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阶段过关检测(五) 化学实验
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Fe—56
一、选择题(每小题3分,共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列实验装置可使反应顺利进行或能有效保证实验安全的是( B )
A.①②④ B.①②③
C.②③④ D.①③④
解析:①中橡胶管可平衡气压,使分液漏斗中的液体顺利滴下,④无此功能;②中若气流过快,会将液体压入漏斗中暂时储存起来,避免发生危险;③中气体产生的速率过快时,气体会暂时储存在气球中,避免发生危险。
2.下列对常用仪器的表述正确的是( C )
A.用NaCl固体和浓硫酸各自配制0.5 mol·L-1的溶液,所用仪器完全相同
B.酸式滴定管注入NaHCO3溶液之前应进行检漏、洗涤和润洗
C.过滤、溶解、蒸发操作中都需要使用玻璃棒
D.用小试管和胶头滴管不能鉴别出Na2CO3溶液、稀盐酸、Ba(OH)2溶液、酚酞试液
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解析:固体需要用托盘天平称量,液体需要用量筒量取,故A错误;NaHCO3溶液呈碱性,应用碱式滴定管,故B错误;在固体溶解过程中,用玻璃棒搅拌,加速固体溶解;在过滤时,用玻璃棒引流;在蒸发过程中,用玻璃棒搅拌,使液体均匀受热,防止液体飞溅,故C正确;Na2CO3与盐酸反应时,向盐酸中加碳酸钠溶液,开始就生成气体,而向碳酸钠溶液中加盐酸,先没有气体后生成气体,现象不同,可鉴别,然后加入碳酸钠有沉淀的是氢氧化钡溶液,剩余的是酚酞溶液,故D错误。
3.如图所示分离混合物时常用的仪器,从左至右,对应的混合物分离操作方法正确的是( A )
A.蒸馏、分液、蒸发、过滤 B.蒸发、过滤、蒸馏、分液
C.蒸馏、过滤、蒸发、分液 D.蒸发、分液、蒸馏、过滤
解析:蒸馏烧瓶用于沸点相差较大的两种液体的分离或难挥发性固体和液体的分离,即蒸馏;分液漏斗用来分离互不相溶的液体或用来分离在不同溶剂中溶解度不同的混合物,即分液或萃取;蒸发皿用于可溶性固体和液体的分离,即蒸发;普通漏斗用于分离互不相溶的固体和液体,即过滤;所以从左至右,可以进行的混合物分离操作分别是蒸馏、分液(或萃取)、蒸发、过滤。
4.下列盛放试剂的方法正确的是( D )
A.氢氟酸或浓硝酸存放在带橡胶塞的棕色玻璃瓶中
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B.汽油或煤油存放在带橡胶塞的玻璃瓶中
C.碳酸钠溶液或氢氧化钙溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
D.氯水或硝酸银溶液存放在配有磨口塞的棕色玻璃瓶中
解析:A项,氢氟酸可与玻璃中的SiO2反应,浓HNO3有强氧化性,不能用橡胶塞;B项,汽油可使橡胶溶胀;C项,碱性溶液与玻璃中的SiO2反应,生成有黏性的Na2SiO3,不能用磨口塞;D项,氯水中的HClO和AgNO3见光易分解,存放在有磨口塞的棕色玻璃瓶中。
5.下列说法正确的是( A )
A.溶液配制、中和滴定实验中,容量瓶、锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用;而滴定管、移液管用蒸馏水洗净后,必须干燥或用待盛液润洗2～3次后方可使用
B.检验硫酸亚铁铵晶体中是否含有结晶水:取一试管,用药匙加入2 g硫酸亚铁铵晶体,并在试管口塞上一团蘸有少量无水硫酸铜粉末的棉花,同时塞紧塞子,点燃酒精灯加热试管,观察现象
C.将在空气中灼烧呈黑色的铜丝趁热插入盛有乙醇的试管中,铜丝变红色;反复数次,试管中的液体出现刺激性气味,表明乙醇已被铜氧化为乙醛
D.向5 mL 0.4 mol·L-1 NaOH溶液中先加入3滴1 mol·L-1 MgCl2溶液,然后再加入3滴1 mol·L-1 FeCl3溶液,能证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀
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解析:容量瓶、锥形瓶用蒸馏水洗净后用于配制溶液或进行中和滴定,不会因此而造成误差,但滴定管、移液管用蒸馏水洗净后,必须干燥或用待盛液润洗2～3次后方可使用,否则会使所盛溶液稀释,故A正确;使硫酸铜粉末变蓝色,可能是空气中的水蒸气,故B错误;乙醇在Cu作催化剂时被O2氧化为乙醛,不是被Cu氧化为乙醛,故C错误;NaOH溶液中滴入的MgCl2溶液少,NaOH溶液过量,再滴入FeCl3溶液时,出现红褐色沉淀,应是过量的NaOH与FeCl3反应生成的,不能证明Mg(OH)2沉淀可以转化为Fe(OH)3沉淀,故D错误。
6.下列实验操作中,错误的是( D )
