内容正文:
题型05 化学实验综合探究
1.(2023-2024高一上·浙江省宁波市效实中学·期末)已知无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用如图所示装置制备无水AlCl3。请回答:
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式 。
(3)装置B盛放的试剂是 ,它的作用除降低氯气在水中的溶解量外还包括 。
(4)装置的作用是 (用离子方程式表示)。
(5)已知无水AlCl3遇潮湿空气,能发生复分解反应,产生大量的白雾,请写出该反应的化学方程式 。
(6)已知氯酸钾和浓盐酸在不加热的条件下可以制备Cl2,比较KClO3和MnO2氧化性的强弱:KClO3 MnO2 (填“>”或“<”)。
2.(2023-2024高一上·浙江省杭州市浙江大学附属中学·期末)实验室用浓盐酸和MnO2制取Cl2,并以氯气为原料制备氯化铁,回答下列问题。已知:①氯化铁的熔点306℃、沸点316℃,②氯化铁易升华,易吸收空气里的水分而变质。
(1)写出A装置中制取Cl2的化学方程式 。
(2)仪器甲的名称为 ,装置C中加入的试剂是 。
(3)为制得较纯净的氯化铁,实验开始时应先点燃酒精灯 (填“A”或“D”),F装置中碱石灰所起的作用是 。
(4)请设计实验方案检验E中收集的固体中含有的非金属元素 。
3.(2023-2024高一上·浙江省金华市·期末)四氯化锡SnCl4常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。设计如下装置制备SnCl4。
已知:①SnCl4在常温下为无色液体,熔点-33℃,沸点114℃,在空气中易与水蒸气反应;
②装置D中发生反应:Sn+2Cl2SnCl4。
回答下列问题:
(1)写出装置A中反应的化学方程式 。
(2)写出装置G中反应的离子方程式 。
(3)实验开始时,应先点燃处 (填“A”或“D”)的酒精灯。
(4)装置B所盛装的试剂是 ,装置F的作用是 。
(5)装置E中使用冰水浴的目的是 。
4.(2023-2024高一上·浙江省杭州第四中学·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(气密性良好)。
已知:浓盐酸与KMnO4固体混合会产生Cl2。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.……
下列说法错误的是( )
A.A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝,证明氯气的氧化性强于碘单质
B.B中溶液变黄色,证明氯气的氧化性强于溴单质
C.B中发生反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2
D.实验过程Ⅲ为关闭活塞a,打开活塞b,滴加溶液后充分振荡试管D,观察到D中溶液变蓝,即证明了溴单质的氧化性强于碘单质
5.(2023-2024高一上·浙江省杭州市源清中学·期末)Ⅰ.下面是某校化学研究性学习小组探究足量锌与浓硫酸反应的实验:甲同学设计如图实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O,已知装置C中试剂过量。
A. B.. D.
E. F.
(1)按气体从左到右的流向,气体流经的各装置连接顺序是: 。
___________→___________→___________→___________→___________→_________
(2)证明混合气体中含有H2的实验现象为 。
乙同学设计如下实验步骤测定44.8L(标准状况下)混合气体中SO2的体积分数。
(3)W溶液可以是___________(填序号)。
A.H2O2溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.溴水 D.稀硫酸
(4)该混合气体中二氧化硫的体积分数为 (用含m的代数式表示)。
Ⅱ.电子工业中,常用FeCl3溶液“腐蚀”覆铜板制作印刷电路板。某兴趣小组设计了印刷电路板腐蚀液再生和铜回收的新方法,具体步骤如下图所示
(5)写出生成印刷电路板“腐蚀废液”的离子方程式 。
(6)下列说法错误的是 。
A.滤渣③的成分是Cu
B.④可以是稀盐酸,不能用稀硫酸
C.通入⑥时发生反应的离子方程式是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
6.(2023-2024高一上·浙江省杭州学军中学·期末)Ⅰ.某化学兴趣小组利用某工业废铁屑制备食品添加剂FeSO4·7H2O,流程图如下
(1)溶液C中的溶质为 (填写化学式);
(2)“酸浸”时需加入试剂的化学式为 ,请写出该过程中属于非氧化还原反应的离子方程式 ;
(3)溶液C→Al(OH)3的离子方程式是 ;
(4)“灼烧”操作应选择下列哪一种仪器___________(填序号)
A. B. C. D.
Ⅱ.高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(5)现用其测定某补血剂片中亚铁的含量:称取含FeSO4·7H2O (式量为278)的补血剂片a g,充分研磨后溶于水,配成100mL溶液,取25.00mL的该溶液与0.1mol/L的酸性高锰酸钾溶液反应,上述过程发生反应的离子反应式: ;
(6)甲同学四次实验消耗的KMnO4溶液体积数据如下
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
V(KMnO4液)/mL
24.98
25.02
25.00
20.00
根据甲同学的实验数据,该补血剂中FeSO4·7H2O的质量分数为 (用a表示)。
(7)补铁剂使用时建议与维生素C同服,乙同学猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论?回答并说明理由: 。
7.(2023-2024高一上·浙江省杭州学军中学·期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是
(2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后
(3)装置①中发生反应的化学方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)( )
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
8.(2023-2024高一上·浙江省湖州市·期末)钠的化合物在日常生活中的应用非常广泛.回答下列问题:
Ⅰ.为了测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数,某同学用如下实验装置完成实验.
(1)某同学称取混合物于锥形瓶中,打开止水夹,通入N2,一段时间后,关闭止水夹,打开旋塞,当锥形瓶中没有气泡生成时,关闭旋塞,再次打开止水夹,通入一段时间N2,停止通N2,装置C的质量增加。
①仪器a的名称 。
②第二次通入N2的目的是 。
③混合物中Na2CO3的物质的量为 。
Ⅱ.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平.实验室模拟该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
沉淀反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)操作1的名称为 ;煅烧的化学方程式为 。
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产、生活中常用于漂白、消毒的钠盐,同时有NaHCO3生成,该反应的化学方程式是 。
(4)某同学提出制得的纯碱中可能含有氯化钠,请设计实验检验: (写出步骤、现象和结论)。
9.(2023-2024高一上·浙江省丽水市·期末)某化学兴趣小组为验证Cl2、Fe3+、SO2三者氧化性强弱顺序,按照如图所示的装置(夹持装置和A中加热装置已省略)进行探究。
实验步骤如下:
.打开止水夹K1、K2、K3、K4,通入N2一段时间,关闭K1、K3、K4,向B中加入15 mL新制FeCl2溶液。
.打开活塞a,向容器A中滴加适量浓盐酸,加热A,当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
.打开活塞b,待约2 mL溶液流入D试管,关闭活塞b,检验D试管溶液中的阳离子。
.打开K3和活塞c,向C中滴加70%硫酸,一段时间后关闭K3。
.另取试管E,打开活塞b,待约2 mL溶液流入E试管,关闭活塞b,检验E试管溶液中的阴离子。
回答下列问题:
(1)实验开始前需进行的操作是 。
(2)步骤中通入N2的目的是 。
(3)步骤中溶液变黄的原因是 。
(4)步骤,检验D试管溶液中是否含有Fe2+,不能选用酸性KMnO4溶液的理由 (请用离子方程式表示)。
(5)步骤和步骤的检验结果如下:
步骤,D试管溶液中含有的阳离子
既有Fe3+,又有Fe2+
步骤,E试管溶液中含有的阴离子
有SO42-
则Cl2、Fe3+、SO2三者氧化性强弱顺序为 。
(6)请设计实验方案检验E试管溶液中的SO42-: 。
10.(2023-2024高一上·浙江省宁波市·期末)为研究不同价态含硫物质的转化,设计了如图所示的实验装置。
请回答下列问题:
(1)下列关于SO2的叙述不正确的是_____________。
