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专题09 化学实验综合题
1.(24-25 高三上·山东德州·期末)三氯氧磷()是一种重要的化工原料。某小组以、和为原料,先制取,后制备。实验装置如图1:
已知:
Ⅰ、装置A中发生的反应有:;;;装置B中的反应为:;
Ⅱ、部分物质的性质:
物质
沸点/℃
其他
76.1
遇水均剧烈水解
160
105.8
78.8
(1)仪器D的名称为 ,装置F可盛放 ,装置C可以用来判断通入和的流量,符合实验要求的现象为 。
(2)实验前先通,目的是 。实验室欲提纯,可采用的方法是 。
(3)纯度测定
测定样品中杂质的含量即可得出的纯度(假设杂质仅含有)
步骤1:用称量瓶准确称量提纯后的7.0g样品
步骤2:连同称量瓶一起放入盛有 溶液的密封水解瓶中,盖紧并用蒸馏水封口,轻轻摇动,待称量瓶盖打开,将水解瓶放入冰水浴,浸泡水解1h后,将水解瓶中的溶液全部转移到容量瓶中,洗涤水解瓶2~3次,洗涤液一并转入容量瓶中,静置至室温,定容,摇匀,得到溶液M。
步骤3:准确量取溶液M于碘量瓶中,加入两滴指示剂,用的盐酸中和过量的溶液至恰好完全。
步骤4:准确加入碘标准溶液,充分反应后,用淀粉溶液作指示剂,用的溶液滴定过量的碘,反应为。平行测定四次,记录反应消耗溶液的体积。
①在溶液中反应的化学方程式为 。
②四次平行实验消耗溶液的体积如下表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
溶液的体积/mL
19.98
22.60
20.00
20.02
则样品中的质量分数为 %;下列情况会导致的质量分数偏高的是 (填标号)。
A.水解过程,气体吸收不充分,有部分气体逸出
B.实际溶液浓度偏高
C.定容时俯视刻度线
D.滴定前有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) 球形冷凝管 碱石灰 两支导管口产生气泡的速率相同
(2) 排出装置内的空气 蒸馏
(3) 91.5 AD
【分析】在装置A中发生一系列反应,最终生成PCl3进入装置B,通过装置C通入等量的SO2和Cl2进入装置B,在装置B中,PCl3、SO2和Cl2反应生成POCl3,最后用装置F吸收尾气。
【详解】(1)由图示可知,仪器D的名称为球形冷凝管;装置F用来吸收SO2、Cl2等尾气,可盛放碱石灰;通过装置B中的反应可知,需要通入等量的SO2和Cl2,因此,符合实验要求的现象为两支导管口产生气泡的速率相同,故答案为:球形冷凝管;碱石灰;两支导管口产生气泡的速率相同;
(2)由信息可知,反应装置中涉及到多种遇水剧烈水解的物质,所以实验前先通N2的目的是排出装置内的空气,防止空气中的水蒸气干扰实验;反应液中各组分的沸点不同且有较大差虽别,所以可以用蒸馏的方法提纯POCl3,故答案为:排出装置内的空气;蒸馏;
(3)①SOCl2与NaOH反应生成亚硫酸钠、氯化钠,化学方程式为,故答案为:;
②由数据可知,第二次数值偏差较大,应舍去,所以消耗溶液的平均体积为;由实验原理可知存在关系,所以,则样品中POCl3的质量分数为,故答案为:91.5;
A.水解过程,气体吸收不充分,有部分气体逸出将导致消耗溶液体积偏大,的质量分数偏小,POCl3的质量分数偏大,故A符合题意;
B.实际溶液浓度偏高,将导致消耗溶液体积偏小,的质量分数偏大,POCl3的质量分数偏小,故B不符合题意;
C.定容时俯视刻度线,导致溶液体系偏小,的浓度偏大,消耗溶液体积偏小,的质量分数偏大,POCl3的质量分数偏小,故C不符合题意;
D.滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致消耗溶液体积偏大,的质量分数偏小,POCl3的质量分数偏大,故D符合题意;
故选AD。
2.(24-25 高三上·山东菏泽·期末)某化学学习小组设计实验制备SO2并探究SO2的化学性质,过程设计如下图所示:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ;按图连接好装置后,实验开始前依次进行的操作是 (填字母)。
a.加入足量70%浓硫酸 b.加入粉末 c.检查装置的气密性
(2)实验结束后观察③中颜色无变化,加入少量蒸馏水红色褪去。该实验的目的是 。足量碱石灰的作用是 。由此得出的实验结论是 。
(3)④中溶液变为绿色(含),写出该反应的离子反应方程式 。
(4)小组成员进一步进行定量实验:取⑤中溶液于锥形瓶中,滴入稀硫酸使溶液呈酸性,并加入几滴淀粉溶液。用的溶液滴定,以测定溶液浓度,三次平行实验测得标准液的平均体积为。滴定终点时锥形瓶中的现象为 ,所测⑤中的质量浓度(以溶液中的质量浓度计算)为 。
【答案】(1) 恒压滴液漏斗 cba
(2) 探究SO2使品红褪色是否有水参与(或探究是SO2还是是品红溶液褪色) 防止空气中的水蒸气进入到Ⅱ装置中对实验产生干扰,同时处理尾气中的SO2 SO2在有水的存在下可以使品红褪色
(3)
(4) 当加入最后半滴酸性溶液时,溶液变蓝,且半分钟内不褪色 3.84
【分析】装置①中亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫气体,反应原理为:2NaHSO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+2H2O+2SO2↑,④中将二氧化硫氧化为硫酸,二氧化硫有毒会污染空气,装置⑤中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气,装置③中红色不变色,说明SO2本身不能漂白品红,⑥防止空气中的水蒸气进入到Ⅱ装置,同时吸收二氧化硫,防止污染空气,据此分析;
【详解】(1)仪器a的名称为恒压滴液漏斗;实验开始前依次进行的操作是检查装置的气密性,加入粉末后再加入足量70%浓硫酸,故顺序为cba;
(2)③中颜色无变化,加入少量蒸馏水红色褪去,说明SO2本身不能漂白品红,该实验的目的是探究SO2使品红褪色是否有水参与(或探究是SO2还是是品红溶液褪色),足量碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入到Ⅱ装置中对实验产生干扰,同时处理尾气中的SO2;可以得出结论:SO2在有水的存在下可以使品红褪色;
(3)④中将二氧化硫氧化为硫酸,本身被还原成,离子反应方程式为:;
(4)取⑤中溶液主要溶质为,判断滴定终点的现象为当加入最后半滴酸性溶液时,溶液变蓝,且半分钟内不褪色;根据,消耗KIO3的物质的量为0.1000 mol •L-1×0.02L=2×10-3mol,则Na2SO3的物质的量为2×10-3mol×3=6×10-3mol,样品中Na2SO3的质量分数为。
