题型02 实验探究综合题(期末真题汇编,安徽专用)高一化学上学期
2025-11-26
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内容正文:
题型02 实验探究综合题
1.(24-25高一上·安徽合肥·期末)某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水漂白性的强弱,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2.某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是
(2)实验室用装置E制备Cl2,写出反应的化学方程式 请指出该反应中的液体反应物在反应中所表现出的化学性质 。若液体反应物中的溶质反应了6mol,则标准状况下生成Cl2的体积为 L
(3)停止通气后,再给BD两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为:B 、D
(4)C装置的作用是吸收尾气,防止污染空气,写出吸收Cl2的离子方程式
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通到品红溶液中,结果发现溶液基本不褪色。请你分析该现象的原因 (用化学方程式表示)
2.(24-25高一上·安徽合肥·期末)“84”消毒液是一种以NaClO为主的消毒剂,广泛应用于医院、食品加工、家庭等的卫生消毒。
(1)“84”消毒液中通入CO2能增强消毒效果,写出向“84”消毒液中通入过量CO2的离子方程式: 。
(2)测定“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度的方法如下:
①配制100.00mL 0.5000 mol·L-1的Na2S2O3溶液。配制过程中需准确称取Na2S2O3固体 g,需要用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 。
②准确量取10.00 mL消毒液于锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量的乙酸酸化,充分反应后向溶液中滴加Na2S2O3溶液,完全反应时消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。反应过程中的相关离子方程式为:
2CH3COOH+2I-+ClO-=I2+Cl-+2CH3COO-+H2O,I2+2=2I-+
通过计算求出该“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度。(写出计算过程) 。
3.(24-25高一上·安徽黄山·期末)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
(1)在探究金属钠与水反应的实验过程中,某课外小组同学记录了如下实验现象和实验结论。
①为1-3选择合适的实验现象或结论(填字母)。
实验现象
钠熔成光亮的小球
2
钠四处游动
溶液变红
实验结论
1
钠的密度比水小
3
有碱生成
A.钠浮在水面上B.有气体产生C.反应放热,钠熔点低D.反应剧烈
②写出钠与水反应的离子方程式 。
(2)为探究Na2CO3和NaHCO3热稳定性的相对强弱,该小组同学分别设计了以下装置。
①如甲图所示分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,试管②中的试剂是 (填字母)。
a.稀硫酸b.澄清石灰水c.NaOH溶液
②如乙图所示,试管④中装入的固体应该是 (填化学式)。
③写出NaHCO3受热分解的化学方程式 。
(3)为测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数,该小组同学称取四份不同质量的上述混合物,将其溶于水后分别滴入20mL相同浓度的盐酸。实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
样品质量(g)
2.74
4.11
5.48
6.85
CO2体积(mL)
672
1008
896
784
(表中CO2体积数据均已折算成标准状况下的体积,且不考虑CO2在水中的溶解)
①第1组样品中n(Na2CO3)= mol。
②盐酸的物质的量浓度c(HCl)= mol/L。
4.(24-25高一上·安徽阜阳·期末)某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业上制取漂白粉,设计了如图所示装置进行实验。
请按要求回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称为 。本实验中制备 Cl2 的化学方程式为 。
(2)饱和食盐水在该实验中的作用是 。
(3)气体通入淀粉-KI 溶液后可观察到溶液变蓝,可得氧化性比较:Cl2 I2(填“>”或“<”)。
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是 (填序号)。
A、饱和食盐水 B、浓硫酸 C、NaOH 溶液
5.(24-25高一上·安徽六安·期末)碘化亚铁()在常温下为灰黑色固体,易升华,可溶于水,易潮解性,可由碘单质和还原铁粉在加热条件下制备得到。
Ⅰ.实验室用上面装置制备碘化亚铁。(已知焦性没食子酸的碱性溶液可吸收)
(1)若无盛碱石灰的球形干燥管装置,铁粉参与的副反应的化学方程式: 。_
(2)收集器浸泡在冷水中的目的是 。
(3)试剂a为 ,其作用是 。
Ⅱ.化学兴趣小组为了探究的还原性,进行了如下实验:取一定量的溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。同学们对溶液变成黄色的原因提出了不同的看法:
甲同学认为:是因为被氧化成;
乙同学认为:是因为被氧化成。
随后化学兴趣小组进行如下实验进行验证。
实验步骤
现象
结论
①取少量黄色溶液于试管中,滴加淀粉溶液
试管中溶液变蓝色
甲同学观点正确
②取少量黄色溶液于试管中,滴加KSCN溶液
( )
乙同学观点不正确
(4)上述实验②中现象为 。化学兴趣小组得到的结论:的还原性 的还原性(填“>”、“<”或“=”)。
(5)依据(4)中所得结论,往含的溶液中通入标准状况下的氯气,充分反应,请写出该反应的离子方程式: 。
6.(24-25高一上·安徽阜阳市·期末)实验室常下图装置进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。请回答下列问题
(1)装置B就是右上图的集气瓶,则装置A的导管应连接集气瓶的 (填“a”或“b”)进口;
(2)用装置A制备SO2的优点主要是 。【任答一条即可】;
(3)装置A中的反应方程式为 ;
(4)装置C中的现象是 ;反应结束后加热D中溶液,现象是 ;
(5)装置E中出现的现象可以说明SO2具有 性;
(6)装置F中的反应的离子方程式为 ;
7.(24-25高一上·安徽淮北·期末)某小组利用氯酸钾与 盐酸反应制氯气并进行氯气性质的探究,实验装置如图所示:
请回答:
(1)装置B中发生反应的离子方程式是 。
(2)根据相关实验现象就可以证明起漂白作用的不是氯气而是次氯酸,相关现象是 。
(3)E中实验现象是 。
(4)装置F的作用是 。
(5)现要配制 所需盐酸,请回答下列问题:
①所用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是 。
②下列操作会使配制结果偏高的是 。
A.容量瓶洗净后未干燥直接用来配制溶液
B.反复摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至刻度线
C.定容时俯视读数
