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實驗綜合訓(xùn)練(1)
可能用到的相對原子質(zhì)量:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Al-27
Si-28 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Br-80 Ag-108 I-127
第Ⅰ卷 (選擇題 共40分)
一、 選擇題(本題共20小題,每小題2分,共40分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目求的)
1.進行化學實驗必須注意安全和操作規(guī)范,下列說法不正確的是( )
A.進行分液操作時,下層液體從分液漏斗的下口放出,上層液體從上口倒出
B.實驗室進行蒸餾實驗結(jié)束時,應(yīng)先撤酒精燈,繼續(xù)通冷凝水一段時間
C.實驗室中進行可燃性氣體燃燒性質(zhì)實驗時,必須先驗純、再點燃
D.用膠頭滴管向試管滴液體時,防止液體滴到管外,滴管尖端應(yīng)與試管內(nèi)壁接觸
【答案】D
【解析】A項,用分液漏斗分液時為防止試劑交叉污染,進行分液操作時,下層液體從分液漏斗的下口放出,上層液體從上口倒出,故A正確;B項,進行蒸餾操作時,為防止冷凝管破裂,加熱前應(yīng)先通冷凝水,蒸餾結(jié)束后繼續(xù)通冷凝水一段時間,故B正確;C項,可燃性氣體與空氣混合易爆炸,必須先驗純、后點燃,故C正確;D項,用膠頭滴管向試管滴液體時,滴管尖端不能觸及試管內(nèi)壁,以免污染試劑,故D錯誤。故選D。
2.下列說法正確的是( )
A.FeCl3溶液需存放在加有少量鐵粉的試劑瓶中,防止變質(zhì)
B.食鹽水中Ca2+、SO42-等雜質(zhì)的去除,應(yīng)先加Na2CO3溶液,后加BaCl2溶液
C.用四氯化碳來萃取碘水中的I2,有機層應(yīng)從分液漏斗的下端放出
D.用BaCl2溶液來檢驗暴露在空氣中的Na2SO3樣品是否變質(zhì)
【答案】C
【解析】A項,F(xiàn)e+2Fe3+=3Fe2+,產(chǎn)生雜質(zhì),因此不能加入鐵粉,故錯誤;B項,為了將雜質(zhì)離子完全除去,所加除雜試劑必須過量,過量的除雜試劑成為新雜質(zhì),故Na2CO3的作用是除去Ca2+和過量的Ba2+,因此應(yīng)先加BaCl2溶液,后加Na2CO3溶液,故錯誤;C項,四氯化碳難溶于水且密度大于水,碘易溶于四氯化碳,碘的四氯化碳在下層,因此有機層液體從下口流出,故正確;D項,BaCl2與Na2SO3反應(yīng):BaCl2+Na2SO3=BaSO3↓+2NaCl,也有白色沉淀產(chǎn)生,不能說明亞硫酸鈉變質(zhì),應(yīng)先加鹽酸酸化,再加氯化鋇溶液,故錯誤;故選C。
3.下列除去雜質(zhì)的方法,正確的是( )
A.除去乙烷中少量的乙烯:催化劑條件下通入H2
B.乙醇中含有乙酸雜質(zhì):加入碳酸鈉溶液,分液
C.FeCl3溶液中含有CuCl2雜質(zhì):加入過量鐵粉,過濾
D.CO2中含有HCl雜質(zhì):通入飽和NaHCO3溶液,洗氣
【答案】D
【解析】A項,通入H2,可能混有新雜質(zhì),不能除雜,應(yīng)利用溴水和洗氣法除雜,錯誤;B項,加入碳酸鈉溶液,乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成乙酸鈉、水和二氧化碳,但乙酸鈉和乙醇在水中互溶,不分層,因此不能采用分液的方法,錯誤;C項,鐵粉能與溶液中的氯化鐵反應(yīng)得到氯化亞鐵,將原物質(zhì)氯化鐵除掉,不符合除雜原則,錯誤;D項,HCl能與碳酸氫鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,符合除雜原則,正確。
4.下列試劑保存方法或?qū)嶒灧椒ㄖ?,不正確的是( )
A.用托盤天平稱取5.2 g NaOH固體時,不能把NaOH放在紙片上稱量
B.用10 mL的量筒量取9.0 mL無水乙醇,使液面最低點至刻度9.0 mL處
C.濃硫酸保存在廣口瓶中,沒有揮發(fā)性,無須密封
D.溴水密封保存,放置于陰涼處
【答案】C
【解析】NaOH具有腐蝕性,易潮解,用托盤天平稱量需要用燒杯盛放氫氧化鈉,而不能用紙片,故A項正確;量筒的小刻度在下,大刻度在上,所以用容積為10 mL的量筒量取9.0 mL無水乙醇,使液面最低點至刻度9.0 mL處,故B項正確;濃硫酸易吸水,應(yīng)密封保存,故C項錯誤;溴易揮發(fā),應(yīng)密封保存,溴水見光易分解,應(yīng)放置在棕色試劑瓶中置于陰涼處,故D項正確。
5.除去某溶液里溶解的少量雜質(zhì),下列做法不正確的是(括號內(nèi)物質(zhì)為雜質(zhì))( )
A.NaCl溶液(Na2CO3) :加足量鹽酸后加熱
B.KNO3溶液(AgNO3溶液):加過量KCl,過濾
C.NaCl溶液(BaCl2) :加過量Na2CO3溶液,過濾,再加適量鹽酸并加熱
D.KNO3固體(NaCl):溶解后加熱蒸發(fā)得濃溶液,降溫結(jié)晶后過濾
【答案】B
