- 研究型实验
- 共4868题
某催化剂为铁的氧化物,一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究:查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色;HNO3具有强氧化性。请完成对铁元素价态的探究:
①提出合理假设。
假设1:催化剂中铁元素为+3价;
假设2:催化剂中铁元素为+2价;
(1)假设3: 。
②设计实验方案。
③根据②的实验方案进行实验:
(2)步骤1:取一定量的稀硫酸于试管中,加热煮沸数分钟,目的是
;
步骤2:取少量样品于试管中,加入处理过的硫酸并加热,得到A溶液;
(3)步骤3:取A溶液于试管,滴加KSCN溶液,振荡,若不出现血红色,则假设 成立;若出现血红色,则假设 成立;
(4)步骤4:另取A溶液于试管,加入KMnO4溶液,振荡,结合步骤3中的结论,若出现
现象,则假设1成立;反之,则假设3成立。
(5)某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液,向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色,由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论,该结论是否合理? (填“是”或“否”),理由是 。
正确答案
(9分)(1)催化剂中铁元素既有+3价又有+2价(2分);
(2)除去硫酸中溶解的氧气(1分);
(3)2(1分); 1或3(1分); (4)高锰酸钾溶液不褪色(1分);
(5)否(1分); 加入硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+(2分)
试题分析:(1)根据所给的假设1和2可知,假设3应该是催化剂中铁元素既有+3价又有+2价。
(2)由于氧气也具有氧化性,能氧化亚铁离子,所以加热煮沸数分钟的目的是除去硫酸中溶解的氧气。
(3)由于铁离子能和KSCN溶液反应显红色,所以若不出现血红色,则假设2成立。若出现血红色,则假设1或3成立。
(4)亚铁离子具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化而褪色,所以如果出现高锰酸钾溶液不褪色现象,则假设1成立;反之,则假设3成立。
(5)由于硝酸具有氧化性,则加入硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+,从而导致实验结论不准确。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型,侧重对学生实验能力的培养,有利于激发学生的学习兴趣和学习积极性。该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论。
(1)现有废铜屑和废硫酸,请从原料的利用率和环保的角度分析,设计一个制取胆矾(CuSO4•5H2O)的合理方案,只用化学方程式说明
第一步:______
第二步:______
第三步:过滤,加热浓缩,冷却结晶______
(2)有人建议用铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气以制得硫酸铜溶液,请写出该反应的化学方程式______.
正确答案
(1)以废铜屑和废硫酸为原料,从原料的利用率和环保的角度分析,设计制取胆矾(CuSO4•5H2O)的方案应:铜与氧气反应生成氧化铜,再由氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜,最后过滤,加热浓缩,冷却结晶可得CuSO4•5H2O.
故反应方程式为第一步:2Cu+O22CuO;
第二步:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
第三步:CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O.
故答案为:2Cu+O2=2CuO;CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O.
(2)铜和稀硫酸混合在加热的条件下不断通入空气,反应生成硫酸铜与水,方程式为2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O.
故答案为:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O.
(10分)研究碳及其化合物的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。某学习小组查阅资料并进行相关探究,请帮忙完成以下探究。
(1)pC类似于pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用对数的负值。如某溶液中某溶质的浓度为1×10-3 mol/L,则该溶液中该溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。如图为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。请回答下列问题:(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在)
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1 。
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系(H2CO3/HCO3-)可以抵消少量酸或碱,维持pH7.4。当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的c(H+)/c(H2CO3)最终将 。
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,
该电池反应的离子方程式为 。
(3)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H ;
①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图
所示,则上述CO2转化为甲醇反应热ΔH 0(填“>” “<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中各物质浓度相同,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为 。
正确答案
(共10分)
(1)①不能 (1分) ②10-6 (2分) ③A (1分)
(2)Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2(2分)。
(3)①< (2分) ② 0.4<c≤1 (2分)。
试题分析:(1)①:H2CO3会发生电离出H+, HCO3-会发生电离出H+和发生水解结合H+, CO32-会发生水解与H+结合,故H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存。②分析图中可以看到当PH=6时H2CO3发生一极电离,因此Ka110-6。③过量的酸含有大量的H+,因此c(H+)/c(H2CO3)最终将变大。
(2)由图中分析得出,Mg是负极,失去电子,生成Mg(OH)2,ClO-会得到电子生成Cl-,因此电池反应的离子方程式为:Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2。
(3)①由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H3<0。
故答案为:<。
②根据分析化学方程式,反应前后的化学总物质的量之比是2:1,又因为甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,因此c的最小量为0.8/[(1mol+3mol)/2]=0.4mol,最大值为1mol,故c的取值范围为:0.4<c≤1。
点评:(1)本题考查弱电解质在水溶液中的电离及图象,学生能正确了利用图象来分析是解答本题的关键,并注意利用习题中的信息来解答,难度不大.(2)本题从多个角度对化石燃料进行了全面的考查,难度中等,培养了学生分析问题解决问题的能力.
