2017年高考化學(xué)高考題和高考模擬題分項(xiàng)版匯編(打包25套)新人教版.zip
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專題20 物質(zhì)的制備和定量實(shí)驗(yàn)
1.【2017新課標(biāo)1卷】(15分)
凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽,利用如圖所示裝置處理銨鹽,然后通過滴定測(cè)量。已知:NH3+H3BO3=NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3。
回答下列問題:
(1)a的作用是_______________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。
(3)清洗儀器:g中加蒸餾水;打開k1,關(guān)閉k2、k3,加熱b,蒸氣充滿管路;停止加熱,關(guān)閉k1,g 中蒸餾水倒吸進(jìn)入c,原因是____________;打開k2放掉水,重復(fù)操作2~3次。
(4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉k3,d中保留少量水。打開k1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e。
①d中保留少量水的目的是___________________。
②e中主要反應(yīng)的離子方程式為________________,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進(jìn)行測(cè)定,滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為c mol·L–1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________%,樣品的純度≤_______%。
【答案】(1)避免b中壓強(qiáng)過大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c中溫度下降,管路中形成負(fù)壓
(4)①液封,防止氨氣逸出 ②+OH?NH3↑+H2O 保溫使氨完全蒸出
(5)
【解析】(1)a中導(dǎo)管與大氣相連,所以作用是平衡氣壓,以避免b中壓強(qiáng)過大。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進(jìn)行測(cè)定,滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為c mol·L–1的鹽酸V mL,根據(jù)反應(yīng)NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3,可以求出樣品中n(N)=n(HCl)=c mol·L–1×V×10–3 L=0.001cV mol,則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,樣品中甘氨酸的質(zhì)量≤0.001cV×75g/mol,所以樣品的純度≤。
【名師點(diǎn)睛】明確相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵,注意掌握解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程:原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為:(1)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的?實(shí)驗(yàn)的目的是什么?(2)所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理,進(jìn)行全面的分析比較和推理,并合理選擇)。(3)有關(guān)裝置:性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關(guān)操作:技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn):(1)設(shè)計(jì)要點(diǎn):實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要明確以下要點(diǎn):①題目有無特殊要求;②題給的藥品、裝置的數(shù)量;③注意實(shí)驗(yàn)過程中的安全性操作;④會(huì)畫簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置圖;⑤注意儀器的規(guī)格;⑥要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時(shí)采取相應(yīng)措施;⑦同一儀器在不同位置的相應(yīng)作用等;⑧要嚴(yán)格按照“操作(實(shí)驗(yàn)步驟)+現(xiàn)象+結(jié)論”的格式敘述。
2.【2017新課標(biāo)2卷】(14分)
水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示:
回答下列問題:
(1)在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________,還可使用___________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是_________________,其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。
(3)加氨水過程中加熱的目的是___________。沉淀B的主要成分為_____________、____________(寫化學(xué)式)。
(4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,通過測(cè)定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應(yīng)為:+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實(shí)驗(yàn)中稱取0.400 g水泥樣品,滴定時(shí)消耗了0.0500 mol·L?1的KMnO4溶液36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________。
【答案】(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ H2O2
(2)SiO2 (或H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HF= SiF4↑+3H2O)
(3)防止膠體生成,易沉淀分離 Fe(OH)3 Al(OH)3 (4)45.0%
(3)加熱可以使膠體聚沉,防止膠體生成,易沉淀分離;pH為4~5時(shí)Ca2+、Mg2+不沉淀,F(xiàn)e3+、Al3+沉淀,所以沉淀B為Fe(OH)3、 (OH)3。
(4)草酸鈣的化學(xué)式為CaC2O4,作氧化劑,化合價(jià)降低5價(jià),H2C2O4中的C化合價(jià)由+3價(jià)→+4價(jià),整體升高2價(jià),最小公倍數(shù)為10,因此的系數(shù)為2,H2C2O4的系數(shù)為5,運(yùn)用關(guān)系式法:5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=0.0500 mol/L×36.00×10?3 mL=1.80×10?3 mol