D.用量筒量取浓盐酸配制所需盐酸时,量筒仰视读
8.(24-25高一上·安徽合肥·期末)四川师范大学化学与材料学院对“铁与水蒸气反应”实验研究的结果显示:在80~100℃能产生稳定水蒸气的物质都可以作为该反应的供水剂;铁与水蒸气反应温度在500℃左右即可顺利进行。
某化学兴趣小组同学利用该研究结论,采用西红柿(或洋葱)作为供水剂,设计了如图装置进行实验,并对铁与水蒸气反应的产物进行检验。
回答下列问题:
(1)A中铁与水蒸气反应的化学方程式是 。
(2)C中碱石灰的作用是 。
(3)D处实验现象为 。
(4)上述实验结束后,取出A中铁粉反应后的少量固体继续进行如下实验:
①加入稀硫酸发生的离子方程式为 。
②试剂A是 (选填字母),现象2为 。
a .NaOH溶液 b. 酸性KMnO4溶液 c .酚酞 d . 氯水
③若用电子天平称取铁粉质量为0.1527g,测得生成氢气体积为73.50mL(实验室条件下气体摩尔体积为24.5L/mol).则参加反应的铁粉占称取铁粉的百分数为 (精确到0.1%)。
④有同学认为:即使得到了现象1和现象2的实验现象,也不能确定所得固体成分为Fe3O4。你认为该同学持此看法的理由是 。
9.(24-25高一上·安徽黄山·期末)铁及其化合物在生产生活中有重要用途。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究铁及其化合物性质。
(1)完成“铁与水反应”的实验,并检验气体产物的性质。
①B中还原铁粉与水蒸气反应的化学方程式为 。
②点燃E处酒精灯前需进行的操作是 。
(2)为了获取Fe(OH)2制备过程中沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据,该小组用图示装置进行了如下实验。
实验步骤:
Ⅰ.向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液,按图示连接装置(夹持装置已略去,气密性已检查);
Ⅱ.打开磁力搅拌器,立即加入10%NaOH溶液;
Ⅲ.采集三颈瓶内空气中O2体积分数和溶液中O2浓度的数据。
实验现象:
三颈瓶中生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。
实验数据:
①生成白色絮状沉淀的离子方程式为 。
②沉淀由白色变为红褐色发生反应的化学方程式为 。
③通过上述实验,可得到“制备过程中沉淀颜色改变与氧气有关”的结论,其实验证据是 。
(3)把0.5mol/LCuSO4溶液和0.5mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量铁粉,经过足够长的时间后,铁粉有剩余。
①写出有关反应的离子方程式 、 。
②此时溶液中Fe2+的物质的量浓度是 mol/L。
10.(23-24高一上·安徽六安·期末)实验室用如下装置制取干燥纯净的氯气,并用氯气进行实验。
回答下列问题:
(1)装置连接完成后必须进行的操作是 。
(2)实验室制氯气的反应方程式为其中参加反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(3)E中为红色干布条,F 中为红色湿布条,对比 E 和F 中现象的差异可得出的结论 。
(4)试管 D 中试剂的作用是 。
(5)装置G 处的现象是 。
(6)图中 X 可能为 。
A.NaOH 溶液 B.KOH 溶液 C.饱和 NaCl溶液 D.蒸馏水
11.(23-24高一上·安徽淮北·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(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
(B、C中均为 10mL 1mol/L NaBr溶液)
实验过程:
. 打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
. 当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
. 当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
.…
(1)写出A中发生反应的离子方程式 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是 。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程的操作和现象是 。
(5)过程实验的目的是 。
(6)ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体,水溶液呈深黄绿色,11℃时液化成红棕色液体。以和HCl的乙醇溶液为原料制取ClO2的反应为制取装置如图所示。
冰水浴的作用是 ,烧杯中混合液用于吸收产生的Cl2同时生成KIO3,反应的离子方程式为 。
12.(23-24高一上·安徽马鞍山·期末)很多化学反应条件不同,产物不同,如Cl2与KOH反应,常温下生成KClO,加热生成KClO3.实验室利用下图装置制备KClO3,然后进一步探究其性质。
回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为 ,a装置中发生反应的化学方程式为 ,装置b的作用是 。
(2)c中反应的离子方程式为 ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(3)d装置的作用是 ,其中反应的离子方程式为 。
(4)取c中溶液,滴加浓盐酸并加热,可产生黄绿色气体,结合上述KClO3的制备实验,可说明在碱性条件下氧化性:Cl2 KClO3(填“>”“<”或“=”,下同),酸性条件下氧化性:Cl2 KClO3。
13.(23-24高一上·安徽合肥·期末)Ⅰ.含氯消毒剂为日常杀菌消毒提供了坚实的物质支撑。
(1)Cl2、H2O2、ClO2、NaClO常被用作消毒剂,上述物质消毒效率(以单位物质的量的物质得电子的数目多少表示,得电子越多效率越高)最高的是 (填标号)
a.Cl2 b.H2O2 c.ClO2 d.NaClO
(2)工业上常用反应:来制备,则X的化学式为 ;取20 mL0.1 mol/L的KClO3溶液、15 mL0.1 mol/L的H2C2O4溶液和足量硫酸充分反应,反应过程中转移电子的数目为 。
Ⅱ.NaClO2是一种高效的氧化剂和优质漂白剂,在水中溶解度较大。某探究小组制备NaClO2所需装置如图所示(夹持装置略):
已知:
a.;
b.ClO2气体有强烈刺激性气味,极易溶于水,但不与水反应,可与碱溶液反应;纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
(3)完成该实验需要450 mL4 mol/L的NaOH溶液,配制该溶液需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管和量筒外,还需要 。(填仪器名称)
(4)装置接口的连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示,每个装置仅使用一次)。
(5)装置④中发生反应的化学方程式为 。
(6)②中NaOH溶液的作用是 ;打开K通入足量空气的目的是 。
14.(23-24高一上·安徽亳州·期末)某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。
I.制备纯碱:先以和水等为原料,用下图所示装置制取,然后再将制备成。
(1)仪器a的名称是 ,装置乙的作用是 。
(2)反应进行一段时间后,观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出,经检验该白色固体是。装置丙中可得两种产物,分别是和另一种盐,装置丙中反应的化学方程式为 。