A.SO2是无色、无臭、有毒的气体 B.SO2与溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色 D.SO2不能用作食品添加剂
【实验一】气体为Cl2。
(2)装置中溶液的作用是 。
(3)实验结束后,通过向装置A中加入下列 物质产生沉淀,可说明Cl2与SO2在水中能发生反应。
A.BaCl2 B.Ba(NO3)2 C.AgNO3
(4)写出Cl2与SO2在水中反应的化学方程式 。
【实验二】气体为H2S。
(5)装置中观察到的现象是 。
【问题与讨论】
(6)上述两组实验中,SO2先通过仪器再通入中,以确保实验安全,这是由于SO2具有 的性质。
11.(2023-2024高一上·浙江省宁波市九校·期末)某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验,发现溶液变深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2+或Fe3+反应,使溶液变为深棕色,设计下列装置探究。回答下列问题
(1)检查气密性,加入药品后关闭c打开a、b,通一段时间的目的是 。
(2)反应开始时装置甲中发生反应的离子方程式是 。
(3)关闭 (选填“a”“b”“c”),打开 (选填“a”“b”“c”)及分液漏斗活塞,反应后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化,证明NO与反应;
(4)完成(3)中实验后,关闭分液漏斗活塞,打开a通一段时间N2,更新丙、丁中试剂,关闭a和b,打开c及分液漏斗活塞。反应后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化,证明NO2也可与反应。对此你认为这个结论 (填“合理”“不合理”),理由是 (若你认为合理此空不用填)
(5)这个装置的一个缺陷是 。
(6)实验结束后,同学们发现装置甲中溶液呈绿色,而不显蓝色。A同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而B同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (填字母)。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
12.(2023-2024高一上·浙江省宁波市镇海中学·期末)实验室以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程可简要表示如下:
已知:在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。
试回答下列问题:
(1)“酸溶”过程中发生主要反应有:
①Fe +2H+=Fe2++H2↑;②Fe2O3+ 6H+=2Fe3++3H2O;③ 。(用离子方程式表示)
(2)“酸溶”需控制温度在40℃左右,最佳的加热方式是 。
(3)“过滤”需要的玻璃仪器除烧杯外还有 。
(4)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。
①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为 。
②装置C的作用是 。
③为使Cl2能充分发生反应,除在B中使用多孔球泡和搅拌外,实验中可采取的措施是 。
④证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是 。
13.(2023-2024高一上·浙江省衢州市·期末)二氯化二硫(S2Cl2)是橡胶工业的硫化剂,可由硫和氯气在100~110℃直接化合而成,实验室制备S2Cl2的实验装置如图。已知:S2Cl2在300℃以上完全分解;S2Cl2的熔点:-77℃,沸点:137℃;遇水剧烈。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置C的作用为 ,装置G中的试剂为 。
(3)该装置存在一定的缺陷,应在F、G装置间增加 。
(4)下列有关实验的说法正确的是_______。
A.为了防止反应过于剧烈,可将浓盐酸换成稀盐酸
B.装置D中反应温度不宜过高
C.装置B的作用是除氯气中的氯化氢气体
D.实验开始时应先点燃D处酒精灯
(5) S2Cl2与水反应产物中的一种气体X能使品红溶液褪色,加热后又恢复原来的颜色,且反应过程中只有一种元素化合价发生变化,写出该反应的化学方程式: 。
14.(2023-2024高一上·浙江省绍兴市·期末)某品牌糖衣片补血剂,除去糖衣后显淡蓝绿色,主要成分是硫酸亚铁,不含其它铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中硫酸亚铁的含量进行了以下探究:
请回答下列问题:
(1)用18.4mol·L⁻¹的浓硫酸、500ml容量瓶配制 480mL1.0 mol·L⁻¹的硫酸溶液,所需浓硫酸的体积为 mL(计算结果精确到小数点后一位)。
(2)在下列配制过程示意图中,有错误的是(填写序号) 。
(3)下列说法不正确的_______。
A.洗涤烧杯和玻璃棒2至3次,并将洗涤液移入容量瓶以减少误差
B.某同学将浓硫酸稀释后未冷却至室温便将溶液转移至容量瓶,所配溶液浓度会偏低
C.定容时仰视观察,所配溶液浓度会偏低
D.容量瓶使用前先要检查是否漏液,具体操作是向容量瓶中加蒸馏水,倒置不漏液即可
(4)若最后称得红棕色固体的质量为ag,则每片补血剂中含硫酸亚铁的物质的量为 mol。
15.(2023-2024高一上·浙江省台州市·期末)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的绿色消毒、净水剂,用途广泛。具体工艺流程如下:
已知高铁酸钾的相关性质:
i.K2FeO4固体易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醚等有机溶剂;
ii.K2FeO4水溶液稳定性较差,发生反应:K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+ 8KOH;在酸性溶液中快速产生O2,在低温、强碱性溶液中相当稳定。
(1)检验Fe(NO3)3溶液中Fe3+所需试剂名称及相应的实验现象 。
(2)步骤④的操作名称是 。
(3)步骤①中的离子方程式为 。
(4)下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.利用上述流程制备Na2FeO4,可采用将Cl2通入到NaOH和Fe(OH)3的混合体系中实现
B.K2FeO4具有强氧化性可以杀菌消毒,生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性可以净水
C.步骤③中反应说明Na2FeO4溶解度小于K2FeO4
D.步骤⑤可用水洗涤K2FeO4粗品来除去固体表面的杂质,提高产品纯度
(5) K2FeO4可用于生活废水的脱氮(将含氮物质如NH4+,转化为N2)处理。K2FeO4对生活废水的脱氮效果随水体pH的变化结果如图,试分析pH较小时脱氮效果不好的可能原因 。
(6)现取44.0 g K2FeO4精品与水完全反应,生成标准状况下3.36LO2,该高铁酸钾样品的纯度为 (用质量分数表示)。
16.(2023-2024高一上·浙江省温州市·期末)绿矾FeSO4·7H2O加热至高温分解,生成一种金属氧化物和两种酸性氧化物及水,某研究性学习小组用如图所示装置(夹持装置略去)对绿矾进行焙烧,并检验其焙烧产物。
请回答:
(1)组装好实验装置后,要进行的下一步操作是 ;装置B的名称是 。
(2)装置的作用是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.为了让实验结果更准确,实验开始前应先通一段时间的N2,以排尽装置中的空气
B.装置B中所加的试剂为碱石灰
C.为了检验另一种酸性氧化物,装置中的溶液可以是品红溶液、H2O2溶液、Na2S溶液或酸性KMnO4 溶液
D.装置中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替
(4)绿砜焙烧分解后的金属氧化物常用作油漆的红色颜料,写出该条件下绿砜受热分解的化学方程式 。
(5)装置中NaOH溶液浓度为1mol·L-1,现需配制250mL溶液,其过程如下(未排序)
①将已恢复至室温的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中;
②盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒、摇匀;
③用天平称取产品放入烧杯中,加入水充分搅拌、溶解;
④用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液转入容量瓶中,轻轻振荡:
⑤定容:用胶头滴管滴加至凹液面和刻度线相切:
⑥将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签:
实验操作顺序依次为 (填序号)。配制过程中,下列情况会引起溶液浓度偏大的是 。
A.溶解过程中有少量液体溅出烧杯
B.定容时俯视刻度
C.定容后发现液面高于刻度线后,用滴管吸出少量溶液
D.容量瓶刚用蒸馏水洗过
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题型05 化学实验综合探究