【解析】A項,Na2CO3與鹽酸發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,鹽酸易揮發(fā),加熱使過量鹽酸揮發(fā),不產(chǎn)生新的雜質(zhì),此做法可行,錯誤;B項,加入過量KCl,發(fā)生AgNO3+KCl===AgCl↓+KNO3,但KCl過量,引入新的雜質(zhì),此做法不能達到目的,正確;C項,發(fā)生BaCl2+Na2CO3===2NaCl+BaCO3↓,過濾后,加入鹽酸,發(fā)生Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,不產(chǎn)生新的雜質(zhì),能夠達到實驗?zāi)康模e誤;D項,KNO3溶解度受溫度的影響較大,NaCl溶解度受溫度的影響較小,因此采用溶解后蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶的方法,可以提純KNO3,能夠達到實驗?zāi)康模e誤。
6.以下關(guān)于實驗操作的說法正確的是( )
A.當沉淀的密度較大或結(jié)晶的顆粒較大,靜置后能沉淀到容器底部時,可用分液法進行沉淀的分離和洗滌
B.溶劑蒸發(fā)的速度越快,或濃縮后的溶液冷卻的越快,析出的晶體顆粒就越大
C.進行海帶中碘元素的分離及檢驗時,需要向海帶灰的浸取液中,加入少量的稀硫酸和過氧化氫溶液
D.除去氯化鈉固體中的少量純堿應(yīng)加入足量氯化鈣溶液,過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶
【答案】C
【解析】當沉淀的密度較大或結(jié)晶的顆粒較大,靜置后能沉淀到容器底部時,可用過濾法進行沉淀的分離,A不正確; 溶劑蒸發(fā)的速度越快,或濃縮后的溶液冷卻的越快,析出的晶體顆粒就越小,B不正確;進行海帶中碘元素的分離及檢驗時,需要向海帶灰的浸取液中,加入少量的稀硫酸和過氧化氫溶液,把浸取液中的碘離子氧化為碘單質(zhì),C正確。
7.下列依據(jù)相關(guān)實驗得出的結(jié)論正確的是( )
A.向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,石灰水變渾濁,該溶液一定是碳酸鹽溶液
B.用鉑絲蘸取少量某溶液進行焰色反應(yīng),火焰呈黃色,該溶液一定是鈉鹽溶液
C.將某氣體通入溴水中,溴水顏色褪去,該氣體一定是乙烯
D.向某溶液中滴加KSCN 溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,該溶液中一定含F(xiàn)e2+
【答案】D
【解析】A中溶液還可能是亞硫酸酸鹽溶液;B中火焰呈黃色,該溶液含有鈉元素,但不一定是鈉鹽溶液;C中將能使溴水顏色褪去的氣體還可能是二氧化硫等還原性氣體。
8.下列除雜所用試劑和操作不合理的是( )
選項
物質(zhì)(括號中為雜質(zhì))
除雜試劑
操作
A
CO2(SO2)
飽和NaHCO3溶液
洗氣
B
BaCO3(BaSO4)
飽和Na2CO3溶液
攪拌、過濾
C
CuCl2(FeCl3)
NaOH溶液
過濾
D
Cl2(HCl)
飽和食鹽水
洗氣
【答案】C
【解析】SO2與NaHCO3反應(yīng)生成Na2SO3和CO2,從而除去SO2,A項合理;加入飽和Na2CO3溶液,BaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀,B項合理;加NaOH會引入新的雜質(zhì)NaCl,且CuCl2也會與NaOH反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,應(yīng)加CuO調(diào)pH除去Fe3+,C項不合理;HCl易溶于飽和食鹽水,而Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小,故可用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,D項合理。
9.為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì)),所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是( )
選項
被提純的物質(zhì)
除雜試劑
分離方法
A
溴化鈉溶液(NaI)
氯水、CCl4
萃取、分液
B
氯化銨溶液(FeCl3)
氫氧化鈉溶液
過濾
C
二氧化碳(CO)
氧化銅粉末
通過灼熱的氧化銅粉末
D
乙酸乙酯(CH3COOH)
乙醇、濃硫酸
加熱蒸餾
【答案】C
【解析】氯水也能與NaBr反應(yīng),不符合除雜的要求;NH4Cl也能與NaOH反應(yīng),不符合除雜的要求;除去乙酸乙酯中的CH3COOH可以先加入飽和Na2CO3溶液,然后分液。
10.膽礬(CuSO4?5H2O)高溫時發(fā)生反應(yīng):2CuSO4?5H2O2CuO + 2SO2↑+ O2↑+ 10H2O。下列裝置能達到實驗?zāi)康牡氖? )
A.可用于膽礬分解 B.可用于檢驗產(chǎn)物是否含H2O
C.可用于收集SO2 D.可用于吸收膽礬分解的SO2
【答案】D