3.(24-25 高三上·山东济南·期末)过氧化钙水合物(,x>2)微溶于水,能溶于酸,性质与相似,可用作医用防腐剂和消毒剂。实验室制备过氧化钙的流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中应过量的试剂为 (填“稀盐酸”或“碳酸钙”)。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅴ烘干的同时计算确定水合物中x的值。从下列仪器中选出步骤Ⅴ中所需仪器为 (填标号)。
过程中需至少称量 次;当 时可认为烘干完全。
(4)利用如图装置(夹持装置省略)测定产品中的纯度。常温常压下,称取mg产品,记录量气管起始读数为5.00mL,从分液漏斗中迅速加入15.00mL的盐酸(足量)后,立即关闭旋塞。恢复至室温后,调整量气管读数为40.00mL。
仪器A的名称是 ;室温下气体摩尔体积为,该产品的纯度为 %(用含m、的代数式表示);若读数时,未调平水准管与量气管的液面,所测定产品的纯度会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)碳酸钙
(2)或
(3) BCE 4 最后两次称量时质量差
(4) 蒸馏烧瓶 偏低
【分析】根据工艺流程可知碳酸钙与盐酸反应生成,与氨水和反应生成,经洗涤烘干则得。
【详解】(1)步骤Ⅰ中应过量的试剂为碳酸钙,保证盐酸反应完,避免与步骤二中的氨水反应;
(2)步骤Ⅱ中与氨水和反应生成,离子方程式为或;
(3)步骤Ⅴ烘干所需仪器为B干燥器、C坩埚除去结晶水、E玻璃棒用于搅拌,过程中需至少称量4次,第一次称量坩埚的质量,第二次坩埚+水合物的质量,第三次加热并冷却至室温后称量坩埚+剩余固体的质量,因为要求最后两次称量的质量差值小于0.1g,结果在允许的范围内,才认为结晶水完全失去,所以第四次称量:再加热后坩埚+剩余固体的质量,如果不满足质量差值小于0.1g,还要加热再称量,所以至少称量四次;
(4)仪器A的名称是蒸馏烧瓶,由于性质与相似,故 该产品的纯度为: ,根据连通器原理,U型管测气体体积时要使两管液面相平,确保两边大气压相等,若读数时,未调平水准管与量气管的液面,液面则是右高左低,水准管的液面高则气体体积偏小,因为除了大气压气体还受到高出那一部分液体的压强,所以体积还是偏小,故质量偏小,纯度偏低。
4.(24-25 高三上·山东济宁·期末)利用“管式炉内燃烧后气体容量法”测定含硫钢铁中的碳含量,实验装置如下图所示(夹持装置略)。已知:氧气中含有少量气体,通气体前量气管中的液面均在0刻度。
实验过程如下:
①称取mg试样,放在管式炉瓷舟内,调节三通阀1和2,通一段时间,排出装置内空气。
②加热管式炉,调节三通阀,继续通氧气,瓷舟内的物质充分反应,待反应后的混合气体全部进入量气装置1,停止通入氧气;调节量气装置1两侧的液面相平,记下量气管1的刻度。
③调节三通阀和量气装置1,使量气管1中的气体全部进入量气管2。
④调节量气装置2两侧的液面相平,记下量气管2的刻度。
回答下列问题:
(1)装置a中活性的作用 ,装置b的名称 。
(2)实验步骤③中三通阀1和2的调节后的位置分别是 、 。
为使量气管1中的气体全部进入量气管2,进行的操作为 。
(3)量气管1中可以选装的液体为___________。
A.碳酸钠溶液 B.稀硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.饱和碳酸氢钠溶液
(4)样品中的碳的质量分数为 (实验条件下气体的摩尔体积为),若量气管2读数时,未调节两侧液面相平,且左侧液面低于右侧,测定结果会 (填“偏高”“偏低”“无影响”)。
【答案】(1) 除去混合气体中的 蛇形冷凝管
(2) C A 缓慢上移水准管1,至量气管1中的液面上升至0刻度
(3)BD
(4) 偏高
【分析】由实验装置图可知,测定含硫钢铁中的碳含量时,盛有高锰酸钾溶液的洗气瓶用于吸收氧气中的二氧化硫,盛有浓硫酸的洗气瓶用于干燥氧气,瓷舟中氧气与含硫钢铁加热条件下反应得到含有二氧化硫、氧气和二氧化碳的混合气体,装置a中盛有的活性二氧化锰用于吸收反应生成的二氧化硫,蛇形冷凝管装置b用于冷凝混合气体,量气装置1用于测量氧气和二氧化碳的体积,盛有氢氧化钾溶液的洗气瓶用于吸收二氧化碳,量气装置2用于测量氧气的体积从而得到二氧化碳的体积,由二氧化碳的体积可以计算含硫钢铁中的碳含量。
【详解】(1)由分析可知,装置a中活性二氧化锰用于吸收反应生成的二氧化硫,装置b为蛇形冷凝管,故答案为:除去混合气体中的;蛇形冷凝管;
(2)
由题意可知,步骤③的作用是使量气管1中的气体全部进入量气管2,所以三通阀1的位置为,三通阀2的位置为,使量气管1中的气体全部进入量气管2中的操作为缓慢上移水准管1,至量气管1中的液面上升至0刻度,故答案为:C;A;缓慢上移水准管1,至量气管1中的液面上升至0刻度;
(3)由分析可知,量气装置1用于测量氧气和二氧化碳的体积,碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,而稀硫酸和饱和碳酸氢钠溶液不能与二氧化碳反应,且能降低二氧化碳的溶解度,有利于准确测定混合气体的体积,所以量气管1中可以选装的液体为稀硫酸和饱和碳酸氢钠溶液,故答案为:BD;
(4)由分析可知,二氧化碳的体积为(V1—V2)mL,由碳原子个数守恒可知,样品中的碳的质量分数为×100%=,若量气管2读数时,未调节两侧液面相平,且左侧液面低于右侧会使偏小,导致测定结果偏高,故答案为:;偏高。
5.(24-25 高三上·山东临沂百师联盟·期末)苯并咪唑是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核苷酸的结构相似,具有较强的生物活性。以,-二苄基邻苯二胺为原料,在二甲亚砜(DMSO)溶剂中,加入氧化剂DDQ,可制备1-苄基-2-苯基苯并咪唑,转化关系如图1所示:
实验装置如图2所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①称取,-二苄基邻苯二胺,取足量氧化剂DDQ备用。
②向三颈烧瓶中依次加入,-二苄基邻苯二胺、DDQ,再加入二甲亚砜。
③将反应烧瓶移至的油浴锅中,加热回流。
④向反应烧瓶中滴加饱和溶液,待反应液变色后加入蒸馏水稀释反应液。将反应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,分液,向有机层中加入无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑,称得质量为。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,冷凝水应从 (选填“a”或“b”)口通入。
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是 。
(3)步骤③中回流结束后需要进行的操作有:①停止加热,②关闭冷凝水,③移去油浴。正确的顺序是______(填字母)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)步骤④中加入饱和溶液的目的是 。