1.(2023-2024高一上·浙江省宁波市效实中学·期末)已知无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用如图所示装置制备无水AlCl3。请回答:
(1)仪器a的名称是 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式 。
(3)装置B盛放的试剂是 ,它的作用除降低氯气在水中的溶解量外还包括 。
(4)装置的作用是 (用离子方程式表示)。
(5)已知无水AlCl3遇潮湿空气,能发生复分解反应,产生大量的白雾,请写出该反应的化学方程式 。
(6)已知氯酸钾和浓盐酸在不加热的条件下可以制备Cl2,比较KClO3和MnO2氧化性的强弱:KClO3 MnO2 (填“>”或“<”)。
【答案】(1)分液漏斗 (2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)饱和食盐水 除去氯气中的HCl
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
(5)AlCl3+3H2O=Al(OH)3↓+3HCl (6)>
【解析】在A中浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,挥发的HCl及水蒸气混在Cl2中,先通过饱和NaCl溶液除去杂质HCl,再通过浓硫酸干燥,得到纯净Cl2在D中与Al在加热条件下反应产生AlCl3,装置E用于储存AlCl3,由于无水AlCl3遇潮湿空气即产生大量白雾,因此装置F中盛有浓硫酸,装置G中NaOH溶液作用是尾气处理,用于吸收多余Cl2,防止大气污染。(1)根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗;(2)在装置A中浓盐酸与MnO2混合加热反应产生Cl2,反应方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(3)装置B中试剂是饱和NaCl溶液;作用是降低Cl2的溶解度,同时也能除去Cl2中的杂质HCl;(4)装置G的作用是吸收多余Cl2,防止大气污染,该反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(5)无水AlCl3遇潮湿的空气,发生复分解反应产生Al(OH)3和HCl,反应的化学方程式为:AlCl3+3H2O=Al(OH)3↓+3HCl;(6)KClO3与浓盐酸在常温下发生氧化还原反应产生Cl2,而MnO2与浓盐酸在加热条件下才可以发生氧化还原反应产生Cl2,说明物质的氧化性:KClO3>MnO2。
2.(2023-2024高一上·浙江省杭州市浙江大学附属中学·期末)实验室用浓盐酸和MnO2制取Cl2,并以氯气为原料制备氯化铁,回答下列问题。已知:①氯化铁的熔点306℃、沸点316℃,②氯化铁易升华,易吸收空气里的水分而变质。
(1)写出A装置中制取Cl2的化学方程式 。
(2)仪器甲的名称为 ,装置C中加入的试剂是 。
(3)为制得较纯净的氯化铁,实验开始时应先点燃酒精灯 (填“A”或“D”),F装置中碱石灰所起的作用是 。
(4)请设计实验方案检验E中收集的固体中含有的非金属元素 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)分液漏斗 浓硫酸
(3) A 吸收尾气以及防止水蒸气进入
(4)取少量固体加入稀硝酸溶解,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,说明含有氯离子
【解析】A用于制取氯气,B用饱和食盐水除去氯气中HCl,C中浓硫酸干燥氯气,D中铁和氯气反应制取氯化铁,E收集氯化铁,F吸收尾气以及防止水蒸气进入。(1)A装置浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2,化学方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。(2)仪器甲的名称为分液漏斗,装置C干燥氯气,加入的试剂是浓硫酸。(3)为制得较纯净的氯化铁,需要排出装置内的空气,实验开始时应先点燃酒精灯A,使装置内充满氯气,F装置中碱石灰所起的作用是吸收尾气以及防止水蒸气进入。(4)E中收集的固体为氯化铁,含有的非金属元素为氯离子,检验氯离子的方法为取少量固体加入稀硝酸溶解,再加入硝酸银溶液,出现白色沉淀,说明含有氯离子。
3.(2023-2024高一上·浙江省金华市·期末)四氯化锡SnCl4常用作分析试剂、有机合成脱水剂等。设计如下装置制备SnCl4。
已知:①SnCl4在常温下为无色液体,熔点-33℃,沸点114℃,在空气中易与水蒸气反应;
②装置D中发生反应:Sn+2Cl2SnCl4。
回答下列问题:
(1)写出装置A中反应的化学方程式 。
(2)写出装置G中反应的离子方程式 。
(3)实验开始时,应先点燃处 (填“A”或“D”)的酒精灯。
(4)装置B所盛装的试剂是 ,装置F的作用是 。
(5)装置E中使用冰水浴的目的是 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2) Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-
(3)A
(4) 饱和食盐水 防止G中水蒸气进入装置E中,使SnCl4变质
(5)将SnCl4冷却为液体,便于收集
【解析】利用浓盐酸与二氧化锰共热制备氯气,通过饱和食盐水除去氯化氢,再利用浓硫酸干燥,干燥纯净的氯气进入装置D与锡粉在加热条件下反应生成SnCl4,利用冰水将其冷却,再利用装有浓硫酸的装置F防止水蒸气进入装置E,最后利用氢氧化钠吸收未反应的氯气,防止污染空气;(1)装置A中发生的反应为MnO2与浓盐酸的反应,其化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(2)装置G中的溶液为NaOH溶液,氯气与NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-;(3)实验开始时,应先点燃A处的酒精灯,应使Cl2充满整个装置,排除装置中的空气;(4)由于SnCl4在空气中易与水蒸气反应,所以制备装置中必须是无水条件,装置B的作用是除去Cl2中的HCl,防止Sn与HCl发生反应,装置B中所盛装的试剂应为饱和食盐水;装置F中的试剂为浓硫酸,其作用是防止G中水蒸气进入装置E中,使SnCl4变质;(5)根据SnCl4的熔点为-33℃,沸点为114℃,可知使用冰水浴的目的是将SnCl4冷却为液体,便于收集。
4.(2023-2024高一上·浙江省杭州第四中学·期末)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某小组用如图所示装置进行实验(气密性良好)。
已知:浓盐酸与KMnO4固体混合会产生Cl2。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.……
下列说法错误的是( )
A.A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝,证明氯气的氧化性强于碘单质
B.B中溶液变黄色,证明氯气的氧化性强于溴单质
C.B中发生反应的离子方程式为2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2
D.实验过程Ⅲ为关闭活塞a,打开活塞b,滴加溶液后充分振荡试管D,观察到D中溶液变蓝,即证明了溴单质的氧化性强于碘单质
【答案】D
【解析】浓盐酸与KMnO4固体混合会产生Cl2,氯气使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,证明氯气的氧化性强于碘单质,B中溶液变黄色,发生的反应为:2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2,说明氯气的氧化性强于溴单质,当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a,防止氯气干扰溴与碘离子的反应,将C中溶液加入到D中,溶液变为蓝色,说明溴单质的氧化性强于碘单质。A项,浓盐酸与KMnO4固体混合会产生Cl2,A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝,说明有碘单质生成,发生了反应:2I-+Cl2=2Cl-+I2,故可说明氯气的氧化性强于碘单质,A正确;B项,B中溶液变黄色,说明有溴单质生成,发生的反应为:2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2,则证明氯气的氧化性强于溴单质,B正确;C项,根据B选项的分析可知,B中发生反应的离子方程式为:2Br-+Cl2=2Cl-+ Br2,C正确;D项,为了防止剩余氯气氧化碘离子生成碘单质而干扰实验,故当B中溶液由黄色变为棕红色时,说明B中单质溴的浓度大,而C中颜色还是黄色,说明此时C中溴化钠没有反应完全,没有氯气的剩余,故实验过程Ⅲ的操作为:当B中溶液由黄色变为棕红色时,关闭活塞a,D错误;故选D。
5.(2023-2024高一上·浙江省杭州市源清中学·期末)Ⅰ.下面是某校化学研究性学习小组探究足量锌与浓硫酸反应的实验:甲同学设计如图实验验证该反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O,已知装置C中试剂过量。