(1)下列实验操作或叙述正确的是 (填写编号,多选扣分)
①不宜用瓷坩埚灼烧氢氧化钠或碳酸钠固体;
②为了提高纯锌与稀硫酸反应的速率,可向稀硫酸中滴入几滴溶液;
③用蒸馏水润湿的pH试纸测定溶液的pH一定有误差;
④向沸腾的NaOH稀溶液中滴加饱和溶液,可以制得
胶体;
⑤配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸;
⑥定容时,俯视容量瓶刻度,造成所配溶液浓度偏高;
⑦称取5.85g氯化钠固体,用100 mL蒸馏水溶解,得到1.00 mol·L-1氯化钠溶液
(2)某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-,CO32-,SO32-,SO42-,Cl-,Br-,I-。为鉴定这些离子,分别取少量溶液进行以下各步骤的实验:
步骤1测得混合液呈碱性;
步骤2滴加HCl时,溶液中出现气泡。该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
步骤3加CCl4,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色;
步骤4加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加入足量盐酸,沉淀不能完全溶解;
步骤5加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
分析上述5个实验,回答下列问题。
①由实验步骤1判断可能存在的离子有 ;
②由实验步骤2判断可能存在的离子有几种可能性 ;分别是 ;
③由实验步骤3可得出的结论是 ;
④由实验步骤4和实验步骤5可确定肯定存在的离子有 ;
⑤由上述5个实验不能确定是否存在的离子是 。
正确答案
(1) ①②⑥ (选对1 个1 分,选对3个3分。漏选或错选1个扣1分,至为0分,不出现负分)
(2) ① CO32-或 SO32- ,CO32-和SO32- (2分)
②有四种可能性 (2分)
CO32- (1分)
SO32- (1分)
CO32- SO32- (1分)
CO32- SO32- NO3- (1分)
③ Br-(1分) I-不存在 (1分)
④ SO42-(1分), Cl- (1分)
⑤ NO3- (1分)
略
某化学研究性学习小组为了探究四氯化锡的有关性质,拟先利用下列装置和药品进行四氯化锡的制备.已知四氯化锡具有强的吸水性,SnCl4和Sn的部分数据如下
供选择的药品:Sn、浓HC1、稀HCl、浓H2SO4、MnO2、KMnO4、无水CaCl2、碱石灰仪器装置:
请回答下列相关问题:
(1)实验时装置的正确连接顺序为A→______→______→______→______→______→______;
(2)仪器G的名称是______;实验时,G中冷却水的流向是从______进入(填符号);
(3)A中发生反应的离子方程式为______;
(4)F中盛装的化学试剂是______;其作用是______;
(5)IVA族从上到下有C、Si、Ge、Sn、Pb等元素,请比较该族元素最高价氧化物对应水化物碱性的强弱顺序为(用化学式表示)______.
正确答案
(1)用A制备氯气,分别在D、C中进行除杂和干燥,然后在B中发生反应制备SnCl4,冷却后在E中收集,最后连接F,进行尾气吸收,连接顺序为D→C→B→G→E→F,
故答案为:D→C→B→G→E→F;
(2)G为冷凝管,为达到充分冷凝的效果,应从Q进水,从P出水,故答案为:冷凝管;Q;
(3)A中制备氯气,在不加热的条件下进行,应用高锰酸钾和浓盐酸制备,反应的离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,
故答案为:2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
(4)F中盛装碱石灰,具有碱性,可与水或酸性气体反应,防止空气中的水分进入装置E中,吸收多余的Cl2防止污染,
故答案为:碱石灰;防止空气中的水分进入装置E中,吸收多余的Cl2防止污染;
(5)金属性:Pb>Sn>Ge,元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4,
故答案为:Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4.