(3)用装置丙中产生的制取时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、 ,最后一步发生反应的化学方程式为 。
II.测定所得产品的组成和纯度
(4)检验纯碱样品中是否混有,请选择下列装置设计实验,并完成下表:
选择的装置连接顺序(填编号)
实验现象
实验结论
样品中含
(5)测定该纯碱样品的纯度:称取ag样品,置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量溶液。将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为bg。则该纯碱样品的纯度为 (用含有a、b的式子表示)。
15.(23-24高一上·安徽芜湖·期末)亚氯酸钠是一种高效漂白剂,可由反应制取。有类似的性质,在酸性条件下可生成并放出。某化学兴趣小组探究的制备与性质,装置如图所示。回答下列问题。(已知遇淀粉溶液变蓝色)
Ⅰ.制备亚氯酸钠。
关闭止水夹②,打开止水夹①,从进气口通入足量,充分反应(反应放出大量热)。
(1)仪器的名称为 ,仪器的作用是 。
(2)装置中生成,反应的离子方程式为 。
(3)实际反应中发现消耗的比理论值偏少,原因可能是 。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质。
停止通入气体,再通入空气一段时间后,关闭止水夹①,打开止水夹②,向中滴入稀硫酸。
(4)已知反应物浓度、温度或催化剂等会影响化学反应的速率。开始时A中反应缓慢,稍后产生气体的速率急剧加快。反应急剧加快的可能原因是 。
(5)实验过程中,中酸化的淀粉溶液变蓝色,产生该现象的离子方程式为 。
(6)实验完成后,为防止装置中滞留的有毒气体污染空气,可以进行的操作是 。
试卷第1页,共3页
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题型02 实验探究综合题
1.(24-25高一上·安徽合肥·期末)某化学实验小组的同学为探究和比较SO2和氯水漂白性的强弱,设计了如下的实验装置。
(1)实验室用装置A制备SO2.某同学在实验时发现打开A的分液漏斗活塞后,漏斗中液体未流下,你认为原因可能是
(2)实验室用装置E制备Cl2,写出反应的化学方程式 请指出该反应中的液体反应物在反应中所表现出的化学性质 。若液体反应物中的溶质反应了6mol,则标准状况下生成Cl2的体积为 L
(3)停止通气后,再给BD两个试管分别加热,两个试管中的现象分别为:B 、D
(4)C装置的作用是吸收尾气,防止污染空气,写出吸收Cl2的离子方程式
(5)另一个实验小组的同学认为SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定会更强。他们将制得的SO2和Cl2按1:1同时通到品红溶液中,结果发现溶液基本不褪色。请你分析该现象的原因 (用化学方程式表示)
【答案】(1)分液漏斗的玻璃塞没有取下来
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 酸性和还原性 33.6
(3)褪色的品红又恢复成红色 溶液没有明显变化
(4)Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (5)Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4
【分析】A用于制备SO2,可用Na2SO3与硫酸反应制取,B用于检验二氧化硫的生成,E用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O制备氯气,D用于检验气体的漂白性,C用于吸收尾气。
(1)塞子没有取下来,打开活塞时,空气无法进入分液漏斗内部,从而造成分液漏斗内的压强小于大气压强。
(2)实验室中用二氧化锰固体与浓盐酸加热反应制备氯气,方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应中HCl被氧化生成Cl2,表现出还原性;反应生成盐,表现出酸性。由方程式可知,6molHCl参加反应生成氯气:6mol×=1.5mol,则生成的氯气的体积为1.5mol×22.4L/mol。
(3)次氯酸的漂白性是永久性的,加热也不会改变反应产物;二氧化硫的漂白是暂时的,加热时,无色的产物会分解,又生成原来的反应物。
(4)用氢氧化钠溶液吸收氯气,生成氯化钠、次氯酸钠和水。
(5)氯气具有较强的氧化性,二氧化硫具有较强的还原性,在水溶液中两者1:1发生反应生成没有漂白性的产物。
【解析】(1)塞子没有取下来,打开活塞时,空气无法进入分液漏斗内部,造成分液漏斗内的压强小于大气压强,液体无法流出。答案为:分液漏斗的玻璃塞没有取下来;
(2)实验室中用二氧化锰固体与浓盐酸加热反应制备氯气,反应的方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应中HCl被氧化表现还原性,同时生成盐表现酸性;由方程式可知,6molHCl参加反应生成氯气:6mol×=1.5mol,则生成的氯气的体积为1.5mol×22.4L/mol=33.6L。答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;酸性和还原性;33.6;
(3)次氯酸的漂白性是永久性的,二氧化硫的漂白性是暂时的。加热时,次氯酸漂白过的溶液无变化,二氧化硫和有色物质生成的无色物质不稳定,加热时会变成红色。答案为:褪色的品红又恢复成红色;溶液没有明显变化;
(4)用氢氧化钠溶液吸收氯气,反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。答案为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
(5)氯气具有较强的氧化性,二氧化硫具有较强的还原性,在水溶液中两者1:1发生反应Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4,生成物都无漂白性,因而SO2和Cl2按1:1同时通入到品红溶液时,品红溶液并不褪色。答案为:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4。
2.(24-25高一上·安徽合肥·期末)“84”消毒液是一种以NaClO为主的消毒剂,广泛应用于医院、食品加工、家庭等的卫生消毒。
(1)“84”消毒液中通入CO2能增强消毒效果,写出向“84”消毒液中通入过量CO2的离子方程式: 。
(2)测定“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度的方法如下:
①配制100.00mL 0.5000 mol·L-1的Na2S2O3溶液。配制过程中需准确称取Na2S2O3固体 g,需要用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 。
②准确量取10.00 mL消毒液于锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量的乙酸酸化,充分反应后向溶液中滴加Na2S2O3溶液,完全反应时消耗Na2S2O3溶液25.00 mL。反应过程中的相关离子方程式为:
2CH3COOH+2I-+ClO-=I2+Cl-+2CH3COO-+H2O,I2+2=2I-+
通过计算求出该“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度。(写出计算过程) 。
【答案】(1)ClO-+CO2+H2O=HClO+
(2)①7.9 100mL容量瓶、玻璃棒 ②0.6250mol·L-1