A. B.. D.
E. F.
(1)按气体从左到右的流向,气体流经的各装置连接顺序是: 。
___________→___________→___________→___________→___________→_________
(2)证明混合气体中含有H2的实验现象为 。
乙同学设计如下实验步骤测定44.8L(标准状况下)混合气体中SO2的体积分数。
(3)W溶液可以是___________(填序号)。
A.H2O2溶液 B.酸性KMnO4溶液 C.溴水 D.稀硫酸
(4)该混合气体中二氧化硫的体积分数为 (用含m的代数式表示)。
Ⅱ.电子工业中,常用FeCl3溶液“腐蚀”覆铜板制作印刷电路板。某兴趣小组设计了印刷电路板腐蚀液再生和铜回收的新方法,具体步骤如下图所示
(5)写出生成印刷电路板“腐蚀废液”的离子方程式 。
(6)下列说法错误的是 。
A.滤渣③的成分是Cu
B.④可以是稀盐酸,不能用稀硫酸
C.通入⑥时发生反应的离子方程式是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【答案】(1)ADBFCE
(2)E中黑色物质变为红色,且E中无水CuSO4变为蓝色
(3)AC
(4)
(5)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(6)A
【解析】验证反应产生的混合气体中含有SO2、H2、H2O时,考虑到检验SO2时需要将气体通入溶液中,所以首先要检验水蒸气的存在,然后检验SO2的存在、除去SO2、检验SO2是否除尽,再检验H2的存在。(1)A装置为制气装置,B装置用于检验品红,C装置用于干燥气体,D装置用于检验水蒸气,E装置用于检验H2的存在,F装置用于除去SO2。由分析可确定,装置的连接顺序为ADBFCE。(2)证明混合气体中含有H2时,CuO由黑变红,无水硫酸铜由白变蓝,则实验现象为:E中黑色物质变为红色,且E中无水CuSO4变为蓝色。(3)由流程图可以看出,混合气通入W溶液时,SO2被氧化为H2SO4,则W具有强氧化性,但不能含有SO42-,H2O2溶液、酸性KMnO4溶液、溴水都具有强氧化性,但酸性KMnO4溶液中常混有硫酸,会干扰SO2的检验,所以W溶液可以是AC。(4)SO2的体积为44.8L(标准状况),最后所得固体为BaSO4,其质量为mg,则该混合气体中二氧化硫的体积分数为=。(5)用FeCl3溶液“腐蚀”覆铜板时,发生反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,此时废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2;加入过量铁粉,将Fe3+、Cu2+还原,所得滤液为FeCl2溶液,滤渣为Fe、Cu;加入过量盐酸,将Fe溶解并转化为FeCl2等,过滤得到Cu,两份滤液合并,通入氯水,得到FeCl3溶液。则生成印刷电路板“腐蚀废液”的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。(6)A项,滤渣③的成分是Cu、Fe,A错误;B项,④可以是稀盐酸,不能用稀硫酸,否则FeCl3溶液中会引入SO42-,B正确;C项,通入⑥时,Cl2将Fe2+氧化为Fe3+等,发生反应的离子方程式是:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,C正确;故选A。
6.(2023-2024高一上·浙江省杭州学军中学·期末)Ⅰ.某化学兴趣小组利用某工业废铁屑制备食品添加剂FeSO4·7H2O,流程图如下
(1)溶液C中的溶质为 (填写化学式);
(2)“酸浸”时需加入试剂的化学式为 ,请写出该过程中属于非氧化还原反应的离子方程式 ;
(3)溶液C→Al(OH)3的离子方程式是 ;
(4)“灼烧”操作应选择下列哪一种仪器___________(填序号)
A. B. C. D.
Ⅱ.高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。
(5)现用其测定某补血剂片中亚铁的含量:称取含FeSO4·7H2O (式量为278)的补血剂片a g,充分研磨后溶于水,配成100mL溶液,取25.00mL的该溶液与0.1mol/L的酸性高锰酸钾溶液反应,上述过程发生反应的离子反应式: ;
(6)甲同学四次实验消耗的KMnO4溶液体积数据如下
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
V(KMnO4液)/mL
24.98
25.02
25.00
20.00
根据甲同学的实验数据,该补血剂中FeSO4·7H2O的质量分数为 (用a表示)。
(7)补铁剂使用时建议与维生素C同服,乙同学猜测维生素C可将Fe3+转化为Fe2+,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
实验方案
实验现象
取适量Fe2(SO4)3溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
由上述实验能否得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论?回答并说明理由: 。
【答案】(1)NaAlO2、NaOH
(2)H2SO4 Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
(3) [Al(OH)4]- +CO2 =Al(OH)3↓+HCO3-
(4)B
(5)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(6)×100%
(7)否,维生素C具有还原性,若维生素C过量,也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色
【解析】某工业废铁屑含铁、少量氧化铁和铝等,加足量氢氧化钠溶液,铝和氢氧化钠溶液反应得到偏铝酸钠溶液,氧化铁、铁不反应,过滤得固体A为铁、氧化铁的混合物,为防止引入其它杂质,固体A由硫酸酸浸,氧化铁先变成硫酸铁、再过量铁反应变成硫酸亚铁,铁与稀硫酸反应得到硫酸亚铁,溶液B主要为硫酸亚铁溶液、经过一系列步骤、再用结晶法提取绿矾晶体,溶液C为偏铝酸钠和氢氧化钠的混合物,溶液C中通足量的二氧化碳得到氢氧化铝,氢氧化铝经灼烧得到氧化铝。(1)溶液C中的溶质为NaAlO2、NaOH。(2)据分析,“酸浸”时需加入试剂的化学式为H2SO4,该过程中氧化铁与硫酸变成硫酸铁的反应属于非氧化还原反应,离子方程式:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。(3)溶液C为偏铝酸钠和氢氧化钠的混合物,溶液C中通足量的二氧化碳得到氢氧化铝,离子方程式为:[Al(OH)4]- +CO2 =Al(OH)3↓+HCO3-。(4)坩埚用于灼烧固体,“灼烧”操作应选择仪器为坩埚,选B。(5)Fe2+和MnO4-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Fe3+和Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。(6)由表格数据可知,第4次实验误差较大,应该舍去,3次实验V(KMnO4液)的平均值为 mL=25.00 mL,根据方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知,n(Fe2+)=5n(MnO)=5×0.025L×0.1mol/L=0.0125mol,则该补血剂中n()=n(Fe2+)=4×0.0125mol=0.05mol,该补血剂中FeSO4·7H2O的质量分数为。(7)由上述实验能不能得出“维生素C可将Fe3+转化为Fe2+”的结论,原因是:维生素C具有还原性,若维生素C过量,也能与酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色。
7.(2023-2024高一上·浙江省杭州学军中学·期末)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱,按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与NO反应,能与NO2反应,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中盛放的药品依次是
(2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后
(3)装置①中发生反应的化学方程式是
(4)装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5)该小组得出的结论依据的实验现象是
(6)实验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)( )
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
【答案】(1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+ 2NO2↑ + 2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
【解析】要验证浓硝酸可以将NO氧化成NO2,而稀硝酸不可以。装置①为铜和浓硝酸反应生成NO2的装置,经②与水发生反应生成NO,再分别通过浓硝酸和稀硝酸,进行验证试验;由于氮氧化物均为有毒物质,所以均需要尾气处理。(1)氮氧化物均为有毒气体,均需要尾气处理,根据已知,NO不能被NaOH吸收,而NO2可以,则装置⑥为NaOH吸收NO2的装置,则④中盛放的为浓硝酸,将NO氧化成NO2,装置③中为稀硝酸,不能将NO氧化,而NO不溶于水,排水法收集。(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出;(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O:Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+ 2NO2↑ +2 H2O;(4)装置①为铜和浓硝酸反应生成NO2的装置,经②与水发生反应生成NO。所欲装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO:3NO2+ H2O=2HNO3+ NO。(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体;答案为装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色;(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过低或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化。二是增加溶液中Cu(NO3)2溶液的浓度(d方案)观察反应后的颜色变化。
8.(2023-2024高一上·浙江省湖州市·期末)钠的化合物在日常生活中的应用非常广泛.回答下列问题:
Ⅰ.为了测定Na2CO3和NaHCO3的混合物中Na2CO3的质量分数,某同学用如下实验装置完成实验.
