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文檔簡介
第第頁河南高考化學三年(2023-2023)模擬題匯編-41探究性實驗(1)(含解析)河南高考化學三年(2023-2023)模擬題匯編-41探究性實驗(1)
一、單選題
1.(2023·河南·校聯考模擬預測)為了探究CdS、Ag2S的溶解度相對大小,利用如圖裝置進行實驗。
已知:Ag2S呈黑色,難溶;CdS呈黃色,難溶;FeS呈塊狀黑色,難溶。下列敘述正確的是
A.X為硝酸,Y溶液為硫酸銅溶液
B.若裝置B中先生成黑色沉淀,則Ag2S的溶解度小于CdS
C.停止反應的操作是關閉活塞K
D.用濃鹽酸和MnO2制備氯氣時可以用裝置A
2.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考三模)化學是一門以實驗為基礎的自然學科。以下實驗項目是高中化學課程標準規(guī)定的四個學生必做實驗,依據所提供的實驗藥品和儀器能完成實驗項目的是
實驗項目實驗藥品所用玻璃儀器
A配制100mL0.1mol·L-1的氯化鈉溶液氯化鈉固體、蒸餾水100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管
B探究Fe2+和Fe3+的氧化性和還原性FeSO4溶液、FeCl3溶液、氯水、KI溶液、KSCN溶液、鋅片、淀粉溶液試管、膠頭滴管
C探究不同價態(tài)硫元素之間的轉化銅片、稀H2SO4、濃H2SO3、Na2SO3溶液、氯水、Na2S溶液試管、膠頭滴管
D用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子粗食鹽水、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液燒杯、膠頭滴管、試管表面皿、玻璃棒
A.AB.BC.CD.D
3.(2022·河南·校聯考模擬預測)遇會生成藍色沉淀,因此常用于的檢驗。文獻顯示:具有氧化性,可以氧化;還原性Fe大于。
某科研小組探究Fe與能否直接反應的實驗如下:
實驗1:取加熱至沸騰并快速冷卻的溶液(加熱、冷卻過程中溶液顏色無變化)于試管中,并加入1mL的苯,再加入鐵粉,長時間無藍色沉淀出現。
實驗2:在“實驗1”中,若使用砂紙打磨過的鐵粉,一會兒就出現藍色沉淀。
實驗3:在“實驗1”中,若加少量NaCl,立即出現藍色沉淀;若換成加入或;則不出現藍色沉淀。
實驗4:在“實驗1”中,若將鐵粉換成在稀硫酸中反應一段時間的鐵片,立即出現藍色沉淀。
下列說法錯誤的是
A.實驗1中長時間無藍色沉淀出現,可能是因為鐵粉表面有氧化膜
B.可能起破壞鐵粉表面氧化膜的作用
C.Fe與可以直接反應
D.在Fe、C、NaCl溶液組成的原電池中,通過直接滴加溶液至電解質溶液中的方法,可以檢驗是否發(fā)生原電池反應
4.(2022·河南·校聯考模擬預測)某同學設計下列裝置制備少量(沸點為128.7℃,能與水、乙醇以任意比混溶)。下列說法正確的是
A.配制乙醇與濃硫酸混合液的方法是:在不斷攪拌下向濃硫酸中加入乙醇
B.裝置b中可盛放酸性溶液以除去雜質
C.裝置c中發(fā)生的反應為
D.最后用分液的方法從裝置c中分離出
5.(2022·河南安陽·統(tǒng)考模擬預測)下表中的實驗操作、現象和結論均正確的是
選項實驗操作現象結論
A向兩份等濃度、等體積的過氧化氫溶液中分別加入2滴等濃度的FeCl3溶液和CuSO4溶液前者產生氣泡較快催化能力Fe3+>Cu2+
B分別在0°C和25°C環(huán)境下向兩支試管中依次加入2mL1mol·L-1KI溶液、2mL0.1mol·L-1稀H2SO4和2滴淀粉溶液,振蕩試管,記錄變藍時間后者變藍用時短溫度越高反應速率越快
C向Cu(OH)2懸濁液中逐滴加入氨水藍色沉淀變多Cu(OH)2懸濁液中存在沉淀溶解平衡
D將蔗糖水解液調節(jié)至堿性,加入銀氨溶液,水浴加熱試管內壁出現光亮的銀鏡蔗糖水解產物中有還原性糖
A.AB.BC.CD.D
6.(2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考一模)下列操作與現象及推論均正確的是
選項操作與現象推論
A向FeSO4溶液中加入少量的Na2O2粉末,產生紅褐色沉淀硫酸亞鐵已變質
B向Cu(NO3)2溶液中加入含淀粉的KI溶液,溶液變藍色,并生成白色沉淀白色沉淀是CuI2
C向NaHCO3溶液中加入CaCl2溶液,產生白色沉淀用CaCl2溶液可鑒別NaHCO3溶液和(NH4)2CO3溶液
D在乙醇中加入一小塊鈉,鈉沉入底部并觀察到氣泡產生鈉的密度大于乙醇的密度,且生成的氣體為氫氣
A.AB.BC.CD.D
二、工業(yè)流程題
7.(2023·河南·統(tǒng)考模擬預測)從廢鉬催化劑(主要成分為MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金屬的一種工藝流程如圖所示。
已知:①“沉鉬”前鉬元素主要以形式存在;
②該條件下Ksp(NiCO3)=1.5×10-7;
③溫度低于20°C時,以NiSO4·7H2O形式結晶;溫度高于30°C時,以NiSO4·6H2O形式結晶。
請回答下列問題。
(1)“焙燒”時先將純堿和廢鉬催化劑磨成粉末、拌勻(混合料),然后采取如圖所示的“多層逆流焙燒”,這樣做的優(yōu)點為;“焙燒”時生成的氣體A的主要成分有(填化學式)。
(2)若“除鐵”后所得濾液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1“沉鎳”后所得濾液中c()=1.0×10-5mol·L-1,則沉鎳率=[沉鎳率=×100%,計算過程中不考慮溶液體積變化]。
(3)寫出“沉鉬”時的離子方程式:。
(4)一系列操作實驗步驟依次為
i.過濾,洗滌;
ii.將沉淀轉移至燒杯,滴加稀H2SO4,直至沉淀恰好完全溶解;
iii.過濾得NiSO4·7H2O。
步驟i中洗滌沉淀的操作方法為。
把步驟iii填寫完整:.。
(5)在空氣中煅燒28.1gNiSO4·7H2O,固體失重率隨時間變化的關系如表所示:
時間/min010203040
失重率/%019.244.873.371.9
40min時殘留氧化物為(填化學式)。
8.(2023·河南·校聯考模擬預測)北京航空航天大學郭林教授課題組最近合成了一種Au單原子新型材料[C3N4(Au1/ACN)],能提高鋰電池性能。某小組以含金黃鐵礦(主要成分是Au和FeS2)為原料制備該新型材料的簡易流程如圖所示。
回答下列問題:
(1)提高“熔池”中反應速率的措施有(答一條)。
(2)需要用到下列玻璃儀器中的_____。
A.B.C.D.
