内容正文:
2025年福建高考一轮复习专项训练——实验大题37道
一、解答题
1.(2024·福建厦门·模拟预测)格氏试剂(,表示烃基,表示卤原子)是重要的有机试剂。的制备原理()及实验过程如下。
已知:该制备实验需在绝对无水、无氧的环境下进行。一般不易发生,常需引发剂,引发后,反应剧烈且放热。
I、试剂的预处理
(1)乙醚[沸点:,密度为,微溶于水,混有过氧乙醚、少量水]的处理:
①过氧乙醚的检验:取少量样品滴于淀粉试纸中央,出现 现象,说明其中含有过氧乙醚。
②除过氧乙醚:将乙醚转入 (选填图中仪器标号)中,加入适量的硫酸亚铁溶液,充分振荡,静置分层, (填具体操作),分离出下层水相。最后将有机相转移至蒸馏装置中蒸馏,收集馏分。
③将经蒸馏获得的乙醚注入棕色试剂瓶中,压入钠丝,盖上有毛细管的瓶盖。压入钠丝的目的是 。
Ⅱ.的制备
如图组装装置(加热和夹持装置已略),向仪器中加入镁条和1小粒碘,装好装置,向仪器中加入溴乙烷和乙醚,混匀后开始滴入仪器中,反应中保持微沸,加完后,温水浴加热回流直至镁条完全反应。
(2)仪器Y的名称是 。
(3)回流结束后,需进行的操作有①停止加热②关闭冷凝水③移去水浴,正确的顺序为 (填标号)。
(4)实验装置存在缺陷,导致制备的格氏试剂易水解,改进措施为 。
(5)反应温度过高会导致副反应的发生,避免副反应的发生可采取的操作或措施有 。
(6)打开仪器上口的玻璃塞,加入乙醛,之后打开其下口使乙醛逐滴与反应,然后滴加饱和溶液生成产物(伴有一种盐和碱性气体产生)。将从混合液中提纯后进行了氢谱和质谱的表征,结果如下:
则与乙醛反应生成(碳骨架无支链)的总反应为 。
2.(2024·福建·模拟预测)某小组设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略)。
已知:①测定原理为甲醛把Ag+还原成Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物,通过测定吸光度计算出甲醛的含量;
②吸光度用A表示,计算公式为A=abc,其中a为吸光度系数,b为光在样本中经过的距离,c为溶液浓度。
测定操作如下:
Ⅰ.制备银氨溶液。
(1)仪器A的名称是 。
(2)向仪器A、B中加入药品,将B中的 (填“AgNO3溶液”或“氨水”)逐滴加入A中至 (填实验现象)。
Ⅱ.吸收室内空气中甲醛。
(3)选择正确的操作,完成室内空气中甲醛含量的测定:
操作①:取下玻璃塞→操作②: →操作③: →操作④:使可滑动隔板处于最右端→操作⑤: →操作⑥: →操作⑦: →再将操作③~⑦重复4次→测定溶液吸光度。
a.打开K1,关闭K2
b.打开K2,关闭K1
c.将可滑动隔板拉至最左端
d.热水浴加热仪器A
e.将可滑动隔板缓慢推至最右端
f.将可滑动隔板迅速推至最右端
(4)装置中使用毛细管而非普通玻璃管的原因是 ,写出甲醛与银氨溶液反应的化学方程式 。
Ⅲ.测定甲醛含量。
(5)将仪器A中溶液的pH调至1,加入足量Fe2(SO4)3溶液,充分反应后加入菲洛嗪,通过测定吸光度确定生成Fe2+1.12mg,则空气中甲醛的含量为 mg/L。
(6)下列说法正确的是__________。
A.本实验缺少尾气处理装置
B.实验应在室内不同点位进行空气取样,以保证数据的准确性
C.毛细管的作用是减小空气通入速率,保证空气中的HCHO被吸收完全
D.有色配合物浓度越大,测得吸光度数值越大
(7)Fe2+能够与许多化合物形成配位化合物。邻二氮菲()与Fe2+形成的红色配合物[Fe(phen)3]2+,该配合物的特征颜色可用于测定Fe2+的浓度。
①红色配离子[Fe(phen)3]2+中不存在的作用力有 。
A.σ键 B.π键 C.离子键 D.氢键 E.配位键
②实验表明,邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9,试分析原因是 。
3.(2024·福建泉州·模拟预测)实验室检验溴乙烷中溴元素时,通常先使溴乙烷水解,再用溶液检验水解产物中的。
(1)写出溴乙烷与NaOH水溶液反应的化学方程式: 。实验中判断溴乙烷是否完全水解的方法为 。
Ⅰ.提出问题:溴乙烷和硝酸银直接混合时能否发生反应?
Ⅱ.实验探究。兴趣小组设计实验进行探究,装置如图:
实验序号
温度/℃
试管中反应物
出现浅黄色沉淀时间/s
1
8
2mL溶液A+1mL溴乙烷
440
2
30
2mL溶液A+1mL溴乙烷
29
3
10
2mL溶液B+1mL溴乙烷
180
4
30
2mL溶液B+1mL溴乙烷
160
5
40
2mL溶液B+1mL溴乙烷
100
溶液A:1溶液;
溶液B:1g固体溶于50mL无水乙醇中。
(2)装置中玻璃导管的作用是 。
(3)实验1和实验2结果表明:①溴乙烷能与硝酸银水溶液直接反应,生成淡黄色沉淀(经检验,沉淀为AgBr);② 。
(4)已知溶剂极性大有利于溴乙烷的取代反应,水的极性大于乙醇,但溴乙烷在乙醇中与硝酸银反应更快,其原因可能是 。
(5)研究表明,溴乙烷和硝酸银直接反应生成AgBr和硝酸乙酯,硝酸乙酯可以看成硝酸和乙醇脱水酯化的产物,其结构简式为 。
Ⅲ.应用探究:利用溴乙烷与硝酸银的反应,可以测定溴乙烷样品中溴元素的质量分数。
准确吸取20.00mL0.200(过量)的醋酸溶液于50mL的磨口玻璃瓶中,塞紧称重,用吸管小心加入一定量溴乙烷,再次塞紧称重,两次称重质量差为0.220克。将玻璃瓶置于水浴中,缓慢升温至70-80并保持1小时,冷却后将溶液移入锥形瓶中,以硫酸铁铵溶液为指示剂,用0.100mol/L的KSCN标准溶液滴定过量的,消耗KSCN溶液21.26mL(平行实验结果,已修正消耗的KSCN)。
(6)实验中以铁铵矾]配制指示剂溶液,而不是用或固体配制,原因是 ,滴定终点现象为 。
(7)溴乙烷样品中溴元素的质量分数为(列出计算式即可) 。
4.(2024·福建福州·二模)三甲基镓是一种重要的半导体材料前驱体。实验室以镓镁合金、碘甲烷为原料制备,实验步骤及装置如图:
向三颈烧瓶中加入镓镁合金、碘甲烷和乙醚,加热(55℃)并搅拌。蒸出低沸点有机物后减压蒸馏,收集。向中逐滴滴加(三正辛胺),室温下搅拌,并用真空泵不断抽出蒸气,制得。将置于真空中加热,蒸出。
已知:①常温下,为无色透明的液体,易水解,在空气中易自燃。
②相关物质的沸点信息如表:
物质
Ga(CH3)3
CH3I
Et2O
NR3
沸点/℃
55.8
40.3
34.5
365.8
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ;制备时,需在真空中加热的原因是 。
(2)①基态Ga原子的价电子排布式为 。
②原子晶体的晶胞参数,它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部存在的共价键数为 ;该晶胞的密度为 。(阿伏加德罗常数用表示,已知Ga:70 As:75)。
(3)三颈烧瓶中除生成外,还有和生成,该反应的化学方程式为 。
(4)用真空泵不断抽出蒸气,有利于生成的理由是 (用平衡移动原理解释);与直接分解制备相比,采用“配体交换”工艺制备的产品纯度更高的原因是 。
(5)测定产品的纯度。取样品于锥形瓶中,加入盐酸,至不再产生气泡,加入2滴甲基橙,用溶液滴定剩余盐酸,消耗溶液的体积为,则的质量分数为 (用含m、V、、c、的代数式表示);若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
5.(2024·福建厦门·模拟预测)在工业生产中有着重要应用。利用如图装置制备并测定产品纯度。
已知:ⅰ.是白色固体,不溶于水和乙醇,在潮湿空气中可被迅速氧化。
ⅱ.浓的溶液为无色,加水稀释即析出白色固体。
回答下列问题:
(1)①图中制取的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
②装置B中发生反应的仪器名称为 。
③为吸收尾气,C中可选用试剂 (填标号)。
A.溶液 B.饱和食盐水 C.浓 D.溶液
(2)制备:打开分液漏斗旋塞与搅拌器,装置B中依次发生反应的离子方程式为:
①
②
③
观察到 时停止反应。将B中溶液倾入盛有蒸馏水的烧杯中,立即得到白色沉淀,抽滤得粗品。
(3)洗涤:洗涤时最好用的乙醇洗涤滤饼,其目的是 。
(4)纯度测定:称取所制备的氯化亚铜成品,将其置于过量的溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,配成溶液。移取溶液于锥形瓶中,用的溶液滴定至终点,再重复滴定2次,三次平均消耗溶液(滴定过程中转化为,不反应)。
①产品中加入溶液时,发生反应的离子方程式为 ;
②产品中的质量分数为 。
6.(2024·福建福州·模拟预测)硫酸四氨合铜晶体{[Cu(NH3)4]SO4∙H2O}在工业上用途广泛,常温下该物质在空气中不稳定,受热时易发生分解。现以铜粉、3mol/L的硫酸、浓氨水、10%NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500mol/L稀盐酸、0.500mol/L的NaOH溶液来合成硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。(已知:CuSO4在水中的溶解度随温度的升高而增大。)
I.CuSO4溶液的制备
①称取4g铜粉,在A仪器中灼烧10分钟并不断搅拌,放置冷却。
②在蒸发皿中加入30mL 3mol/L的硫酸,将A中固体慢慢放入其中,加热并不断搅拌。
③趁热过滤得蓝色溶液。
(1)A仪器的名称为 。
(2)第③步中,趁热过滤的目的是 。
Ⅱ.晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
(3)已知浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式: 。
(4)析出晶体时采用加入乙醇的方法,请结合物质结构与性质知识解释乙醇的作用: ,此处不采用浓缩结晶的原因是 。
Ⅲ.氨含量的测定
精确称取w g晶体,加适量水溶解,注入如图所示的三颈烧瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用V1 mL 0.5mol/L的盐酸标准溶液完全吸收。取下接收瓶,用0.5mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。
(5)装置1中长玻璃管的作用 。
(6)为了减少误差,用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl溶液时最好使用 (填“酚酞”或“甲基橙”)作指示剂。
(7)样品中氨的质量分数的表达式为 (用含w、V1、V2的代数式表式)。
(8)下列实验操作可能使氨含量的测定结果偏高的是___________(填标号)。
A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
C.将样品液中的氨全部蒸出后,未用蒸馏水冲洗导管内壁
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁
7.(2024·福建三明·三模)硝酸铈铵作为一种很强的氧化剂,在电子工业中应用广泛。某小组在实验室 模拟制备硝酸铈铵并测定其纯度。
已知:①易水解。②硝酸铈铵易溶于水和乙醇,难溶于浓硝酸。
I.由溶液与反应制备,装置如图所示:
(1)装置C中反应的化学方程式为 。
(2)制备溶液时应先打开活塞 (填“a”或“b”)。装置B中球泡的作用是 。
(3)往制得的溶液中逐滴加入溶液,可得固体,反应的离子方程式为 ,该操作采用冷水浴的原因是 。
Ⅱ.由制,流程如下:
(4)“氧化沉淀”的离子方程式为 。
(5)洗涤产品的试剂是 。
Ⅲ.测定产品纯度
(6)准确称取16.00g硝酸铈铵样品,加水溶解,配成100mL溶液。量取20.00mL溶液,移入250mL锥形瓶中,加入适量硫酸和磷酸,再加入2滴邻二氮菲指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液25.60mL。该样品中硝酸铈铵的质量分数为 (保留3位有效数字)。已知摩尔质量为,滴定反应为
8.(2024·福建莆田·三模)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3)易溶于水,难溶于乙醇,在酸性环境中易分解。实验室中用工业硫化钠、纯碱、二氧化硫等物质制备Na2S2O3晶体。
(1)工业Na2S中含重金属硫化物,硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室采用溶解回流提纯Na2S,具体操作为溶解回流→ → →过滤洗涤→干燥。
(2)取提纯后的Na2S与纯碱、二氧化硫等物质制备Na2S2O3,实验所需仪器、装置如图。
①装置A中装Na2SO3的仪器名称为 。装置B中的药品可选择下列物质中的 (选填标号)。
A.CCl4 B.Ba(OH)2溶液
C.饱和NaHSO3溶液 D.酸性KMnO4溶液
②装置C通入SO2过量至溶液pH<7,产率会降低,请用离子方程式解释原因: ,理论上Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为 。
(3)为测定反应结束后装置C中S2-、SO、S2O的浓度进行如下实验:
步骤1:取10mL待测液,加入过量的c1mol•L-1碘标液,充分反应后滴加指示剂,用c2mol•L-1硫代硫酸钠标液滴定,消耗硫代硫酸钠标液的体积是V1mL;
步骤2:取20mL待测液,加入过量CdCO3,充分反应后,过滤并洗涤沉淀,将滤液合并后等分为两份,一份用c1mol•L-1碘标液滴定,消耗碘标液V2mL;另一份加入过量甲醛溶液后,再用c1mol•L-1碘标液滴定,消耗c1mol•L-1碘标液V3mL。
已知:i.Ksp(CdCO3)=1.0×10-12、Ksp[Cd(OH)2)=7.2×10-15、Ksp(CdS)=8×10-27;CdSO3和CdS2O3微溶于水;
ii.SO能与甲醛反应,产物[CH2(OH)SO3Na]不被I2氧化;
iii.2S2O+I2=S4O+2I-。
①步骤1中滴定时使用的指示剂是 ,滴定终点的现象是 。
②步骤2中加入CdCO3的作用是 。
③待测液中SO和S2O的物质的量浓度之比是 。
9.(2024·新疆乌鲁木齐·三模)双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)具有可逆载能力,能模拟金属蛋白的载原理,用于有机催化氧化反应,其结构简式为:。先将双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)置丁氧气中至吸氧饱和制得载氧样品,再将载氧样品置于惰性气体环境中加热,使其吸收的氧气完全释放,用法测定该样品的载氧量(吸收氧气的量)。法实验的原理如下:
所用装置如图所示(夹持装置略去)。回答下列问题:
(1)双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)中的配位原子是 ,基态核外电子排布式为 。
(2)乙酸钴是制备双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)的原料之一,可用金属钴、醋酸和溶液混合,在下合成,其反应原理用化学方程式表示为 。
(3)在加入载氧样品前,先通入一段时间的,加热样品后,还要继续通入氮气的目的是 ,装置中多孔球泡的作用是 。
(4)反应一段时间后,加入稀硫酸,使恰好转化为,取出三颈烧瓶中的混合溶液,用的标准溶液滴定,发生反应的离子方程式为:2+I2=+2I-,当溶液呈浅黄色时,加入指示剂,再继续滴定至终点,消耗标准液(忽略溶液体积变化)。该滴定实验中指示剂的名称为 ,判断达到滴定终点的现象是 ,该样品中的载氧量为 (标准状况)。
10.(2024·福建龙岩·模拟预测)某实验小组探究的制取、性质及其应用。按要求回答下列问题。已知:①是难溶于水的白色固体 ②(无色)。
【实验i】探究的制取(如下图所示装置,夹持装置略)
向装置的溶液中通入一段时间,至中溶液的为7时向其中滴加一定量溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到固体。
(1)试剂a是 。
(2)向溶液中通入的目的可能是 。
(3)为7时滴加一定量溶液产生白色沉淀的离子方程式为 。
(4)同学甲在中出现白色沉淀之后继续通,你认为同学甲的操作合理与否,并说明理由 。
【实验ⅱ和实验ⅲ】探究的性质
(5)结合实验ⅱ现象,写出步骤②反应的离子方程式: 。
(6)对比实验ⅱ和实验ⅲ,可以得出的实验结论为 。
【实验ⅳ】探究的应用
(7)将溶于乳酸中制得可溶性的乳酸亚铁补血剂。同学乙用酸性溶液测定该补血剂中亚铁含量,再计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于(操作误差略),其原因是 。
11.(2024·福建福州·三模)磺化聚苯乙烯可用于制作高性能离子交换膜。某研究小组探究乙酰基磺酸 制备磺化聚苯乙烯的过程与效果。
.乙酰基磺酸的制备
向装有一定量二氯乙烷溶剂的烧杯中,加入 7.6 mL 乙酸酐 ,控制溶液温度在10℃以下,边搅拌边分批加入2.7 mL浓硫酸,得到乙酰基磺酸溶液。
(1)制备过程中需使用的玻璃仪器有烧杯、温度计、 。
(2)控制溶液温度在10℃以下的目的是 。
(3)乙酸酐与浓硫酸按物质的量之比1:1反应的化学方程式为 。
.聚苯乙烯的磺化
按如图装置(夹持设备略去),控制反应温度为65 ℃,缓慢滴加乙酰基磺酸溶液,得到浅棕色液体。将所得浅棕色液体慢慢滴入装有沸水的烧杯中,得到淡黄色的磺化聚苯乙烯颗粒,过滤、洗涤、干燥。
聚苯乙烯的链节与乙酰基磺酸反应原理如下:
(4)控制反应温度为65℃,应采用 进行加热。冷却水应从 (填“a” 或“b” ) 口通入。
(5)产品是否洗涤干净,可通过检测洗涤液中是否存在 来判断,检测的方法是 。
.磺化度的测定
称取0.500g干燥的磺化聚苯乙烯样品于锥形瓶,用苯-甲醇混合液溶解,以酚酞为指示剂,用 甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为10.00 mL, 计算磺化度。
已知:i. 。
ii.聚苯乙烯链节的式量为104,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的式量为184。
(6)该样品的磺化度= (磺化度=含磺酸基链节数×100%)。
(7)若样品未充分干燥,将导致测得的磺化度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
12.(2024·福建·模拟预测)硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”。它易溶于水,难溶于乙醇,加热、遇酸均易分解。下图为实验室制取硫代硫酸钠的装置:
实验步骤:
I.制备:
装置A制备的经过三通阀通入装置C中的混合溶液,加热、搅拌,至溶液约为时,停止通入气体,得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:
产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到产品。
回答下列问题:
(1)装置A中装的仪器名称为 。装置B中的药品可以选择下列物质中的 (填字母)。
A.饱和食盐水 B.溶液 C.饱和溶液 D.酸性溶液
(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的不能过量。若过量使溶液,产率会降低,请用离子方程式解释原因: ;理论上和的最佳物质的量之比应为 。
(3)当数据采集处接近时,三通阀(如图1)的孔路位置应调节为 (填字母)。
(4)小组查阅资料:①的结构如图2所示(可视为一个S原子取代了中的一个O原子。);
②在照相底片的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解。发生的反应为:,常温下,;
溶液溶解生成的离子方程式: ,常温下,该反应的化学平衡常数为 。在配合物离子中, (填字母)不可能作配位原子。
a.中的中心S原子 b.中的端基S原子
13.(2024·福建厦门·三模)某研究小组对质量分数为的(杂质为)进行分离提纯。
I.将粗品转化为(实验装置如图,夹持及加热装置省略)。
反应原理为
已知:部分物质的熔沸点如下表,是黄色液体且极易水解。
化合物
熔点/℃
306
194
151
沸点/℃
316
180
127
—
(1)实验操作如下:
a.反应前,称取粗品;
b.通入;
c.停止通入;
d.将无水与粗品加入三颈烧瓶中;
e.加热至160℃并恒温反应;
f.关闭加热装置,待装置冷却至室温。
正确的操作顺序为: (填标号)。
(2)装置存在的不足之处是 。
(3)在相同条件下,对上述转化过程进行如下探究。
实验1(未添加固体)
实验2(添加固体)
现象
C中收集到黄色液体并有大量白色固体
反应较快,C中仅收集到黄色液体
反应过程
i.