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有 。“进一步分离纯化”的操作是 。
(6)本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是 (保留一位小数)。
【答案】(1) 球形冷凝管 b
(2)浓硝酸做氧化剂会产生对环境有害气体,不利于环保
(3)D
(4)除去过量的氧化剂DDQ
(5) 促进有机物和水层分层,便于分液及减少产品溶解损失 蒸馏
(6)90.7%
【分析】向50mL三颈烧瓶中依次加入N,N'-二苄基邻苯二胺、DDQ,再加入1.0mL二甲亚砜,将反应烧瓶移至40℃的油浴锅中,加热回流1h,向反应烧瓶中滴加5mL饱和Na2S2O3溶液除去过量的氧化剂DDQ,待反应液变色后加入10mL蒸馏水稀释反应液,将反应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,促进有机物和水层分层,分液,向有机层中加入无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑,据此回答。
【详解】(1)仪器A的名称是球形冷凝管,冷凝水下进上出,所以冷凝水应从b口通入;
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是:浓硝酸做氧化剂会产生对环境有害气体,不利于环保;
(3)步骤③中回流结束后先停止加热,再移走油浴,最后关闭冷凝水,这样操作可以减少产品损失,故选D。
(4)饱和Na2S2O3溶液除去过量的氧化剂DDQ;
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有促进有机物和水层分层,便于分液及减少产品溶解损失,“进一步分离纯化”的操作是蒸馏,利用沸点不同进行分离;
(6)N,N'-二苄基邻苯二胺(Mr=288)的质量为86.4mg,最终得到产品1-苄基-2-苯基苯并咪唑质量为77.3mg,则本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是。
6.(24-25 高三上·山东青岛二中·期末)某小组探究在盐酸中分别与Cu单质和的反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
Ⅰ.探究在盐酸中与的反应
用如下装置(夹持加热仪器略)制备,将通入0.6mol/LCuSO4溶液。通一段时间,C中无明显现象;打开活塞b,加入一定体积浓盐酸后,持续通入,C中溶液变棕黄色。
(1)装置A中反应的化学方程式为 。B中试剂X是 。
(2)资料:难溶于水,在水溶液中存在平衡。补充实验证实了棕黄色溶液中含,实验方案为 。
(3)与溶液反应生成和的电极反应式为:氧化反应 ;还原反应:。根据电极反应式,分析加入浓盐酸前后实验现象有差异的可能原因 。
Ⅱ.探究SO2在盐酸中与Cu单质的反应
将装置C中CuSO4溶液替换成Cu片和Na2SO4溶液,重复上述操作。未加浓盐酸之前,无明显现象。加浓盐酸之后,溶液变为棕黄色,并有黑色固体生成。
(4)经检验黑色固体是Cu2S,SO2在盐酸中与Cu单质反应的离子方程式为 。
(5)为了进一步探究影响铜单质还原性的因素,进行了如下实验:实验ii中,Cu片附近溶液变棕黄色。b是 。综合上述实验可知,还原反应中,降低生成物浓度,氧化剂的氧化性增强;氧化反应中,降低生成物浓度,还原剂的还原性增强。
序号
实验装置图
试剂Y
电压表
i
H2SO4溶液
指针几乎不偏转
ii
a
指针明显偏转
iii
a+b
指针偏转幅度更大
【答案】(1) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 饱和NaHSO3溶液
(2)取少量棕黄色溶液于试管中,加水稀释,观察到有白色沉淀产生
(3) SO2-2e-+2H2O=SO+4H+ 加入浓盐酸前,Cu2+氧化性弱,不能氧化SO2;加入浓盐酸后,Cu+与Cl-形成[CuCl3]2-,促进Cu2++e-=Cu+发生,Cu2+氧化性增大,能够氧化SO2
(4)SO2+6Cu+4H++12Cl-=Cu2S+4[CuCl3]2-+2H2O
(5)Na2S
【分析】由反应装置图可知,装置A中制备二氧化硫,通过观察B中气泡的速度控制A中产生二氧化硫的速度,C中二氧化硫和新制CuSO4反应,D中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫,防止污染空气,以此分析解答;
【详解】(1)装置A中铜与浓硫酸共热生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;装置B除去二氧化硫中的硫酸,则B中试剂X是饱和NaHSO3溶液;
(2)CuCl难溶于水,在水溶液中存在平衡: CuCl(白色)+2Cl¯[CuCl3]2-;实验证实了棕黄色溶液中含[CuCl3]2-,即平衡逆向移动即可,实验方案为取少量棕黄色溶液于试管中,加水稀释,观察到有白色沉淀产生;
(3)SO2与CuSO4溶液反应生成和 Cu+,则氧化反应为:SO2-2e-+2H2O=SO+4H+ 还原反应: Cu2++e-=Cu+,根据电极反应式,分析加入浓盐酸前后实验现象有差异的可能原因加入浓盐酸前,Cu2+氧化性弱,不能氧化SO2,加入浓盐酸后,Cu+与Cl-形成[CuCl3]2-,促进Cu2++e-=Cu+发生,Cu2+氧化性增大,能够氧化SO2;
(4)经检验黑色固体是Cu2S,SO2在盐酸中与Cu单质反应生成硫化铜、[CuCl3]2-和水,其反应的离子方程式为SO2+6Cu+4H++12Cl-=Cu2S+4[CuCl3]2-+2H2O;
(5)实验ii中,Cu片附近溶液变棕黄色生成[CuCl3]2-,a为浓盐酸,iii指针偏转幅度更大,结合(4)方程式可知物质b是Na2S。
7.(24-25 高三上·山东泰安·期末)以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备的碳酸钠产品中含少量NaHCO3,测定产品中少量NaHCO3的含量,步骤如下:
①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;
④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。回答下列问题:
(1)指示剂N为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化: 。
(2)产品中NaHCO3的质量分数为 (保留三位有效数字)。
(3)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) 甲基橙 由黄色变橙色,且半分钟内不变色
(2)3.56%
(3)偏大