【解析】A項,裝置達不到高溫,所以達不到實驗?zāi)康?,?A錯誤;B項,無水氯化鈣吸水沒有明顯現(xiàn)象,達不到實驗?zāi)康?,?yīng)改為無水硫酸銅,故B錯誤;C項,SO2的密度比空氣大,用向上排空氣法收集時,導(dǎo)管短進長出達不到實驗?zāi)康模瑧?yīng)改為長進短出,故C錯誤;D項,SO2易溶于氫氧化鈉溶液,尾氣吸收要防倒吸,裝置可以達到實驗?zāi)康?,故D正確;故選D。
11.下列實驗操作對應(yīng)的現(xiàn)象不符合事實的是( )
A.在某溶液中加入鹽酸后無現(xiàn)象,再加BaCl2產(chǎn)生白色沉淀證明有SO42-
B.樣品中加NaOH溶液加熱,藍色石蕊試紙變紅,證明檢驗樣品中有NH4+的存在
C.將混有少量氯化鉀的硝酸鉀飽和溶液在冰水中冷卻,KNO3晶體先析出
D.將灼熱的銅絲伸入盛有氯氣的集氣瓶中,銅絲劇烈燃燒,產(chǎn)生棕黃色的煙
【答案】B
【解析】A項,檢驗硫酸根離子,現(xiàn)加鹽酸,無現(xiàn)象,再加氯化鋇溶液,有白色沉淀,則含有硫酸根離子,故A正確;B項,樣品中加NaOH溶液加熱,能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍,證明檢驗樣品中有NH4+的存在,故B錯誤;C項,硝酸鉀隨溫度變化溶解度變化大,因此將混有少量氯化鉀的硝酸鉀飽和溶液在冰水中冷卻,KNO3晶體先析出,故C正確;D項,將灼熱的銅絲伸入盛有氯氣的集氣瓶中,銅絲劇烈燃燒,產(chǎn)生棕黃色的煙,故D正確;故選B。
12.下圖為實驗室制取乙炔并驗證其性質(zhì)的裝置圖。下列說法不合理的是 ( )
A.用Br2的CCl4溶液驗證乙炔的性質(zhì),不需要除雜
B.KMnO4酸性溶液褪色,說明乙炔具有還原性
C.逐滴加入飽和食鹽水可控制生成乙炔的速率
D.將純凈的乙炔點燃,有濃烈的黑煙,說明乙炔不飽和程度高
【答案】A
【解析】A項,圖中制得的乙炔氣體中混有雜質(zhì)H2S與PH3,二者均具有還原性,可被Br2氧化,因此用Br2的CCl4溶液驗證乙炔的性質(zhì),需要除雜,故A錯誤;B項,用CuSO4溶液除去了乙炔中的H2S、PH3等雜質(zhì),酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明乙炔具有還原性,故B正確;C項,電石與飽和食鹽水反應(yīng)制乙炔,因此可通過控制飽和食鹽水的滴加速率可以控制乙炔的生成速率,故C正確;D項,氫含量越低,碳含量越高,烴的不飽和程度越高,燃燒時產(chǎn)生的黑煙越濃烈,故D正確;故選A。
13.根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是( )
選項
實驗操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
向BaSO4固體中加入濃Na2CO3溶液,充分攪拌后,取沉淀(洗凈)放入鹽酸中
有氣泡產(chǎn)生
說明:
Ksp(BaCO3)
H2CO3>H2SiO4,由此可以證明三種元素的非金屬性強弱順序為:S>C>Si,C正確;D項,二氧化硫溶于水可以與水反應(yīng)生成亞硫酸,在酸性條件下,NO3―能將SO2氧化成SO42―,故溶液中可以生成BaSO4沉淀,但是一定不會生成BaSO3沉淀,故達不到實驗?zāi)康?,D正確。
15.根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是( )
選項
操作和現(xiàn)象
結(jié)論
A
向碳酸鈉溶液中加入濃鹽酸,將反應(yīng)后的氣體通入苯酚鈉溶液中,溶液變渾濁
酸性:碳酸>苯酚
B
向(NH4)2S2O8溶液中加入硝酸酸化的Mn(NO3)2溶液和1滴AgNO3溶液(作催化劑),微熱,溶液變紫紅色
氧化性:S2O>MnO
C
將石蠟油蒸氣通過熾熱的碎瓷片分解,得到的氣體通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
分解產(chǎn)物中含乙烯
D
取5 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液,滴加5滴0.1 molL-1KI溶液,振蕩,再加入5 mL CCl4,振蕩,靜置,取上層液體,向其中滴加KSCN溶液,顯血紅色。
KI和FeCl3反應(yīng)有一定的限度
【答案】B
【解析】A項,鹽酸揮發(fā),苯酚鈉溶液變渾濁(生成苯酚),不一定是CO2反應(yīng),可能是揮發(fā)的HCl,錯誤;B項,溶液變紫色,說明生成MnO,即S2O將Mn2+氧化,正確;C項,只能說明有不飽和烴類生成,無法說明是乙烯,錯誤;D項,注意量的關(guān)系,F(xiàn)e3+過量,加KSCN溶液一定變紅,錯誤。
16.某同學欲利用如圖裝置制取能較長時間存在的Fe(OH)2,其中實驗所用溶液現(xiàn)配現(xiàn)用且蒸餾水先加熱煮沸。下列分析正確的是( )
A.X可以是稀硫酸或稀硝酸或稀鹽酸
B.實驗開始時應(yīng)先關(guān)閉止水夾a、打開b,再向燒瓶中加入X
C.反應(yīng)一段時間后可在燒瓶中觀察到白色沉淀
D.反應(yīng)結(jié)束后若關(guān)閉b及分液漏斗活塞,則Fe(OH)2可較長時間存在
【答案】D