A.配制5%食盐溶液时,将称量的食盐放入烧杯中加适量的水搅拌溶解
B.硫酸铜结晶水含量测定时,需用小火缓慢加热,防止晶体飞溅
C.测定未知NaOH溶液浓度时,酸式滴定管需用标准酸液润洗2～3次
D.配制0.1 mol/L的H2SO4溶液时,将量取的浓H2SO4放入容量瓶中加水稀释
解析:配制一定质量分数的溶液时,应将称量的食盐放入烧杯中加适量的水搅拌溶解,故A正确;硫酸铜结晶水合物在温度较高时易分解,铜结晶水含量测定时,需用小火缓慢加热,防止晶体飞溅,造成实验误差,故B正确;为防止标准液浓度偏小,带来实验误差,滴定管在洗涤后需要标准液润洗,故C正确;容量瓶只能在常温下使用,不能用来稀释溶液,稀释浓硫酸时,应将量取的浓硫酸沿烧杯内壁缓缓加入盛有水的烧杯中稀释,并用玻璃棒不断搅拌,故D错误。
7.有学生为了证明SO2是一种酸性氧化物,做了以下实验:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2
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气体,溶液褪色。关于该实验下列说法错误的是( A )
A.该实验一定能证明SO2是一种酸性氧化物
B.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+2NaOH
Na2SO3+H2O
C.若SO2是一种酸性氧化物,溶液中可能发生的反应是SO2+Na2SO3+
H2O2NaHSO3
D.若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加酚酞或氢氧化钠溶液
解析:向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入过量的SO2气体,溶液褪色,一方面说明二氧化硫溶于水生成酸,酸与碱发生中和反应,溶液呈酸性,溶液褪色,另一方面,SO2与酚酞反应虽然有NaOH,但不显色;二氧化硫过量,则溶液中发生的反应是SO2+NaOHNaHSO3,若要证明SO2是一种酸性氧化物,还需在实验结束后再加氢氧化钠溶液,若溶液又变红,则说明褪色原因是SO2与NaOH反应,显示其酸性氧化物的性质,而不是SO2与酚酞反应,则进一步证明结论正确。
8.探究浓硫酸和铜的反应,利用下列装置进行相应实验正确的是( C )
A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应
B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气
C.用装置丙稀释反应后的混合液
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D.用装置丁测定余酸的浓度
解析:铜与浓硫酸反应需要加热,装置甲没有加热装置,A项错误;SO2的密度大于空气的密度,收集SO2时应“长管进短管出”,B项错误;NaOH溶液不能盛放在酸式滴定管中,D项错误。
9.下列实验设计能够成功的是( C )
A.检验亚硫酸钠试样是否变质
试样 白色沉淀沉淀不溶解→说明试样已变质
B.除去粗盐中含有的硫酸钙杂质
粗盐 精盐
C.检验某溶液中是否含有Fe2+
试样溶液颜色无变化溶液变红色→溶液中含有Fe2+
D.证明酸性条件H2O2的氧化性比I2强
NaI溶液 溶液变紫色→氧化性:H2O2>I2
解析:亚硫酸钠变质是指被氧气氧化成硫酸根离子,试样溶解后加入硝酸钡再加盐酸,相当于引入硝酸,硝酸能将亚硫酸钠氧化成硫酸钠,进而产生硫酸钡白色沉淀,所以不能确定是否变质,A错误;除去粗盐的硫酸钙杂质,加入足量的碳酸钠后再加入足量的氯化钡,因为钡离子为新的杂质,B错误;试样中加入硫氰化钾溶液,不变色,说明没有铁离子,再加入氯水,溶液变红,说明反应生成了铁离子,原溶液中肯定有亚铁离子,C正确;过程中加入硝酸强氧化剂,不能证明是过氧化氢作氧化剂,D错误。
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10.下列使用漏斗的几个实验装置中,设计正确且能达到实验目的的是( D )
A.图甲所示装置用于过滤硫酸钡沉淀,过滤时不断搅拌
B.图乙所示装置用于Cu和浓H2SO4制取少量的SO2气体
C.图丙所示装置用于苯萃取碘水中的碘,并分离
D.图丁所示装置用于石灰石与稀盐酸制取CO2气体
解析:过滤时,滤斗口下端应紧贴烧杯内壁,且过滤时不能搅拌,故A错误;反应要加热,故B错误;苯的密度比水小,在上层,故C错误;安全漏斗的中部是弯曲的,加入的稀HCl可以对生成的CO2起液封作用,故D正确。
11.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是( C )
A.用图1所示装置可收集NO气体
B.用图2所示装置可吸收多余氨气且能防止倒吸
C.用图3所示装置可实现反应:Cu+2H2OCu(OH)2+H2↑