【分析】利用酸碱中和滴定原理测定产品中碳酸氢钠的含量,第一次滴定发生的反应为HCl+Na2CO3=NaHCO3+NaCl,因为碳酸钠、碳酸氢钠溶于水显碱性,所以可借助酚酞指示剂的颜色变化来判断滴定终点,结合颜色变化,可推断出指示剂M为酚酞试剂,第二次滴定时反应为:HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2,溶液中的溶质为氯化钠,同时还存在反应生成的二氧化碳,溶液呈弱酸性,可选择甲基橙作指示剂,所以指示剂N为甲基橙。
【详解】(1)本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法,第一滴定终点溶液呈碱性,以酚酞为指示剂,Na2CO3转化为NaHCO3,第二滴定终点呈酸性,以甲基橙为指示剂,NaHCO3 转化为NaCl、CO2和H2O,所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色;
(2)第一次滴定的反应:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,则n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=0.100 0 mol·L-1×22.45×10-3 L=2.245×10-3 mol,第二次滴定消耗的盐酸的体积V2 mL=23.51 mL,则根据化学方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,消耗的NaHCO3的物质的量n总(NaHCO3)=0.100 0 mol·L-1×23.51×10-3 L=2.351×10-3 mol,则原溶液中的NaHCO3的物质的量 n(NaHCO3)=n总(NaHCO3)-n生成(NaHCO3)=2.351×10-3 mol-2.245×10-3 mol=1.06×10-4 mol,则原产品中NaHCO3的物质的量为×1.06×10-4 mol=1.06×10-3 mol,产品中NaHCO3的质量分数为×100%=3.561 6%≈3.56%。
(3)若该同学第一次滴定时,在其他操作均正确的情况下,俯视读数,则会使盐酸标准液的体积偏小,即测得V1偏小,原产品中NaHCO3的物质的量偏大,最终会导致其质量分数偏大。
8.(23-24 高三上·山东日照校际联合·期末)实验室中以活性炭为催化剂制备并测定钴元素的含量。
已知:是橙黄色晶体,可溶于水和稀酸、不溶于乙醇;在强碱溶液中煮沸产生、;不易被氧化,有较强还原性。
Ⅰ.制备晶体(装置如图1,55℃水浴加热)
Ⅱ.测定产品中钴元素的含量(装置如图2)
称取样品于锥形瓶中,加水溶解。在另一锥形瓶中加入标准溶液并置于冰水浴中,向漏斗中加入足量的溶液,加热,保持微沸状态一段时间后,取出插入标准溶液中的导气管,用蒸馏水冲洗导管内外,洗涤液并入装有标准溶液的锥形瓶中。取出锥形瓶,加入指示剂,用标准溶液滴定剩余的,滴定终点时消耗标准溶液。
回答下列问题:
(1)制备的化学方程式为 。
(2)仪器a的名称是 ;b中的试剂是 。
(3)向、和活性炭混合液中先加浓氨水目的是 。
(4)样品中钴元素的质量分数为 (用含、、、、的代数式表示)。若缺少“蒸馏水冲洗导管内外”,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)①的空间结构为正八面体,若中2个被2个取代,能得到 种产物。
②钴(Ⅱ)与氯化钴和氨水以及反应中若不加活性炭催化剂,可能有、生成。现有浓度为的或溶液,用的溶液进行滴定,消耗溶液,则该溶液中的溶质为 (填化学式)。
【答案】(1)
(2) 三颈烧瓶 (无水氯化钙、、五氧化二磷均可)
(3)将转化为易被氧化的
(4) 偏高
(5) 2
【分析】氨气和氯化铵存在条件下,以活性炭为催化剂,用双氧水氧化CoCl2溶液来制备,反应的化学方程式为;测定产品中钴元素的含量实验中,加入强碱氢氧化钠将转化为氨气,氨气使用盐酸溶液吸收,然后滴定过量的盐酸,通过计算求样品的含量;
【详解】(1)制备实验中,氨气和氯化铵存在条件下,以活性炭为催化剂,用双氧水氧化CoCl2溶液来制备,反应的化学方程式为;
(2)仪器a的名称是三颈烧瓶;反应中氨气会逸出而污染空气,应该吸收尾气防止污染,故b中的试剂是(无水氯化钙、、五氧化二磷均可);
(3)已知:不易被氧化,有较强还原性,故先加浓氨水目的是将转化为易被氧化的;
(4)已知:在强碱溶液中煮沸产生、;由题意可知,与氨气反应的HCl的量为,由氮元素守恒可知,,则样品中钴元素的质量分数为;若缺少“蒸馏水冲洗导管内外”,会使剩余的标准HCl溶液减少,使得减小,导致测定结果偏高;
(5)①的空间结构为正八面体,,若中2个被2个取代,若1个水分子位于1号位,则另一个水分子肯能位于2、3、5、6(等效位)或4号位,故能得到2种产物;
②浓度为的或溶液,用的溶液进行滴定,消耗溶液,氯离子和银离子生成氯化银沉淀,该溶液中1分子溶质含有氯离子的数目为,则存在2个外围氯离子,故的溶质为。
9.(24-25 高三上·山东泰安·期末)四氯化锡(SnCl4)在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,常温下为无色液体,沸点为114℃,熔点为-33℃,极易水解。实验室利用如下装置制备(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入相应试剂。接下来进行的操作为:①打开K1,通入;②打开K2、K3,通入;③关闭K1,停止通;④加热片;⑤关闭K2,停止通;⑥停止加热;⑦关闭K2、K3,停止通;⑧打开K2,通入。
正确的操作顺序为 (用序号表示);步骤②的目的是 ;判断制备反应结束的实验现象是 。
(2)装置c的作用是 ;若用一个装置代替d和e,该装置为 (写出仪器名称和试剂)。
(3)测定样品的纯度(含少量等杂质)
取样品溶于水,滴加溶液产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液;过滤,向滤液中继续滴加溶液又产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液。(已知:;其他杂质与、溶液均不反应;、的摩尔质量分别为、),测得的样品纯度为 ;若滴加溶液时,滴定终点俯视读数,则样品纯度的测量值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ②⑤①④⑥③⑧⑦ 排除装置中的空气 c装置下端管口不再有液体滴下
(2) 冷凝,便于收集 盛有碱石灰的干燥管
(3) 偏小
【分析】a装置中Sn与Cl2反应制备SnCl4,b装置用于收集SnCl4,d装置中盛放浓硫酸、防e装置中H2O(g)进入b、c装置,e装置中NaOH用于吸收尾气Cl2、防止污染空气。