ii.
i.
ii.___________
iii.
①实验1中白色固体最可能为 。
②实验2中反应ⅱ的化学方程式是 。
③从物质结构角度分析熔点较低的原因是 。
④添加固体可加快化学反应速率并提高利用率的原因是 。
Ⅱ.由制备并测定提钒率
将加水配成溶液,滴入氨水,在35℃下反应得到,过滤,洗涤,煅烧得到固体。已知:不同下,V(Ⅴ)在溶液中主要的存在形式如下。
主要离子
(4)滴入氨水生成的原因有 。
(5)判断沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有 。
(6)称取样品,用稀硫酸溶解配成溶液。取溶液于锥形瓶中,加入溶液,生成,再用,标准液滴定剩余的至终点,消耗标准液。则提钒率为 。[提钒率]
14.(2024·福建漳州·三模)硫脲[]可用于制造药物,是一种白色晶体,熔点,易溶于水,受热时部分发生反应而生成。某化学小组在实验室制备硫脲并对其性质进行探究,回答下列问题:
Ⅰ.制备硫脲
将石灰氮()溶液加热至,通入气体反应可生成溶液和石灰乳。
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)实验前检查装置气密性的步骤为:① ,在装置D中加水至浸没导管末端;②微热装置A,当观察到装置D处 说明装置气密性良好。
(3)仪器M的名称为 ,装置C的作用为 。
(4)M中生成的化学方程式为 。
(5)反应后,过滤M中的混合物,将滤液 ,过滤,干燥即可得到产品。
Ⅱ.探究硫搌的性质
(6)①结构式为 ,其中S元素的化合价为 。
②推测具有 (填“氧化性”或“还原性”)。选择合适试剂设计实验证明: (可供选择的试剂:酸性溶液、淀粉溶液、稀盐酸、溶液)。
15.(2024·福建南平·三模)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于有机合成,难溶于水和乙醇,在潮湿空气中易氧化和水解。某学习小组探究CuCl的制备并测定纯度。回答下列问题:
已知:①
②某些含铜化合物和离子在水中的颜色和状态如下表:
化合物或离子
CuCl
[CuCl4]2-
[CuCl3]2-
CuOH
Cu2O
颜色和状态
白色沉淀
黄绿色溶液
无色溶液
黄色沉淀
棕红色沉淀
实验过程及现象如下:
Ⅰ.组装仪器,检查装置气密性,添加药品;
Ⅱ.水浴加热三颈烧瓶,打开K1、K2;
Ⅲ.待三颈烧瓶中溶液由黄绿色变为无色,关闭K1、K2;
Ⅳ.通过注射器向三颈烧瓶中加入水,生成白色沉淀,一段时间后部分沉淀变为棕红色。
(1)仪器a的名称为 ;B的作用为 (答出一点即可)。
(2)步骤Ⅲ反应的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅳ中,沉淀由白色转化为棕红色的原因 。
(4)为防止生成棕红色固体,还需在原步骤Ⅰ中通过注射器往三颈烧瓶中加入一定量 (药品名称),再按上述步骤进行实验即可。
(5)产品先快速水洗后再醇洗,醇洗的目的为 。
(6)测定CuCl产品纯度:将10.00 g产品溶于硝酸,配成250 mL溶液,取25.00 mL,加20.00 mL 0.5000 mol/L AgNO3溶液,充分反应后,加少量硝基苯覆盖沉淀。NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,用0.1000mol/L NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液,平行实验三次,平均消耗NH4SCN溶液10.00 mL。产品的纯度为 ,若未加入硝基苯会导致测定结果 (填“偏高”或“偏低”或“无影响”)。
[已知:,]。
16.(2024·福建宁德·三模)离子液体在液液萃取、电化学、有机合成等方面有广泛应用。一种离子液体(相对分子质量284)的制备方法如下:
实验步骤为:
①在如图所示的三颈烧瓶中加入N-甲基咪唑,在保护下缓慢滴加等物质的量的正溴丁烷,保持70℃回流30小时,得到液态粗品。
②用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏,得到纯品。
③将溶于水,加入烧瓶中,缓慢滴加含等物质的量的溶液,室温下搅拌10小时,静置后分液。
④所得产物减压蒸馏,用水洗涤,干燥,得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器的名称为 。
(2)-甲基咪唑与正溴丁烷或水混合均可得到澄清溶液,-甲基咪唑与水互溶的原因是 。步骤①中观察到液体由澄清变浑浊再变澄清,变浑浊的原因是 。
(3)步骤②减压蒸馏除去的物质主要为 。
(4)步骤④检验产物已洗涤干净的方法是 。
(5)的产率为 。
(6)可代替做萃取剂,其优点之一是比难挥发。比沸点高的原因是 。
(7)以与的混合液作为离子导体的一种染料(Dye)敏化太阳能电池,工作原理如图所示,光照射时发生电极反应:。已知,该太阳能电池中染料再生的离子方程式为 。
17.(2024·湖北武汉·二模)硫脲为白色晶体,可溶于水,易溶于乙酸乙酯,可代替氰化物用于提炼金。合成硫脲的原理为。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)从结构角度分析,硫脲可溶于水的原因是 。
(3)多孔球泡的作用是 。
(4)B中反应完全的标志是 。
(5)分离提纯的方法为萃取,应选用的绿色萃取剂为 (填标号)。
a.苯 b.四氯化碳 c.乙酸乙酯 d.乙醇
(6)滴定原理:
取mg硫脲的粗产品溶于水,用c mol∙L-1的酸性重铬酸钾标准溶液滴定到终点,平行三次实验平均消耗VmL标准溶液,则样品中硫脲的纯度为 。
(7)在酸性溶液中,硫脲在Fe3+存在下能溶解金形成,反应的离子方程式为 。溶解金的过程伴随着溶液变红的现象,原因可能为硫脲发生异构化生成 (填化学式)。
18.(2024·福建泉州·模拟预测)三氯异氰尿酸()可在水中缓慢释放出,是一种高效、低毒、安全的杀菌消毒漂白剂。实验室利用潮湿与反应制取,再与氰尿酸()悬浮液在20~25℃发生取代反应获得三氯异氰尿酸,实验装置(夹持装置省略)如下图:
已知:在温度较高时易分解,浓度较高时易爆炸
(1)制时,需打开活塞b, 玻璃塞a(选填“打开”或“关闭”)。
(2)乙中盛放的试剂为 。
(3)实验时,通入空气(不参与反应)的目的为 。拆卸实验装置前还需再通入空气的目的为 。
(4)设计“气体分离”方案时,分析的空间构型为 ,进一步分析为弱极性分子, (选填“能”或“不能”)用除去中的。
(5)丁中c装置的作用为 。
(6)制取三氯异氰尿酸的化学方程式为 。
(7)三氯异氰尿酸有效氯含量测定:称取样品,加入适量碘化钾和稀硫酸,充分反应后用溶液滴定,平均消耗溶液。
已知:+3H2O=+3HClO
样品有效氯
①滴定时加入的最佳指示剂是 ,滴定终点的现象为 。
②样品有效氯为 。
19.(2024·福建龙岩·三模)还原法回收利用是治理烟气的重要课题,某兴趣小组对此开展了有关实验探究,回答以下问题:
(1)选用下列装置,在实验室制取并收集干燥的。
①装置中盛放的试剂为 。
②按气流方向,各装置接口连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示);
(2)利用如下装置,探究在和催化下,还原回收硫磺的效率。已知:、装置分别盛有溶液和醋酸二氨合铜溶液。反应时混气装置内、体积分数分别为、。
①管式电阻炉中发生反应的化学方程式为 。
②装置I的作用是 。
③涉及的实验操作有:
a.通入氮气一段时间
b.按上述比例通入、和混合气体
c.加热管式炉
d.停止加热,冷却
e.停止通入、和混合气体
f.测定H中相关物质的量
正确的操作顺序为 。
④上述反应结束后,先将中过量的除去,再以淀粉溶液为指示剂,用标准碘溶液滴定,消耗标准溶液。已知实验过程中通入混合气体总体积为(已折算为标况)。
i.滴定终点的现象为 。
ii.转化率为 。
iii.若将装置、互换顺序,重复实验,测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
⑤工业上利用上述原理获得的硫磺粗品含有碳单质,可以用二硫化碳提纯。
i.二硫化碳难溶于水,从结构角度解释 。
ii.提纯的主要操作包括: 、 、蒸馏。
20.(2024·福建·模拟预测)双氰胺()为白色晶体,在冷水中溶解度较小,溶于热水、乙醇,其水溶液在80℃以上会发生分解等副反应,主要用于生产树脂、涂料、含氮复合肥等。实验室以石灰氮为原料制备双氰胺的流程如下:
已知氰胺二聚反应机理为:
回答下列问题:
(1)已知:氰基是吸电子基团。氰氨的碱性 氨的碱性。(填:“大于”、“小于”或“等于”)
(2)写出步骤Ⅰ的化学反应方程式: 。
(3)步骤Ⅱ中调节溶液pH为9.1,pH不能过低的原因: 。
(4)步骤Ⅲ中蒸发浓缩时,常采用真空蒸发浓缩,目的是 。
(5)凯氏定氮法是测定有机物中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐。
已知:
①f的名称是 。
②仪器清洗后,g中加入硼酸和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭,d中保留少量水。打开,加热b,使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是 ,e采用中空真空玻璃瓶的作用是 。
③取双氰胺样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为的盐酸VmL,则样品中氮的质量分数为 %。(用含c、m、V的代数式表示)
21.(2024·福建龙岩·二模)重铬酸钾()广泛应用于化学合成和定量分析。
(1)钾铬矾[]在鞣革、纺织等工业上有广泛的用途,可通过还原酸性重铬酸钾溶液制得,实验装置如图。
①选用质量分数为70%的而不用稀硫酸的原因是 。
②装置B中为了使尽可能吸收完全,除了控制适当搅拌速率外,还可以采取的一项措施是 。
③写出三颈烧瓶中析出晶体的化学方程式 。
(2)实验室利用溶液并采用滴定法(用二苯胺磺酸钠作指示剂)测定含有少量杂质(不参与反应)的中的n值。具体实验过程如下:
实验Ⅰ:称取a g试样,用足量稀硫酸在烧杯中充分溶解后,将烧杯中的溶液沿玻璃棒注入100mL容量瓶,用少量蒸馏水洗涤玻璃棒和烧杯内壁2~3次,将洗涤液也都注入该容器;加蒸馏水至 ,改用胶头滴管加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切,盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。移取溶液25.00mL于锥形瓶中, ,用c 溶液滴定至终点(被还原为),记录消耗溶液体积。重复上述实验2次,测得消耗溶液的体积为V mL(三次实验的平均值)。