D.用图4所示装置可分离乙醇(沸点:78.4 ℃)与二甲醚(沸点:24.9 ℃)的混合物
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解析:图1中NO密度小于CO2的密度,应该短管进入,长管排出CO2,A不能实现;图2中苯密度小,漂在上层不能达到防止倒吸的目的;图3中Cu作阳极,失电子溶解,变成Cu2+进入溶液,石墨电极是阴极,H+得电子析出H2,溶液中生成Cu(OH)2,C正确;图4是蒸馏装置,温度计水银球应该放于支管口附近测定蒸气的温度。
12.如图是实验室制取无水氯化镁的装置图,下列有关表述正确的是( C )
A.尾气吸收可以用浓硫酸作为吸收剂进行吸收
B.装置A中圆底烧瓶中可以换成固体MnO2
C.如果直接加热MgCl2·6H2O不能得到无水氯化镁,将可能得到MgO
D.金属镁在空气中燃烧,剧烈反应生成氧化镁,如果金属镁燃烧发生火灾,要立即用二氧化碳灭火器进行灭火
解析:该制备原理是在HCl的环境下,加热MgCl2·6H2O晶体,防止水解,制备无水氯化镁。实验尾气中含有HCl,会污染空气,浓硫酸不能吸收HCl,可以用水吸收,需防倒吸,故A错误;装置A的作用是产生HCl气体,装置A中圆底烧瓶中换成固体MnO2,不能产生HCl气体,故B错误;直接加热会导致镁离子水解,不能得到无水氯化镁,可能得到Mg(OH)Cl或MgO,故C正确;Mg可以在二氧化碳中燃烧,Mg失火不能用二氧化碳灭火器进行灭火,故D错误。
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13.用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是( A )
选项
①中的物质
②中的物质
预测装置中现象
A
NO2
蒸馏水
试管充满无色溶液
B
SO2
紫色石蕊溶液
溶液逐渐变为红色
C
NH3
AlCl3溶液
产生白色沉淀
D
Cl2
AgNO3溶液
产生白色沉淀
解析:发生3NO2+H2O2HNO3+NO,水不会充满试管,溶液的体积占试管的体积的2/3,故A错误;SO2是酸 性氧化物,其水溶液使紫色石蕊溶液变红,故B正确;发生Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,有白色沉淀产生,故C正确;Cl2+H2OHCl+HClO,HCl+AgNO3AgCl↓+HNO3,故D正确。
14.下列实验操作及现象,能推出相应结论的是( A )
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下,用pH计测得0.1 mol·L-1 NaClO溶液和0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH,前者大
酸性:CH3COOH
>HClO
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B
向淀粉溶液中加入稀硫酸并加热,再加入银氨溶液,水浴加热,未见有银镜产生
淀粉没有水解
C
向MgCl2溶液中滴加足量NaOH溶液,有白色沉淀生成;再滴加CuCl2溶液,有蓝色沉淀生成
Ksp[Cu(OH)2]HClO,A正确;淀粉在稀硫酸条件下发生水解后的溶液,应当再加入NaOH溶液把硫酸中和,然后再加入银氨溶液,水浴加热,会有银镜产生,B错误;因为有剩余的NaOH溶液,NaOH溶液能够与CuCl2溶液反应生成蓝色沉淀,无法判断出氢氧化镁沉淀能够转化为氢氧化铜沉淀,不能比较出Ksp的大小,C错误;在酸性条件下,硝酸能够把亚铁离子氧化为铁离子,无法检验Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸前已氧化变质,D错误。
15.下列实验方案能达到实验目的的是( C )
选项
实验方案
实验目的或结论
A
将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄
证明氧化性:H2O2>Fe3+
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B
相同条件下,向两支盛有相同体积不同浓度H2O2溶液的试管中分别滴入等体积等浓度的CuSO4溶液和FeCl3溶液
探究CuSO4、FeCl3对H2O2分解速率的影响
C
取a g铝箔与足量氢氧化钠溶液充分反应,逸出的气体通过浓硫酸后,测其体积为V L(已转化为标准状况下)
测定铝箔中Al2O3
含量
D
比较不同反应的反应热数据大小
判断反应速率的快慢
解析:硝酸也具有强氧化性,不能排除硝酸根离子的影响,应将硫酸酸化的H2O2溶液滴入FeSO4溶液中,故A错误;双氧水溶液的浓度也会影响分解速率,两试管中双氧水溶液的浓度不同,所以无法比较CuSO4、FeCl3对H2O2分解速率的影响的大小,故B错误;铝与氢氧化钠溶液反应产生气体,氧化铝与氢氧化钠溶液反应不产生气体,根据生成气体的体积可确定铝的质量,因此可确定氧化铝的含量,可达到实验目的,故C正确;在相同外界条件下不同物质的反应热不同,反应速率可能不同;同一物质在不同的条件下,反应速率可能不同,因此不能用反应热数据的大小判断不同化学反应的反应速率快慢,故D错误。