(3)“沉金”中,另一種產物是Na2[M(CN)4],Na2[M(CN)4]=2Na++[M(CN)4]2-。寫出“沉金”的離子方程式。
(4)以“酸浸”的浸液為原料制備高純度鐵紅的流程如下:
①通入過量Cl2的目的是。
②已知:常溫下,Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10-38;一般地,當離子濃度不超過1.0×10-5mol·L-1時,認為該離子已沉淀完全。“調pH”最低值為。
③制備鐵紅“操作”名稱是。
(5)據文獻報道,一種綠色,環(huán)保型制備氯金酸的原理是純金溶于含雙氧水的濃鹽酸也能制備HAuCl4;寫出相應的化學方程式。
(6)若步驟a、b、c的產率依次為75%、80%、65%,則由金制備該材料的總產率為。
9.(2022·河南·校聯考模擬預測)高純硫化鋰(Li2S)是一種潛在的鋰離子電池電解質材料。一種制備Li2S的工藝流程如下:
已知Li2S易潮解,加熱條件下易被氧化。
回答下列問題:
(1)上述流程中多次用到Ar,其目的是。
(2)實驗室常用FeS與稀硫酸反應制備H2S,該反應的離子方程式為,所用發(fā)生裝置與制備(任寫一種氣體化學式)發(fā)生裝置相同。
(3)“LiHS制備”過程所用實驗裝置(夾持儀器與加熱裝置均省略)如圖:
①儀器X的名稱為,冷卻水從(填“a”或“b”)進入。
②圖中兩個空錐形瓶的作用是。
③試劑Y為。
(4)“熱解”時反應的化學方程式為,適宜的加熱方式為(填“油浴”或“水浴”)加熱。
(5)該工藝中,Li2S的產率為%(結果保留兩位小數)。
10.(2022·河南·校聯考二模)近年來電動汽車得到了大眾的青睞,隨之三元鋰電池也得到了廣泛地應用。為節(jié)約和充分利用資源,采用如圖工藝流程對廢舊三元鋰電池的正極材料進行處理來制備α—MnO2:
已知:a.正極材料的主要成分為LiNixCoyMn1-x-yO2,另含有聚偏氟乙烯和乙炔黑。Ni元素的化合價為+2,Co元素的化合價為+3,Mn元素的化合價為+4。
b.浸出液中含有:Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+等。
回答下列問題:
(1)放電結束后,對正極材料進行“碾碎”和“灼燒”的目的分別是、。
(2)若x=y=,寫出正極片與H2SO4溶液和H2O2溶液共同反應的化學方程式。
(3)過二硫酸鉀中硫元素的化合價為。
(4)向“浸出液”中加入K2S2O8溶液時,溶液出現紫紅色,寫出產生該現象的離子方程式。
(5)若要得到純凈干燥的α—MnO2,在“過濾2”后還需要進行的實驗操作是、。
(6)已知正極材料中錳元素的質量分數為18.17%,若用以上工藝流程處理100g正極材料制備α—MnO2,其產率達96%。用獲得的α—MnO2和足量的濃鹽酸完全反應(其他成分不參與反應),在標準狀況下,制得的氯氣的體積約為L(保留兩位小數)。
三、實驗題
11.(2023·河南·校聯考模擬預測)高錳酸鉀為黑紫色、細長的棱形結晶或顆粒,常用作消毒劑、水凈化劑、氧化劑等。欲在實驗室中按一定的流程制取KMnO4晶體,請回答下列問題:
I.用圖1中裝置制取錳酸鉀
(1)應選擇使用坩堝(填“鐵”或“石英”)作為反應容器;向所得的KClO3和KOH熔融物中分批加入5gMnO2,則制取K2MnO4的化學方程式為。
Ⅱ.用圖2中裝置制備高錳酸鉀
將上述反應產物冷卻、研細得到固體粉末,加入4%KOH溶液,呈綠色,倒入圖2中的三頸燒瓶中,通入CO2調節(jié)到溶液呈弱堿性時K2MnO4發(fā)生歧化反應;然后趁熱過濾反應產物,得到的MnO2循環(huán)利用;最后將濾液進行一系列操作得到高錳酸鉀固體。
(2)上述歧化反應中氧化產物與還原產物的物質的量之比為。
(3)上述操作過程中趁熱過濾的原因是;將濾液進行的一系列操作包括蒸發(fā)濃縮、、、干燥,得到高錳酸鉀固體。
Ⅲ.測定產物中KMnO4的質量分數
準確稱取KMnO4樣品7.900g,配制成250mL溶液;取20.00mL0.50mol·L-1Na2C2O4溶液加入錐形瓶中,再加入足量3.00mol·L-1硫酸,水浴加熱到70~80°C,趁熱滴入高錳酸鉀溶液,達到滴定終點時消耗KMnO4溶液的體積為25.00mL(已知:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
(4)KMnO4溶液應裝入圖3的(填“a”或“b”)中;上述達到滴定終點的現象為。
(5)產物中KMnO4的質量分數為(雜質不參與反應)。
12.(2023·河南·校聯考模擬預測)12-鎢硅酸H4[SiW12O40]是一種環(huán)境友好型催化劑、堿性染料媒染劑。一種合成12-鎢硅酸的步驟如下:
步驟1:稱取25.0gNa2WO4·2H2O置于150mL燒杯中,加入50mL蒸餾水,劇烈攪拌至澄清。
步驟2:在強烈攪拌下繼續(xù)向燒杯中緩慢加入1.9gNa2SiO3·9H2O使其充分溶解后,將燒杯蓋上表面皿,然后將上述溶液加熱至沸騰。
步驟3:在微沸和不斷攪拌下從滴液漏斗中緩慢地向其中加入濃鹽酸,調節(jié)pH為2~3.濾出析出的硅酸沉淀并將混合液冷卻至室溫。
步驟4:在通風櫥中,將冷卻后的溶液轉移到分液漏斗中,加入乙醚,并逐滴加入濃鹽酸。充分振蕩,靜置后分層,將下層油狀的十二鎢硅酸醚化合物分出于蒸發(fā)皿中。反復萃取直至下層不再有油狀物分出。
步驟5:向蒸發(fā)皿中加入約3.0mL蒸餾水,在40°水浴上蒸醚,直到液體表面出現晶膜。抽濾,即可得到白色12-鎢硅酸固體粉末。
已知:乙醚、四氯化碳、乙醇的沸點依次為34.5°C、77°C、78.3°C。
請回答下列問題:
(1)步驟1“攪拌”時使用的儀器名稱是。
(2)步驟3采用如圖1裝置過濾,能否用燒杯替代錐形瓶?答:(填“能”或“否”),理由是。
(3)步驟4中,用如圖2裝置萃取、分液。從下列選項選擇合適操作(操作不重復使用)并排序:。
c→____→____→e→d→f→____。
a.檢查旋塞、玻璃塞是否漏水
b.將溶液和乙醚轉入分液漏斗并逐滴加入鹽酸
c.涂凡士林
d.旋開旋塞放氣
e.倒轉分液漏斗,小心振蕩
f.經幾次振蕩并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺上靜置
g.打開旋塞,向蒸發(fā)皿放出下層液體
h.打開旋塞,待下層液體完全流出后,關閉旋塞,將上層液體倒出其中,完成操作d時分液漏斗下端(填“向下”或“向上”)傾斜。
(4)利用圖3裝置完成“抽濾”,安全瓶的主要作用是,洗滌產品的操作是。
(5)步驟5中加入3.0mL蒸餾水的目的是。
(6)實驗中,不能用乙醇、四氯化碳替代乙醚作萃取劑的主要原因。
13.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考三模)硫酸四氨合銅晶體([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作殺蟲劑、媒染劑。常溫下該物質在空氣中會水解,受熱時易分解。以廢銅屑(表面沾有油污)為原料制備([Cu(NH3)4]SO4·H2O)的實驗步驟如下:
I、CuSO4的制備
(1)步驟①中采取“堿煮水洗”,目的是。
(2)步驟②在常溫下進行,需要加入的試劑是。
Ⅱ、晶體的制備