实验Ⅱ:称取a g试样,隔绝空气加热至恒重(杂质及未发生分解),固体质量减少了b g。
①请补充完整实验Ⅰ的实验方案。
②实验Ⅰ接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为 (填序号)。
A. B. C. D.
③n= (用含字母的表达式表示),若盛放标准液的滴定管未润洗,则测定的n值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)
22.(2024·内蒙古呼和浩特·二模)三氯三(四氢呋喃)合铬(Ⅲ)可催化烯烃加聚,制备的方法加下。
已知:①易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。
②气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
Ⅰ.制备无水:
某化学小组用(沸点76.8℃)和在高温下制备无水,同时生成气体,实验装置如图所示:
(1)装置A用于制备,实验装置合理的连接顺序为A→C→F→ →B(填装置字母标号,可重复使用)。
(2)装置乙名称为 ,装置D中粗导管的作用是 。
(3)尾气处理时发生反应的离子方程式: 。
Ⅱ.合成:
①四氢呋喃(THF)为常见的有机溶剂,沸点66℃,易燃。
②实验室在非水体系中合成原理为:
实验操作:按如图组装仪器,将步骤Ⅰ所得无水和锌粉放入滤纸套筒内,双颈烧瓶中加入无水四氢呋喃(THF),通后关闭,接通冷却水,加热四氢呋喃至沸腾,在索氏提取器中发生反应,回流后再通入冷却至室温;取下双颈烧瓶,在通风橱中蒸发至有较多固体析出,冷却、抽滤、干燥后称量即得产品。
(4)该反应不能使用明火加热的原因 。
(5)产品沿索氏提取器的管 (2或3)流回双颈烧瓶。
(6)已知Cr(Ⅱ)对该反应有催化作用,推断加入Zn粉发生反应的化学方程式为: 。
(7)实验所用的四氢呋喃需进行无水处理,下列可以除去四氢呋喃中少量水分的试剂是 。
A.金属钠 B.浓硫酸 C.具有吸水能力的分子筛
(8)产品产率为 %(结果保留小数点后一位)[已知:的摩尔质量为;的摩尔质量为]。
23.(2024·福建·三模)利用席夫碱L(结构简式为,相对分子质量为416)制备金属缓蚀剂并测定其组成。
Ⅰ.制备(实验装置如图,夹持装置省略)。
向三颈烧瓶中加入席夫碱L和(沸点为39.8℃),将其置于35℃恒温水浴,按下图连接好仪器。滴加溶液,回流1h。置于冰水浴中冷却,离心分离、洗涤、干燥,得到固体。
(1)仪器X的名称为 。
(2)控制水浴温度为35℃的原因是 。
(3)洗涤所用最佳试剂为______(填标号)。
A.去离子水 B.无水乙醇 C.NaOH溶液 D.溶液
Ⅱ.测定组成
称取0.3g于坩埚中焙烧。将焙烧产物转入烧杯中,再加入少量稀充分溶解,滴加少量NaOH溶液调节pH至3~4。将上述溶液转入锥形瓶中,加入过量KI溶液,用标准溶液滴定至浅黄色,加入淀粉溶液,继续滴定至浅蓝色,接近滴定终点时加入KSCN溶液,继续滴定至终点,消耗标准溶液20.40mL。
已知:i.;
ii.25℃时,,;能吸附。
(4)与释放出的反应的离子方程式为 ;滴定终点的现象是 。
(5)调节溶液pH至3~4的原因是 。
(6)加入KSCN溶液的目的是 。
(7)中 ,其结构简式为 。
24.(2024·福建漳州·三模)氯亚铂酸钾()是制备奥铂等抗肿瘤药物的重要中间体。某科研小组以氯铂酸钾()为原料制备,相关物质性质如下表:
物质
性质
黄色粉末,溶于热水,微溶于冷水,几乎不溶于乙醇
红色固体,溶于水,不溶于乙醇,高温易分解
Ⅰ.的制备
取10.00g氯铂酸钾()溶于热水,置于装置D中,按下图所示组装实验仪器(加热与夹持装置均已省略),在加热条件下还原可得。
(1)质量分数为70.0%的浓硫酸密度为,其物质的量浓度为 。
(2)为使仪器A中的浓硫酸顺利滴下,需进行的操作为 。
(3)仪器B的名称为 ,装置C的作用是 。
(4)装置D中反应的化学方程式为 ,装置E中的试剂可选用 (填序号)。
A.氨水 B.NaOH溶液 C.澄清石灰水
(5)反应结束后,拆除装置,向装置D中加入足量无水乙醇,经过滤、洗涤、干燥,得红色固体6.25g。
①加入无水乙醇的目的是 。
②的产率为 (结果保留三位有效数字)。
Ⅱ.奥铂()是一种稳定的水溶性广谱抗肿瘤试剂,1,2-环己二胺()是制备奥铂的原料之一。
(6)奥铂中第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(7)奥铂中H-N-H的键角大于1,2-环已二胺中H-N-H的键角,原因是 。
(8)1,2-环己二胺的沸点(190℃)高于1,2-环戊二胺()的沸点(170℃),其主要原因是 。
25.(2024·福建南平·一模)连二亚硫酸钠()俗称保险粉,广泛用于纺织、医药、选矿、造纸工业。某实验小组拟用甲酸钠、烧碱、二氧化硫制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。
查阅资料:连二亚硫酸钠是一种白色粉末,易溶于水,难溶于乙醇;加热到80℃以上分解并出二氧化硫气体;在空气中能被氧化,是一种强还原剂。
Ⅰ.的制备
(1)制备时选用上图所示装置中的 (填标号)。选用以下试剂中的 (填标号)。
A.铜粉 B.固体 C.98%浓硫酸 D.70%浓硫酸 E.10%稀硫酸
Ⅱ.的制备
制用如图所示实验装置(加热、搅拌及夹持装置省略)制备,实验步骤如下:
i.先通入一段时间;
ii.然后持续通入,保持水浴温度75℃左右,反应20min;
iii.停止加热,冷却至50℃;
iv.拆卸装置,将d中的混合物进行过滤、洗涤,得到粗产品。
(2)步骤Ⅰ中先通入的目的是 (答出两点)。
(3)装置d中发生的主要反应的化学方程式为 。
(4)步骤iv中“洗涤”时,洗涤剂为 (填“水”或“乙醇”),进一步提纯的方法为 。
Ⅲ.产品纯度的测定
称取纯化后的产品mg溶于水,加入足量溶液后配成250mL待测液,量取25.00mL待测液于锥形瓶中,滴入2~3滴指示剂亚甲基蓝溶液,用标准溶液进行滴定{已知滴定过程中转化为,转化为,杂质不参与反应},达到滴定终点时消耗标准溶液VmL。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为 。
(6)产品中的质量分数为 。
(7)下列情况会造成测定结果偏小的是 (填标号)。
A.盛放待测液的锥形瓶内残留少量蒸馏水
B.未用标准液润洗酸式滴定管
C.滴定终点时俯视读数
26.(2024·河北·一模)亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于染料、医疗领域。实验室用如图装置(略去部分夹持装置)制备少量亚硝酰硫酸,并测定产品的纯度。
已知:i.NOSO4H是白色固体,遇水易分解为H2SO4、HNO3和NO,溶于浓硫酸不发生分解;
ii.实验室用浓硫酸、浓硝酸的混合液与SO2反应制备亚硝酰硫酸,原理为。
(1)仪器M的名称为 。
(2)用Na2SO3和70%H2SO4在装置A中制取SO2气体时,发生反应的化学方程式为 。
(3)按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为a→ →f。(填仪器接口字母,部分仪器可以重复使用)
(4)为了控制通入B中的SO2的速率,可以采取的措施是 。
(5)反应过程中,NOSO4H的物质的量和HNO3的物质的量随时间的变化关系如图所示。
试分析n(HNO3消耗):n(NOSO4H生成)>1的原因: 。
(6)测定NOSO4H产品的纯度。
准确称取2.5g产品放入锥形瓶中,加入50mL0.20mol·L-1KMnO4标准溶液和足量稀硫酸,摇匀,待充分反应后将反应后的溶液加热,使生成的硝酸全部挥发逸出(不考虑硝酸的分解),冷却至室温,用0.5mol·L-1Na2C2O4标准溶液滴定至终点,消耗Na2C2O4标准溶液的体积为18.00mL。
已知:高锰酸钾可将亚硝酰硫酸氧化为HNO3,自身被还原为Mn2+。
①滴定终点的现象为 。
②亚硝酰硫酸的纯度为 %。
27.(2024·福建福州·二模)树叶上镀铜可以长久保存,且具有一定艺术性和鉴赏价值。某兴趣小组探究榕树叶表面镀铜的工艺。
资料:酸性条件下, 。
(1)由废铜屑制备酸性硫酸铜溶液。取一定量的废铜屑置于 (填仪器名称)中焙烧,再用稍过量的稀硫酸溶解冷却后的粉末,得到酸性硫酸铜溶液。
(2)除蜡。除去榕树叶表面酯类蜡质层的方法是 。
(3)敏化。洗净后的树叶用新制的1%溶液浸泡敏化30s。久置的溶液易变质,若变质过程只生成溶液和沉淀,其化学方程式为 。
(4)活化。将敏化后的树叶洗净,放入银氨溶液与甲醛混合溶液中,控制40℃左右浸泡5min。
①配制银氨溶液:将 (填试剂)滴入溶液A,直到出现 现象时停止滴加。
②控制40℃应采用的加热方式为 ,实验后、容器壁上的银镜可用 (填试剂)的稀溶液除去。
(5)电镀。将活化后的树叶放入酸性硫酸铜溶液中进行电镀。电镀时,铜阳极反应的历程如下:
a.;
b.
①纯铜作阳极时,电镀时会产生阳极泥(铜粉),说明铜阳极反应的决速步骤是 (填“a”或“b”)。
②电镀时,通过搅拌等方式向酸性硫酸铜溶液中鼓入空气,能减少阳极泥的产生,其原因是 。
③Cu的密度为,电镀过程的电化当量为。若流经树叶表面的电流密度为且阴极没有副反应,则形成0.050cm厚度铜镀层需要 min。(铜的电化当量是一个常数,指单位电量所析出铜的质量大小,其中电量=电流×时间;电流密度,是指单位面积所通过的电流大小)
28.(2024·福建莆田·二模)久置的硝酸银溶液,试剂瓶底部有黑色固体A,瓶口和瓶壁上有黑色固体B。
已知:①硝酸银见光或受热会分解,分解产物相同。
②氧化银为棕黑色粉末,难溶于水,可溶于氨水和稀硝酸,见光或200℃左右分解生成氧气。
③AgOH不稳定,极易分解生成和。
某兴趣小组开展以下探究活动。
Ⅰ.探究硝酸银固体受热分解的产物
利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验现象:a中有银白色金属光泽的固体生成,a、b中出现红棕色气体,导管口d处逸出的气体可使带火星的木条复燃。
(1)仪器e名称为 ,试管b的主要作用是 。
(2)试管a中反应的化学方程式为 。
Ⅱ.探究A、B的成分
【提出猜想】甲、乙同学猜想固体中含有Ag、中的一种或两种。
(3)从化学变化角度,甲、乙同学猜想固体中可能含有的依据是 。
【进行实验】甲、乙分别对固体A、B按以下步骤进行实验。
i.取少量固体于试管中;
ii.加入过量氨水,振荡;
iii.……
【形成结论】甲得出固体A为Ag和的混合物,乙得出固体B为Ag。
(4)①甲同学步骤ⅱ观察到的现象为 ,相应的化学方程式为 。
②乙同学步骤ⅲ加入的试剂为 (填名称)。
【反思与应用】
(5)固体A与固体B成分不同的可能原因是 。
(6)实验室保存硝酸银溶液采取的措施为 (写出两条)。
29.(2024·福建宁德·一模)I、亚硝酰硫酸(NOSO4H))主要用重氮化反应。实验室将二氧化硫通入到硫酸和硝酸中发生氧化还原反应,硝酸被还原为亚硝酸,二氧化硫被氧化为三氧化硫(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取;SO2
①A中反应的化学方程式为 。
②导管b的作用是 。
(2)装置B中浓HNO3与SO2在浓H2SO4作用下反应制得NOSO4H。
①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是 (只写1种)。
②开始反应缓慢,待生成少量NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快 。
(3)装置C的作用是 。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷为 ;改进方法为 。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度
准确称取1.380g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L-1、60.00mL的的KMnO4标准溶液和10mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500mol·L-1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.00mL。已知:
①写出Na2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式: 。
②滴定终点时的现象为 。
③亚硝酰硫酸的纯度= 。(精确到0.1%)[]
Ⅱ、
(6)氮化锂晶体中存在锂、氮原子共同组成的锂、氮层,锂原子以石墨晶体中的碳原子方式排布,N原子处在六元环的中心,同层中氮、锂的原子个数比为 ;设氮化锂晶体中,同层N—N间距为apm,层与层间距为bpm,该物质的密度为 g⋅cm-3(用含a、b的式子表示)。
30.(2024·福建龙岩·一模)实验室用苯甲醇钠做催化剂,以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理及部分物质的性质如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
密度/g·cm-3
苯甲醇
-15.9
204.7
可溶于水
1.01
苯甲醛
-56.6
179
微溶于水
1.01
苯甲酸苯甲酯
21
323
不溶于水
1.12
苯甲酸
122.4
249.2
不溶于水
1.32
已知:RO-极易结合H+转化为ROH.
回答以下问题:
步骤Ⅰ 制备苯甲醇钠
按图1所示装置,在圆底烧瓶中依次加入磁转子、苯甲醇(7.0 g,0.065 mol)、金属钠(0.3 g,0.013 mol)。开启搅拌,使反应在微热状态下进行,反应结束后,撤去热源,冷却至室温。
(1)表明反应已经完成的现象是 。
(2)装置A的作用是 。
步骤Ⅱ 制备苯甲酸苯甲酯
制备装置如图2所示(加热及夹持装置已略去)。在四口烧瓶中加入苯甲醛(45.4 g,0.428 mol),使整个反应体系恒温在50℃。通过恒压滴液漏斗缓慢滴加苯甲醇钠(30 min内滴加完毕)后保温1 h。
(3)本实验中制取苯甲酸苯甲酯的化学反应方程式为 。
(4)久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,如果不除去将大大降低反应速率,原因是 ;除去苯甲醛中少量苯甲酸的实验方法是 。
(5)装置中能起到减少反应物挥发作用的仪器名称为 。
步骤Ⅲ 分离提纯产品
待体系冷却至室温,加入20 mL水,搅拌10 min,收集有机相,再用20mL蒸馏水洗涤有机相,经无水硫酸钠干燥后,蒸馏,弃去开始时收集的馏分,再调高电加热套的电压,收集205-207℃的馏分,得31.5 g无色粘稠液体。
(6)收集的有机相用蒸馏水洗涤目的是 ,该操作在 (填仪器名称)中进行。
(7)步骤Ⅲ中蒸馏是在 (填“常压”或“减压”)下进行的。
(8)本实验的产率 (计算结果保留一位小数)。
31.(23-24高三下·北京·开学考试)某小组探究SO2在盐酸中分别与铜单质和铜离子的反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
I.探究SO2在盐酸中与Cu2+的反应
用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将SO2通入0.6 mol·L-1 CuSO4溶液。通SO2一段时间,C中无明显现象;打开活塞b,加入一定体积浓盐酸后,持续通入SO2,C中溶液变棕黄色。
(1)装置A中反应的化学方程式为 ,B中试剂X是 。
(2)资料:CuCl难溶于水,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+2Cl-[CuCl3]2-。补充实验证实了棕黄色溶液中含[CuCl3]2-,实验方案为 。
(3)SO2与CuSO4溶液反应生成SO和Cu+的电极反应式为:
氧化反应: ;
还原反应:Cu2++e-=Cu+。
根据电极反应式,分析加入浓盐酸前后实验现象有差异的可能原因 。
(4)综上分析,SO2在盐酸中与Cu2+反应生成[CuCl3]2-的离子方程式为 。
Ⅱ.探究SO2在盐酸中与Cu单质的反应
将装置C中CuSO4溶液替换成Cu片和Na2SO4溶液,重复上述操作。未加浓盐酸之前,无明显现象。加浓盐酸之后,溶液变为棕黄色,并有黑色固体生成。
(5)经检验黑色固体是Cu2S,SO2在盐酸中与Cu单质反应的离子方程式为 。
(6)为了进一步探究影响铜单质还原性的因素,进行了如下实验:
序号
实验装置图
试剂Y
电压表
i
H2SO4溶液
指针几乎不偏转
ii
a
指针明显偏转
iii
a+b
指针偏转幅度更大
实验ii中,Cu片附近溶液变棕黄色。b是 。
综合上述实验可知,还原反应中,降低生成物浓度,氧化剂的氧化性增强;氧化反应中,降低生成物浓度,还原剂的还原性增强。
32.(2024·福建泉州·一模)某研究小组利用下图所示装置模拟高炉煤气(主要成分为CO、、、和少量COS)和金属冶炼厂尾气(含)联合制备。回答下列问题
Ⅰ.模拟的制备
步骤一:打开,关闭、,通入高炉煤气。
发生的反应有:丁中;乙中。
(1)丙装置的主要作用为 。
(2)当润湿的Pb试纸 (填现象),关闭,停止通入高炉煤气。
(3)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体,反应的方程式为: 。
①过量会导致吸收CO的能力下降的原因是 。
②将吸收液通过 (写一种)的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源化利用。
步骤二:打开、,通入气体。
(4)试剂a为 。
(5)装置乙中生成的化学方程式为 。
(6)导管b接盛有 (填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。
Ⅱ.纯度的测定
将装置乙中溶液过滤,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得粗产品。取12.40 g粗产品加入足量稀硫酸,得到1.28 g沉淀,反应原理为:
(7)检验粗产品中是否含有的方法为 。
(8)粗产品中的质量分数为 (保留三位有效数字)。
(9)粗产品中含有NaHS,会导致上述实验测得的质量分数 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
33.(2024·福建·一模)硫代硫酸银为白色固体,受热易分解且具有还原性,可用作乙烯抑制剂。某课外小组向溶液中逐滴滴加溶液制备。实验记录如下。
操作
试剂a
试剂b
实验现象
溶液
溶液
开始有白色沉淀,振荡后溶解,随溶液滴入,又产生白色沉淀,而后沉淀逐渐变成黄色,最终变成黑色
已知:Ⅰ.①
②
Ⅱ.相关物质的:
物质
(1)中配位原子为 ,配体阴离子的空间构型是 。
(2)实验中沉淀溶解的总反应为:,其平衡常数 (用含、的代数式表示)。
(3)用平衡移动原理解释实验中随溶液滴入,又产生白色沉淀的原因是 。
(4)设计如下实验证明实验过程中产生的沉淀除了含有外,还含有S和。
取少量沉淀,加入足量 (填标号),充分振荡,过滤得滤液a和固体b。
A.乙醇 B.乙醚 C.丙酮 D.
i.取滤液a蒸馏可得黄色物质,证明沉淀中含有S。
ii.取固体b, ,证明沉淀中含有。(可供选择的试剂:稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、溶液)
(5)查阅资料可知:。实验证明:实验中S产生的主要原因是被氧化而非被氧化。从反应速率的角度解释其原因:i.等浓度的氧化性大于,氧化的速率更快;ii. 。
(6)制备时需及时分离出白色沉淀的原因是 。
(7)中的银元素在乙烯抑制剂中发挥重要的作用。该小组同学测定制得的白色固体中银的质量分数,具体实验过程如下。取白色固体,加入适量硝酸充分反应,所得溶液加水稀释至。再取稀溶液于锥形瓶中,加入指示剂用溶液进行滴定,重复滴定2~3次,平均消耗溶液的体积为。已知:
①选用的指示剂是 (填标号)。
A. B. C. D.
②若未加入适量硝酸充分反应,会导致测量结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
③白色固体中银的质量分数为 %。
34.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)无水四氯化锡()用于制作FTO导电玻璃,FTO导电玻璃广泛用于液晶显示屏、光催化和薄膜太阳能电池基底等,可用如图装置使熔融状态下的Sn与反应制备。
【相关药品的性质】
药品
颜色、状态
熔点(℃)
沸点(℃)
其他性质
Sn
银白色固体
231
2260
较活泼金属,能与、HCl等气体反应
无色液体
-33
114
极易水解产生溶胶
无色晶体
246
652
具有还原性,可被空气中的氧气氧化
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,碱石灰的作用是 。
(2)装置乙、丙中的试剂分别为 、 (填名称)。
(3)为了获得较纯的产品,当装置戊处具支试管中 (现象)时,再点燃装置丁处酒精灯。反应制得的产品中可能会含有杂质,为加快反应速率并防止产品中混有,除了通入过量外,还应控制反应的最佳温度范围为 。
(4)水解的化学方程式为 。
(5)经测定发现实验所得样品中含有少量的,测定样品纯度的方案如下:
取a g样品溶于足量稀盐酸中,加入淀粉浴液作指示剂,用0.0100mol/L碘酸钾标准溶液滴定至终点,消耗标准液V mL。滴定过程中先后发生的反应为:
ⅰ.