【解析】A項,稀硝酸會將鐵氧化為+3價的鐵離子,故A錯誤;B項, 實驗開始時,應(yīng)先打開a、b,利用生成的氫氣將裝置中空氣排出,然后關(guān)閉a,利用壓強差將燒瓶中生成的亞鐵離子排入到錐形瓶中反應(yīng)生成Fe(OH)2,故B錯誤;C項,反應(yīng)一段時間后可在錐形瓶中觀察到白色沉淀,故C錯誤;D項,由于裝置中的空氣及溶液中氧氣已經(jīng)被除去,故Fe(OH)2可較長時間存在,故D正確;故選D。
17.CuO有氧化性,能被NH3還原,為驗證此結(jié)論,設(shè)計如下實驗。
有關(guān)該實驗的說法正確的是( )
A.反應(yīng)時生成一種無污染的氣體NO
B.NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)可能是Cu
C.裝濃氨水的裝置名稱是分液漏斗,只能用作分液操作
D.燒杯中硫酸的作用是防倒吸
【答案】D
【解析】A項,NO是大氣污染物,反應(yīng)時生成一種無污染的氣體N2,故A錯誤;B項,在一定溫度下,NH3與CuO反應(yīng)后生成的紅色物質(zhì)可能是Cu,若溫度過高,氧化銅自身可受熱轉(zhuǎn)化為紅色氧化亞銅,故B正確;C項,裝濃氨水的裝置名稱是分液漏斗,可用作分液操作,還可用于反應(yīng)裝置中盛裝液體,控制加入液體的量來調(diào)控反應(yīng)速率,故C錯誤;D項,燒杯中硫酸的作用是防倒吸和吸收未反應(yīng)的有害氣體,故D錯誤;故選B。
18.下列實驗的現(xiàn)象與結(jié)論相對應(yīng)的是( )
A
B
C
D
實驗
現(xiàn)象
電流計指針向右偏(電子由Fe轉(zhuǎn)移到Cu),片刻后向左偏
加熱一段時間后溶液藍色褪去
加熱,肥皂液中產(chǎn)生無色氣泡
①和②中均迅速產(chǎn)生大量氣泡
結(jié)論
鐵片作負極,片刻后銅片作負極
淀粉在酸性條件下水解,產(chǎn)物是葡萄糖
鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成H2
MnO2一定是②中反應(yīng)的催化劑
【答案】A
【解析】A項,開始時鐵與濃硝酸反應(yīng)生成氧化膜,鐵為負極;鐵的表面鈍化后,無法與濃硝酸繼續(xù)反應(yīng),則銅與濃硝酸發(fā)生反應(yīng),此時銅為負極,所以電流方向會發(fā)生改變,故A正確;B項,藍色褪去可以說明淀粉發(fā)生水解,但是無法確定其水解產(chǎn)物是不是葡萄糖,故B錯誤;C項,不能說明肥皂液中產(chǎn)生無色氣泡為氫氣,也可能是空氣受熱膨脹產(chǎn)生氣泡,故C錯誤;D項,過氧化鈉與水反應(yīng)放出大量的熱,因此無法判斷二氧化錳是否產(chǎn)生了催化作用,故D錯誤。故選A。
19.下列有關(guān)實驗的圖示及分析均正確的是( )
選項
實驗?zāi)康?
實驗圖示
實驗分析
A
實驗室用酸性高錳酸鉀溶液滴定草酸溶液
搖瓶時,使溶液向一個方向做圓周運動,勿使瓶口接觸滴定管,溶液也不得濺出。
B
石油分餾時接收餾出物
為收集到不同沸點范圍的餾出物,需要不斷更換錐形瓶。
C
測定鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣的速率
實驗中,需測定的物理量是反應(yīng)時間和生成氫氣的體積。
D
用四氯化碳萃取碘水中的碘
充分振蕩后靜置,待溶液分層后,先把上層液體從上口倒出,再讓下層液體從下口流出。
【答案】A
【解析】A項,實驗室用酸性KMnO4溶液滴定草酸溶液,KMnO4溶液具有強氧化性,KMnO4溶液盛放在酸式滴定管中,用左手控制酸式滴定管的活塞,右手搖瓶時,使溶液向一個方向做圓周運動,勿使瓶口接觸滴定管,溶液也不得濺出,A項正確;B項,分餾時接受餾出物的錐形瓶不能塞橡膠塞,B項錯誤;C項,稀硫酸盛放在長頸漏斗中不能控制反應(yīng)的進行,不能準確測量生成H2的體積,稀硫酸應(yīng)盛放在分液漏斗中,C項錯誤;D項,用CCl4萃取碘水中的碘,充分振蕩后靜置,待溶液分層后,先放出下層液體,再把上層液體從上口倒出,D項錯誤;故選A。
20.為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將硫酸亞鐵裝入如圖所示的裝置a中,打開K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實驗后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。下列說法中正確的是( )
A.裝置d之后需要增加尾氣處理裝置
B.裝置b中的試劑為Ba(NO3)2溶液,反應(yīng)后有白色沉淀生成
C.裝置c中的試劑為酸性KMnO4溶液,作用是除去混合氣體中的SO2
D.分解的氣體產(chǎn)物中有SO3、SO2,應(yīng)該先檢驗SO3
【答案】D
【解析】硫酸亞鐵在高溫條件下分解可生成Fe2O3、SO3、SO2,反應(yīng)方程式為:2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,SO3與氯化鋇溶液反應(yīng)會產(chǎn)生BaSO4,故可氯化鋇溶液用檢驗SO3,觀察到的現(xiàn)象是有白色沉淀生成;c用于檢驗SO2,可用品紅溶液或酸性高錳酸鉀溶液,d為尾氣處理裝置,可用氫氧化鈉溶液。A項,d為尾氣處理裝置,可用NaOH溶液,所以在d后不需要再增加尾氣處理裝置,A錯誤;B項,b應(yīng)為氯化鋇,用于檢驗SO3,若用Ba(NO3)2溶液,SO2會被氧化為硫酸,生成硫酸鋇,干擾實驗結(jié)論,B錯誤;C項,c中試劑可為品紅或酸性高錳酸鉀溶液,用于檢驗SO2的存在,C錯誤;D項,SO3易與水反應(yīng)生成H2SO4,則應(yīng)先檢驗SO3,如先檢驗SO2,則導(dǎo)致SO3被水吸收無法被檢驗出,D正確;故選D。
