培優(yōu)訓(xùn)練11制備及性質(zhì)、原理探究綜合實驗

1、培優(yōu)訓(xùn)練 11：制備及性質(zhì)、原理探究綜合實驗1. 亞硝酞氯 (NOCl ，熔點： 64.5 ，沸點： 5.5 )是一種黃色氣體，遇水易 水解?？捎糜诤铣汕鍧崉?觸媒劑及中間體等。 實驗室可由氯氣與一氧化氮在常 溫常壓下合成。(1) 甲組的同學(xué)擬制備原料氣 NO 和 Cl2，制備裝置如下圖所示：為制備純凈干燥的氣體，下表中缺少的藥品是：裝置裝置燒瓶中分液漏斗中制備純凈 Cl2MnO2制備純凈 NOCu 裝置連接順序為 a(按氣流自左向右方向， 用小寫字母表示 ) 裝置、除可進一步干燥 NO、Cl2 外，另一個作用是 裝置的作用是 裝置中吸收尾氣時， NOCl 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(3) 丙組

2、同學(xué)查閱資料，查得王水是濃硝酸與濃鹽酸的混酸，一定條件下混酸可生成亞硝酞氯和氯氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 解析 (1)實驗室常用濃鹽酸與 MnO2 加熱來制備 Cl2，并用飽和食鹽水除去 Cl2 中混有的 HCl；Cu與稀硝酸反應(yīng)可以制備 NO，但 NO會與裝置中的 O2生成少 量 NO2，并可能混有少量揮發(fā)的硝酸，可用水把二者除去。(2) 在裝置中 NO與Cl2反應(yīng)制備 NOCl后，IX裝置的作用是冷卻并收集 NOCl； 為了防止尾氣污染空氣， 裝置中 NaOH 溶液的作用是吸收尾氣；因為 NOCl 遇水易水解，所以在 IX 裝置和 裝置之間連接 裝置，目的是防止水蒸氣進入 裝置。故連接順序為

3、 a e f(或 fe)cbd。裝置 、除可進一步干燥 NO、Cl2 外還可以通過觀察氣泡進而調(diào)節(jié)氣體的流速。 NaOH 溶液吸收 NOCl 的化學(xué)方程式結(jié)合題意可由質(zhì)量守恒寫出。(3) 可結(jié)合題意利用氧化還原反應(yīng)的配平可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為：HNO3(濃)3HCl(濃)=NOClCl22H2O。答案 (1)濃鹽酸 飽和食鹽水 稀硝酸 水(2) ef( 或 fe)c bd 通過觀察氣泡調(diào)節(jié)氣體的流速防止水蒸氣進入反應(yīng)器 NOCl 2NaOH=NaClNaNO2H2O(3) HNO3(濃)3HCl(濃)=NOClCl22H2O2. (2018 安徽安慶二模， 26)氨基甲酸銨 (NH2COONH

4、4)是一種白色固體，可由兩 種常見氣體制取，其易分解、易水解，可用于醫(yī)藥、氨化劑等。某科研小組利用 以下裝置制備氨基甲酸銨?；卮鹣铝袉栴}：(1) 寫出 a 中的固體藥品的名稱 ，制取氨氣的原理為 (結(jié)合化學(xué)方程式并用簡要的文字加以說明 )。(2) 恒壓滴液漏斗的作用是 。_(3) 有同學(xué)建議 CO2 發(fā)生裝置直接改用如下裝置代替，你認為他的改進有何優(yōu)點(試述一種 )： 。_(4) 反應(yīng)器 C 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。_(5) 雙通玻璃管的作用是 ；_b 中溶液的作用是 。_(6) 上述制得的氨基甲酸銨可能含有碳酸氫銨、碳酸銨中的一種或兩種。設(shè)計方 案，進行成分探究，請?zhí)顚懕碇锌崭?。限選試劑

5、：蒸餾水、稀硝酸、 BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3 溶液、稀鹽酸實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟 1：取少量固體樣品于試管中，加 入蒸餾水至固體溶解。得到無色溶液步驟 2：向試管中加入過量的 BaCl2 溶 液，靜置。溶液不變渾濁，則證明固體中不含有。步驟 3：取步驟 2 的上層清液于試管中 加入少量的 。溶液變渾濁，則證明固體中含有。解析 由題意結(jié)合實驗裝置可得，三頸燒瓶中產(chǎn)生氨氣，錐形瓶中產(chǎn)生 CO2，經(jīng) 除雜、干燥后的氨氣和 CO2在反應(yīng)器 C 中反應(yīng)生成氨基甲酸銨。(1) 恒壓滴液漏斗中盛有濃氨水，是利用 NH3H2O 受熱分解產(chǎn)生氨氣，所以 a 中 的固體藥品可以是生石灰或

