- 化学实验基本方法
- 共22052题
重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料产它,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。
(1)碱浸前将铭铁矿粉碎的作用是
(2)步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是 。
(3)操作④中,酸化时,CrO2- 4转化为Cr2O2- 7,写出平衡转化的离子方程式
;
(4)用简要的文字说明操作⑤加入KCl的原因 。
(5)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O2- 3=2I- +S4O2- 6)
①判断达到滴定终点的依据是 ;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其它杂质不参加反应) (保留2位有效数字)。
正确答案
(14分)
(1)增大接触面积,增大反应速率(2分)
(2)Al(OH)3、H2SiO3(2分)
(3)2 CrO2- 4+2H+ Cr2O2- 7+H2O(2分)
(4)温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应,可得到重铬酸钾(2分)
(5)①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪色(2分)②94.08 %(2分)
试题分析:
(1)将铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积,增大反应速率;
(2)根据工艺流程图中可以看出在反应器中SiO2、Al2O3与NaOH反应分别转化为Na2SiO3和NaAlO2, 步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是Al(OH)3、H2SiO3;
(3)酸化时,CrO2- 4转化为Cr2O2- 7平衡转化的离子方程式为2CrO2- 4+2H+Cr2O2- 7+H2O;
(4)结合题中信息温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应,降温结晶时得到的是重铬酸钾。
(5)检测碘单质存在可用淀粉,直到蓝色褪去;分析可得关系式:Cr2O2- 7~3I2~6S2O2- 3,n(S2O2- 3)=0.04L×0.12mol/L,而25ml中1/6n(S2O2- 3)= n(Cr2O2- 7)=0.0008mol,则250ml中含有的m(K2Cr2O7)=0.0008mol×10×294g/mol=2.352g,可知质量分数为2.352g/2.500g×100%=94.08%。
CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。实验室用粗铜(含少量铁)制备CuSO4·5H2O的流程如下:
回答下列问题:
(1)实验室配制250 mL4.8 mol·L-1的稀硫酸,所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要__________________________________________________。
(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
除去Fe3+,溶液的pH应控在_______________范围,调pH可选用的试剂是____________。
(3)若制得的CuSO4·5H2O中存在杂质Cu(NO3)2,进一步提纯的实验操作名称是__________。
(4)获得的CuSO4·5H2O晶体表面附着杂质离子,常用酒精洗涤的原因是____________。
用标准的BaCl2溶液测定晶体的纯度时,发现纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________________________________________(任写一种)。
(5)实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合的实验装置是__________(填序号),并注明装置中所需药品的名称。
A.__________,B.__________,C.__________,D.__________。(根据选择的装置可以填满也可以不填满)
正确答案
(1)250mL容量瓶、胶头滴管
(2)3.7≤pH<4.4 CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3
(3)重结晶
(4)除去杂质,减少晶体的溶解损失
(5)Ⅰ A、稀硝酸与铜,B、水,C、水