【详解】(1)由于Sn能与O2反应、SnCl4极易水解,故应先打开K2、K3通入N2排尽装置中的空气,然后停止通N2;接着打开K1、通入Cl2,加热Sn片,Sn与Cl2反应生成SnCl4,反应完毕,停止加热、停止通Cl2,接着通入N2将SnCl4全部驱赶到b中、多余Cl2排出,最后停止通N2,故正确的操作顺序为②⑤①④⑥③⑧⑦;步骤②的目的是排除装置中的空气;a装置中Sn与Cl2加热制备SnCl4,由SnCl4的熔沸点知,在b装置中收集SnCl4,c装置起冷凝作用,则判断制备反应结束的实验现象是c装置下端管口不再有液体滴下;
(2)装置c的作用是冷凝,便于收集SnCl4;d装置的作用是防止e中H2O(g)进入b、c装置中,e装置中NaOH用于吸收尾气Cl2、防止污染空气,若用一个装置代替d和e,该装置为盛有碱石灰的干燥管,碱石灰既能吸收Cl2、又能吸收H2O(g);
(3)由反应2HgCl2+SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2↓知,SnCl2物质的量为c1V1×10-3mol,由SnCl2生成SnCl4物质的量为c1V1×10-3mol;根据SnCl4~4AgNO3可知,SnCl4总物质的量为c2V2×10-3mol;则原SnCl4物质的量为c2V2×10-3mol-c1V1×10-3mol,则测得样品的纯度为×100%=%;若滴加AgNO3溶液时,滴定终点俯视读数,V2偏小,则样品纯度的测量值将偏小。
10.(24-25 高三上·山东烟台·期末)硫代碳酸钠()可用于处理废水中的重金属离子。某兴趣小组用如图装置(夹持装置略),根据装置生成沉淀的量或装置质量变化测定样品的纯度。
查阅资料:①,和均有毒;②不溶于水,沸点,与反应机理和与反应机理相似。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接好装置并检查气密性。取样品配制成溶液,取溶液置于仪器中,打开、、、,通入一段时间;
Ⅱ.关闭、、,测得装置的质量为;
Ⅲ.打开、、,向仪器中滴入足量稀,关闭;
Ⅳ.反应结束后,打开,缓缓通入热(高于60℃)一段时间;关闭、、,测得装置C的质量为;
Ⅴ.将B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体。
回答下列问题:
(1)配制溶液,如图仪器中不可能用到的是 (填标号)。
(2)仪器的名称是 ;上述装置按气流方向连接合理的顺序为 (填标号)。
(3)滴入稀后,装置A中的现象是 ;装置C中反应的离子方程式是 。
(4)反应开始前,先通入一段时间的主要目的是 。
(5)根据装置生成沉淀的量计算,该样品的质量分数为 。
若反应结束后将通热改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算样品的质量分数,会导致结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)ae
(2) 三颈烧瓶 BECD
(3) 有油状液体生成(或液体分层),有气泡产生
(4)排除装置中的空气,防止生成的H2S被氧化
(5) 96.25% 偏大
【分析】取Na2CS3溶液置于三颈烧瓶中,Na2CS3和稀硫酸反应生成CS2和H2S,生成的H2S被CuSO4溶液吸收,CS2进入NaOH溶液中发生反应,可以通过称量C中CuS沉淀的质量计算Na2CS3的浓度,也可以通过测定D中溶液质量增加测定Na2CS3的浓度,同时需要防止空气中的水分和二氧化碳进入装置D,为了确保充分吸收,反应结束后,再打开K1,通入一段时间的热氮气,将生成物赶入后续装置,使其被充分吸收,据此分析来解答。
【详解】(1)配制溶液,用烧杯溶解,玻璃棒搅拌和引流,胶头滴管定容,不会用到锥形瓶和50ml的容量瓶;
(2)仪器的名称是三颈烧瓶,根据分析,可知上述装置按气流方向连接;
(3)滴入稀后,有液体和气体生成,装置A中的现象是有油状液体生成(或液体分层),有气泡产生,装置C中反应的离子方程式是;
(4)反应开始前,先通入一段时间的主要目的是排除装置中的空气,防止生成的H2S被氧化;
(5)根据装置生成沉淀的量计算,B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体,即物质的量为,根据反应,得的物质的量为0.05mol,样品中Na2CS3的物质的量为0.05×2mol=0.1mol,质量为15.4g,该样品的质量分数为,若反应结束后将通热改为通热空气,空气中含有CO2能被D中NaOH溶液吸收,导致D中的质量偏大,从而求得的偏大。
11.(24-25 高三上·山东淄博实验中学·期末)某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究,回答下列问题:查阅资料得:实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠()与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热,产物中有少量的副产物丙酮(),丙酮可与水混溶。
(1)组装好仪器后,首先进行的操作是 ,实验中先点燃 (填“A”或“D”)处酒精灯,目的是 ,此时、的状态为 (填标号)。
A.关闭、关闭 B.关闭、打开 C.打开、打开 D.打开、关闭
(2)装置A中主要发生反应的化学方程式为 ,试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀,还能 。
(3)装置B中盛装的试剂为 ,装置C的作用是 。
(4)实验过程中记录的实验数据如下:
装置
D
E
F
G
实验前装置总质量/g
180.0
277.8
311.5
301.0
实验后装置总质量/g
177.2
279.6
312.6
301.0
若装置D中的氧化铜全部被还原成铜,则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为 L,此条件下,装置D中发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 检查装置的气密性 A 利用产生的甲烷赶走装置中的空气 D
(2) 保护试管,使反应混合物不黏附在试管壁上
(3) 水 干燥甲烷
(4) 0.56
【分析】装置A制甲烷,气体中有丙酮通过盛有水的洗气瓶B除去丙酮,再通过浓硫酸干燥甲烷,甲烷还原氧化铜,再通过浓硫酸吸收收成的水分,生成的二氧化碳再被氢氧化钠吸收,石灰水检验二氧化碳是否全部被吸收,气球收集尾气。
【详解】(1)有气体参与的实验,在进行实验前都要检查装置的气密性;
(2)铝箔易导热,能使药品受热均匀,且将氢氧化钠与试管隔离,避免高温下氢氧化钠对试管的腐蚀,也可使反应后的试管更容易清洗;
(3)装置B中装水,用来除去甲烷中的丙酮,装置C中装浓硫酸,用来干燥甲烷;
(4)装置D中减少的质量为氧元素的质量,即参与反应的,装置E中增加的是水的质量,即,装置F中增加的是的质量,即,依据得失电子守恒和质量守恒可知,气球中收集到的是CO,其体积为。
12.(24-25 高三上·山东淄博·期末)工业上用脱硫剂(胺类物质)吸收石油裂化气中和。实验室测定脱硫剂中吸收量的装置如图所示:
已知:I.
