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微主题热练21化学实验与计算(一)
1.(2023·广州二模)某小组从电极反应的角度研究物质氧化性和还原性的变
化规律。
(1)实验室以MnO2和浓盐酸为原料制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(
浓)人MnC1,+2H,0+C,t。该反应的氧化产物是
。将该反应设计成
原电池,氧化反应为2C1-一2e一=C12↑,还原反应为
(2)当氯气不再逸出时,固液混合物A中仍存在MO2和盐酸。小组同学分
析认为随着反应的进行、MO2的氧化性和C1一的还原性均减弱,为此进行探究。
[实验任务]探究离子浓度对MO2氧化性的影响
[提出猜想]猜想a:随cH+)减小,MnO2的氧化性减弱。猜想b:随c
QMn2+)增大,MnO2的氧化性减弱。
[查阅资料电极电势()是表征氧化剂的氧化性(或还原剂的还原性)强弱的物
理量。电极电势越大,氧化剂的氧化性越强:电极电势越小,还原剂的还原性越
强。
[验证猜想]用0.10 mol/L H2SO4溶液、0.10 mol/L MnSO4溶液和蒸馏水配制
混合液(溶液总体积相同),将MO2电极置于混合液中测定其电极电势p,进行
表中实验1~3。
[数据记录]
实验
VH2SO)
V(MnSO)
VH2O)
电极电
序号
/mL
/mL
/mL
势W
1
20
20
0
P
2
加
n
10
P2
3
20
10
10
93
①根据实验1和2的结果,猜想a成立。补充数据:m=
,n=
②根据实验1和3的结果,猜想b成立。判断依据是
(用
电极电势关系表示)。
探究结果]固液混合物A中仍存在MO2和盐酸的原因是随着反应进行,溶
液中cH+)减小、cCMn增大,MnO2氧化性减弱。
③根据上述探究结果,小组同学作出如下推断:随c(CI)增大,C1-还原性
增强。
[实验验证]在固液混合物A中加入
(填化学式)固体,加热。
证明推断正确的实验现象是
(3)根据电化学的相关知识,小组同学分别利用电解池(图1)和原电池(图2)装
置,成功实现了铜与稀硫酸制氢气。
图1
图2
①图1中阳极的电极反应式为
②结合(2)的探究结论,图2中试剂X是
试剂Y是
[可选试剂:稀硫酸、Na2SO4溶液、NaOH溶液、NaNO3溶液、
CuSO4溶液(浓度均为1.0mol/L)】。
2.(2023·安微合肥5月模拟)某实验小组用SiCL和(CH3CO)2O合成四乙酸硅,
装置如图所示(夹持装置略),相关物质的性质如表所示。
管口A接于操管
旋塞A
管口B
接真空系统
物质
性质
SiCl
无色油状液体,能剧烈水解生成硅酸和HC
乙酸酐
无色油状液体,吸湿性很强
[(CH;CO)2O]
四乙酸硅
米黄色晶体,可溶于苯,遇水会迅速水解,超过160
[Si(CH3COO)]
℃时可分解成乙酸酐和二氧化硅
乙酰氯
无色油状液体,遇水剧烈反应
(CH;COCD)
(1)仪器①的名称是
管口A所接干燥管中盛装的试剂是
(填P2O5*CaCl2”或“碱石灰”)。
(2)检查上述装置气密性,具体操作为先向②中注入一定量的
(填
“水”或“苯”),然后密封管口A和B,打开旋塞⑥,若
(填
现象),则证明装置的气密性良好。
(3)取255 g SiCL,放入1L仪器①中,关闭旋塞⑥,再由分液漏斗滴入稍过量
的乙酸酐,反应发生,放出大量的热,混合物略微带色,不久仪器①底部析出大
颗粒品体。写出制备四乙酸硅的化学方程式:
该过程中,玻璃管③的管口必须保持在液面上方的原因是
(4)待放置一段时间,用干冰-丙酮冷冻剂冷却,然后
(填具体操作方法),小心缓慢地除去仪器①中的残留液体,接着再分两次由
分液漏斗各滴入75L左右的乙酸酐,再缓慢除去,最后得到335g精制的四乙
酸硅,则四乙酸硅的产率为
(保留到小数点后一位)
3.(2023·南昌三模)四氯化钛(TiCL4)是无色或淡黄色液体,熔点为一30℃,沸
点为136.4℃,极易水解,在工业生产中有广泛的用途。在实验室用钛铁矿
eTiO)为原料制备TiCl4的实验装置如图所示(实验原理:2 FeTiO3十6C+7C12
△2FeC+2TiC4+6CO),
N
令浓盐酸
钛铁矿
焦炭混合物
装
温度计
碱石灰
已知:①FeCL3熔点为306℃,沸点为316℃,极易水解。
②Ag++SCN-=AgSCN↓;
Km(AgCI)PKp(AgSCN)。
请回答下列问题:
(1)装置B中盛放的试剂为
(2)装置E中冷凝水应从
(填“a”或b")通入。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为
(4)该制备装置不足之处是
(⑤)停止滴加浓盐酸并关闭止水夹a,将装置c中所得物质转移到装置E中进
行相关操作。装置E的锥形瓶中得到的物质是
(6)已知:TiC1十(2+nHO一TiO2nH2O↓+4HC1,测定TiCL4产品纯度的
实