~8.0 B.10.0~11.0 C.13.0~14.0
(3)水浴降温可以减少NaClO3副产物的生成,该副反应的离子方程式为 。
(4)通过改进实验装置,可以提高B中NaOH的利用率,可行的方法是 (写一种)。
Ⅱ.制备二氯异氰尿酸钠
步骤Ⅰ结束后,从进料口加入异氰尿酸,在搅拌状态下继续通入Cl2,在10 ℃左右下反应30 min,此时三颈烧瓶内有DCCNa白色晶体析出,停止反应。
(5)继续通入Cl2的目的是 。
Ⅲ.二氯异氰尿酸钠有效氯含量测定
称取0.100 0 g样品,用100 mL蒸馏水于碘量瓶中溶解后,依次加入20 mL 0.3 mol·L-1醋酸溶液和过量的KI溶液。用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液16.00 mL。
(已知:+CH3COOH+2H2O +2HClO+CH3COONa,I2+2Na2S2O3 Na2S4O6+2NaI)
(6)滴定终点的现象为 。若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分被氧气氧化而变质,则实验结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(7)样品有效氯= (样品有效氯=×100%)。
答案 (1)容量瓶、泥三角 (2)B (3)3Cl2+6OH- Cl+5Cl-+3H2O (4)在装置A与B之间连接盛有饱和食盐水的洗气瓶 (5)与氢氧化钠反应生成NaClO,使NaClO处于较高浓度 (6)当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且30 s内不恢复原色 偏高 (7)56.8%
22.以黄铜矿[主要成分为CuFeS2,含少量氯磷灰石Ca5Cl]为原料的火法炼铜主要流程如下:
已知:氯磷灰石高温下易被氧化为Cl2。某研究小组以黄铜矿为原料进行如下实验。
(1)燃烧碘量法测定黄铜矿中硫元素的含量。
将3.60 g矿样与足量WO3混合,以氮气为载气,在1 250 ℃左右高温炉中加热,将产生的SO2气体用含淀粉的溶液吸收,同时用0.480 0 mol·L-1KIO3标准溶液缓慢滴定(还原产物为碘离子)。装置如图所示(Sn的+4价化合物比+2价稳定)。
①通入氮气的作用是 。
②写出滴定过程中生成遇淀粉溶液变蓝色的物质的离子方程式 ;滴定终点现象为 。
③若滴定至终点时,消耗标准液体积为25.00 mL,则矿样中硫元素的质量分数为 。
④SnCl2的作用是 。
(2)利用下图装置制取粗铜。
实验操作依次为 (填写字母序号)。
a.加装药品 b.通入H2 c.点燃酒精灯Ⅱ至产生稳定火焰 d.组装仪器 e.点燃酒精灯Ⅰf.检查装置的气密性
(3)由熔渣制绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如下(已知FeS2难溶于水):
熔渣溶液1溶液2绿矾
步骤②加入FeS2的目的是将Fe3+还原(硫元素被氧化为),则对应反应的离子方程式为 。
答案 (1)①将二氧化硫全部排入滴定装置中反应,减小误差 ②I+5I-+6H+ 3I2+3H2O 滴入最后半滴标准碘酸钾溶液,反应混合液变为蓝色且半分钟内不褪色 ③32%(或0.32) ④除去高温炉产生的氧化性物质Cl2,减小滴定误差 (2)dfabce (3)FeS2+14Fe3++8H2O 15Fe2++2S+16H+
23.甲、乙两组同学用生活中最常见的合金钢铁进行了实验。
Ⅰ.甲组同学对钢铁中碳、硫的含量进行了测定,方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。实验流程如图:
(1)煅烧装置中采用纯氧而不采用空气,目的是 。
(2)为充分吸收气体a中的SO2,下列吸收装置中合适的是 (填标号)。
A B C D
(3)气体a被H2O2溶液吸收转化为硫酸(溶液b),用已知浓度的NaOH溶液滴定生成的溶液b,根据消耗NaOH溶液的体积可确定钢样中硫的质量分数。若称取1 g钢样进行实验,滴定消耗0.01 mol/L NaOH溶液2.0 mL,则该钢样中硫的质量分数为 。
Ⅱ.乙组同学将上述Ⅰ中实验煅烧后的固体物质溶于稀盐酸,处理后取上层清液配成0.005 mol/L FeCl3稀溶液(接近无色),然后将配成的溶液和0.01 mol/L KSCN溶液等体积混合,得到红色溶液。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
操作
现象 现象a:溶液变浅,呈橙色 现象b:溶液变为浅黄色
乙组同学对上述实验现象感到很奇怪,查阅资料后得到如下信息:
Fe3+和Cl-、S均能发生配合反应:Fe3++4Cl- [FeCl4]-(黄色);Fe3++2S[Fe(SO4)2]-(无色)。
然后他们又进行了如下探究实验:
实验A 探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号 操作 现象
① 向2 mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2 mL红色溶液中滴加5滴3 mol/L KCl溶液 溶液颜色变浅,呈橙色
(1)实验①的目的是 。
(2)根据实验①和实验②的结果,从平衡移动角度解释现象a: 。
实验B 探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
(3)乙组王同学认为现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有三种,分别是Fe(SCN)3、 和 。
(4)乙组张同学认为,根据题给信息和上述实验的现象b,就可以确定现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只能是Fe(SCN)3,其理由是___________________________。
答案 Ⅰ.(1)避免引入空气中的杂质,以免干扰后续碳、硫的含量的测定;使燃烧更充分(或其他合理答案)
(2)CD
(3)0.032%
Ⅱ.(1)排除稀释使溶液颜色变化的干扰(或证明溶液颜色变化是否与稀释有关)
(2)在Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸,Fe3+和Cl-发生配合反应使得c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,c[Fe(SCN)3]减小,故溶液颜色变浅,呈橙色
(3)[FeCl4]- Fe(OH)3
(4)0.005 mol/L FeCl3稀溶液几乎无色,溶液中的[FeCl4]-和Fe(OH)3因浓度太低而显示不出颜色,加硫酸溶液后[FeCl4]-和Fe(OH)3的浓度变得更低,不会显浅黄色,故只能是Fe(SCN)3的浓度降低而使溶液显浅黄色
24. 海洋中有丰富的NaCl资源。研究表明,Cl-的侵入是造成钢筋混凝土腐蚀的主要原因(Na+对腐蚀无影响)。海砂经淡化后,Cl-的含量达到一定标准才能作建筑用砂。某合作学习小组猜测Cl-会加快金属与盐溶液或酸溶液的反应速率。
(1)工业上通过电解饱和NaCl溶液制Cl2的离子方程式为 。
(2)实验室用如图所示装置模拟工业上制Cl2。检验产生的Cl2的操作及现象是 。
(3)探究Cl-是否会加快金属与盐溶液的反应速率。
①小组同学利用图1所示装置进行探究。当Zn-Cu原电池工作约30 s后,向电池槽内加入少量NaCl固体,电流随时间的变化如图2所示。甲同学认为加入NaCl固体后电流强度增大并不能说明Cl-会加快金属与盐溶液的反应速率,其理由可能是 。
②乙同学利用温度传感器进行探究。分别取20 mL 0.1mol/L CuSO4溶液于A、B两个100 mL烧杯中;向B烧杯中加入5 g NaCl固体,使其溶解。在相同温度下,分别往两个烧杯中加入相同的用砂纸打磨过的镁条,采集温度数据,得出Cl-会加快金属与盐溶液的反应速率。已知0~100 s A烧杯中溶液温度随时间的变化如图所示,请在下图画出0~100 s B烧杯中溶液温度随时间的变化情况(100 s时反应仍在进行)。
(4)探究Cl-是否会加快金属与酸溶液的反应速率。小组同学的实验记录如表:
实验 序号 Zn片 酸 其他试剂 生成V mL H2的时间
Ⅰ 完全相同 100 mL 0.1 mol/L硫酸溶液 — t1
Ⅱ 100 mL 0.2 mol/L盐酸 — t2
Ⅲ 100 mL a mol/L硫酸溶液 少量 b t3
其中,t1>t2,t1>t3。
①由实验Ⅰ和实验Ⅱ (填“能”或“不能”)推知Cl-会加快金属与酸溶液的反应速率,理由是 。
②小组同学一致认为,由实验Ⅰ和实验Ⅲ可推知Cl-会加快金属与酸溶液的反应速率,则实验Ⅲ中,a处填 ,b处填 。
(5)提出一种合理降低海砂中Cl-含量的方法: 。
答案 (1)2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)将湿润的淀粉-KI试纸靠近a口,试纸变蓝色
(3)①加入NaCl固体后,溶液中离子浓度增大,导电能力增强
②
(4)①不能 也可能是S减缓了金属与酸溶液的反应速率 ②0.1 NaCl固体
(5)用淡水冲洗(使用阴离子交换柱等)
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
()