將上述制備的CuSO4溶液加入裝置A中,滴加6mol·L-1氨水時,有淺藍色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;繼續(xù)滴加氨水,沉淀消失,得到深藍色[Cu(NH3)4]SO4溶液。將A中溶液轉移至B中,析出([Cu(NH3)4]SO4·H2O)晶體;將B中混合物轉移至裝置C中抽濾(減壓過濾),用乙醇洗滌晶體2~3次;取出晶體,冷風吹干。。
(3)用離子方程式表示裝置A中“沉淀消失”的原因。
(4)抽濾時,抽氣泵處于工作狀態(tài),活塞需(填“打開”或“關閉”),作用是。
(5)晶體采用冷風吹干而不用加熱烘干的原因是。
Ⅲ廢液回收
減壓過濾后的廢液中含有[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水,向廢液中加入硫酸,回收乙醇并獲得CuSO4和(NH4)2SO4的混合溶液。
(6)向廢液中加入硫酸的作用是。(答出兩條)
(7)(NH4)2SO4溶液受熱易分解,則回收乙醇的實驗方法為。
14.(2022·河南濮陽·統(tǒng)考模擬預測)一氧化碳是無色、無味的有毒氣體,是C1化學的基礎,在冶金工業(yè)中用作還原劑?;卮鹣铝袉栴}:
I.某學習小組擬探究CO2和鋅粒反應是否生成CO,實驗裝置如圖所示:
已知:i.CO能與銀氨溶液[Ag(NH3)2OH]反應產生黑色固體;
ii.銀可溶于濃硝酸;
iii..上述瓶中試劑均足量。
回答下列問題:
(1)按氣流從左到右的方向,裝置的連接順序為a→(填儀器接口小寫字母)。
(2)裝置連接好后,裝藥品之前的操作為;實驗結束時,應(填字母)。
A.先熄滅酒精燈,再關閉活塞K;
B.先關閉活塞K,再熄滅酒精燈
(3)裝置D中氫氧化鈉溶液的作用是(用離子方程式表示)。
(4)反應結束后裝置D中銀氨溶液瓶底產生黑色沉淀,為驗證產物,分離出上層清液和底部黑色固體,并進行如下實驗:
a.測得上層清液的pH=10;
b.向上層清液中滴加幾滴Ba(OH)2溶液,發(fā)現有白色渾濁出現,同時產生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體;
c.取新制的銀氨溶液滴加幾滴Ba(OH)2溶液,無明顯現象;
d.將黑色沉淀用蒸餾水洗凈。
①根據上述實驗現象判斷,上層清液中含有NH3·H2O和(填化學式)。
②設計實驗證明黑色固體是Ag單質,其操作為。
③CO與銀氨溶液反應中有NH3生成,結合實驗現象寫出該反應的化學方程式:。
II.測定某氣體樣品中CO含量的方法如下:將500mL(標準狀況)含有CO的某氣體樣品通過盛有足量I2O5的干燥管,170℃下充分反應,用水—乙醇混合液充分溶解產物I2,定容到100mL。取25.00mL,用0.0100mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定,消耗標準溶液的體積為20.00mL(已知:2NaS2O3+I2=2NaI+Na2S4O6;氣體樣品中其他成分與I2O5,不反應)。
(5)氣體樣品中CO的體積分數為。
15.(2022·河南·校聯考模擬預測)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)是無機精細化學品,在造紙、印染等行業(yè)應用廣泛。某科研小組通過以下方案制備Na2S2O4并測定其純度。
已知:①Na2S2O4在空氣中極易被氧化,易溶于水且隨溫度的升高溶解度增大,不溶于乙醇,在堿性介質中較穩(wěn)定。
②低于52℃時Na2S2O4在水溶液中以Na2S2O4·2H2O形態(tài)結晶,高于52℃時Na2S2O4·2H2O在堿性溶液中脫水成無水鹽。
請回答下列問題:
I.Na2S2O4的制備
其制備過程如下:
步驟1:安裝好整套裝置(夾持裝置省略),并檢查裝置的氣密性;
步驟2:在三頸燒瓶中依次加入Zn粉和水,電磁攪拌形成懸濁液;
步驟3:打開儀器a的活塞,向裝置C中先通入一段時間SO2;
步驟4:打開儀器c的活塞滴加稍過量NaOH溶液使裝置C中溶液的pH在8.2~10.5之間;
步驟5:過濾,將濾液經“一系列操作”可獲得Na2S2O4。
(1)儀器b的名稱是。
(2)寫出裝置A中發(fā)生反應的化學方程式:。
(3)裝置B(單向閥)的作用是防倒吸,下列裝置能代替它的是(填字母)。
a.b.c.d.
(4)步驟3中生成物為ZnS2O4,該反應需控制溫度在35~45℃進行,其原因為。
(5)步驟4中,需控制溶液的pH在8.2~10.5之間,其原因為:
①pH太大Zn(OH)2會溶解;
②pH太小Zn2+沉淀不完全;
③。
(6)“一系列操作”包括:
a.攪拌下用水蒸氣加熱至60℃左右;
b.分批逐步加入細食鹽粉,攪拌使其結晶,用傾析法除去上層溶液,余少量母液;
c.趁熱過濾;
d.用乙醇洗滌。
上述操作的合理順序為→干燥(填字母)。
II.Na2S2O4含量的測定
實驗裝置:
實驗原理:[Fe(CN)6]3-+S2O+OH-——SO+[Fe(CN)6]4-+H2O(未配平)。
實驗過程:稱取0.25g樣品加入三頸燒瓶中,加入適量NaOH溶液,打開電磁攪拌器,通過滴定儀控制滴定管向三頸燒瓶中快速滴加0.10mol·L-1,K3[Fe(CN)6]標準溶液,達到滴定終點時消耗24.00mL標準溶液。
(7)樣品中Na2S2O4的質量分數為%(假設雜質不參與反應);若實驗過程中忘記通入N2,對測定Na2S2O4含量的影響是(填“偏低”“偏高”或“無影響”)。
16.(2022·河南·統(tǒng)考二模)某學習小組擬研究FeSO4的分解實驗探究,請你利用所學知識幫該小組完成以下實驗方案。
[實驗目的]探究FeSO4分解產物與溫度關系。
[提出假設]
假設1:Fe2O3、SO3、SO2;
假設2:FeO、SO3、SO2;
假設3:Fe3O4、SO3、SO2。
[查閱資料]幾種物質的物理性質如表所示。
物質SO3SO2O2N2
熔點/℃16.8-72.4-218.4-209.9
沸點/℃44.8-10-182.9-195.8
回答下列向題:
(1)根據所學知識判斷,假設2肯定不成立,理由是。
(2)實驗過程中,在檢查裝置氣密性之后點燃A處酒精燈之前的操作是,(只填操作),當A處固體完全分解后通入N2的目的是。
(3)實驗室用飽和氯化銨溶液和亞硝酸鈉溶液共熱制備N2,該反應的離子方程式為。
(4)低溫浴槽Ⅰ收集的物質是(填化學式),低溫浴槽Ⅱ控制的溫度范圍為。
(5)甲、乙組分別進行實驗,實驗數據如下(不考慮損失,固體已完全分解且固體產物為純凈物):
實驗A處溫度/℃FeSO4質量/g低溫浴槽Ⅰ凈增質量/g低溫浴槽Ⅱ凈增質量/g
甲T13.040.800.64
乙T24.561.600.64
甲組實驗中A裝置得到固體產物是(填化學式)。
(6)為進一步確認固體產物成分,取乙組實驗得到的固體溶于稀硫酸,將溶液分成兩份,進行如下實驗:在一份溶液中滴加鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液,產生藍色沉淀。在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液,觀察到的現象是。
[實驗結論]通過上述實驗,FeSO4分解產物與溫度有關。
[交流反思]FeSO4分解反應中是否有O2生成?