【解析】(1)根据强酸制弱酸原理,向“84”消毒液中通入过量CO2生成次氯酸,因为CO2过量,所以还生成,故离子方程式为:ClO-+CO2+H2O=HClO+。
(2)①配制100.00mL 0.5000 mol·L-1的Na2S2O3溶液,溶质Na2S2O3的质量为:0.1L×0.5000 mol·L-1×158g∙mol-1=7.9g,所以配制过程中需准确称取Na2S2O3固体7.9g(一般用托盘天平称量,精确到小数点后1位);配制过程中需要用到的玻璃仪器除了烧杯、胶头滴管外,还有100mL容量瓶以及用于搅拌和引流的玻璃棒。②根据已知,要求该“84”消毒液中NaClO的物质的量浓度,可通过发生的两个反应找到NaClO与Na2S2O3的比例关系,根据Na2S2O3的物质的量求得NaClO的物质的量,然后根据计算NaClO的物质的量浓度。计算过程为:n(Na2S2O3)=0.5000 mol·L-1×25.00×10-3L=0.0125mol,根据关系式:ClO-~I2~2,n(NaClO)=n(ClO-)=n(Na2S2O3)=0.006250mol,c(NaClO)=0.006250mol÷0.01L=0.6250mol·L-1。
3.(24-25高一上·安徽黄山·期末)钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,如NaCl、Na2CO3、Na2SO4等。
(1)在探究金属钠与水反应的实验过程中,某课外小组同学记录了如下实验现象和实验结论。
①为1-3选择合适的实验现象或结论(填字母)。
实验现象
钠熔成光亮的小球
2
钠四处游动
溶液变红
实验结论
1
钠的密度比水小
3
有碱生成
A.钠浮在水面上B.有气体产生C.反应放热,钠熔点低D.反应剧烈
②写出钠与水反应的离子方程式 。
(2)为探究Na2CO3和NaHCO3热稳定性的相对强弱,该小组同学分别设计了以下装置。
①如甲图所示分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,试管②中的试剂是 (填字母)。
a.稀硫酸b.澄清石灰水c.NaOH溶液
②如乙图所示,试管④中装入的固体应该是 (填化学式)。
③写出NaHCO3受热分解的化学方程式 。
(3)为测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数,该小组同学称取四份不同质量的上述混合物,将其溶于水后分别滴入20mL相同浓度的盐酸。实验数据如下表:
实验序号
1
2
3
4
样品质量(g)
2.74
4.11
5.48
6.85
CO2体积(mL)
672
1008
896
784
(表中CO2体积数据均已折算成标准状况下的体积,且不考虑CO2在水中的溶解)
①第1组样品中n(Na2CO3)= mol。
②盐酸的物质的量浓度c(HCl)= mol/L。
【答案】(1)①C A B ②
(2)①b ②NaHCO3 ③
(3)①0.01 ②3.0
【解析】(1)①钠和水反应是放热反应,放出的热量使钠熔成小球,说明钠的熔点较低,故选C;钠的密度比水小,所以钠浮在水面上,故选A;钠四处游动,钠和水反应生成的氢气使钠受力不均匀而使钠四处游动,故选B。
②钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为:。
(2)①碳酸氢钠加热分解生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,碳酸钠加热不分解,则甲图分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,试管②中的试剂是b。
②碳酸氢钠加热易分解,碳酸钠加热不分解,为体现对比,小试管中应为碳酸氢钠,即乙图的试管④中装入的固体应该是NaHCO3。
③NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,反应的化学方程式是。
(3)①结合实验1、2可知,随着样品质量增加,生成二氧化碳的体积逐渐增大,说明1中盐酸过量,和的完全反应,设1组中、的物质的量分别为x、y,则①、②,联立①②解得:、,所以样品中。
②根据实验3、4可知,4中盐酸不足,优先反应生成,由于,设6.85g样品中含有碳酸钠、碳酸氢钠的物质的量分别为、,则,解得:,即6.85g样品中含有0.025mol碳酸钠、0.05mol碳酸氢钠,将样品加入盐酸中,先发生反应,0.025mol碳酸钠完全反应消耗HCl的物质的量为0.025mol,碳酸钠完全反应后发生再发生反应,生成标准状况下784mL二氧化碳消耗HCl的物质的量为:,所以20mL盐酸中含有HCl的物质的量为:,该盐酸的物质的量浓度为:。
4.(24-25高一上·安徽阜阳·期末)某化学兴趣小组欲在实验室探究氯气的性质及模拟工业上制取漂白粉,设计了如图所示装置进行实验。
请按要求回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器名称为 。本实验中制备 Cl2 的化学方程式为 。
(2)饱和食盐水在该实验中的作用是 。
(3)气体通入淀粉-KI 溶液后可观察到溶液变蓝,可得氧化性比较:Cl2 I2(填“>”或“<”)。
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,则装置甲中盛放的试剂是 (填序号)。
A、饱和食盐水 B、浓硫酸 C、NaOH 溶液
【答案】(1)分液漏斗 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)除去Cl2中的HCl气体
(3)>
(4)B
【分析】共热MnO2和浓盐酸制备Cl2,浓盐酸易挥发出HCl,用饱和食盐水吸收Cl2中混有的HCl,Cl2与KI反应生成碘单质,碘单质和淀粉溶液显蓝色,甲中盛放浓硫酸除去H2O,用干燥的有色布条和湿润的有色布条探究干燥的Cl2是否有漂白性,最后氯气与石灰乳反应制备漂白粉且能防止空气污染。
【解析】(1)由图可知盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗;在烧瓶中共热MnO2和浓盐酸生成氯气、氯化锰和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)浓盐酸易挥发出HCl,用饱和食盐水吸收Cl2中混有的HCl;
(3)Cl2氧化KI生成碘单质,Cl2是氧化剂,I2是氧化产物,可得出氧化性:Cl2>I2;
(4)若干燥的有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色,说明水蒸气被除去了,则装置甲中盛放的试剂是干燥剂浓H2SO4,故选B。
5.(24-25高一上·安徽六安·期末)碘化亚铁()在常温下为灰黑色固体,易升华,可溶于水,易潮解性,可由碘单质和还原铁粉在加热条件下制备得到。
Ⅰ.实验室用上面装置制备碘化亚铁。(已知焦性没食子酸的碱性溶液可吸收)
(1)若无盛碱石灰的球形干燥管装置,铁粉参与的副反应的化学方程式: 。_
(2)收集器浸泡在冷水中的目的是 。
(3)试剂a为 ,其作用是 。
Ⅱ.化学兴趣小组为了探究的还原性,进行了如下实验:取一定量的溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。同学们对溶液变成黄色的原因提出了不同的看法:
甲同学认为:是因为被氧化成;
乙同学认为:是因为被氧化成。
随后化学兴趣小组进行如下实验进行验证。
实验步骤
现象
结论
①取少量黄色溶液于试管中,滴加淀粉溶液
试管中溶液变蓝色
甲同学观点正确
②取少量黄色溶液于试管中,滴加KSCN溶液
( )
乙同学观点不正确
(4)上述实验②中现象为 。化学兴趣小组得到的结论:的还原性 的还原性(填“>”、“<”或“=”)。