高铁酸钾的确是一种新型、高效、多功能水处理剂,应用前景广阔.实验室以次氯酸盐和铁盐为原料制备少量高铁酸钾的操作步骤如下:
(1)制备次氯酸钾强碱性饱和溶液:①在100mL水中溶解56gKOH,冷至室温后倒入三口瓶中(装置见右图),
冷水浴冷却,通入Cl2,用电动搅拌器不断搅拌,直至溶液变为黄绿色且有少量白色晶体析出为止.②将饱和次氯酸钾倒入烧杯并置于冷水浴中.在不断搅拌下,分几次加入130gKOH固体.用玻璃砂芯漏斗过滤,弃去残渣(主要成分为KCl和少量KOH、KClO),得次氯酸钾强碱性饱和溶液.
①石灰乳的作用是______.石灰乳参与反应的化学方程式______.
②反应过程中和保存饱和次氯酸钾中用冷水浴冷却的原因是______
______(以必要文字和方程式加以说明).
③在上述制备过程中不断搅拌原因是______(以必要文字加以说明).
(2)合成高铁酸钾:将次氯酸钾饱和溶液转入烧杯,冷水浴冷却,在剧烈搅拌下分次加入13.5g研细的FeCl3•6H2O,立即产生大量紫黑色K2FeO4.加少量稳定剂Na2SiO3•9H2O和CuCl2•2H2O,反应30min后,分次加入100gKOH固体,保持温度在20℃以下,陈化30min,用玻璃砂芯漏斗抽滤,得高铁酸钾粗品.
①写出合成高铁酸钾的离子方程式______.
②13.53gFeCl3•6H2O理论上可制得高铁酸钾______g.
(3)高铁酸钾的净水原理:①高铁酸钾在水中发生反应生成Fe(OH)3胶体.写出化学方程式______
______.②高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是______、______.
正确答案
(1)①氯气有毒,污染空气,石灰乳与氯气反应方程式为:2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.石灰乳除去未反应氯气,防止氯气污染空气.
故答案为:除去未反应氯气,防止氯气污染空气;2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
②温度不同时,氯气与KOH反应的产物也不同,常温下,生成次氯酸钾,受热时生成氯酸钾.温度高时,反应生成氯酸钾,6KOH+3Cl2
5KCl+KClO3+3H2O,降低了次氯酸钾的产量.
故答案为:温度高时,反应生成氯酸钾,6KOH+3Cl2
5KCl+KClO3+3H2O,降低了次氯酸钾的产量.
③反应放热,不利于次氯酸钾的生成.
故答案为:反应放热,不利于次氯酸钾的生成.
(2)①铁离子与氢氧根离子生成氢氧化铁,氢氧化铁被次氯酸根氧化为高铁酸根(FeO42-)同时生成Cl-、H2O.
反应的离子方程式为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3,2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.
故答案为:Fe3++3OH-=Fe(OH)3,2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O.
②13.53gFeCl3•6H2O的物质的量为n(FeCl3•6H2O)==0.05mol,根据铁元素守恒可知n(K2FeO4)=0.05mol,所以m(K2FeO4)=0.05mol×198g/mol=9.9g.
故答案为:9.9.
(3))①高铁酸钾与水反应生成氧气和Fe(OH)3(胶体)、氢氧化钾,反应方程式为4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2;
故答案为:4K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+8KOH+3O2.
②高铁酸钾与水反应过程中生成原子氧[O]和Fe(OH)3胶体,高铁酸钾与生成原子氧[O]具有强氧化性,杀菌消毒,Fe(OH)3胶体吸附悬浮物质净水.
故答案为:消毒、净水.
