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题型:简答题
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简答题 · 15 分

某研究小组利用题9图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)

(1)MgCO3的分解产物为              。

(2)装置C的作用是                ,处理尾气的方法为                  。

(3)将研究小组分为两组,按题9图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:

①乙组得到的黑色粉末是              。

②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                。

③乙组步骤4中,溶液变红的原因为                   ,溶液褪色可能的原因及其验证方法为                         。

④从实验安全考虑,题9图装置可采取的改进措施是                    。

正确答案

见解析。

解析

(1)难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO2,因此MgCO3受热分解得到产物是MgO与CO2

(2)结合实验目的可知在装置B处,CO2与Zn作用生成CO气体,进入后面装置进行实验,故装置C中NaOH是用来吸收CO中混有的CO2气体;CO气体不一定完全反应,因此尾气中会有CO,可利用其可燃性采取点燃法来进行尾气处理。

(3)①利用黑色固体可溶于盐酸并产生气体,结合“原子守恒”可知用酒精喷灯的乙组实验得到的固体为Fe;②利用甲组现象可知Fe2O3与CO在酒精灯加热的条件下,Fe2O3被还原得到黑色固体为Fe3O4,由此可写出反应的离子方程式;③因Fe3+遇SCN-显红色,所以步骤4中溶液变红是溶液中Fe2+被Cl2氧化为Fe3+所致、溶液褪色的原因可能是Cl2将SCN-氧化,若该假设成立,则溶液中还存在Fe3+,再继续加入KSCN溶液则溶液变红;④若B处停止加热后,C中液体易倒吸入B中引起玻璃管炸裂,因此可采取的改进措施是在装置B C之间添加装置E防倒吸。

知识点

性质实验方案的设计制备实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:

实验一:焦亚硫酸钠的制取

采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5

(1)装置I中产生气体的化学方程式为________。

(2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是________。

(3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

实验二:焦亚硫酸钠的性质

Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3

(4)证明NaHSO3溶液中HSO3的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。

a. 测定溶液的pH     

b. 加入Ba(OH)2溶液   

c. 加入盐酸

d. 加入品红溶液  

e. 用蓝色石蕊试纸检测

(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是________。

实验三:葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定

(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:

(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)

①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L-1

②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

正确答案

(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O

(2)过滤     

(3)d          

(4)a、e

(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成

(6)①0.16;②偏低

解析

略。

知识点

物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na2SO3、SO2、HCHO 和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:

步骤1:在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2, 至溶液pH 约为4,制得NaHSO3 溶液。

步骤2:将装置A 中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80~90益下,反应约3h,冷却至室温,抽滤。

步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。

(1)装置B 的烧杯中应加入的溶液是            。

(2)①步骤2中,反应生成的Zn(OH)2 会覆盖在锌粉表面阻止反应进行,防止该现象发生的措施是                                                          。

②冷凝管中回流的主要物质除H2O 外还有                           (填化学式)。

(3)①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有              、               (填仪器名称)。

②滤渣的主要成分有              、               (填化学式)。

(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,且在120℃以上发生分解。步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是                                                     。

正确答案

见解析。

解析

(1)NaOH溶液

(2)①快速搅拌   ②HCHO

(3)①吸漏瓶   布氏漏斗    ②Zn(OH)2   Zn

(4)防止产物被空气氧化

这是一道“实验化学”的基础性试题,通过次硫酸氢钠甲醛制备相关实验过程的一些探究,着力考查学生对化学原理、化学实验方法的掌握程度,对实验方案的分析评价和运用化学知识解决化学实验中的具体问题的能力。

知识点

物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

某课外小组同学用下图所示装置在实验室制备氯气并探究其相关性质(夹持设备已略)。

(1)制备氯气选用的药品为:漂粉精固体和浓盐酸,相关的离子反应方程式为:

____________________________________________________________________;

(2)装置B的作用之一是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象________________________________________;

(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中①、②、③依次放入_______;(选填字母)

(4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入一定量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为______色,说明氯的非金属性大于溴;之后打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡;观察到的现象是____________,则说明溴的非金属性大于碘;

(5)有同学提出该实验方案仍有不足,请说明其中两点不足及原因是:

①                                                        ;

②                                                                     。

正确答案

见解析。

解析

(1)++ 2H+ = Cl2↑ + H2O ;                    

(2)B中长颈漏斗中液面明显上升,形成水柱;               

(3)d ;

(4)黄(或橙); 溶液变蓝色;                           

(5)①E处未能排除D中过量Cl2的干扰,而置换出I2 ;   

②Cl2通入NaHSO3溶液中会产生SO2,污染空气。 

(或:C、D装置之间无干燥装置,③处布条不干燥,也可褪色。)

知识点

氯气的化学性质化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下

有关性质如下表

仪器A的名称是         ,装置E中的试剂是              。反应开始前依次进行如下操作:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为          (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是                 。

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)

水解

简要工艺流程如下:

①试剂A为           。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是

②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是        。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是          (填化学式)。

