創(chuàng)新設計二輪化學上篇專題四化學實驗(能力提升)第14講(含解析)

第14講化學實驗綜合應用能力提升訓練1．實驗室中以粗銅(含雜質(zhì)Fe)為原料，制備銅的氯化物的某種流程以下：按要求回答以下問題：(1)操作①所用到的玻璃儀器有_______________________________________________。(2)上述流程中，所得固體1需要加稀鹽酸溶解，其原因是____________________；溶液1中加試劑X用于調(diào)治pH以除去雜質(zhì)，X可采納以下試劑中的________(填序號)。A．NaOHB．NH3·H2OC．CuOD．CuSO4(3)反應②是向溶液2中通入必然量的SO2，加熱一段時間后生成CuCl白色積淀。寫出制備CuCl的離子方程式：________________________________________________。(4)現(xiàn)用以下列圖的實驗儀器及藥品來制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅反應(鐵架臺、鐵夾省略)。①按氣流方向連接各儀器，接口序次是：a→________、________→________、________→________、________→________。實驗中大試管加熱前要進行一步重要操作，操作是___________________________________________________________________。

其②反應時，盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是

_____________________________________。在溶液2轉(zhuǎn)變?yōu)镃uCl2·2H2O的操作過程中，發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍色變?yōu)榫G色。小組同學欲研究其原因。已知氯化銅溶液中有以下轉(zhuǎn)變關(guān)系：Cu(H2O)24＋(aq)＋4Cl－(aq)