(7)為驗證實驗猜想,他們設計兩種方案檢驗O2:
方案1:將D管導出的氣體通入酸化的淀粉-KI溶液中。
方案2:用帶火星的木條放在D管口處。
假設過程中持續(xù)緩緩通入N2,對比以上兩種方案,其中方案(填“1”或“2”)可行。
17.(2022·河南鄭州·統(tǒng)考三模)某同學查閱資料得知,在無水三氯化鋁的催化作用下,利用乙醇制備乙烯的反應溫度為120℃。反應裝置如下圖所示:
實驗過程:檢驗裝置氣密性后,在圓底燒瓶中加入5g無水三氯化鋁和10mL無水乙醇,點燃酒精燈加熱。
請回答相關問題:
(1)該催化機理如下所示,某同學判斷該機理中一定有水生成,請寫出生成H2O的步驟中反應方程式。
(2)儀器B的名稱為。該實驗所采用的加熱方式優(yōu)點是。實驗裝置中還缺少的儀器是。
(3)B中無水氯化鈣的作用是。甲同學認為可以將B裝置改為裝有濃硫酸的洗氣瓶,老師否定了他的觀點,理由是。
(4)氣囊的作用是。其優(yōu)點是。
(5)溴的四氯化碳溶液的作用是。
(6)中學教材中用乙醇和濃硫酸在170℃時制備乙烯。和教材實驗相比,用三氯化鋁做催化劑制備乙烯的優(yōu)點有(任意寫出兩條即可)。
18.(2022·河南·校聯考模擬預測)亞硝酸鈉(NaNO2)外觀酷似食鹽且有咸味,是一種常用的發(fā)色劑和防腐劑。某化學興趣小組設計實驗制備NaNO2并探究其性質。
查閱資料信息:①2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3.
②酸性KMnO4溶液可將低價氮的氧化物或酸根離子氧化為。
(1)NaNO2的制備(夾持裝置和加熱裝置均已略,已檢查裝置氣密性)。
①若沒有裝置B,則裝置C中Na2O2與水發(fā)生反應:(填化學方程式)。
②制得的NaNO2固體中混有的雜質主要為NaNO3,改進措施是在裝置A、B間添加,提高NaNO2的純度。
③裝置E中發(fā)生的主要反應的離子方程式為。
(2)驗證亞硝酸鈉與70%硫酸反應的氣體產物為NO和NO2的混合氣體。
已知:FeSO4溶液可吸收NO;NO2的沸點為21°C,熔點為-11°C。
①為了檢驗裝置A中生成的氣體產物,裝置的連接順序是A→。(按氣流方向從左到右)
②反應前應打開彈簧夾1,先通入一段時間氮氣,目的是。
③再關閉彈簧夾1,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,裝置A中產生紅棕色氣體。
設計實驗檢驗裝置A中產生的氣體含有NO的操作及現象:。
(3)查閱資料知:酸性條件下NaNO2具有氧化性。利用所供試劑,設計實驗方案驗證此信息:(供選用的試劑有NaNO2溶液、FeSO4溶液、稀硫酸、KSCN溶液)
(4)測定某亞硝酸鈉樣品的純度。
設該樣品的雜質均不與酸性KMnO4溶液反應,可用酸性KMnO4溶液測定NaNO2的含量。稱取2.0g亞硝酸鈉樣品溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL溶液于錐形瓶中,再用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4標準溶液進行滴定,消耗酸性KMnO4標準溶液的體積如表:
實驗組第一組第二組第三組第四組
消耗酸性KMnO4標準溶液的體積/mL9.9710.0212.0110.01
該亞硝酸鈉樣品中NaNO2的質量分數為。
19.(2023·河南焦作·統(tǒng)考一模)已知水合肼(N2H4·H2O)為無色透明的油狀液體,沸點為120.1℃,有毒且不穩(wěn)定,在300℃時分解成N2、NH3、H2和H2O,有淡氨味,具有強堿性、強還原性和吸濕性。某小組為探究其性質進行以下實驗。
Ⅰ.水合肼的實驗室制備。
用NaClO堿性溶液與尿素[CO(NH2)2]水溶液在40℃時反應一段時間后,再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應可以制得水合肼,裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。
(1)反應時應向三頸燒瓶中逐滴滴加NaClO堿性溶液,防止其過量,其原因是。
(2)三頸燒瓶中反應的離子方程式為。
Ⅱ.探究水合肼的分解產物。
該小組成員利用下列裝置(夾持裝置略)熱分解水合肼,并對分解產物(N2、H2、NH3、H2O)進行探究。
(3)C中盛放的試劑為。E中少量銅粉的作用是。
(4)檢查裝置氣密性后,加熱裝置E前需要進行的操作是。
(5)實驗過程中觀察到的現象:G中無現象,H中,Ⅰ中。
(6)N中當時開始收集氣體,若最后檢驗所收集的氣體為N2,能否說明是水合肼熱分解產生的?并說明理由:。
20.(2023·河南·校聯考模擬預測)過氧化鍶()廣泛作為家庭及工業(yè)用漂白劑、洗滌劑、氧化劑。SrO2是一種白色粉末,加熱條件下可與CO2、水蒸氣反應,室溫時在水中逐漸形成無色晶體SrO2·8H2O,與酸作用生成H2O2。
(1)實驗室利用鍶單質制備過氧化鍶可能用到的儀器如圖:
①按氣流從左到右的流向,制備過氧化鍶的導管接口順序為a→(選擇必要的儀器,可重復選擇)。
②SrO2在空氣中會變質生成碳酸鹽,寫出該反應的化學方程式。
(2)通入氨氣的條件下,在水溶液中可制備得到SrO2·8H2O,實驗裝置如圖:
①盛裝H2O2溶液的儀器名稱為。
②寫出該方法制備SrO2·8H2O的離子方程式,NH3的作用是。
③冰水浴的原因是。
(3)為測定SrO2·8H2O樣品的純度,可進行下列實驗:準確稱取3.0gSrO2·8H2O置于錐形瓶中,加入適量的鹽酸充分溶解;加入過量KI溶液,搖勻后置于暗處;充分反應后加入少量淀粉溶液,用1.000mol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至(寫出實驗現象),記下此時消耗標準溶液的體積,重復實驗3~4次,得如表數據:
平行實驗1234
消耗標準溶液體積(mL)19.9819.5020.0020.02
SrO2·8H2O樣品的純度為(已知:I2+2S2O=2I-+S4O)
參考答案:
1.C
【分析】A裝置稀酸和FeS反應生成H2S氣體,H2S氣體通入B裝置和含Ag+、Cd2+溶液反應,裝置C是為了檢驗硫化氫氣體是否過量;
【詳解】A.X如果為稀硝酸,會產生NO氣體,達不到實驗目的,A項錯誤;
B.若裝置B中先生成黑色沉淀,不能根據沉淀先后去證明的溶解度小于CdS,B項錯誤;
C.關閉活塞K則停止通入氣體,可以讓反應停止,C項正確;
D.用濃鹽酸和制備氯氣時需要加熱,不能用裝置A,D項錯誤;
答案選C。
2.B
【詳解】A.配制100mL0.1mol·L-1的氯化鈉溶液需要的玻璃儀器有100mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管和玻璃棒,故A不符合題意;
B.探究Fe2+的還原性,可以讓FeSO4溶液和氯水反應,用KSCN溶液檢驗生成的Fe3+,探究Fe2+的氧化性,可以讓FeSO4溶液和鋅片反應觀察鋅片表面生成Fe單質,探究Fe3+的氧化性,可以讓FeCl3溶液和KI溶液反應,用淀粉溶液檢驗生成的I2,依據所提供的實驗藥品和儀器能完成實驗項目,故B符合題意;
