2019版高考化學一輪復習 第十單元 化學實驗基礎 小專題九 綜合實驗的探究課時練.doc

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小專題九　綜合實驗的探究 1．(2017屆四川廣元二模)氰化鈉是一種重要的化工原料，泄漏時會導致環(huán)境污染，可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理。 (1)NaCN的電子式為____________。 (2)NaCN與雙氧水反應為NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑，用H2O2處理1 mol NaCN時，反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。 (3)NaCN也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，產(chǎn)生對大氣無污染的氣體和Mn2＋，該反應的離子方程式是__________________________________________。 (4)某化學興趣小組在實驗室制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3)，并檢測用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達標排放。 Ⅰ.實驗室通過下圖裝置制備Na2S2O3。 ①裝置中盛濃硫酸的儀器是________，b裝置的作用是________________。 ②c裝置中的產(chǎn)物有Na2S2O3和CO2等，d裝置中的溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3，還可能有____________。 ③實驗結束后，在e處最好連接盛NaOH溶液的容器，再________________(填具體操作)，防止拆除裝置時污染空氣。 Ⅱ.測定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。 已知：①廢水中氰化鈉的最高排放標準為0.50 mgL－1。 ②Ag＋＋2CN－===[Ag(CN)2]－，Ag＋＋I－===AgI↓，AgI呈黃色，且CN－優(yōu)先與Ag＋反應。 ③實驗如下：取15.00 mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中，并滴加幾滴KI溶液作指示劑，用1.000 10－4 molL－1的標準AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50 mL。 ④滴定終點的判斷方法是______________________________________。 ⑤經(jīng)計算處理后的廢水中NaCN的濃度為　　　　mgL－1(保留兩位小數(shù))，處理后的廢水是否達到排放標準________(填“是”或“否”)。 2．(2018屆云南一模)中藥藥劑砒霜(主要成分As2O3，微溶于水)在醫(yī)療上用于治療急性白血病。某課題組以一種含砷精礦石粉(主要成分為As4S4、As2S3、FeS2及其他惰性雜質(zhì))為原料制取As2O3, 工藝流程簡圖如下： 回答下列問題： (1)過程Ⅰ中所得SO2氣體可回收再利用，下列有關SO2用途的說法正確的是________。 A．工業(yè)制硫酸　 B．漂白紙張　 C．自來水消毒 (2)過程Ⅱ中發(fā)生的反應________(填“是”或“不是”)氧化還原反應。 (3)過程Ⅴ中系列操作為________________(填化學實驗基本操作名稱)。 (4)①過程Ⅰ中焙燒As2S3的化學反應方程式為__________________________。 ②過程Ⅳ中生成As2O3的離子反應方程式為_______________________________。 (5)有毒的AsO通過電解反應可轉(zhuǎn)化為無毒的AsO。用石墨為電極，在強堿性溶液中電解含AsO的溶液，陽極的電極反應式為__________________________________。 (6)測定某As2O3粗產(chǎn)品(含As2O5雜質(zhì))中As2O3的質(zhì)量分數(shù)的實驗過程如下： a．稱取m g粗產(chǎn)品溶解于NaOH溶液，得到含AsO、AsO的混合溶液100 mL。 b．分別移取25.00 mL上述溶液，用0.025 00 molL－1的I2標準溶液進行滴定(I2將AsO氧化為AsO，淀粉溶液為指示劑)。每次滴定開始時液面讀數(shù)如圖1所示，三次滴定結束時，I2標準溶液液面讀數(shù)如圖2～4所示。 圖1 　　圖2　 圖3　 圖4 ①描述滴定終點的現(xiàn)象____________________________________。 ②粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分數(shù)為______________ (用含有m的代數(shù)式表示)。 3．(2017年安徽安慶二模)SO2雖是大氣污染物之一，但也是重要的工業(yè)原料，某同學在實驗室設計如下實驗，對SO2的部分性質(zhì)進行了探究。 (1)二氧化硫的水溶液 ①SO2易溶于水，常溫常壓下溶解度為1∶40，其中有H2SO3生成。