CuCl24－(aq)＋4H2O(l)藍色

綠色該同學取氯化銅晶體配成藍綠色溶液Y，進行以下實驗，其中能證明溶液中有上述轉(zhuǎn)變關(guān)系的是________(填序號)。A．將Y稀釋，發(fā)現(xiàn)溶液呈藍色B．在Y中加入CuCl2晶體，溶液變?yōu)榫G色C．在Y中加入NaCl固體，溶液變?yōu)榫G色D．取Y進行電解，溶液顏色最后消失解析(1)操作①是過濾，所用到的玻璃儀器有一般漏斗、燒杯、玻璃棒。(2)粗銅中的Cu、Fe均與Cl2反應，分別獲取CuCl2、FeCl3。CuCl2、FeCl3均是強酸弱堿鹽，簡單水解，固體1溶解在稀鹽酸中可控制CuCl2、FeCl3水解。加入CuO調(diào)pH可除去雜質(zhì)Fe3＋，又不引入新雜質(zhì)。(3)依照題意，結(jié)合得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒可得方程式：SO2＋2H2O＋2Cu2＋＋2Cl－△－＋。(4)①要經(jīng)過制取氣體、除去雜質(zhì)、氣體干燥、=====2CuCl↓＋SO42＋4H發(fā)生反應、尾氣辦理等實驗步驟。按氣流方向連接各儀器，接口序次是：a→d、e→h、i→f、g→b。實驗中大試管加熱前要通入一段時間的氯氣，將裝置中的空氣排盡再進行實驗，否則Cu會被氧化為CuO。②在大試管中發(fā)生反應：△Cu＋Cl2=====CuCl2，盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是產(chǎn)生大量棕黃色的煙。(5)A項，將Y稀釋，即加入水，若存在上述平衡，則增大了水的濃度，平衡逆向搬動，產(chǎn)生更多的藍色的Cu(H2＋2O)4(aq)；B項，在Y中加入CuCl2晶體，平衡正向搬動，綠色的CuCl42－(aq)的濃度增大，溶液變?yōu)榫G色；C項，在Y中加入NaCl固－)的濃度增大，平衡正向搬動，綠色的－D體，c(ClCuCl42(aq)的濃度增大，溶液變?yōu)榫G色；項，取Y進行電解，溶液顏色最后消失，這與題述轉(zhuǎn)變關(guān)系沒關(guān)。本題選A、B、C。答案(1)一般漏斗、燒杯、玻璃棒(2)控制氯化銅、氯化鐵水解C(3)SO2＋2H2O＋2Cu2＋＋2Cl－△－＋4H＋=====2CuCl↓＋SO42(4)①dehifgb通入一段時間的氯氣，將裝置中的空氣排盡②產(chǎn)生大量棕黃色的煙(5)ABC2．某同學在常溫下設計以下實驗流程研究Na2S2O3的化學性質(zhì)。實驗①可說明________(填字母)。A．該Na2S2O3溶液中水電離的－－8c(OH)＝10mol/LB．H2S2O3是一種弱酸C．Na2S2O3是一種弱電解質(zhì)2－－D．Ns2S2O3的水解方程式為S2O3＋2H2OH2S2O3＋2OH(2)寫出實驗②發(fā)生反應的離子方程式：_______________________________________。(3)Na2S2O3溶液中加入鹽酸有淡黃色積淀和刺激性氣味的氣體生成，寫出該反應的離子方程式________________________________________________________________________。實驗室制得的Na2S2O3·5H2O粗產(chǎn)品中常常含有少量雜質(zhì)。為了測定粗產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的含量，一般在酸性條件下用KMnO4標準溶液滴定(假設粗產(chǎn)品中雜質(zhì)與酸性KMnO4溶液不反應)。稱取1.28g粗樣品溶于水，用0.40mol/LKMnO4標準溶液(加入適量硫酸酸化)滴定，當溶液中S2O23－全部被氧化時，耗資KMnO4溶液體積20.00mL(5S2O23－＋8MnO－4＋14H＋===8Mn2＋＋10SO24－＋7H2O)。試回答：①此滴定實驗可否需要指示劑？________(填“是”或“否”)。KMnO4溶液置于________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。②若滴準時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)的測量結(jié)果________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。③產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)為________。解析(1)pH＝8的Na2S2O3－－6項錯誤；Na2S2O3溶液中，c(H2O)電離＝c(OH)＝10mol/L，A是強電解質(zhì)，在水中完好電離，C項錯誤；Na2S2O3的水解方程式為－－S2O32＋H2OHS2O3＋OH－、HS2O3－＋H2OH2S2O3＋OH－，D項錯誤；由實驗①可知Na2S2O3溶液顯堿性，因此H2S2O3是一種弱酸，B項正確。(3)Na2S2O3在酸性條件下，自己發(fā)生氧化還原反應：S2O23－＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O。(4)①由于高錳酸鉀自己有顏色，反應完顏色消失，因此不需要指示劑，高錳酸鉀溶液應盛放在酸式滴定管中。②滴準時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定。說明加的高錳酸鉀少了，會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果偏低。③設產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)為w，有5S2O23－＋8MnO－4＋14H＋===8Mn2＋＋10SO24－＋7H2O58w×1.28g0.40mol/L×0.02L248g/mol則有5＝8w×1.28g8×10－3mol248g/mol解得w＝96.9%。答案(1)B2－＋5H2＋－＋(2)S2O32O＋4Cl2＋2Ba===2BaSO4↓＋8Cl＋10H(3)S2O32－＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O①否酸式②偏低③96.9%3．氯氣和漂精粉是現(xiàn)代工業(yè)和生活常用的消毒、殺菌劑。某課外活動小組利用以下列圖裝置制取氯氣。供應的試劑有：濃鹽酸、飽和食鹽水、氫氧化鈉溶液、高錳酸鉀固體。反應的化學方程式為：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl25Cl2↑＋8H2O。①裝置H中盛放的試劑是________。②辦理尾氣時關(guān)閉彈簧夾a和彈簧夾________(填字母代號，下同)，打開彈簧夾________。(2)寫出工業(yè)上用氯氣和石灰乳制取漂粉精的化學反應方程式_____________________。(3)實驗室有一瓶密封不嚴的漂粉精樣品，其中必然存在CaCl2，現(xiàn)進行實驗，研究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。①提出合理假設。假設1：該漂粉精未變質(zhì)，只含________；假設2：該漂粉精全部變質(zhì)，只含________；假設3：該漂粉精部分變質(zhì)，既含Ca(ClO)2又含CaCO3。②設計實驗方案進行實驗。請寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象與結(jié)論。限采納的儀器和藥品：試管、膠頭滴管、帶導管的單孔塞，蒸餾水、自來水、1mol/L鹽酸、品紅溶液、澄清石灰水。(提2＋－示：不用檢驗Ca和Cl)實驗步驟預期現(xiàn)象與結(jié)論a取少量上述漂粉精于試管中，______b解析(1)依照實驗原理可知注射器中盛放濃鹽酸，G中為KMnO4，兩者反應生成的Cl2用排液法收集在H中，H中液體應為飽和食鹽水，反應結(jié)束后關(guān)閉a、b，打開c，余氯用NaOH溶液吸取。(3)漂粉精的主要成分為CaCl2和Ca(ClO)2的混雜物，變質(zhì)過程的化學方程式為Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO，2HClO===2HCl＋O2↑，因此除CaCl2固體外，若該漂粉精未變質(zhì)，則只含Ca(ClO)2，若全部變質(zhì)，則只含CaCO3，最后實驗設計概括為檢驗CaCO3和Ca(ClO)2，依照所供應的試劑解析，CaCO3能溶解于鹽酸中，生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁，Ca(ClO)2和稀鹽酸反應后生成HClO，HClO擁有漂白性，能使品紅溶液褪色。答案(1)①飽和食鹽水②bc(2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O(3)①Ca(ClO)2CaCO3②實驗步驟預期現(xiàn)象與結(jié)論若澄清石灰水未變渾濁，則假設1成加入適合1mol/L鹽酸溶解后，再將立；a2或假設產(chǎn)生的氣體導入澄清石灰水中若澄清石灰水變渾濁，則假設3成立向步驟a反應后的試管中滴入1～2若品紅溶液褪色，則假設3成立；b滴品紅溶液，振蕩(或別的取樣操作)若品紅溶液不褪色，則假設2成立4.(2015?！そɡ砭C，25)某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關(guān)研究實驗。實驗一制取氯酸鉀和氯水利用以下列圖所示的實驗裝置進行實驗。制取實驗結(jié)束后，取出B中試管冷卻結(jié)晶、過濾、沖洗。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有________________________________________________________________________。(2)若對調(diào)B和C裝置的地址，________(填“能”或“不能夠”)提升B中氯酸鉀的產(chǎn)率。實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的研究在不相同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產(chǎn)物的影響，其中系列a實驗的記錄表以下(實驗在室溫下進行)：試管編號1234－11.01.01.01.00.20molL·KI/mLKClO3(s)/g0.100.100.100.10－103.06.09.06.0molL·H2SO4/mL蒸餾水/mL9.06.03.00實驗現(xiàn)象①系列a實驗的實驗目的是__________________________________________________。②設計1號試管實驗的作用是_______________________________________________。③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應的離子方程式為________________________________。實驗三測定飽和氯水中氯元素的總量(4)該小組設計的實驗方案為：使用以下列圖裝置，加熱15.0mL飽和氯水試樣，測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不能行的主要原因是_________________________________________。(不考慮實驗裝置及操作失誤以致不能行的原因)(5)依照以下資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不用描述操作過程的細節(jié))：________________________________________________________________________。資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑；次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl－。解析

