内容正文:
【尖子生创造营】2025年高考化学总复习高频考点必刷1000题(广东专用)
必练18 化学实验综合大题
1.(2024·广东高考真题) 含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_______(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,_______(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应: (Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有_______。
A. B. C. D.
ii.滴定数据及处理:Na2CO3溶液V0 mL,消耗盐酸V1 mL(滴定终点时,CO32-转化为HCO3-),则c(Na2CO3)_______。
②实验探究:取①中的Na2CO3溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取V0 mL滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立,进行实验。
①初步实验 将硫酸钙()加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变,认为反应(Ⅰ)已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下假设:
假设1 硫酸钙固体已完全消耗;
假设2 硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设,乙同学设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离
/
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加_______
_______,沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加_______
无白色沉淀生成
④实验小结 假设1成立,假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案,并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据:_______。
2.(2023·广东高考真题)(14分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·△T计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为_________ mol·L-1。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为_________J(c和ρ分别取4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变△H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
0.20 mol·L-1 CuSO4溶液100mL
1.20 g Fe粉
a
b
ii
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②△H =_________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A: 的焓变。
查阅资料 配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想 Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想 用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅 的同时有气泡冒出,说明存在反应A和__________(用离子方程式表示)。
实验小结 猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导 鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计 乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用___________。
3.(2022·广东高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
4. (2021·广东高考真题) 含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中,_______。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
_______
B1
5
_______
_______
B2
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。
5. (2024·广州一模)完成下列问题。
(1)室温下,甲同学取相同体积的H2O2和HI溶液混合,探究浓度对反应速率的影响,实验记录如下:
实验编号
1
2
3
4
5
从混合到出现棕黄色时间
13
①该反应的化学方程式为_______。
②通过分析比较上表数据,得到的结论是_______。
(2)乙同学用替代进行上述实验,未观察到溶液变为棕黄色,推测原因是酸性对氧化性有影响,乙同学提出猜测并进行如下探究。
提出猜想:其他条件相同时,酸性越强,氧化剂的氧化性越强。
查阅资料:原电池中负极反应一定时,正极氧化剂的氧化性越强,则两极之间电压越高。
设计实验、验证猜想:利用如图装置进行下表实验1~4,记录数据。
序号
溶液
电压表读数
1
溶液、3滴稀
2
溶液、3滴浓
3
溶液、3滴稀
4
溶液、3滴浓
①实验1和2中正极的电极反应式为_______。
②由实验1和2可知,酸性越强,的氧化性越强,做出该判断的依据是_______。
③测得,说明酸性对的氧化性几乎无影响,解释原因:_______。
实验结论:若氧化剂被还原时有参加反应,酸性越强,氧化剂的氧化性越强;若氧化剂被还原时没有参加反应,酸性对氧化剂的氧化性几乎没有影响。
迁移拓展:综合上述探究结果,丙同学进一步提出猜想,其他条件相同时,氧化剂浓度越大,其氧化性越强。
(3)结合乙同学的实验2,丙同学补充进行实验5,验证猜想成立,完成下表中的内容:
序号
溶液a
电压表读数
5
_______
猜想成立的依据是:_______。
6. (2024·广州二模)水的净化方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等。
(1)实验室模拟蒸馏法淡化海水,需要用到的仪器有______。
(2)实验室可用离子交换法除去水中的杂质离子。如图所示,将某天然水(主要含、、、、、)依次通过阳离子交换树脂HA和阴离子交换树脂BOH,发生的反应可表示为:
①取ⅰ处流出液,其中主要含有的离子有______。
②工作一段时间后,离子交换树脂失去交换能力。证明阴离子交换树脂已失去交换能力的操作及现象是:取ⅱ处流出液,加入______(填试剂),观察到______(填实验现象)。
(3)某小组使用离子交换法测定的溶度积常数,实验方案如下:
步骤
实验操作
Ⅰ
往固体加入蒸馏水,过滤,得到饱和溶液。
Ⅱ
将25.00mL 饱和溶液分批通过阳离子交换树脂HA,得到流出液。
Ⅲ
用蒸馏水洗涤阳离子交换树脂至流出液呈中性。
Ⅳ
合并步骤Ⅱ和Ⅲ中的流出液,……,计算得到H的物质的量为a mol。
①步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为______。
②将步骤Ⅳ的实验方案补充完整:______。
③的______(写出含a的计算式)。
④若省略步骤Ⅲ,測得的______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
7. (2024·深圳一模)实验室利用以铜为电极电解稀溶液的方法测定的值。
Ⅰ.电解液的配制:
(1)将 溶液配制为 溶液。
①量取浓时,适宜的量筒规格为________(填标号)。
A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL
②配制溶液时,进行如下操作:
溶解→冷却→操作ⅰ→洗涤→注入一混匀→定容→操作ⅱ→装瓶贴标签
下图________、________(填标号)所示操作依次为操作ⅰ、操作ⅱ。
Ⅱ.值的测定:通过测定阳极铜片质量的变化量和通过电路的电量,结合两者之间的关系进行计算(已知:一个电子的电量为,)。
(2)在20℃、101 kPa下,电流为0.2 A,以精铜片为电极,电解溶液,10 min后关闭电源。观察和测量结果如下:
a.阳极上有少量气泡产生,且铜片质量减少;
b.阴极上有大量气泡产生;
c.电解质溶液变蓝。
①为准确测量,电解前需将已除去油污的铜片________,并用蒸馏水洗净擦干后再称重。
②经检验,阳极上产生气体为,电极反应为________;该副反应的发生,可能导致的测定值比其理论值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)为避免阳极副反应的发生,探究实验条件的影响。
查阅资料:电解过程中,电解电压低将导致反应速率慢,电压高则易引发电极副反应。电流强度相同时,电压与电解质溶液的浓度成反比。
提出猜想:猜想ⅰ:电流强度越大,越容易引发电极副反应。
猜想ⅱ:硫酸浓度越低,越容易引发电极副反应。
进行实验:其他条件相同时,进行如下表实验,利用电流传感器测定通过电路的电量,并测算3 min内阳极铜片质量的减少量。
实验编号
理论电流
实测电量
溶液的体积
蒸馏水的体积
阳极铜片减少的质量
1
0.1
18.33
0
0.0060
2
0.1
18.34
20
180
0.0055
3
0.2
36.70
0.0095
4
0.3
55.02
20
180
0.0130
①根据表中信息,补充数据:________,________。
②由实验2、3和4可知,猜想ⅰ成立,结合表中数据,给出判断理由:________。
③根据实验1~4相关数据,由实验________(填实验编号)测算的值误差最小。
实验结论:
④根据最优实验条件的数据计算,________(已知:)。
8. (2024·深圳二模)用途广泛。某实验小组同学围绕开展如下实验活动。
.配制溶液
(1)配制的溶液,需要称量固体的质量为___________。
(2)上述配制溶液的过程中,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有___________(填标号)。
.实验探究
探究温度对溶液的影响,进行如下实验(不考虑水的挥发)。
实验序号
操作
测试温度
1
采用水浴加热,将溶液从持续升温至,每隔测量并记录溶液
(3)溶液显碱性的原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)实验1中测得,可知当时,溶液的随温度升高而减小,这主要是改变与水解平衡移动共同作用的结果,其中___________发挥主导作用。实验1中测得,且当时,实验过程中观察到有气泡产生。
(5)针对(4)中实验现象,小组同学继续开展探究。
查阅资料:溶液中存在平衡:2HCO3- CO2 + H2O + CO32-
提出猜想:对于溶液,当时,该反应进行程度很小;当时,该反应进行程度明显增大。
实验验证:该小组同学设计如下方案进行实验,进一步验证猜想。补充表格内容。
实验序号
操作
测试温度
2
采用水浴加热,①___________,然后冷却至,并记录溶液
3
采用水浴加热,将溶液从升温至,然后冷却至,并记录溶液
实验结论:②根据实验1~3的结果,小组同学认为猜想成立,其判断依据是___________。
拓展总结:③溶液中存在的自偶电离平衡:2HCO3- H2CO3 + CO32- ,时,自偶电离的平衡常数为___________[保留两位有效数字;已知:时,]。当温度升高时,更易分解,从体系逸出,促进了在溶液中的分解。
(6)写出在生产或生活中的一种应用___________。
9. (2024·佛山一模)碘是生物必需的一种微量元素,海带、海藻等食物含碘量最为丰富.某小组通过实验提取并测定干海带中碘的含量.回答下列问题:
Ⅰ.从海带中提取碘.该小组同学按如图实验流程进行实验:
(1)步骤i中需要用到含硅酸盐材质的仪器有______(填仪器名称)。
(2)步骤iii中双氧水的作用是______(用离子方程式表示)。
Ⅱ.滴定法测海带中碘的含量。
用滴定的水溶液,淀粉溶液作指示剂。原理为:,
(3)用酸式滴定管量取的水溶液时常需要排出气泡,操作是__________。
(4)小组同学进行了实验测定,在滴定终点附近,反复变回蓝色,一直测不到终点。
①提出猜想
猜想1:碘离子被______氧化;
猜想2:碘离子被步骤iii中过量的氧化;
②验证猜想
序号
实验操作
实验现象
结论
1
取少量原海带浸出液,加入硫酸酸化,再滴加几滴淀粉溶液,鼓入空气
待测液始终保持无色
猜想1不成立
2
将2mLKI溶液、2滴溶液、2滴淀粉溶液和1滴溶液混合配制待测液,用溶液滴定
______
猜想2不成立
③查阅资料 小组同学认为可能是反应速率不同造成的,氧化的速率______(填“快于”或“慢于”)还原的速率,导致待测液反复变为蓝色。
④优化设计 鉴于反应终点无法到达的问题,请提出合理的修正方案____________。
⑤完成实验 小组同学修正方案后,取5.000 g干海带进行测定,消耗15.75 mL 溶液,则干海带中碘的含量为______mg/g(保留2位有效数字)。
10. (2024·佛山二模)某合作学习小组将铜片放进氯化铁溶液中,观察到溶液呈无色,产生红褐色固体,铜片表面有白色物质。
Ⅰ.探究红褐色固体成分
(1)过滤得到红褐色固体,所需的仪器有___________(填标号)。
(2)①取少量红褐色固体加盐酸溶解,滴加___________溶液,溶液变血红色,证明是氢氧化铁。
②产生氢氧化铁的原因可能是___________(用化学方程式表示)。
Ⅱ.查阅资料:CuCl是白色难溶物
(3)探究产生白色物质的原因。设计实验方案如下:
实验
铜粉/g
/g
蒸馏水/mL
实验现象
1
0.1
1.8
2
棕黄色溶液变为墨绿色
2
0.5
1.8
2
棕黄色溶液变为白色浊液
①由以上实验可知,产生白色物质条件是___________。
②实验2生成白色物质的化学方程式为:___________。
③请你从氧化还原反应规律角度分析实验1中未产生白色物质的原因___________。
(4)以石墨为电极电解溶液,发现在石墨上析出的铜在切断电源后消失。从电化学角度进行分析,铜消失的原因为___________。
(5)基于上述分析,用溶液腐蚀覆铜板效果不理想。查阅资料:工业上常用CuCl2、KCl、盐酸混合物腐蚀覆铜板,原理为:Cu2+ + Cu +4Cl- 2[CuCl2]-
①基态的价电子轨道表示式为___________。
②KCl的作用是___________。
(6)氧化还原反应的应用十分广泛。写出一种氧化剂在生活中的应用___________。
11.(2024·肇庆二模)二氧化硫是重要的化工原料。某实验小组欲制备SO2并探究其相关反应。
Ⅰ.SO2的制备
(1)实验小组以亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,并要求能够控制反应速率,下列可选用的仪器是 (填标号)。
Ⅱ.SO2与FeCl3溶液相关反应的探究
实验事实:小组同学向1mL0.5mol/LFeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液先变成红色,静置5min后溶液红色变浅,慢慢变为黄色,静置9h后溶液变为绿色。
提出问题:溶液变为红色与什么微粒有关?