试题分析:该题是通过粗铜经过除去铁杂质制备硫酸铜晶体的实验流程。(1)配置一定浓度的溶液需要专用的仪器——容量瓶,但要注明规格,定容时需要用到胶头滴管;(2)操作中因为Fe2+不易除去,需要把它氧化成Fe3+,然后通过调节pH生成Fe(OH)3除去,pH范围应是让Fe3+沉淀完全,Cu2+不出现沉淀,故应在3.7≤pH<4.4,可以选用的试剂应是不溶于水的、不能产生新杂质且能与酸反应促进水解的物质,故选用CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等;(3)除去晶体中的可溶性杂质的方法是重结晶;(4)洗涤的作用首先是除去杂质,无机盐一般不溶于有机物,故用乙醇还有减少晶体的溶解损失的作用;BaCl2溶液测定晶体测定的是晶体中SO42-,晶体的纯度大于100%说明SO42-的量偏高,可能是含有其他含SO42-百分含量高于硫酸铜晶体的物质,还有可能是晶体失去部分结晶水导致SO42-的量偏高;
(5)实验室欲制取NO气体需用稀硝酸与铜反应,NO只能用排水法收集,故选用Ⅰ,A盛放稀硝酸与铜,B盛放水,用来收集NO,C是排出的水。
(1)写出下图中序号①~④仪器的名称:
I II III
① ;② ; ③ ;④ ;
(2)仪器①~④中,使用时必须检查是否漏水的有 。(填仪器序号)
(3)分离碘水中的碘应先选择装置 (填装置序号)进行 和 操作,再用装置 (填装置序号)进行 操作。
(4)现欲用98%的浓硫酸(密度为1.84g·cm-3)配制成浓度为0.5mol·L-1的稀硫酸100mL。
①所需仪器除烧杯、玻璃棒外还需 __________、 __________、 __________。
②所取浓硫酸的体积为____________mL。
③下列操作引起所配溶液浓度偏高的是
A 取浓硫酸时俯视
B 将浓硫酸倒出后,洗涤装置,并将洗涤液倒入烧杯中
C 在烧杯中稀释浓硫酸后,立即转移
D 定容时俯视
E 颠倒摇匀后发现液面低于刻度线,但未加水至刻度线
正确答案
(1) ① 蒸馏烧瓶;② 冷凝管; ③分液漏斗;④ 容量瓶;(4分)
(2) ③ ④ (2分)
(3) II 萃取 和 分液 , I 蒸馏 。(5分)
(4)①_量筒、 ___100mL容量瓶_______、 _胶头滴管_________。(4分)
②__2.7_mL。(2分)
③ BCD (3分)
略
过碳酸钠和盐酸反应的化学方程式为:2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O,商品过碳酸钠中一般都含有Na2CO3,为了测定它的纯度,取一定量的样品和盐酸反应,通过测量产生的氧气的体积,可以计算出过碳酸钠的含量。
(1)根据下图提供的仪器装置,组装一套测定商品过碳酸钠的实验装置,这些装置的连接顺序是(填接口字母): 。
① ② ③ ④ ⑤
(2)装置④的作用是 。
(3)如果实验时,称取w g样品和过量盐酸反应后,测得氧气的体积(标准状况)为V mL,则此样品的纯度为 。
正确答案
(9分)
(1) a→g,h→e,f→d,c→b
(2)检验CO2是否完全被吸收
(3)
试题分析:(1)过碳酸钠和碳酸钠均能与足量的盐酸反应,放出含有CO2和O2的气体,CO2对O2体积测量有干扰,因此利用排水量气法收集O2之前,需要除去CO2并确认CO2已经被完全除尽;图中几个装置的作用分别是制气、量液或O2的体积、排水集O2、确认是否含有CO2、除去CO2,除去并检验CO2时气体应该长进短出,排水集O2时应短进长出,因此这套装置的连接顺序为a→g,h→e,f→d,c→b;(2)、见(1);(3)、先由n=V/Vm求 n(O2),再由反应式2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O中过碳酸钠与氧气的化学计量数之比等于物质的量之比求 n(Na2CO4),然后再由m=n•M求m(Na2CO4),最后由过碳酸钠的质量和样品的质量求纯度。
(12分)(1)下列实验操作或对实验事实的叙述正确的是__(填序号)
E.多数有机反应很慢,往往需要加热,采用水浴加热易控制温度且受热均匀,石油分馏、苯和浓硝酸发生取代反应、银镜反应、油脂水解均必需水浴加热。
F.用渗析法分离淀粉中混有的NaN03杂质,用盐析方法提纯蛋白质。
(2)如右图,在试管a中先加入2mL95%的乙醇,边摇动边缓缓加入5mL浓H2S04并充分摇匀,冷却后再加入2g无水醋酸钠,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管b中加入 7mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置。用酒精灯对试管a加热,当观察到试管b中有明显现象时停止实验。
①加人浓H2S04的作用是______________________________________
②试管b中观察到的主要现象是_________________________________
③在实验中球形干燥管除起冷凝作用外,另一个重要作用是___________________________
④饱和Na2C03溶液的作用是__________________________________
正确答案
(1)B、F (4分)(多选、错选不得分,漏选得2分)
(2)(每空2分,共8分)①催化剂、吸水剂 ②上层出现无色油状液体 ③防倒吸
④减少乙酸乙酯在溶液中的溶解,除去乙酸溶解乙醇(答一项即可)
(1)A不正确,托盘天平只能读数到0.1g。B不正确,因为酒精也能和钠反应生成氢气。煤中不存在苯、甲苯、二甲苯等有机物,但煤通过干馏,可用产生苯、甲苯、二甲苯等有机物,D不正确。石油分馏不需要水浴加热,E不正确,所以正确的答案选BF。