第Ⅱ卷 (非選擇題 共60分)
二、必做題(本題共5小題,共60分)
21.(6分)某同學用如圖1所示的裝置來探究CO2、SO2與澄清石灰水的反應(yīng),結(jié)果通入CO2可以看到先渾濁后澄清的現(xiàn)象,但通入SO2看不到渾濁現(xiàn)象。
經(jīng)思考后該同學改用如圖2所示的裝置,將氣體收集在注射器中,緩慢地將氣體通入澄清石灰水中,都能看到石灰水先變渾濁再澄清的現(xiàn)象,且通入SO2時產(chǎn)生的現(xiàn)象明顯且快。
(1)對比分析兩組實驗,你認為用圖1所示的裝置實驗時,通入SO2不能出現(xiàn)渾濁的原因可能是______________________________________________________。
(2)用圖2所示的裝置實驗時,以相同速率通入CO2和SO2,SO2產(chǎn)生渾濁、澄清的現(xiàn)象比CO2快的原因是_________________________________________________。
(3)用圖1所示的裝置進行SO2與澄清石灰水反應(yīng)的實驗若存在缺陷,其改進方法是(若你認為該裝置沒有缺陷,此空可以不填)_____________________________。
【答案】(1)SO2在水中溶解度大且氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生SO2的速率快,SO2直接與Ca(OH)2反應(yīng)生成了可溶于水的酸式鹽[Ca(HSO3)2]而觀察不到沉淀(2分)
(2)SO2溶于水生成的亞硫酸的酸性比碳酸的強,CaSO3轉(zhuǎn)化為Ca(HSO3)2的速率也快(2分)
(3)用導(dǎo)管將尾氣通入NaOH溶液中(2分)
【解析】對比圖1實驗和圖2實驗:氣體進入澄清石灰水的速率——前者快,后者慢;現(xiàn)象——前者是只有通入CO2時石灰水才出現(xiàn)先變渾濁后澄清的現(xiàn)象,后者是通入SO2時石灰水先變渾濁后澄清的速率快。由圖2實驗現(xiàn)象可知,CO2、SO2與石灰水反應(yīng)的現(xiàn)象相同,僅有速率差異。根據(jù)圖2實驗從而想到圖1實驗現(xiàn)象不同的原因仍為反應(yīng)速率問題,即SO2溶解和與澄清石灰水反應(yīng)較快,沉淀存在時間極短而不易觀察。
22.(12分)硫化堿法是工業(yè)上制備Na2S2O3的方法之一。某研究小組在實驗室用硫化堿法制備Na2S2O35H2O。
(1)利用吸硫裝置A制取Na2S2O3。
①寫出吸硫裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式________________________________。
②裝置B的作用是檢驗裝置中SO2的吸收效率,B中試劑是________,表明SO2吸收效率低的實驗現(xiàn)象是B中溶液________。
③為了使SO2盡可能吸收完全,除了及時攪拌反應(yīng)物外,還可采取的合理措施是_____________________________________________________(寫出一條即可)。
(2)從反應(yīng)液中獲得Na2S2O35H2O的方法是_________、減壓抽濾、洗滌干燥。
(3)實驗制得的Na2S2O35H2O產(chǎn)品中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。請設(shè)計實驗檢測Na2S2O35H2O產(chǎn)品中是否存在Na2SO4雜質(zhì),簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論:________________________________________________________________________。
(4)①Na2S2O3溶液是定量實驗中的常用試劑,測定其濃度的過程如下:
第一步:準確稱取a g KIO3(相對分子質(zhì)量為214)固體配成溶液;
第二步:加入過量KI固體和H2SO4溶液,滴加指示劑;
第三步:用Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液的體積為V mL。
則c(Na2S2O3)=________molL-1。(列出算式即可)
(已知:IO+5I-+6H+===3I2+3H2O,2S2O+I2===S4O+2I-)
②在滴定過程中下列實驗操作會造成實驗結(jié)果偏低的是________(填字母)。
A.滴定管未用Na2S2O3溶液潤洗
B.滴定終點時仰視讀數(shù)
C.錐形瓶用蒸餾水潤洗后未進行干燥處理
D.滴定管尖嘴處滴定前無氣泡,達滴定終點時發(fā)現(xiàn)有氣泡
【答案】(1)①2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2(2分)
②品紅、溴水或酸性KMnO4溶液(1分) 顏色很快褪去(其他合理答案也可) (1分)