查阅资料:①Fe3+易与阴离子形成配合物,且Fe(Ⅲ)配合物常呈现特殊颜色。
②SO2溶液中,存在的含有硫元素的微粒有SO2、H2SO3、和。
提出猜想:a.溶液变为红色与有关;
b.溶液变为红色与有关。
实验验证:为验证猜想,小组同学做了如下实验。
实验
实验操作
实验现象
①
取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入3mL1mol/LNa2SO3溶液,观察5min内的颜色变化
溶液变为红色
②
取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入___________溶液,观察5min内的颜色变化
溶液变为红色
(2)完成表格:实验②中加入 溶液。
上述两个实验中溶液都变为红色,因此无法得出实验结论。
进一步验证:为进一步验证猜想,小组同学配制系列溶液并测量其吸光度,绘制出右图曲线。
测量溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+amL1mol/LNa2SO3溶液+bmL1mol/LNaHSO3溶液
参比溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+0.5mL1mol/LNa2SO3溶液+7mL蒸馏水
图中A、B、C三点对应加入各试剂的体积如表所示。
点
1mol/LFeCl3/mL
1mol/LNa2SO3/mL
1mol/LNaHSO3/mL
A
0.5
4.0
0.0
B
a
b
C
0.0
4.0
说明:①已知吸光度大小与溶液中红色物质浓度成正比。②参比溶液的作用是空白对照,设定参比溶液的吸光度为0。
(3)补充上表中数值,其中a= ,b= 。
实验结论
(4)根据以上实验,可以推测:溶液变为红色与 (填离子符号)有关。
拓展探究
将静置9h后变为绿色的溶液分为两份,向其中一份溶液中滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成;向另一份溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
(5)①写出溶液变为绿色所发生氧化还原反应的离子方程式: 。
②试从平衡移动的角度,分析溶液红色变浅直至消失的原因: 。
(6)写出二氧化硫在生产生活中的一种应用: 。
12. (2024·江门一模)某化学兴趣小组模拟工业上用纯碱溶液与制备,并探究产品的性质和纯度。
已知:25℃时,的电离常数:,;
的电离常数:,;
的溶度积常数:。
Ⅰ.性质探究
(1)若用与盐酸反应制备干燥时,净化、收集和尾气处理所需装置的接口连接顺序为______,其中饱和溶液中发生反应的离子方程式为______。
(2)该小组同学用试管取2mL0.5mol/L溶液,逐滴加入2mL0.5mol/L溶液,振荡,溶液由黄色变为红褐色,未观察到气体和沉淀生成。
①甲同学认为发生了相互促进的水解反应,生成了胶体,用激光笔照射试管,预期的现象为______。
②若上述水解过程存在反应:Fe3++3SO32- + 3H2O Fe(OH)3(胶体)+ 3HSO3-,则25℃时该反应的化学平衡常数K=______(代入数据列出计算式)。
③乙同学认为可能同时发生反应:,并设计实验验证:取少量用蒸馏水稀释后的反应液于试管中,再滴加______溶液,观察现象。
A.KSCN B. C. D.
Ⅱ.含量探究
(3)已知所得产物含有少量(无其他杂质),25℃时相同质量的和分别溶于等量的水后,体积基本相同。
①25℃时质量分数相同的两种溶液,溶液的pH______溶液。
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
②丙同学设计实验探究实验产品是否符合化工行业标准。
查阅资料 合格品的行业标准是质量分数高于93%。
提出假设 实验产品中质量分数高于93%。
实验方案 常温下完成下述实验:
步骤1:用100.0mL水溶解0.7g和9.3g,测得;
步骤2:______,测得;
数据分析:a______b(填“>”、“<”或“=”)。
实验结论 假设成立。
13.(2024·汕头一模) Ⅰ.又称臭碱、硫化碱,实验室拟用以下方案研究的性质。
(1)用离子方程式说明溶液呈碱性的原因________。
(2)向的酸性溶液(pH=0)中滴加10滴同浓度的溶液,观察到溶液紫色变浅(pH>1),生成棕褐色沉淀(),说明具有还原性。有同学预测该反应中转化为,该预测________(填“正确”或“不正确”),原因是________。
Ⅱ.探究向溶液中滴加溶液的反应本质。
反应原理预测:发生氧化还原反应或发生完全双水解反应
已知:单质硫在酒精中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大
(3)根据试管a中的“局部产生红褐色沉淀”现象,推测与局部发生强烈双水解反应,生成和________(填化学式)。
(4)推测c中的沉淀为,根据b到c的实验现象,推测红褐色消失发生的离子方程式为________。
(5)取c中黑色固体,洗净后分别置于两支试管i、ii中进行如下实验:
序号
实验步骤
现象
i
加入过量稀盐酸,充分振荡
黑色沉淀完全溶解,溶液出现淡黄色浑浊,放出少量臭鸡蛋味道气体
ii
向试管中加入________,振荡、静置,取上层清液少许加入蒸馏水中
未见淡黄色浑浊出现
试管i中涉及的化学反应方程式为________,试管ii中加入的试剂为________,结合试管i、ii现象,推测黑色固体中________(填“含有”或“不含有”)FeS,原因是________。
14. (2024·汕头二模)某科学小组进行浓硫酸性质的相关实验如下:
(1)Cu与浓硫酸加热条件下反应装置如图:
①Cu与浓硫酸反应的化学方程式为______;
②U型管中品红试纸的作用为______,蓝色石蕊试纸出现的现象为______。
(2)实验(1)反应完成后,试管中看到大量白色固体生成,初步推测是因为浓硫酸吸水产生水合硫酸,导致分散系中水的量减少,生成的较难溶解在水中,以白色固体析出。设计实验进一步探究浓硫酸吸水性实验如下:
①室温下,利用如图所示数字化装置进行浓硫酸吸水性的探究实验,测定数据如下表。
质量分数
体积
实验开始时湿度
实验结束时湿度
98%
50mL
a
6.8%
90%
50mL
a
8.9%
85%
50mL
a
10.1%
80%
50mL
a
c
实验结束时湿度:10.1%______c(填“>”、“<”或“=”)
②浓硫酸的吸水性源于其能与水形成一系列较为稳定的化合物,反应方程式如下:
结合①中实验数据和(标准平衡常数)可以判断,硫酸浓度越小吸水倾向______(填“越强”、“越弱”或“无法判断”)。水合的同时硫酸分子间会因共价键极化断裂而发生类似水的自耦电离(2H2O),则其电离方程式为______。
(3)硫酸表面饱和蒸汽压中水的分压p(水)可以间接表示水经蒸汽流入硫酸的倾向,如下表所示:
质量分数/%
50
55
60
70
75
80
90
95
p(水)/kPa
1.12
1.04
0.51
0.144
0.055
0.016
①可以写为,请解释呈蓝色的原因是:______。
②根据数据分析,硫酸表面p(水)越小,硫酸的吸水效果______(填“越强”、“越弱”或“无法判断”)。经典观点认为:失水过程为,已知分步失水时水分压p(水)如下
推测若使将加入浓硫酸中,变为白色固体,硫酸质量分数至少大于______。
15. (2024·梅州一模)某小组同学探究铁离子与苯酚反应。
已知:Fe3++6C6H5OH⇌[Fe(C6H5O)6]3−+6H+;为紫色配合物。
(1)配制苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、__________。
(2)中,提供空轨道用以形成配位键的微粒是__________,配位数为__________。
(3)探究铁盐种类和pH对苯酚与显色反应的影响。
查阅资料:
ⅰ.对苯酚与的显色反应无影响;
ⅱ.对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与浓度在一定范围内成正比。
提出猜想:猜想1:对苯酚与的显色反应有影响
猜想2:对苯酚与的显色反应有影响
猜想3:对苯酚与的显色反应有影响
进行实验:
常温下,用盐酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的溶液();用硫酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的溶液。取4支试管各加入苯酚溶液,按实验1~4分别再加入0.1mL含的试剂,显色10min后用紫外一可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下,pH改变对水解程度的影响可忽略)。
序号
含的试剂
吸光度
溶液
溶液
1
/
A1
2
/
A2
3
/
A3
4
/
A4
结果讨论:实验结果为
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是__________________。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6,补充下表中试剂M为__________________。(限选试剂:NaCl溶液、溶液、NaCl固体、固体)。
序号
含的试剂
再加入的试剂
吸光度
溶液
溶液
5
/
NaCl固体
A5
6
/
试剂M
A6
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,猜想2成立,且对苯酚与的显色反应起抑制作用,得出此结论的依据是:、A1__________A6(填“>”“<”或者“=”)。
④根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想3成立,且对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是______________________________。
(4)通过以上实验结论分析:与苯酚相比,对羟基苯甲酸()与溶液发生显色反应__________(填“容易”或“更难”)。
(5)实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,请举一例子并说明现象____________。
16. (2024·梅州二模)电解原理具有广泛的应用。某实验小组按照课本内容进行电解溶液实验。
(1)溶液配制:
①实验室在配制溶液时需加入少许盐酸,目的是___________;氯化铜溶液中存在:
,加热盛有溶液的试管,试管中溶液颜色变为___________。CuCl(s)+Cl-(aq) [CuCl2]- (aq)
②若要配制1000mL 2mol/L的溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,至少需要滴加0.2mol/L的盐酸___________滴。(已知:,每滴溶液的体积约0.05mL,加入盐酸后溶液体积变化忽略不计)
(2)按下图装置进行电解饱和溶液实验:阴极发生的电极反应为___________;阳极口放置湿润的淀粉试纸可观察到___________。(填实验现象)
(3)按上图电解饱和溶液一段时间后,阴极石墨棒上有异常现象:石墨棒上除有红色固体外还附着有大量白色固体。
探究异常现象:
已知:ⅰ.相关物质颜色:铜(红色)、(砖红色)、(白色)、(黄色,不稳定,易分解)。
ⅱ.易溶于浓盐酸, CuCl(s)+Cl-(aq) [CuCl2]- (aq)
ⅲ.在水中不稳定,易发生歧化反应。
经检验:红色固体中无。
提出假设:红色固体是铜,白色固体是。
验证假设:设计下表实验。
序号
实验操作
实验现象
A
将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mL稀硝酸试管中,反应完后取出,再向试管中滴加几滴溶液
石墨棒上红色和白色物质都消失;无色溶液变Ⅰ,并有无色气体产生,在接近试管口处变红色;加入溶液产生白色沉淀。
B
将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mLⅡ的试管中,反应完后取出,再向试管中加入一定量的水
石墨棒上红色固体不溶,白色固体消失,溶液无色;加水后出现白色沉淀。
①上表中空格处应填写的内容是:Ⅰ___________、Ⅱ___________。
②实验B加水后出现白色沉淀的原因是___________。
结论:猜想正确。
(4)阴极生成的电极反应式为___________。
17. (2024·湛江一模)Na2S2O3标准溶液是氧化还原反应中常用的还原性标定试剂,但是固体通常含有一些杂质,且易风化和潮解,Na2S2O3溶液也容易被O2氧化。因此,Na2S2O3标准溶液配制好后常用进行标定。但是由于与Na2S2O3反应的产物有很多种,不能按确定的反应式进行,故无法通过氧化还原滴定法确定浓度。故应先用与过量的KI反应,定量生成,再用Na2S2O3滴定,发生反应的化学方程式为:、。我们将这种与联用的方法称为碘量法,碘量法是分析化学中常用的分析方法,常用于一些无法直接滴定的反应的物质的间接滴定。
已知:与KI的反应需要一定时间才能进行得比较完全,故需放置约5 min。
(1)标准溶液的配制:
①配制480 mL 0.1 mol/L的标准溶液需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、_______。
②将下述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列_______。
(2)标准溶液的标定:取20.00 mL 0.017 mol/L 溶液于250 mL锥形瓶中,加5 mL 6 mol/L HCl溶液,再加入10 mL 100 g/L KI溶液,摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口,静置约5分钟。用溶液滴定至浅黄色后加入2 mL淀粉指示剂,继续滴定至终点,平行测定3次,计算标准溶液的浓度。
①用_______量取220.00 mL 0.017 mol/L 溶液。
②加入KI摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口的目的是_______。
③如何判定滴定结束?_______。
④列式并计算标准溶液的浓度。
溶液
KI溶液
20.00 mL 0.017 mol/L
10 mL 100 g/L
20.35
_______
20.45
20.40
21.20
(3)借鉴(2)的方法,用碘量法测量溶液的物质的量浓度:量取25.00 mL待测液于250 mL锥形瓶中,加入2 mol/L 溶液25 mL,再加入10% KI溶液10 mL,然后用已知浓度的溶液滴定到淡黄色,加0.5%的淀粉溶液3 mL,用溶液继续滴定至终点。
①滴定时需加入硫酸。能否用盐酸代替硫酸,为什么?_______。
②写出溶液与KI反应的离子方程式_______。
(4)借鉴(3)的方法,某小组用碘量法测量磷酸铁锂溶液中的物质的量浓度。
提出问题:与是可逆反应,的存在是否会影响滴定?