(2)①由于酯化反应是可逆反应,所以浓硫酸除了起催化剂的作用外,还起吸水剂的作用。
②由于乙酸乙酯不溶于水,所以在B中液面上层出现无色油状液体。
③由于乙醇和乙酸都是易挥发的,所以在乙酸乙酯中一定混有乙酸和乙醇。而二者都是和水互溶的,因此还起防倒吸的作用。
④要除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇,需要用到饱和碳酸钠溶液,其作用是减少乙酸乙酯在溶液中的溶解,除去乙酸溶解乙醇。
实验来源于生活且服务于生活,请回答些列问题:
(1)正确的实验操作是实验成功的重要因素,下列实验操作错误的是( )
(2)由图的装置中,干燥烧瓶内盛有某种气体,烧杯和滴定管内盛放某种液体。挤压滴管的胶头,下列与实验事实不相符的是( )(注:不考虑导管被堵塞)
A.CO2(NaHCO3溶液)/无色喷泉 B.NH3(H2O含酚酞)/红色喷泉
C.H2S(CuSO4溶液)/黑色喷泉 D.HCl(AgNO3溶液)/白色喷泉
(3)设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理,可用底部有
小孔的试管制简易的气体发生器(见图)。若关闭K,不能使反应停止,可将试管
从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是( )
A.用二氧化锰(粉末)与浓盐酸制氯气
B.用锌粒与稀硫酸制氢气
C.用碳酸钠固体与盐酸制二氧化碳
D.用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳
(4)为提纯下列物质(括号内为杂质),选用的试剂和分离方法都正确的是
A.①② B.①③ C.只有③ D.③④
正确答案
(1)D (2)A (3) B (4)B
略
(7分)有关催化剂的催化机理问题我们可以从“乙醇催化实验”中得到一些认识。某教师设计了下图所示装置(夹持装置已省略),试回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为:___________________________ ;
(2)反应一段时间后,若移去酒精灯反应仍能继续进行,则说明该乙醇的氧化反应是_________________(填“发热”或“吸热”)反应;
(3)实验过程中D处铜丝网有红色和黑色交替出现的现象,请用化学方程式解释原因。现象①:红色变黑色:___________________________________________;
现象②:黑色变红色:____________________________________________
从这些实验现象中可以认识到实验过程中催化剂__________(填“参加”或“不参加”)化学反应。
(4)装置B、F的作用分别是
B:______________________________________ ,
F:_________________________________ 。
正确答案
(每空1分,共7分)
略
电石(主要成分为CaC2,杂质为CaO和CaS)是工业制乙炔的常见原料,某研究性学习小组拟用以下两种方案测定CaC2的质量分数,试完成下列各题。
方法一:称取1.40 g样品于圆底烧瓶中,用分液漏斗加入适量的水,使样品反应完全,将产生的无色
气体经B洗气后,通过量气装置测得乙炔气体体积为标准状况下448 mL(不考虑乙炔在水中的溶解,
下同)。
(1)电石水解生成乙炔气体的化学方程式为:
(2)用两个装入适当试剂的广口瓶、两个双孔橡胶塞及导管若干,完成上述实验的装置,请在图中将其补充完整,并注明广口瓶中装入试剂的名称。
(3)对获得准确的气体体积无益的操作有 (填序号)
①检查装置的气密性;
②恢复到室温后再上下调整量筒位置,使C、D两液面相平;
③在A装置胶塞上再连接一个导管,通入N2将A中C2H2全部进入到B、C中;
④读数时视线与量筒内凹液面最低点相平
(4)由以上数据可计算出样品中CaC2的质量分数为____ 。
方法二:称取l.40g样品于下图所示石英管中(夹持及加热装置省略),从a处不断缓缓通入空气,高
温灼烧石英管中的样品至反应完全,测得丙溶液的质量比反应前增重了1.80g,反应方程式为:2CaC2+
5O2=2CaO+ 4CO2。
(5)反应完成后,石英管内样品易与管壁产生腐蚀,试用化学方程式解释其原因
(6)甲锥形瓶中酸性高锰酸钾溶液的作用为
(7)由此方法测得的样品中CaC2的质量分数比方法一中的____ (填“大”、“小”或“相
等”),从实验装置的角度看,原因为 。
正确答案
(1)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑(2分,用等号连接不扣分)
(2)(图及试剂均正确得2分,B中也可装入NaOH溶液)
(3)③(1分) (4)91.43%(2分) (5)CaO + SiO2CaSiO3(2分)
(6)除去CO2中混有的SO2等(2分)
(7)大(2分)a处通入空气时,缺一个洗气装置,导致空气中的CO2也被丙吸收,使测量结果偏大(2分)
试题分析:(1)电石与水反应生成碳化钙和乙炔,因此电石水解生成乙炔气体的化学方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑。