n(Ca2+)=4.50×10?3 mol
水泥中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.50×10?3 mol×40.0 g/mol÷0.400 g×100%=45.0%。
【名師點(diǎn)睛】化學(xué)工藝流程題是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容,每年都會(huì)涉及,體現(xiàn)了化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際的緊密聯(lián)系;工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標(biāo)、任務(wù);解答時(shí)要看框內(nèi),看框外,里外結(jié)合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入;而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應(yīng)采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結(jié)論;化學(xué)工藝流程一般涉及氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的運(yùn)用、化學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)基本操作等知識(shí),只要理解清楚每步的目的,加上夯實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),此題能夠很好的完成。
3.【2017新課標(biāo)2卷】(15分)
水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測(cè)定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理如下:
Ⅰ.取樣、氧的固定
用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合,反應(yīng)生成MnO(OH)2,實(shí)現(xiàn)氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
將固氧后的水樣酸化,MnO(OH)2被I?還原為Mn2+,在暗處?kù)o置5 min,然后用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2+I2=2I?+)。
回答下列問題:
(1)取水樣時(shí)應(yīng)盡量避免擾動(dòng)水體表面,這樣操作的主要目的是_____________。
(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。
(3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,使用前需標(biāo)定。配制該溶液時(shí)需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和
____________;蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用,其目的是殺菌、除____及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后,用a mol·L?1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示劑,終點(diǎn)現(xiàn)象為_________;若消耗Na2S2O3溶液的體積為b mL,則水樣中溶解氧的含量為_________mg·L?1。
(5)上述滴定完成時(shí),若滴定管尖嘴處留有氣泡會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏___________。(填“高”或“低”)
【答案】(1)使測(cè)定值與水體中的實(shí)際值保持一致,避免產(chǎn)生誤差
(2)O2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2 (3)量筒 氧氣
(4)藍(lán)色剛好褪去 80ab (5)低
【解析】本題采用碘量法測(cè)定水中的溶解氧的含量,屬于氧化還原滴定。
(1)取水樣時(shí),若攪拌水體,會(huì)造成水底還原性雜質(zhì)進(jìn)入水樣中,或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低而逸出。
(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理,Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2,Mn的化合價(jià)由+2價(jià)→+4價(jià),化合價(jià)升高2,氧氣中O的化合價(jià)由0價(jià)→?2價(jià),整體降低4價(jià),最小公倍數(shù)為4,由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。
【名師點(diǎn)睛】本題考查滴定實(shí)驗(yàn)、溶液的配制、化學(xué)計(jì)算等,本題的難點(diǎn)是問題(4)和(5),本題弄清楚實(shí)驗(yàn)的目的和原理,圍繞這兩項(xiàng)展開,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定水中溶解的氧的量,實(shí)驗(yàn)原理是
2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2,MnO(OH)2把I?氧化成I2,本身被還原成Mn2+,2+I2=2I?+,計(jì)算氧的含量采用關(guān)系式進(jìn)行,即O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3,得出已知物和未知物之間的關(guān)系,從而得出結(jié)果,誤差的分析是建立在正確的關(guān)系式的基礎(chǔ)上,進(jìn)行分析,主要考查學(xué)生分析問題、解決問題以及化學(xué)計(jì)算能力。
4.【2017天津卷】(18分)用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I?),實(shí)驗(yàn)過程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液。
Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液
a.準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。
b.配制并標(biāo)定100 mL 0.1000 mol·L?1 NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,備用。
Ⅱ.滴定的主要步驟