实验验证:①在磷酸铁锂溶液中加入过量的KI,静置一段时间后,加入KSCN,观察到溶液颜色变红;请写出与反应的离子方程式:_______。
②取标准量的磷酸铁锂溶液,分成两组,其中一组加入过量的KI溶液,另一组加入等量的水。再分别使用溶液进行标定,发现消耗的溶液体积相同。
实验小结:是否会影响滴定:_______。
18. (2024·惠州一模)高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)是炼铁过程中所得到的一种副产品,直接排放会污染空气。某化学兴趣小组利用高炉煤气和SO2制备Na2S2O3·5H2O,装置如图所示。回答下列问题:
资料:润湿的试纸可鉴别,方程式为:(黑色)
Ⅰ.Na2S2O3的制备
步骤一:关闭K1、K2,打开K3,通入高炉煤气。
发生的反应有:丁中;乙中。
(1)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸_____(填现象),关闭K3,停止通入高炉煤气。
(2)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶。醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体,方程式为: 。
①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是_____。
②将吸收液通过_____(任写一种)的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源再利用。
步骤二:打开K1、K2,通入SO2气体。
(3)试剂a为_____(填化学式)。
(4)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为_____。
(5)导管b接盛有_____(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。
Ⅱ.Na2S2O3·5H2O纯度的测定
(6)测定某样品中Na2S2O3·5H2O的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
i.取的溶液,用硫酸酸化后,加入过量溶液,发生反应:
ii.称取样品,配制成溶液,取该溶液滴定步骤i所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗样品溶液。发生的反应为:
①判断步骤ii的滴定终点方法为_____。
②样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为_____。
19.(2024·大亚湾区一模)氨基甲酸铵是一种重要的化工原料,可用于药物合成、制备化学肥料、灭火剂或洗涤剂等。某化学兴趣小组用如图所示装置制取氨基甲酸铵:
已知:①制取氨基甲酸铵反应为: 。
②氨基甲酸铵溶于水后生成和。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是 ,装置2的作用是除去中的水蒸气,其盛装的试剂是 。
(2)装置7是实验室制备氨气,其化学方程式为 。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
(4)实验制得产品,其中可能含有碳酸氢铵杂质(不考虑碳酸氢铵与一水合氨的之间的反应)。设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、溶液、澄清石灰水、溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解
得到无色溶液
步骤2:向试管中继续加入足量澄清石灰水
步骤3:过滤、洗涤、 后称量,沉淀质量为
证明样品中有碳酸氢铵
通过计算氨基甲酸铵的质量分数是 。(保留小数点后两位)[、]
(5)氨基甲酸铵易分解,用如图所示装置测定时该分解反应的化学平衡常数,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭,打开和,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭。
(Ⅱ)关闭, ,读取压强数值。
测得时压强为。
①请在空白处完善步骤Ⅱ的实验操作。
②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭,测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
20.(2024·大湾区二模)滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
配制稀碘液:移取10.00mL碘酒,准确配制100mL稀碘液。需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、(从下列图中选择,填选项) 。
A. B. C. D.
(1)测定碘含量:每次取25.00mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀后,用浓度为0.1000 标准溶液滴定,实验数据如下表所示。
序号
溶液的用量/mL
稀碘液的用量/mL
1
21.32
25.00
2
20.02
25.00
3
19.98
25.00
已知:
①第1次实验溶液的用量明显多于后两次,原因可能是
A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为 。(已知)
(2)借鉴(2)的方法,用图所示的流程测定海带中的碘含量。
①加入发生的离子反应方程式是 。
②预测达到滴定终点的实验现象为 ,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的。
提出猜想:过量的 将生成的重新氧化成碘单质。
验证猜想:将2mL待测液、2滴0.1 溶液、2滴淀粉溶液和 混合,用溶液滴定,若待测液变为无色后又反复变色,则证明猜想不成立。
提出疑问:什么物质反复氧化碘离子。
寻找证据:按图中的流程,用量改为少量,氧化后的待测液静置半小时,利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后停止滴定,溶液恢复原色后继续滴加至溶液变色,循环往复,得到图所示的曲线。
已知:
ⅰ氧化性物质的电势值高于还原性物质:
ⅱ一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势越低。
a-b段电势升高的原因是 (填化学式)被氧化。由a-b段电势变化的斜率小于b-c段可推测溶液反复变色的原因是 。
优化流程:将用氧化后的待测液 ,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
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【尖子生创造营】2025年高考化学总复习高频考点必刷1000题(广东专用)
必练18 化学实验综合大题
1.(2024·广东高考真题) 含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(1)实验室中,浓硫酸与铜丝反应,所产生的尾气可用_______(填化学式)溶液吸收。
(2)工业上,烟气中的SO2可在通空气条件下用石灰石的浆液吸收,生成石膏。该过程中,_______(填元素符号)被氧化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应: (Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究Na2CO3溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有_______。
A. B. C. D.
ii.滴定数据及处理:Na2CO3溶液V0 mL,消耗盐酸V1 mL(滴定终点时,CO32-转化为HCO3-),则c(Na2CO3)_______。
②实验探究:取①中的Na2CO3溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取V0 mL滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略CO32-水解的影响)。
序号
a
100.0
0
b
80.0
x
则_______,测得的平均反应速率之比_______。
(4)兴趣小组继续探究反应(Ⅰ)平衡的建立,进行实验。
①初步实验 将硫酸钙()加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的随时间的变化曲线如图。
②分析讨论 甲同学根据后不改变,认为反应(Ⅰ)已达到平衡;乙同学认为证据不足,并提出如下假设:
假设1 硫酸钙固体已完全消耗;
假设2 硫酸钙固体有剩余,但被碳酸钙沉淀包裹。
③验证假设,乙同学设计如下方案,进行实验。
步骤
现象
ⅰ.将①实验中的反应混合物进行固液分离
/
ⅱ.取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加_______
_______,沉淀完全溶解
ⅲ.继续向ⅱ的试管中滴加_______
无白色沉淀生成
④实验小结 假设1成立,假设2不成立。①实验中反应(Ⅰ)平衡未建立。
⑤优化方案、建立平衡 写出优化的实验方案,并给出反应(Ⅰ)平衡已建立的判断依据:_______。
【答案】(1)NaOH(其他合理答案也可)
(2)S (3) ①i. BD ii. ②20.0 6:5
(4) ③ii.过量稀盐酸 有气体产生 ⅲ.BaCl2溶液 ⑤将最少1.36g硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH,当pH不变时,加入Na2SO4固体,若pH值变大,说明反应Ⅰ平衡已建立
【详解】
(1) 浓硫酸与铜丝反应方程式为:,所产生的尾气为SO2,可用NaOH溶液吸收(其他合理答案也可);
(2) SO2生成石膏(主要成分CaSO4),S元素的化合价由+4价上升到+6价,失去电子,被氧化;
(3)①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度,该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管,故选BD;根据离子方程式可知,;
②总体积应相同,x为20.0mL;a中消耗的盐酸体积为,即,同理可得,b中,由于,;
(4)由结论假设1成立,假设2不成立,说明①实验中的沉淀均为CaCO3,要验证沉淀中无CaSO4,可酸溶后滴加BaCl2。将①实验中的反应混合物进行固液分离后,取少量分离出的沉淀置于试管中,滴加过量稀盐酸,有气体产生,沉淀完全溶解,继续滴加BaCl2溶液,无白色沉淀生成,说明沉淀均为CaCO3,无CaSO4;由方程式可知,假设正反应100%进行,,质量为0.01mol×136g/mol=1.36g。原先实验方案的纰漏在于:由于所使用的为1.00g,其进行实验的量是小于验证达成100%反应所需要的量,故而,优化实验方案为:将最少硫酸钙加入溶液中,在和搅拌条件下,利用计测得体系的,当pH不变时,加入Na2SO4固体,反应平衡逆向移动,碳酸根离子浓度升高,水解反应正向移动,pH升高,说明反应Ⅰ平衡已建立。
2.(2023·广东高考真题)(14分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·△T计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为_________ mol·L-1。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为_________J(c和ρ分别取4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变△H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
0.20 mol·L-1 CuSO4溶液100mL
1.20 g Fe粉
a
b
ii
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②△H =_________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应A: 的焓变。
查阅资料 配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想 Fe粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想 用pH试纸测得溶液的pH不大于1;向少量溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅 的同时有气泡冒出,说明存在反应A和__________(用离子方程式表示)。
实验小结 猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导 鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计 乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用___________。
【答案】(1)①AD ②0.5500 (2)418(T1-T0)
(3)> -20.9(b-a) kJ·mol-1 或-41.8(c-a) kJ·mol-1
(4)抑制Fe3+水解 将一定量的Cu粉加入一定浓度和一定体积的溶液中反应,测量反应热,求出反应的焓变,再根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为。
(5)燃料燃烧;铝热反应焊接铁轨等。
【详解】
(1)①上述滴定操作用碱式滴定管测定,用锥形瓶盛装盐酸,故用到的仪器有AD。
②由c1v1=c2v2, 该盐酸浓度为(0.5000 mol·L-1 ×22.00mL)/20.00mL=0.5500 mol·L-1。
(2)放出的热量Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×(50+50)mL×(T1-T0)=418(T1-T0) J
(3)①0.20 mol·L-1 CuSO4溶液100mL,n(CuSO4)=0.02mol,1.20 g Fe粉为0.0214mol,而0.56 g Fe粉为0.01mol,故反应i中CuSO4全部反应,而反应ii CuSO4只反应0.01mol,故温度:b>c。
②用i组:Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(b-a)=418(b-a) J 参与反应为0.02mol,则
△H = - 418(b-a) J ×50 mol-1 =-20.9(b-a) kJ·mol-1;或用ii组:Q=cρV总·△T=4.18J·g-1·℃-1×1.0g·mL-1×100 mL×(c-a)=418(c-a) J 参与反应为0.01mol,则△H = - 418(b-a) J ×100 mol-1 =-41.8(c-a) kJ·mol-1