II.难溶于水,难溶于水,硫酸。常温下。
实验过程如下:
①加试剂:在装置,,中依次加入适量的相应试剂。
②通气:打开,通入工业一段时间后,在装置中加入溶液和酚酞。
③滴定:保持通入一定流速的工业,用注射器注入吸收和后的脱硫剂样品,一段时间时间后,用的草酸标准溶液滴定装置中剩余的溶液。达滴定终点时消耗草酸标准溶液。
④空白实验:按上述步骤做空白实验,消耗的草酸标准溶液。
回答下列问题:
(1)浮子流量计的作用是 。装置中盛放的试剂为 -装置中盛放溶液的作用是 。装置中盛放溶液,反应的离子方程式为 。
(2)配制草酸标准溶液,必须使用到的玻璃仪器有烧杯,胶头滴管,玻璃棒, 。保持一定流速工业的主要作用有两个,其一是 ,其二是搅拌。
(3)滴定终点的现象是 ;该脱硫剂样品中吸收量为 。
(4)下列操作会导致脱硫剂样品中吸收量测定值偏大的是______(填标号)。
A.溶液浓度偏低
B.溶液浓度偏低
C.过程③达滴定终点时俯视读数
D.过程④达滴定终点时发现滴定管尖嘴内有气泡
【答案】(1) 监测气体流速 浓溶液 与脱硫剂样品反应生成和
(2) 容量瓶 将使装置内的被溶液充分吸收
(3) 当滴入最后半滴草酸标准溶液时,溶液由粉红变为无色,且半分钟内不变色
(4)BC
【分析】通入工业(装置A中浓溶液吸收中的),向B注入脱硫剂样品与B中硫酸反应生成和,与装置C中反应生成沉淀,装置中溶液中吸收脱硫剂样品产生的,之后进行滴定,据此分析;
【详解】(1)浮子流量计一种用于测量液体或气体流量的设备,的作用是监测气体流速;根据分析可知,装置中盛放的试剂为浓溶液,用于吸收中的;装置中盛放溶液与脱硫剂样品反应生成和。装置中盛放溶液用来吸收形成沉淀,反应的离子方程式为;
(2)配制草酸标准溶液,选用大而近的容量瓶;保持一定流速工业的主要作用有两个,其一是将使装置内的全部赶入溶液中被充分吸收,其二是搅拌;
(3)滴定是草酸与剩余的溶液反应,终点的现象是当滴入最后半滴草酸标准溶液时,溶液由粉红变为无色,且半分钟内不变色;,根据关系式法,故,吸收量为。
(4)A.溶液浓度偏低,则脱硫剂反应不完全,量少,导致后续V1偏大,测定结果偏小,A错误;
B.溶液浓度偏低,吸收不完,会与反应生成BaS,使V1偏小,测定结果偏大,B正确;
C.过程③达滴定终点时俯视读数,使V1偏小,测定结果偏大,C正确;
D.过程④达滴定终点时发现滴定管尖嘴内有气泡,使V2偏小,测定结果偏小,D错误;
故选BC。
13.(24-25 高三上·山东滨州·期末)叠氮化钠()是一种无色晶体,易溶于水,微溶于乙醇,300°C以上易分解。某兴趣小组设计如下实验制备,并测定其纯度。
Ⅰ.实验室制备
已知:①,
②氨基钠()熔点为208℃,易潮解,易被氧化;有强氧化性,不与酸、碱反应。
(1)仪器C的名称为 ;E中浓的作用是 。
(2)制备时,操作的先后顺序:①组装仪器,②检查装置的气密性,③装药品,打开、,首先加热 (填“B”或“D”),原因是 。
(3)制备时,F中生成沉淀的化学方程式为 。
(4)产品冷却后,先加水溶解,再加入乙醇搅拌,然后过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的为 。
Ⅱ.产品纯度测定
实验室用碘量法测定产品纯度:取产品6.50g,加入足量去离子水溶解,并加入适量稀硫酸酸化:向混合液中加入溶液,充分搅拌后溶液呈紫红色;再加入足量KI溶液消耗过量的溶液;其后用标准溶液滴定所产生的,三次滴定消耗溶液的平均体积为30.00mL。已知:①产品中杂质不参与反应;②测定过程中发生如下反应。
;;
。
(5)产品的纯度为 ;若加入的KI溶液实验前部分被氧化,则测得产品的纯度 (填“偏低”“偏高”或“不变”)。
【答案】(1) 球形干燥管 吸收,防止装置F中水蒸气进入D
(2) B 排尽装置内的空气
(3)
(4)降低的溶解度,使结晶析出
(5) 97.00% 偏低
【分析】A装置干燥一氧化二氮气体,利用A中的碱石灰吸收N2O中混有的酸和水蒸气,B中利用加热氯化铵和氢氧化钙混合物发生制取氨气,利用C中的碱石灰吸收氨气中混有的水蒸气,在D中利用钠与氨气发生制取氨基钠(NaNH2),氨基钠(NaNH2)再与N2O发生制得叠氮化钠(NaN3),用E装置除去氨气,F装置用于尾气处理,收集氢气,进而对产品的纯度进行探究,据此分析回答。
【详解】(1)仪器C的名称为球形干燥管;E装置中浓硫酸的作用是吸收NH3并防止SnCl2溶液中水蒸气进入D中;
(2)第二步制备NaNH2操作中打开K2、K3,首先加热的装置是B装置,生成的氨气可将装置内的空气赶出,防止氧化生成的NaNH2;
(3)G中为SnCl2和N2O反应生成SnCl2·H2O沉淀,发生反应的化学方程式为;
(4)由于叠氮化钠(NaN3)是一种无色六角形晶体,易溶于水,微溶于乙醇,故洗涤叠氮化钠(NaN3)时选用无水乙醇进行洗涤,原因是:降低NaN3的溶解度,使NaN3结晶析出;
(5)设反应剩余的KMnO4的物质的量为x mol,联立题中给出的三个化学方程式可得物质之间的关系为2Na2S2O3~I2~KMnO4,,x=6×10-4,则参与氧化NaN3的KMnO4的物质的量为(0.02×1.6×10-4) mol,设参加反应的NaN3有y mol,根据反应关系可知,10NaN3~2KMnO4,,解得y=0.097,实验所得产品的纯度为;若加入的KI溶液实验前部分被氧化,KI溶液浓度偏低,消耗的高锰酸钾偏少,滴定过量的高锰酸钾溶液时,消耗的Na2S2O3标准溶液偏多,最终导致测得产品的纯度偏低。
试卷第1页,共3页
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专题09 化学实验综合题
1.(24-25 高三上·山东德州·期末)三氯氧磷()是一种重要的化工原料。某小组以、和为原料,先制取,后制备。实验装置如图1:
已知:
Ⅰ、装置A中发生的反应有:;;;装置B中的反应为:;
Ⅱ、部分物质的性质:
物质
沸点/℃
其他
76.1
遇水均剧烈水解
160
105.8
78.8
(1)仪器D的名称为 ,装置F可盛放 ,装置C可以用来判断通入和的流量,符合实验要求的现象为 。