(5)依据(4)中所得结论,往含的溶液中通入标准状况下的氯气,充分反应,请写出该反应的离子方程式: 。
【答案】(1)
(2)有利于碘化亚铁的冷凝收集
(3)浓硫酸 防止水蒸气进入收集器中
(4)溶液没有明显变化(没有红色等答案均可) >
(5)Cl2+2I-=I2+2Cl-
【分析】为防止铁被氧气氧化,用焦性没食子酸的碱性溶液除去空气中的氧气,球形干燥管内盛干燥剂防止水蒸气进入硬质玻璃管,硬质玻璃管内铁和碘单质反应生成碘化亚铁,碘化亚铁在收集器内冷凝收集,a中盛浓硫酸防止水进入收集器中,最后氢氧化钠溶液吸收尾气,防止污染;
【解析】(1)若无盛碱石灰的球形干燥管装置,铁粉和水蒸气高温生成四氧化三铁和氢气:;
(2)易升华,收集器浸泡在冷水中利于碘化亚铁冷凝收集;
(3)由分析,为防止潮解试剂a为干燥剂浓硫酸,其作用是防止水进入收集器中;
(4)铁离子和KSCN溶液反应变红色,乙同学观点不正确,说明溶液中没有生成Fe3+,所以上述实验②中现象为溶液无明显变化;溶液中滴加少量新制的氯水,I-被氧化为I2,Fe2+没有被氧化,可知I-的还原性> Fe2+的还原性;
(5)往含的溶液中通入标准状况下的氯气(为0.25molCl2),氧化0.6molI-消耗0.3mol氯气,故氯气不足,只有碘离子和氯气反应生成碘单质和氯离子,该反应的离子方程式为Cl2+2I-=I2+2Cl-。
6.(24-25高一上·安徽阜阳市·期末)实验室常下图装置进行铜跟浓硫酸反应等一系列实验。请回答下列问题
(1)装置B就是右上图的集气瓶,则装置A的导管应连接集气瓶的 (填“a”或“b”)进口;
(2)用装置A制备SO2的优点主要是 。【任答一条即可】;
(3)装置A中的反应方程式为 ;
(4)装置C中的现象是 ;反应结束后加热D中溶液,现象是 ;
(5)装置E中出现的现象可以说明SO2具有 性;
(6)装置F中的反应的离子方程式为 ;
【答案】(1)a (2)可以控制反应的发生与停止、可以防止倒吸
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(4)溶液变红 溶液恢复红色
(5)还原性
(6)SO2+2OH-=SO32-+H2O
【解析】(1)由于二氧化硫的密度大于空气,因此可以用向上排空气法收集二氧化硫,则装置A的导管应连接集气瓶的a进口;
(2)由于装置中铜丝是可以抽出的,因此用装置A制备SO2的优点主要是可以控制反应的发生与停止、可以防止倒吸;
(3)在加热的条件下铜与浓硫酸反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,根据原子守恒可知装置A中的反应的方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(4)二氧化硫溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是二元酸,溶液显酸性,则装置C中紫色的石蕊试液变红;二氧化硫能使品红溶液褪色,但二氧化硫的漂白是不稳定的,因此反应结束后加热D中溶液,现象是溶液恢复红色;
(5)高锰酸钾溶液具有强氧化性,二氧化硫通入高锰酸钾溶液中溶液褪色,说明高锰酸钾被二氧化硫还原,因此装置E中出现的现象可以说明SO2具有还原性;
(6)二氧化硫是酸性氧化物,能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,则装置F中反应的离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O。
7.(24-25高一上·安徽淮北·期末)某小组利用氯酸钾与 盐酸反应制氯气并进行氯气性质的探究,实验装置如图所示:
请回答:
(1)装置B中发生反应的离子方程式是 。
(2)根据相关实验现象就可以证明起漂白作用的不是氯气而是次氯酸,相关现象是 。
(3)E中实验现象是 。
(4)装置F的作用是 。
(5)现要配制 所需盐酸,请回答下列问题:
①所用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是 。
②下列操作会使配制结果偏高的是 。
A.容量瓶洗净后未干燥直接用来配制溶液
B.反复摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至刻度线
C.定容时俯视读数
D.用量筒量取浓盐酸配制所需盐酸时,量筒仰视读
【答案】(1)
(2)A中紫色石蕊试液先变红后褪色,D中干燥红布条不褪色
(3)产生棕黄色的烟
(4)防止氢氧化钠溶液中的水蒸气进入装置E
(5)①胶头滴管、500mL容量瓶 ②CD
【分析】氯酸钾与10 mol·L-1盐酸反应会生成氯气,A中紫色石蕊试液遇氯气会先变红后褪色,经过干燥剂C干燥后的氯气遇到干燥的红布条,红布条不褪色,结合A中现象,说明干燥的氯气不具有漂白性;E装置中铜粉与干燥的氯气在加热条件下会反应生成氯化铜,氯气有毒,需用碱液进行尾气处理;
配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
【解析】(1)盐酸和氯酸钾发生氧化还原反应生成氯气、氯化钾和水,离子方程式为:;
(2)装置A中,能验证氯气的水溶液的酸性和氧化性;D装置中,能验证干燥的氯气是否具有漂白性,所以根据相关实验现象就可以证明起漂白作用的不是氯气而是次氯酸,相关现象是A中紫色石蕊试液先变红后褪色,D中干燥红布条不褪色。
(3)E中Cu与Cl2反应生成CuCl2,实验现象是产生棕黄色的烟;
(4)装置F中装有碱石灰,碱石灰能做干燥剂,可以防止氢氧化钠溶液中的水蒸气进入装置E;
(5)配制 所需盐酸,需要使用250mL的容量瓶;故配制稀盐酸时,需用的仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶;A.容量瓶洗净后未干燥直接用来配制溶液,无影响,故A不选;B.反复摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至刻度线,使溶液体积V偏大,则c偏小,故B不选;C.定容时俯视读数,是溶液体积V偏小,则c偏高,故C选;D.用量筒量取浓盐酸配制所需盐酸时,量筒仰视读数,使量取的浓盐酸的体积偏大、n(HCl)偏大,则c偏高,故D选;故答案为:CD。
8.(24-25高一上·安徽合肥·期末)四川师范大学化学与材料学院对“铁与水蒸气反应”实验研究的结果显示:在80~100℃能产生稳定水蒸气的物质都可以作为该反应的供水剂;铁与水蒸气反应温度在500℃左右即可顺利进行。
某化学兴趣小组同学利用该研究结论,采用西红柿(或洋葱)作为供水剂,设计了如图装置进行实验,并对铁与水蒸气反应的产物进行检验。
回答下列问题:
(1)A中铁与水蒸气反应的化学方程式是 。
(2)C中碱石灰的作用是 。
(3)D处实验现象为 。
(4)上述实验结束后,取出A中铁粉反应后的少量固体继续进行如下实验:
①加入稀硫酸发生的离子方程式为 。
②试剂A是 (选填字母),现象2为 。
a .NaOH溶液 b. 酸性KMnO4溶液 c .酚酞 d . 氯水
③若用电子天平称取铁粉质量为0.1527g,测得生成氢气体积为73.50mL(实验室条件下气体摩尔体积为24.5L/mol).则参加反应的铁粉占称取铁粉的百分数为 (精确到0.1%)。
④有同学认为:即使得到了现象1和现象2的实验现象,也不能确定所得固体成分为Fe3O4。你认为该同学持此看法的理由是 。
【答案】(1)3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2
(2)干燥氢气
(3)黑色固体变红
(4)①Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O ②b 溶液的紫色褪去 ③82.5% 产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2