C.銅不和稀硫酸反應,應該選用濃硫酸來探究不同價態(tài)硫元素之間的轉化,故C不符合題意;
D.用化學沉淀法去除粗鹽中的雜質離子需要的操作是過濾,所用玻璃儀器要包含漏斗,故D不符合題意;
故選B。
3.D
【分析】實驗2、3、4說明鐵與鐵氰化鉀溶液能直接反應,實驗1說明鐵粉表面氧化膜阻礙了鐵與鐵氰化鉀溶液的反應,實驗3說明氯離子能破壞鐵粉表面的氧化膜,有利于鐵與鐵氰化鉀溶液的反應。
【詳解】A.由分析可知,實驗1中長時間無藍色沉淀出現能是因為鐵粉表面的氧化膜阻礙了鐵與鐵氰化鉀溶液的反應,故A正確;
B.由分析可知,氯離子能破壞鐵粉表面的氧化膜,有利于鐵與鐵氰化鉀溶液的反應,故B正確;
C.由分析可知,實驗2、3、4說明鐵與鐵氰化鉀溶液能直接反應,故C正確;
D.鐵、碳、氯化鈉溶液組成的原電池中,氯化鈉溶液電離出的氯離子會破壞鐵表面的氧化膜,若直接向原電池中滴加鐵氰化鉀溶液,鐵與鐵氰化鉀溶液能直接反應,無法檢驗溶液中是否存在亞鐵離子,不能檢驗是否發(fā)生原電池反應,故D錯誤;
故選D。
4.C
【詳解】A.濃硫酸的密度比乙醇的大,應在不斷攪拌下向乙醇中加入濃硫酸,A項錯誤;
B.裝置b中應盛放濃的溶液,因高錳酸鉀溶液可氧化乙烯,B項錯誤;
C.先與水反應生成,再與乙烯加成,C項正確;
D.與水互溶,應先中和再蒸餾,D項錯誤;
答案選C。
5.D
【詳解】A.陰離子不相同,不能用于比較Fe3+和Cu2+的催化效率,故A錯誤;
B.KI溶液中先加淀粉,后加硫酸,試劑順序不合理,故B錯誤;
C.氫氧化銅能與氨水反應生成深藍色的溶液,生成了銅氨絡離子,不能證明存在沉淀溶解平衡,故C錯誤
D.蔗糖在濃硫酸作用下發(fā)生水解反應后,調節(jié)溶液至堿性,加入銀氨溶液,水浴加熱,發(fā)生銀鏡反應,銀元素化合價降低,則蔗糖水解產物中有還原性糖,故D正確;
故選:D。
6.D
【詳解】A.過氧化鈉有強氧化性,能氧化亞鐵離子,不能說明硫酸亞鐵已變質,故A不符合題意;
B.向Cu(NO3)2溶液中加入含淀粉的KI溶液,溶液變藍色,說明I元素的化合價升高,KI被氧化,則Cu元素的化合價降低,被還原生成白色沉淀CuI,故B不符合題意;
C.CaCl2溶液與NaHCO3溶液不反應,不能產生白色沉淀,故C不符合題意;
D.在乙醇中加入一小塊鈉,鈉沉入底部并觀察到氣泡產生,這說明鈉的密度大于乙醇的密度,乙醇含有羥基和鈉反應生成氫氣和乙醇鈉,故D符合題意。
故選D。
7.(1)增大接觸面積,提高反應速率CO2、SO2
(2)98.5%
(3)2+4+6H+=(NH4)2Mo4O13·2H2O↓+H2O
(4)用玻璃棒引流,向漏斗中注入冷水直至沒過沉淀,待水自然流下后,重復操作2~3次蒸發(fā)濃縮,在20°C以下冷卻結晶
(5)Ni4O5(2NiO·Ni2O3)
【分析】廢鉬催化劑加入純堿、空氣焙燒生成氣體有二氧化碳、二氧化硫,物質有鉬酸鈉、鐵鎳氧化物,水浸后過濾慮液中的鉬酸鈉用硝酸銨硝酸沉鉬得到鉬酸銨沉淀,濾渣用硫酸酸浸,加碳酸鈉沉鐵,加碳酸氫鈉沉鎳,最后轉化為硫酸鎳。
【詳解】(1)多層逆流焙燒可以增大反應物的接觸面積,提高反應速率;生成氣體是二氧化碳和二氧化硫氣體;
(2)沉鎳后碳酸根離子濃度為1.0×10-5mol·L-1,由溶度積常數計算公式Ksp(NiCO3)=1.5×10-7,計算出c(Ni2+)=1.5×10-2,沉鎳率=;
(3)沉鉬最后得到(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀,反應的離子有、和氫離子,方程式為2+4+6H+=(NH4)2Mo4O13·2H2O↓+H2O;
(4)洗滌沉淀的操作是:用玻璃棒引流,向漏斗中注入冷水直至沒過沉淀,待水自然流下后,重復操作2~3次;
(5)溶液中結晶應該是蒸發(fā)濃縮,由于溫度低于20°C時,以NiSO4·7H2O形式結晶,所以要冷卻到20°C以下結晶;40min時殘留的是氧化物,鎳元素沒有丟失,計算出鎳氧比就可以了,n(Ni)=,n(O)=4:5,化學式為Ni4O5。
8.(1)粉碎礦石、攪拌、適當增大空氣的進入量
(2)A
(3)2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-
(4)完全氧化Fe2+(或其他合理答案)3灼燒
(5)2Au+3H2O2+8HCl=2HAuCl4+6H2O
(6)39%
【分析】含金黃鐵礦通入空氣煅燒,得到熔融物加入稀硫酸酸浸,鐵反應成為濾液,濾渣加入NaCN、高壓空氣得到浸取液,加入鋅得到粗金,處理得到純金加入濃鹽酸、濃硝酸得到HAuCl4,處理得到一種Au單原子新型材料;
【詳解】(1)提高“熔池”中反應速率的措施有粉碎礦石、攪拌、適當增大空氣的進入量等;
(2)流程中反應需要在燒杯中進行,故需要使用燒杯,故選A;
(3)“沉金”中,另一種產物是Na2[M(CN)4]且其為強電解質:Na2[M(CN)4]=2Na++[M(CN)4]2-,“沉金”后得到粗金中含有鋅,則金屬M為鋅,鋅和[Au(CN)2]-發(fā)生置換反應生成金和[Zn(CN)4]2-,離子方程式2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-;
(4)①氯氣具有氧化性,能將亞鐵離子氧化為鐵離子,通入過量Cl2的目的是完全氧化Fe2+(或其他合理答案)。
②已知:常溫下,Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10-38;一般地,當離子濃度不超過1.0×10-5mol·L-1時,認為該離子已沉淀完全,則鐵離子完全沉淀時,,pOH=11,pH=3,則“調pH”最低值為3。
③氫氧化鐵煅燒生成氧化鐵和水,故制備鐵紅“操作”名稱是灼燒;
(5)過氧化氫具有強氧化性,純金溶于含雙氧水的濃鹽酸也能制備HAuCl4,反應中金發(fā)生氧化反應、過氧化氫發(fā)生還原反應生成HAuCl4和水,2Au+3H2O2+8HCl=2HAuCl4+6H2O;
(6)若步驟a、b、c的產率依次為75%、80%、65%,則由金制備該材料的總產率為75%×80%×65%=39%。
9.(1)排出體系中的空氣,防止LiOH·H2O與CO2反應以及Li2S被氧化
(2)FeS+2H+=Fe2++H2S↑H2
(3)球形冷凝管b防止倒吸NaOH溶液
(4)2LiHSLi2S+H2S↑油浴
(5)89.84
【分析】LiOHH2O在Ar氛圍中減壓脫水,通入Ar防止空氣中CO2與LiOH反應,減壓脫水,防止LiOH受熱分解,LiOH與H2S在Ar以及吡咯烷酮中發(fā)生反應生成LiHS,然后LiHS在Ar氛圍中加熱到190℃,LiHS分解為Li2S,根據題中所給信息,通入Ar的目的防止Li2S氧化,然后離心過濾得到Li2S,據此分析。