16.为证明NO也可以与O2和H2O反应生成HNO3,某同学设计了如图所示装置(夹持装置已略去)进行实验,下列说法正确的是( C )
A.装置Ⅰ的U形管中盛放的是浓硝酸
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B.为观察到NO气体的生成,铜丝加入酸前后都应该关闭K1、K2
C.石蕊溶液的作用是验证装置Ⅱ的长玻璃管中是否有硝酸生成
D.装置Ⅲ不能用于制备H2、CO2
解析:考生易忽略金属Cu与浓、稀硝酸反应的产物不同而做出错误判断,Cu与浓硝酸反应生成NO2,装置Ⅰ的U形管中盛放的应是稀硝酸,故A错误;由于U形管中有空气,应先打开K1、关闭K2,然后将Cu丝插入酸中,观察到U形管中有红棕色气体产生,待U形管中气体颜色变为无色时,关闭K1、打开K2,U形管中生成的无色气体即为NO,故B错误;装置Ⅰ中产生的NO和装置Ⅲ中产生的O2在装置Ⅱ的长玻璃管中与H2O反应生成HNO3,石蕊溶液遇硝酸变红色,故C正确;装置Ⅲ适用于固体与液体反应制备气体,且反应不需要加热。如Zn与稀H2SO4反应制备H2、CaCO3与稀盐酸反应制备CO2等都可用装置Ⅲ,故D错误。
二、非选择题(共52分)
17.(10分)某化学兴趣小组设计如图装置,探究草酸亚铁晶体的分解反应。
(1)该装置存在的明显缺陷: 。
(2)设计实验步骤如下:①检查装置的气密性;②打开活塞K1,通入一段时间的N2,再关闭活塞K1;③先点燃 处的酒精灯,再点燃 处的酒精灯。
(3)实验过程中,证明分解生成CO2的现象是
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;而E处黑粉末变红,证明草酸亚铁分解产生CO,若只通过F中的现象证明产生CO,则需要在C和D之间增加盛有 溶液的洗气瓶。
(4)实验结束后,有同学打开K1,又通入一段时间的N2,使装置A中分解产生的气体全部通入后面的装置中,并将装置C、F中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,测得C中沉淀质量大约是F中的3倍,重新实验得出的实验结果不变。小组成员经过讨论排除澄清石灰水不足造成的影响,提出三个假设:
a.CO在装置E中没有完全氧化。
b.使用的草酸亚铁试剂变质,有部分CO被分解过程中产生的Fe2O3氧化为CO2
c.草酸亚铁分解时,有部分CO被FeO氧化为CO2
小组成员于是设计如下方案验证:
①验证假设a:在E之后再增加一个相同装置E,并增加E中CuO的量,重新实验,所得数据只有微小变化,但不足以影响实验结果,说明假设a不成立。
②验证假设b:取少量草酸亚铁晶体溶于盐酸,再加入适量的 溶液,无明显现象,证明草酸亚铁晶体没有变质,说明假设b不成立。
③验证假设c:取实验后A中固体溶于盐酸,产生 ,证明假设c成立。
④实验时同时测出下列有关数据:FeC2O4·2H2O的质量为10.80
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g,A中剩余固体的质量为3.84 g,测得实验结束后装置A中n(FeO)=
。
(5)根据实验分析,写出装置A中发生的总反应方程式:
。
由于实验的分解方程式与文献不同,实验小组再次经过讨论,利用原有实验装置图,对实验步骤略作改动,再次进行实验,得出与文献一致的反应方程式,请你写出改动部分的实验步骤: 。
解析:(1)澄清石灰水只能检验CO2气体,不能除去CO的尾气,会造成大气污染。
(2)CO是有毒气体,为防污染环境,故先点燃E处的酒精灯,再点燃A处的酒精灯。
(3)CO2能使澄清石灰水变浑浊,则C中澄清石灰水变浑浊,即可证明有CO2生成;欲证明CO必须排除CO2的干扰,则需要在C和D之间增加盛有NaOH溶液的洗气瓶,除去CO2气体。
(4)②Fe3+的溶液遇KSCN溶液显红色,则需要加入适量的KSCN溶液或NH4SCN溶液即可;
③Fe溶于稀盐酸有氢气生成,则固体溶于稀盐酸,产生气泡即可说明含有Fe,即假设c成立;
④FeC2O4·2H2O的质量为10.80 g,物质的量为=0.06 mol,设FeO的物质的量为n,则Fe的物质的量为(0.06-n)mol,72n+56(0.06-n)=3.84 g,解得n=0.03 mol。
(5)根据实验数据可知分解产物中CO和CO2的物质的量之比为1∶
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3,Fe和FeO的物质的量之比为1∶1,结合电子守恒和原子守恒得此反应的化学方程式为 2FeC2O4·2H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+4H2O;为避免发生副反应,影响实验结果,可打开活塞K1,通入一段时间的N2,不关闭活塞K1即可。