a.取待測(cè)NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.1000 mol·L?1 AgNO3溶液(過量),使I?完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。
d.用0.1000 mol·L?1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+,使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后,體系出現(xiàn)淡紅色,停止滴定。
e.重復(fù)上述操作兩次。三次測(cè)定數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL
10.24
10.02
9.98
f.?dāng)?shù)據(jù)處理。
回答下列問題:
(1)將稱得的AgNO3配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液,所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有__________。
(2)AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是___________________________。
(3)滴定應(yīng)在pH<0.5的條件下進(jìn)行,其原因是___________________________________。
(4)b和c兩步操作是否可以顛倒________________,說明理由________________________。
(5)所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為_____mL,測(cè)得c(I?)=_________________ mol·L?1。
(6)在滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步,應(yīng)進(jìn)行的操作為________________________。
(7)判斷下列操作對(duì)c(I?)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
①若在配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),燒杯中的溶液有少量濺出,則測(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,則測(cè)定結(jié)果____________________。
【答案】(1)250 mL(棕色)容量瓶、膠頭滴管(2)避免AgNO3見光分解
(3)防止因Fe3+的水解而影響滴定終點(diǎn)的判斷(或抑制Fe3+的水解)
(4)否(或不能) 若顛倒,F(xiàn)e3+與I?反應(yīng),指示劑耗盡,無法判斷滴定終點(diǎn)
(5)10.00 0.0600 (6)用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗 (7)偏高 偏高
(5)根據(jù)所提供的三組數(shù)據(jù),第一組數(shù)據(jù)誤差較大,舍去,第二、三兩組數(shù)據(jù)取平均值即可,所以所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為10.00 mL。
加入的AgNO3物質(zhì)的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L?1×25.00 mL。
根據(jù)Ag++SCN?AgSCN↓,反應(yīng)后剩余的AgNO3物質(zhì)的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L?1×10.00 mL。
則與NaI反應(yīng)的AgNO3物質(zhì)的量:n(AgNO3)= 0.1000 mol·L?1×15.00 mL。
根據(jù)Ag++I?AgI↓,則c(I?)=0.0600 mol·L?1。
【名師點(diǎn)睛】本題以沉淀滴定為載體,考查溶液的配制、滴定操作、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等,注意把握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)技能以及物質(zhì)性質(zhì)的分析。
5.【2017江蘇卷】
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、打開活塞排出氣體,靜置,分液。將分液漏斗下口向上傾斜、打開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)過高,將活塞沖開,使液體漏出。
【名師點(diǎn)睛】本題分別從實(shí)驗(yàn)條件的控制與分析、實(shí)驗(yàn)儀器的選用、實(shí)驗(yàn)原理的理解、產(chǎn)品的分離和提純等方面,綜合考查學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能的掌握和運(yùn)用水平,重點(diǎn)考查學(xué)生在真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情境中解決問題的能力。解題時(shí)可分為三步:整體了解實(shí)驗(yàn)過程、準(zhǔn)確獲取題示信息、認(rèn)真解答題中設(shè)問。備考時(shí)要注意以下幾個(gè)方面:①熟悉實(shí)驗(yàn)室常見儀器的使用方法和主要用途。②掌握常見物質(zhì)的分離和提純方法。③了解典型物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟、條件控制及注意事項(xiàng)。④掌握重要的定量實(shí)驗(yàn)原理和操作。
6.【2016新課標(biāo)1卷】氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一,工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)NH3與NOx反應(yīng)進(jìn)行了探究?;卮鹣铝袉栴}:
(1)氨氣的制備
①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_______,反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
②欲收集一瓶干燥的氨氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序?yàn)椋喊l(fā)生裝置→______(按氣流方向,用小寫字母表示)。
(2)氨氣與二氧化氮的反應(yīng)
將上述收集到的NH3充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
操作步驟
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
解釋原因
打開K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢通入Y管中
①Y管中_____________
②反應(yīng)的化學(xué)方程式
____________
將注射器活塞退回原處并固定,待裝置恢復(fù)到室溫
Y管中有少量水珠
生成的氣態(tài)水凝集
打開K2
③_______________
④______________