【解析】(1)A中铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为:3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2;
(2)C中碱石灰的作用是干燥氢气;
(3)D处高温条件下氢气还原氧化铜生成铜单质,实验现象为黑色固体变红;
(4)①加入稀硫酸后四氧化三铁与硫酸反应生成硫酸铁、硫酸亚铁和水,发生的离子方程式为:Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O;②根据结论证明存在,说明加入试剂A为检验Fe2+的存在,Fe2+具有还原性,在有Fe3+存在的条件下选择进行检验;故试剂A为酸性KMnO4溶液,答案选b;KMnO4被还原Fe2+,现象2为溶液的紫色褪去;③根据反应3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2可知,参加反应的铁粉的质量为:,;④有同学认为:即使得到了现象1和现象2的实验现象,也不能确定所得固体成分为Fe3O4。你认为该同学持此看法的理由是产物是FeO和Fe2O3的混合物也能得到现象1和现象2。
9.(24-25高一上·安徽黄山·期末)铁及其化合物在生产生活中有重要用途。某化学兴趣小组同学设计以下实验探究铁及其化合物性质。
(1)完成“铁与水反应”的实验,并检验气体产物的性质。
①B中还原铁粉与水蒸气反应的化学方程式为 。
②点燃E处酒精灯前需进行的操作是 。
(2)为了获取Fe(OH)2制备过程中沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据,该小组用图示装置进行了如下实验。
实验步骤:
Ⅰ.向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液,按图示连接装置(夹持装置已略去,气密性已检查);
Ⅱ.打开磁力搅拌器,立即加入10%NaOH溶液;
Ⅲ.采集三颈瓶内空气中O2体积分数和溶液中O2浓度的数据。
实验现象:
三颈瓶中生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变为灰绿色,一段时间后部分变为红褐色。
实验数据:
①生成白色絮状沉淀的离子方程式为 。
②沉淀由白色变为红褐色发生反应的化学方程式为 。
③通过上述实验,可得到“制备过程中沉淀颜色改变与氧气有关”的结论,其实验证据是 。
(3)把0.5mol/LCuSO4溶液和0.5mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合(假设混合溶液的体积等于混合前两种溶液的体积之和),再向其中加入足量铁粉,经过足够长的时间后,铁粉有剩余。
①写出有关反应的离子方程式 、 。
②此时溶液中Fe2+的物质的量浓度是 mol/L。
【答案】(1)① ②收集H2,并检验其纯度
(2)① ② ③瓶内空气中、溶液中含量均降低,沉淀颜色发生改变
(3)①2Fe3++Fe=3Fe2+ Cu2++Fe=Fe2++Cu ②1.0
【分析】实验的实验目的是探究氢氧化亚该铁白色沉淀的颜色变化与氧气的关系。
【解析】(1)①B中还原铁粉与水蒸气反应的化学方程式为。
②点燃E处酒精灯前需进行的操作是收集H2,并检验其纯度,防止发生安全事故。
(2)①生成白色絮状沉淀为饱和硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁白色絮状沉淀和硫酸钠,反应离子方程式为。
②沉淀由白色变为红褐色发生反应为氢氧化亚铁与氧气和水反应生成氢氧化铁,化学方程式为。
③据题图可以知道,瓶内空气中、溶液中O2含量均降低,沉淀颜色发生改变,说明O2参与反应瓶内反应,且氢氧化亚铁的沉淀颜色改变,则说明氢氧化亚铁制备过程中,氢氧化亚铁沉淀的颜色改变与氧气有关,故答案为:瓶内空气中、溶液中含量均降低,沉淀颜色发生改变
(3)0.5mol/LCuSO4溶液和0.5mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合,向其中加入足量铁粉,2Fe3++Fe=3Fe2+;Cu2++Fe=Fe2++Cu;
此时溶液中Fe2+的物质的量浓度是 。
10.(23-24高一上·安徽六安·期末)实验室用如下装置制取干燥纯净的氯气,并用氯气进行实验。
回答下列问题:
(1)装置连接完成后必须进行的操作是 。
(2)实验室制氯气的反应方程式为其中参加反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为 。
(3)E中为红色干布条,F 中为红色湿布条,对比 E 和F 中现象的差异可得出的结论 。
(4)试管 D 中试剂的作用是 。
(5)装置G 处的现象是 。
(6)图中 X 可能为 。
A.NaOH 溶液 B.KOH 溶液 C.饱和 NaCl溶液 D.蒸馏水
【答案】(1)检查装置气密性
(2)2:1
(3)干燥的氯气没有漂白性不能使干燥的红色布条褪色,氯气和水反应生成的次氯酸具有强氧化性使红色布条褪色,表现漂白性,湿润的氯气有漂白性
(4)干燥氯气
(5)棉花团变蓝
(6)AB
【分析】实验室用浓盐酸与二氧化锰加热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制备的氯气中含有氯化氢、水,依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去杂质,依次通过干燥有色布条、湿润有色布条验证氯气是否具有漂白性,再通过G装置验证氯气的氧化性,氯气有毒,能够与氢氧化钠溶液反应,可以用氢氧化钠溶液吸收尾气;
【解析】(1)装置连接完成后必须进行的操作是检查装置气密性;
(2)该反应中氧化剂是MnO2,还原剂是HCl,但一半的HCl为参与氧化还原反应,一半的HCl被氧化成了Cl2,所以根据系数比得到参加反应的还原剂与氧化剂的数目之比为2:1;
(3)实验观察到的现象是装置E中干燥的红色布条不褪色,装置F中湿润的红色布条褪色,实验说明干燥的氯气没有漂白性不能使干燥的红色布条褪色,氯气和水反应生成的次氯酸具有强氧化性使红色布条褪色,表现漂白性,湿润的氯气有漂白性;
(4)浓盐酸具有挥发性,装置B产生的氯气中混有氯化氢和水蒸气,气体在净化时应该先除杂再进行干燥,氯气在饱和氯化钠溶液中溶解度很小,装置C中盛有的饱和氯化钠溶液用于吸收氯化氢,氯气与浓硫酸不反应,可用浓硫酸进行干燥,所以试管 D 中试剂的作用是干燥氯气;
(5)氯气和KI溶液反应生成KCl和碘单质,碘遇淀粉变蓝,则装置G 处的现象是棉花团变蓝;
(6)由分析可知,X试剂的作用是吸收尾气的氯气,防止氯气排放到空气中造成污染,故可能为NaOH溶液或KOH溶液,答案为AB。
11.(23-24高一上·安徽淮北·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(夹持仪器已略去,气密性已检验)。
(B、C中均为 10mL 1mol/L NaBr溶液)
实验过程:
. 打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
. 当B和C中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
. 当B中溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a。
.…
(1)写出A中发生反应的离子方程式 。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是 。
(3)B中溶液发生反应的离子方程式是 。
(4)为验证溴的氧化性强于碘,过程的操作和现象是 。