某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的:_______________________________________。
(2)实验用品:
①试剂:金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1 mol·L-1 NaBr溶液、0.1 mol·L-1 NaI溶液、CCl4等。
②仪器:________、________、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式):
(4)实验结论:________________________________________________________________________。
(5)请用原子结构的知识简单解释上述实验结论________________________________________________。
正确答案
(1)探究同主族元素性质的相似性和递变性 (2)试管 胶头滴管
(3)
(4)同主族元素性质相似;自上而下元素原子失电子能力增强,得电子能力减弱
(5)由于同主族元素原子最外层电子数相同,所以同主族元素性质相似。又由于随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大, 原子核对最外层电子的吸引力减弱,所以元素原子得电子能力减弱,失电子能力增强
试题分析:该实验目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性。由于主族元素原子最外层电子数相同,所以性质相似;而随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,元素原子得电子能力减弱,失电子能力增强,所以同主族因素自上而下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,据此可以进行验证和探究。
点评:该题是基础性试题的考查,也是高考中的常见题型和考点。试题贴近高考,基础性强,难易适中,注重对学生能力的培养和基础知识的训练,主要是考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性。该类试题主要是以实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
实验室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉状混合物,某兴趣小组为测定其中NH4HCO3的含量,设计了用在混合物中加酸的实验方法来测定其质量分数。化学小组主要选用了下列药品和仪器进行实验(铁架台等固定仪器未画出)。按气流由左向右的方向,仪器连接顺序是。回答以下问题:
(1)A中加入硫酸溶液的仪器名称是: 。
(2)实验开始,混合物加酸前,A装置需要鼓入空气,排除装置中原有的空气。加酸后A装置再次鼓入空气的作用是 。
(3)E装置的作用是 。
(4)实验中,要确保实验中C瓶溶液不褪色,若C瓶中溶液褪色,则测定结果可能会偏 (填“高”或“低”)。
(5)若混合物样品质量为13.1g,充分作用后碱石灰增重4.4g,则混合物中NH4HCO3的质量分数为 。
(6)从定量测定的准确性考虑,该套装置还应作进一步的改进是 。
正确答案
(12分)(1)分液漏斗(2分)
(2)将生成的气体全部送入后续装置(使反应产生的SO2和CO2被完全吸收)(2分)
(3)除去SO2,以防止SO2对测定结果的影响(2分)
(4)高 (共2分) (5)60.3%(2分)
(6)在B之后再接一个阻止空气中水蒸气和二氧化碳进入B的装置。(2分)
试题分析:(1)根据仪器的构造特点可知,A中加入硫酸溶液的仪器名称是分液漏斗。
(2)加酸后生成CO2和SO2气体,所以加酸后A装置再次鼓入空气的作用是将生成的气体全部送入后续装置(使反应产生的SO2和CO2被完全吸收)。
(3)由于SO2也能碱石灰吸收,会干扰CO2的测定,所以高锰酸钾溶液的作用是除去SO2,以防止SO2对测定结果的影响。
(4)若C瓶中溶液褪色,说明SO没有完全被除尽,也被碱石灰吸收,则测定结果可能会偏高。
(5)碱石灰增重4.4g,则反应中生成的CO2的质量就是4.4g,物质的量是0.1mol。则根据碳原子守恒可知,碳酸氢铵的物质的量也是0.1mol,质量是7.9g,所以混合物中NH4HCO3的质量分数为。
(6)由于空气中也含有水蒸气和CO2,也能被碱石灰吸收,所以从定量测定的准确性考虑,该套装置还应作进一步的改进是在B之后再接一个阻止空气中水蒸气和二氧化碳进入B的装置。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题综合性强,难易适中,在注重对学生基础知识检验与巩固的同时,侧重对学生能力的培养和实验能力的训练与指导。有助于培养学生规范、严谨的实验设计能力,提高学生的综合实验能力,提升学生的学科素养。该类试题重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