答案:(1)没有处理尾气中的CO气体,会造成大气污染(或没有尾气处理装置)
(2)E A (3)C中澄清石灰水变浑浊 NaOH
(4)②KSCN或NH4SCN ③气体(或气泡) ④0.03 mol
(5)2FeC2O4·2H2OFe+FeO+CO↑+3CO2↑+4H2O 打开活塞K1,通入一段时间的N2,不关闭活塞K1
18.(10分)Ⅰ.NH3的性质探究
(1)实验室制取氨气的化学方程式为
。
(2)某同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的? (填“能”或“否”),理由是
。
(3)该小组的同学设计了如图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气的还原性。
①
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该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是
。
②利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体。则氨气与CuO反应的化学方程式为
。
③有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物,在酸性溶液中,Cu+Cu+Cu2+。请设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O:
。
Ⅱ.NO2的性质探究
该小组的同学还设计了如图所示装置,用以制取NO2并验证NO2能否支持木条燃烧(忽略N2O4的存在,图中铁架台等夹持仪器均已略去)。已知:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑。
(4)当集气瓶中充满红棕色气体时,木条复燃了。有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确? (填“正确”或“不正确”),理由是
。
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(5)NH3与NO2在一定条件下可以反应生成无污染性气体,体现了NH3的还原性,化学方程式为
。
解析:(1)实验室制取氨气使用固体消石灰和NH4Cl,故化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氯气在水中的溶解度是1∶2,在饱和食盐水中的溶解度更小;氨气极易溶于水,氯化铵对氨气在水中的溶解度影响不大,故不可用排饱和氯化铵溶液的方法收集氨气。
(3)①A装置中会有水蒸气生成,故应该在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管除去水蒸气,以免干扰后续实验中水蒸气的检验。②无水CuSO4变蓝色,说明反应有水蒸气生成;CuO变为红色物质,应该是Cu,根据氧化还原反应,无毒的气体应该是N2,所以氨气与CuO反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。③检验Cu中是否有Cu2O,根据Cu不与稀硫酸反应,而Cu2O在酸性环境中生成Cu2+使溶液呈蓝色,故可以取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有。
(4)在集气瓶中收集到的是NO2和O2,体积比为4∶1,此时混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气体积分数相当;空气中带火星的木条不复燃,而在NO2和O2混合气体中木条复燃,说明NO2能支持燃烧。
(5)NH3与NO2在一定条件下可以反应生成无污染性气体,体现了NH3的还原性,故生成的气体是氮气,反应方程式是8NH3+6NO27N2+12H2O。
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答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)否 氨气极易溶于水,氯化铵对氨气在水中的溶解度影响不大
(3)①在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管
②3CuO+2NH33Cu+3H2O+N2 ③取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有
(4)正确 硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气体积分数相当,空气中带火星的木条不复燃,而在NO2和O2混合气体中木条复燃,所以NO2能支持燃烧