(5)过程实验的目的是 。
(6)ClO2常温下为易溶于水且不与水反应的气体,水溶液呈深黄绿色,11℃时液化成红棕色液体。以和HCl的乙醇溶液为原料制取ClO2的反应为制取装置如图所示。
冰水浴的作用是 ,烧杯中混合液用于吸收产生的Cl2同时生成KIO3,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)湿润的淀粉-试纸变蓝
(3)
(4)打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色
(5)确认C的黄色溶液中无,排除对置换实验的干扰
(6)使液化,分离和
【分析】该实验目的验证卤素单质氧化性的相对强弱,实验原理为、、,装置A制备,湿润的淀粉-试纸用于验证氧化性强于,装置B验证氧化性强于,装置C制备,装置D验证氧化性强于,浸有溶液的棉花作用是尾气处理,防止污染。
【解析】(1)装置A为制备,故离子反应方程式为;故答案为:;
(2)装置A圆底烧瓶瓶口处湿润的淀粉-试纸是用于验证氧化性强于,原理为,与淀粉显蓝色,故现象为湿润的淀粉试纸变蓝;故答案为:湿润的淀粉试纸变蓝;
(3)由于氧化性强于,装置B中发生,离子方程式为;故答案为:;
(4)因为氧化性强于,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,要发生反应,同时检验的生成,故装置C制备,装置D验证氧化性强于并检验的生成,过程的操作和现象是打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色;故答案为:打开活塞b,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞b,取下D振荡,静置后CCl4层溶液变为紫红色;
(5)为验证氧化性强于,实验时应避免的干扰,当B中溶液由黄色变为红棕色时,说明有大量的生成,此时应关闭活塞a,否则氯气过量,影响实验结论,也会造成环境污染,过程Ⅲ实验的目的是:确认C的黄色溶液中无,排除对置换实验的干扰;
故答案为:确认C的黄色溶液中无,排除对置换实验的干扰;
(6)该实验装置为制取,原理以和HCl的乙醇溶液为原料的反应为,制取的气体中含有,需要分离2种气体,而11℃时液化成红棕色液体,故冰水浴的作用是使液化,分离和;
烧杯中混合液用于吸收产生的同时生成,故反应离子方程式为;故答案为:使液化,分离和;。
12.(23-24高一上·安徽马鞍山·期末)很多化学反应条件不同,产物不同,如Cl2与KOH反应,常温下生成KClO,加热生成KClO3.实验室利用下图装置制备KClO3,然后进一步探究其性质。
回答下列问题:
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为 ,a装置中发生反应的化学方程式为 ,装置b的作用是 。
(2)c中反应的离子方程式为 ,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(3)d装置的作用是 ,其中反应的离子方程式为 。
(4)取c中溶液,滴加浓盐酸并加热,可产生黄绿色气体,结合上述KClO3的制备实验,可说明在碱性条件下氧化性:Cl2 KClO3(填“>”“<”或“=”,下同),酸性条件下氧化性:Cl2 KClO3。
【答案】(1)分液漏斗 除去Cl2中混有的HCl
(2) 5:1
(3)吸收多余的Cl2,防止污染空气
(4)> <
【分析】a中二氧化锰和浓盐酸反应制备氯气,b除去Cl2中混有的HCl,c中氢氧化钾和氯气在加热条件下制备KClO3,d吸收氯气,防止污染。
【解析】(1)根据装置图,盛装浓盐酸的仪器名称为分液漏斗,a装置中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水,发生反应的化学方程式为,a中生成的氯气中含有氯化氢,装置b的作用是除去Cl2中混有的HCl。
(2)该实验目的是制备KClO3,c中氢氧化钾和氯气在加热条件下生成KClO3、氯化钾、水,反应的离子方程式为,该反应中氯气发生氧化反应生成氯酸钾、氯气发生还原反应生成氯化钾,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:1。
(3)氯气能被氢氧化钠溶液吸收,氯气有毒,d装置的作用是吸收多余的Cl2,防止污染空气,其中反应的离子方程式为。
(4)取c中溶液,滴加浓盐酸并加热,可产生黄绿色气体,结合上述KClO3的制备实验,碱性条件下,氯气制备KClO3,可说明在碱性条件下氧化性:Cl2>KClO3,酸性条件下KClO3制备氯气,则酸性条件下氧化性:Cl2<KClO3。
13.(23-24高一上·安徽合肥·期末)Ⅰ.含氯消毒剂为日常杀菌消毒提供了坚实的物质支撑。
(1)Cl2、H2O2、ClO2、NaClO常被用作消毒剂,上述物质消毒效率(以单位物质的量的物质得电子的数目多少表示,得电子越多效率越高)最高的是 (填标号)
a.Cl2 b.H2O2 c.ClO2 d.NaClO
(2)工业上常用反应:来制备,则X的化学式为 ;取20 mL0.1 mol/L的KClO3溶液、15 mL0.1 mol/L的H2C2O4溶液和足量硫酸充分反应,反应过程中转移电子的数目为 。
Ⅱ.NaClO2是一种高效的氧化剂和优质漂白剂,在水中溶解度较大。某探究小组制备NaClO2所需装置如图所示(夹持装置略):
已知:
a.;
b.ClO2气体有强烈刺激性气味,极易溶于水,但不与水反应,可与碱溶液反应;纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。
(3)完成该实验需要450 mL4 mol/L的NaOH溶液,配制该溶液需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管和量筒外,还需要 。(填仪器名称)
(4)装置接口的连接顺序为 (按气流方向,用小写字母表示,每个装置仅使用一次)。
(5)装置④中发生反应的化学方程式为 。
(6)②中NaOH溶液的作用是 ;打开K通入足量空气的目的是 。
【答案】(1)c
(2)CO2 0.002 NA
(3)500 mL容量瓶
(4)f→a→b→e→d→c
(5)2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O
(6)吸收ClO2,防止污染空气 稀释ClO2,防止ClO2分解爆炸
【分析】Ⅰ.根据物质发生氧化反应时转移电子的物质的量来判断各种消毒效率的高低;结合已知物质的物质的量及反应转化关系判断哪种物质过量,然后以不足量的物质为标准判断反应过程中电子转移数目。
Ⅱ.在装置④中,NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2SO4,发生反应2NaClO3+ Na2SO3+H2SO4=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O,生成的ClO2进入①装置;该装置起安全瓶的作用,然后进入③装置发生反应:2C1O2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2+2H2O,C1O2的熔点低,遇热水、见光易分解,所以应使用冰水浴,以降低气体的温度;气体浓度较大时易发生分解,若用空气、CO2、氮气等气体稀释时,爆炸性降低,则需控制气体的流速不能过慢,但过快又会导致反应不充分,吸收效率低;C1O2气体会污染大气,应进行尾气处理。
【解析】(1)消毒效率是以单位物质的量的物质得电子的数目多少表示,物质得电子越多效率越高。a.Cl2得到电子被还原为Cl-,所以1 mol Cl2得到2 mol电子;b.H2O2中O元素化合价为-1价,得到电子反应后变为-2价,1 mol H2O2反应得到2 mol电子;c.ClO2中Cl为+4价,得到电子反应后变为-1价,ClO2的消毒效率是5 mol;d.NaClO2中Cl为+3价,得到电子反应后变为-1价,NaClO2的消毒效率是4 mol;可见上述四种物质中消毒效率最高的是ClO2,故合理选项是c;