【詳解】(1)檢驗脫水中,通入Ar,避免空氣中CO2與LiOH反應,Li2S加熱條件下易被氧化,通入Ar排除裝置中的氧氣,故答案為排出體系中的空氣,防止LiOH·H2O與CO2反應以及Li2S被氧化;
(2)FeS與稀硫酸制備硫化氫氣體,利用酸性強的制備酸性弱的,其離子防塵是為FeS+2H+=Fe2++H2S↑,該反應為固體與液體不需加熱制備氣體,制備裝置相同的有H2、CO2等;故答案為FeS+2H+=Fe2++H2S↑;H2、CO2等;
(3)①根據裝置圖可知,儀器X為球形冷凝管;冷卻水下進上出,即從b口通入;故答案為球形冷凝管;b;
②兩個空錐形瓶的作用是作安全瓶,防止倒吸;故答案為防止倒吸;
③硫化氫有毒,需要尾氣吸收,一般用堿液吸收,即試劑Y為NaOH溶液;故答案為NaOH;
(4)根據上述流程,LiHS分解成H2S和Li2S,其反應方程式為2LiHSLi2S+H2S↑;熱解溫度190℃,而水的沸點為100℃,因此采用油浴加熱;故答案為2LiHSLi2S+H2S↑;油??;
(5)根據鋰原子守恒,Li2S理論值為,產率為=89.84%;故答案為89.84。
10.(1)“碾碎”是為了增大固液反應的接觸面積,加快反應速率,提高浸出率“灼燒”是為了除去正極上的有機附著物,利于后續(xù)反應
(2)6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O
(3)+6
(4)5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+
(5)洗滌烘干
(6)7.10
【分析】廢舊電池充分放電后加足量氯化鈉溶液溶解,過濾后將固體粉碎,并充分灼燒,所得固體加硫酸酸化后再加過氧化氫,將電池中得金屬元素轉化成Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+等,過濾后,在濾液中加過二硫酸鉀溶液將錳離子氧化成二氧化錳,過濾得到α-MnO2,據此分析解答。
(1)
正極材料的主要成分為LiNixCoyMn1-x-yO2,另含有聚偏氟乙烯和乙炔黑,對正極材料進行“碾碎”可以增大固體接觸面積有利于其燃燒更充分,再“灼燒”可將其中得聚偏氟乙烯和乙炔黑燃燒除去,防止干擾后續(xù)分離,故答案為:“碾碎”是為了增大固液反應的接觸面積,加快反應速率,提高浸出率;“灼燒”是為了除去正極上的有機附著物,利于后續(xù)反應;
(2)
若x=y=,正極片與H2SO4溶液和H2O2溶液共同反應生成硫酸鋰,硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳,根據得失電子守恒可得化學方程式6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O,故答案為:6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O;
(3)
過二硫酸鉀中K為+1價、存在一個過氧鍵,有兩個氧為-1價,則S為+6價,故答案為:+6;
(4)
“浸出液”中加入K2S2O8溶液時,溶液出現紫紅色,說明過二硫酸鉀將二價錳離子氧化成高錳酸根離子,1mol二價錳離子失5mol電子,1molS2O轉變成硫酸根離子得2mol電子,根據得失電子守恒可得反應方程式為:5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+,故答案為:5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+;
(5)
要得到純凈干燥的α—MnO2,過濾后需要對固體進行洗滌,洗滌后再烘干水分得到純凈干燥得α—MnO2,故答案為:洗滌;干燥;
(6)
正極材料中錳元素的質量分數為18.17%,若用以上工藝流程處理100g正極材料制備α—MnO2,其產率達96%,則生成的二氧化錳中的錳元素質量為100g×18.17%×96%=17.44g,則生成的二氧化錳的物質的量為:,根據,則生成氯氣的物質的量為0.317mol,體積約為:0.317mol×22.4L/mol=7.10L,故答案為:7.10。
11.(1)鐵3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)2:1
(3)溫度低時KMnO4會結晶析出而造成損失冷卻結晶過濾(洗滌)
(4)b溶液由無色變?yōu)榉奂t色,且半分鐘內不褪色
(5)80%
【詳解】(1)根據圖示信息,利用KClO3和KOH熔融物加熱條件下,制取K2MnO4,因KOH可與二氧化硅發(fā)生反應,石英坩堝的主要成分為二氧化硅,故應選擇使用鐵坩堝作為反應容器;所KClO3和KOH熔融物中加入MnO2,制取K2MnO4的化學方程式為:。
答案為:鐵;。
(2)結合題干信息,通入CO2調節(jié)到溶液呈弱堿性時K2MnO4發(fā)生歧化反應的化學方程式為:,K2MnO4發(fā)生歧化生成KMnO4和MnO2,反應中Mn元素化合價有+6價分別變化為+7和+4價,根據得失電子守恒,則氧化產物與還原產物的物質的量之比為2:1。
答案為:2:1。
(3)K2MnO4發(fā)生歧化生成KMnO4和MnO2,溫度降低KMnO4溶解度降低,趁熱過濾是為了減少KMnO4析出,提高產品的產率;將濾液進行的一系列操作包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥,得到高錳酸鉀固體。
答案為:溫度低時KMnO4會結晶析出而造成損失;冷卻結晶;過濾(洗滌)。
(4)KMnO4溶液具有強氧化性,會腐蝕橡膠,應裝入酸式滴定管,故應裝入圖3的b中;達到滴定終點時Na2C2O4反應完全,終點現象為滴入最后一滴高錳酸鉀,溶液由無色變?yōu)榉奂t色,且半分鐘內不褪色。
答案為:b;滴入最后一滴高錳酸鉀,溶液由無色變?yōu)榉奂t色,且半分鐘內不褪色。
(5),n()=20.00mL10-30.50mol·L-1=0.01mol,則n()=410-3mol,m()=410-3mol158g/mol10=6.32g,則產品中高錳酸鉀的質量分數為。
答案為:80%。
12.(1)玻璃棒
(2)否燒杯中液體散熱快,導致部分產品析出附在內壁等
(3)c→a→b→e→d→f→h向上
(4)平衡氣壓,防倒吸向布氏漏斗中加入蒸餾水浸沒固體,打開。水龍頭,待液體全部流下,重復2~3次
(5)促進乙醚與水分層(其他合理答案也可給)
(6)乙醇易溶于水且沸點較高,四氯化碳沸點較高,蒸發(fā)四氯化碳需要較高的溫度,導致產品脫水(或分解)(其他合理答案可酌情給分)
【詳解】(1)步驟1“攪拌”時使用的儀器名稱是玻璃棒。
(2)步驟3采用如圖1裝置過濾,不用燒杯替代錐形瓶,原因是:燒杯中液體散熱快,導致部分產品析出附在內壁等。
(3)步驟4中,用如圖2裝置萃取、分液,操作為:涂凡士林、檢查旋塞、玻璃塞是否漏水、將溶液和乙醚轉入分液漏斗并逐滴加入鹽酸、倒轉分液漏斗,小心振蕩、旋開旋塞放氣、經幾次振蕩并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺上靜置、打開旋塞,待下層液體完全流出后,關閉旋塞,將上層液體倒出其中,完成操作d時分液漏斗下端向上傾斜,排列順序為c→a→b→e→d→f→h。