(4)由于Fe3+会发生水解,加酸的目的是抑制Fe3+水解。有气泡冒出,说明存在
可根据盖斯定律,设计出实验过程中无气体生成的实验方案,如:将一定量的Cu粉加入一定浓度和一定体积的溶液中反应,测量反应热,求出反应的焓变,再根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为。
(5)化学能可转化为热能,如燃料燃烧;铝热反应焊接铁轨等。
3.(2022·广东高考真题)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。
(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
序号
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ
移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
【答案】(1)5.0 (2)C
(3) 3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1
(4) 0.1104
(5)另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
【解析】
(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故答案为:5.0。
(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;
B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;
C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;
D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误;
综上所述,正确的是C项。
(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00,故答案为:3.00;33.00。
②实验I所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1。
(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为:0.1104。
(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:
。
(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠,使溶液中n(NaAc)=n(HAc),故答案为:另取20.00mlHAc,加入mL氢氧化钠。
(6)
不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂,H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途,故答案为:HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)。
4. (2021·广东高考真题) 含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。
(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_______。
(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。
(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。
(4)某合作学习小组进行以下实验探究。
①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。
②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。
③提出猜想。
猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。
猜想b:在水中的溶解度。
④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
1
Ⅰ:25℃的饱和溶液
25
2
Ⅱ:35℃的饱和溶液
35
3
Ⅲ:45℃的饱和溶液
45
⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中,_______。
实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有_______。
⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。
实验序号
试样
测试温度/℃
电导率/
4
Ⅰ
_______
B1
5
_______
_______
B2
⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。
【答案】 (1) MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O (2) c-d-b-a-e (3) HClO 向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl- (4)⑤ 1.3410-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 ⑥45℃ ⑧ II ⑨ 45℃ ⑦ A3>B2>B1
【解析】
(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;
(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法为向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;
(4)⑤25℃时,,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的溶液中,所以有==1.3410-5;
实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.3410-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;
⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比较。故答案为:45℃;II;45℃;
⑦猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。
5. (2024·广州一模)完成下列问题。
(1)室温下,甲同学取相同体积的H2O2和HI溶液混合,探究浓度对反应速率的影响,实验记录如下:
实验编号
1
2
3
4
5
从混合到出现棕黄色时间
13
①该反应的化学方程式为_______。
②通过分析比较上表数据,得到的结论是_______。
(2)乙同学用替代进行上述实验,未观察到溶液变为棕黄色,推测原因是酸性对氧化性有影响,乙同学提出猜测并进行如下探究。
提出猜想:其他条件相同时,酸性越强,氧化剂的氧化性越强。
查阅资料:原电池中负极反应一定时,正极氧化剂的氧化性越强,则两极之间电压越高。
设计实验、验证猜想:利用如图装置进行下表实验1~4,记录数据。
序号
溶液
电压表读数
1
溶液、3滴稀
2
溶液、3滴浓
3
溶液、3滴稀
4
溶液、3滴浓
①实验1和2中正极的电极反应式为_______。
②由实验1和2可知,酸性越强,的氧化性越强,做出该判断的依据是_______。
③测得,说明酸性对的氧化性几乎无影响,解释原因:_______。
实验结论:若氧化剂被还原时有参加反应,酸性越强,氧化剂的氧化性越强;若氧化剂被还原时没有参加反应,酸性对氧化剂的氧化性几乎没有影响。
迁移拓展:综合上述探究结果,丙同学进一步提出猜想,其他条件相同时,氧化剂浓度越大,其氧化性越强。
(3)结合乙同学的实验2,丙同学补充进行实验5,验证猜想成立,完成下表中的内容:
序号
溶液a
电压表读数
5
_______
猜想成立的依据是:_______。
【答案】(1) ① H2O2+2HI=I2+2H2O ② 其他条件相同时,增大H2O2或HI浓度,反应速率加快
(2) ① MnO+5e—+8H+=Mn2++4H2O ② U2>U1 ③ Fe3+被还原时无H+参与反应
(3) ① 10mL0.2mol/LKMnO4溶液、3滴浓H2SO4 ② U5>U2
【解析】
【分析】该实验的实验目的是探究浓度对反应速率的影响,针对实验现象出现的差异提出猜测,并通过查阅资料、设计实验验证猜测,经实验探究得出若氧化剂被还原时有氢离子参加反应,酸性越强,氧化剂的氧化性越强;若氧化剂被还原时没有氢离子参加反应,酸性对氧化剂的氧化性几乎没有影响;其他条件相同时,氧化剂浓度越大,其氧化性越强的实验结论。
【小问1详解】
①过氧化氢溶液与氢碘酸反应生成碘和水,反应的化学方程式为H2O2+2HI=I2+2H2O,故答案为:H2O2+2HI=I2+2H2O;
②由实验1、2、3可知,氢碘酸浓度不变时,增大过氧化氢溶液的浓度,从混合到出现棕黄色时间减少,反应速率加快,由实验1、4、5可知,过氧化氢溶液浓度不变时,增大氢碘酸溶液的浓度,从混合到出现棕黄色时间减少,反应速率加快,由实验现象可知,其他条件相同时,增大反应物过氧化氢或氢碘酸浓度,反应速率加快,故答案为:其他条件相同时,增大H2O2或HI浓度,反应速率加快;
【小问2详解】
①由题意可知,实验1和2中左侧银/氯化银电极为原电池的负极,氯离子作用下银失去电子发生氧化反应生成氯化银,右侧铂电极为正极,酸性条件下高锰酸根离子在正极得到电子发生还原反应生成锰离子和水,电极反应式为MnO+5e—+8H+=Mn2++4H2O,故答案为:MnO+5e—+8H+=Mn2++4H2O;
②由实验1和2可知,实验2的电压表读数大于实验1,说明溶液酸性越强,高锰酸钾的氧化性越强,反应速率越快,外电路中电流强度越大,故答案为:U2>U1;
③实验3和4中左侧银/氯化银电极为原电池的负极,氯离子作用下银失去电子发生氧化反应生成氯化银,右侧铂电极为正极,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe3++e—= Fe2+,铁离子被还原时无氢离子参与,所以酸性对氯化铁的氧化性几乎无影响,测得电压表读数完全相同,故答案为:Fe3+被还原时无H+参与反应;
【小问3详解】
由题意可知,实验5的实验目的是探究其他条件相同时,氧化剂浓度越大,氧化剂的氧化性越强,由探究实验变量唯一化原则可知,在实验2的基础上,实验5应在其他条件相同时,增大高锰酸钾溶液的浓度探究氧化性强弱的变化,则右侧溶液应为10mL0.2mol/LKMnO4溶液、3滴浓H2SO4,实验5电压表读数大于实验2证明猜想成立,故答案为:10mL0.2mol/LKMnO4溶液、3滴浓H2SO4;U5>U2。
6. (2024·广州二模)水的净化方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等。
(1)实验室模拟蒸馏法淡化海水,需要用到的仪器有______。
(2)实验室可用离子交换法除去水中的杂质离子。如图所示,将某天然水(主要含、、、、、)依次通过阳离子交换树脂HA和阴离子交换树脂BOH,发生的反应可表示为:
①取ⅰ处流出液,其中主要含有的离子有______。
②工作一段时间后,离子交换树脂失去交换能力。证明阴离子交换树脂已失去交换能力的操作及现象是:取ⅱ处流出液,加入______(填试剂),观察到______(填实验现象)。
(3)某小组使用离子交换法测定的溶度积常数,实验方案如下:
步骤
实验操作
Ⅰ
往固体加入蒸馏水,过滤,得到饱和溶液。
Ⅱ
将25.00mL 饱和溶液分批通过阳离子交换树脂HA,得到流出液。
Ⅲ
用蒸馏水洗涤阳离子交换树脂至流出液呈中性。
Ⅳ
合并步骤Ⅱ和Ⅲ中的流出液,……,计算得到H的物质的量为a mol。
①步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为______。
②将步骤Ⅳ的实验方案补充完整:______。
③的______(写出含a的计算式)。
④若省略步骤Ⅲ,測得的______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)BE (2) ①H+、NO、Cl-、SO ②氯化钡溶液或硝酸银溶液 ③生成白色沉淀
(3) ① Pb2+(aq)+2HA(s)PbA2(s)+2H+(aq) ②用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积 ③. ④偏小
【解析】
【分析】用离子交换法去除水中杂质离子,其原理是利用阴阳离子交换,达到实验目的,同时利用其原理可以计算溶度积,利用H+物质的量计算出Pb2+,根据PbI2组成,计算出I-物质的量,从而计算出溶度积,据此分析;
【小问1详解】
蒸馏法淡化海水,需要用到的仪器是酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶等,根据题中所给仪器,需要的仪器是BE;故答案为BE;
【小问2详解】
阳离子交换树脂只交换阳离子,对阴离子无影响,天然水通过阳离子交换树脂,将金属阳离子转化成H+,因此取i处流出液,含有的离子有H+、NO、Cl-、SO,故答案为H+、NO、Cl-、SO;
如果阴离子交换树脂失去交换能力,ii处流出液中含有NO、Cl-、SO,需要检验Cl-或SO,因此加入的试剂为氯化钡溶液或硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明已失去交换能力,故答案为氯化钡溶液或硝酸银溶液;生成白色沉淀;
【小问3详解】
①步骤Ⅱ进行阳离子交换,发生Pb2+(aq)+2HA(s) PbA2(s)+2H+(aq),故答案为Pb2+(aq)+2HA(s) PbA2(s)+2H+(aq);
②步骤Ⅳ得到H+物质的量,补充方案是测定H+,可以用中和滴定也可以测定溶液的pH,因此实验方案是用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积;故答案为用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积;
③根据①计算出饱和溶液n(Pb2+)=n(H+)=mol,依据PbI2,n(I-)=amol,以溶度积的定义,得出Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)==,故答案为;
④步骤Ⅲ是将清洗附着在阳离子交换树脂上的H+,与步骤Ⅱ中的流出液合并,降低对实验结果的影响,如果省略步骤Ⅲ,H+物质的量减少,导致Pb2+、I-物质的量减少,测的PbI2溶度积偏小,故答案为偏小。
7. (2024·深圳一模)实验室利用以铜为电极电解稀溶液的方法测定的值。
Ⅰ.电解液的配制:
(1)将 溶液配制为 溶液。
①量取浓时,适宜的量筒规格为________(填标号)。
A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL
②配制溶液时,进行如下操作:
溶解→冷却→操作ⅰ→洗涤→注入一混匀→定容→操作ⅱ→装瓶贴标签
下图________、________(填标号)所示操作依次为操作ⅰ、操作ⅱ。
Ⅱ.值的测定:通过测定阳极铜片质量的变化量和通过电路的电量,结合两者之间的关系进行计算(已知:一个电子的电量为,)。
(2)在20℃、101 kPa下,电流为0.2 A,以精铜片为电极,电解溶液,10 min后关闭电源。观察和测量结果如下:
a.阳极上有少量气泡产生,且铜片质量减少;
b.阴极上有大量气泡产生;
c.电解质溶液变蓝。
①为准确测量,电解前需将已除去油污的铜片________,并用蒸馏水洗净擦干后再称重。
②经检验,阳极上产生气体为,电极反应为________;该副反应的发生,可能导致的测定值比其理论值________(填“偏大”或“偏小”)。
(3)为避免阳极副反应的发生,探究实验条件的影响。
查阅资料:电解过程中,电解电压低将导致反应速率慢,电压高则易引发电极副反应。电流强度相同时,电压与电解质溶液的浓度成反比。
提出猜想:猜想ⅰ:电流强度越大,越容易引发电极副反应。
猜想ⅱ:硫酸浓度越低,越容易引发电极副反应。
进行实验:其他条件相同时,进行如下表实验,利用电流传感器测定通过电路的电量,并测算3 min内阳极铜片质量的减少量。
实验编号
理论电流
实测电量
溶液的体积
蒸馏水的体积
阳极铜片减少的质量
1
0.1
18.33
0
0.0060
2
0.1
18.34
20
180
0.0055
3
0.2
36.70
0.0095
4
0.3
55.02
20
180
0.0130
①根据表中信息,补充数据:________,________。
②由实验2、3和4可知,猜想ⅰ成立,结合表中数据,给出判断理由:________。
③根据实验1~4相关数据,由实验________(填实验编号)测算的值误差最小。
实验结论:
④根据最优实验条件的数据计算,________(已知:)。
【答案】(1) ① B ② b ③ d
(2) ①砂纸打磨或稀硫酸浸泡 ②2H2O—4e—=O2↑+4H+ ③偏大
(3) ①200 ②20 ③实验3相比实验2,电流强度增大2倍,阳极铜片质量减小量小于2倍;实验4相比实验3,电流强度增大1.5倍,阳极铜片质量减小量小于1.5倍 ④1 ⑤6.11×1023
【解析】
【分析】该实验的实验目的是以铜为电极的电解池电解稀硫酸溶液的方法测定阿伏加德罗的值。
【小问1详解】
①由稀释定律可知,配制为250mL1.0mol/L硫酸溶液需要18mol/L浓硫酸溶液的体积为×103mL/L≈13.9mL,则量取浓硫酸的量筒规格为25mL,故选B;
②配制250mL1.0mol/L硫酸溶液的操作步骤为溶解→冷却→移液→洗涤→注入一混匀→定容→摇匀→装瓶贴标签,由图可知,题给装置的操作分别为溶解、移液、注入、摇匀、混匀、定容,则操作ⅰ、操作ⅱ分别为b、d,故答案为:b;d;
【小问2详解】
①铜片表面形成的碱式碳酸铜会影响铜片质量的测定,所以为准确测量,电解前需将已除去油污的铜片砂纸打磨或稀硫酸浸泡除去碱式碳酸铜,并用蒸馏水洗净擦干后再称重,故答案为:砂纸打磨或稀硫酸浸泡;
②由电解规律可知,电解时,铜会在阳极失去电子发生氧化反应生成铜离子,阳极上产生氧气说明水分子在阳极失去电子发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为2H2O—4e—=O2↑+4H+,由电量Q=n(e—)NAq可知,氧气生成会使得实验测得电量偏高,而铜失去电子数目偏小,所以副反应发生可能导致阿伏加德罗常数的测定值比其理论值偏大,故答案为:2H2O—4e—=O2↑+4H+;偏大;
【小问3详解】
①由表格数据可知,实验1和2探究副反应与硫酸浓度的关系、实验2、3和4探究理论电量与副反应的关系,由探究实验变量唯一化原则可知,实验中溶液的总体积应保持不变,实验3中稀硫酸和蒸馏水的体积与实验2相同,则a为200、b为20、c为180,故答案为:200;20;
②由表格数据可知,实验3中理论电流是实验2的2倍,而实测电量36.70>18.34×2,阳极铜片减少的质量0.0095<0.0055×2;实验4理论电流是实验2的1.5倍,而实测电量55.02>36.70×1.5,阳极铜片减少的质量0.0130<0.0095×1.5,说明其他条件相同时电流强度越大,越容易引发电极副反应,证明猜想ⅰ成立,故答案为:实验3相比实验2,电流强度增大2倍,阳极铜片质量减小量小于2倍;实验4相比实验3,电流强度增大1.5倍,阳极铜片质量减小量小于1.5倍;
③由题给信息可知,电解过程中,电解电压低将导致反应速率慢,电压高则易引发电极副反应;电流强度相同时,电压与电解质溶液的浓度成反比,所以实验中应选择较高浓度的硫酸溶液、低电流的实验条件,则由表格数据可知,由实验1测算的阿伏加德罗常数的值误差最小,故答案为:1;
④由实验1数据可知,阿伏加德罗常数NA==6.11×1023 mol—1,故答案为:6.11×1023。
8. (2024·深圳二模)用途广泛。某实验小组同学围绕开展如下实验活动。
.配制溶液
(1)配制的溶液,需要称量固体的质量为___________。
(2)上述配制溶液的过程中,用到的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还有___________(填标号)。
.实验探究
探究温度对溶液的影响,进行如下实验(不考虑水的挥发)。
实验序号
操作
测试温度
1
采用水浴加热,将溶液从持续升温至,每隔测量并记录溶液
(3)溶液显碱性的原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)实验1中测得,可知当时,溶液的随温度升高而减小,这主要是改变与水解平衡移动共同作用的结果,其中___________发挥主导作用。实验1中测得,且当时,实验过程中观察到有气泡产生。
(5)针对(4)中实验现象,小组同学继续开展探究。
查阅资料:溶液中存在平衡:2HCO3- CO2 + H2O + CO32-
提出猜想:对于溶液,当时,该反应进行程度很小;当时,该反应进行程度明显增大。
实验验证:该小组同学设计如下方案进行实验,进一步验证猜想。补充表格内容。
实验序号
操作
测试温度
2
采用水浴加热,①___________,然后冷却至,并记录溶液
3
采用水浴加热,将溶液从升温至,然后冷却至,并记录溶液
实验结论:②根据实验1~3的结果,小组同学认为猜想成立,其判断依据是___________。
拓展总结:③溶液中存在的自偶电离平衡:2HCO3- H2CO3 + CO32- ,时,自偶电离的平衡常数为___________[保留两位有效数字;已知:时,]。当温度升高时,更易分解,从体系逸出,促进了在溶液中的分解。
(6)写出在生产或生活中的一种应用___________。
【答案】(1)4.2g (2)BD (3)H2O+ HCO3- H2CO3 + OH- (4)改变
(5) ①将溶液从升温至 ②(或;或) ③
(6)治疗胃酸过多、用于制作膨松剂等
【解析】
【小问1详解】
配制的溶液,需要称量固体的质量为=4.2g;
【小问2详解】
配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶等,用到的仪器:烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、500mL容量瓶,缺少的玻璃仪器为:500mL容量瓶和烧杯,答案为BD;
【小问3详解】
碳酸氢根水解导致碳酸氢钠溶液显碱性,离子方程式为:H2O+ HCO3- H2CO3 + OH-;
【小问4详解】
当时,溶液的随温度升高而减小;而升高温度,Kw增大,使c(H+)增大,pH减小;温度升高,水解平衡向右移动,使c(OH-)增大,pH增大,而溶液的随温度升高而减小,说明Kw的改变发挥了主要作用;
【小问5详解】
实验2和实验3要验证提出的猜想,需要将溶液升高到及以上,再降低到室温,比较pH的变化,如果pH升高说明发生了2HCO3- CO2 + H2O + CO32-
,根据实验3的操作,实验2的操作为:采用水浴加热,将溶液从升温至,然后冷却至,记录pH,如果在时,升高温度反应2HCO3- CO2 + H2O + CO32-
的程度明显增大,则实验3的pH会比实验2大,而实验2的pH与A1接近,即;
根据碳酸氢根的自偶电离方程式:,自偶电离平衡常数K=;Ka1=,Ka2=,,即自偶电离平衡常数K==;
【小问6详解】
NaHCO3在生产或生活中可用于治疗胃酸过多、制作膨松剂等;
9. (2024·佛山一模)碘是生物必需的一种微量元素,海带、海藻等食物含碘量最为丰富.某小组通过实验提取并测定干海带中碘的含量.回答下列问题:
Ⅰ.从海带中提取碘.该小组同学按如图实验流程进行实验:
(1)步骤i中需要用到含硅酸盐材质的仪器有______(填仪器名称)。
(2)步骤iii中双氧水的作用是______(用离子方程式表示)。
Ⅱ.滴定法测海带中碘的含量。
用滴定的水溶液,淀粉溶液作指示剂。原理为:,
(3)用酸式滴定管量取的水溶液时常需要排出气泡,操作是__________。
(4)小组同学进行了实验测定,在滴定终点附近,反复变回蓝色,一直测不到终点。
①提出猜想
猜想1:碘离子被______氧化;
猜想2:碘离子被步骤iii中过量的氧化;
②验证猜想
序号
实验操作
实验现象
结论
1
取少量原海带浸出液,加入硫酸酸化,再滴加几滴淀粉溶液,鼓入空气
待测液始终保持无色
猜想1不成立
2
将2mLKI溶液、2滴溶液、2滴淀粉溶液和1滴溶液混合配制待测液,用溶液滴定
______
猜想2不成立
③查阅资料 小组同学认为可能是反应速率不同造成的,氧化的速率______(填“快于”或“慢于”)还原的速率,导致待测液反复变为蓝色。
④优化设计 鉴于反应终点无法到达的问题,请提出合理的修正方案____________。
⑤完成实验 小组同学修正方案后,取5.000 g干海带进行测定,消耗15.75 mL 溶液,则干海带中碘的含量为______mg/g(保留2位有效数字)。
【答案】(1)坩埚、三脚架、泥三角
(2)
(3)将酸式滴定管稍稍倾斜,迅速打开活塞,气泡随溶液的流出而被排出
(4) ①. 空气中氧气 ②. 待测溶液变无色后反复变回蓝色 ③. 慢于 ④. 将待测液加热煮沸使得过氧化氢完全分解或将待测液静置足够长时间 ⑤. 40
【解析】
【分析】海带灼烧后水浸分离出浸出液,加入稀硫酸和过氧化氢,将碘离子氧化为碘单质;
【小问1详解】
灼烧需要使用坩埚、三脚架、泥三角;
【小问2详解】
步骤iii中双氧水的作用是将碘离子氧化为碘单质,;
【小问3详解】
酸式滴定管量取的水溶液时常需要排出气泡,操作:将酸式滴定管稍稍倾斜,迅速打开活塞,气泡随溶液的流出而被排出;
【小问4详解】
①空气中氧气具有氧化性,由实验操作1可知,猜想1为碘离子被空气中氧气氧化;
猜想2为碘离子被步骤iii中过量的氧化,实验操作2中滴入1滴溶液,通过实验操作2说明猜想2不成立,则操作2中的实验现象为:待测溶液变无色后反复变回蓝色;
③查阅资料 小组同学认为可能是反应速率不同造成的,碘单质能使淀粉变为蓝色,溶液变蓝色说明生成碘单质的反应速率较慢,故氧化的速率慢于还原的速率,导致待测液反复变为蓝色。
④由分析可知,应该除去待测液中的过氧化氢,故合理的修正方案为:将待测液加热煮沸使得过氧化氢完全分解或将待测液静置足够长时间;
⑤原理为:,则干海带中碘的含量为。
10. (2024·佛山二模)某合作学习小组将铜片放进氯化铁溶液中,观察到溶液呈无色,产生红褐色固体,铜片表面有白色物质。
Ⅰ.探究红褐色固体成分
(1)过滤得到红褐色固体,所需的仪器有___________(填标号)。
(2)①取少量红褐色固体加盐酸溶解,滴加___________溶液,溶液变血红色,证明是氢氧化铁。
②产生氢氧化铁的原因可能是___________(用化学方程式表示)。
Ⅱ.查阅资料:CuCl是白色难溶物
(3)探究产生白色物质的原因。设计实验方案如下:
实验
铜粉/g
/g
蒸馏水/mL
实验现象
1
0.1
1.8
2
棕黄色溶液变为墨绿色
2
0.5
1.8
2
棕黄色溶液变为白色浊液
①由以上实验可知,产生白色物质条件是___________。
②实验2生成白色物质的化学方程式为:___________。
③请你从氧化还原反应规律角度分析实验1中未产生白色物质的原因___________。
(4)以石墨为电极电解溶液,发现在石墨上析出的铜在切断电源后消失。从电化学角度进行分析,铜消失的原因为___________。
(5)基于上述分析,用溶液腐蚀覆铜板效果不理想。查阅资料:工业上常用CuCl2、KCl、盐酸混合物腐蚀覆铜板,原理为:Cu2+ + Cu +4Cl- 2[CuCl2]-
①基态的价电子轨道表示式为___________。
②KCl的作用是___________。
(6)氧化还原反应的应用十分广泛。写出一种氧化剂在生活中的应用___________。
【答案】(1)BC (2)①KSCN ②FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H2O或
(3)①铜粉过量② ③ 氧化性强于,过量时,Cu不与反应
(4)析出的铜单质、石墨和氯化铜溶液形成原电池,铜作负极被氧化溶解
(5) ①. ② 提供配体,促使平衡Cu2+ + Cu +4Cl- 2[CuCl2]-正向移动
(6)过氧化氢或次氯酸钠用于杀菌消毒
【解析】
【分析】铜与氯化铁反应生成氢氧化铁,可用酸溶解后加入硫氰化钾溶液进行检验,氯化亚铜与过量的铜反应可生成白色固体氯化亚铜,通过对比实验的铜的用量的控制可进行验证。
【小问1详解】
将固体与液体分离需进行过滤,过滤需要的仪器有:玻璃棒、漏斗和烧杯,故选BC;
【小问2详解】
①若红色固体为氢氧化铁,加盐酸溶解,溶液中含,可用溶液进行检验,若溶液变红,即可证明;
②产生氢氧化铁的原因可能是Fe3+在溶液中水解可形成氢氧化铁,化学方程式:FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H2O,也可能是氢氧化亚铁被空气氧化为氢氧化铁,化学方程式为:;
【小问3详解】
①对比实验中铜的用量可知,产生氯化亚铜的条件是铜粉过量;
②生成白色物质氯化亚铜的化学方程式为:;
③氧化性较强,过量时将Cu全部氧化为,而氧化性弱于,Fe3+过量时,Cu不与Cu2+反应,则实验1中未产生白色物质的原因为:Fe3+氧化性强于Cu2+,Fe3+过量时,Cu不与Cu2+反应;
【小问4详解】
以石墨为电极电解溶液,阴极有铜单质析出,断电后析出的铜单质、石墨和氯化铜溶液形成原电池,铜作负极发生失电子的氧化反应被溶解;
【小问5详解】
①Cu原子序数29,基态的价电子轨道表示式:;
②KCl的作用:提供配体,促使平衡Cu2+ + Cu +4Cl- 2[CuCl2]-正向移动;
【小问6详解】
过氧化氢或次氯酸钠用于杀菌消毒。
11.(2024·肇庆二模)二氧化硫是重要的化工原料。某实验小组欲制备SO2并探究其相关反应。
Ⅰ.SO2的制备
(1)实验小组以亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,并要求能够控制反应速率,下列可选用的仪器是 (填标号)。
Ⅱ.SO2与FeCl3溶液相关反应的探究
实验事实:小组同学向1mL0.5mol/LFeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液先变成红色,静置5min后溶液红色变浅,慢慢变为黄色,静置9h后溶液变为绿色。
提出问题:溶液变为红色与什么微粒有关?