③控制SO2的流速或增大反應(yīng)物的濃度(其他合理答案也可) (1分)
(2)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶(1分)
(3)取少量制得的Na2S2O35H2O產(chǎn)品于試管中,加水溶解再加入稀鹽酸調(diào)至酸性,靜置片刻,再取上層清液于試管中,加入BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,則證明含Na2SO4雜質(zhì),否則不含Na2SO4(2分)
(4)①(2分) ?、贏B(2分)
【解析】(1)①根據(jù)圖示及原子守恒可知,裝置A中Na2S和Na2CO3溶液吸收SO2生成Na2S2O3和CO2,其反應(yīng)的化學方程式為2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2。②裝置B中可用品紅、溴水或酸性KMnO4溶液等檢驗裝置中SO2的吸收效率,若吸收效率較低,則進入裝置B的氣體中SO2的濃度較大,現(xiàn)象是B中溶液顏色很快褪去。③為了使SO2盡可能吸收完全,還可采取控制SO2的流速或增大反應(yīng)物的濃度等措施。(2)從反應(yīng)液中獲得Na2S2O35H2O的方法是蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、減壓抽濾、洗滌干燥等。(3)欲檢驗制得的Na2S2O35H2O中是否含有Na2SO4雜質(zhì),需取少量制得的Na2S2O35H2O產(chǎn)品加水溶解,再加入稀鹽酸充分反應(yīng),至不再有氣體產(chǎn)生時,靜置,取上層清液,加入BaCl2溶液,看是否有白色沉淀生成,即可判斷是否含有Na2SO4雜質(zhì)。(4)①根據(jù)題述離子方程式可得關(guān)系式:KIO3~3I2~6Na2S2O3,則有=,解得c(Na2S2O3)= mol
L-1= molL-1。②滴定管未用Na2S2O3溶液潤洗,導(dǎo)致消耗Na2S2O3溶液的體積增大,則測得的Na2S2O3溶液濃度偏低,A項正確;滴定終點時仰視讀數(shù),導(dǎo)致讀取的溶液體積偏大,則測得的Na2S2O3溶液濃度偏低,B項正確;錐形瓶用蒸餾水潤洗后未經(jīng)干燥處理,對實驗結(jié)果無影響,C項錯誤;滴定前尖嘴處無氣泡,而達滴定終點時有氣泡,導(dǎo)致讀取的溶液體積偏小,則測得的Na2S2O3溶液濃度偏高,D項錯誤。
23.(13分)油脂的不飽和度可通過油脂與I2的加成反應(yīng)測定,通常稱為油脂的碘值。碘值越大,油脂的不飽和程度越高。碘值是指100 g油脂所能吸收的I2的質(zhì)量。
Ⅰ.稱取x g某油脂,加入含y mol I2的韋氏溶液(韋氏溶液是碘值測定時使用的特殊試劑,含有CH3COOH),充分振蕩;過量的I2用c molL-1 Na2S2O3標準溶液滴定(淀粉作指示劑),消耗Na2S2O3標準溶液V mL(滴定反應(yīng)為2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)?;卮鹣铝袉栴}:
(1)下列有關(guān)滴定的說法正確的是________(填字母)。
A.Na2S2O3標準溶液應(yīng)盛裝在堿式滴定管中
B.滴定時眼睛只需注視滴定管中溶液體積的變化
C.滴定到溶液由無色變藍色時應(yīng)該立即停止滴定
D.同樣的滴定應(yīng)重復(fù)2~3次,取幾次滴定所用溶液的平均體積計算滴定結(jié)果
(2)該油脂的碘值為____________g(列式表示)。
(3)用該測定方法測定的碘值需要用相關(guān)的實驗校正,因為所測得的碘值總比實際碘值低,原因是___________________________________________________________。
Ⅱ.現(xiàn)要從上述測定碘值實驗后的含碘廢液中回收碘單質(zhì)(廢液中含有H2O、油脂、I2、I-),設(shè)計如圖1所示的實驗過程:
(4)為了將含碘廢液中的I2完全轉(zhuǎn)化為I-而進入水層,向含碘廢液中加入稍過量的A溶液,則A應(yīng)該具有________性。
(5)將操作①所得溶液放入圖2所示的三頸燒瓶中,并用鹽酸調(diào)至pH約為2,再緩慢通入適量Cl2,使其在30~40 ℃反應(yīng)。反應(yīng)要控制在30~40 ℃的原因是_________________
________________________;Cl2不能過量,因為過量的Cl2會將I2氧化為IO,寫出該反應(yīng)的離子方程式: _______________________________________________________。
(6)操作②包含多步操作,將在三頸燒瓶中反應(yīng)完全后的溶液經(jīng)過操作②獲得碘單質(zhì),在操作②中必須用到圖3所示的部分儀器或裝置,這些儀器和裝置是________(填標號)。
【答案】(1)AD(2分)
(2)或25 400或(2分)
(3)韋氏溶液中的CH3COOH消耗Na2S2O3,使滴定過程消耗的Na2S2O3標準溶液的體積偏大,導(dǎo)致測得的與油脂反應(yīng)的I2的質(zhì)量偏小(2分) (4)還原(1分)