(1)某同学称取混合物于锥形瓶中,打开止水夹,通入N2,一段时间后,关闭止水夹,打开旋塞,当锥形瓶中没有气泡生成时,关闭旋塞,再次打开止水夹,通入一段时间N2,停止通N2,装置C的质量增加。
①仪器a的名称 。
②第二次通入N2的目的是 。
③混合物中Na2CO3的物质的量为 。
Ⅱ.侯德榜“联合制碱法”将制碱技术发展到一个新的水平.实验室模拟该工艺以氯化钠为原料制取纯碱,主要流程如图所示(部分物质已略去)。
沉淀反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(2)操作1的名称为 ;煅烧的化学方程式为 。
(3)工业可用纯碱代替烧碱生产某些化工产品,如用饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种在生产、生活中常用于漂白、消毒的钠盐,同时有NaHCO3生成,该反应的化学方程式是 。
(4)某同学提出制得的纯碱中可能含有氯化钠,请设计实验检验: (写出步骤、现象和结论)。
【答案】(1)分液漏斗 通入N2是为了将反应后的CO2全部赶入装置C中 0.3
(2)过滤 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
(3) 2Na2CO3+Cl2+H2O=NaC1+NaClO+2NaHCO3
(4)取少量样品于试管中,加适量水溶解,先加入适量稀硝酸至没有气泡生成,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则产物中含有氯化钠
【解析】Ⅰ.装置A中Na2CO3、NaHCO3的混合物与足量稀硫酸反应生成CO2,CO2经B装置中浓硫酸干燥后通入装置C中被氢氧化钠溶液吸收,反应前后装置C的质量差即为生成CO2的质量,根据C原子守恒和CO2的质量计算碳酸钠的质量m(Na2CO3),装置D吸收空气中CO2,避免产生影响,造成误差;
Ⅱ.以氯化钠为原料制取纯碱流程为:饱和NaCl溶液、NH3、CO2在沉淀池中反应生成NaHCO3沉淀和NH4C1,反应方程式为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,然后过滤分离得到NaHCO3晶体和滤液,即操作l为过滤;加热煅烧NaHCO3晶体得到Na2CO3,反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,滤液中加入NaCl颗粒、通入氨气得到更多NH4C1,分离出的NH4C1用作化肥,煅烧NaHCO3晶体产生的CO2气体和滤液剩余物循环到沉淀池中用于NaHCO3的制备。(1)①仪器a为分液漏斗;②该实验成功的关键是准确测定反应生成的CO2气体的质量。第一次通入N2的目的是排出装置内的CO2气体;第二次通入N2的目的是使反应生成的CO2气体完全被氢氧化钠溶液吸收;③装置C的质量增加30.8 g,说明碳酸钠、碳酸氢钠共生成CO2气体的质量为30.8 g,设混合物中Na2CO3的物质的量为x mol、NaHCO3的物质的量为y mol,则106x+84y=65.4 g;x+y=,两式联立解得x=0.3 mol,y=0.4mol,则混合物中Na2CO3的物质的量为n(Na2CO3)=0.3 mol;(2)操作1是沉淀池中分离出滤液和碳酸氢钠固体,该操作名称为过滤;煅烧炉中NaHCO3加热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,反应的化学方程式为:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑;(3)饱和纯碱溶液与Cl2反应可制得一种常用于漂白、消毒的物质,该物质是NaClO,根据氧化还原反应规律可知还生成NaCl,同时有NaHCO3生成,则该反应的化学方程式是:2Na2CO3+Cl2+H2O=NaC1+NaClO+2NaHCO3;(4)Na2CO3和NaCl都能够与AgNO3反应产生白色沉淀,要证明Na2CO3中是否含有NaCl,可以根据Na2CO3与HNO3反应产生CO2气体,将Na2CO3除去,然后向酸性溶液中加入AgNO3溶液,若 产生白色沉淀,就证明含有NaCl,否则不含有NaCl,则鉴别方法是:取少量样品于试管中,加适量水溶解,先加入适量稀硝酸至没有气泡生成,再加入硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则产物中含有氯化钠。
9.(2023-2024高一上·浙江省丽水市·期末)某化学兴趣小组为验证Cl2、Fe3+、SO2三者氧化性强弱顺序,按照如图所示的装置(夹持装置和A中加热装置已省略)进行探究。
实验步骤如下:
.打开止水夹K1、K2、K3、K4,通入N2一段时间,关闭K1、K3、K4,向B中加入15 mL新制FeCl2溶液。
.打开活塞a,向容器A中滴加适量浓盐酸,加热A,当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
.打开活塞b,待约2 mL溶液流入D试管,关闭活塞b,检验D试管溶液中的阳离子。
.打开K3和活塞c,向C中滴加70%硫酸,一段时间后关闭K3。
.另取试管E,打开活塞b,待约2 mL溶液流入E试管,关闭活塞b,检验E试管溶液中的阴离子。
回答下列问题:
(1)实验开始前需进行的操作是 。
(2)步骤中通入N2的目的是 。
(3)步骤中溶液变黄的原因是 。
(4)步骤,检验D试管溶液中是否含有Fe2+,不能选用酸性KMnO4溶液的理由 (请用离子方程式表示)。
(5)步骤和步骤的检验结果如下:
步骤,D试管溶液中含有的阳离子
既有Fe3+,又有Fe2+
步骤,E试管溶液中含有的阴离子
有SO42-
则Cl2、Fe3+、SO2三者氧化性强弱顺序为 。
(6)请设计实验方案检验E试管溶液中的SO42-: 。
【答案】(1)检查装置气密性 (2)排尽装置内的空气
(3)Fe2+被氧化为Fe3+
(4)2MnO4-+10Cl-+16H+=5Cl2↑+2Mn2++8H2O
(5)Cl2>Fe3+>SO2
(6)向E试管中加入足量的稀盐酸,再加入足量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明溶液中含有SO42-
【解析】本实验用于证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2,先关闭K1、K3,打开K2和旋塞a,放入一部分浓盐酸后关闭a,此时A中发生反应,产生的Cl2进入B中将Fe2+氧化为Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色;关闭K2打开K3,此时C中发生反应,生成的SO2进入B中,将Fe3+还原为Fe2+;最后旋开K1、K2、K3和K4,关闭旋塞a、c,打开旋塞b,从两端鼓入N2,排尽装置内的Cl2、SO2,用NaOH溶液吸收,防止污染环境。(1)实验开始前需进行的操作是检查装置气密性;(2)步骤Ⅰ中通入N2的目的是排尽装置内的空气;(3)步骤Ⅱ中氯气与亚铁离子反应生成铁离子,则溶液变黄的原因是Fe2+被氧化为Fe3+;(4)步骤Ⅲ,检验D试管中含有氯离子也能与高锰酸钾发生氧化还原反应使其褪色,其反应的离子方程式为2MnO4 -+10Cl-+16H+═5Cl2↑+2Mn2++8H2O;(5)步骤Ⅲ,D试管溶液中含有的阳离子为Fe3+和Fe2+,步骤Ⅴ,E试管溶液中含有的阴离子SO42-,则二氧化硫与铁离子反应生成亚铁离子和硫酸根离子,则氧化性:Fe3+>SO2,步骤Ⅱ中氯气与亚铁离子反应生成铁离子,氧化性:Cl2>Fe3+,则Cl2、Fe3+、SO2三者氧化性强弱顺序为Cl2>Fe3+>SO2;(6)常用盐酸和氯化钡检验溶液中的SO42-,具体操作为向E试管中加入足量的稀盐酸,再加入足量氯化钡溶液,若产生白色沉淀,证明溶液中含有SO42-。
10.(2023-2024高一上·浙江省宁波市·期末)为研究不同价态含硫物质的转化,设计了如图所示的实验装置。
请回答下列问题:
(1)下列关于SO2的叙述不正确的是_____________。
A.SO2是无色、无臭、有毒的气体 B.SO2与溶液反应生成Na2SO4
C.SO2能使紫色的KMnO4溶液褪色 D.SO2不能用作食品添加剂