(4)利用圖3裝置完成“抽濾”,安全瓶的主要作用是平衡氣壓,防倒吸;洗滌產品的操作是:向布氏漏斗中加入蒸餾水浸沒固體,打開。水龍頭,待液體全部流下,重復2~3次。
(5)步驟5中加入3.0mL蒸餾水的目的是促進乙醚與水分層(其他合理答案也可給)。
(6)實驗中,不能用乙醇、四氯化碳替代乙醚作萃取劑的主要原因是:乙醇易溶于水且沸點較高,四氯化碳沸點較高,蒸發(fā)四氯化碳需要較高的溫度,導致產品脫水(或分解)。
13.(1)除去廢銅屑表面的油污
(2)H2O2和H2SO4
(3)Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2+++2OH-+8H2O
(4)關閉使裝置內產生負壓
(5)防止晶體受熱分解
(6)中和氨水(或防止氨的揮發(fā));增強溶液酸性,防止Cu2+和水解
(7)減壓蒸餾
【詳解】(1)油污在堿性條件下易水解,步驟①中采取“堿煮水洗”,目的是除去廢銅屑表面的油污。
(2)稀硫酸的氧化性不強,Cu在常溫下不和稀硫酸反應,但加入氧化劑如H2O2后,Cu可以和H2O2、H2SO4的混合溶液反應生成CuSO4,步驟②需要加入的試劑是H2O2和H2SO4。
(3)將上述制備的CuSO4溶液加入裝置A中,滴加6mol·L-1氨水時,有淺藍色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;繼續(xù)滴加氨水,沉淀消失,得到深藍色[Cu(NH3)4]SO4溶液,該過程的離子方程式為:Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2+++2OH-+8H2O。
(4)抽濾時,抽氣泵處于工作狀態(tài),活塞需關閉,作用是使裝置內產生負壓。
(5)晶體采用冷風吹干而不用加熱烘干的原因是:防止晶體受熱分解。
(6)向廢液中加入硫酸的作用是中和氨水(或防止氨的揮發(fā));增強溶液酸性,防止Cu2+和水解。
(7)(NH4)2SO4溶液受熱易分解,則回收乙醇的實驗方法為減壓蒸餾。
14.(1)decbhi(ih)fgk
(2)檢查裝置的氣密性A
(3)2OH-+CO2=CO+H2O
(4)(NH4)2CO3取少量黑色固體于試管中,向其中滴加濃硝酸,固體全部溶解并有少量紅棕色氣體產生,繼續(xù)滴加NaCl溶液,產生白色沉淀,說明黑色固體為單質銀CO+2Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3或CO+2Ag(NH3)2OH+2H2O=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3·H2O
(5)8.96%
【分析】A裝置是CO2氣體發(fā)生裝置,生成的CO2氣體含有HCl和水蒸氣,通過C中飽和NaHCO3溶液除去HCl,裝置B中濃硫酸除去水蒸氣,通過E加熱和鋅發(fā)生反應,裝置D中氫氧化鈉溶液用于吸收未反應的二氧化碳,CO進入裝置銀氨溶液觀察是否產生黑色固體,以驗證CO是否存在,F用于點燃除去多余的CO氣體,以此解答該題。
(1)
由分析知,按氣流從左到右的方向,裝置的連接順序為a→decbhi(ih)fgk。
(2)
裝置連接好后,裝藥品之前的操作為檢查裝置的氣密性;實驗結束時應先熄滅酒精燈,再關閉活塞K,故選A。
(3)
裝置D中氫氧化鈉溶液的作用是吸收未反應的二氧化碳,用離子方程式表示為2OH-+CO2=CO+H2O。
(4)
①由abc、結合質量守恒知:向上層清液中滴加幾滴Ba(OH)2溶液產生的白色渾濁出現為碳酸鋇,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體為氨氣,而上層清液的pH=10呈堿性,則上層清液中含有NH3·H2O和(NH4)2CO3。
②欲設計實驗證明黑色固體是Ag單質,可利用信息ⅱ:利用濃硝酸使銀轉變?yōu)殂y離子予以檢驗。則其操作為:取少量黑色固體于試管中,向其中滴加濃硝酸,固體全部溶解并有少量紅棕色氣體產生,繼續(xù)滴加NaCl溶液,產生白色沉淀,說明黑色固體為單質銀。
③已知信息i:CO能與銀氨溶液[Ag(NH3)2OH]反應產生黑色固體Ag,則銀氨溶液[Ag(NH3)2OH]為氧化劑、CO為還原劑,氧化產物為(NH4)2CO3,又知CO與銀氨溶液反應中有NH3生成,則該反應的化學方程式:CO+2Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3或CO+2Ag(NH3)2OH+2H2O=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3·H2O。
(5)
由信息可知5CO+I2O55CO2+I2,所以得關系式5CO~I2~2Na2S2O3即5CO~2Na2S2O3,n(CO)=n(Na2S2O3)=××(0.0100mol·L-1×0.02000L)=2×10-3mol,V(CO)=2×10-3mol×22.4L·mol-1×1000mL·L-1=44.8mL;故樣品中CO的體積分數=×100%=8.96%。
15.(1)蒸餾燒瓶
(2)2NaHSO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+2H2O+2SO2↑
(3)bd
(4)溫度較低時,反應速率較慢,溫度較高時,SO2的溶解度較小
(5)堿性環(huán)境下,Na2S2O4能穩(wěn)定存在
(6)bacd
(7)83.52偏低
【詳解】(1)根據題圖可以看到,該燒瓶圓底,無支管,所以是“圓底燒瓶”;
(2)復分解反應,強酸制弱酸,方程式為“2NaHSO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+2H2O+2SO2↑”;
(3)裝置防倒吸一般按照氣流短進長出或者短進短出的方案選擇儀器,所以本問應選填“bd”;
(4)若反應溫度過低,反應速率過慢,反應時間過長,而溫度過高,氣體在反應液中溶解度變低,無法充分參與反應,所以本問應填“溫度較低時,反應速率較慢,溫度較高時,SO2的溶解度較小”;
(5)根據題目所給條件可知本問應填“堿性環(huán)境下,Na2S2O4能穩(wěn)定存在”;
(6)過濾除去沉淀后,在濾液中加入NaCl,提高溶液中Na+濃度,促進Na2S2O4結晶析出,對偏堿性溶液加熱至52℃以上,再趁熱過濾,獲得無結晶水的Na2S2O4晶體,獲得晶體后用乙醇洗滌晶體,除去殘留濾液,降低晶體溶解損失,所以本問應填“bacd”;
(7)配平離子方程式:“”,
設樣品中的物質的量為x,根據配平計算
解之,得x=1.2×10-3mol,所以Na2S2O4在樣品中的質量分數為;若實驗過程中未通N2做保護氣,則樣品中的有效成分會被空氣中的氧氣所氧化,則滴定消耗的K3[Fe(CN)6]標準溶液會偏少,則計算所得質量分數會“偏小”。