6、氫氧化鈉固體、堿石灰等。(2) a中產(chǎn)生氣體，使壓強增大， 使用恒壓滴液漏斗可以平衡漏斗與三頸燒瓶中的 壓強，使漏斗內(nèi)液體順利滴下。(4) 氨氣和 CO2 在反應(yīng)器 C 中反應(yīng)生成氨基甲酸銨，化學(xué)方程式為2NH3CO2=H2NCOONH 4。(5) 雙通玻璃管的作用是防止倒吸；錐形瓶中用稀鹽酸與碳酸鈣制取二氧化碳， 二氧化碳中會有氯化氫氣體，所以 b 的作用是吸收氯化氫氣體。(6) 碳酸銨能與 BaCl2溶液反應(yīng)生成 BaCO3 沉淀，碳酸氫銨與 BaCl2溶液不反應(yīng)， 所以步驟 2 中溶液不變渾濁，則證明固體中不含 (NH4)2CO3 ；碳酸氫銨能與 Ba(OH)2 溶液反應(yīng)生成 BaCO3

7、 沉淀，所以步驟 3 中加入的試劑可以是 Ba(OH)2 溶液，溶液變渾濁，則證明固體中含有 NH4HCO3。答案 (1)生石灰(氫氧化鈉、堿石灰均可 ) CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3， CaO 與水反應(yīng)放熱促進氨氣生成 (答案合理即可 )(2) 平衡壓強，使漏斗內(nèi)液體順利滴下(3) 裝置簡單，無需干燥；低溫環(huán)境，提高產(chǎn)率 (答其中一點即可 )(4) 2NH3CO2=H2NCOONH4(5) 防止倒吸 吸收氯化氫氣體(6) (NH4)2CO3 Ba(OH)2 溶液 NH4HCO33. 為了更深刻地認識鹵素的性質(zhì)， 某化學(xué)小組對鹵素及其化合物的制備和性質(zhì)進 行如下實驗探究，根據(jù)實驗回

8、答問題。實驗一 氯氣的制取(1) 該小組擬用如圖實驗裝置來制備純凈、 干燥的氯氣，并完成與金屬鐵的反應(yīng) (夾 持儀器略去，下同 )。每個虛線框表示一個單元裝置，請用文字描述將下列裝置 的錯誤之處改正 。_實驗二 探究氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物已知氯化亞鐵的熔點為 674 ，沸點為 1 023 ；三氯化鐵在 100 左右時升華， 極易水解。在 500 條件下氯化亞鐵與氧氣可能發(fā)生反應(yīng)： 12FeCl23O2= 2Fe2O38FeCl3、4FeCl23O2=2Fe2O34Cl2，該化學(xué)小組選用下圖部分裝置 (裝置可以重復(fù)選用 )進行氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)產(chǎn)物的探究(2) 實驗裝置的合理連接順序為： A

9、E。(3) 假設(shè)加熱裝置中的氯化亞鐵完全反應(yīng)，則反應(yīng)后剩余固體的化學(xué)式是 。請設(shè)計實驗方案驗證你的假設(shè) 。_(4) 簡述將 F 中的固體配成溶液的操作方法 。實驗三 鹵素化合物之間反應(yīng)實驗條件控制探究(5) 在不同實驗條件下 KClO 3可將 KI 氧化為 I2或 KIO 3。下面是該小組設(shè)計的一 組實驗數(shù)據(jù)記錄表 (實驗控制在室溫下進行 )。試管標(biāo)號12340.20 mol L1KI 溶液 /mL1.01.01.01.0KClO 3(s)/g0.100.100.100.106.0 mol L1 H 2SO4溶液/mL03.06.09.0蒸餾水 /mL9.06.03.00實驗現(xiàn)象 該組實驗的目