查阅资料:①Fe3+易与阴离子形成配合物,且Fe(Ⅲ)配合物常呈现特殊颜色。
②SO2溶液中,存在的含有硫元素的微粒有SO2、H2SO3、和。
提出猜想:a.溶液变为红色与有关;
b.溶液变为红色与有关。
实验验证:为验证猜想,小组同学做了如下实验。
实验
实验操作
实验现象
①
取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入3mL1mol/LNa2SO3溶液,观察5min内的颜色变化
溶液变为红色
②
取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入___________溶液,观察5min内的颜色变化
溶液变为红色
(2)完成表格:实验②中加入 溶液。
上述两个实验中溶液都变为红色,因此无法得出实验结论。
进一步验证:为进一步验证猜想,小组同学配制系列溶液并测量其吸光度,绘制出右图曲线。
测量溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+amL1mol/LNa2SO3溶液+bmL1mol/LNaHSO3溶液
参比溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+0.5mL1mol/LNa2SO3溶液+7mL蒸馏水
图中A、B、C三点对应加入各试剂的体积如表所示。
点
1mol/LFeCl3/mL
1mol/LNa2SO3/mL
1mol/LNaHSO3/mL
A
0.5
4.0
0.0
B
a
b
C
0.0
4.0
说明:①已知吸光度大小与溶液中红色物质浓度成正比。②参比溶液的作用是空白对照,设定参比溶液的吸光度为0。
(3)补充上表中数值,其中a= ,b= 。
实验结论
(4)根据以上实验,可以推测:溶液变为红色与 (填离子符号)有关。
拓展探究
将静置9h后变为绿色的溶液分为两份,向其中一份溶液中滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成;向另一份溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。
(5)①写出溶液变为绿色所发生氧化还原反应的离子方程式: 。
②试从平衡移动的角度,分析溶液红色变浅直至消失的原因: 。
(6)写出二氧化硫在生产生活中的一种应用: 。
【答案】(1)a (2)3mL 1mol/LNaHSO3 (3) 2.4 1.6 (4)
(5) 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+ 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中H+浓度增大,+H+ 平衡正向移动,浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失)
(6)制食品添加剂
【分析】亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,选用装置a为制备装置,用控制变量的方式,探究SO2与FeCl3溶液的反应,小组同学向1mL0.5mol/LFeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液变成红色,静置5min后,溶液的颜色从红色慢慢变回黄色,静置9h后,溶液慢慢由黄色变为浅绿色,表明溶液中发生一系列变化,通过实验可确定先发生配位反应,后发生氧化还原反应。
【详解】(1)亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,反应无需加热,装置d错误,亚硫酸钠(Na2SO3)为粉末状,不能用启普发生器,装置c错误,装置b不能控制反应速率,装置b错误,故选装置a;
(2)为控制变量,实验②中应加入3mL 1mol/LNaHSO3溶液;
(3)由图可知,B点,即b=0.4×4.0=1.6,a=4.0-1.6=2.4;
(4)由图可知,越大,吸光度越低,红色物质浓度越低,推测溶液变红色与有关;
(5)①滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,即溶液中存在Fe2+,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,即溶液中存在,反应离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;
②2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中H+浓度增大,+H+ 平衡正向移动,浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失);
(6)二氧化硫具有抗氧化、消毒杀菌的作用,在生产生活中可用与制食品添加剂。
12. (2024·江门一模)某化学兴趣小组模拟工业上用纯碱溶液与制备,并探究产品的性质和纯度。
已知:25℃时,的电离常数:,;
的电离常数:,;
的溶度积常数:。
Ⅰ.性质探究
(1)若用与盐酸反应制备干燥时,净化、收集和尾气处理所需装置的接口连接顺序为______,其中饱和溶液中发生反应的离子方程式为______。
(2)该小组同学用试管取2mL0.5mol/L溶液,逐滴加入2mL0.5mol/L溶液,振荡,溶液由黄色变为红褐色,未观察到气体和沉淀生成。
①甲同学认为发生了相互促进的水解反应,生成了胶体,用激光笔照射试管,预期的现象为______。
②若上述水解过程存在反应:Fe3++3SO32- + 3H2O Fe(OH)3(胶体)+ 3HSO3-,则25℃时该反应的化学平衡常数K=______(代入数据列出计算式)。
③乙同学认为可能同时发生反应:,并设计实验验证:取少量用蒸馏水稀释后的反应液于试管中,再滴加______溶液,观察现象。
A.KSCN B. C. D.
Ⅱ.含量探究
(3)已知所得产物含有少量(无其他杂质),25℃时相同质量的和分别溶于等量的水后,体积基本相同。
①25℃时质量分数相同的两种溶液,溶液的pH______溶液。
A.大于 B.小于 C.等于 D.无法判断
②丙同学设计实验探究实验产品是否符合化工行业标准。
查阅资料 合格品的行业标准是质量分数高于93%。
提出假设 实验产品中质量分数高于93%。
实验方案 常温下完成下述实验:
步骤1:用100.0mL水溶解0.7g和9.3g,测得;
步骤2:______,测得;
数据分析:a______b(填“>”、“<”或“=”)。
实验结论 假设成立。
【答案】(1) ①cdabefg ②
(2) ① 混合物中出现一条明亮的光路 ② ③ C
(3) ① A ② 用100.0mL水溶解10.0g实验产品 ③ >
【解析】
【分析】与盐酸反应生成二氧化硫,通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发的氯化氢,通过浓硫酸干燥,使用向上排空气法收集二氧化硫,尾气使用碱液吸收,防止污染;
【小问1详解】
与盐酸反应生成二氧化硫,通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发的氯化氢,通过浓硫酸干燥,使用向上排空气法收集二氧化硫,尾气使用碱液吸收,防止污染;故装置的接口连接顺序为cdabefg,其中饱和溶液HCl反应生成亚硫酸钠和水、二氧化硫气体,发生反应的离子方程式为;
【小问2详解】
①光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应;甲同学认为发生了相互促进的水解反应,生成了胶体,用激光笔照射试管,则预期的现象为:混合物中出现一条明亮的光路。
②若上述水解过程存在反应:Fe3++3SO32- + 3H2O Fe(OH)3(胶体)+ 3HSO3-,则25℃时该反应的化学平衡常数。
③A.KSCN只能检验铁离子,不能检验亚铁离子,错误;
B.和亚硫酸根离子、亚铁离子都会发生氧化还原反应,错误;
C.亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀:;故检验亚铁离子的方法可以为:取少量溶液,加入K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,说明存在亚铁离子;正确;
D.和亚硫酸根离子、硫酸根离子均会生成沉淀,错误;
故选C;
【小问3详解】
①由题干可知,碳酸酸性弱于亚硫酸,则25℃时质量分数相同的两种溶液,溶液的水解程度大于溶液,故溶液的碱性更强,pH值更大,故选A;
②假设实验产品中质量分数高于93%,步骤1测定合格品的pH,若含量高于93%,结合①分析可知,样品的碱性应该小于a,故步骤2需进行对比实验:用100.0mL水溶解10.0g实验产品,测得,若a>b,则含量高于93%,假设成立。
13.(2024·汕头一模) Ⅰ.又称臭碱、硫化碱,实验室拟用以下方案研究的性质。
(1)用离子方程式说明溶液呈碱性的原因________。
(2)向的酸性溶液(pH=0)中滴加10滴同浓度的溶液,观察到溶液紫色变浅(pH>1),生成棕褐色沉淀(),说明具有还原性。有同学预测该反应中转化为,该预测________(填“正确”或“不正确”),原因是________。
Ⅱ.探究向溶液中滴加溶液的反应本质。
反应原理预测:发生氧化还原反应或发生完全双水解反应
已知:单质硫在酒精中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大
(3)根据试管a中的“局部产生红褐色沉淀”现象,推测与局部发生强烈双水解反应,生成和________(填化学式)。
(4)推测c中的沉淀为,根据b到c的实验现象,推测红褐色消失发生的离子方程式为________。
(5)取c中黑色固体,洗净后分别置于两支试管i、ii中进行如下实验:
序号
实验步骤
现象
i
加入过量稀盐酸,充分振荡
黑色沉淀完全溶解,溶液出现淡黄色浑浊,放出少量臭鸡蛋味道气体
ii
向试管中加入________,振荡、静置,取上层清液少许加入蒸馏水中
未见淡黄色浑浊出现
试管i中涉及的化学反应方程式为________,试管ii中加入的试剂为________,结合试管i、ii现象,推测黑色固体中________(填“含有”或“不含有”)FeS,原因是________。
【答案】(1)
(2) ① 不正确 ②. 溶液紫色变浅,并未完全褪色,说明KMnO4过量,会被氧化成;
(3)H2S (4)
(5) ①. ②. 无水乙醇 ③. 不含有 ④. ii中未产生S,说明生成黑色固体时未有化合价变化,无法产生Fe2+,故无法产生FeS。
【解析】
【分析】盐溶液呈现酸性或碱性的原因是其中的弱酸阴离子或弱碱阳离子发生水解,强碱弱酸盐与强酸弱碱盐在水溶液中会发生双水解,生成沉淀或气体;沉淀在溶液中是可以转化的,溶度积较小的沉淀可以转化成溶度积更小的沉淀。
【小问1详解】
Na2S是强碱弱酸盐,S2-在溶液中发生水解使溶液呈碱性,水解离子方程式是:
【小问2详解】
由题可知溶液只是紫色变浅,并未完全褪色,说明KMnO4过量,会被氧化成;因此这个预测不正确;
【小问3详解】
Fe3+ 与S2-发生双水解:,因此生成物是Fe(OH)3和H2S;
【小问4详解】
b中的红褐色沉淀是Fe(OH)3,c中的黑色沉淀是Fe2S3,由溶度积常数可知,Fe2S3的溶解度小于Fe(OH)3的溶解度,会发生反应:,使Fe(OH)3沉淀转换成Fe2S3,因此红褐色消失;
【小问5详解】
淡黄色浑浊是S,臭鸡蛋味气体是H2S,即化学方程式为:;由于单质硫在酒精中的溶解度随乙醇质量分数的增大而增大,向试管中加入无水乙醇振荡、静置,取上层清液少许加入蒸馏水中,未见淡黄色浑浊出现,即黑色固体中没有硫, ii中未产生S,说明生成黑色固体时未有化合价变化,无法产生Fe2+,故无法产生FeS。
14. (2024·汕头二模)某科学小组进行浓硫酸性质的相关实验如下:
(1)Cu与浓硫酸加热条件下反应装置如图:
①Cu与浓硫酸反应的化学方程式为______;
②U型管中品红试纸的作用为______,蓝色石蕊试纸出现的现象为______。
(2)实验(1)反应完成后,试管中看到大量白色固体生成,初步推测是因为浓硫酸吸水产生水合硫酸,导致分散系中水的量减少,生成的较难溶解在水中,以白色固体析出。设计实验进一步探究浓硫酸吸水性实验如下:
①室温下,利用如图所示数字化装置进行浓硫酸吸水性的探究实验,测定数据如下表。
质量分数
体积
实验开始时湿度
实验结束时湿度
98%
50mL
a
6.8%
90%
50mL
a
8.9%
85%
50mL
a
10.1%
80%
50mL
a
c
实验结束时湿度:10.1%______c(填“>”、“<”或“=”)
②浓硫酸的吸水性源于其能与水形成一系列较为稳定的化合物,反应方程式如下:
结合①中实验数据和(标准平衡常数)可以判断,硫酸浓度越小吸水倾向______(填“越强”、“越弱”或“无法判断”)。水合的同时硫酸分子间会因共价键极化断裂而发生类似水的自耦电离(),则其电离方程式为______。
(3)硫酸表面饱和蒸汽压中水的分压p(水)可以间接表示水经蒸汽流入硫酸的倾向,如下表所示:
质量分数/%
50
55
60
70
75
80
90
95
p(水)/kPa
1.12
1.04
0.51
0.144
0.055
0.016
①可以写为,请解释呈蓝色的原因是:______。
②根据数据分析,硫酸表面p(水)越小,硫酸的吸水效果______(填“越强”、“越弱”或“无法判断”)。经典观点认为:失水过程为,已知分步失水时水分压p(水)如下
推测若使将加入浓硫酸中,变为白色固体,硫酸质量分数至少大于______。
【答案】(1)① ② 检验生成气体中的 ③ 试纸由蓝色变为红色
(2)① < ② 越弱 ③
(3)①中与形成离子,故晶体显蓝色 ②越强 ③60%
【解析】