正确答案

(1)干燥管;浓硫酸;检查气密性;②③①,蒸馏

(2)①铁粉,由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。

②Fe2+,Fe2O3

解析

(1)仪器A是干燥管,因为TiCl4遇到水蒸气会水解,所以E中可以用浓硫酸来隔离空气。对于气体的制取性质实验应该:组装仪器、检验气密性、加装药品。。。。。终止实验时为防止倒吸,应先熄灭酒精灯,冷却到室温后再停止通入N2。分离两种沸点不同的液体混合物应该用蒸馏。

(2)①因为矿石经硫酸溶解后得到的Fe2(SO43,而后面过滤得到的是FeSO4·7H2O,所以试剂A是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+。由于TiOSO4容易水解,若温度过高,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4·7H2O中导致TiO2产率降低。

②加KSCN溶液无现象,加H2O2后出现红色,说明存在Fe2+。经加热后Fe2+氧化为Fe2O3而使产品发黄。

知识点

性质实验方案的设计物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。

一,[查阅资料]

(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4

(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。

二,[制备产品]

实验装置如图所示(省略夹持装置)

实验步骤:

(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是____;E中的试剂是___(选填下列字母编号)。

a,稀H2SO4   b,NaOH溶液  c,饱和NaHSO3溶液

(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4

(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。

三,[探究与反思]

(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_____,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4

(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是_______。

(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_____方法提纯。

正确答案

二,(1)①分液漏斗 ②b

(3)蒸发

三,(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀 HCl。

(2)先向 A 中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中空气排尽后,再向 C 中烧瓶加入 Na2S 和 Na2CO3 混合溶液。

(3)重结晶

解析

此题为制备和探究综合的实验题,分析题干,此题的目的是用 SO2、Na2CO3 和 Na2S硫代硫酸钠晶体。分析制备装置图,A 装置是利用浓硫酸的酸性和吸水性制备 SO2,B 装置为防倒吸,C 装置为制备硫代硫酸钠晶体的反应器,D 装置为安全瓶,因为制备过程中有有毒气体 SO2 气体,所以最好尾气装置 E 的试剂为 NaOH 溶液 根据资料所示,硫代 硫酸钠易被氧化,所以要在制备硫代硫酸钠晶体时,先要制备 SO2 排除装置中的空气,再开始在 C 中加入 Na2S 和 Na2CO3 混合溶液。

知识点

物质检验实验方案的设计化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

某课外小组欲探究在适当温度和催化剂的条件下,SO2与O2反应后混合气体的

成分。已知:① 沸点:SO2  -10℃,SO3  45℃;② SO3遇水剧烈反应,放出大量热,

产生酸雾。③ 98.3% H2SO4可以吸收SO3和酸雾。

提供的药品:Na2SO3固体、10 mol/L H2SO4、催化剂(V2O5)、KMnO4固体、蒸馏水、0.5 mol/L BaCl2溶液、98.3% H2SO4、2.0 mol/L NaOH溶液、品红溶液等。

(1)该小组同学用Na2SO3固体与10 mol/L H2SO4混合制取SO2。发生装置应该选用下图中       装置(填字母)。

(2)若选用上图中b装置制O2,反应的方程式是       。

(3)该小组同学为检验反应后混合气体的成分,设计如下装置:

① b中发生反应的化学方程式是     。

② c中盛放的试剂是        ;e中盛放的试剂是        ,其作用是         。

③ 某同学提出用饱和的NaHSO3溶液代替98.3%的浓 H2SO4,请你评价该方案是否可行,若可以不必说明理由;若不可行,简述其理由         。

正确答案

见解析。

解析

(1) c   

(2)  

(3)①  

② 0.5 mol/L BaCl2溶液  

品红溶液(或KMnO4溶液) 

检验和除去SO2气体

③ 虽然饱和NaHSO3溶液可除去SO3,但是SO3与NaHSO3反应生成SO2,干扰对原混合气体中SO2的检验。

知识点

化学实验方案的评价
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

10.分析硫铁矿中FeS2的含量(不考虑杂质的反应,所加试剂均足量),某研究性小组设计了如下四种实验方案,不正确的是(       )

A

B

C

D

正确答案

D

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知识点

化学实验方案的评价
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

28.高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

请回答下列问题:

(1)仪器e的名称为______,装置A中f管的作用是______,其中发生反应的离子方程式为 ______________________。

(2)装置B中的试剂是________________。

(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。

(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:___________________________。

(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是__________(填写元素符号)。

正确答案

        

    

 (3)

(4)   (5)

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知识点

化学实验方案的评价
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

12.下列实验设计方法正确的是(    )

A向卤代烃加硝酸酸化的硝酸银来检验其中的卤族素元素

B实验用NH4Cl固体受热分解来制备NH3

C用盐酸和澄清石灰水来检验某物质是否含有CO32-

D可用下图所示的装置和药品来研究反应物浓度对反应速率的影响

正确答案

D

解析

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知识点

化学实验方案的评价
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