类比是化学学习中常用的方法之一,已知硝酸能把铁氧化成 Fe ( NO3)3、,但当铁过量时,产物是 Fe ( NO3 ) 2。某同学受此启发,提出一个相似的观点:氯气与铁粉反应,当 C12足量时生成 FeC13 , 当铁粉过量时产物是 FeCl2。为验证该观点是否正确,该同学将一根细的纯铁丝分别在足量和少量的 C12中点燃,取其表面生成物并分别编号为 A、B ,然后通过实验确定其成分。探究过程如下:
( 1 )提出假设: A 是 FeCl3, B 是 FeCl 2。
( 2 )设计实验方案:分别取 A、B 的溶液均进行以下实验,但实验现象相同。请填写下表中的相应空格。
( 3 )根据上述实验结论,写出 C12与铁粉加热时发生反应的化学方程式:
_________________________________________________________________。
( 4 )为进一步探究 FeC13溶液的性质,他又利用 A 溶液做了如下一些实验,其中明显错误的是____________________。
A.将 A 溶液滴入沸水中,并继续加热得到红褐色液体,该液体能产生丁达尔现象
B.向 A 溶液中加入少量铁粉,铁粉溶解,溶液颜色加深
C.在 A 溶液中滴加 Na OH 浓溶液,出现红褐色沉淀
D.将 A 溶液加热蒸干并灼烧,得到 FeC13固体
( 5 )实际应用:
FeCl3溶液常作印刷电路铜板腐蚀剂,腐蚀后的废液中含有 FeC13、FeCl2、CuCl2,某研究性学习小组的同学们设计了两种从废液中回收 Cu的方案:
方案1:向废液中加人过量的铁粉,充分反应后,过滤。在所得滤渣中加人足量的盐酸,充分反后,再过滤即得到铜。方案1 中涉及的四种阳离子的氧化性由强到弱的顺序为:
_____________________________________。
方案2 :在废液中加人适量的盐酸调节溶液的 pH =" 1" ,用铜和石墨作电极进行电解。当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的 Cu 已全部析出。方案 2 中铜作_________极,所发生的电极反应为(若有多个电极反应,请按照反应发生的先后顺序全部写出)___________________________________________________
方案 2 在电极上直接回收铜,操作上比方案 1 简便,但方案 2 也有不足之处,主要表现为:_____________________________________________________。
正确答案
(2)溶液变红色(1分) FeCl2 ( 1 分) ( 3 ) 2Fe十3Cl22FeCl3 ( l 分)
( 4 ) BD (2分) ( 5 )方案 1 : Fe3+ >Cu2+ > H + > Fe2+ ( l 分)
方案 2 :阴( l 分)2Fe 3++2e一=2Fe2+ ;
Cu2+ + 2e一=Cu ( l 分);
2H + + 2e一=H2↑; ( l 分)
①污染性气体 C12产生( l 分)②使用了电解装置,成本较高等。( l 分)
Fe3+遇SCN一变红色。 Fe2+能使 KMnO4溶液褪色; FeC13溶液加人铁粉,将三价铁还原为二价铁,颜色变浅; FeC13溶液加热蒸干最后得到的是三氧化二铁, ( 5 )向废液中加人过量的铁粉,铁粉首先和三价铁离子反应,将其转化为二价铁离子,然后和铜离子反应,再加人盐酸,盐酸和过量的铁粉反应生成二价铁离子,由此知四种离子的氧化性由强到弱的顺序为Fe3+ >Cu2+ > H+ >Fe2+,方案 2 中用铜作阴极,电极上的反应为2Fe3++2e一=2Fe2+,然后 Cu2++2e一=Cu , 2H+十2e一=H 2↑ , 不足之处,阳极会产生氯气污染,会消耗大量的电能等。
(15分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
(1)气体A的主要成分是 ,为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入
;通入N2的目的是 。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式: 。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是
。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol·L—1I2溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
正确答案
⑴SO2、N2碎瓷片(或沸石) 将生成的SO2全部赶出
⑵SO2+H2O2=2H++SO2-4 ⑶向滴定管注入少量NaOH标准液,倾斜转动滴定管润洗整个滴定管内壁,然后将润洗液从下端尖嘴处放出,重复操作2~3次 ⑷无影响 ⑸0.64V/w
⑴亚硫酸盐与稀硫酸反应生成气体SO2,因此A气体的成分为生成的SO2及通入的N2(其目的是将生成的SO2全部赶出,保证被吸收液全部吸收,减小误差,也可通入稀有气体),为防止液体加热时暴沸,一般可加入碎瓷片。