(2)实验前先通,目的是 。实验室欲提纯,可采用的方法是 。
(3)纯度测定
测定样品中杂质的含量即可得出的纯度(假设杂质仅含有)
步骤1:用称量瓶准确称量提纯后的7.0g样品
步骤2:连同称量瓶一起放入盛有 溶液的密封水解瓶中,盖紧并用蒸馏水封口,轻轻摇动,待称量瓶盖打开,将水解瓶放入冰水浴,浸泡水解1h后,将水解瓶中的溶液全部转移到容量瓶中,洗涤水解瓶2~3次,洗涤液一并转入容量瓶中,静置至室温,定容,摇匀,得到溶液M。
步骤3:准确量取溶液M于碘量瓶中,加入两滴指示剂,用的盐酸中和过量的溶液至恰好完全。
步骤4:准确加入碘标准溶液,充分反应后,用淀粉溶液作指示剂,用的溶液滴定过量的碘,反应为。平行测定四次,记录反应消耗溶液的体积。
①在溶液中反应的化学方程式为 。
②四次平行实验消耗溶液的体积如下表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
溶液的体积/mL
19.98
22.60
20.00
20.02
则样品中的质量分数为 %;下列情况会导致的质量分数偏高的是 (填标号)。
A.水解过程,气体吸收不充分,有部分气体逸出
B.实际溶液浓度偏高
C.定容时俯视刻度线
D.滴定前有气泡,滴定后气泡消失
2.(24-25 高三上·山东菏泽·期末)某化学学习小组设计实验制备SO2并探究SO2的化学性质,过程设计如下图所示:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ;按图连接好装置后,实验开始前依次进行的操作是 (填字母)。
a.加入足量70%浓硫酸 b.加入粉末 c.检查装置的气密性
(2)实验结束后观察③中颜色无变化,加入少量蒸馏水红色褪去。该实验的目的是 。足量碱石灰的作用是 。由此得出的实验结论是 。
(3)④中溶液变为绿色(含),写出该反应的离子反应方程式 。
(4)小组成员进一步进行定量实验:取⑤中溶液于锥形瓶中,滴入稀硫酸使溶液呈酸性,并加入几滴淀粉溶液。用的溶液滴定,以测定溶液浓度,三次平行实验测得标准液的平均体积为。滴定终点时锥形瓶中的现象为 ,所测⑤中的质量浓度(以溶液中的质量浓度计算)为 。
3.(24-25 高三上·山东济南·期末)过氧化钙水合物(,x>2)微溶于水,能溶于酸,性质与相似,可用作医用防腐剂和消毒剂。实验室制备过氧化钙的流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中应过量的试剂为 (填“稀盐酸”或“碳酸钙”)。
(2)步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
(3)步骤Ⅴ烘干的同时计算确定水合物中x的值。从下列仪器中选出步骤Ⅴ中所需仪器为 (填标号)。
过程中需至少称量 次;当 时可认为烘干完全。
(4)利用如图装置(夹持装置省略)测定产品中的纯度。常温常压下,称取mg产品,记录量气管起始读数为5.00mL,从分液漏斗中迅速加入15.00mL的盐酸(足量)后,立即关闭旋塞。恢复至室温后,调整量气管读数为40.00mL。
仪器A的名称是 ;室温下气体摩尔体积为,该产品的纯度为 %(用含m、的代数式表示);若读数时,未调平水准管与量气管的液面,所测定产品的纯度会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
4.(24-25 高三上·山东济宁·期末)利用“管式炉内燃烧后气体容量法”测定含硫钢铁中的碳含量,实验装置如下图所示(夹持装置略)。已知:氧气中含有少量气体,通气体前量气管中的液面均在0刻度。
实验过程如下:
①称取mg试样,放在管式炉瓷舟内,调节三通阀1和2,通一段时间,排出装置内空气。
②加热管式炉,调节三通阀,继续通氧气,瓷舟内的物质充分反应,待反应后的混合气体全部进入量气装置1,停止通入氧气;调节量气装置1两侧的液面相平,记下量气管1的刻度。
③调节三通阀和量气装置1,使量气管1中的气体全部进入量气管2。
④调节量气装置2两侧的液面相平,记下量气管2的刻度。
回答下列问题:
(1)装置a中活性的作用 ,装置b的名称 。
(2)实验步骤③中三通阀1和2的调节后的位置分别是 、 。
为使量气管1中的气体全部进入量气管2,进行的操作为 。
(3)量气管1中可以选装的液体为___________。
A.碳酸钠溶液 B.稀硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.饱和碳酸氢钠溶液
(4)样品中的碳的质量分数为 (实验条件下气体的摩尔体积为),若量气管2读数时,未调节两侧液面相平,且左侧液面低于右侧,测定结果会 (填“偏高”“偏低”“无影响”)。
5.(24-25 高三上·山东临沂百师联盟·期末)苯并咪唑是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核苷酸的结构相似,具有较强的生物活性。以,-二苄基邻苯二胺为原料,在二甲亚砜(DMSO)溶剂中,加入氧化剂DDQ,可制备1-苄基-2-苯基苯并咪唑,转化关系如图1所示:
实验装置如图2所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①称取,-二苄基邻苯二胺,取足量氧化剂DDQ备用。
②向三颈烧瓶中依次加入,-二苄基邻苯二胺、DDQ,再加入二甲亚砜。
③将反应烧瓶移至的油浴锅中,加热回流。
④向反应烧瓶中滴加饱和溶液,待反应液变色后加入蒸馏水稀释反应液。将反应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,分液,向有机层中加入无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑,称得质量为。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 ,冷凝水应从 (选填“a”或“b”)口通入。
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是 。
