高考化學一輪課時達標習題 第10章 化學實驗5含解析

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1、 第10章化學實驗（5） 1．(2016·天津卷)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位：mg·L－1。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化學小組同學設計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。 Ⅰ.測定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2： ①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2： ②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3

2、標準溶液滴定生成的I2： ③2S2O＋I2===S4O＋2I－ Ⅱ.測定步驟： a．安裝裝置，檢驗氣密性。充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2 mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應①完全。 d．攪拌并向燒瓶中加入2 mL H2SO4無氧溶液，至反應②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.0100 mol·L－1 Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后

3、水樣體積的變化)。 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為__將溶劑水煮沸后冷卻__?！? (2)在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器是__②__。 ①滴定管　　　②注射器　　　 ③量筒 (3)攪拌的作用是__使溶液混合均勻，快速完成反應__。 (4)配平反應②的方程式，其化學計量數(shù)依次為__1,2,4,1,1,3__。 (5)步驟f為__重復步驟e的操作2～3次__。 (6)步驟e中達到滴定終點的標志為__溶液藍色褪去(半分鐘內(nèi)不變色)__。 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝__9.0__mg·L－1

4、(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達標？__是__(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的原因：__2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任寫其中兩個)__(用離子方程式表示，至少寫出兩個)。 解析 (1)可將溶劑水煮沸除去水中的溶解氧，然后再冷卻至室溫即可。(2)在橡膠塞處加水樣，為了防止空氣中的O2進入三頸燒瓶中，可用注射器向三頸燒瓶中注入水樣。(3)開啟攪拌器，能使Mn2＋與O2在堿性條件下快

5、速完成生成MnO(OH)2的反應。(4)根據(jù)反應前后元素化合價變化利用升降法可配平反應②為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。(5)為了減小實驗誤差，步驟e操作還需重復2～3次。(6)I2與淀粉混合，溶液中出現(xiàn)藍色，隨著反應③的進行，當溶液中I2恰好完全反應時，溶液中藍色褪去，且保持30 s內(nèi)顏色不再發(fā)生變化，即達到滴定終點。根據(jù)①②③三個反應可以找出關系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，40.00 mL水樣中含氧量為0.0100 mol·L－1×4.5×10－3 L××32 g·mol－1＝

6、0.36 mg，根據(jù)正比關系可求出1 L水樣中的溶解O2為9.0 mg，即DO＝9.0 mg/L>5 mg/L，故該水源作為飲用水源，DO達標。(7)若步驟d中溶液酸性過強，則S2O發(fā)生自身氧化還原反應生成SO2和單質(zhì)S，SO2還能與I2在溶液中繼續(xù)反應生成H2SO4和HI，酸性較強時I－易被空氣中的O2氧化等，均能給實驗帶來較大的誤差，影響測定結(jié)果。 2．2017年1月9日，中國中醫(yī)科學院青蒿素專家屠呦呦研究員獲得2016年度國家科學技術獎最高獎。青蒿素是烴的含氧衍生物，為無色針狀晶體，易溶于丙酮、氯仿和苯，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點為156～157 ℃

7、，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥。已知：乙醚的沸點為35 ℃。從青蒿中提取青蒿素的方法主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝為： 請回答下列問題： (1)操作Ⅱ的名稱是__蒸餾__。 (2)操作Ⅲ的主要過程可能是__B__(填字母)。 A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 B．加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過濾 C．加入乙醚進行萃取分液 (3)用下列實驗裝置測定青蒿素分子式的方法如下： 將28.2 g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中，緩緩通入空氣數(shù)分鐘后，再充分燃燒，精確測定裝置E和F實驗前后的質(zhì)量，根據(jù)所測數(shù)據(jù)計算。 ①裝置D的作用是__將可能生成的CO氧化為C

8、O2__， 裝置E中吸收的物質(zhì)是__H2O(水蒸氣)__，裝置F中盛放的物質(zhì)是__堿石灰__。 ②實驗裝置可能會產(chǎn)生誤差，造成測定含氧量偏低，改進方法是__在裝置F后連接一個防止空氣中的CO2和水蒸氣進入F的裝置__。 ③用合理改進后的裝置進行實驗，稱得： 裝置 實驗前/g 實驗后/g E 22.6 42.4 F 80.2 146.2 則測得青蒿素的實驗式是__C15H22O5__。 (4)某學生對青蒿素的性質(zhì)進行探究。將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量較小，加熱并攪拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液紅色變淺，說明青蒿素與__C__(填字母)具有相