【分析】利用浓硫酸与铜共热制备二氧化硫,产生的气体通过品红试纸、酸性高锰酸钾溶液、蓝色石蕊试纸分别检验二氧化硫的漂白性、还原性和酸性氧化物的性质,最后利用干燥管通过氢氧化钠溶液吸收,防止倒吸;
【小问1详解】
①在加热条件下,Cu与浓硫酸发生氧化还原反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,则反应方程式为:;
②二氧化硫具有漂白性能使品红褪色,U型管中品红试纸的作用为检验生成气体中的SO2硫为酸性气体遇石蕊变红,蓝色石蕊试纸出现的现象为试纸由蓝色变为红色;
【小问2详解】
①根据表中数据可知,硫酸浓度越小,实验结束时湿度越大,故10.1%<c,答案为<;
②结合①中实验数据硫酸浓度越小,实验结束时湿度越大,结晶水越多,(标准平衡常数)越小,故可以判断,硫酸浓度越小吸水倾向越弱;
水合的同时硫酸分子间会因共价键极化断裂而发生类似水的自耦电离,则其电离方程式为;
【小问3详解】
①可以写为,中与形成离子,故晶体显蓝色;
②根据表中数据可知,硫酸的质量分数越大,硫酸表面饱和蒸汽压中水的分压p(水)越小,故硫酸表面p(水)越小,硫酸的吸水效果越强;
分压越小吸水越好,要达到白色固体分压最大分压是0.52,0.51吸水效果比0.52好此时是白色固体,硫酸浓度为60%,故推测若使将加入浓硫酸中,变为白色固体,硫酸质量分数至少大于60%。
15. (2024·梅州一模)某小组同学探究铁离子与苯酚反应。
已知:Fe3++6C6H5OH⇌[Fe(C6H5O)6]3−+6H+;为紫色配合物。
(1)配制苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、胶头滴管、玻璃棒、__________。
(2)中,提供空轨道用以形成配位键的微粒是__________,配位数为__________。
(3)探究铁盐种类和pH对苯酚与显色反应的影响。
查阅资料:
ⅰ.对苯酚与的显色反应无影响;
ⅱ.对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与浓度在一定范围内成正比。
提出猜想:猜想1:对苯酚与的显色反应有影响
猜想2:对苯酚与的显色反应有影响
猜想3:对苯酚与的显色反应有影响
进行实验:
常温下,用盐酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的溶液();用硫酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的溶液。取4支试管各加入苯酚溶液,按实验1~4分别再加入0.1mL含的试剂,显色10min后用紫外一可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下,pH改变对水解程度的影响可忽略)。
序号
含的试剂
吸光度
溶液
溶液
1
/
A1
2
/
A2
3
/
A3
4
/
A4
结果讨论:实验结果为
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是__________________。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6,补充下表中试剂M为__________________。(限选试剂:NaCl溶液、溶液、NaCl固体、固体)。
序号
含的试剂
再加入的试剂
吸光度
溶液
溶液
5
/
NaCl固体
A5
6
/
试剂M
A6
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,猜想2成立,且对苯酚与的显色反应起抑制作用,得出此结论的依据是:、A1__________A6(填“>”“<”或者“=”)。
④根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想3成立,且对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是______________________________。
(4)通过以上实验结论分析:与苯酚相比,对羟基苯甲酸()与溶液发生显色反应__________(填“容易”或“更难”)。
(5)实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,请举一例子并说明现象____________。
【答案】(1)100mL容量瓶
(2) ① Fe3+ ② 6
(3) ① 氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子的显色反应也有影响 ② 硫酸钠 ③ > ④ 铁离子与苯酚的显色时,存在反应Fe3++6C6H5OH⇌[Fe(C6H5O)6]3−+6H+,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3−的浓度减小,溶液颜色变浅
(4)更难 (5)Fe3+的检验:在溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为红色
【解析】
【小问1详解】
配制苯酚溶液,需要在100mL容量瓶中进行,除此之外还需烧杯、胶头滴管、玻璃棒等仪器;
【小问2详解】
中,Fe3+提供空轨道,中O提供孤电子对,该离子的配位数为6;
【小问3详解】
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是由实验1、2和实验3、4可知,氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子的显色反应也有影响,无法确定氢离子是否对苯酚与铁离子的显色反应;
②为进一步验证氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子显色反应也有影响,实验5和实验6中改变氯离子或硫酸根的浓度,由表格可知,溶液总体积不变的情况下,实验5加入氯化钠固体改变氯离子的浓度,实验6需要改变硫酸根的浓度,因此加入硫酸钠固体;
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,即说明氯离子对苯酚与铁离子的显色反应没有影响,则A5= A3;猜想2成立,且SO对苯酚与Fe3+的显色反应起抑制作用,则A6<A1;
④根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想3成立,且H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用,铁离子与苯酚的显色时,存在反应Fe3++6C6H5OH⇌[Fe(C6H5O)6]3−+6H+,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3−的浓度减小,溶液颜色变浅。
【小问4详解】
对与苯酚的显色反应有抑制作用,对羟基苯甲酸()中-COOH的电离导致溶液中c(H+)增大,抑制酚羟基的电离,所以与苯酚相比,对羟基苯甲酸与溶液发生显色反应更难;
【小问5详解】
实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,如与SCN-形成配合物,可用于的检验,即在含的溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为红色。
16. (2024·梅州二模)电解原理具有广泛的应用。某实验小组按照课本内容进行电解溶液实验。
(1)溶液配制:
①实验室在配制溶液时需加入少许盐酸,目的是___________;氯化铜溶液中存在: ,加热盛有溶液的试管,试管中溶液颜色变为___________。
②若要配制1000mL 2mol/L的溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,至少需要滴加0.2mol/L的盐酸___________滴。(已知:,每滴溶液的体积约0.05mL,加入盐酸后溶液体积变化忽略不计)
(2)按下图装置进行电解饱和溶液实验:阴极发生的电极反应为___________;阳极口放置湿润的淀粉试纸可观察到___________。(填实验现象)
(3)按上图电解饱和溶液一段时间后,阴极石墨棒上有异常现象:石墨棒上除有红色固体外还附着有大量白色固体。
探究异常现象:
已知:ⅰ.相关物质颜色:铜(红色)、(砖红色)、(白色)、(黄色,不稳定,易分解)。
ⅱ.易溶于浓盐酸,CuCl(s)+Cl-(aq) [CuCl2]- (aq)
ⅲ.在水中不稳定,易发生歧化反应。
经检验:红色固体中无。
提出假设:红色固体是铜,白色固体是。
验证假设:设计下表实验。
序号
实验操作
实验现象
A
将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mL稀硝酸试管中,反应完后取出,再向试管中滴加几滴溶液
石墨棒上红色和白色物质都消失;无色溶液变Ⅰ,并有无色气体产生,在接近试管口处变红色;加入溶液产生白色沉淀。
B
将有固体析出的石墨棒一端插入盛2mLⅡ的试管中,反应完后取出,再向试管中加入一定量的水
石墨棒上红色固体不溶,白色固体消失,溶液无色;加水后出现白色沉淀。
①上表中空格处应填写的内容是:Ⅰ___________、Ⅱ___________。
②实验B加水后出现白色沉淀的原因是___________。
结论:猜想正确。
(4)阴极生成的电极反应式为___________。
【答案】(1) ①. 抑制Cu2+水解 ②. 溶液变为黄绿色 ③. 10
(2) ①. Cu2++2e-=Cu ②. 试纸变蓝
(3) ①. 蓝色 ②. 浓盐酸 ③. 稀释后Cl-浓度减小,与CuCl配合能力减弱,产生白色沉淀
(4)Cu2++e-+Cl-=CuCl
【解析】
【小问1详解】
①铜离子水解,因此实验室在配制溶液时需加入少许盐酸,目的是抑制Cu2+水解;氯化铜溶液中存在:,正方应吸热,加热盛有溶液的试管,平衡正向移动,试管中溶液颜色变为溶液变为黄绿色。
②若要配制1000mL 2mol/L的溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,氢氧根的浓度最大为mol/L=1×10-10mol/L,则氢离子浓度为1×10-4mol/L,氯化氢的物质的量至少为1×10-4mol,溶液体积为至少5×10-4L=0.5mL,所以需要滴加0.2mol/L的盐酸5滴。
【小问2详解】
阴极铜离子放电析出单质铜,发生的电极反应为Cu2++2e-=Cu;阳极氯离子放电产生氯气,氯气能氧化碘化钾生成单质碘,则阴极口放置湿润的淀粉-KI试纸可观察到试纸变蓝。
【小问3详解】
①硝酸具有氧化性,能把铜氧化生成铜离子,则无色溶液变蓝色;CuCl易溶于浓盐酸:CuCl(s)+Cl-(aq) [CuCl2]- (aq),加水稀释平衡逆移,有白色沉淀生成,所以2mLⅡ是浓盐酸。
②加入浓盐酸存在平衡CuCl(s)+Cl-(aq) [CuCl2]- (aq),由于稀释后Cl-浓度减小,与CuCl配合能力减弱,因此会产生白色沉淀。
【小问4详解】
阴极铜离子得到电子结合氯离子生成CuCl,电极反应式为Cu2++e-+Cl-=CuCl。
17. (2024·湛江一模)Na2S2O3标准溶液是氧化还原反应中常用的还原性标定试剂,但是固体通常含有一些杂质,且易风化和潮解,Na2S2O3溶液也容易被O2氧化。因此,Na2S2O3标准溶液配制好后常用进行标定。但是由于与Na2S2O3反应的产物有很多种,不能按确定的反应式进行,故无法通过氧化还原滴定法确定浓度。故应先用与过量的KI反应,定量生成,再用Na2S2O3滴定,发生反应的化学方程式为:、。我们将这种与联用的方法称为碘量法,碘量法是分析化学中常用的分析方法,常用于一些无法直接滴定的反应的物质的间接滴定。
已知:与KI的反应需要一定时间才能进行得比较完全,故需放置约5 min。
(1)标准溶液的配制:
①配制480 mL 0.1 mol/L的标准溶液需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、_______。
②将下述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列_______。
(2)标准溶液的标定:取20.00 mL 0.017 mol/L 溶液于250 mL锥形瓶中,加5 mL 6 mol/L HCl溶液,再加入10 mL 100 g/L KI溶液,摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口,静置约5分钟。用溶液滴定至浅黄色后加入2 mL淀粉指示剂,继续滴定至终点,平行测定3次,计算标准溶液的浓度。
①用_______量取220.00 mL 0.017 mol/L 溶液。
②加入KI摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口的目的是_______。
③如何判定滴定结束?_______。
④列式并计算标准溶液的浓度。
溶液
KI溶液
20.00 mL 0.017 mol/L
10 mL 100 g/L
20.35
_______
20.45
20.40
21.20
(3)借鉴(2)的方法,用碘量法测量溶液的物质的量浓度:量取25.00 mL待测液于250 mL锥形瓶中,加入2 mol/L 溶液25 mL,再加入10% KI溶液10 mL,然后用已知浓度的溶液滴定到淡黄色,加0.5%的淀粉溶液3 mL,用溶液继续滴定至终点。
①滴定时需加入硫酸。能否用盐酸代替硫酸,为什么?_______。
②写出溶液与KI反应的离子方程式_______。
(4)借鉴(3)的方法,某小组用碘量法测量磷酸铁锂溶液中的物质的量浓度。
提出问题:与是可逆反应,的存在是否会影响滴定?
