2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十單元 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 小專題九 綜合實(shí)驗(yàn)的探究課時(shí)練.doc

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小專題九　綜合實(shí)驗(yàn)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(shí)會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，可以通過(guò)噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來(lái)處理。 (1)NaCN的電子式為____________。 (2)NaCN與雙氧水反應(yīng)為NaCN＋H2O2＋H2O===NaHCO3＋NH3↑，用H2O2處理1 mol NaCN時(shí)，反應(yīng)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(duì)大氣無(wú)污染的氣體和Mn2＋，該反應(yīng)的離子方程式是__________________________________________。 (4)某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3)，并檢測(cè)用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達(dá)標(biāo)排放。 Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室通過(guò)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)污染空氣。 Ⅱ.測(cè)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?gòu)U水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50 mgL－1。 ②Ag＋＋2CN－===[Ag(CN)2]－，Ag＋＋I(xiàn)－===AgI↓，AgI呈黃色，且CN－優(yōu)先與Ag＋反應(yīng)。 ③實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定，消耗AgNO3溶液的體積為1.50 mL。 ④滴定終點(diǎn)的判斷方法是______________________________________。 ⑤經(jīng)計(jì)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)________(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(jiǎn)圖如下： 回答下列問(wèn)題： (1)過(guò)程Ⅰ中所得SO2氣體可回收再利用，下列有關(guān)SO2用途的說(shuō)法正確的是________。 A．工業(yè)制硫酸　 B．漂白紙張　 C．自來(lái)水消毒 (2)過(guò)程Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)________(填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。 (3)過(guò)程Ⅴ中系列操作為________________(填化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作名稱)。 (4)①過(guò)程Ⅰ中焙燒As2S3的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。 ②過(guò)程Ⅳ中生成As2O3的離子反應(yīng)方程式為_______________________________。 (5)有毒的AsO通過(guò)電解反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的AsO。用石墨為電極，在強(qiáng)堿性溶液中電解含AsO的溶液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________________________________。 (6)測(cè)定某As2O3粗產(chǎn)品(含As2O5雜質(zhì))中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)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(shí)液面讀數(shù)如圖1所示，三次滴定結(jié)束時(shí)，I2標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)的現(xiàn)象____________________________________。 ②粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?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(xué)在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，對(duì)SO2的部分性質(zhì)進(jìn)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(jié)合有關(guān)平衡方程式簡(jiǎn)要說(shuō)明) ②欲驗(yàn)證酸性：H2SO3>HClO，選用下面的裝置，其連接順序?yàn)椋篈→______________(按氣流方向用大寫字母表示即可)。能證明H2SO3的酸性強(qiáng)于HClO的實(shí)驗(yàn)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(yīng)，按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(部分固定裝置未畫出) 操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋原因 關(guān)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(fù)燃 SO2與Na2O2反應(yīng)無(wú)O2生成，可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為①_________________ 若將帶火星的木條放在D試管口處，木條復(fù)燃 SO2與Na2O2反應(yīng)有O2生成，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：2SO2＋2Na2O2===2Na2SO3＋O2 關(guān)閉彈簧夾1，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入E、F中 E中②_______________ _______________ E中反應(yīng)的離子方程式為③_______________ ________________ F中④____________ __________________ F中反應(yīng)為2OH－＋SO2===SO＋H2O 4.(2018屆北京密云一模)Na2O2是一種常見的過(guò)氧化物，具有強(qiáng)氧化性和漂白性，通?？捎米髌讋┖秃粑婢咧械墓┭鮿? (1)某實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)探究過(guò)氧化鈉與水的反應(yīng)： ①用化學(xué)方程式解釋使酚酞試液變紅的原因：______________________________，依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)紅色褪去的原因是__________________________。 ②加入MnO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)小組兩名同學(xué)共同設(shè)計(jì)如下裝置探究過(guò)氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)。通入SO2，將帶余燼的木條插入試管C中，木條復(fù)燃。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： ①甲同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)生成了Na2SO3和O2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________，檢驗(yàn)反應(yīng)后B中的白色固體含有Na2SO3的方法是________________________________________________________________________。 乙同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)的后B中有Na2SO3還會(huì)有Na2SO4。乙同學(xué)猜想的理由是______________________________________。 ②為檢驗(yàn)產(chǎn)物中Na2SO4的存在乙同學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)施了如下實(shí)驗(yàn)方案： 甲同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)方案的現(xiàn)象不能證明有Na2SO4生成，其理由為______________________________。 ③請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定B中反應(yīng)完全后固體組成的實(shí)驗(yàn)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(jì)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(rèn)為是黃金，故又稱為“愚人金”。某化學(xué)興趣小組對(duì)某黃鐵礦石(主要成分為FeS2)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)探究。 [實(shí)驗(yàn)一]測(cè)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?fù)ㄈ肟諝?，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全得到紅棕色固體和一種有刺激性氣味的氣體。 Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進(jìn)行如下處理： 問(wèn)題討論： (1)寫出石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。 (2)Ⅰ中，干燥管甲內(nèi)所盛試劑是__________，有同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置存在安全隱患，請(qǐng)用簡(jiǎn)潔的文字說(shuō)明：______________________________________。 (3)該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。 [實(shí)驗(yàn)二]設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案測(cè)定鐵元素的含量： ―→―→―→ 問(wèn)題討論： (4)②中，若選用鐵粉作還原劑，會(huì)使測(cè)量結(jié)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(yīng)的離子方程式為__________________________________________。 小專題九　綜合實(shí)驗(yàn)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?、坳P(guān)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(jià)升高為＋4價(jià)，H2O2中氧元素從－1價(jià)降為－2價(jià)，則H2O2處理1 mol NaCN時(shí)，反應(yīng)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(yīng)的離子方程式是為8H＋＋2MnO＋2CN－===2CO2↑＋N2↑＋2Mn2＋＋4H2O。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅰ：a裝置制備二氧化硫，c裝置中制備Na2S2O3，反應(yīng)導(dǎo)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(guò)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(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置b中還有殘留的二氧化硫，為防止污染空氣，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收，氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，為防止拆除裝置時(shí)污染空氣，應(yīng)關(guān)閉K2打開K1。實(shí)驗(yàn)Ⅱ：④Ag＋與CN－反應(yīng)生成[Ag(CN)2]－，當(dāng)CN－反應(yīng)結(jié)束時(shí)，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(shuō)明反應(yīng)到達(dá)滴定終點(diǎn)。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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不能排放。 2．(1)AB　(2)不是　(3)過(guò)濾、洗滌、干燥 (4)①2As2S3＋9O22As2O3＋6SO2 ②2AsO＋2SO2＋2H＋===As2O3↓＋2SO＋H2O (5)AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O (6)①當(dāng)最后一滴I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)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(wú)強(qiáng)氧化性，不可用于自來(lái)水消毒，故C錯(cuò)誤。(2)過(guò)程Ⅱ中是As2O3溶于NaOH溶液生成Na3AsO3，As元素的化合價(jià)沒有發(fā)生改變，此反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。(3)過(guò)程Ⅴ是將As2O3的懸濁液通過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥，最終獲得As2O3固體。(4)①過(guò)程Ⅰ中焙燒As2S3生成SO2和As2O3，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2As2S3＋9O22As2O3＋6SO2。②過(guò)程Ⅳ是AsO和SO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As2O3和SO，發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 2AsO＋2SO2＋2H＋===As2O3↓＋2SO＋H2O。(5)AsO通過(guò)電解轉(zhuǎn)化為AsO的過(guò)程是氧化過(guò)程，應(yīng)在陽(yáng)極周圍發(fā)生，在強(qiáng)堿性溶液中電解含AsO的溶液，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為AsO＋2OH－－2e－===AsO＋H2O。(6)①因I2遇淀粉溶液變藍(lán)色，則滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)最后一滴I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時(shí)，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)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?jǐn)?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{(lán)色褪去 ③SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ ④紅色變淺或褪色 解析：(1)②次氯酸具有強(qiáng)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(yīng)判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱，可先驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，再結(jié)合碳酸酸性比HClO強(qiáng)來(lái)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(guò)碳酸氫鈉溶液，可以驗(yàn)證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng)，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(yàn)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?yàn)锳→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(qiáng)于次氯酸。(2)A中制備二氧化硫，X干燥二氧化硫，C中檢驗(yàn)SO2與Na2O2反應(yīng)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(yàn)I－還原性弱于SO2，F(xiàn)裝置驗(yàn)證二氧化硫?yàn)樗嵝詺怏w，并吸收二氧化硫，防止污染空氣。 4．(1)①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑　反應(yīng)生成的H2O2具有漂白作用?、?H2O22H2O＋O2↑ (2)①2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2　取反應(yīng)生成的白色固體少許，滴入稀硫酸，生成的無(wú)色氣體能使品紅溶液褪色，說(shuō)明含Na2SO3　過(guò)氧化鈉具有強(qiáng)氧化性，二氧化硫有較強(qiáng)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(guò)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(shuō)明溶液里有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，具有漂白性，可能是反應(yīng)生成的H2O2。(2)②該方案不能證明有Na2SO3生成，因?yàn)橄∠跛崮軐喠蛩徜^氧化為硫酸鋇，如果反應(yīng)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(cè)定B中反應(yīng)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(shí)避免SO的干擾，應(yīng)加鹽酸酸化的氯化鋇溶液，過(guò)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(shí)驗(yàn)一]測(cè)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(jié)合實(shí)驗(yàn)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(guò)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(yīng)轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀，再通過(guò)稱量沉淀的質(zhì)量測(cè)定該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)為防止空氣中的二氧化碳對(duì)測(cè)定硫元素含量造成影響，干燥管中應(yīng)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(yīng)加一個(gè)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?jǐn)?shù)＝100%。 [實(shí)驗(yàn)二]測(cè)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(biāo)準(zhǔn)液滴定，從而測(cè)定鐵元素的含量。(4)②中，若選用鐵粉作還原劑，發(fā)生反應(yīng)：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(cè)定結(jié)果偏高。