9、同的性質(zhì)。 A．乙醇　　 B．乙酸 C．乙酸乙酯　　 D．葡萄糖 解析 (2)青蒿素在水中幾乎不溶，A項錯誤；獲得的精品應是固體，C項錯誤。(3)青蒿素分子式的測定原理：燃燒一定質(zhì)量的青蒿素樣品，使其完全轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，然后測量CO2和H2O的質(zhì)量，據(jù)此求出樣品中C、H、O三種元素的質(zhì)量，進而可確定青蒿素的實驗式(最簡式)，若已知青蒿素的相對分子質(zhì)量，則可確定其分子式。②測定的含氧量偏低是由于外界空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置F中引起測定的含碳量偏高而造成的，因此改進方法是在裝置F后再連接一個防止空氣中CO2和水蒸氣進入F的裝置(如盛有堿石灰的干燥管)。③由實驗數(shù)據(jù)可知，m(H2O

10、)＝42.4 g－22.6 g＝19.8 g，m(CO2)＝146.2 g－80.2 g＝66 g，則n(H2O)＝1.1 mol，n(CO2)＝1.5 mol，n(H)＝2.2 mol，n(C)＝1.5 mol，m(H)＝2.2 g，m(C)＝18.0 g，m(O)＝m(樣品)－m(C)－m(H)＝28.2 g－18.0 g－2.2 g＝8.0 g，n(O)＝0.5 mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝1.5∶2.2∶0.5＝15∶22∶5，即青蒿素的實驗式是C15H22O5。 3．(2018·河南鄭州三模)資料顯示：O2的氧化性隨溶液pH的增大而逐漸減弱。室溫下，某學習小

11、組利用下圖裝置探究不同條件下KI與O2的反應，實驗記錄如下： 裝置 序號 燒杯中的液體 5分鐘后現(xiàn)象 ① 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 無明顯變化 ② 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 HCl溶液 溶液變藍 ③ 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 KCl溶液 無明顯變化 ④ 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 CH3CO

12、OH溶液 溶液變藍，顏色較②淺 回答下列問題： (1)實驗③的目的是__驗證Cl－是否影響KI與O2的反應__。 (2)實驗②中發(fā)生反應的離子方程式是__4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O__。 (3)實驗②比實驗④溶液顏色深的原因是__其他條件相同時，HCl是強電解質(zhì)，其溶液中c(H＋)較醋酸溶液中的大，O2的氧化性較強__。 為進一步探究KI與O2的反應，用上述裝置繼續(xù)進行實驗： 序號 燒杯中的液體 5小時后現(xiàn)象 ⑤ 2 mL混有KOH的pH＝8.5的1 mol·L－1 KI溶液＋5滴淀粉溶液 溶液略變藍 ⑥ 2 mL混有KOH的pH＝10的1

13、 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 無明顯變化 對于實驗⑥的現(xiàn)象，甲同學猜想“pH＝10時O2不能氧化I－”，他設計了下列裝置進行實驗以驗證猜想。 (4)燒杯a中的溶液為__pH＝10的KOH溶液__。 (5)實驗結(jié)果表明此猜想不成立。支持該結(jié)論的實驗現(xiàn)象是：通入O2后，__電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變成藍色__。 (6)乙同學向pH＝10的“KOH－淀粉溶液”中滴加碘水，溶液先變藍后迅速褪色，經(jīng)檢測褪色后的溶液中含有IO，用離子方程式表示褪色的原因是__3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O__。 (7)該小組同學對實驗過程進行了整體反思，推測實驗