(5)溫度過低反應(yīng)速率慢,溫度過高氯氣溶解度變小且碘易揮發(fā)(2分)
5Cl2+I2+6H2O===10Cl-+2IO+12H+(2分) (6)①⑤(2分)
【解析】(1)Na2S2O3標準溶液呈堿性,應(yīng)盛裝在堿式滴定管中,A項正確;滴定時眼睛應(yīng)注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化,而不是注視滴定管中溶液體積的變化,B項錯誤;若滴入最后一滴Na2S2O3標準溶液,錐形瓶中溶液藍色褪去,且30 s內(nèi)溶液顏色不再改變,則視為達到滴定終點,故C項錯誤;為減小滴定操作誤差,可重復(fù)滴定2~3次,取幾次滴定所用溶液的平均體積進行計算,D項正確。(2)根據(jù)I2~2Na2S2O3和消耗c molL-1 Na2S2O3標準溶液V mL,可求出過量的n(I2)=10-3 mol,則x g油脂消耗的n(I2)=mol,故100 g油脂加成消耗的m(I2)= g= g。(3)由于韋氏溶液中含有的CH3COOH也能消耗Na2S2O3標準溶液,導(dǎo)致滴定消耗的Na2S2O3標準溶液的體積增大,則測得的與油脂反應(yīng)的I2的質(zhì)量減少,故測得的碘值比實際碘值低。(4)要使含碘廢液中的I2轉(zhuǎn)化為I-,則A應(yīng)具有還原性。(5)Cl2與I2反應(yīng)的離子方程式為5Cl2+I2+6H2O===10Cl-+2IO+12H+。(6)操作②中需進行萃取操作,需用到儀器①,需進行蒸餾操作分離出I2,需用到裝置⑤。
24.(15分)苯甲酸是一種重要的化工原料。實驗室合成苯甲酸的裝置示意圖原理及有關(guān)數(shù)據(jù)(夾持及加熱裝置略)如下:
原理:
名稱
性狀
熔點(℃)
沸點(℃)
密度(g/mL)
溶解性
水
乙醇
甲苯
無色液體,易燃易揮發(fā)
-95
110.6
0.866 9
不溶
互溶
苯甲酸
白色片狀或針狀晶體
112.4(100 ℃左右升華)
248
1.265 9
微溶
易溶
苯甲酸在水中的溶解度:
溫度/℃
4
18
75
溶解度/g
0.2
0.3
2.2
某學習小組在實驗室制備、分離、提純苯甲酸,并測定所得樣品的純度,步驟如下:
Ⅰ.制備苯甲酸
在三口瓶中加入2.7 mL甲苯、100 mL水和2~3片碎瓷片,開動電動攪拌器,a中通入流動水,在石棉網(wǎng)上加熱至沸騰,然后分批加入8.5 g 高錳酸鉀,繼續(xù)攪拌約4~5 h,直到甲苯層幾乎消失、回流液不再出現(xiàn)油珠,停止加熱和攪拌,靜置。
Ⅱ.分離提純
在反應(yīng)混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反應(yīng),過濾、洗滌,將濾液放在冰水浴中冷卻,然后用濃鹽酸酸化,苯甲酸全部析出后減壓過濾,將沉淀物用少量冷水洗滌,擠壓去水分后放在沸水浴中干燥,得到粗產(chǎn)品。
Ⅲ.測定純度
稱取m g 產(chǎn)品,配成100 mL乙醇溶液,移取25.00 mL溶液于錐形瓶,滴加2~3滴酚酞,然后用標準KOH溶液滴定。
請回答下列問題:
(1)裝置a的作用為______________________________。
(2)甲苯被高錳酸鉀氧化的原理為+KMnO4+MnO2↓+H2O+________
請完成并配平該化學方程式。
(3)分離提純過程中加入的草酸是一種二元弱酸,反應(yīng)過程中有酸式鹽和無色氣體生成。加入草酸的作用是____________________________________________,請用離子方程式表示反應(yīng)原理:______________________________________________________。
(4)產(chǎn)品減壓過濾時用冷水洗滌的原因是_____________________。
(5)選用下列__________操作,可以將粗產(chǎn)品進一步提純(選填字母)。
A.溶于水后過濾 B.溶于乙醇后蒸餾 C.用甲苯萃取后分液 D.升華
(6)測定純度步驟中,滴定終點溶液的顏色變化是________________________________。 若m=1.200 g,滴定時用去 0.120 0 mol L-1標準KOH溶液20.00 mL,則所得產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為__________。
【答案】(1)冷凝回流,防止甲苯的揮發(fā)而降低產(chǎn)品產(chǎn)率(1分)
(2)1 2 1 2 1 1 KOH(2分)
(3)將過量的高錳酸鉀轉(zhuǎn)化為二氧化錳,以便過濾除去(2分)
2MnO+3H2C2O4===2MnO2↓+2HCO+4CO2↑+2H2O(2分)
(4)苯甲酸在冷水中的溶解度較小,用冷水洗滌可以減少產(chǎn)品的損失(2分)
(5)D(2分)
(6)溶液由無色變淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色(2分) 97.6%(2分)