【实验一】气体为Cl2。
(2)装置中溶液的作用是 。
(3)实验结束后,通过向装置A中加入下列 物质产生沉淀,可说明Cl2与SO2在水中能发生反应。
A.BaCl2 B.Ba(NO3)2 C.AgNO3
(4)写出Cl2与SO2在水中反应的化学方程式 。
【实验二】气体为H2S。
(5)装置中观察到的现象是 。
【问题与讨论】
(6)上述两组实验中,SO2先通过仪器再通入中,以确保实验安全,这是由于SO2具有 的性质。
【答案】(1)ABD (2)吸收尾气,防止污染空气 (3)A
(4) SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl (5)出现浑浊 (6)易溶于水
【解析】根据题目所给图分析,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,再与气体X反应,实验一X为氯气,氯气具有强氧化性,二氧化硫与氯气反应生成硫酸和氯化氢,反应结束后采用氢氧化钠溶液进行尾气处理;实验二X为硫化氢,二氧化硫与硫化氢发生氧化还原反应生成硫单质和水,体现了二氧化硫的氧化性。(1)A.二氧化硫是一种有毒、无色且具有特殊的臭鸡蛋气味的气体;B.二氧化硫属于酸性氧化物,与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水;C.二氧化硫也具有还原性,可以使高锰酸钾溶液褪色;D.二氧化硫有毒,可以用作一定范围内的食品添加剂,但必需严格按照国家有关范围和标准使用,否则影响人体健康;故选ABD;(2)氢氧化钠溶液可以与氯气和二氧化硫两种气体反应,可以用作尾气处理装置,防止污染空气;(3)A项,加入氯化钡产生沉淀,证明氯气与二氧化硫反应生成了硫酸根,A符合题意;B项,加入硝酸钡产生沉淀,由于二氧化硫溶于水生成亚硫酸,在酸性条件下,硝酸根具备强氧化性,可以将亚硫酸根氧化成硫酸根,B不符合题意;C项,加入硝酸银产生沉淀,由于氯气与水反应产生氯化氢和次氯酸,氯化氢与银离子反应生成氯化银沉淀,C不符合题意;故选A;(4)氯气与二氧化硫在水中反应生成氯化氢和硫酸,反应方程式为SO2+2H2O+Cl2===H2SO4+2HCl;(5)根据分析,X为硫化氢气体,与二氧化硫反应生成硫单质,出现淡黄色沉淀,溶液变浑浊;(6)由于二氧化硫易溶于水,若不通过仪器C,导管中二氧化硫易溶于水,导管内部产生空缺,会引起倒吸现象。
11.(2023-2024高一上·浙江省宁波市九校·期末)某同学做“FeSO4被HNO3氧化”的实验,发现溶液变深棕色。猜想可能是生成的NO2或NO与Fe2+或Fe3+反应,使溶液变为深棕色,设计下列装置探究。回答下列问题
(1)检查气密性,加入药品后关闭c打开a、b,通一段时间的目的是 。
(2)反应开始时装置甲中发生反应的离子方程式是 。
(3)关闭 (选填“a”“b”“c”),打开 (选填“a”“b”“c”)及分液漏斗活塞,反应后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化,证明NO与反应;
(4)完成(3)中实验后,关闭分液漏斗活塞,打开a通一段时间N2,更新丙、丁中试剂,关闭a和b,打开c及分液漏斗活塞。反应后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化,证明NO2也可与反应。对此你认为这个结论 (填“合理”“不合理”),理由是 (若你认为合理此空不用填)
(5)这个装置的一个缺陷是 。
(6)实验结束后,同学们发现装置甲中溶液呈绿色,而不显蓝色。A同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而B同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验方案来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是 (填字母)。
a.加热该绿色溶液,观察颜色变化
b.加水稀释该绿色溶液,观察颜色变化
c.向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化
【答案】(1)赶走装置中空气,防止O2氧化NO干扰实验结果
(2)Cu+4H++2NO===Cu2++NO2↑+2H2O
(3) ac b
(4) 不合理 因为反应到后来硝酸变稀,有NO产生,丙中红棕色可能是NO与Fe2+反应的结果(或是NO2与FeSO4溶液中的水反应生成NO与Fe2+反应的结果)
(5)无尾气处理装置
(6)acd
【解析】加入药品后关闭c打开a、b,通一段时间N2,赶走装置中空气;关闭ac,打开b及分液漏斗活塞,A中生成的NO2气体通过乙装置与水反应生成NO,根据丙、丁中的现象判断NO与Fe2+反应使溶液变深棕色。(1)加入药品后关闭c打开a、b,通一段时间N2赶走装置中空气,防止O2氧化NO干扰实验结果;(2)反应开始时,装置甲中铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮、水,发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO===Cu2++NO2↑+2H2O;(3)证明NO与Fe2+反应,需要把甲中生成的NO2转化为NO,所以气体要先通入水中,所以关闭ac,打开b及分液漏斗活塞,反应后丙中溶液变为深棕色,丁中溶液无明显变化,证明NO与Fe2+反应;(4)反应到后来硝酸变稀,有NO产生,丙中红棕色可能是NO与Fe2+反应的结果,所以不合理。(5)氮氧化合物有毒,该装置的一个缺陷是无尾气处理装置;(6)a项,加热该绿色溶液,二氧化氮气体挥发,可通过颜色的变化证明,故a正确;b项,加水稀释绿色溶液,Cu(NO3)2浓度降低同时二氧化氮和水反应,不能证明溶液颜色的变化原因,故b错误;c项,向该绿色溶液中通入氮气,可将二氧化氮气体排出,通过颜色变化可证明,故c正确;d项,向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,如颜色变为绿色可证明,故d正确;选acd。
12.(2023-2024高一上·浙江省宁波市镇海中学·期末)实验室以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程可简要表示如下:
已知:在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。
试回答下列问题:
(1)“酸溶”过程中发生主要反应有:
①Fe +2H+=Fe2++H2↑;②Fe2O3+ 6H+=2Fe3++3H2O;③ 。(用离子方程式表示)
(2)“酸溶”需控制温度在40℃左右,最佳的加热方式是 。
(3)“过滤”需要的玻璃仪器除烧杯外还有 。
(4)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。
①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为 。
②装置C的作用是 。
③为使Cl2能充分发生反应,除在B中使用多孔球泡和搅拌外,实验中可采取的措施是 。
④证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是 。
【答案】(1)2Fe3+ + Fe=3Fe2+ (2)在40℃水浴中加热 (3)玻璃棒、漏斗
(4)①2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O ②吸收氯气,防止污染空气
③减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度(或增大B中溶质的浓度等)
④取B中溶液于试管中,滴加少量K3Fe(CN)6溶液,若无蓝色沉淀生成,则证明Fe2+已完全被氧化