向SO2的飽和溶液中加入NaHSO3固體，有氣體冒出，原因是__________________________________________ _____________________。(結合有關平衡方程式簡要說明) ②欲驗證酸性：H2SO3>HClO，選用下面的裝置，其連接順序為：A→______________(按氣流方向用大寫字母表示即可)。能證明H2SO3的酸性強于HClO的實驗現(xiàn)象為__________________________。 A　　　 B C D　　 E　　 F (2)二氧化硫的還原性 已知SO2具有還原性，可以還原I2，可以與Na2O2發(fā)生反應，按圖示裝置進行實驗。(部分固定裝置未畫出) 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 關閉彈簧夾2，打開彈簧夾1，注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中的固體 若將帶火星的木條放在D試管口處，木條不復燃 SO2與Na2O2反應無O2生成，可能發(fā)生的化學反應方程式為①_________________ 若將帶火星的木條放在D試管口處，木條復燃 SO2與Na2O2反應有O2生成，發(fā)生的化學反應為：2SO2＋2Na2O2===2Na2SO3＋O2 關閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進入E、F中 E中②_______________ _______________ E中反應的離子方程式為③_______________ ________________ F中④____________ __________________ F中反應為2OH－＋SO2===SO＋H2O 4.(2018屆北京密云一模)Na2O2是一種常見的過氧化物，具有強氧化性和漂白性，通?？捎米髌讋┖秃粑婢咧械墓┭鮿?。 (1)某實驗小組通過下列實驗探究過氧化鈉與水的反應： ①用化學方程式解釋使酚酞試液變紅的原因：______________________________，依據(jù)實驗現(xiàn)象推測紅色褪去的原因是__________________________。 ②加入MnO2反應的化學方程式為________________________________________。 (2)實驗小組兩名同學共同設計如下裝置探究過氧化鈉與二氧化硫的反應。通入SO2，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復燃。 請回答下列問題： ①甲同學認為Na2O2與SO2反應生成了Na2SO3和O2，該反應的化學方程式是____________________________________，檢驗反應后B中的白色固體含有Na2SO3的方法是________________________________________________________________________。 乙同學認為反應的后B中有Na2SO3還會有Na2SO4。乙同學猜想的理由是______________________________________。 ②為檢驗產(chǎn)物中Na2SO4的存在乙同學設計并實施了如下實驗方案： 甲同學認為該實驗方案的現(xiàn)象不能證明有Na2SO4生成，其理由為______________________________。 ③請補充完整實驗小組測定B中反應完全后固體組成的實驗方案。稱取樣品a克加水溶解，______________________________，烘干，稱量沉淀質(zhì)量為b克，計算含量。 5．黃鐵礦因其具有淺黃銅色和明亮的金屬光澤，常被誤認為是黃金，故又稱為“愚人金”。某化學興趣小組對某黃鐵礦石(主要成分為FeS2)進行如下實驗探究。 [實驗一]測定硫元素的含量： Ⅰ.將m1 g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置(夾持和加熱裝置省略)的石英管中，從a處不斷地緩緩通入空氣，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應完全得到紅棕色固體和一種有刺激性氣味的氣體。 Ⅱ.反應結束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理： 問題討論： (1)寫出石英管中發(fā)生反應的化學方程式：________________________________。 (2)Ⅰ中，干燥管甲內(nèi)所盛試劑是__________，有同學提出該實驗裝置存在安全隱患，請用簡潔的文字說明：______________________________________。 (3)該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為__________。 [實驗二]設計以下實驗方案測定鐵元素的含量： ―→―→―→ 問題討論： (4)②中，若選用鐵粉作還原劑，會使測量結果________(填“不影響”“偏高”或“偏低”)。 (5)③中，需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有____________。 (6)④中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________。 小專題九　綜合實驗的探究 1．(1)Na＋[∶C??N∶]－　(2)2　 (3)8H＋＋2MnO＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Mn2＋＋4H2O (4)Ⅰ.①分液漏斗　安全瓶，防止倒吸 ②Na2SO3、Na2SO4　③關閉K2，打開K1 Ⅱ.④出現(xiàn)黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失 ⑤0.98　否 解析：(2)在NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑中，碳元素從＋2價升高為＋4價，H2O2中氧元素從－1價降為－2價，則H2O2處理1 mol NaCN時，反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol。(3)NaCN在酸性高錳酸鉀溶液被氧化，生成CO2、N2和Mn2＋，該反應的離子方程式是為8H＋＋2MnO＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Mn2＋＋4H2O。(4)實驗Ⅰ：a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na2S2O3，反應導致裝置內(nèi)氣壓減小，b為安全瓶，防止溶液倒吸，d裝置吸收多余的二氧化硫，防止污染空氣。②d裝置吸收二氧化硫，d中溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3，堿過量，還有亞硫酸鈉生成，生成的Na2SO3 又易被空氣中的氧氣氧化為Na2SO4，則溶質(zhì)還可能有Na2SO3和Na2SO4。③實驗結束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應用氫氧化鈉溶液吸收，氫氧化鈉和二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，為防止拆除裝置時污染空氣，應關閉K2打開K1。實驗Ⅱ：④Ag＋與CN－反應生成[Ag(CN)2]－，當CN－反應結束時，滴入最后一滴硝酸銀溶液，Ag＋與I－生成AgI黃色沉淀，且半分鐘內(nèi)不消失，說明反應到達滴定終點。⑤消耗AgNO3的物質(zhì)的量為1.510－3 L1.00010－4 molL－1＝1.50 10－7mol，根據(jù)Ag＋＋2CN－===[Ag(CN)2]－，處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.5010－7mol249 gmol－1＝1.4710－5g，廢水中氰化鈉的含量為＝0.98 mgL－1＞0.50 mgL－1，處理后的廢水未達到排放標準，不能排放。 2．(1)AB　(2)不是　(3)過濾、洗滌、干燥 (4)①2As2S3＋9O22As2O3＋6SO2 ②2AsO＋2SO2＋2H＋===As2O3↓＋2SO＋H2O (5)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O (6)①當最后一滴I2標準溶液滴入時，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化 ②100% 解析：(1)SO2催化氧化生成SO3，再溶于水可得硫酸，故A正確；SO2有漂白性，可漂白紙張，故B正確；SO2無強氧化性，不可用于自來水消毒，故C錯誤。(2)過程Ⅱ中是As2O3溶于NaOH溶液生成Na3AsO3，As元素的化合價沒有發(fā)生改變，此反應不是氧化還原反應。(3)過程Ⅴ是將As2O3的懸濁液通過過濾、洗滌、干燥，最終獲得As2O3固體。(4)①過程Ⅰ中焙燒As2S3生成SO2和As2O3，發(fā)生反應的化學反應方程式為2As2S3＋9O22As2O3＋6SO2。②過程Ⅳ是AsO和SO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成As2O3和SO，發(fā)生反應的離子反應方程式為 2AsO＋2SO2＋2H＋===As2O3↓＋2SO＋H2O。(5)AsO通過電解轉(zhuǎn)化為AsO的過程是氧化過程，應在陽極周圍發(fā)生，在強堿性溶液中電解含AsO的溶液，陽極的電極反應式為AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O。(6)①因I2遇淀粉溶液變藍色，則滴定終點的現(xiàn)象是當最后一滴I2標準溶液滴入時，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化。②已知I2＋AsO===AsO＋2I－，則As2O3～2AsO～2I2。三次滴定中，第二次的讀數(shù)明顯偏差較大，第一次和第三次的平均消耗體積為20.00 mL，則I2的物質(zhì)的量為0.025 00 molL－10.02 L＝0.510－3mol，則樣品中As2O3的物質(zhì)的量為＝110－3mol，粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分數(shù)為100%＝100%。 3．