ⅱ.(均未配平)
则样品的纯度为 %;若滴定时间过长,会使测量结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
35.(23-24高三上·福建龙岩·期末)以和丙烯酸合成-巯基丙酸(,沸点为130℃)的过程如下。
(1)制备的四氢呋喃(THF)溶液,实验装置如图。
①将浓硫酸稀释成30%硫酸的实验操作为 。
②下列措施有利于提高吸收率的是 (填标号)。
A.缓慢滴加30%硫酸 B.快速滴加30%硫酸
C.水浴X使用热水浴 D.水浴X使用冰水浴
③该装置存在的不足之处是 。
(2)合成-巯基丙酸的实验过程如下:将上述所得溶液转移至反应容器内,依次加入0.3mol丙烯酸、3.0mmol离子液体催化剂ILs,密封反应器后于90℃水浴恒温反应一段时间。其反应机理如图。
①中N1结合的孤电子对所处的原子轨道为 。
②虚线框内中间产物的结构简式为 。
③若反应时间过长,-巯基丙酸与丙烯酸会进一步发生上述反应,其产物的结构简式为 。
(3)分离产物与催化剂的实验流程如下。
①操作1、操作2依次为 、 。
②操作3是通过加入适当浓度的、溶液来提纯分离,其原理是 。
36.(23-24高三上·山东潍坊·阶段练习)配合物在分析化学中用于的鉴定,其制备装置示意图(夹持装置等略)及步骤如下:
①向三颈烧瓶中加入和热蒸馏水,搅拌溶解。
②磁力搅拌下加入,从仪器a加入50%醋酸。冷却至室温后,再从仪器b缓慢滴入30%双氧水。待反应结束,滤去固体。
③在滤液中加入95%乙醇,静置40分钟。固液分离后,依次用乙醇、乙醚洗涤固体产品,称重。
已知:i.乙醇、乙醚的沸点分别是;
ii.的溶解度数据如下表。
温度/℃
20
30
40
50
溶解度/
84.5
91.6
98.4
104.1
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,使用前应 。
(2)中钴的化合价是 ,制备该配合物的化学方程式为 。
(3)步骤①中,用热蒸馏水的目的是 。
(4)步骤③中,用乙醚洗涤固体产品的作用是 。
(5)已知:(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀,产品纯度为 %。
(6)实验室检验样品中钾元素的常用方法是:将铂丝用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,用铂丝蘸取样品在外焰上灼烧, 。
37.(2023·福建·三模)二氧化钒()是一种新型热敏材料,实验室以为原料合成用于制备的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{化学式为},过程如下:
溶液氧钒(IV)简式碳酸铵晶体
已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性。
回答下列问题:
(1)步骤ⅰ中生成同时生成的化学方程式为 。常温下,只用浓盐酸与反应也能制备溶液,但该方法未被推广,从环保角度分析该方法未被推广的主要原因是 (用化学方程式和必要的文字说明)。
(2)步骤ⅱ可用下图仪器组装完成。
①上述装置从左到右的连接顺序为 (用各接口字母表示)。
②饱和溶液的作用是 。
③反应结束后,将三颈烧瓶置于保护下的干燥器中,静置过滤可得到紫红色晶体,然后抽滤,先用饱和溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,最后用乙醚洗涤2次。用饱和溶液洗涤除去的阴离子主要是 (填阴离子的电子式)。
(3)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。实验步骤如下:
消耗滴定的体积如下:
实验次数
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
1
0.00
19.99
2
1.10
21.10
3
1.56
21.57
滴定反应为。
①滴定时,向锥形瓶中加入几滴 (填化学式)溶液作指示剂。
②粗产品中钒的质量分数为 %。
试卷第16页,共48页
试卷第15页,共48页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1.(1) 试纸变蓝 A 打开玻璃塞(或使小孔对准凹槽)、打开分液漏斗活塞 让钠与水反应,除水
(2)恒压滴液漏斗
(3)①③②
(4)在球形冷凝管后加一个装有碱石灰的干燥装置
(5)减慢恒压滴液漏斗中混合液的滴加速率
(6)CH3CH2MgBr+CH3CHO+NH4BrCH3CH(OH)CH2CH3+MgBr2+NH3
【分析】乙醚中含有少量的过氧乙醚具有强氧化性,可以将将KI氧化产生I2,因而可以使湿润的KI-淀粉试纸变为蓝色,除去的方法是将含有少量的过氧乙醚的乙醚与硫酸亚铁溶液在分液漏斗中混合发生氧化还原反应除去,然后分液弃去去水层,再蒸馏收集 34.5℃的馏分。向仪器X中加入2.4g镁条和1小粒碘,装好装置,向仪器Y中加入0.12mol溴乙烷和25.00mL乙醚,三颈烧瓶中溴与经处理的Mg片发生反应制取格式试剂,在制取时要注意防止副反应的反应,控制反应温度,同时要注意使反应在无氧无水环境中进行。
【详解】(1)①过氧乙醚具有强氧化性,少量过氧乙醚可以将KI氧化产生I₂,I₂遇淀粉变为蓝色,故过氧乙醚检验时,取少量样品与酸性KI-淀粉试纸一起振摇,出现蓝色,说明其中含有过氧乙醚;
②除过氧乙醚时,将乙醚转入液漏斗中,然后加入适量的硫酸亚铁溶液,充分振荡,发生反应产生乙醚及硫酸铁,然后静止分层,同时打开分液漏斗的玻璃塞或使小孔准凹槽,打开分液漏斗活塞,除去水相,将上层乙醚层转移至蒸馏装置中蒸馏,收集34.5℃的馏分,就得到乙醚;
③将经蒸馏获得的乙醚注入棕色试剂瓶中,压入钠丝,盖上有毛细管的瓶盖,让钠与水反应,以达到除水目的。
(2)仪器Y的名称是恒压滴液漏斗。
(3)回流结束后,需进行的操作有①停止加热、③移去水浴、②关闭冷凝水。
(4)实验装置存在缺陷,导致制备的格氏试剂易水解,改进的措施是在球形冷凝管后加一个装有碱石灰的干燥装置。
(5)反应温度过高会导致副反应的发生,避免副反应的发生可采取的操作或措施有减慢恒压滴液漏斗中混合液的滴加速率。
(6)由 H-NMR 可知生成产物Z 有5种 H 原子,个数比为 1:1:2:3:3,又质谱显示相对质量为 74,则结构为CH3CH(OH)CH2CH3。碱性气体为NH3,通过原子守恒可知生成的盐为MgBr,反应方程式为:CH3CH2MgBr+CH3CHO+NH4BrCH3CH(OH)CH2CH3+MgBr2+NH3。
2.(1)三颈烧瓶
(2) 氨水 沉淀恰好溶解
(3) d a c b e
(4) 减小空气通入速率,保证空气中的HCHO被吸收完全
(5)0.03
(6)BCD
(7) CD 当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N原子会优先与H+形成配位键,导致与Fe2+的配位能力减弱;当OH-浓度较高时,Fe2+会与OH-作用,从而影响邻二氮菲与Fe2+的配位
【分析】硝酸银溶液中滴加氨水生成AgOH白色沉淀,加入过量氨水沉淀溶解,得到银氨溶液;故在仪器A为硝酸银溶液、B为氨水,反应生成银氨溶液,然后通过C向A通入室内空气,空气中甲醛和银氨溶液水浴加热发生银镜反应产生单质Ag和NH3气体,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物,测得生成Fe2+1.12 mg,可计算室内空气中甲醛含量。
【详解】(1)仪器A的名称是三颈烧瓶。
(2)由分析可知,仪器B中放置的药品是氨水;硝酸银溶液中滴加氨水生成AgOH白色沉淀,加入过量氨水沉淀溶解,得到银氨溶液。
(3)结合分析可知,室内空气中甲醛含量的测定操作为:操作①:取下玻璃塞→操作②d.热水浴加热仪器A→操作③a.打开K1,关闭K2→操作④使可滑动隔板处于最右端,排出容器中空气→操作⑤c.将可滑动隔板拉至最左端,吸入室内待测的空气→操作⑥b.打开K2,关闭K1→操作⑦e.将可滑动隔板缓慢推至最右端,使得待测空气缓缓进入银氨溶液充分反应→再将操作③~⑦重复4次,减小实验误差→测定溶液吸光度;故答案为:dacbe。
(4)装置中使用毛细管而非普通玻璃管的原因是减小空气通入速率,保证空气中的HCHO被吸收完全,甲醛具有一定还原性,能还原一价银为银单质,与银氨溶液反应生成银单质和碳酸铵、水、氨气,化学方程式:。
(5)甲醛和银氨溶液加热反应生成银,银具有还原性,被Fe3+氧化,结合甲醛被氧化为CO2,甲醛中碳元素化合价0价变化为+4价,银氨溶液中元素化合价+1价变化为0价,生成的银又被铁离子氧化,铁离子被还原为亚铁离子,生成亚铁离子1.12 mg,物质的量n(Fe)= =2×10-5mol,据电子守恒:HCHO~4e-~4Fe2+,消耗甲醛,因实验进行了5次操作,所以测得1L空气中甲醛的含量为=1.00×10-6 mol,空气中甲醛的含量为1.00×10-6 mol×30 g/mol×103 mg/g=0.03mg/L。
(6)A.本实验中氨气极易溶于水,无需尾气处理装置,A错误;
B.实验应在室内不同点位进行空气取样,以减少实验误差,保证数据的准确性,B正确;
C.毛细管的作用是减小气体的通入速率,使空气中的甲醛气体和溶液反应充分,使其被完全吸收,C正确;
D.Fe2+与菲洛嗪形成有色配合物,则有色配合物浓度越大,测得吸光度数值越大,D正确;
故选BCD。
(7)
①邻二氮菲()与Fe2+形成的红色配合物[Fe(phen)3]2+中含有σ键、π键、配位键,不含有离子键和氢键,故选CD;
②实验表明,邻二氮菲检验Fe2+的适宜pH范围是2~9,原因是当H+浓度较高时,邻二氮菲中的N原子会优先与H+形成配位键,导致与Fe2+的配位能力减弱;当OH-浓度较高时,Fe2+会与OH-作用,从而影响邻二氮菲与Fe2+的配位。
3.(1) 液体分层消失
(2)冷凝回流
(3)温度升高,反应速率增大
(4)难溶于水,在乙醇中溶解度较大,与硝酸银接触更充分(或其他合理答案)
(5)
(6) 易水解,可抑制水解,会与反应 滴入最后半滴KSCN标准溶液,溶液变成红色,且半分钟内红色不褪去
(7)
【详解】(1)溴乙烷在NaOH溶液中水解,生成乙醇和NaBr,化学方程式为。溴乙烷为油状液体,密度大于水,不溶于水,沉在水层下方,若观察到液体分层消失,即可说明溴乙烷已经完全水解。
(2)加热装置的过程中溴乙烷可能会因受热逸出,玻璃导管的作用为冷凝回流。
(3)实验1和实验2可以证明溴乙烷能与硝酸银水溶液直接反应,生成AgBr,同时实验1、2反应温度不同,实验2温度更高,反应速率也更快,说明温度升高,反应速率增大。
(4)C2H5Br难溶于水,在乙醇中的溶解度较大,而硝酸银溶液也能与乙醇互溶,加入乙醇能形成均匀的液相,使C2H5Br与硝酸银接触更充分。
(5)硝酸乙酯可以看成是硝酸和乙醇脱水酯化后的产物,则硝酸乙酯的结构简式为。
(6)Fe3+易水解,铵根离子水解生成氢离子,能抑制铁离子的水解,而氯化铁溶液中的氯离子会与银离子反应,因此用铁铵矾配制指示剂溶液。滴定终点时,AgNO3被全部消耗,再滴加KSCN,多余的KSCN与铁离子反应生成Fe(SCN)3,溶液变为红色,故滴定终点现象为滴入最后半滴KSCN标准溶液,溶液变成红色,且半分钟内红色不褪去。
(7)过量AgNO3与KSCN反应消耗KSCN物质的量为0.100mol/L×21.26×10-3L,AgNO3总量为0.200mol/L×20.00×10-3L,则与溴乙烷反应生成的AgBr的物质的量为(0.200×20.00×10-3-0.100×21.26×10-3)mol,即Br的质量为(0.200×20.00×10-3-0.100×21.26×10-3)mol×80g/mol,Br的质量分数为。
4.(1) 恒压分液漏斗 防止与空气中的、反应
(2) 16
(3)
(4) ,将乙醚蒸气抽出,使平衡正向移动 与的沸点相差更大,易于分离
(5) % 偏高
【分析】利用碘甲烷CH3I和乙醚及反应生成,加入将其转化为,与的沸点相差更大,可蒸馏分离,易水解,在空气中易自燃,烧杯中应加入浓硫酸;
【详解】(1)①仪器a的名称是恒压分液漏斗;
②已知易水解,在空气中易自燃,制备时,需在真空中加热的原因是防止与空气中的、反应;
(2)①基态Ga原子的价电子排布式为;
②根据“均摊法”,晶胞中含个As、4个Ga,则晶体密度为;由结构可知,1个Ga可以形成4个共价键,则该晶胞内部存在的共价键数为4×4=16;
(3)三颈烧瓶中碘甲烷CH3I和乙醚及反应生成外,还有和生成,该反应的化学方程式为;
(4)①与反应生成和蒸气存在转化平衡:,用真空泵不断抽出蒸气,减少乙醚蒸气浓度,使平衡正向移动,有利于生成;
②用“配体交换”工艺与反应生成,由表可知与的沸点相差更大,易于分离,能制备纯度更高的;
(5)①NaOH与HCl按物质的量1:1反应,与反应的n(HCl)= ,盐酸与反应方程式为+3HCl=GaCl3+3CH4↑,样品中n[]=n(HCl)= ,样品中m[]=,则的质量分数为;
②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,测定的NaOH溶液体积偏小,则与反应的盐酸物质的量偏多,计算得的质量偏多,则测定结果偏高。
5.(1) 三颈烧瓶
(2) 当白色沉淀消失、溶液中由蓝色变为无色(或溶液蓝色褪去)
(3)乙醇挥发可带走表面的水分防止其被氧化
(4)
【分析】A装置中KMnO4与浓盐酸反应制备Cl2,B装置中Cl2与Cu、NaCl反应得到浓Na2[CuCl3]溶液,然后将Na2[CuCl3]溶液倒入盛有蒸馏水的烧杯中析出CuCl沉淀,C装置用于吸收尾气Cl2,防止污染大气。
【详解】(1)①制取Cl2的反应为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,该反应中Mn元素的化合价由+7价降至+2价,Cl元素的化合价由-1价升至0价,根据得失电子守恒,氧化剂(KMnO4)与还原剂(HCl)物质的量之比为1∶5;
②B中发生反应仪器名称为三颈烧瓶;
③A.Na2SO3溶液具有还原性,能吸收Cl2,发生的反应为:Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl,A符合题意;
B.Cl2难溶于饱和食盐水,不能被饱和食盐水吸收,B不符合题意;
C.浓硫酸不能吸收Cl2,C不符合题意;
D.FeCl2溶液具有还原性,能吸收Cl2,发生的反应为:Cl2+2FeCl2=2FeCl3,D符合题意;
故选AD;
(2)由题给反应①、③可知,反应②为:Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl;由于反应①生成的CuCl2使溶液呈蓝色,而浓的Na2[CuCl3]溶液为无色,故观察到当白色沉淀消失、溶液中由蓝色变为无色(或溶液蓝色褪去)时停止反应;
(3)CuCl是白色固体,不溶于水和乙醇,在潮湿空气中可被迅速氧化,故洗涤时最好用95%的乙醇洗涤滤饼的目的是:乙醇挥发可带走CuCl表面的水分防止其被氧化;
(4)①CuCl具有还原性,FeCl3具有氧化性,两者发生氧化还原反应的离子方程式为:CuCl+Fe3+=Cu2++Cl-+Fe2+;
②滴定时发生的反应为:6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,可得关系式6CuCl~6Fe2+~,则产品中CuCl的质量分数为。
6.(1)坩埚
(2)趁热过滤,能防止CuSO4结晶,减小CuSO4的损失
(3)2Cu2++2NH3•H2O+ = Cu2(OH)2SO4↓+2
(4) 降低溶剂的极性,促使硫酸四氨合铜晶体析出 硫酸四氨合铜晶体受热容易分解
(5)平衡气压,防止堵塞和倒吸
(6)甲基橙
(7)
(8)BD
【分析】硫酸铜溶液加入适量氨水得到浅蓝色沉淀,再继续加入过量氨水变为深蓝色溶液,再加入乙醇得到深蓝色晶体。
【详解】(1)灼烧铜粉应在坩埚中进行,故A仪器的名称为坩埚,故答案为:坩埚。