16.(1)化合價只有降低,不符合氧化還原反應化合價變化規(guī)律
(2)通入一段時間N2使A中殘留的三氧化硫和二氧化硫分別排入I和Ⅱ中
(3)
(4)SO316.8℃-44.8℃
(5)Fe2O3
(6)溶液顯紅色或血紅色
(7)1
【詳解】(1)根據所學氧化還原反應的規(guī)律可知,有元素化合價的升高,必有元素化合價降低,而假設2中根據分解產物分析可知,反應后部分硫元素化合價降低,但無化合價升高的元素,不符合氧化還原反應的規(guī)律,所以假設2錯誤,故答案為:化合價只有降低,不符合氧化還原反應化合價變化規(guī)律;
(2)實驗過程中,在檢查裝置氣密性之后點燃A處酒精燈之前需通入一定量氮氣,可排除裝置內的空氣,避免氧氣或水蒸氣干擾實驗;當A處固體完全分解后通入N2,隨著氣流方向可使產生的氣體全部進入下一裝置,使其全部被吸收,故答案為:通一段時間N2;使A中殘留的二氧化硫和三氧化硫分別排入I和Ⅱ中;
(3)飽和氯化銨溶液和亞硝酸鈉溶液共熱可發(fā)生歸中反應生成氮氣、氯化鈉和水,其離子方程式為:;
(4)根據表中數據可知,SO3的沸點為44.8℃,SO2的沸點為-10℃,所以在低溫浴槽I中收集SO3,II中收集SO2,且II的溫度范圍選擇是高于熔點,低于沸點,應該是以液態(tài)收集,防止固體堵塞導管。所以解析中,I的溫度范圍應選擇16.8℃-44.8℃;
(5)甲組實驗中,FeSO4的質量為3.04g,則其物質的量為=0.02mol,低溫浴槽Ⅰ中SO3的質量為0.8g,所以物質的量為=0.01mol,低溫浴槽Ⅱ中SO2的質量為0.64g,所以其物質的量為=0.01mol,根據元素守恒可知,得到的固體為Fe2O3,其物質的量為0.01mol;
(6)根據小問(5)分析可知,乙組實驗中,FeSO4的質量為4.56g,則其物質的量為=0.03mol,低溫浴槽Ⅰ中SO3的質量為1.60g,所以物質的量為=0.02mol,低溫浴槽Ⅱ中SO2的質量為0.64g,所以其物質的量為=0.01mol,根據元素守恒可知,得到的固體為Fe3O4,其物質的量為0.01mol,所以取乙組實驗得到的固體溶于稀硫酸,溶液中含鐵離子與亞鐵離子,在一份溶液中滴加鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液,會產生藍色沉淀,在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液,觀察到的現象是會觀察到溶液顯紅色或血紅色;
(7)N2不燃燒也不支持燃燒,假設過程中持續(xù)緩緩通入N2,若用帶火星木條檢驗氧氣的存在,現象會受干擾,而氧氣具有氧化性,在酸性條件下可氧化碘離子生成能使淀粉變藍的碘單質,不受氮氣的干擾,所以選擇實驗方案1可行。
17.(1)
(2)球形干燥管受熱均勻,便于控制溫度溫度計
(3)除去乙烯中的水和乙醇濃硫酸和乙烯能發(fā)生加成反應
(4)收集乙烯氣體不會引入水蒸氣
(5)驗證生成的乙烯或吸收多余的乙烯氣體,防止污染空氣
(6)反應條件溫和(溫度低)、副反應少、產物更純凈、反應剩余物易處理(任意寫兩點)
【分析】該實驗中乙醇在無水氯化鋁作用下發(fā)生消去反應生成乙烯和水,無水氯化鈣干燥乙烯,并吸收揮發(fā)的乙醇,C中收集乙烯,D中可以驗證生成物為乙烯。
(1)
根據機理圖可以看出,產物為乙烯,無水氯化鋁應為催化劑,故過程中生成的;
(2)
儀器B的名稱為球形干燥管;該實驗反應溫度為120℃,所采用的加熱方式優(yōu)點是受熱均勻,便于控制溫度;該實驗需要控制溫度為120℃,還需要溫度計;
(3)
根據分析,除去乙烯中的水和乙醇;若將B裝置改為盛有濃硫酸的洗氣瓶,濃硫酸和乙烯能發(fā)生加成反應;
(4)
根據分析,氣囊的作用是收集乙烯氣體,氣囊可以避免與空氣中的水接觸,故其優(yōu)點是不會引入水蒸氣;
(5)
根據分析,乙烯與溴的四氯化碳溶液反應,故溴的四氯化碳溶液的作用是:驗證生成的乙烯或吸收多余的乙烯氣體,防止污染空氣;
(6)
本實驗的溫度低,沒有用到濃硫酸,優(yōu)點為:反應條件溫和(溫度低)、副反應少、產物更純凈、反應剩余物易處理(任意寫兩點)。
18.(1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑一個裝有蒸餾水的洗氣瓶,將NO2轉化成NO5NO+3MnO+4H+=5NO+3Mn2++2H2O
(2)C、E、D、B排盡裝置中的空氣,防止生成的NO被氧化,干擾氣體產物的檢驗反應一段時間后,打開彈簧夾2,向裝置D中通入氧氣,裝置D中氣體由無色變?yōu)榧t棕色
(3)取少量FeSO4溶液于試管中,向試管中先滴入稀硫酸酸化.再滴入幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,
然后滴加少量NaNO2溶液,此時溶液由淺綠色變?yōu)檠t色,證明酸性條件下NaNO2具有氧化性
(4)86.25%
【分析】裝置A制備NO氣體,裝置B干燥NO,裝置C根據反應2NO+Na2O2=2NaNO2制備NaNO2,裝置D防止水蒸氣進入C中,裝置E吸收過量的NO,防止污染空氣,
【詳解】(1)①金屬銅和稀硝酸反應制得的一氧化氮會帶出少量水,水會和過氧化鈉發(fā)生反應生成NaOH和氧氣,反應方程式為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
②制得的NaNO2中混有較多的NaNO3雜質.說明制得的NO中混有NO2,可以在裝置A.B間添加-一個裝有蒸餾水的洗氣瓶,將NO2轉化成NO,或添加可直接吸收NO2的裝置;
③裝置E中NO和高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應生成硝酸鉀和錳離子,發(fā)生的主要反應的離子方程式為5NO+3+4H+=5+3Mn2++2H2O;
(2)①裝置C用于吸收水蒸氣,裝置E用于冷卻二氧化氮,裝置D用于檢驗NO,裝置B用于處理尾氣,裝置按氣流從左到右的連接順序是A→C→E→D→B;
②經分析物質性質可知,反應產物中應該含有NO,NO很容易被氧氣氧化,故通入氮氣的目的是排盡裝置中的空氣,防止生成的NO被氧化,干擾氣體產物的檢驗;
③檢驗裝置A中產生的氣體含有NO的操作及現象:反應一段時間后,打開彈簧夾2,向裝置D中通入氧氣,裝置D中氣體由無色變?yōu)榧t棕色;
(3)利用亞硝酸鈉氧化碘化鉀生成單質碘,碘遇淀粉顯藍色,則實驗方案是:取碘化鉀溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍,證明NaNO2具有氧化性;或者取硫酸亞鐵溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,滴加少許NaNO2溶液,此時溶液由淺綠色變?yōu)檠t色,證明NaNO2具有氧化性;
(4)反應
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