高中化學壓軸大題特訓題型三“整套裝置型”定性、定量實驗探究

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精題型三“整套裝置型"定性、定量實驗探究1．（2017·甘肅省西北師范大學附屬中學高三下學期第四次校內(nèi)診斷考試）硫代硫酸鈉俗稱“海波”，又名“大蘇打”，溶液具有弱堿性和較強的還原性，是棉織物漂白后的脫氯劑，定量分析中的還原劑。硫代硫酸鈉(Na2S2O3）可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應制得，裝置如圖（a)所示.已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在，有關物質(zhì)的溶解度曲線如圖（b)所示，(1）Na2S2O3·5H2O的制備：步驟1：如圖連接好裝置后，檢查A、C裝置氣密性的操作是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。步驟2：加入藥品，打開K1、關閉K2，加熱。裝置B、D中的藥品可選用下列物質(zhì)中的________(填字母)。A．NaOH溶液 B．濃H2SO4C．酸性KMnO4溶液 D．飽和NaHCO3溶液步驟3：C中混合液被氣流攪動，反應一段時間后，硫粉的量逐漸減少.打開K2、關閉K1并停止加熱;該步驟需控制C中溶液的pH，原因是__________________________________________________________________________________________________。步驟4:過濾C中的混合液，將濾液經(jīng)過加熱濃縮，趁熱過濾，再將濾液________、過濾、________、烘干，得到產(chǎn)品.(2)Na2S2O3性質(zhì)的檢驗：向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，檢查反應后溶液中含有硫酸根，寫出該反應的化學方程式_______________________________。(3)常用Na2S2O3溶液測定廢水中Ba2＋濃度，步驟如下:取廢水25。00mL，控制適當?shù)乃岫燃尤胱懔縆2Cr2O7溶液，得BaCrO4沉淀；過濾、洗滌后,用適量稀鹽酸溶解。此時CrOeq\o\al（2－，4)全部轉(zhuǎn)化為Cr2Oeq\o\al（2－,7)；再加過量KI溶液，充分反應后，加入淀粉溶液作指示劑,用0。010mol·L－1的Na2S2O3溶液進行滴定，反應完全時，消耗Na2S2O3溶液18.00mL.部分反應的離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7）＋6I－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2OI2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al（2－,6）＋2I－則該廢水中Ba2＋的物質(zhì)的量濃度為___________________________________________.答案(1）關閉K2打開K1，在D中加水淹沒導管末端,用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，若導氣管末端有氣泡冒出，松開熱毛巾，在導氣管中形成一段穩(wěn)定的水柱，說明氣密性良好ACD硫代硫酸鈉在酸性溶液中不穩(wěn)定冷卻結(jié)晶洗滌（2）Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl(3)0。0024mol·L－1解析(1)根據(jù)裝置圖的特點，檢查A、C裝置氣密性的操作是關閉K2打開K1,在D中加水淹沒導管末端，用熱毛巾或雙手捂住燒瓶，若導氣管末端有氣泡冒出,松開熱毛巾，在導氣管中形成一段水柱，說明氣密性良好；裝置B、D的作用是吸收SO2，防止污染空氣,所以藥品選用能與SO2反應的物質(zhì)，選項中的NaOH溶液、飽和NaHCO3溶液、酸性KMnO4溶液均能與SO2反應，而濃硫酸不反應，選ACD；由于Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在,容易分解，所以把pH控制在7~10之間；根據(jù)硫代硫酸鈉的溶解度曲線圖可知，硫代硫酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大,所以獲得產(chǎn)品的操作是將濾液經(jīng)過加熱濃縮，趁熱過濾，再將濾液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干，得到產(chǎn)品。(2)向足量的新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺,檢查反應后溶液中含有硫酸根,說明S2Oeq\o\al（2－,3)與Cl2反應生成SOeq\o\al(2－，4）,硫元素由＋2價升高到＋6價，則Cl2需得電子生成Cl－，該反應的化學方程式為Na2S2O3＋4Cl2＋5H2O=Na2SO4＋H2SO4＋8HCl.(3）根據(jù)題給信息可得如下關系式：Ba2＋～BaCrO4～0.5Cr2Oeq\o\al(2－，7）～1.5I2～3Na2S2O3,則n(Ba2＋）＝1/3×0.010×18×10－3mol＝0。00006mol，c(Ba2＋）＝0.00006/0.025mol·L－1＝0。0024mol·L－1.2．