【答案】(1)① A; 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+ CaCl2+2H2O(或B;NH3·H2ONH3↑+H2O);②d c f e i;(2)①紅棕色氣體慢慢變淺;②8NH3+6NO2 7N2 +12H2O;
③Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象;④反應(yīng)后氣體分子數(shù)減少,Y管中壓強(qiáng)小于外壓。
根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)現(xiàn)象是:Y管內(nèi)看到紅棕色氣體慢慢變淺,同時(shí)在注射器的內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生;②根據(jù)①分析可知發(fā)生該反應(yīng)的方程式是8NH3+6NO27N2 +12H2O;③反應(yīng)后由于容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減少,所以會(huì)使容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)減小。當(dāng)打開K2后,燒杯內(nèi)NaOH溶液在大氣壓強(qiáng)的作用下會(huì)倒吸進(jìn)入Y管內(nèi);④溶液進(jìn)入Y管內(nèi)的原因是由于該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)發(fā)生導(dǎo)致裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低,在外界大氣壓的作用下而發(fā)生倒吸現(xiàn)象。
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理分析、氣體收集、裝置連接等基本操作及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)的知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】制取氣體的裝置與反應(yīng)物的狀態(tài)有關(guān),由固體混合物加熱制取氣體可以用略向下傾斜試管進(jìn)行;固體混合或固體與液體混合不加熱制取氣體可以在錐形瓶中進(jìn)行,也可以在燒瓶中進(jìn)行。液體可以通過分液漏斗或長(zhǎng)頸漏斗加入;若是液體與固體混合物加熱制取氣體,要在燒瓶中進(jìn)行,同時(shí)為了受熱均勻,應(yīng)該墊上石棉網(wǎng);裝置的連接順序一般是:制取氣體、除雜、干燥、收集、尾氣處理。要根據(jù)除雜原則,選取適當(dāng)?shù)脑噭┏s、干燥,根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行氣體的收集和尾氣處理。對(duì)于極易溶于水或某溶液的氣體,尾氣處理要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生。要會(huì)根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)判斷反應(yīng)現(xiàn)象。
7.【2016新課標(biāo)3卷】過氧化鈣微溶于水,溶于酸,可作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法。回答下列問題:
(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)以加快過濾速度
(二)過氧化鈣的制備
(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________,該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行,原因是_________。
(5)將過濾得到的白色結(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),過濾后可得到過氧化鈣產(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;溫度過高時(shí)過氧化氫分解;(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)行的原因是防止過氧化氫分解。
(5)過氧化鈣不溶于乙醇,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),過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是原料來源豐富、操作方便,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是得到產(chǎn)品的純度較低。
【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
【名師點(diǎn)睛】本試題考查物質(zhì)的制備、實(shí)驗(yàn)基本操作、鹽類水解、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、元素及其化合物的性質(zhì)等知識(shí),這些問題屬于基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用,意在考查考生的知識(shí)運(yùn)用能力。制備碳酸鈣,需要除去石灰石中的雜質(zhì),鐵的氧化物和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生鐵離子,然后利用過氧化氫,把Fe2+氧化成Fe3+,利用氫氧化鐵在pH=2出現(xiàn)沉淀,當(dāng)pH=3.7時(shí)沉淀完全,加入氨水調(diào)節(jié)pH,讓Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3,然后進(jìn)行過濾,除去雜質(zhì)。做題過程中注意題目中信息,信息會(huì)告訴你解題的思路,“沉淀顆粒長(zhǎng)大”,便于得到沉淀,便于過濾分離;實(shí)驗(yàn)操作中實(shí)驗(yàn)獲得成功,一定要注意操作的規(guī)范性,如過濾的注意事項(xiàng):“一貼”“二低”“三靠”;物質(zhì)的制備為了得到純凈的物質(zhì),一定要把雜質(zhì)除去,但不能引入新的雜質(zhì),把有可能引入雜質(zhì)的情況考慮進(jìn)去。CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,但CO2能溶于水,會(huì)有一部分CO2溶解,加入氨水時(shí)會(huì)產(chǎn)生(NH4)2CO3,制備的過氧化鈣不純凈,所以需要除去溶解CO2,加熱煮沸,即可除去溶解CO2。在實(shí)驗(yàn)題目中往往以元素及其化合物的性質(zhì)為基礎(chǔ)進(jìn)行考查,過氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解,在冰浴中進(jìn)行,為防止過氧化氫的分解;在物質(zhì)的制備中也要注意題給信息,因?yàn)檫@往往解某題的關(guān)鍵,如“過氧化鈣微溶于水”,用蒸餾水洗滌中會(huì)有部分溶解,為了減少溶解,利用過氧化鈣難溶于乙醇進(jìn)行洗滌,本試題難度適中。