【解析】根据流程图,以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3·6H2O晶体的流程为:废铁屑中加入30%的盐酸,铁和氧化铁均溶解,分别生成氯化亚铁和氯化铁,同时铁与氯化铁反应生成氯化亚铁,过滤除去不溶性杂质,在滤液中通入氯气,将亚铁离子氧化生成铁离子,经过一系列操作得到FeCl3·6H2O晶体。 (1)“酸溶”过程中盐酸能够溶解铁和氧化铁,溶解生成的铁离子能够氧化铁,发生主要反应有:①Fe+2H+=Fe2++H2↑;②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;③2Fe3+ + Fe=3Fe2+;(2)“酸溶”需控制温度在40℃左右,最佳的加热方式是在40℃水浴中加热;(3)“过滤”需要的玻璃仪器除烧杯外还有玻璃棒、漏斗;(4)①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成MnCl2和Cl2,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,离子方程式为2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;②氯气有毒,尾气中的氯气不能直接排放,需要用氢氧化钠溶液吸收;③为使Cl2能在B装置中与FeCl2溶液充分发生反应,可以减慢氯气的通入速度,或者增大B中FeCl2溶液的浓度,除在B中使用多孔球泡和搅拌外,实验中可采取的措施还有减慢分液漏斗中浓盐酸的滴加速度、增大B中溶质的浓度等;④在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2,因此证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是:取B中溶液于试管中,滴加少量K3Fe(CN)6溶液,若无蓝色沉淀生成,则证明Fe2+已完全被氧化。
13.(2023-2024高一上·浙江省衢州市·期末)二氯化二硫(S2Cl2)是橡胶工业的硫化剂,可由硫和氯气在100~110℃直接化合而成,实验室制备S2Cl2的实验装置如图。已知:S2Cl2在300℃以上完全分解;S2Cl2的熔点:-77℃,沸点:137℃;遇水剧烈。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置C的作用为 ,装置G中的试剂为 。
(3)该装置存在一定的缺陷,应在F、G装置间增加 。
(4)下列有关实验的说法正确的是_______。
A.为了防止反应过于剧烈,可将浓盐酸换成稀盐酸
B.装置D中反应温度不宜过高
C.装置B的作用是除氯气中的氯化氢气体
D.实验开始时应先点燃D处酒精灯
(5) S2Cl2与水反应产物中的一种气体X能使品红溶液褪色,加热后又恢复原来的颜色,且反应过程中只有一种元素化合价发生变化,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)分液漏斗
(2) 除去氯气中的水蒸气 氢氧化钠溶液
(3)装有浓硫酸的洗气瓶
(4)BC
(5)2S2Cl2+2H2O=S↓+SO2↑+4HCl
【解析】(1)仪器a的名称为分液漏斗(2)①装置C的作用为除去氯气中的水蒸气;②装置G为尾气处理装置,其中的试剂为氢氧化钠溶液(3)由于S2Cl2遇水剧烈反应,则收集S2Cl2的装置应该处于无水的环境,则该装置存在一定的缺陷,应在F、G装置间增加装有浓硫酸的洗气瓶。(4)A项,稀盐酸不能与二氧化锰反应制氯气,则为了防止反应过于剧烈,不能将浓盐酸换成稀盐酸,A错误;B项,S2Cl2在300℃以上完全分解,装置D中反应温度不宜过高,B正确;C项,装置B中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,C正确;D项,实验过程中应用氯气排除装置内的空气后,氯气再与硫单质化合,则实验开始时应先点燃A处酒精灯,D错误;故选BC。(5)S2Cl2与水反应生成二氧化硫、硫单质和氯化氢,反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=S↓+SO2↑+4HCl。
14.(2023-2024高一上·浙江省绍兴市·期末)某品牌糖衣片补血剂,除去糖衣后显淡蓝绿色,主要成分是硫酸亚铁,不含其它铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中硫酸亚铁的含量进行了以下探究:
请回答下列问题:
(1)用18.4mol·L⁻¹的浓硫酸、500ml容量瓶配制 480mL1.0 mol·L⁻¹的硫酸溶液,所需浓硫酸的体积为 mL(计算结果精确到小数点后一位)。
(2)在下列配制过程示意图中,有错误的是(填写序号) 。
(3)下列说法不正确的_______。
A.洗涤烧杯和玻璃棒2至3次,并将洗涤液移入容量瓶以减少误差
B.某同学将浓硫酸稀释后未冷却至室温便将溶液转移至容量瓶,所配溶液浓度会偏低
C.定容时仰视观察,所配溶液浓度会偏低
D.容量瓶使用前先要检查是否漏液,具体操作是向容量瓶中加蒸馏水,倒置不漏液即可
(4)若最后称得红棕色固体的质量为ag,则每片补血剂中含硫酸亚铁的物质的量为 mol。
【答案】(1)27.2 (2)①④ (3)BD (4)
【解析】补血剂主要成分是FeSO4,将10片补血剂研细,然后加入H2SO4酸化,过滤除去不溶性固体杂质,向滤液中加入H2O2,发生氧化还原反应:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,使Fe2+转化为Fe3+,再向溶液中加入足量NaOH溶液,Fe3+转化为Fe(OH)3红褐色沉淀,然后经过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量,得氧化铁的质量再根据Fe元素守恒可得10片补血剂中Fe的质量,最后根据FeSO4与Fe的质量关系可得每片补血剂中FeSO4的质量。(1)浓硫酸在稀释前后,溶质的物质的量保持不变,设所需浓硫酸最小体积为V,则500 mL×l mol/L=18.4 mol/L×V,解得V=27.2 mL;(2)① 浓硫酸溶于水会放出大量热量,由于其密度比水大,因此稀释浓硫酸时是将浓硫酸沿器壁倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量迅速扩散,而不能将浓硫酸加入水中,① 错误;② 转移溶液时,要通过玻璃棒引流,② 正确;③ 定容时,要通过玻璃棒将蒸馏水加入至容量瓶中,③ 正确;④ 定容时视线应平视,不能仰视和俯视,④ 错误;故选①④;(3)A项,洗涤烧杯内壁2 ~3次,并将每一次的洗涤液移入容量瓶,否则会因溶质损耗而使配制的溶液浓度偏小,A正确;B项,未冷却体积偏小,当温度恢复至室温时,液面低于刻度线,由于溶质的物质的量不变,最终导致配制溶液的浓度偏大,B错误;C项,定容时仰视,体积偏大,由于溶质的物质的量不变,最终导致配制溶液的浓度偏小,C正确;D项,容量瓶使用前先要检查是否漏液,具体操作是向容量瓶中加蒸馏水,倒置不漏液,然后正放,将容量瓶的瓶塞旋转180°,再倒置不漏液即可,D错误;故选AC;(4)最后所得固体为氧化铁,称得固体的质量为a g,根据铁元素守恒,则每片补血剂中含硫酸亚铁的物质的量为。
15.(2023-2024高一上·浙江省台州市·期末)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的绿色消毒、净水剂,用途广泛。具体工艺流程如下:
已知高铁酸钾的相关性质:
i.K2FeO4固体易溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于乙醚等有机溶剂;
ii.K2FeO4水溶液稳定性较差,发生反应:K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+ 8KOH;在酸性溶液中快速产生O2,在低温、强碱性溶液中相当稳定。
(1)检验Fe(NO3)3溶液中Fe3+所需试剂名称及相应的实验现象 。
(2)步骤④的操作名称是 。
(3)步骤①中的离子方程式为 。
(4)下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.利用上述流程制备Na2FeO4,可采用将Cl2通入到NaOH和Fe(OH)3的混合体系中实现
B.K2FeO4具有强氧化性可以杀菌消毒,生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性可以净水