(2)由于:CuSO4在水中的溶解度随温度的升高而增大,因此趁热过滤,能防止结晶,减小的损失,故答案为:趁热过滤,能防止CuSO4结晶,减小CuSO4的损失。
(3)向所得溶液中加入适量,生成Cu2(OH)2SO4的离子方程式为,故答案为:。
(4)析出硫酸四氨合铜晶体时采用加入95%乙醇溶液的方法,原因是乙醇分子的极性较小,加入乙醇可降低溶剂的极性,导致硫酸四氨合铜晶体在水中的溶解度降低,从而析出晶体;析出硫酸四氨合铜晶体时不能采用浓缩结晶的方法,原因是浓缩需要加热蒸发溶液,而加热会导致硫酸四氨合铜晶体分解,故答案为:降低溶剂的极性,促使硫酸四氨合铜晶体析出;硫酸四氨合铜晶体受热容易分解。
(5)装置1中长玻璃管的作用是平衡气压,防止堵塞和倒吸,故答案为:平衡气压,防止堵塞和倒吸。
(6)由于NaOH标准溶液滴定的是和过剩的HCl的混合溶液,滴入NaOH标准溶液的目的是将其中的过剩的盐酸中和,滴定终点为酸性溶液(因为含有),所以选择甲基橙溶液作指示剂误差更小,故答案为:甲基橙。
(7)与氨气反应的,根据关系式可知,,则样品中氨的质量分数的表达式为,故答案为:。
(8)A.滴定时未用 NaOH 标准溶液润洗滴定管,则相当于稀释了NaOH溶液,V2偏大,氨含量偏低,A项错误;
B.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,则V2偏小,氨含量偏高,B项正确;
C.将样品液中的氨全部蒸出后,未用蒸馏水冲洗导管内壁,则部分氨损失,滴定时消耗 NaOH溶液的体积偏大,即V2偏大,氨含量偏低,C项错误;
D.未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁,则盐酸有损失,导致消耗的NaOH溶液体积偏小,V2偏小,氨含量偏高,D项正确;
答案选BD。
7.(1)或
(2) b 增大气体与溶液的接触面积
(3) 低温可抑制铈离子水解或防止碳酸氢铵分解或降低碳酸铈的溶解度
(4)
(5)浓硝酸
(6)87.7%或0.877
【分析】I.装置A中石灰石和盐酸反应生成二氧化碳,装置C中浓氨水和氧化钙反应生成氨气,制备时,先通氨气再通二氧化碳,溶液与反应制备;
Ⅱ.制备硝酸铈铵的工艺流程中,碳酸铈溶于硝酸变为Ce3+,在过氧化氢氧化和氨水作用下转化为Ce(OH)4,加入硝酸浆化,转化为H2[Ce(NO3)6],然后加入硝酸铵反应,通过过滤、洗涤、烘干转化为目标产品。
【详解】(1)装置C中浓氨水和氧化钙反应生成氨气,化学方程式为:或。
(2)氨气溶解度大,所以先通氨气营造碱性环境,再通二氧化碳,应先打开活塞b。装置B中球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积。
(3)往制得的溶液中逐滴加入溶液,可得固体,反应的离子方程式为,该操作采用冷水浴的原因是:低温可抑制铈离子水解或防止碳酸氢铵分解或降低碳酸铈的溶解度。
(4)碳酸铈溶于硝酸变为Ce3+,在过氧化氢氧化和氨水作用下转化为Ce(OH)4,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:。
(5)硝酸铈铵易溶于水和乙醇,难溶于浓硝酸,洗涤产品的试剂是浓硝酸。
(6)滴定过程中Ce4+被还原为Ce3+,发生反应,故该样品中硝酸铈铵的质量分数=87.7%或0.877。
8.(1) 趁热过滤 冷却结晶
(2) 蒸馏烧瓶 BD 1∶2
(3) 淀粉 加入最后半滴硫代硫酸钠标液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 沉淀S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差
【详解】(1)乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇,趁热过滤可滤去重金属硫化物等杂质,所以溶解回流、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后获得,故答案为:趁热过滤;冷却结晶。
(2)①有支管的烧瓶称为蒸馏烧瓶;装置B吸收SO2尾气,SO2具有酸性氧化物、氧化性、还原性性质。
A.CCl4为有机溶剂,SO2为无机物质,CCl4不能吸收SO2,故A错误;
B.Ba(OH)2溶液能用于吸收SO2,,故B正确;
C.NaHSO3不能与SO2反应,无法吸收SO2,故C错误;
D.SO2能与酸性KMnO4反生氧化还原反应,故D正确;
故答案为:蒸馏烧瓶;BD;
②实验中通入的 SO2过量至溶液pH<7,否则产率会降低,原因是硫代硫酸根离子在酸性溶液中会发生歧化反应,离子方程式为:;反应的方程式为:,所以论上Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为1∶2,故答案为:;1∶2。
(3)①步骤1中待测液中含有标准碘溶液,滴定时使用的指示剂是淀粉;滴定终点现象:加入最后半滴硫代硫酸钠标液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;故答案为:淀粉;加入最后半滴硫代硫酸钠标液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;
②步骤2中加入CdCO3的作用是沉淀 S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差,故答案为:沉淀S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差;
③碘液与S2-发生反应: ①;2+ I2=+ 2I- ②;步骤2中将滤液合并后等分为两份,一份用碘标液滴定,两反应消耗的碘标准液体积为V2 mL;另一份加入过量甲醛溶液后,再用碘标液滴定,消耗碘标液的体积是V3 mL,即消耗的碘液为V3 mL,由此可得消耗碘液体积为(V2- V3) mL,待测液中和的物质的量浓度之比是:,故答案为:。
9.(1)
(2)
(3) 将硬质玻璃管中释放出的氧气全部赶入A中,使氧气完全被吸收 增大反应物的接触面积,使氧气充分被吸收
(4) 淀粉 当最后半滴溶液滴入后,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色 5.6
【分析】加热样品后,其吸收的氧气完全释放,为准确测定其载氧量,需要将硬质玻璃管中释放出的氧气全部赶入A中,使氧气完全被吸收。根据实验原理与滴定反应有关方程式中的计量关系,利用滴定实验中消耗Na2S2O3的物质的量可计算出取出的溶液中吸收的氧气体积(标准状况),由此计算(250+50)mL原混合溶液中吸收的氧气总体积(标准状况),最后计算该样品中的载氧量。
【详解】(1)根据双水杨醛缩乙二胺合钴(Ⅱ)的结构简式可知其配原子是N、O。Co是第27号元素,基态核外电子排布式为。
(2)用金属钴、醋酸和溶液混合合成乙酸钴的反应化学方程式为: 。
(3)加热样品后,其吸收的氧气完全释放,为准确测定其载氧量,需要将硬质玻璃管中释放出的氧气全部赶入A中,使氧气完全被吸收。多孔球泡可使通出的氧气气泡更细小,能增大反应物的接触面积,使氧气充分被吸收。
(4)根据碘能使淀粉溶液变蓝色的性质,该滴定实验中可选用淀粉作指示剂。判断达到滴定终点的现象是:当最后半滴溶液滴入后,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色。
设从三颈烧瓶中取出的混合溶液吸收的氧气在标准状况下体积为,根据实验原理与滴定反应有关方程式中的计量关系,可得:
则三颈烧瓶中的混合溶液共吸收的氧气在标准状况下体积共为,故该样品中的载氧量 (标准状况) 为。
10.(1)饱和碳酸氢钠溶液
(2)降低溶液中c(OH-),防止生成Fe(OH)2
(3)Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O
(4)不合理,CO2会与溶液中的FeCO3沉淀反应生成Fe(HCO3)2
(5)6[Fe(SCN)6]4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-
(6)Fe2+与SCN-形成易溶于水的配合物的能力强,会促进FeCO3的溶解(或FeCO3固体在KSCN溶液中的溶解度比在KCl溶液中的大)
(7)乳酸根中的羟基也被酸性KMnO4氧化,也消耗了KMnO4
【分析】由实验装置图可知,装置A中碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中挥发出的氯化氢,装置C中通入的二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶液与滴入的硫酸亚铁溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、二氧化碳和水。
【详解】(1)由分析可知,装置B中盛有的饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中挥发出的氯化氢,则试剂a是饱和碳酸氢钠溶液,故答案为:饱和碳酸氢钠溶液;
(2)碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠,为防止滴入的硫酸亚铁溶液与碳酸钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀,实验时应通入二氧化碳与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,降低溶液的碱性,故答案为:降低溶液中c(OH—),防止生成Fe(OH)2;
(3)由分析可知,pH为7时滴加一定量硫酸亚铁溶液产生白色沉淀的反应为碳酸氢钠溶液与滴入的硫酸亚铁溶液反应生成碳酸亚铁沉淀、二氧化碳和水,反应的离子方程式为Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Fe2++2HCO=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)碳酸是二元弱酸,碳酸溶液能与碳酸的正盐反应生成碳酸氢盐,在装置C中出现白色沉淀之后继续通二氧化碳,可能会使溶液中的碳酸亚铁沉淀转化为可溶的碳酸氢亚铁,所以同学甲的操作不合理,故答案为:不合理,CO2会与溶液中的FeCO3沉淀反应生成Fe(HCO3)2;
(5)由实验ⅱ的实验现象可知,步骤②发生的反应为碳酸亚铁与硫氰化钾溶液反应生成的[Fe(SCN)6]4-离子与过氧化氢溶液反应生成[Fe(SCN)6]3-离子、氢氧化铁沉淀和硫氰酸根离子,反应的离子方程式为6[Fe(SCN)6]4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-,故答案为:6[Fe(SCN)6]4-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-;
(6)对比实验ii和实验iii可知,碳酸亚铁沉淀能溶于硫氰化钾溶液,不能溶于氯化钾溶液,说明碳酸亚铁在硫氰化钾溶液中的溶解度大于在氯化钾溶液中的溶解度,原因是亚铁离子易与硫氰酸根离子形成易溶于水的配合物,促进碳酸亚铁的溶解,故答案为:Fe2+与SCN-形成易溶于水的配合物的能力强,会促进FeCO3的溶解或FeCO3固体在KSCN溶液中的溶解度比在KCl溶液中的大;
(7)由结构简式可知,乳酸根分子中含有的羟基也能与酸性高锰酸钾溶液反应,使得消耗酸性高锰酸钾溶液的体积偏大,导致乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,故答案为:乳酸根中的羟基也被酸性KMnO4氧化,也消耗了KMnO4。
11.(1)10mL量筒(或量筒)、玻璃棒
(2)减小反应速率
(3)(CH3CO)2O+H2SO4(浓)→CH3COOSO3H+CH3COOH
(4) 水浴 a
(5)取最后一次洗出液少量于试管中,滴加 BaCl2 溶液,观察是否有白色沉淀产生,若没有沉淀说明洗涤干净
(6)24.8%
(7)偏低
【分析】以二氯乙烷作溶剂、10℃以下,乙酸酐与浓硫酸反应制取乙酰基磺酸溶液;往聚苯乙烯与适量二氯乙烷的混合溶液中缓慢滴加乙酰基磺酸溶液,65℃条件下反应得浅棕色液体,将得到的浅棕色液体滴入沸水中即得到磺化聚苯乙烯颗粒,经过滤、洗涤、干燥即得产品。
【详解】(1)实验过程中量取7.6 mL 乙酸酐需要10mL量筒,边搅拌边分批加入2.7 mL浓硫酸,搅拌需要的仪器为玻璃棒,所以还需要的仪器为10mL量筒和玻璃棒;
(2)控制溶液温度在10℃以下的目的是减小反应速率;
(3)乙酸酐与浓硫酸按物质的量之比1:1反应生成乙酰基磺酸和醋酸,其反应的化学方程式为(CH3CO)2O+H2SO4(浓)→CH3COOSO3H+CH3COOH;
(4)控制反应温度为65℃,低于100℃,为使反应物受热均匀,应采用水浴加热的方式进行加热;为提高冷凝效果,冷却水应从a口通入;
(5)产品是否洗涤干净,可通过检测洗涤液中是否存在 来判断,检测的方法是:取最后一次洗出液少量于试管中,滴加 BaCl2 溶液,观察是否有白色沉淀产生,若没有沉淀,说明洗涤干净;
(6)据题中信息:可知,0.500g干燥的磺化聚苯乙烯样品中,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的物质的量为0.1000mol/L×10.00mL=10-3mol,磺化聚苯乙烯中含磺酸基链节的质量为184g/mol×10-3mol=0.184g,聚苯乙烯链节的质量为0.500g-0.184g=0.316g,则聚苯乙烯链节的物质的量为,所以该样品的磺化度为;
(7)若样品未充分干燥,则样品中不能消耗标准液的物质的比例增大,将导致测得的磺化度偏低。
12.(1) 蒸馏烧瓶 BD
(2) 1:2
(3)D
(4) 16 a
【分析】A为SO2的发生装置,将SO2经过三通阀通入装置C中的混合溶液中,与碳酸钠和硫化钠反应生成Na2S2O3溶液,混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到Na2S2O3⋅ 5H2O产品,装置B、D吸收SO2,据此回答。
【详解】(1)①装置A中装Na2SO3的仪器名称为蒸馏烧瓶;
②根据分析可知,装置B吸收SO2,酸性高锰酸钾和NaOH溶液都可以与SO2反应,故选BD;
(2)实验中通入的 SO2不能过量,否则产率会降低,原因是硫代硫酸根离子在酸性溶液中会发生歧化反应,离子方程式为:;反应的方程式为:,所以理论上Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为1:2;
(3)当数据采集处pH接近7 ~ 8时,Na2CO3与Na2S已经完全反应为产物,此时反应应该停止,将多余的SO2进行尾气处理,需要调节三通阀的方向使SO2进入B装置,故选D;
(4)①Na2S2O3溶液溶解AgBr生成Na3[Ag(S2O3)2]的离子方程式:;
②根据K稳= 3.2×1013,=K稳K sp ( AgBr )=3.2×10135.0 ×10−13=16;
③中的中心S原子无孤电子对,不做配位原子,端基S原子含有孤电子对,可做配位原子,故选a。
13.(1)
(2)尾气出口未加干燥装置
(3) 为离子晶体,阴离子半径大,阴阳离子电荷低,离子键较弱 反应生成低熔点的液态,增大反应物接触面积,防止升华
(4)调控为,并生成使V(Ⅴ)转化为沉淀
(5)
(6)
【分析】将粗品转化为(实验装置如图,夹持及加热装置省略),反应原理为,操作步骤为:反应前,称取粗品,通入,加热至160℃并恒温反应,关闭加热装置,待装置冷却至室温,停止通入,是黄色液体且极易水解,因此尾气出口应添加干燥装置。
【详解】(1)操作步骤为:反应前,称取粗品,通入,加热至160℃并恒温反应,关闭加热装置,待装置冷却至室温,停止通入,因此,操作顺序为a→;
(2)是黄色液体且极易水解,因此尾气出口应添加干燥装置;