8.【2016浙江卷】無水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,過濾,洗滌得三乙醚合溴化鎂,加熱至160℃分解得無水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,第一次過濾除去的物質(zhì)是___________。
(4)有關(guān)步驟4的說法,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)寫為Y4-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,反應(yīng)的離子方程式:
Mg2++Y4-=MgY2-
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)得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________________________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。
【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%。
【考點(diǎn)定位】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),混合物的計(jì)算,物質(zhì)的分離和提純的綜合應(yīng)用。
【名師點(diǎn)睛】實(shí)驗(yàn)題一定要分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵問題,識(shí)別實(shí)驗(yàn)儀器和使用方法,掌握物質(zhì)分離的方法和操作注意問題。在洗滌的過程中要注意滴定管要用待裝溶液潤(rùn)洗,但錐形瓶不能潤(rùn)洗。注意讀數(shù)要保留兩位小數(shù)。
9.【2016江蘇卷】
焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的抗氧化劑,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___________。
(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)2SO2+CO32–+H2O===2HSO3–+CO2 (2)防止倒吸
(3)①吸濾瓶 ②減少Na2S2O5在水中的溶解
(4)在制備過程中Na2S2O5分解生成生Na2SO3,Na2SO3被氧化生成Na2SO4
【解析】
試題分析:(1)SO2與Na2CO3溶液反應(yīng)生成NaHSO3和CO2,根據(jù)原子守恒、電荷守恒,可得反應(yīng)的離子方程式為2SO2+CO32–+H2O===2HSO3–+CO2;
(2)在裝置X中用來發(fā)生反應(yīng)制取Na2S2O5;由于SO2是大氣污染物,因此最后盛有NaOH溶液的Z裝置是尾氣處理裝置,防止SO2造成大氣污染。由于二氧化硫易溶于水,因此裝置Y的作用防止倒吸。
【考點(diǎn)定位】本題主要是考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
【名師點(diǎn)晴】明確物質(zhì)的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵,過量試題需要注意以下知識(shí)點(diǎn):第一解答綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)題的基本流程:原理→反應(yīng)物質(zhì)→儀器裝置→現(xiàn)象→結(jié)論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為:(1)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)什么性質(zhì)和原理設(shè)計(jì)的?實(shí)驗(yàn)的目的是什么?(2)所用各物質(zhì)名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)的化學(xué)反應(yīng)原理,進(jìn)行全面的分析比較和推理,并合理選擇)。(3)有關(guān)裝置:性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關(guān)操作:技能、操作順序、注意事項(xiàng)或操作錯(cuò)誤的后果。(5)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:直接結(jié)論或?qū)С鼋Y(jié)論。第二實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及評(píng)價(jià)角度:(1)設(shè)計(jì)要點(diǎn):實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要明確以下要點(diǎn):①題目有無特殊要求;②題給的藥品、裝置的數(shù)量;③注意實(shí)驗(yàn)過程中的安全性操作 ④會(huì)畫簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)裝置圖;⑤注意儀器的規(guī)格;⑥要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時(shí)采取相應(yīng)措施;⑦同一儀器在不同位置的相應(yīng)作用等;⑧要嚴(yán)格按照“操作(實(shí)驗(yàn)步驟)+現(xiàn)象+結(jié)論”的格式敘述。(2)評(píng)價(jià)角度:①操作可行性評(píng)價(jià):實(shí)驗(yàn)原理是否科學(xué)、合理,操作是否簡(jiǎn)單、可行,基本儀器的使用、基本操作是否正確;②經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià):原料是否廉價(jià)、轉(zhuǎn)化率是否高,產(chǎn)物產(chǎn)率是否高;③環(huán)保評(píng)價(jià):原料是否對(duì)環(huán)境有污染,產(chǎn)物是否對(duì)環(huán)境有污染,污染物是否進(jìn)行無毒、無污染處理。
10.【2016上海卷】乙酸乙酯廣泛用于藥物、染料、香料等工業(yè),中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)常用a裝置來制備。
完成下列填空:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),通常加入過量的乙醇,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
(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。
【考點(diǎn)定位】考查乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