⑵SO2具有还原性,可被氧化剂H2O2所氧化而吸收,反应的离子方程式为SO2+H2O2===2H++SO2-4。
⑶甲方案的原理是根据消耗的氢氧化钠的量求硫酸的量,进而求SO2的量。乙方案的原理是根据溶液B中的SO32-被I2氧化,由I2的量求SO32-的量,进而求SO2的量。用标准液润洗滴定管的目的是减小误差,否则会使所装溶液浓度减小,造成滴定结果偏大。标准液润洗滴定管的方法是:滴定管用蒸馏水洗涤干净后,加入少量NaOH标准液,将滴定管倾斜放在两手掌上,轻轻转动,润洗整个滴定管内壁,然后将润洗液从下端尖嘴处放出,不可从上口倒出,重复操作2~3次。
⑷乙方案的原理是根据溶液B中的SO32-被I2氧化,由I2的量求SO32-的量,进而求SO2的量。用盐酸代替硫酸,生成的SO2气体中混有少量HCl,因SO2用碱液吸收后需再用盐酸调节溶液至弱酸性,且SO2的量不会因混入HCl而变化,因此消耗的I2不变,即对实验结果无影响。
⑸反应为H2O+SO2-3+I2===SO2-4+2I-+2H+,
SO2~ SO2-3~ I2
64 1mol
m 0.010 00 mol·L-1 ×V×10-3 L=V×10-5 mol
m=64×V×10-5 g,则1 kg样品中含SO2的质量为:64×V×10-5 g×1000/w=0.64V/w
考点定位:本题属工业流程题。以食品中的亚硫酸盐含量的测定为问题情境,通过简明的实验流程图,将实验基本操作、仪器的使用、化学计算、化学方程式的书写等内容综合在一起,考查考生对化学实验方案的分析和问题解决的能力。
(15分)氯化铁是常见的水处理剂,无水的熔点为555K、588K。工业上制备无水的一种工艺如下:
(1)试写出吸收塔中反应的离子方程式:____________________________。
(2)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度(g/100gH20)
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是: 。
(3)捕集器中温度超过673K,存在相对分子质量为325的物质,该物质的分子式为: 。
(4)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)= mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(5)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m克无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入某一指示剂并用c mol/L Na2S2O3溶液滴定用去V mL。
(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①滴定终点的现象是:____________________________。
②样品中氯化铁的质量分数为: 。
③某同学根据上述方案,使用上述(2)中获得的FeCl3·6H2O样品代替无水氯化铁样品进行测定。通过计算发现产品中的质量分数大于100%,其原因可能是 。
正确答案
(1)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(2分)
(2)加入少量盐酸加热浓缩,再冷却结晶(3分)
(3)Fe2Cl6(2分)
(4)1.1×10-6 (2分)
(5)①滴入最后一滴,溶液颜色由蓝色变为无色。(2分)
②162.5Vc/m %(2分)
③FeCl3·6H2O烘干时失去了部分结晶水(2分)
略
某兴趣小组根据金属镁与C02的反应,推测金属钠也能与C02发生反应,因此
他们用下图所示的装置进行“钠与C02反应”的探究(尾气处理装置略去).又知实
验过程中的C02气体为足量;设能发生的反应都进行完全;一氧化碳气体可用氯化钯
(PdCl2)溶液来检验(通过溶液颜色的变化来判断)。
(1)为了使制取气体的装置能“随开随用,随关随停”,则在图中A处应选用的装置是 (填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”).若要用干燥、纯净的C02气体与金属钠反应,则装置B中应盛放的试剂是 溶液。
(2)实验开始,检查装置的气密性完好并装入有关药品后,在点燃酒精喷灯前,还必须进行的实验操作是 。
(3)反应完成后,装置D玻璃管中残留的固体物质可能是 。(填字母)
.Na202 b.Na2C03 c.NaHCO3 d.Na2C03和C
(4)若D玻璃管中残留的固体是纯净物,则钠与C02反应的化学方程式是 。
(5)请设计合理的实验来检验某固体物质是Na2C03.答: 。
正确答案
(1)Ⅲ 饱和NaHCO3 (2)打开Ⅲ的导气管活塞(先通一会CO2气) (3)b
(4)2Na +2CO2Na2CO3 + CO
(5)取少量固体进行焰色反应,火焰呈黄色。再取少量固体跟适量CaCl2溶液反应,有白色沉淀生成。取少量固体跟稀盐酸反应,产生无色无味气体
略
工业上由废铜屑制硫酸铜晶体的流程如下:
(1)下列溶解铜屑的两种方案中,方案二的优点是 。(答两点即可)