10、的是 。_ 2號試管反應(yīng)完全后，取少量 2 號試管中的溶液滴加淀粉溶液后顯藍色，假設(shè) 還原產(chǎn)物只有 KCl ，寫出反應(yīng)的離子方程式 。解析 (1)濃鹽酸具揮發(fā)性，制得的氯氣中含有 HCl 、水蒸氣。除去 HCl 用飽和 食鹽水，故 中試劑換為飽和氯化鈉溶液； 的作用是除去水蒸氣， 故中導(dǎo)管 改為長進短出；中氯氣和金屬鐵發(fā)生反應(yīng)；中試管口應(yīng)加一出氣導(dǎo)管。 (2)A 為 O2 的發(fā)生裝置，制得的氧氣中含有水蒸氣，由于三氯化鐵極易水解，因此需 要對制得的氧氣進行干燥， 可通過盛有堿石灰的裝置 D；氯化亞鐵與氧氣反應(yīng)的 產(chǎn)物為 Fe2O3、FeCl3、Cl2，通過裝置 F 冷卻可以收集到 FeCl3，

11、則氯化亞鐵與氧 氣反應(yīng)的裝置應(yīng)選用裝置 B 而不選裝置 C；裝置 E 用于吸收 Cl2，防止污染空氣，故在裝置 E 之前應(yīng)再將連接裝置 D，以防止裝置 F中的 FeCl3水解。(4)F 中的固 體為 FeCl3，配制 FeCl3溶液，要抑制 FeCl3的水解，實驗操作為：取 F 中固體溶 解于濃鹽酸中，然后加水稀釋。 (5)4 組實驗只有硫酸的濃度不同，因此實驗的 目的是探究其他條件相同時， 酸度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響。 滴加淀粉溶液后顯藍色， 說明有 I2 生成，由 II2，失 e；由 ClO3Cl，得 6e，根據(jù)得失電子守恒、 電荷守恒和原子守恒配平離子方程式為： ClO36I6H =Cl3I2

12、3H2O。 答案 (1)中試劑換為飽和氯化鈉溶液；中導(dǎo)管改為長進短出；中試管口 加一出氣導(dǎo)管 (合理即可 ) (2)D BFD (3)Fe2O3 取樣少許加入稀鹽酸使 其完全溶解，再加入幾滴 KSCN 溶液，呈現(xiàn)紅色 (4)先把 F 中的固體溶解于濃 鹽酸中，然后加水稀釋到所需濃度(5)探究其他條件相同時，酸度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響 ClO36I 6H=Cl3I2 3H2O4. (2018 陜西師大附中第五次月考， 16)某化學(xué)小組同學(xué)用下列裝置和試劑進行實 驗，探究 O2 與 KI 溶液發(fā)生反應(yīng)的條件。供選試劑： 30%H2O2溶液、 0.1 mol/L H2SO4溶液、 MnO2固體、 KMnO

13、4固體(1)小組同學(xué)設(shè)計甲、乙、丙三組實驗，記錄如下操作現(xiàn)象甲向 I 的錐形瓶中加入 ，向 I的中加入 30%H2O2 溶液，連接 I 、，打開活塞I 中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧； 中有氣泡冒出，溶液迅速變藍乙向中加入 KMnO 4固體，連接、 ，點燃酒精燈中有氣泡冒出，溶液不變藍丙向中加入 KMnO 4固體，中加入 適量 0.1 mol/L H 2SO4溶液，連接、 ，點燃酒精燈中有氣泡冒出，溶液變藍(2)丙實驗中 O2 與 KI 溶液反應(yīng)的離子方程式是 (3) 對比乙 、丙實驗可知，O2 與 KI 溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是 為進一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響，可采取的實驗措施是(4) 由

14、甲、乙、丙三實驗推測，甲實驗可能是 I 中的白霧使溶液變藍。學(xué)生將 I 中 產(chǎn)生的氣體直接通入下列 (填字母 )溶液，證明了白霧中含有 H2O2。A.酸性 KMnO 4B.FeC12C.Na2SD.品紅(5) 資料顯示：KI 溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化： 4KI O22H2O=2I2 4KOH。該小組同學(xué)取 20 mL 久置的 KI 溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié) 果沒有觀察到溶液顏色變藍，他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)， 3I26OH=5IIO 3 3H2O 造 成 的 。 請 設(shè) 計 實 驗 證 明 他 們 的 猜 想 是 否 正 確 ：解析 (1)甲實驗：根據(jù)裝置 不需要加熱制取氧氣