(2)根据物质反应各种元素的原子个数不变,可知物质X是二氧化碳,其化学式为CO2;
20 mL0.1 mol/L的KClO3溶液中含有溶质的物质的量n(KClO3)=0.1 mol/L×0.02 L=0.002 mol;15 mL0.1 mol/L的H2C2O4溶液中含有溶质H2C2O4的物质的量n(H2C2O4)=0.1 mol/L×0.015 L=0.0015 mol。根据反应方程式可知:二者反应的物质的量的比是2:1,则H2C2O4过量,KClO3完全反应,由反应方程式可知:每有1 mol KClO3反应,反应转移1 mol电子,则0.002 mol KClO3反应转移电子的物质的量是0.002 mol,故反应过程中转移电子的数目为0.002 NA;
(3)完成该实验需要450 mL4mol/L的NaOH溶液,实验室没有450 mL的容量瓶,根据选择仪器的标准:大而近的原则,可知应该选择500 mL容量瓶,所以配制该溶液需要的玻璃仪器除烧杯、胶头滴管和量筒外,还需要500 mL的容量瓶;
(4)制备NaClO2时应该连接顺序是制取C1O2反应装置→收集装置→生成NaC1O2装置→尾气处理装置,所以接口连接顺序是f→a→b→e→d→c;
(5)在装置④中,NaClO3与Na2SO3在酸性条件下发生氧化还原反应,产生ClO2、Na2SO4、H2O,根据电子守恒、原子守恒,可知发生反应的化学方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2C1O2↑+2Na2SO4+H2O;
(6)②中NaOH溶液的作用是吸收C1O2,防止污染空气;打开K通入足量空气的目的是稀释C1O2,防止C1O2分解爆炸。
14.(23-24高一上·安徽亳州·期末)某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。
I.制备纯碱:先以和水等为原料,用下图所示装置制取,然后再将制备成。
(1)仪器a的名称是 ,装置乙的作用是 。
(2)反应进行一段时间后,观察到装置丙中试剂瓶内溶液中有白色固体析出,经检验该白色固体是。装置丙中可得两种产物,分别是和另一种盐,装置丙中反应的化学方程式为 。
(3)用装置丙中产生的制取时,需要进行的实验操作有过滤、洗涤、 ,最后一步发生反应的化学方程式为 。
II.测定所得产品的组成和纯度
(4)检验纯碱样品中是否混有,请选择下列装置设计实验,并完成下表:
选择的装置连接顺序(填编号)
实验现象
实验结论
样品中含
(5)测定该纯碱样品的纯度:称取ag样品,置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量溶液。将反应混合物过滤、洗涤、干燥、称量,得到固体的质量为bg。则该纯碱样品的纯度为 (用含有a、b的式子表示)。
【答案】(1)分液漏斗 除去CO2中的HCl
(2)
(3)灼烧
(4)①③② ③中物质变蓝,②中澄清石灰水变浑浊
(5)
【分析】Ⅰ:装置甲用盐酸与碳酸钙反应制备CO2,所得气体通入装置乙,除去CO2中混有的HCl,CO2通入装置丙中,在低温下反应并析出NaHCO3晶体。Ⅱ:Na2CO3热稳定性比NaHCO3强,可用加热并检验是否有CO2、H2O生成的方法检验样品中是否混有NaHCO3。CO2可用澄清石灰水检验,H2O可用无水CuSO4检验。
【解析】(1)仪器a的名称是分液漏斗。在装置甲中制取CO2时,盐酸有挥发性,制得的CO2中混有HCl,故装置乙的作用是除去CO2中混有的HCl。
(2)装置丙中盛有吸收了足量NH3的饱和食盐水,再通入CO2发生反应制取NaHCO3,发生反应的化学方程式为:。
(3)装置丙中析出的白色固体为NaHCO3,通过过滤、洗涤、灼烧后得到Na2CO3,在灼烧时,残留的水被蒸发干,NaHCO3受热分解,有关反应的化学方程式为:。
(4)根据NaHCO3热稳定性差的特点,可通过检验样品加热后是否生成H2O和CO2来检验样品中是否含有NaHCO3,选用装置③先检验水,选用装置②后检验CO2,故选择的装置连接顺序为①③②。样品中含有NaHCO3时,实验现象为:③中无水CuSO4固体变蓝色,②中澄清石灰水中出现浑浊。
(5)样品溶解后,加入足量CaCl2,发生以下反应:,根据生成bg的CaCO3可计算样品中Na2CO3的质量为,则纯碱样品的纯度为:
15.(23-24高一上·安徽芜湖·期末)亚氯酸钠是一种高效漂白剂,可由反应制取。有类似的性质,在酸性条件下可生成并放出。某化学兴趣小组探究的制备与性质,装置如图所示。回答下列问题。(已知遇淀粉溶液变蓝色)
Ⅰ.制备亚氯酸钠。
关闭止水夹②,打开止水夹①,从进气口通入足量,充分反应(反应放出大量热)。
(1)仪器的名称为 ,仪器的作用是 。
(2)装置中生成,反应的离子方程式为 。
(3)实际反应中发现消耗的比理论值偏少,原因可能是 。
Ⅱ.探究亚氯酸钠的性质。
停止通入气体,再通入空气一段时间后,关闭止水夹①,打开止水夹②,向中滴入稀硫酸。
(4)已知反应物浓度、温度或催化剂等会影响化学反应的速率。开始时A中反应缓慢,稍后产生气体的速率急剧加快。反应急剧加快的可能原因是 。
(5)实验过程中,中酸化的淀粉溶液变蓝色,产生该现象的离子方程式为 。
(6)实验完成后,为防止装置中滞留的有毒气体污染空气,可以进行的操作是 。
【答案】(1)圆底烧瓶 防止倒吸
(2)
(3)该反应放热,导致部分分解
(4)与反应生成的对反应起催化作用(或反应放热,温度升高,反应速率加快)
(5)
(6)再次打开止水夹①,在进气口通入一段时间的空气,让有毒气体完全被吸收
【分析】在仪器A中通过进气口通入ClO2气体,ClO2、NaOH、H2O2发生氧化还原反应产生NaClO2、O2、H2O,在装置B中ClO2可以将氧化为,而在装置C中仪器b是干燥管,其作用是扩大ClO2与NaOH反应的接触面积,从而可以起到防止倒吸的作用。NaOH溶液能够吸收多余ClO2气体,防止大气污染。
【解析】(1)①根据图示可知仪器a是圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶;
②仪器b是干燥管,其作用是可以扩大ClO2与NaOH反应的接触面积,使未反应的ClO2气体可以被NaOH溶液充分吸收,从而可以起到防止倒吸的作用,故答案为:防止倒吸;
(2)在装置A中,ClO2、NaOH、H2O2发生氧化还原反应产生NaClO2、O2、H2O,该反应的离子方程式为:,故答案为:;
(3)实际反应中发现消耗的NaOH比理论值偏少,原因可能是反应放出的热量使温度升高导致H2O2分解,导致ClO2反应的物质的量减少,因而其反应消耗的NaOH比理论值偏少,故答案为:该反应放热,导致H2O2部分分解;
(4)开始时A中反应缓慢,稍后产生气体的速率急剧加快。反应急剧加快的可能原因是NaClO2与H2SO4反应生成的Cl-对反应起催化作用,导致反应速率加快,故答案为:NaClO2与H2SO4反应生成的Cl−对反应起催化作用(或反应放热,温度升高,反应速率加快);
(5)实验过程中,B中酸化的淀粉溶液变蓝色,是由于在酸性条件下,ClO2、发生氧化还原反应产生,遇淀粉溶液变为蓝色,该反应的离子方程式为:,故答案为:;
(6)实验完成后,为防止装置中滞留的有毒气体污染空气,可以进行的操作是:再次打开止水夹①,在进气口通入一段时间的空气,让有毒气体完全被赶入装置C中被NaOH吸收,故答案为:再次打开止水夹①,在进气口通入一段时间的空气,让有毒气体完全被吸收。
试卷第1页,共3页
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