(2)由于生成的乙炔气体中含有杂质,因此需要利用硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液除去。乙炔的密度和空气很接近,一般用排水法收集,所以正确的连接是。
(3)①检查装置的气密性,可以防止生成的乙炔损失,因此对获得准确的气体体积有益;②恢复到室温后再上下调整量筒位置,使C、D两液面相平可以使内外压强相等,对获得准确的气体体积有益;③由于反应前装置中就存在空气,所以在A装置胶塞上再连接一个导管,通入N2将A中C2H2全部进入到B、C中对获得准确的气体体积无益;④读数时视线与量筒内凹液面最低点相平对获得准确的气体体积有益,因此答案选③。
(4)乙炔的物质的量是0.448L÷22.4L/mol=0.02mol,则根据方程式可知碳化钙的物质的量也是0.02mol,其质量=0.02mol×64g/mol=1.28g,所以碳化钙的质量分数=×100%=91.43%。
(5)由于碳化钙生成的氧化钙是碱性氧化物,能和玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钙,从而腐蚀管壁,反应的化学方程式是CaO + SiO2CaSiO3。
(6)由于电石中含有杂质元素S等,在反应中生成SO2,也能被氢氧化钠溶液吸收干扰CO2的测量,所以需要酸性高锰酸钾溶液除去CO2中混有的SO2等杂质气体。
(7)由于空气中也含有CO2,因此a处通入空气时,缺一个洗气装置,导致空气中的CO2也被丙吸收,使测量结果偏大。
(16分,每空2分)用质量分数为98%,密度为1.84 g•cm-3的浓硫酸配制100mL物质的量浓度为1mol/L的稀硫酸。
(1)需要使用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、 、 。
(2)其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取 mL浓硫酸,缓缓注入装有约50mL蒸馏水的烧杯里,并用玻璃棒搅拌
B.用约30mL蒸馏水分三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次的洗液都倒入容量瓶里
C.将稀释后的硫酸小心地用玻璃棒引流容量瓶里
D.检查100mL容量瓶,是否漏水
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近刻度线
F.盖紧瓶塞,反复颠倒振荡,摇匀溶液
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴加入蒸馏水,到液面最低点恰好与刻线相切
请据此填写:
①完成上述步骤中的空白处。
②正确的操作顺序是(用字母填写):
( )→( )→( )→( )→( )→( )→( )。
③进行A步操作时,选用量筒的规格是 。(选填字母)
A.10mL B.50mL C.100mL D.1000mL
④如果对装有浓硫酸的量筒仰视读数,配制的稀硫酸浓度将 (选填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
⑤A步骤操作完成时,必须 后,才能进行后面的操作。
正确答案
略
(15分)实验室需要0.1mol/LNaOH溶液480mL和0.5mol/L的硫酸溶液500mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题。
(1)在下图所示仪器中,配制上述溶液肯定不需要的是_________(填序号),除图中已有仪器外,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是_____ _____。
A B C D E
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是____________
(3)根据计算用托盘天平称取的质量为 g。在实验中其他操作均正确,若定容时仰视刻度线,则所得溶液浓度 0.1mol/L(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)根据计算得知,需用量筒量取质量分数为98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸的体积为 mL(保留1位小数),如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用 mL量筒最好。
(5)配制硫酸溶液过程中,下列操作会引起结果偏高的是 (填序号)
①未洗涤烧杯、玻璃棒
②未冷却至室温就转移到容量瓶定容
③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水
正确答案
(15分)(1)B、D(2分,各1分)玻璃棒、500mL容量瓶(2分,各1分)(2) B、C(2分,各1分) (3)2.0(2分) 小于(2分)(4) 13.6(2分) 15(1分)(5)②(2分)
略
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