内容正文:
专题16 化学实验综合(题型突破)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
1.(14分)(2024·山东烟台高三期中)三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用Cr2O3和CCl4 (沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3,同时生成COCl2气体。实验装置(加热及夹持装置略)如图所示。
已知:COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验装置合理的连接顺序为a→ →d。
(2)制备CrCl3时进行操作:(i)连接装置,……;(ii)装入药品并通入N2;加热石英管至400℃;(ⅲ)停止通入N2,加热E装置;(iv)加热石英管继续升温至650℃,直到B中反应基本完成,切断管式炉的电源;(v)停止E装置加热,继续通入N2一段时间;(vi)装置冷却后,结束制备实验。
①补全步骤i的操作 。
②实验过程中为了形成稳定的CCl4气流,对E装置加热的最佳方式是 ,装置E中长颈漏斗的作用是 。
③步骤v中“继续通入N2一段时间”的目的是 。
(3)装置D中反应的离子方程式为 。
(4)测定CrCl3产品的纯度,实验如下:
①取mg CrCl3产品,在强碱性条件下,加入过量30%H2O2溶液,小火加热使CrCl3完全转化为CrO42-,继续加热一段时间;
②冷却后,滴入适量的稀硫酸和浓磷酸,使CrO42-转化为Cr2O72-,加适量的蒸馏水配成250.00mL溶液;
③取25.00mL溶液,用新配制的的NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,重复3次,平均消耗NH4)2Fe(SO4)2标准溶液VmL(已知Cr2O72-被还原为Cr3+)。
则样品中CrCl3 (摩尔质量为M g·molˉ1)的质量分数为 %;若步骤③中所用标准溶液已变质,将导致CrCl3质量分数测定值 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
2.(14分)(2024·黑龙江齐齐哈尔高三联考)四氮化四硫(S4N4)是重要的硫一氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于CCl4等有机溶剂,178~187℃熔化并分解,可用NH3与SCl2反应制备,某同学利用如图装置(加热装置已略)制取SCl2,然后制取S4N4。
已知:SCl2为红棕色液体,有刺激性臭味,熔点:−78℃,沸点:60℃,易水解。反应步骤如下:
①反应时先向C中通入干燥的氯气,使硫粉与氯气在50℃下反应生成SCl2。
②待C中的硫粉全部反应后,关闭B、C之间的止水夹,撤掉装置A、B。
③连接制氨的装置,通入氨,反应制得S4N4。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 ,装置A中可用三氧化铬(还原产物中铬为+3价)与浓盐酸快速反应制得氯气,写出反应的离子方程式: 。
(2)B装置中应选择的试剂为 ,装置D的作用为 。
(3)向制得的SCl2中通入NH3,生成S4N4的同时还生成一种常见固体单质和一种盐,写出反应的化学方程式: 。所得产物分离后,检验所得盐中阳离子的具体操作步骤和现象为 。
(4)S4N4在碱性条件下发生水解反应氮元素转化为氨气,用硼酸吸收,滴定氨气释放量可进一步测定S4N4的纯度。称取1.100 g S4N4样品,加入NaOH溶液,并加热,释放出的氨气用足量100 mL1 mol/L硼酸吸收[反应方程式为2NH3+4H3BO3=(NH4)2B2O7+5H2O,假定反应过程中溶液体积不变]。反应后的溶液以甲基红―亚甲蓝为指示剂,再用1 mol/L的盐酸[滴定反应方程式为(NH4)2B2O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4 H3BO3]进行滴定,重复三次实验。实验数据记录如下表所示:
实验序号
初始读数(mL)
最终读数(mL)
Ⅰ
0.20
20.22
Ⅱ
0.40
24.85
Ⅲ
1.00
20.98
则制得的S4N4的纯度为 (保留4位有效数字)。
3.(14分)(2024·广东广州高三联考)三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3,在钴化合物的合成中是重要原料。实验室以CoCl2为原料制备[Co(NH3)6]Cl3,步骤如下:
Ⅰ. CoCl2的制备。
CoCl2可以通过钴和氯气反应制得,实验室制备纯净CoCl2可用下图实验装置实现(已知:钴单质在300℃以上易被氧气氧化,CoCl2易潮解)。
(1)仪器Y的名称为 ,试剂Z为 。