15、可知利用的是雙氧水的分解， 過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣，向的錐形瓶中加入MnO2 固體，向的分液漏斗中加入 30% H2O2溶液，連接、，打開活塞， 中產(chǎn)生 無色氣體并伴隨大量白霧； 中有氣泡冒出， 溶液迅速變藍說明生成碘單質(zhì)； (2) 碘離子具有還原性， 在酸性條件下能夠被氧氣氧化成碘單質(zhì)， 據(jù)此寫出反應(yīng)的離 子方程式為：O24I4H=2I22H2O；(3)向中加入 KMnO 4固體，連接、 ，點燃酒精燈， 中有氣泡冒出，溶液不變藍，向中加入 KMnO 4固體， 中加入適量 0.1 mol/L H 2SO4溶液，連接 、，點燃酒精燈， 中有氣泡冒出， 溶液變藍，對比乙、丙實驗可

16、知， O2與KI 溶液發(fā)生反應(yīng)的適宜條件是：酸性環(huán) 境；為進一步探究該條件對反應(yīng)速率的影響， 可采取的實驗措施是： 使用不同濃 度的稀硫酸作對比實驗； (4)A.KMnO 4，高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化，導(dǎo)致 高錳酸鉀溶液退色， 而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應(yīng)， 如果高錳酸鉀溶液退色可證 明混合氣體中含有雙氧水，故 A 正確；B.FeCl2，氧氣和 H2O2 都能夠氧化亞鐵離 子，無法證明混合氣體中含有雙氧水，故 B 錯誤； C.Na2S，H2O2和氧氣都能夠氧化硫化鈉，無法用硫化鈉檢驗混合氣體中是否含有雙氧水，故C 錯誤； D.品紅遇過氧化氫會被氧化紅色褪去， 證明混合氣體中含有雙氧水， 故

17、D 正確；(5)KI 溶液在空氣中久置過程中會被緩慢氧化： 4KI O22H2O=2I24KOH。該小 組同學(xué)取 20 mL 久置的 KI 溶液，向其中加入幾滴淀粉溶液，結(jié)果沒有觀察到溶 液顏色變藍， 他們猜想可能是發(fā)生了反應(yīng)離子方程式為： 3I26OH=5IIO3 3H2O，設(shè)計實驗證明他們的猜想是否正確，方案為：在上述未變藍的溶液中 滴入 0.1 mol/L H 2SO4溶液觀察現(xiàn)象，若溶液變藍則猜想正確，否則錯誤。 答案 (1) MnO 2固體 分液漏斗(2) O24I4H=2I22H2O(3) 酸性環(huán)境 使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗(4) AD(5) 在上述未變藍的溶液中滴入 0.1

18、 mol/L H 2SO4溶液，觀察現(xiàn)象，若溶液變藍， 則猜想正確，否則錯誤5. (2019 湖北武漢調(diào)研， 26)某同學(xué)在實驗室進行鐵鹽與亞鐵鹽相互轉(zhuǎn)化實驗。 實驗：將 Fe3轉(zhuǎn)化為 Fe2(1) Fe3 與 Cu 粉發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 (2)探究白色沉淀產(chǎn)生的原因，請?zhí)顚憣嶒灧桨福簩嶒灧桨脯F(xiàn)象結(jié)論步驟 1：取 4 mLmol L 1CuSO4溶液，向其中滴加 3滴 0.1 molL1 KSCN 溶液產(chǎn)生白色沉淀CuSO4 溶 液 與 KSCN 溶液反應(yīng) 產(chǎn)生了白色沉 淀步驟 2：取 無明顯現(xiàn)象查閱資料：已知： SCN的化學(xué)性質(zhì)與 I相似； 2Cu24I=2CuII2Cu2與 SCN反應(yīng)

19、的離子方程式為 實驗：將 Fe2轉(zhuǎn)化為 Fe3實驗方案現(xiàn)象向 3 mL 0.1 mol L1 FeSO4 溶液中加入 3 mol 0.5 mol L1 稀硝酸溶液變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色 消失，溶液變?yōu)辄S色探究上述現(xiàn)象出現(xiàn)的原因：查閱資料： Fe2 NOFe(NO)2(棕色 )(3)用離子方程式解釋 NO 產(chǎn)生的原因 (4) 從化學(xué)反應(yīng)速率與限度的角度對體系中存在的反應(yīng)進行分析：反應(yīng)： Fe2與 HNO3反應(yīng)；反應(yīng)： Fe2與 NO 反應(yīng) 依據(jù)實驗現(xiàn)象， 可推知反應(yīng) 的速率比 反應(yīng)的(填“快”或“慢”)。反應(yīng)是一個不可逆反應(yīng)，設(shè)計實驗方案加以證明： 。 請用化學(xué)平衡移動原理解釋溶液由棕色