(5)8NH3+6NO27N2+12H2O
19.(10分)FeCl2是一种常用的还原剂。实验室用无水氯化铁和氯苯来制备无水FeCl2。反应原理:2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl。
熔点
(℃)
沸点
(℃)
溶解性
(水)
溶解性
(乙醇)
溶解性
(乙醚)
其他
FeCl3、
FeCl2
易吸水
易溶
不溶
不溶于
C6H5Cl、
C6H4Cl2
C6H5Cl
45
132
不溶
易溶
易溶
C6H4Cl2
53
173
不溶
易溶
易溶
现设计如下方案:在A中放入16.25 g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在128～139 ℃加热3 h。冷却、分离提纯得到粗产品;烧杯中所得盐酸(假设HCl完 全被吸收)用AgNO3
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溶液滴定以测氯化铁转化率。
请回答下列问题:
(1)仪器B的名称: 。
(2)仪器C中盛装的试剂可以是 。
A.无水氯化钙 B.碱石灰
C.五氧化二磷 D.浓硫酸
(3)反应后通入N2的目的是
。
(4)已知20 ℃时Ksp(AgCl,白色)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4,砖红色)=3.4×10-11。
将烧杯内溶液稀释至100 mL,每次取25.00 mL溶液进行滴定。选用K2CrO4作指示剂,用0.100 0 mol/L的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.20 mL,则滴定终点的现象是
,氯化铁的转化率是 。
(5)冷却实验装置,将三颈烧瓶内物质经过过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品,洗涤所用最佳试剂是 ;回收滤液中C6H5Cl的操作方法是 。
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解析:(1)由仪器构造可知B为球形冷凝管。(2)仪器C的作用是干燥HCl,所以选择无水氯化钙或五氧化二磷作干燥剂,碱石灰能与氯化氢反应,浓硫酸不能用干燥管盛放,故选AC。(3)反应后通入氮气的目的是将HCl气体全部吹入D装置中,使其被充分吸收。(4)滴定终点的现象是滴入最后一滴标准液时,生成砖红色沉淀且半分钟内不溶解。由2FeCl3 +C6H5Cl2FeCl2 +C6H4Cl2+HCl、Ag++Cl-AgCl↓得关
系式:
2FeCl3 ～ HCl ～ AgNO3
2 1
n(FeCl3) 0.025 20 L×0.100 0 mol/L
参加反应的FeCl3质量为m=2×0.025 20 L×0.100 0 mol/L××162.5 g/mol=3.276 g,FeCl3的转化率为×100%=20.16%。(5)C6H4Cl2不溶于水,易溶于乙醚,所以洗涤所用最佳试剂是乙醚;因为C6H4Cl2和C6H5Cl都是易溶于乙醚的物质,但它们的沸点不同,C6H4Cl2的沸点为173 ℃,C6H5Cl的沸点为132 ℃,所以可以利用蒸馏的方法回收滤液中的C6H5Cl。
答案:(1)球形冷凝管(冷凝管也给分)
(2)AC
(3)将HCl气体全部吹入D装置中,使其被充分吸收
(4)滴入最后一滴标准液时,生成砖红色沉淀且半分钟内不溶解 20.16%
(5)乙醚 蒸馏
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20.(10分)碱式碳酸镁可用于生产牙膏、医药和化妆品等,化学式为4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O,某碱式碳酸镁样品中含有SiO2杂质,为测定其纯度,某兴趣小组设计了如下几个方案:
方案Ⅰ 取一定质量的样品,与稀硫酸充分反应,通过测定生成CO2的质量计算纯度。
(1)乙中发生反应的化学方程式为 。
(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a→ ,丁的作用是 。
(3)当样品充分反应后,缓慢通入空气的目的是
。
方案Ⅱ ①称取碱式碳酸镁样品m g;②将样品充分高温煅烧,冷却后称量;③重复操作②,测得剩余固体质量为m1 g。
(4)下列仪器中,该方案不会用到的是 (填标号)。
(5)判断样品完全分解的方法是 。
(6)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生MgCO3+SiO2MgSiO3+CO2↑,会导致测定结果有误,你认为这位同学的观点正确吗? (填“正确”或“错误”)。请说明理由:
。
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解析:(1)4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O与稀硫酸反应生成硫酸镁、水和二氧化碳。(2)取一定质量的样品,与稀硫酸充分反应,通过测定生成CO2的质量计算纯度,打开K,利用装置甲吸收通入的空气中的二氧化碳,防止干扰产生的二氧化碳的测定,排净装置内空气,关闭K,通过装置乙的分液漏斗滴入稀硫酸发生反应生成二氧化碳、水和硫酸镁,通过装置丁吸收气体中的水蒸气,通过装置丙吸收生成的二氧化碳测定其质量,为避免空气中二氧化碳、水蒸气进入干燥管,可以再连接一个干燥管。(3)关闭K,向样品中加入足量的稀硫酸,当样品充分反应后,为了测定准确还应进行的操作是缓慢通入空气,将装置内残留的CO2全部赶出,使其被完全吸收。(4)煅烧固体需要在坩埚内进行,且温度较高,用到的仪器有三脚架、泥三角、酒精喷灯等,冷却应在干燥器中进行,据此分析判断。(5)判断样品完全分解的方法是将样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1 g以内。(6)发生反应MgCO3+SiO2MgSiO3+CO2↑,不影响生成CO2和水蒸气的量,这位同学的观点是错误的。
答案:(1)4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O+5H2SO45MgSO4+11H2O+4CO2↑
(2)d→e→b→c→b→c 除去生成的CO2中的水蒸气
(3)将装置中残留的CO2全部赶出,使其被完全吸收
(4)E
(5)将样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1 g以内
(6)错误 该反应的发生不影响生成的CO2和水蒸气的量
21.(12分)某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4
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溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为沉淀可能是CuCO3;乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2;丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。[查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水]
Ⅰ.(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子反应方程式为 ;
(2)在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥,检验沉淀是否洗涤干净的方法是
。
Ⅱ.请用如图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。
(1)各装置连接顺序为 → → 。
(2)能证明生成物中有CuCO3的实验现象是
。
Ⅲ.若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,可利用下列装置 通过 实验测定其组成。
(1)装置C中碱石灰的作用是 。
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(2)若沉淀样品的质量为m g,装置B质量增加了n g,则沉淀中CuCO3的质量分数为 。
解析:Ⅰ.(1)Na2CO3溶液与CuSO4溶液反应的离子方程是为C+Cu2+
CuCO3↓。
(2)检验沉淀是否洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液,滴加BaCl2溶液,无沉淀生成,说明已洗净。
Ⅱ.(1)仪器的连接顺序应该为反应装置,检验水装置,检验CO2装置,所以顺序是A→C→B。
(2)证明生成物中有CuCO3的实验现象是装置B中澄清石灰水变浑浊。
Ⅲ.(1)C装置与D装置的差别在于C装置有空气通过,说明C装置是吸收空气中的水蒸气和CO2。
(2)装置B质量增加的是水的质量,可求m[Cu(OH)2]=(×98) g,m(CuCO3)=(m-×98)g,则沉淀中 CuCO3的质量分数为(1-)×
100%。
答案:Ⅰ.(1)C+Cu2+CuCO3↓
(2)取最后一次洗涤液,滴加BaCl2溶液,无沉淀生成,说明已洗净
Ⅱ.(1)A C B (2)装置B中澄清石灰水变浑浊
Ⅲ.(1)吸收空气中的水蒸气和CO2
(2)(1-)×100%
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