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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(jìn)行化學(xué)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(dá)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(dá)到實驗?zāi)康?,錯誤;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(dá)到實驗?zāi)康?,錯誤。
6.以下關(guān)于實驗操作的說法正確的是( )
A.當(dāng)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(jìn)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(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(dá)不到高溫,所以達(dá)不到實驗?zāi)康模?A錯誤;B項,無水氯化鈣吸水沒有明顯現(xiàn)象,達(dá)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(jìn)長出達(dá)不到實驗?zāi)康模瑧?yīng)改為長進(jìn)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(dá)到實驗?zāi)康模蔇正確;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(lán)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(lán),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?jǐn)嚢韬螅〕恋?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(qiáng)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(dá)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(xué)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(qiáng)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(lán)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(fù)極,片刻后銅片作負(fù)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(fù)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(fù)極,所以電流方向會發(fā)生改變,故A正確;B項,藍(lán)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(qiáng)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(jìn)行,不能準(zhǔn)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(xué)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(xué)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(rèn)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(jìn)行SO2與澄清石灰水反應(yīng)的實驗若存在缺陷,其改進(jìn)方法是(若你認(rèn)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(qiáng),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(jìn)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(xué)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(zhǔn)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+I(xiàn)2===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(jìn)行干燥處理
D.滴定管尖嘴處滴定前無氣泡,達(dá)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(xué)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(jìn)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(dá)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(淀粉作指示劑),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL(滴定反應(yīng)為2Na2S2O3+I(xiàn)2===Na2S4O6+2NaI)。回答下列問題:
(1)下列有關(guān)滴定的說法正確的是________(填字母)。
A.Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)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(lán)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(jìn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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+I(xiàn)2+6H2O===10Cl-+2IO+12H+(2分) (6)①⑤(2分)
【解析】(1)Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶中溶液藍(lán)色褪去,且30 s內(nèi)溶液顏色不再改變,則視為達(dá)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(jìn)行計算,D項正確。(2)根據(jù)I2~2Na2S2O3和消耗c molL-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液,導(dǎo)致滴定消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)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+I(xiàn)2+6H2O===10Cl-+2IO+12H+。(6)操作②中需進(jìn)行萃取操作,需用到儀器①,需進(jìn)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(xué)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)KOH溶液20.00 mL,則所得產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?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(xué)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(qiáng)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(jìn)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(jìn)而求出苯甲酸的質(zhì)量,最后求出苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?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(lán)色
藍(lán)色
某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)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(jìn)行了認(rèn)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(lán)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(xué)方程式:
方案1中Cu2O參與的化學(xué)方程式:________________________。
方案2中Cu2O參與的化學(xué)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(rèn)紅色粉末中含有Cu2O,則a、b、c應(yīng)符合的數(shù)學(xué)關(guān)系為________,該實驗方案最少得進(jìn)行________次稱量。
Ⅲ.研究性學(xué)習(xí)小組乙,設(shè)計了新的探究方案,擬通過干燥管CuSO4是否變藍(lán)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(xué)、合理、安全,你認(rèn)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(lán)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(lán)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(qiáng)氧化性,所以通過溶液中是否有紅色沉淀及溶液是否顯藍(lán)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(jìn)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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