【名師點(diǎn)睛】乙酸乙酯的制取是中學(xué)化學(xué)中典型的有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)之一,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的知識(shí)點(diǎn)比較瑣碎,特別是許多細(xì)節(jié)更應(yīng)引起注意。比如:①加熱的方式不同,可由酒精燈直接加熱、水浴加熱等,要知道各種加熱方式的優(yōu)缺點(diǎn),很多有機(jī)實(shí)驗(yàn)中還需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定溫度計(jì)的位置等;②許多有機(jī)反應(yīng)都需要催化劑,催化劑種類繁多,要明確實(shí)驗(yàn)中所加各物質(zhì)的作用;③副反應(yīng)多,相同的反應(yīng)物在不同的反應(yīng)條件下可發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng),從而導(dǎo)致產(chǎn)物的不純;④需要冷卻裝置的多,由于反應(yīng)物或產(chǎn)物多為揮發(fā)性物質(zhì),所以注意對(duì)揮發(fā)出的反應(yīng)物或產(chǎn)物進(jìn)行冷卻,以提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或生成物的產(chǎn)率。水冷或空氣冷卻是常見的兩種方式;⑤產(chǎn)物的分離和提純,要結(jié)合副反應(yīng)和反應(yīng)物的揮發(fā)性,確定產(chǎn)物中的雜質(zhì)種類,從而確定分離提純的方法。⑥結(jié)合可逆反應(yīng)分析反應(yīng)物的用量。
11.【2016四川卷】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,說明CuCl2沒有反應(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。
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究,化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的分析、評(píng)價(jià),元素及化合物知識(shí)。
【名師點(diǎn)睛】本題以熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl為載體考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的分析、評(píng)價(jià),元素及化合物知識(shí)。解答本題首先要根據(jù)題給資料明確實(shí)驗(yàn)的原理,理清題給裝置圖中每一個(gè)裝置的作用和相關(guān)反應(yīng),結(jié)合CuCl2·2H2O、CuCl易水解,CuCl易被氧化的性質(zhì)知實(shí)驗(yàn)過程中要注意防止空氣的干擾,確定裝置的連接順序;(5)小題要根據(jù)雜質(zhì)的成分結(jié)合題給資料分析雜質(zhì)產(chǎn)生的原因。
12.【2016天津卷】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無氧溶液(過量)、2mL堿性KI無氧溶液(過量),開啟攪拌器,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)。
回答下列問題:
(1)配置以上無氧溶液時(shí),除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為__________。
(2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器為__________。
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__________。
(5)步驟f為__________。
(6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為__________。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過低,滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差,寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示,至少寫出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(任寫其中2個(gè))
【解析】
試題分析:(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。
【考點(diǎn)定位】考查物質(zhì)含量的測(cè)定、滴定實(shí)驗(yàn)及其計(jì)算
【名師點(diǎn)晴】本題以水中溶氧量的測(cè)定為載體,考查了物質(zhì)含量的測(cè)定、滴定實(shí)驗(yàn)及其計(jì)算的知識(shí)。考查的知識(shí)點(diǎn)來源與課本而略高于課本,能夠很好的考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力和解決實(shí)際問題的能力。要掌握滴定操作的一般步驟和計(jì)算方法。解答本題時(shí),能夠順利的配平方程式并找到物質(zhì)間的定量關(guān)系是計(jì)算的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,解答時(shí)還要注意單位的轉(zhuǎn)換,這是本題的易錯(cuò)點(diǎn)。
13.【2015福建卷】(15分)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、過濾、洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過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_________________。
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??梢娫搶?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。
【考點(diǎn)定位】考查化學(xué)儀器的的使用、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、離子方程式的書寫的知識(shí)。
14.【2015新課標(biāo)2卷】(15分)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,通過以下過程制備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,使液面沒過玻璃液封管的管口;
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。
【考點(diǎn)定位】本題考查閱讀題目獲取信息能力、氧化還原反應(yīng)滴定及應(yīng)用、電解原理、對(duì)工藝流程及裝置理解分析等,難度中等,要求學(xué)生要有扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)和靈活應(yīng)用信息解決問題的能力,注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握。
15.【2015浙江卷】(15分)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)過來,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
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