(3)①实验1中白色固体最可能为AlCl3,AlCl3加热后升华,进入装置C;
②与V2O5反应,生成、、NaCl,化学方程式为:;
③为离子晶体,阴离子半径大,阴阳离子电荷低,离子键较弱,熔点较低;
④反应生成低熔点的液态,增大反应物接触面积,防止升华,因此添加NaCl固体可加快化学反应速率并提高AlCl3利用率;
(4)滴加氨水可调控为,使得V(Ⅴ)以的形式存在,并提供,使V(Ⅴ)转化为沉淀;
(5)检验是否洗涤干净,实质是检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,可用来检验Cl-;
(6)涉及到的反应有:、可得关系式,滴定的离子方程式为:,参加滴定的Fe2+的物质的量为0.2000mol/L×0.0207mL×5=0.0207mol,与反应得Fe2+的物质的量为:0.5000mol/L×0.05L-0.0207mol=0.0043mol,根据关系式可得,,原料中V2O5物质的量为,提钒率。
14.(1)
(2) 关闭、 导管口有气泡冒出,装置冷却后导管形成一段水柱
(3) 三颈烧瓶 防倒吸
(4)
(5)减压蒸发浓缩,冷却结晶
(6) 还原性 取少量产品配成溶液,滴入酸性溶液,溶液褪色,说明硫脲具有还原性
【分析】A装置中FeS与稀硫酸反应生成H2S气体,气体通入到三颈烧瓶中加入石灰氮()溶液反应生成生成和石灰乳,C的作用是作安全瓶,防倒吸,D的作用是吸收多余的尾气。
【详解】(1)A装置中FeS与稀硫酸反应生成H2S气体,离子方程式为:;
(2)检查装置气密性的步骤为:①关闭、,在装置D中加水至浸没导管末端;②微热装置A,当观察到装置D处导管口有气泡冒出,装置冷却后导管形成一段水柱说明装置气密性良好;
(3)M为三颈烧瓶,由分析可知,装置C的作用是防倒吸;
(4)三颈烧瓶中加入石灰氮()溶液与H2S反应生成生成和石灰乳,化学方程式为:;
(5)根据题干信息,硫脲[]是一种白色晶体,熔点,易溶于水,受热时部分发生反应而生成,故为了防止产物分解,将滤液进行减压蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,干燥即得产物;
(6)
①根据价键规则,结构式为,S的非金属性比C强,故S为-2价;
②中S为-2价,N为-3价,均为最低价态,推测具有还原性,根据提供的试剂,检验其有还原性的实验方法为:取少量产品配成溶液,滴入酸性溶液,溶液褪色,说明硫脲具有还原性。
15.(1) 恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) 平衡气压、(安全瓶)防倒吸或其他合理答案
(2)
(或)
(3)CuCl水解生成CuOH,CuOH分解为Cu2O
(4)浓盐酸(或盐酸)
(5)乙醇挥发带走水分,防止CuCl潮湿而被空气中的氧气氧化。
(6) 89.6%(89.55%或90%) 偏低
【分析】在装置A中70%的浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应产生SO2气体,经装置B的缓冲作用进入装置C中,在装置C中CuCl2、NaCl发生反应产生[CuCl4]2-,SO2通入后与[CuCl4]2-发生氧化还原反应产生[CuCl3]2-、、H+,然后关闭K1、K2;通过注射器向三颈烧瓶中加入水,对溶液稀释,可以使平衡逆向移动,[CuCl3]2-反应生成CuCl白色沉淀,CuCl水解产生CuOH,然后CuOH分解变为棕红色Cu2O。根据元素守恒计算样品中CuCl的含量,结合溶度积常数及沉淀转化关系分析实验误差。
【详解】(1)根据装置图示可知:仪器a的名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗);
装置B有一个与外界大气相通的导气管,其作用为平衡气压,作安全瓶,可以防倒吸现象的发生。
(2)根据题意,在三颈烧瓶中溶液由黄绿色变为无色,说明[CuCl4]2-与SO2在溶液中发生氧化还原反应产生了[CuCl3]2-,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式为:
(或写为:)。
(3)根据题目已知信息,白色物质为CuCl,棕红色物质为Cu2O,步骤Ⅳ中,沉淀由白色转化为棕红色,是白色CuCl水解生成黄色CuOH,CuOH不稳定,又分解转化为棕红色Cu2O。
(4)根据分析,要得到CuCl,要防止其水解,所以在步骤Ⅰ中,还要通过注射器往三颈烧瓶中加入一定量浓盐酸(盐酸)。
(5)产品先快速水洗可以除去其中含有的大量Cl-,然后再醇洗。由于乙醇易挥发,水洗后再醇洗,目的为乙醇挥发带走水分,防止CuCl潮湿而被空气中的氧气氧化。
(6)根据Cl元素守恒,CuCl反应后产生会产生Cl-,Cl-与Ag+反应转化为AgCl沉淀,根据Cl-+Ag+=AgCl↓、SCN-+Ag+=AgSCN↓,n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),设定容后25.00 mL溶液中Cl-的物质的量为x mol,则0.02 L×0.5000 mol/L=0.1000 mol/L×0.01 L +x,x=0.009mol,则产品的纯度为×100%=89.55%。根据已知信息:,可知:AgSCN的溶解度小于AgCl,用0.1000 mol/L NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液时,若未用少量硝基苯覆盖沉淀AgCl,会有一部分AgCl溶解转化为AgSCN,致使根据Cl-计算的CuCl的物质的量减小,因而导致测定样品中CuCl含量偏低。
16.(1)球形干燥管
(2) N-甲基咪唑与水分子间能形成氢键 生成的[Bmim]Br和反应物不互溶,搅拌下形成乳浊液
(3)乙酸乙酯
(4)取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加溶液不出现浅黄色沉淀
(5)96.00%
(6)为离子晶体,为分子晶体
(7)
【分析】
一种离子液体(相对分子质量284)的制备方法如下:,在如图所示的三颈烧瓶中加入N-甲基咪唑,在保护下缓慢滴加等物质的量的正溴丁烷,保持70℃回流30小时,得到液态粗品。用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏,得到纯品。将溶于水,加入烧瓶中,缓慢滴加含等物质的量的溶液,室温下搅拌10小时,静置后分液。所得产物减压蒸馏,用水洗涤,干燥,得到产品。
【详解】(1)仪器的名称为球形干燥管。
(2)-甲基咪唑与正溴丁烷或水混合均可得到澄清溶液,-甲基咪唑与水互溶的原因是:N-甲基咪唑与水分子间能形成氢键。步骤①中观察到液体由澄清变浑浊再变澄清,变浑浊的原因是:生成的[Bmim]Br和反应物不互溶,搅拌下形成乳浊液。
(3)步骤②中用乙酸乙酯洗涤粗品3次,减压蒸馏的目的是:除去乙酸乙酯。
(4)步骤③中和 反应生成,有HBr生成,用水洗涤的目的是除去过量的和HBr,检验产物已洗涤干净只需要检验洗涤液中的Br-即可,方法为:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加溶液不出现浅黄色沉淀。
(5)N-甲基咪唑的物质的量为,理论上生成0.25mol,则的产率为=96.00%。
(6)比沸点高的原因是:为离子晶体,为分子晶体。
(7)光照射时发生电极反应:,导电玻璃上发生电极反应:+2e-=3I-,结合两个电极方程式可知,电池工作时总方程式为:,则该太阳能电池中染料再生的离子方程式为。
17.(1)球形干燥管
(2)硫脲为极性分子,水也为极性分子,依据相似相溶原理,硫脲易溶于水,且硫脲分子可与水分子间形成氢键
(3)增大气体与液体的接触面积,提高吸收效率
(4)分层现象消失
(5)c
(6)
(7) Au+2S=C(NH2)2+Fe3+ = [Au(S=C(NH2)2)++Fe2+
【分析】合成硫脲的原理为。装置A中,NH4Cl与Ca(OH)2在加热条件下反应制取NH3;将NH3通入B装置中,与CS2发生反应,生成易溶于水的(H2N)2C=S和NH4HS,反应完成后用萃取剂萃取出(H2N)2C=S,再加以分离,未反应的NH3用稀硫酸吸收。
【详解】(1)仪器a的名称为球形干燥管。
(2)
硫脲的结构简式为,从结构角度分析,可溶于水的原因是:硫脲为极性分子,水也为极性分子,依据相似相溶原理,硫脲易溶于水,且硫脲分子可与水分子间形成氢键。
(3)多孔球泡能使气体与水的接触面积增大,则作用是:增大气体与液体的接触面积,提高吸收效率。
(4)反应前,B中液体分层,通入NH3后,NH3与CS2反应生成的产物(H2N)2C=S和NH4HS都易溶于水,则B中反应完全的标志是:分层现象消失。
(5)苯、四氯化碳易挥发,且会对大气造成污染,乙醇与水互溶,而乙酸乙酯无毒、挥发性小,且硫脲易溶于乙酸乙酯,则分离提纯的方法为萃取,应选用的绿色萃取剂为乙酸乙酯,故选c。
(6)由反应方程式可建立关系式:3(H2N)2C=S——7,n()=c mol∙L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,则样品中硫脲的纯度为=。
(7)
在酸性溶液中,硫脲在Fe3+存在下能溶解金形成,反应的离子方程式为Au+2S=C(NH2)2+Fe3+ = [Au(S=C(NH2)2)++Fe2+。溶解金的过程伴随着溶液变红的现象,原因可能为硫脲发生异构化,则生成。
【点睛】分离沸点相差较大的液体混合物,常用蒸馏法。
18.(1)关闭
(2)饱和食盐水
(3) 稀释,防止发生爆炸 尽量将装置中残留的氯气赶入戊中,避免污染空气
(4) V形 不能
(5)控制温度在20℃~25℃
(6)2+3Cl2O2+3H2O
(7) 淀粉溶液 当滴入最后半滴标准液时,由浅蓝色变无色,且在半分钟内不恢复 71%
【分析】装置甲中由浓盐酸和高锰酸钾制备氯气,除去其中的氯化氢后,和碳酸钠反应制备,在装置丁中和氰尿酸反应生成最终产品,最后注意尾气处理,以此解题。
【详解】(1)该装置有恒压管,则应该关闭玻璃塞a;
(2)由分析可知,装置乙可以除去氯气中的氯化氢,则乙中盛放的试剂为:饱和食盐水;
(3)根据题给信息可知,在温度较高时易分解,浓度较高时易爆炸,另外该反应使用了氯气,氯气有毒,则通入空气(不参与反应)的目的为:稀释,防止发生爆炸;拆卸实验装置前还需再通入空气的目的为:尽量将装置中残留的氯气赶入戊中,避免污染空气;
(4)中心原子O的价层电子对数为4,其中有2对故电子对,则其空间构型为V形;根据相似相溶原则,为弱极性分子可以在四氯化碳中溶解一小部分,则不能用除去中的;
(5)该反应需要在20~25℃发生反应,可以水浴加热,则丁中c装置的作用为控制温度在20℃~25℃;
(6)
根据题意可知,与氰尿酸()反应生成产物,方程式为:2+3Cl2O→2+3H2O;
(7)①根据信息可知三氯异氰尿酸可以和水反应生成次氯酸,次氯酸可以和碘化钾反应生成单质碘,再用滴定其中的碘,则滴定时加入的最佳指示剂是淀粉溶液;滴定终点的现象为当滴入最后半滴标准液时,由浅蓝色变无色,且在半分钟内不恢复;
②根据得失电子守恒可知,关系式为:~3HClO~3I2~6,则n()=,样品有效氯为。
19.(1) 或 ()
(2) 吸收未反应的,防止污染空气 滴入最后半滴碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色 偏大 属于非极性分子,而属于极性分子 溶解 过滤
【分析】装置B中70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫,C干燥二氧化硫,可选用P2O5或CaCl2,D中用向上排空气法收集二氧化硫,F中吸收二氧化硫,防止污染空气故装置的连接顺序为:BCDF(或BCDCF)。
【详解】(1)根据分析,C中试剂为:P2O5或CaCl2;②按气流方向,各装置接口连接顺序为();
(2)混气装置将气体混合完成后,在管式电阻炉中反应,G中收集硫磺,H吸收未反应完的SO2,H吸收未反应完的CO。
①管式电阻炉中发生还原回收硫磺的反应,化学方程式为:;
②装置I的作用是:吸收未反应的,防止污染空气;
③实验开始时先用氮气将装置中的空气排干净,再按一定比例通入混合气体,加热管式炉进行反应,停止通气后再通一段时间氮气,将装置中未反应完的气体除去,最后测定H中相关物质的量,故操作顺序为:;
④滴定终点的现象为:滴入最后半滴碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色;滴定时发生的反应为:,故关系式:, 转化率为;若将装置、互换顺序,亚硫酸根被空气中氧气氧化,消耗的碘单质的物质的量偏少,故重复实验,测定结果将偏大;
⑤属于非极性分子,而属于极性分子,故二硫化碳难溶于水;硫磺溶于而碳难溶于,故先溶解后再过滤,滤液蒸馏得到硫磺。
20.(1)小于
(2)CaCN2+H2O+CO2= CaCO3↓+NC-NH2
(3)OH-为二聚反应的催化剂,故弱碱性有利于发生聚合反应
(4)真空蒸发浓缩可以降低溶液沸点、加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解等副反应
(5) 直形冷凝管 止水夹k3处可能漏气,导致测定的N元素质量分数偏低,故d中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出 保温减少热量损失,有利于铵根转化为氨气逸出
【分析】分析所给流程图可知,CaCN2与水反应生成Ca(OH)2和NC-NH2,通入CO2,使Ca(OH)2转化成CaCO3(滤渣)除去,NC-NH2在80 ℃、弱碱性条件下反应生成双氰胺,再经过蒸发浓缩、冷却结晶得到双氰胺晶体。
【详解】(1)由于氨基氰所含氨基氮上的p电子与氰基上的π键发生p-π共轭,使得该氨基氮上的电子云被分散,从而使得氨基氰结合质子的能力下降,即碱性减弱,而氨分子的氮原子上的电子云未被分散,结合质子的能力强于氨基氰,氰氨的碱性小于氨的碱性;
故答案为:
小于;
(2)步骤Ⅰ中CaCN2与水反应生成Ca(OH)2和NC-NH2,通入CO2,使Ca(OH)2转化成CaCO3,化学方程式为:CaCN2+H2O+CO2=CaCO3+NC-NH2
故答案为:
CaCN2+H2O+CO2=CaCO3↓+NC-NH2
(3)根据氰胺二聚反应机理可知,OH-为二聚反应的催化剂,故弱碱性有利于发生聚合反应;
故答案为:
OH-为二聚反应的催化剂,故弱碱性有利于发生聚合反应
(4)真空蒸发浓缩可以降低溶液沸点、加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解等副反应;
故答案为:
真空蒸发浓缩可以降低溶液沸点、加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解等副反应
(5)①f的名称是直形冷凝管;
②止水夹k3处可能漏气,导致测定的N元素质量分数偏低,故d中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出;
③采用中空双层玻璃瓶的作用是保温减少热量损失,有利于铵根转化为氨气逸出;
④在整个实验过程中由氮原子守恒可得:n(N)=n(NH3)=n(HCl)= mol,则w(N)= ×100%=%;
故答案为:
①直形冷凝管
②止水夹k3处可能漏气,导致测定的N元素质量分数偏低,故d中保留少量水起液封作用,防止氨气逸出
③保温减少热量损失,有利于铵根转化为氨气逸出
④
21.(1) 利于加快反应速率和生成二氧化硫气体的逸出 适当增加重铬酸钾的浓度、使二氧化硫通过球泡进入溶液
(2) 液面距离刻度线1~2cm 滴入1-2滴二苯胺磺酸钠 D 偏小
【分析】70%的和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,气体进入B中还原酸性重铬酸钾溶液制得,尾气有毒,使用碱液吸收;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【详解】(1)①选用质量分数为70%的而不用稀硫酸的原因是利于加快反应速率和生成二氧化硫气体的逸出,生成二氧化硫能溶于水,用稀硫酸不利于二氧化硫逸出。