C.步骤③中反应说明Na2FeO4溶解度小于K2FeO4
D.步骤⑤可用水洗涤K2FeO4粗品来除去固体表面的杂质,提高产品纯度
(5) K2FeO4可用于生活废水的脱氮(将含氮物质如NH4+,转化为N2)处理。K2FeO4对生活废水的脱氮效果随水体pH的变化结果如图,试分析pH较小时脱氮效果不好的可能原因 。
(6)现取44.0 g K2FeO4精品与水完全反应,生成标准状况下3.36LO2,该高铁酸钾样品的纯度为 (用质量分数表示)。
【答案】(1)KSCN溶液出现血红色或NaOH,出现红褐色沉淀(合理答案均可)
(2)过滤
(3) 2Fe3+ +10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
(4)CD
(5)pH较小时溶液酸性强,K2FeO4的稳定性差,溶液中高铁酸根的浓度小,氧化能力降低,含氮离子去除率降低(或随酸性增强,K2FeO4的氧化性增强,将4+氧化成价态更高的含氮酸根离子,去除率降低)。
(6)90%
【解析】次氯酸钠、氢氧化钠溶液加入到硝酸铁溶液中,反应生成Na2FeO4,该反应的离子方程式为2Fe3+ +10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,过滤后向滤液中加入饱和氢氧化钾得到K2FeO4,最终得到精品。(1)KSCN溶液出现血红色或加入氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀,均可证明有三价铁的存在。(2)步骤④的操作名称是过滤;(3)步骤①是将次氯酸钠、氢氧化钠溶液加入到硝酸铁溶液中,反应生成Na2FeO4,该反应的离子方程式为2Fe3+ +10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O。(4)A项,Cl2与NaOH反应生成次氯酸钠,次氯酸钠和Fe(OH)3、氢氧化钠的混合体系也可发生该反应2Fe3+ +10OH-+3ClO-=2FeO42-+3Cl-+5H2O,A正确;B项,K2FeO4具有强氧化性可以杀菌消毒,在水中易发生K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+ 8KOH,生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性可以净水,B正确;C项,步骤③中由于钾离子浓度较大使得K2FeO4溶解度降低,c(Na+)c(K+)不能比较K2FeO4与Na2FeO4的溶解度,C错误;D项,K2FeO4易溶于水,不能用水洗应该用乙醚洗,D错误;故选CD。(5)pH较小时溶液酸性强,K2FeO4的稳定性差,溶液中高铁酸根的浓度小,氧化能力降低,含氮离子去除率降低(或随酸性增强,K2FeO4的氧化性增强,将4+氧化成价态更高的含氮酸根离子,去除率降低)。(6)标准状况下3.36L氧气的物质的量,由K2FeO4+10H2O=4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+ 8KOH可知4K2FeO4~3O2,则n K2FeO4=0.2mol,即m K2FeO4=0.2mol198g/mol=39.6g,K2FeO4的纯度为。
16.(2023-2024高一上·浙江省温州市·期末)绿矾FeSO4·7H2O加热至高温分解,生成一种金属氧化物和两种酸性氧化物及水,某研究性学习小组用如图所示装置(夹持装置略去)对绿矾进行焙烧,并检验其焙烧产物。
请回答:
(1)组装好实验装置后,要进行的下一步操作是 ;装置B的名称是 。
(2)装置的作用是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A.为了让实验结果更准确,实验开始前应先通一段时间的N2,以排尽装置中的空气
B.装置B中所加的试剂为碱石灰
C.为了检验另一种酸性氧化物,装置中的溶液可以是品红溶液、H2O2溶液、Na2S溶液或酸性KMnO4 溶液
D.装置中的NaOH溶液可用Na2CO3溶液代替
(4)绿砜焙烧分解后的金属氧化物常用作油漆的红色颜料,写出该条件下绿砜受热分解的化学方程式 。
(5)装置中NaOH溶液浓度为1mol·L-1,现需配制250mL溶液,其过程如下(未排序)
①将已恢复至室温的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中;
②盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒、摇匀;
③用天平称取产品放入烧杯中,加入水充分搅拌、溶解;
④用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液转入容量瓶中,轻轻振荡:
⑤定容:用胶头滴管滴加至凹液面和刻度线相切:
⑥将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签:
实验操作顺序依次为 (填序号)。配制过程中,下列情况会引起溶液浓度偏大的是 。
A.溶解过程中有少量液体溅出烧杯
B.定容时俯视刻度
C.定容后发现液面高于刻度线后,用滴管吸出少量溶液
D.容量瓶刚用蒸馏水洗过
【答案】(1) 检查装置的气密性 (球形)干燥管
(2)检查产物中有SO3生成
(3)AD
(4) 2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O
(5) ③①④⑤②⑥ B
【解析】绿矾(FeSO4·7H2O)加热至高温分解,生成一种金属氧化物和两种酸性氧化物及水,根据元素守恒,可知生成的两种酸性氧化物是二氧化硫、三氧化硫。用无水硫酸铜检验水、用氯化钡溶液检验三氧化硫,用品红溶液检验二氧化硫,用氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染。(1)该装置涉及气体的检验,为防止装置漏气,组装好实验装置后,要进行的下一步操作是检查装置的气密性;根据装置图,装置B的名称是球形干燥管。(2)三氧化硫能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,所以装置C的作用是检查产物中有SO3生成;(3)A项,为了防止氧气参与反应,干扰试验,实验开始前应先通一段时间的N2,以排尽装置中的空气,故A正确;B项,装置B的作用是检验水的生成,所加的试剂应该为无水硫酸铜,故B错误; C项,装置D中的X溶液检验二氧化硫,二氧化硫与双氧水反应没有现象,装置D中的X溶液不能是H2O2溶液,故C错误;D项,装置E中的NaOH溶液的作用是吸收二氧化硫等酸性尾气,可用Na2CO3溶液代替,故D正确;选AD。(4)绿砜焙烧分解后的金属氧化物常用作油漆的红色颜料,可知反应生成Fe2O3,生成的两种酸性氧化物分别是二氧化硫、三氧化硫,该条件下绿砜受热分解的化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O。(5)配制250mL1mol·L-1氢氧化钠溶液的步骤有:计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,具体操作为:用天平称取10.0 g产品放入烧杯中,加入水充分搅拌、溶解;将已恢复至室温的溶液沿玻璃棒注入250mL容量瓶中;用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,并将每次洗涤液转入容量瓶中,轻轻振荡:定容:用胶头滴管滴加至凹液面和刻度线相切:盖好容量瓶瓶塞,反复上下颠倒、摇匀;将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴好标签:实验操作顺序依次为③①④⑤②⑥。A项,溶解过程中有少量液体溅出烧杯,溶质偏少,所配NaOH溶液浓度偏小,故不选A;B项,定容时俯视刻度,溶液体积偏小,所配NaOH溶液浓度偏大,故选B;C项,定容后发现液面高于刻度线后,用滴管吸出少量溶液,溶质偏少,所配NaOH溶液浓度偏小,故不选C;D项,容量瓶刚用蒸馏水洗过,对所配溶液的浓度无影响,故不选D;故选B。
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