(1)制取實驗結(jié)束后，由取出

B中試管進行的操作

(冷卻結(jié)晶、過濾、沖洗

)，可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；

(2)Cl2與熱的

KOH

溶液反應生成

KClO

3、KCl

和H2O，與冷的

KOH

溶液反應生成

KClO、KCl

和H2O。因此，若將裝置

B、C的地址對調(diào)，能夠除去

Cl2中的雜質(zhì)氣體

HCl，故能提升

B中

KClO

3的產(chǎn)率。(3)①依照表格中的數(shù)據(jù)可知：KI、KClO3的物質(zhì)的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，兩者的整體積相等，因此可知系列a實驗的目的是研究反應系統(tǒng)中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響；②設計1號試管實驗的作用是作比較實驗，比較影響結(jié)果。③依照2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，依照氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應的離子方程式為：ClO－3＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O。(4)該小組設計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在

Cl2的重新溶解以及

HClO

分解生成

HCl

和O2等，無法測定試樣含氯總量。(5)由于HClO擁有強氧化性會破壞酸堿指示劑，指示劑，能夠利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的

因此實驗設計時不能夠用酸堿H2O2溶液，H2O2把氯元素完好還原為

Cl－，H2O2被氧化成

O2，爾后加熱除去過分的

H2O2，冷卻，再加入足量的

AgNO3溶液，過濾、沖洗生成的

AgCl

積淀，干燥后稱量積淀質(zhì)量，結(jié)合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質(zhì)量。答案(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)能①研究反應系統(tǒng)中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響②硫酸濃度為0的比較實驗③ClO3－＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案)(5)量取必然量的試樣，加入足量的H2O2溶液，待反應完好加熱除去過分的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，過濾、沖洗、干燥、稱量積淀質(zhì)量(或其他合理答案)5．1-苯乙醇擁有柔和、快樂而長遠的玫瑰香氣而廣泛用于各種食用香精和煙用香精中，是香料用芳香化合物中較為重要和應用廣泛的一種食用香料。實驗室制備1-苯乙醇的反應、裝置和有關(guān)數(shù)據(jù)以下：熔點/℃沸點/℃密度/g·cm－3溶解性試劑水乙醇乙醚1-苯乙醇20203.41.013不溶溶溶苯乙酮19.7202.31.028不溶溶溶硼氫化鈉364001.076溶溶不溶乙醚－116.334.60.713微溶溶－實驗步驟：在A中加入

15mL95%

的乙醇和

0.1g

硼氫化鈉，攪拌下，再滴入

8mL

苯乙酮，邊攪拌，邊往

A中滴加

6mL3mol

·L－1的鹽酸；使

A中反應液的溫度保持在

48℃～50℃，使其中大部分乙醇蒸出，出現(xiàn)分層，再加入10mL乙醚。將混雜反應液倒入分液漏斗，分別上述液體，水層再用

10mL

乙醚萃取，合并兩次分液的有機相。被干燥的有機相中加入

0.6g

無水碳酸鉀，再進行簡單蒸餾除去乙醚；最后進行減壓蒸餾，收集

202℃～203.5℃的餾分，產(chǎn)量為

4.5g。請回答以下問題：儀器C的名稱為________。反應完成后，反應液出現(xiàn)分層，基層為________，加入10mL乙醚，充分振蕩后，基層為________。(選填“有機層”或“水溶液層”)(3)裝置圖中箭頭

2表示________________，箭頭

3表示裝置

C與大氣連通，箭頭

3的這種裝置特點的意義是

___________________________________