方案一:向铜屑中加入足量的浓硫酸并加热。
方案二:向铜屑中加入少量的银粉再加足量的稀硫酸并通入足量空气。
(2)测定硫酸铜晶体( CuSO4·xH2O)中结晶水数目可通过以下实验步骤确定:
Ⅰ.称取0.4820 g样品置于小烧杯中,加入适量稀硫酸,加热溶解,边搅拌边滴加BaCl2到沉淀完全;
Ⅱ.过滤并洗涤沉淀;
Ⅲ.将盛有沉淀的滤纸包烘干并高温灼烧,再转入高温炉中,一定温度下反复灼烧到恒重,得到BaSO4质量为0.4660 g。
回答下列问题:
①计算CuSO4·xH2O中的x= (要求写出计算过程)。
②步骤Ⅲ中,如果空气不充足和温度过高,可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS,若其他操作均正确,则x的测定结果将 (填“偏低”、“偏高”或“不变”)。
正确答案
(1)无需加热、能耗低,无污染性气体SO2,耗酸量少或硫酸利用率高(4分答出两点即可,每点2分)
(2)算出SO42-(或BaSO4或CuSO4·xH2O) 为0.002 mol (2分) x = 4.5 (2分)
(3)偏高 (2分)
试题分析:(1)方案二的优点是无需加热、能耗低,无污染性气体SO2,耗酸量少或硫酸利用率高,形成原电池加快反应速率等;
(2)n(BaSO4)= n(CuSO4)=0.4660÷233=0.002mol,n(H2O)=( 0.4820-0.002×160)÷18="0.009mol" ,n(CuSO4):n(H2O)=1:x x = 4.5
若有部分沉淀被滤纸中的碳还原为BaS,则沉淀的质量变少,计算出CuSO4的量变少,水的量偏高,结果偏高。
已知:元素最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素原子的得电子能力越强。某化学兴趣小组同学为了验证硫与碳的得电子能力的强弱,用如图所示装置设计实验。根据要求回答问题:
(1)仪器a应盛放的药品是 (填选项)。
A. H2SO4 B. H2SO3 C.H2S D. H2CO3
(2)仪器b应盛放的药品是 (填选项)。
A. Na2SO4 B. Na2CO3 C.NaCl D. CaCO3
(3)仪器c盛放的药品是 ,通过 现象,可以证明得电子能力 比 强。
正确答案
(5分(1) A (2) B(3)澄清石灰水 c中澄清石灰水变浑浊 硫 碳 (各1分)
试题分析:比较C、S元素的最高价氧化物对应的水化物的酸碳酸和硫酸的酸性强弱来证明硫与碳的非金属性的强弱所需进行的反应是硫酸和碳酸盐的反应,强酸可以制得弱酸,所以可以在A中放稀硫酸,在B中放碳酸盐,可用澄清的石灰水来证明二氧化碳的生成,进而确定硫酸可以和可溶性的碳酸盐反应生成碳酸。根据硫酸可以和可溶性的碳酸盐反应可以知道硫酸酸性强于碳酸,而元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强说明该元素的非金属性越强。
点评:本题通过实验的办法来考查元素周期律的有关知识,设计角度新颖,考查了学生的综合解题能力。
(5分)某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出):
请回答下列问题:
(1)加热过程中,观察到A容器中出现大量白色烟雾,随着反应的进行,底部有白色沉淀生成,该沉淀物是________。
(2)对A容器中的浓H2SO4和铜片进行加热,很快发现C容器中品红溶液褪色,但始终未见D容器中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是_______。设计实验验证你的猜想_____________。
正确答案
(共6分)(1)CuSO4 (1分)
(2)SO2溶解度较大,澄清石灰水中Ca(OH)2含量低,生成了Ca(HSO3)2溶液(2分。) 取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或者加盐酸检验SO2气体等方法)(2分。试剂或操作1分,现象描述1分)
试题分析:(1)铜和浓硫酸反应生成硫酸铜,加热的情况下,由于A容器中出现大量白色烟雾,导致溶剂减少,且浓硫酸具有吸水性,所以会析出白色固体硫酸铜。
(2)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,说明产生SO2气体的速率快,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀,这是由于SO2溶解度较大,立即生成了Ca(HSO3)2溶液的缘故。因此验证猜想的方法是取样后,向其中加入氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(或者加热、加盐酸检验SO2气体等方法)。
点评:化学是一门以实验为基础的学科,所以有化学实验即科学探究之说法。该类试题综合性强,理论和实践的联系紧密,有的还提供一些新的信息,这就要求学生必须认真、细致的审题,联系所学过的知识和技能,进行知识的类比、迁移、重组,全面细致的思考才能得出正确的结论。
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