实验验证:①在磷酸铁锂溶液中加入过量的KI,静置一段时间后,加入KSCN,观察到溶液颜色变红;请写出与反应的离子方程式:_______。
②取标准量的磷酸铁锂溶液,分成两组,其中一组加入过量的KI溶液,另一组加入等量的水。再分别使用溶液进行标定,发现消耗的溶液体积相同。
实验小结:是否会影响滴定:_______。
【答案】(1)500 mL容量瓶 CBDFAE
(2)①酸式滴定管(或移液管) ② 防止空气中氧气氧化I- ③ 滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色 ④
(3)① 不能,会与HCl发生反应生成 ②
(4) ① ②不影响
【解析】
【小问1详解】
①配制480 mL 0.1 mol/L的标准溶液需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管、量筒,故答案为:500 mL容量瓶;
②配制溶液的实验步骤为称量、溶解、溶液转移至容量瓶、洗涤烧杯玻璃棒、洗涤液转移至容量瓶、定容、摇匀,故答案为:CBDFAE;
【小问2详解】
①量取20.00 mL 0.017 mol/L 溶液应使用酸式滴定管或移液管,故答案为:酸式滴定管(或移液管);
②加入KI摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口的目的是防止I-被空气中氧气氧化,使测量结果偏高,故答案为:防止空气中氧气氧化I-;
③判定滴定结束的现象是滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色,故答案为:滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色;
④根据反应方程式、可,排除误差较大的第4次滴定数据,可计算标准溶液的浓度,故答案为:;
【小问3详解】
①滴定时若盐酸代替硫酸,会与HCl发生反应生成,故答案为:不能;
②溶液与KI反应的离子方程式为,故答案为:;
【小问4详解】
与反应的离子方程式为。通过两组对比,消耗的溶液体积相同,可知不会影响滴定,故答案为:;不影响。
18. (2024·惠州一模)高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)是炼铁过程中所得到的一种副产品,直接排放会污染空气。某化学兴趣小组利用高炉煤气和SO2制备Na2S2O3·5H2O,装置如图所示。回答下列问题:
资料:润湿的试纸可鉴别,方程式为:(黑色)
Ⅰ.Na2S2O3的制备
步骤一:关闭K1、K2,打开K3,通入高炉煤气。
发生的反应有:丁中;乙中。
(1)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸_____(填现象),关闭K3,停止通入高炉煤气。
(2)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶。醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体,方程式为: 。
①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是_____。
②将吸收液通过_____(任写一种)的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源再利用。
步骤二:打开K1、K2,通入SO2气体。
(3)试剂a为_____(填化学式)。
(4)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为_____。
(5)导管b接盛有_____(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。
Ⅱ.Na2S2O3·5H2O纯度的测定
(6)测定某样品中Na2S2O3·5H2O的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
i.取的溶液,用硫酸酸化后,加入过量溶液,发生反应:
ii.称取样品,配制成溶液,取该溶液滴定步骤i所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗样品溶液。发生的反应为:
①判断步骤ii的滴定终点方法为_____。
②样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为_____。
【答案】(1)变黑 (2) ①H2S能与亚铜离子反应生成沉淀,破坏配合物结构,从而降低了CO的吸收 ②加热(或减压)
(3)Na2SO3 (4)4NaHCO3+2NaHS+4SO2=3Na2S2O3+4CO2+3H2O
(5)NaOH (6) ①滴入最后半滴样品溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色 ②80.0%
【解析】
【分析】本题为实验探究题,先关闭K1、K2,打开K3,通入高炉煤气,分别发生反应有:丁中;乙中H2S+Na2CO3=NaHCO3+NaHS,当湿润的(CH3COO)2Pb试纸变黑后,说明乙中反应完全,关闭K3,打开K1、K2,甲中产生SO2,原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,向乙装置中通入SO2气体,发生反应:4NaHCO3+2NaHS+4SO2=3Na2S2O3+4CO2+3H2O,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥,得到Na2S2O3·5H2O,最后对所得样品进行定量实验检测其纯度,据此分析解题。
【小问1详解】
H2S和(CH3COO)2Pb反应生成黑色的PbS,当润湿的(CH3COO)2Pb试纸变黑,说明H2S过量,关闭K3,停止通入高炉煤气,故答案为:变黑;
【小问2详解】
①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是过量H2S会与Cu+反应生成Cu2S沉淀,破坏了CH3COOCu(NH3)2,从而降低了CO的吸收,故答案为:H2S能与亚铜离子反应生成沉淀,破坏配合物结构,从而降低了CO的吸收;
②CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2⋅CO(aq)ΔH<0,该反应是放热反应,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,另该反应也是气体分子数减小的反应,减压也可以使平衡逆向移动,达到同样的目的,故答案为:加热(或减压);
【小问3详解】
装置甲内利用浓硫酸与亚硫酸钠反应,制取SO2,故试剂a为Na2SO3,故答案为:Na2SO3;
【小问4详解】
装置乙中有NaHCO3、NaHS,通入后SO2,三者反应生成Na2S2O3的化学方程式为:4NaHCO3+2NaHS+4SO2=3Na2S2O3+4CO2+3H2O,故答案为:4NaHCO3+2NaHS+4SO2=3Na2S2O3+4CO2+3H2O;
【小问5详解】
多余的SO2可以用NaOH溶液吸收,故导管b接盛有NaOH溶液的洗气瓶用于尾气处理,故答案为:NaOH;
【小问6详解】
①由题干信息可知,步骤ii中一开始为淀粉和I2的溶液,溶液显蓝色,而后随着反应的进行I2消耗,当I2消耗完时溶液变为无色,故判断步骤ii的滴定终点方法为当滴入最后半滴样品溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色,故答案为:滴入最后半滴样品溶液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色;
②根据反应方程式、可知:n(Na2S2O3·5H2O)=2n(I2)=2×3n(K2Cr2O7)=6×0.01mol/L×20.00×10-3L=1.2×10-3mol,故样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为:×100%=80.0%,故答案为:80.0%。
19.(2024·大亚湾区一模)氨基甲酸铵是一种重要的化工原料,可用于药物合成、制备化学肥料、灭火剂或洗涤剂等。某化学兴趣小组用如图所示装置制取氨基甲酸铵:
已知:①制取氨基甲酸铵反应为: 。
②氨基甲酸铵溶于水后生成和。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是 ,装置2的作用是除去中的水蒸气,其盛装的试剂是 。
(2)装置7是实验室制备氨气,其化学方程式为 。
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
(4)实验制得产品,其中可能含有碳酸氢铵杂质(不考虑碳酸氢铵与一水合氨的之间的反应)。设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、溶液、澄清石灰水、溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解
得到无色溶液
步骤2:向试管中继续加入足量澄清石灰水
步骤3:过滤、洗涤、 后称量,沉淀质量为
证明样品中有碳酸氢铵
通过计算氨基甲酸铵的质量分数是 。(保留小数点后两位)[、]
(5)氨基甲酸铵易分解,用如图所示装置测定时该分解反应的化学平衡常数,实验步骤如下:
(Ⅰ)关闭,打开和,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭。
(Ⅱ)关闭, ,读取压强数值。
测得时压强为。
①请在空白处完善步骤Ⅱ的实验操作。
②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭,测量值 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) 长颈漏斗 浓硫酸/浓H2SO4
(2)2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+2H2O
(3)通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例
(4) 产生白色沉淀 干燥 79.80%
(5) 缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变 偏大
【分析】
根据题中已知原理,制取氨基甲酸铵,需要二氧化碳和氨气,又由于氨基甲酸铵易分解、易吸水,所以二氧化碳和氨气必须干燥,且在冰水低温环境中反应,根据实验室制取二氧化碳和制氨气的原理,1中为碳酸钙和盐酸混合制二氧化碳的反应,经过2中浓硫酸干燥二氧化碳,7中为固体加热制氨气,6中碱石灰干燥氨气,干燥的氨气和二氧化碳分别通过5,3的液体石蜡鼓泡瓶,通过气泡硫酸控制反应物的用量,在4三颈烧瓶中发生反应制取氨基甲酸铵,尾气为氨气和二氧化碳,其中氨气有毒,在a处接酸液进行吸收处理。
【详解】(1)仪器甲的名称是长颈漏斗,装置2的作用是除去CO2中的水蒸气,其盛装的试剂是浓硫酸/浓H2SO4,
故答案为:长颈漏斗;浓硫酸/浓H2SO4;
(2)装置7中氯化铵和消石灰反应生成氯化钙和氨水,其化学方程式为
2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+2H2O
故答案为:
2NH4Cl + Ca(OH)2CaCl2+ 2NH3↑+2H2O
(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例,
故答案为:通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例;
(4)向试管中继续加入足量澄清石灰水与碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀,过滤、洗涤、干燥后称量,沉淀质量为1.500g,样品与足量石灰水充分反应,碳元素全部转化为碳酸钙,所以氨基甲酸铵和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和一水合氨,反应的方程式为H2NCOONH4 + Ca(OH)2+ H₂O= CaCOз↓+2NHз・H₂O;设碳酸氢铵为xmol,氨基甲酸铵为ymol,由样品总质量可得:
79g/mol× xmol + 78g/mol× ymol= 1.173g,又因为n(C)~n(CaCO3)=0.015mol,由碳原子守恒可得:xmol + ymol =0.015mol,解x=0.003,y=0.012,则m(H2NCOONH4) = 0.012mol ×78g/mol =0.936g,则氨基甲酸铵的质量分数×100%= 79.80%,故答案为:产生白色沉淀;干燥;79.80%;
(5)①关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1,关闭K2,缓慢开启K₃至U形管两边液面相平并保持不变,测得25°C时压强为12.0kPa.
故答案为:缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变;
②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭K1,则体系中的空气未被完全抽空,导致测量的压强偏大,则Kp测量值偏大,故答案为:偏大。
20.(2024·大湾区二模)滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
配制稀碘液:移取10.00mL碘酒,准确配制100mL稀碘液。需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、(从下列图中选择,填选项) 。
A. B. C. D.
(1)测定碘含量:每次取25.00mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀后,用浓度为0.1000 标准溶液滴定,实验数据如下表所示。
序号
溶液的用量/mL
稀碘液的用量/mL
1
21.32
25.00
2
20.02
25.00
3
19.98
25.00
已知:
①第1次实验溶液的用量明显多于后两次,原因可能是
A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为 。(已知)
(2)借鉴(2)的方法,用图所示的流程测定海带中的碘含量。
①加入发生的离子反应方程式是 。
②预测达到滴定终点的实验现象为 ,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的。
提出猜想:过量的 将生成的重新氧化成碘单质。
验证猜想:将2mL待测液、2滴0.1 溶液、2滴淀粉溶液和 混合,用溶液滴定,若待测液变为无色后又反复变色,则证明猜想不成立。
提出疑问:什么物质反复氧化碘离子。
寻找证据:按图中的流程,用量改为少量,氧化后的待测液静置半小时,利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后停止滴定,溶液恢复原色后继续滴加至溶液变色,循环往复,得到图所示的曲线。
已知:
ⅰ氧化性物质的电势值高于还原性物质:
ⅱ一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势越低。
a-b段电势升高的原因是 (填化学式)被氧化。由a-b段电势变化的斜率小于b-c段可推测溶液反复变色的原因是 。
优化流程:将用氧化后的待测液 ,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
【答案】(1)AB
(2) A
(3) 溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复到蓝色
(4) 过氧化氢 少量的过氧化氢 氧化I-速率慢于还原I2的速率 加热煮沸使过氧化氢完全分解
【分析】具有还原性将I2还原,,利用淀粉做指示剂进行滴定;具有氧化性将I-氧化,,利用淀粉做指示剂进行滴定;滴定终点,继续滴加,会有氧化I-与还原I2的两过程,因速率不同而产生现象的循环往复,据此分析;
【详解】(1)配制溶液需要容量瓶,胶头滴管,选AB;
(2)根据反应:,
①A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗,造成标准溶液用量过多,A符合;
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,应该等30S,即判定达滴定终点,会使标准液用量少,B不符合
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生,使标准液体积用量偏少,C不符合;
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使标准液体积偏小,D不符合;
答案选A;
② 2Na2S2O3 ~ I2 n(I2)= n)==10-3mol
c(I2) =,碘酒中碘的含量为;
(3)①双氧水把碘离子氧化为碘单质:;②当最后半滴溶液滴入时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复到蓝色;
(4)过氧化氢过量,能将生成的重新氧化成碘单质;少量的过氧化氢;
因过氧化氢氧化生成具有氧化性的碘单质;
氧化I-速率慢于还原I2的速率;将用氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
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