②装置B中为了使尽可能吸收完全,除了控制适当搅拌速率外,还可以采取的一项措施是:适当增加重铬酸钾的浓度、使二氧化硫通过球泡进入溶液等;
③气体进入B中还原酸性重铬酸钾溶液制得,反应中硫化合价由+4变为+6、铬化合价由+6变为+3,结合电子守恒可知,反应为:;
(2)①容量瓶配制溶液的操作步骤中定容操作为:加蒸馏水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,最后定容颠倒摇匀。利用溶液并采用滴定法(用二苯胺磺酸钠作指示剂)测定含有少量杂质(不参与反应)的中的n值,则移取溶液25.00mL于锥形瓶中,滴入1-2滴二苯胺磺酸钠作指示剂,然后进行滴定操作;
②实验Ⅰ接近滴定终点时,酸性重铬酸钾溶液需要使用酸式滴定管,加入半滴的操作是:将滴定管的旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出,并用洗瓶以纯水冲下;故选D;
③滴定过程中铁化合价由+2变为+3,铬化合价由+6变为+3,由电子守恒可知,,则a g试样中为,a g试样中结晶水为,则,n=;若盛放标准液的滴定管未润洗,导致V值偏大,使得测定的n值偏小。
22.(1)EDC
(2) 长颈漏斗 防止冷凝为固体后发生堵塞(写出“防堵塞”得分)
(3)
(4)THF易挥发,易燃,遇明火可能发生爆炸
(5)3
(6)
(7)AC
(8)60.1%或60.0%
【分析】I.制备无水的过程为:利用A装置产生N2,通入浓硫酸中进行干燥,继续通入F中,在热水浴的作用下将气态CCl4带出,进入E中制备,反应在高温下进行,以气态生成,在D中进行冷凝收集,再通入浓硫酸,防止右边的水蒸气进入D中,最后用B装置吸收产生的气体;
II.根据装置图分析,首先在圆底烧瓶中加入无水四氢呋喃,在纸质反应管加入无水CrCl3和锌粉,开始加热四氢呋喃蒸气通过联接管进入提取管在冷凝管中冷凝回流到纸质反应管中进行反应,从而生成产物;
【详解】(1)实验装置合理的连接顺序为A→G→F→E→D→C→B;
(2)装置乙名称:长颈漏斗;装置D中粗导管的作用:防止冷凝为固体后发生堵塞;
(3)尾气处理时发生反应的离子方程式:;
(4)该反应不能使用明火加热的原因:THF易挥发,易燃,遇明火可能发生爆炸;
(5)产品沿索氏提取器的管3流回双颈烧瓶;
(6)加入Zn粉发生反应的化学方程式为:;
(7)A.金属钠与水反应,与THF不反应,可用于除去THF中的水;
B.浓硫酸具有脱水性和腐蚀性,不选用浓硫酸除水;
C.孔径大小与水分子大小接近的分子筛可与除水,可除去THF中的水;
故选AC;
(8)物质的量为0.01mol,根据铬元素守恒,理论可生成0.02mol,即7.49g,其产率:。
23.(1)恒压滴液漏斗
(2)温度过高会导致挥发;温度过低会降低反应速率
(3)B
(4) 或 蓝色恰好消失且30s内不再变蓝
(5)pH过高,水解造成结果偏低;pH过低,易被空气氧化为造成结果偏高
(6)加入KSCN,使CuI转化为CuSCN,释放被吸附的,使充分反应
(7) 1
【详解】(1)根据仪器X结构特点可知为恒压滴液漏斗;
(2)温度过高会导致挥发;温度过低会降低反应速率,所以应控制水浴温度为35℃;
(3)根据席夫碱L结构可知其在无水乙醇中的溶解度较大,洗涤后过滤可将滤出,从而实现分离;
(4)与释放出的,离子方程式:或;滴定终点的现象:蓝色恰好消失且30s内不再变蓝;
(5)pH过高,水解造成结果偏低;pH过低,易被空气氧化为造成结果偏高,所以应调节pH至3~4;
(6)根据,可知,加入KSCN溶液可使CuI转化为CuSCN,释放被吸附的,使充分反应;
(7)
根据离子反应:和,得关系:,则,解得:,其结构:。
24.(1)11.5
(2)打开分液漏斗上口的玻璃塞(或将玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔重合),旋转分液漏斗的活塞
(3) 蒸馏烧瓶 安全瓶,防倒吸
(4) AB
(5) 降低K2PtCl4的溶解度,促使其析出 73.2%
(6)N>O>C
(7)两种物质中N都为sp3杂化,奥铂中N没有孤电子对,2-环已二胺中N有孤电子对,对成键电子对的斥力较大,使H-N-H的键角变小
(8)两者都属于分子晶体且互为同系物,的相对分子质量大于,分子间作用力更强
【分析】用浓硫酸与Na2SO3制备SO2,C为安全瓶,防倒吸,D制备K2PtCl4,E为SO2的尾气处理装置,据此回答。
【详解】(1)根据11.5mol/L;
(2)为使分液漏斗中的浓硫酸顺利滴下,需进行的操作为:打开分液漏斗上口的玻璃塞(或将玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔重合),旋转分液漏斗的活塞;
(3)①仪器B的名称为蒸馏烧瓶;
②安全瓶,防倒吸;
(4)①加热条件下,SO2还原K2PtCl6可得K2PtCl4,方程式为:;
②E为SO2的尾气处理装置,选氨水或者氢氧化钠溶液均可,不选澄清石灰水,因为浓度低,吸收不完全,故选AB。
(5)①根据表格信息可知,K2PtCl4溶于水,不溶于乙醇,加入无水乙醇的目的是:降低K2PtCl4的溶解度,促使其析出;
②10.00g氯铂酸钾(K2PtCl6)物质的量为mol,根据方程式可知,生成的K2PtCl4物质的量为mol,K2PtCl4的产率为=73.2%;
(6)第二周期非金属元素从左往右第一电离能逐渐增大,氮的2p能级半满,能量低,比同周期相邻元素第一电离能大,则由大到小的顺序为N>O>C;
(7)两种物质中N都为sp3杂化,奥铂中N没有孤电子对,2-环已二胺中N有孤电子对,对成键电子对的斥力较大,使H-N-H的键角变小,所以奥铂中H-N-H的键角大于1,2-环已二胺中H-N-H的键角;
(8)
两者都属于分子晶体且互为同系物,的相对分子质量大于,分子间作用力更强,所以1,2-环己二胺的沸点(190℃)高于1,2-环戊二胺。
25.(1) c BD
(2)排尽装置内的空气,防止后续实验中生成的被氧化;防止反应物甲酸钠被氧化
(3)(或或)
(4) 乙醇 重结晶
(5)
(6)
(7)C
【分析】实验室中利用浓硫酸和亚硫酸钠反应制备;在空气中能被氧化,故应先向装置中通入一段时间,排除装置内氧气,防止生成的被氧化,并且的通入可防止反应物甲酸钠被氧化;将通入装置d中,二氧化硫、甲酸钠、氢氧化钠反应生成,化学方程式为(或或);反应结束后停止加热,冷却至50℃,拆卸装置,将d中的混合物进行过滤、洗涤,得到粗产品;
产品纯度的测定:取m g样品配置成溶液配成250mL待测液,量取25.00mL待测液于锥形瓶中,用标准溶液进行滴定,转化为,转化为,根据得失电子守恒得到比例关系:,~2,达到滴定终点时消耗标准溶液VmL,则固体中的物质的量为=,则产品中的质量分数为=。
【详解】(1)实验室中利用浓硫酸和亚硫酸钠反应制备,则应选择装置c,并且98%浓硫酸中硫酸主要以分子形式存在,电离出的H+的含量较低,不利于反应进行,应选用70%浓硫酸和亚硫酸钠反应,答案选BD;
(2)在空气中能被氧化,故应先向装置中通入一段时间,排除装置内氧气,防止生成的被氧化,并且的通入可防止反应物甲酸钠被氧化;
(3)由分析可知,反应的化学方程式为(或或);
(4)连二亚硫酸钠易溶于水,难溶于乙醇,故洗涤时,洗涤剂为乙醇;通过重结晶可进一步提纯;
(5)用标准溶液进行滴定,转化为,转化为,离子方程式为;
(6)由分析可知,产品中的质量分数为;
(7)A.盛放待测液的锥形瓶内残留少量蒸馏水,对实验结果无影响,A项不选;
B.未用标准液润洗酸式滴定管,消耗标准液体积偏大,导致测定结果偏大,B项不选;
C.滴定终点时俯视读数,消耗标准液体积偏小,导致测定结果偏小,C项选;
答案选C。
26.(1)圆底烧瓶
(2)
(3)d e c b d e
(4)控制A中滴加浓硫酸的速率
(5)浓硝酸易挥发,易分解
(6) 当最后半滴Na2C2O4标准溶液滴入时,溶液褪色且半分钟内不恢复原色 81.28
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O制取SO2,制取的SO2通入到B装置中,HNO3与SO2在浓H2SO4作用下在冰水浴中反应制得NOSO4H,由于亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解,且装置A中制得的SO2属于大气污染物,不能直接排放到大气中,则装置C中的无水氯化钙的作用是防止空气中的水蒸气进入装置B中,装置D中的氢氧化钠溶液吸收SO2及挥发的硝酸,据此分析解答;
【详解】(1)由图可知,M仪器为蒸馏烧瓶;
(2)用Na2SO3和70%H2SO4在装置A中制取SO2气体时,发生反应的化学方程式为;
(3)在装置A中制取SO2气体,在装置C中干燥SO2,然后使SO2气体由c通入B装置中,在装置B中发生反应制取NOSO4H,为防止NOSO4H水解变质,再连接C装置,挥发的硝酸蒸气及未反应的SO2气体用D装置的NaOH溶液进行吸收,故按气流从左到右的顺序,上述仪器接口的连接顺序为:a→de→cb→de→f,故答案为d e c b d e;
(4)为了控制通入B中的SO2的速率,可通过调节A中滴加浓硫酸的速率;
(5)从反应的方程式看:参加反应的硝酸和生成的NOSO4H比例为1:1,消耗的硝酸多,可能是有一部分挥发和分解了,故答案为:硝酸易挥发、易分解;
(6)①在氧化还原滴定操作中,高锰酸钾自身为紫红色,发生氧化还原反应时紫色褪去,自身可做滴定操作的指示剂,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟内不变色,说明反应达到终点;
②一部分KMnO4标准溶液和NOSO4H反应,剩余的KMnO4标准溶液用Na2C2O4反滴定,KMnO4和Na2C2O4,KMnO4中Mn元素化合价从+7降低到+2,降低5,作氧化剂,Na2C2O4中C元素化合价从+3升高到+4升高了1,2个C升高了2,作还原剂,根据得失电子守恒,氧化剂和还原剂的物质的量之比=2:5,所以解得:和Na2C2O4反应的KMnO4的物质的量n1=3.6×10-3mol,KMnO4总的物质的量=50.00×10-3L×0.2000mol·L-1=1×10-2mol,所以和NOSO4H反应的KMnO4的物质的量=1×10-2mol-3.6×10-3mol=6.4×10-3mol,高锰酸钾与亚硝酰硫酸反应为2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4,所以,解得NOSO4H的质量m=2.032g,所以样品中NOSO4H的纯度=%,故答案为81.28。
27.(1)坩埚
(2)热碱溶液浸泡,水洗
(3)
(4) 氨水 沉淀恰好消失 水浴加热 硝酸
(5) b Cu+能被氧化 6.25
【分析】树叶不是导体,不可直接做为电极进行电解实现电镀,故先对树叶进行活化后,再进行电镀。
【详解】(1)固体灼烧在坩埚中进行,故取一定量的废铜屑置于坩埚中焙烧;
(2)酯在碱性溶液中发生水解反应更快更彻底且生成溶于水的产物,故除去榕树叶表面酯类蜡质层的方法是用热碱溶液浸泡,水洗;
(3)SnCl2中二价锡有还原性,会被空气中的氧气氧化,若变质过程只生成SnCl4溶液和Sn(OH)Cl沉淀,化学方程式为6SnCl2+O2+2H2O=4Sn(OH)Cl↓+2SnCl4;
(4)①将氨水滴入硝酸银溶液至沉淀恰好溶解时得到银氨溶液,故将氨水滴入溶液A,直到出现沉淀恰好消失现象时停止滴加;
②水浴加热的特点是受热均匀且易于控制温度,故温度不超过100℃时,可以采用水浴加热,试管壁上的银可以用稀硝酸洗涤;
(5)①决速步骤是速率慢的一步,电镀时会产生阳极泥(铜粉),说明b反应更慢,所以有一价铜离子歧化得到铜,故决速步骤是b;
②由于阳极泥是一价铜离子歧化产生,所以鼓入空气,氧化一价铜离子,能减少阳极泥的产生;
③单位面积上的铜镀层含铜质量为g,故需要通电时间为6.25min。
28.(1) 酒精喷灯 防倒吸
(2)
(3)溶液中水解生成分解生成
(4) 固体部分溶解 稀硝酸
(5)硝酸银溶液中,硝酸银转化为银和氧化银的过程同时存在。瓶口和瓶壁见光较多,硝酸银和氧化银分解成银;瓶底见光较少,同时有银和氧化银生成
(6)加入适量稀硝酸、棕色的细口瓶、低温避光处
【分析】加热a试管,硝酸银发生分解反应,b试管是安全瓶,防止倒吸,c试管内氢氧化钠吸收氮氧化物防止污染,d管口用带火星木条检验是否有氧气放出。
【详解】(1)根据图示,仪器e名称为酒精喷灯;试管b中两侧导管都刚露出橡胶塞,所以b是安全瓶,主要作用是防倒吸。
(2)a中有银白色金属光泽的固体生成,则硝酸银分解有银生成,a、b中出现红棕色气体,导管口d处逸出的气体可使带火星的木条复燃,则硝酸银分解生成二氧化氮和氧气,试管a中反应的化学方程式为;
(3)溶液中水解生成,AgOH分解生成,所以甲、乙同学猜想固体中可能含有。
(4)①氧化银难溶于水,可溶于氨水。甲同学步骤ⅱ加入过量氨水,得出固体A为Ag和的混合物,可知步骤ⅱ的现象为固体部分溶解;溶于氨水生成氢氧化二氨合银,相应的化学方程式为;
②银可溶于稀硝酸,不溶于氨水,乙得出固体B为Ag的结论,可知,乙同学步骤ⅲ加入的试剂为稀硝酸。
(5)硝酸银溶液中,硝酸银转化为银和氧化银的过程同时存在。瓶口和瓶壁见光较多,硝酸银和氧化银分解成银;瓶底见光较少,同时有银和氧化银生成,所以固体A与固体B成分不同;
(6)硝酸银可以水解,加稀硝酸可以抑制硝酸银水解,硝酸银见光易分解,所以实验室保存硝酸银溶液采取的措施为加入适量稀硝酸、棕色的细口瓶、低温避光处。
29.(1) 平衡气压,使液体顺利滴下
(2) 调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度 生成的NOSO4H作为反应的催化剂
(3)吸收尾气SO2,防止其污染空气()
(4) A和C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解 在BC间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶(或在AB和BC间均增加一个装有浓硫酸的洗气瓶)
(5) 滴入最后半滴草酸溶液,溶液恰好由紫红色变为无色且半分钟不恢复 92.02%
(6) 1∶2
【分析】装置A是利用亚硫酸钠和浓硫酸反应Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O制取SO2,制取的SO2通入到B装置中,HNO3与SO2在浓H2SO4作用下在冰水浴中反应制得NOSO4H,由于亚硝酰硫酸(NOSO4H)遇水分解,所以应该是对产生的二氧化硫进行干燥,但是题目中并未进行,且装置A中制得的SO2属于大气污染物,不能直接排放到大气中,则装置C中的氢氧化钠的作用是吸收SO2,但是会导致部分水蒸气进入装置B中,导致产率降低,据此分析回答问题。
【详解】(1)①由分析可知A的化学方程式为;
②导管b的作用是平衡气压,使液体顺利滴下;
(2)①该反应必须维持体系温度不得高于20℃,采取的措施除了冷水浴外,还可以是:调节分液漏斗活塞,控制浓硫酸的滴加速度;
②开始反应缓慢,待生成少量 NOSO4H后,温度变化不大,但反应速度明显加快,其原因是:生成的NOSO4H作为反应的催化剂;
(3)装置C的主要作用是利用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫防止污染空气,反应的离子方程式为;
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是:A和C装置中的水蒸气会进入装置B中使NOSO4H水解,应在BC间增加一个装有浓硫酸的洗气瓶(或在AB和BC间均增加一个装有浓硫酸的洗气瓶);