(1)①SO2的水溶液中存在如下平衡SO2＋H2OH2SO3H＋＋HSO，加入NaHSO3固體，c(HSO)增大，平衡左移，降低了SO2的溶解度 ②C→B→E→D→F　D中品紅不褪色，F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀 (2)①Na2O2＋SO2===Na2SO4?、谌芤核{色褪去 ③SO2＋I2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ ④紅色變淺或褪色 解析：(1)②次氯酸具有強氧化性，二氧化硫具有還原性，不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強弱，可先驗證亞硫酸酸性比碳酸強，再結合碳酸酸性比HClO強來間接判斷。A裝置制備二氧化硫，由于鹽酸易揮發(fā)，制備的二氧化硫中混有HCl，用飽和的亞硫酸氫鈉溶液除去HCl，再通過碳酸氫鈉溶液，可以驗證亞硫酸酸性比碳酸強，用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品紅溶液檢驗二氧化碳中二氧化硫是否除盡，再通入F中，故裝置連接順序為A→C→B→E→D→F，D中品紅不褪色，F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀，可證明亞硫酸的酸性強于次氯酸。(2)A中制備二氧化硫，X干燥二氧化硫，C中檢驗SO2與Na2O2反應是否有氧氣生成，D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫，防止污染空氣，E裝置檢驗I－還原性弱于SO2，F(xiàn)裝置驗證二氧化硫為酸性氣體，并吸收二氧化硫，防止污染空氣。 4．(1)①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　反應生成的H2O2具有漂白作用　②2H2O22H2O＋O2↑ (2)①2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2　取反應生成的白色固體少許，滴入稀硫酸，生成的無色氣體能使品紅溶液褪色，說明含Na2SO3　過氧化鈉具有強氧化性，二氧化硫有較強的還原性 ②稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇 ③加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，過濾，洗滌 解析：(1)①Na2O2溶解于水生成NaOH和氧氣，溶液顯堿性，滴加酚酞變紅色；紅色褪去說明溶液里有強氧化性的物質(zhì)，具有漂白性，可能是反應生成的H2O2。(2)②該方案不能證明有Na2SO3生成，因為稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇，如果反應后的固體中還殘留Na2O2，它溶于水后能將亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子。③為測定B中反應完全后固體組成，需要將溶液中的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀，同時避免SO的干擾，應加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，過濾，洗滌。 5．(1)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2 (2)堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體)　裝置乙易發(fā)生倒吸 (3)100%　(4)偏高　(5)250 mL容量瓶 (6)5Fe2＋＋MnO＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 解析：[實驗一]測定硫元素的含量：黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2，結合實驗裝置圖及流程圖可得，從干燥管a端通入空氣，除去二氧化碳，在石英管中高溫氧化FeS2，產(chǎn)生的SO2氣體通過盛氫氧化鈉溶液的錐形瓶乙被吸收；乙瓶中的吸收液被H2O2氧化后，與BaCl2溶液反應轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，再通過稱量沉淀的質(zhì)量測定該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分數(shù)。(2)為防止空氣中的二氧化碳對測定硫元素含量造成影響，干燥管中應盛有堿石灰(或氫氧化鈉或氧化鈣)，吸收空氣中的二氧化碳；由于產(chǎn)生的SO2氣體較易溶于水，所以乙裝置左邊應加一個防倒吸裝置，防止裝置乙發(fā)生倒吸。(3)由已知可得，S元素質(zhì)量＝g，所以m1 g黃鐵礦樣品中S元素質(zhì)量分數(shù)＝100%。 [實驗二]測定鐵元素的含量：稀硫酸溶解石英管中生成的Fe2O3，再還原為Fe2＋，用酸性高錳酸鉀標準液滴定，從而測定鐵元素的含量。(4)②中，若選用鐵粉作還原劑，發(fā)生反應：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，使Fe2＋增多，消耗的酸性高錳酸鉀增多，則鐵元素的含量測定結果偏高。