14、①和實驗⑥的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分別可能是__中性條件下，O2的氧化性比較弱，短時間內(nèi)難以生成“一定量”碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變化；pH＝10的KOH溶液中I－被氧化生成I2，I2迅速發(fā)生歧化反應變?yōu)镮O和I－__。 解析 (1)對比實驗①可知，實驗②中溶液變藍肯定是加入了HCl溶液引起的，但HCl溶液中還有Cl－，無法確定是H＋的影響還是Cl－的影響，因此設計了實驗③，加入含Cl－而不含H＋的溶液，以驗證Cl－是否影響KI與O2的反應。(3)由實驗②和實驗④不難看出，二者的不同之處是所加的酸不同，一個是強酸，一個是弱酸，而兩種酸的濃度相同，所以兩溶液中的c(H＋)不同，則實驗現(xiàn)象的差別必然是由c(

15、H＋)的不同引起的，且c(H＋)越大，溶液藍色越深，說明O2的氧化性隨c(H＋)的增大而增強。(4)甲同學設計的是原電池裝置，可通過電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)來判斷反應是否發(fā)生，因此燒杯a中的溶液應是pH＝10的KOH溶液。(5)實驗結(jié)果表明猜想不成立，說明pH＝10時O2能氧化I－，其中負極上的反應為4I－－4e－===2I2，正極上的反應為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此可看到電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變藍色。(6)由題中信息可知，I2在KOH溶液中發(fā)生了歧化反應，除生成IO外，還生成I－，故反應的離子方程式是3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O。 4．某實驗小組同

16、學依據(jù)資料深入探究Fe3＋在水溶液中的行為。 資料：ⅰ.Fe3＋在水溶液中以水合鐵離子的形式存在，如[Fe(H2O)6]3＋，[Fe(H2O)6]3＋發(fā)生如下水解反應：[Fe(H2O)6]3＋(幾乎無色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黃色)＋nH3O＋(n＝1～6)；ⅱ.[FeCl4(H2O)2]－為黃色。 進行實驗： [實驗Ⅰ] [實驗Ⅱ] 分別用試管①、③中的試劑作為待測液，用色度計測定其透光率。透光率越小，溶液顏色越深；透光率越大，溶液顏色越淺。 (1)實驗Ⅰ中，試管②溶液變?yōu)闊o色的原因是__加入HNO3后，c(H＋)增大，導致平衡逆向移

17、動，溶液由黃色變?yōu)闊o色__。 (2)實驗Ⅰ中，試管③溶液呈棕黃色與[FeCl4(H2O)2]－有關，支持此結(jié)論的實驗現(xiàn)象是__試管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液變?yōu)辄S色__。 (3)由實驗Ⅱ圖甲、乙可知：加熱時，溶液顏色__變深__(填“變淺”“變深”或“不變”)。 (4)由實驗Ⅱ可以得出如下結(jié)論： [結(jié)論一]　FeCl3溶液中存在可逆反應：[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－，得出此結(jié)論的理由是__升高或降低相同溫度時，F(xiàn)eCl3溶液透光率隨溫度變化幅度明顯大于Fe(NO3)3溶液，說明在FeCl3溶液中存在水合鐵離子的

18、水解平衡之外，還存在[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－__。 [結(jié)論二]　結(jié)論一中反應的ΔH__<__0(填“>”或“<”)。 (5)實驗小組同學重新設計了一個實驗證明(4)中結(jié)論一，實驗方案：取試管①中溶液，__先滴加HNO3，再滴加幾滴NaCl溶液，最后測此溶液透光率隨溫度改變的情況__(請描述必要的實驗操作和現(xiàn)象)。 解析 (1)由已知：[Fe(H2O)6]3＋(幾乎無色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黃色)＋nH3O＋，實驗Ⅰ中，加入HNO3后，c(H＋)增大，導致此平衡逆向移動，溶液由黃色變?yōu)?/p>

19、無色。(2)實驗Ⅰ中，試管①中為Fe(NO3)3溶液，試管③中為FeCl3溶液，兩試管中只有陰離子種類不同，分別加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液變?yōu)辄S色，據(jù)此分析可知試管③溶液呈棕黃色與[FeCl4(H2O)2]－有關。(3)由實驗Ⅱ圖甲、乙可知，溫度升高，透光率逐漸減小，說明溶液的顏色逐漸變深。(5)考慮影響平衡[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－移動的因素，設計合理實驗方案。 我國經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)經(jīng)濟健康可持續(xù)發(fā)展進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進新型城鎮(zhèn)化，推動城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實挑戰(zhàn)。