(2017·安徽省淮北市第一中學高三理綜)冰晶石又名六氟鋁酸鈉（Na3AlF6)，白色固體，微溶于水,常用作電解鋁工業(yè)的助熔劑。工業(yè)上用螢石（主要成分是CaF2）、濃硫酸、氫氧化鋁和碳酸鈉溶液通過濕法制備冰晶石,某化學實驗小組模擬工業(yè)上制取Na3AlF6的裝置圖如下（該裝置均由聚四氟乙烯儀器組裝而成）。已知：CaF2＋H2SO4eq\o（=,\s\up7(△））CaSO4＋2HF↑(1）實驗儀器不能使用玻璃儀器的原因是_____________________________________________________________________________________________________（用化學方程式表示).(2）裝置Ⅲ的作用為____________________________________________。(3）在實驗過程中，裝置Ⅱ中有CO2氣體逸出,同時觀察到有白色固體析出，請寫出該反應的離子反應方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________.(4）在實驗過程中，先向裝置Ⅱ中通入HF氣體，然后再滴加Na2CO3溶液，而不是先將Na2CO3和Al(OH）3混合后再通入HF氣體，其原因是___________________________________________________________________________________________________________。（5）裝置Ⅱ反應后的混合液經(jīng)過過濾可得到Na3AlF6晶體，在過濾操作中確定沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是_______________________________________________________________________________________________________________________________________.（6）在電解制鋁的工業(yè)生產(chǎn)中，陽極的電極反應式為_____________________________________________________________________________________________________.(7）螢石中含有少量的Fe2O3雜質(zhì)，可用裝置Ⅰ反應后的溶液來測定氟化鈣的含量。具體操作如下:取8.0g螢石加入裝置Ⅰ中,完全反應后，將混合液加水稀釋，然后加入足量的KI固體,再以淀粉為指示劑，用0。1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定，當出現(xiàn)__________________________現(xiàn)象時,到達滴定終點，消耗Na2S2O3標準溶液40.00mL,則螢石中氟化鈣的百分含量為_______________________。(已知:I2＋2S2Oeq\o\al(2－，3)=S4Oeq\o\al（2－,6)＋2I－)答案（1）4HF＋SiO2=SiF4＋2H2O（2)作為安全瓶，防止倒吸(3）2Al（OH)3＋12HF＋6Na＋＋3COeq\o\al(2－,3)=2Na3AlF6↓＋3CO2↑＋9H2O（4）碳酸鈉溶液呈堿性，Na2CO3會首先與HF反應,不利于Al（OH）3的溶解(5)取最后一次洗滌液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成，說明沉淀已洗滌干凈（6）2O2－－4e－=O2↑（7)溶液藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復96%解析本題主要考查對于制取Na3AlF6實驗的評價。(1）氫氟酸與玻璃成分二氧化硅反應而腐蝕玻璃:4HF＋SiO2=SiF4＋2H2O。(2)裝置Ⅲ的作用是防止倒吸.(3）該白色固體是微溶于水的六氟鋁酸鈉,該反應的離子方程式:2Al（OH)3＋12HF＋6Na＋＋3COeq\o\al(2－，3）=2Na3AlF6↓＋3CO2↑＋9H2O。（4）其原因是Na2CO3會首先與HF反應，不利于Al（OH）3的溶解。(5)沉淀吸附Na＋、COeq\o\al(2－，3）等離子，可以檢驗COeq\o\al（2－,3），在過濾操作中確定沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是取最后一次洗滌液少許于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，若無白色沉淀生成,說明沉淀已洗滌干凈。(6)在電解制鋁的工業(yè)生產(chǎn)中，陽極的電極反應式為2O2－－4e－=O2↑。（7)Fe2O3溶解產(chǎn)生的Fe3＋將KI氧化為I2,I2遇淀粉變藍，當出現(xiàn)溶液藍色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復現(xiàn)象時，到達滴定終點。Fe2O3～2Fe3＋～I2～2S2Oeq\o\al（2－,3),n(Fe2O3）＝0.5n(Na2S2O3)＝0.5×0.1000mol·L－1×0.040L＝0.0020mol，m（Fe2O3）＝0.0020mol×160g·mol－1＝0.32g，則螢石中氟化鈣的百分含量為1－eq\f(0。32，8.0)＝96％.3．二價鉻不穩(wěn)定,極易被氧化。醋酸亞鉻水合物［Cr(CH3COO）2］2·2H2O，是一種深紅色晶體,微溶于乙醇,不溶于冷水和乙醚.