20、變?yōu)辄S色的原因：解析 (1)Fe3與 Cu 反應(yīng)的離子方程式為 2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2) 由反應(yīng) 2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可知得到的溶液中 Fe2為 0.2 molL 1， Cu2為 0.1 mol L1，分別取相同濃度的硫酸銅溶液、 硫酸亞鐵溶液， 滴入 KSCN 溶液進行對照實驗；由題目信息可知， Cu2與 SCN反應(yīng)生成 CuSCN 沉淀，同 時生成 (SCN)2，反應(yīng)的離子方程式為 2Cu24SCN=2CuSCN(SCN)2。(3) Fe2具有還原性，酸性條件下 NO3具有強氧化性，反應(yīng)生成 Fe3、NO 與水， 反應(yīng)的離子方程式為 3Fe2 4HNO3=3Fe3NO

21、2H2O。(4) 溶液先變?yōu)樽厣?，放置一段時間后，棕色消失，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)速率 快的反應(yīng)現(xiàn)象最先表現(xiàn)，反應(yīng) 的速率比反應(yīng) 的慢。答案 (1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2) 0.1 0.2 mol L1FeSO4溶液，向其中滴加 3滴0.1 mol L1 KSCN 溶液 2Cu2 4SCN=2CuSCN(SCN)2(3) 3Fe24HNO3=3Fe3NO2H2O(4) 慢 取少量反應(yīng)的溶液于試管中，向其中加入幾滴K3Fe(CN)6溶液，溶液無明顯變化， 說明反應(yīng)是一個不可逆反應(yīng) Fe2被硝酸氧化為 Fe3，溶液中 Fe2濃度降低，導(dǎo)致平衡 Fe2 NOFe(NO)2逆向移動，最終 Fe(

22、NO)2完全轉(zhuǎn)化為 Fe3，溶液由棕色變?yōu)辄S色6. 某小組同學(xué)設(shè)計如下實驗，研究亞鐵鹽與 H2O2 溶液的反應(yīng)?！緦嶒灐吭噭核峄?0.5 mol L1 FeSO4 溶液(pH0.2)，5% H2O2溶液 (pH5)操作現(xiàn)象取 2 mL 上述 FeSO4 溶液于試管中，加 入 5 滴 5% H2O2 溶液溶液立即變?yōu)樽攸S色， 稍后，產(chǎn)生氣泡。 測得反應(yīng)后溶液 pH0.9向反應(yīng)后的溶液中加入 KSCN 溶液溶液變紅(1) 上 述 實 驗 中 H2O2 溶 液 與 FeSO4 溶 液 反 應(yīng) 的 離 子 方 程 式 是(2)產(chǎn)生氣泡的原因是 。_【實驗】試劑：未酸化的 0.5 mol L1 Fe

23、SO4溶液(pH3)，5% H2O2溶液(pH5)操作現(xiàn)象取2 mL 5% H2O2溶液于試管中，加入 5 滴上述 FeSO4 溶液溶液立即變?yōu)樽攸S色，產(chǎn)生大量氣泡， 并放熱，反應(yīng)混合物顏色加深且有渾濁。測得反應(yīng)后溶液 pH 1.4(3)將上述混合物分離，得到棕黃色沉淀和紅褐色膠體。取部分棕黃色沉淀洗凈，加 4 molL 1鹽酸，沉淀溶解得到黃色溶液。初步判斷該沉淀中含有Fe2O3，經(jīng)檢驗還含有 SO42。檢驗棕黃色沉淀中 SO24的方法是 (4)生成紅褐色膠體的原因可能是寫_(一條即可 )(5) 將 FeSO4 溶液加入 H2O2 溶液后，產(chǎn)生紅褐色膠體，反應(yīng)的離子方程式是 【實驗】若用 FeCl2溶液替代 FeSO4 溶液，其余操作與實驗相同，除了產(chǎn)生與相同的 現(xiàn)象外，還生成刺激性氣味