(5)①酸溶液中高锰酸钾和草酸钠发生氧化还原反应,生成二氧化碳,锰元素化合价+7价降低到+2价,电子转移5e-,碳元素化合价+3价变化为+4价,电子转移e-,电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式:;
②用0.2500mol•L-1草酸钠标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟不变说明反应达到终点;
③根据题目数据:
n=0.002mol,则与NOSO4H反应的高锰酸钾物质的量=0.1000mol•L-1×0.0600L-0.002mol=0.004mol,根据方程式,可得NOSO4H的物质的量为0.004mol=0.01mol,亚硝酰硫酸的纯度==92.02%。
(6)每个六元环的中心有1个N原子,而六元环上的每个Li原子为3个六元环共用,故同层中氮、锂的原子个数比为1:(6×)=1:2;晶胞中N原子数目=8×=1,Li原子数目=4×+4×=3,则晶胞质量为=;同层N-N间距为apm,则底面的面积为(a×10-10cm)×(a×10-10cm×sin60°)=() cm2,则晶胞体积为()×(b×10-10cm)= cm3,则晶体密度== g⋅cm-3。
30.(1)圆底烧瓶中的金属钠消失(或不再产生气泡)
(2)防止水蒸气等进入装置发生副反应
(3)2
(4) 苯甲酸使苯甲醇钠转化为苯甲醇,导致催化剂失效 蒸馏
(5)球形冷凝管
(6) 除去产物中的苯甲醛和苯甲醇 分液漏斗
(7)减压
(8)69.4%
【分析】根据题干可知,本题中苯甲醇钠做催化剂,苯甲醛为原料,产物为苯甲酸苯甲酯,产物不溶于水,密度比水大,据此作答。
【详解】(1)
步骤Ⅰ为制备苯甲醇钠,加入苯甲醇(7.0 g,0.065 mol)、金属钠(0.3 g,0.013 mol) ,发生的反应为:2+2Na→2+H2,可知加入的苯甲醇量多,因此金属钠可以被消耗完,当观察到圆底烧瓶中的金属钠消失或不再产生气泡时表明反应已经完成,故答案为:圆底烧瓶中的金属钠消失(或不再产生气泡)。
(2)装置A的作用是防止水蒸气等进入装置发生副反应,故答案为:防止水蒸气等进入装置发生副反应。
(3)
步骤Ⅱ为制备苯甲酸苯甲酯,苯甲醇钠做催化剂,苯甲醛为原料,发生的反应为:2,故答案为::2。
(4)由于RO-极易结合H+转化为ROH,久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,苯甲酸会使苯甲醇钠转化为苯甲醇,导致催化剂失效;观察题中所给的物理数据可知,两者在水中溶解度小,但是沸点差异较大,因此除去苯甲醛中少量苯甲酸的实验方法是蒸馏,故答案为:苯甲酸使苯甲醇钠转化为苯甲醇,导致催化剂失效;蒸馏。
(5)观察图中装置,反应物球形冷凝管进行冷凝回流,可以减少反应物挥发,因此装置中能起到减少反应物挥发作用的仪器名称为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管。
(6)反应后的收集的有机相中含有苯甲醛、苯甲醇、苯甲酸苯甲酯,根据题中所给物理性质可知苯甲酸苯甲酯不溶于水,因此用蒸馏水洗涤目的是除去产物中的苯甲醛和苯甲醇,分离互不相溶的液体的方法是分液,使用仪器为分液漏斗,故答案为:除去产物中的苯甲醛和苯甲醇;分液漏斗。
(7)产物苯甲酸苯甲酯的沸点是323℃,但收集的是205-207℃的馏分,而减压蒸馏可以降低压强,降低沸点,节约能源,因此是减压蒸馏,故答案为:减压。
(8)
已知加入苯甲醛为0.428 mol,根据反应2,可知理论上生成的苯甲酸苯甲酯也为0.214 mol,即理论上生成的质量为,产率=,故答案为:69.4%。
31.(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 饱和NaHSO3溶液
(2)取少量棕黄色溶液于试管中,加水稀释,观察到有白色沉淀产生
(3) SO2-2e-+2H2O=SO+4H+ 加入浓盐酸前,Cu2+氧化性弱,不能氧化SO2;加入浓盐酸后,Cu+与Cl-形成[CuCl3]2-,促进Cu2++e-=Cu+发生,Cu2+氧化性增大,能够氧化SO2
(4)SO2+2Cu2++6Cl-+2H2O=SO+2[CuCl3]2-+4H+
(5)SO2+6Cu+4H++12Cl-=Cu2S+4[CuCl3]2-+2H2O
(6)Na2S
【分析】
由反应装置图可知,装置A中制备二氧化硫,通过观察B中气泡的速度控制A中产生二氧化硫的速度,C中二氧化硫和新制CuSO4反应,D中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,防止污染空气,以此分析解答;
【详解】(1)装置A中铜与浓硫酸共热生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;装置B除去二氧化硫中的硫酸,则B中试剂X是饱和NaHSO3溶液;
(2)CuCl难溶于水,在水溶液中存在平衡: CuCl(白色)+2Cl¯[CuCl3]2-;实验证实了棕黄色溶液中含[CuCl3]²-,实验方案为取少量棕黄色溶液于试管中,加水稀释,观察到有白色沉淀产生;
(3)
SO2与CuSO4溶液反应生成和 Cu+,则氧化反应为:SO2-2e-+2H2O=SO+4H+ 还原反应: Cu2++e-=Cu+,根据电极反应式,分析加入浓盐酸前后实验现象有差异的可能原因加入浓盐酸前,Cu2+氧化性弱,不能氧化SO2,加入浓盐酸后,Cu+与Cl-形成[CuCl3]2-,促进Cu2++e-=Cu+发生,Cu2+氧化性增大,能够氧化SO2;故答案为: SO2-2e-+2H2O=SO+4H+;加入浓盐酸前,Cu2+氧化性弱,不能氧化SO2,加入浓盐酸后,Cu+与Cl-形成[CuCl3]2-,促进Cu2++e-=Cu+发生,Cu2+氧化性增大,能够氧化SO2;
(4)综上分析,SO2在盐酸中与Cu2+反应生成[CuCl3]²和硫酸根离子,其反应离子方程式为SO2+2Cu2++6Cl-+2H2O=SO+2[CuCl3]2-+4H+;
(5)
经检验黑色固体是Cu2S,SO₂在盐酸中与Cu单质反应生成硫化铜、[CuCl3]2-和水,其反应的离子方程式为SO2+6Cu+4H++12Cl-=Cu2S+4[CuCl3]2-+2H2O;
(6)实验ii中,Cu片附近溶液变棕黄色生成[CuCl3]²,a为浓盐酸,iii指针偏转幅度更大,结合(5)方程式可知物质b是Na2S;
故答案为:Na2S溶液。
32.(1)冷却气体
(2)变黑
(3) 能与配合物发生反应 加热
(4)
(5)
(6)NaOH(或其他合理答案)
(7)取粗产品溶于水,加入足量稀盐酸,静置,往上层清液中滴加溶液,若观察生成白色沉淀,则含有,反之则无
(8)80.0%
(9)偏大
【分析】甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2,乙中用于制取,丙冷却气体,丁用于制取H2S,b接尾气处理装置,据此解答。
【详解】(1)丙装置的为冷水,主要作用为冷却气体。
(2)H2S和Pb反应生成黑色的PbS,当润湿的Pb试纸变黑,说明硫化氢过量,关闭,停止通入高炉煤气。
(3)①过量会与铜离子反应生成沉淀,导致吸收CO的能力下降,故原因是能与配合物发生反应。
②该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,故将吸收液通过加热的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源化利用。
(4)甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,试剂a为。
(5)装置乙中硫氢化钠和碳酸氢钠、二氧化硫反应生成,化学方程式为。
(6)导管b出来的为酸性气体,接盛有NaOH(或其他合理答案)溶液的洗气瓶用于尾气处理。
(7)结合硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀分析,检验粗产品中是否含有的方法为取粗产品溶于水,加入足量稀盐酸,静置,往上层清液中滴加溶液,若观察生成白色沉淀,则含有,反之则无。
(8)1.28g沉淀为S,其物质的量为0.04mol,根据,粗产品中的物质的量为0.04mol,质量分数为。
(9)粗产品中含有NaHS,导致生成S的质量增多,会导致上述实验测得的质量分数偏大。
33.(1) S 四面体
(2)
(3)过量的与结合,使得降低,逆向移动,析出沉淀
(4) D 加入足量溶液充分振荡后,过滤,取沉淀加入足量的稀硝酸,沉淀溶解,产生红棕色气体
(5)与的沉淀速率大于与的氧化还原速率
(6)防止制备的中混有S和
(7) D 偏低
【详解】(1)中中心原子为Ag,配位原子为S,配体阴离子为,与互为等电子体,为四面体构型,故也为四面体构型;
(2)由盖斯定律可知该反应可由,则其平衡常数;
(3)过量的与结合,使得降低,逆向移动,析出白色沉淀;
(4)证明实验过程中产生的沉淀除了含有外,还含有S和,取少量沉淀,加入足量的将S单质溶解,充分振荡,过滤得到滤液a和固体b;滤液a蒸馏若得到黄色固体,证明沉淀含S;取固体b,加足量的溶液充分振荡后,将溶解,过滤后,取沉淀加入足量的稀硝酸,沉淀溶解,产生红棕色气体,证明沉淀中含;
(5)与的沉淀速率大于与的氧化还原速率
(6)制备时需及时分离出白色沉淀防止制备的中混有S和;
(7)①应选用作指示剂,终点时可观察到溶液变红色,利用三价铁离子与SCN-显色确定重点,同时不能引入杂质离子干扰实验,因此选;
②若未加入适量硝酸充分反应,则不能完全溶解生成银离子,消耗的少,所测结果偏低;
③溶液中所含Ag的物质的量,银的质量分数为;
34.(1) 球形冷凝管 吸收未反应的氯气,防止空气污染,防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解
(2) 饱和食盐水 浓硫酸
(3) 充满黄绿色气体 231℃ ~ 652℃
(4)SnCl4+3H2O=SnO2 ⋅ H2O (溶胶) +4HCl
(5) 偏大
【分析】由图可知,甲中A为蒸馏烧瓶,发生2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+ 2MnCl2+5Cl2+8H2O,乙中饱和食盐水可除去HCl,丙中浓硫酸干燥氯气,丁中Sn+2Cl2SnCl4,戊中冷却,冷凝管可冷凝回流、提高SnCl4的产率,己中碱石灰吸收未反应的氯气,防止空气污染,吸收水,防止空气中水蒸气进入戊中,以此来解答。
【详解】(1)仪器a的名称是球形冷凝管,碱石灰的作用是: 吸收未反应的氯气,防止空气污染,防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解。
(2)由分析可知,装置乙、丙中的试剂分别为饱和食盐水、浓硫酸。
(3)将如图装置连接好,先检查装置的气密性,再慢慢滴入浓盐酸,待观察到装置戊处具支试管中充满黄绿色气体现象后,开始加热装置丁。Cl2和Sn的反应产物可能会有SnCl4和SnCl2,为防止产品中带入SnCl2,除了通入过量氯气外,由表中沸点数据可知应控制温度在231℃ ~ 652℃范围内。
(4)SnCl4遇水强烈水解,由水解原理可知,应生成Sn(OH)4、HCl,化学方程式为:SnCl4+3H2O=SnO2H2O(溶胶)+4HCl。
(5)根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式:、,可得关系式:3Sn2+~IO,则有n(Sn2+)=3n(IO)=3×0.0100mol/L×V×10-3L=3×10-5Vmol,故产品纯度为(1- )×100%= 。若滴定时间过长,空气中的氧气会氧化I-生成I2,消耗的KIO3将减少,故测量结果偏大。
35.(1) 将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入蒸馏水中,并不断搅拌 AD 尾气出口未加尾气吸收装置
(2)
(3) 萃取、分液 蒸馏 、溶液能降低ILs在水中的溶解度
【详解】(1)①将浓硫酸稀释成30%硫酸的实验操作为将浓硫酸沿烧杯壁缓缓倒入蒸馏水中,并不断搅拌;
②缓慢滴加30%硫酸可使生成的充分与四氢呋喃(THF)溶液混合,有利于提高吸收率,故A正确,B错误;水浴加热应使用冰水浴,以减少的挥发,提高其吸收率,故C错误,D正确;
③该装置缺少尾气处理装置,会导致尾气排放到空气中污染空气;
(2)①N1中N原子采用杂化,其中1个杂化中含孤电子对,可与结合;
②结合转化流程可知虚线框内中间产物的结构简式为;
③若反应时间过长,-巯基丙酸与丙烯酸会发生加成反应生成;
(3)①操作1后得到有机相和水相,应为分液;有机相经操作2得到-巯基丙酸,分离互溶有机液体应采用蒸馏;
②操作3是通过加入适当浓度的、溶液能降低ILs在水中的溶解度,然后采用过滤得到ILs。
36.(1) 分液漏斗 检漏
(2)
(3)增加的溶解度
(4)加速产品干燥
(5)80.0
(6)透过蓝色钻玻璃观察火焰的颜色,若呈紫色则含钾元素
【分析】三颈烧瓶中加入和热蒸馏水,将物料溶解加入在加入醋酸,冷却至室温后,再从仪器b缓慢滴入30%双氧水,待反应结束,滤去固体,在滤液中加入95%乙醇降低溶解度,析晶,过滤洗涤干燥,得到产物。
【详解】(1)仪器a的名称是分液漏斗,使用前应检漏;
(2)中钠是+1价亚硝酸根是-1价,根据化合价代数和为0,钴的化合价是+3,制备该配合物的化学方程式为;
(3)步骤①中,用热蒸馏水的目的是增加的溶解度;
(4)步骤③中,用乙醚洗涤固体产品的作用是加速产品干燥;
(5)已知:(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀,则,,产品纯度为;
(6)实验室检验样品中钾元素的常用方法是:将铂丝用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,用铂丝蘸取样品在外焰上灼烧,透过蓝色钻玻璃观察火焰的颜色,若呈紫色则含钾元素。
37.(1) ,产生有毒气体,会污染环境
(2) eabfgc(或eabfged) 除去中混有的HCl气体
(3)
【分析】实验室以V2O5为原料合成氧钒(Ⅳ)简式碳酸铵晶体,V2O5与盐酸、N2H4反应生成VOCl2的同时生成N2,化学方程式为。生成的VOCl2溶液与NH4HCO3反应生成氧钒(Ⅳ)简式碳酸铵晶体。
【详解】(1)步骤i中生成VOCl2同时生成N2,N2H4中N失电子生成氮气,N化合价从-2价升高为0价,V2O5中V得电子生成VOCl2,V化合价从+5价降低为+4价,根据得失电子守恒,N2H4和V2O5的系数比为1:2,再根据原子守恒,可得化学方程式为。常温下只用浓盐酸和V2O5反应也能制备VOCl2,两者反应的化学方程式为,有Cl2生成污染环境。
(2)①+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,因此在反应前需要除尽装置内的空气,先用C装置产生CO2,生成的CO2中混有HCl,故再将混合气体通过A除去CO2中的HCl,然后连接D装置,最后g连接c,观察到澄清石灰水变浑浊说明装置内的空气已经排尽,故从左到右的连接顺序为eabfgc。
②生成的CO2中混有HCl,因此将混合气体通过饱和NaHCO3除去CO2中的HCl。
③VOCl2与NH4HCO3反应生成氧钒(Ⅳ)简式碳酸铵晶体,反应后的溶液中含有氯离子,过滤后得到紫红色晶体,用饱和碳酸氢铵洗涤除去晶体表面的氯离子,氯离子的电子式为。
(3)粗产品中加入硫酸生成VO2+,再加入酸性高锰酸钾将VO2+氧化成,充分反应后加入NaNO2除去过量的高锰酸钾,最后用硫酸亚铁铵滴定含的溶液。①用硫酸亚铁铵滴定含的溶液,滴定终点时Fe2+稍过量,可选用作指示剂。
②根据三组实验的数据,消耗硫酸亚铁铵平均值为20mL,亚铁离子物质的量为0.02mol,根据方程式,可知的物质的量为0.02mol,根据V守恒可知,样品中含有V0.02mol,故粗产品中V的质量分数为=%。
答案第46页,共46页
答案第45页,共46页
学科网(北京)股份有限公司
$$