實驗室以鋅粒、CrCl3溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示：請回答下列問題:(1）儀器A的名稱是______________，所盛裝的試劑是____________。(2）該實驗中鋅粒需過量，其原因除了與CrCl3充分反應得到CrCl2外，另一個作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3）寫出C容器中制備醋酸亞鉻水合物的離子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（4）儀器D的主要作用是___________________________________________________________________________________________________________________________。（5)指出該裝置的不足之處_________________________________________________________________________________________________________________________。（6)Cr（OH）3的性質(zhì)類似氫氧化鋁，將CrCl3溶液蒸干灼燒，所得固體物質(zhì)的化學式為________________________________________________________________________。（7）洗滌產(chǎn)品時，為了除去可溶性的雜質(zhì)和水分，下列試劑正確使用的順序是_______（填序號）。a．無水乙醇b．冷的蒸餾水c．乙醚答案（1）分液漏斗鹽酸與CrCl3溶液(2）與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，將CrCl2溶液壓入錐形瓶C中,使其與醋酸鈉溶液混合反應（3)2Cr2＋＋4CH3COO－＋2H2O=［Cr（CH3COO)2]2·2H2O↓(4）防止空氣（O2)進入裝置(5)實驗開始時，沒有將裝置中的空氣排盡（6)Cr2O3(7)bac解析(1）依據(jù)裝置圖形狀和作用分析，儀器A為分液漏斗,根據(jù)題意，需要CrCl2溶液與醋酸鈉溶液反應，因此在裝置B中需要生成CrCl2溶液，且將溶液能夠壓入C中，因此分液漏斗中盛裝稀鹽酸和CrCl3溶液。（2)實驗中鋅粒需過量，其中鋅除了與CrCl3充分反應得到CrCl2外，還要與鹽酸反應生成氫氣，將CrCl2溶液壓入錐形瓶C中，使其與醋酸鈉溶液混合反應。(3)C容器中制備醋酸亞鉻水合物的離子方程式為2Cr2＋＋4CH3COO－＋2H2O=［Cr（CH3COO）2］2·2H2O↓.（4）二價鉻不穩(wěn)定，極易被氧化，儀器D可以防止空氣（O2)進入裝置。（5）二價鉻不穩(wěn)定，極易被氧化,實驗開始時，需將裝置中的空氣排盡。(6)Cr(OH）3的性質(zhì)類似氫氧化鋁，將CrCl3溶液蒸干，促進CrCl3水解生成Cr(OH)3沉淀,進一步灼燒生成Cr2O3。(7)洗滌產(chǎn)品時,為了除去可溶性的雜質(zhì)和水分，由于醋酸亞鉻水合物［Cr(CH3COO）2]2·2H2O微溶于乙醇,不溶于冷水和乙醚，需要先用冷水洗去可溶性的雜質(zhì)，再用無水乙醇除去其中少量的水，最后用乙醚洗去附著的乙醇。4．(2017·廈門外國語學校高三適應性考試）氮化鎂(Mg3N2)在工業(yè)上具有非常廣泛的應用.某化學興趣小組用鎂與氮氣反應制備Mg3N2并進行有關實驗.實驗裝置如下所示：已知：①氮化鎂常溫下為淺黃色粉末，極易與水反應。②亞硝酸鈉和氯化銨制取氮氣的反應劇烈放熱，產(chǎn)生氮氣的速度較快.③溫度較高時,亞硝酸鈉會分解產(chǎn)生O2等?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器b的名稱是________,寫出裝置A中發(fā)生反應的化學方程式________________________________________________________________________________________。（2）某同學檢驗裝置A部分的氣密性，關閉止水夾c后,開啟活塞a，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶.試判斷：A部分裝置是否漏氣？________(填“漏氣”“不漏氣"或“無法確定”），判斷理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)裝置C中為飽和硫酸亞鐵溶液,作用是______________________________________________________________________________________________________________，F(xiàn)裝置的作用是__________________________________________________________.(4)加熱至反應開始發(fā)生，需移走A處酒精燈,原因是_____________________________________________________________________________________________________。(5）反應結(jié)束后,取mgE中樣品于試管中,加足量蒸餾水，得VmL氣體(換算為標準狀況）,則樣品中氮化鎂的質(zhì)量分數(shù)為________。答案(1）蒸餾燒瓶NH4Cl＋NaNO2eq\o(=,\s\up7(△)）N2↑＋N