【解析】(1)裝置a用于冷卻甲苯,防止揮發(fā),并回流到反應(yīng)容器中,減少實驗誤差。(2)氧化還原反應(yīng)的化學方程式配平的關(guān)鍵是化合價的變化,甲基中的碳元素為-3價,被氧化成羧基變成+3價,錳元素由+7價變成+4價,所缺少的物質(zhì),一般化合價無變化,可以最后根據(jù)質(zhì)量守恒定律來完成。(3)草酸是二元弱酸,但具有很強的還原性,可以將過量的高錳酸鉀還原成二氧化錳而形成沉淀除去,發(fā)生的反應(yīng)為2MnO+3H2C2O4===2MnO2↓+2HCO+4CO2↑+2H2O。(4)由題干表格中數(shù)據(jù)可知,苯甲酸微溶于冷水,所以用冷水洗滌可以減少產(chǎn)品的損失。(5)由于苯甲酸的熔點為112.4 ℃,而在100 ℃時容易升華,所以可以對固體升高溫度,讓其升華進一步提純,所以選擇D。(6)苯甲酸的乙醇溶液是酸性溶液,滴加酚酞呈無色,然后滴加KOH溶液,滴定終點溶液呈堿性,溶液由無色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色,根據(jù)苯甲酸為一元酸,與KOH等物質(zhì)的量反應(yīng),可以求算出苯甲酸的物質(zhì)的量,進而求出苯甲酸的質(zhì)量,最后求出苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)。
25.(14分)單質(zhì)銅及其化合物一般都具有特殊的顏色,如:
Cu
Cu2O
CuO
Cu(OH)2
CuSO45H2O
紅色(或紫紅色)
紅色
黑色
藍色
藍色
某學校研究性學習小組甲為檢測實驗室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O進行了認真的探究。
Ⅰ.查閱資料得出下列信息:
①Cu2O屬于堿性氧化物;②高溫灼燒CuO生成Cu2O;③Cu2O在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng):Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
Ⅱ.設(shè)計實驗方案:
方案1:取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中,觀察溶液顏色變化。
方案2:取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中,觀察溶液是否呈藍色。
方案3:稱得干燥坩堝的質(zhì)量為a g,取紅色試樣置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b g,在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定,稱得最后總質(zhì)量為c g。
(1)寫出下列的化學方程式:
方案1中Cu2O參與的化學方程式:________________________。
方案2中Cu2O參與的化學方程式:________________________。
(2)請你評價方案1和方案2的合理性,并簡述理由:
方案1:_____________________。
方案2:_____________________。
(3)方案3中,若確認紅色粉末中含有Cu2O,則a、b、c應(yīng)符合的數(shù)學關(guān)系為________,該實驗方案最少得進行________次稱量。
Ⅲ.研究性學習小組乙,設(shè)計了新的探究方案,擬通過干燥管CuSO4是否變藍來判斷紅色固體中是否含有Cu2O,裝置如圖所示。
(4)簡述該探究方案中,檢驗氣體發(fā)生裝置氣密性的方法(說明操作方法、現(xiàn)象和結(jié)論):_____________________________________。
(5)為確保探究的科學、合理、安全,你認為實驗中還應(yīng)采取的措施有:________(填字母代號)。
A.在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)玻璃管之間加一個干燥裝置
B.加熱前先排盡裝置中的空氣
C.在盛有硫酸銅的干燥管后再連接一個裝有堿石灰的干燥管
【答案】(1)3Cu2O+14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O(2分)
Cu2O+H2SO4(稀)===Cu+CuSO4+H2O(2分)
(2)不合理(1分) 因為銅和氧化亞銅均可溶于稀硝酸形成藍色溶液 合理,因為氧化亞銅與稀硫酸生成Cu和Cu2+,導(dǎo)致溶液呈藍色(2分)
(3)8c<9b-a(2分) 4(1分)
(4)關(guān)閉導(dǎo)氣管上的活塞,從長頸漏斗中往試管中注水,漏斗中的液面高度高于試管中的液面高度,在一段時間內(nèi)液面差不變,說明氣體發(fā)生裝置氣密性良好(2分)
(5)ABC(2分)
【解析】方案1中因為稀硝酸具有氧化性,所以無法區(qū)分溶液中的Cu2+是來自于銅被氧化,還是Cu2O被氧化;方案2中因為稀硫酸無強氧化性,所以通過溶液中是否有紅色沉淀及溶液是否顯藍色可以判斷紅色固體中是否含有Cu2O;方案3是通過定量的方法來進行判斷的,原理是4Cu+O22Cu2O,若(b-a) g全部是Cu,那么可以得到Cu2O的質(zhì)量為(b-a)g,若紅色固體中含有Cu2O,則存在關(guān)系:(b-a) g>(c-a) g,即8c<9b-a。
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