(3)步骤③中回流结束后需要进行的操作有:①停止加热,②关闭冷凝水,③移去油浴。正确的顺序是______(填字母)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)步骤④中加入饱和溶液的目的是 。
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有 。“进一步分离纯化”的操作是 。
(6)本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是 (保留一位小数)。
6.(24-25 高三上·山东青岛二中·期末)某小组探究在盐酸中分别与Cu单质和的反应,从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
Ⅰ.探究在盐酸中与的反应
用如下装置(夹持加热仪器略)制备,将通入0.6mol/LCuSO4溶液。通一段时间,C中无明显现象;打开活塞b,加入一定体积浓盐酸后,持续通入,C中溶液变棕黄色。
(1)装置A中反应的化学方程式为 。B中试剂X是 。
(2)资料:难溶于水,在水溶液中存在平衡。补充实验证实了棕黄色溶液中含,实验方案为 。
(3)与溶液反应生成和的电极反应式为:氧化反应 ;还原反应:。根据电极反应式,分析加入浓盐酸前后实验现象有差异的可能原因 。
Ⅱ.探究SO2在盐酸中与Cu单质的反应
将装置C中CuSO4溶液替换成Cu片和Na2SO4溶液,重复上述操作。未加浓盐酸之前,无明显现象。加浓盐酸之后,溶液变为棕黄色,并有黑色固体生成。
(4)经检验黑色固体是Cu2S,SO2在盐酸中与Cu单质反应的离子方程式为 。
(5)为了进一步探究影响铜单质还原性的因素,进行了如下实验:实验ii中,Cu片附近溶液变棕黄色。b是 。综合上述实验可知,还原反应中,降低生成物浓度,氧化剂的氧化性增强;氧化反应中,降低生成物浓度,还原剂的还原性增强。
序号
实验装置图
试剂Y
电压表
i
H2SO4溶液
指针几乎不偏转
ii
a
指针明显偏转
iii
a+b
指针偏转幅度更大
7.(24-25 高三上·山东泰安·期末)以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备的碳酸钠产品中含少量NaHCO3,测定产品中少量NaHCO3的含量,步骤如下:
①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶中,加入2滴指示剂M,用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;
④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。回答下列问题:
(1)指示剂N为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化: 。
(2)产品中NaHCO3的质量分数为 (保留三位有效数字)。
(3)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
8.(23-24 高三上·山东日照校际联合·期末)实验室中以活性炭为催化剂制备并测定钴元素的含量。
已知:是橙黄色晶体,可溶于水和稀酸、不溶于乙醇;在强碱溶液中煮沸产生、;不易被氧化,有较强还原性。
Ⅰ.制备晶体(装置如图1,55℃水浴加热)
Ⅱ.测定产品中钴元素的含量(装置如图2)
称取样品于锥形瓶中,加水溶解。在另一锥形瓶中加入标准溶液并置于冰水浴中,向漏斗中加入足量的溶液,加热,保持微沸状态一段时间后,取出插入标准溶液中的导气管,用蒸馏水冲洗导管内外,洗涤液并入装有标准溶液的锥形瓶中。取出锥形瓶,加入指示剂,用标准溶液滴定剩余的,滴定终点时消耗标准溶液。
回答下列问题:
(1)制备的化学方程式为 。
(2)仪器a的名称是 ;b中的试剂是 。
(3)向、和活性炭混合液中先加浓氨水目的是 。
(4)样品中钴元素的质量分数为 (用含、、、、的代数式表示)。若缺少“蒸馏水冲洗导管内外”,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)①的空间结构为正八面体,若中2个被2个取代,能得到 种产物。
②钴(Ⅱ)与氯化钴和氨水以及反应中若不加活性炭催化剂,可能有、生成。现有浓度为的或溶液,用的溶液进行滴定,消耗溶液,则该溶液中的溶质为 (填化学式)。
9.(24-25 高三上·山东泰安·期末)四氯化锡(SnCl4)在工业上常用作媒染剂和有机合成的氯化催化剂,常温下为无色液体,沸点为114℃,熔点为-33℃,极易水解。实验室利用如下装置制备(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入相应试剂。接下来进行的操作为:①打开K1,通入;②打开K2、K3,通入;③关闭K1,停止通;④加热片;⑤关闭K2,停止通;⑥停止加热;⑦关闭K2、K3,停止通;⑧打开K2,通入。
正确的操作顺序为 (用序号表示);步骤②的目的是 ;判断制备反应结束的实验现象是 。
(2)装置c的作用是 ;若用一个装置代替d和e,该装置为 (写出仪器名称和试剂)。
(3)测定样品的纯度(含少量等杂质)
取样品溶于水,滴加溶液产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液;过滤,向滤液中继续滴加溶液又产生白色沉淀,滴定达终点时消耗溶液。(已知:;其他杂质与、溶液均不反应;、的摩尔质量分别为、),测得的样品纯度为 ;若滴加溶液时,滴定终点俯视读数,则样品纯度的测量值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
10.(24-25 高三上·山东烟台·期末)硫代碳酸钠()可用于处理废水中的重金属离子。某兴趣小组用如图装置(夹持装置略),根据装置生成沉淀的量或装置质量变化测定样品的纯度。
查阅资料:①,和均有毒;②不溶于水,沸点,与反应机理和与反应机理相似。
实验步骤如下:
Ⅰ.连接好装置并检查气密性。取样品配制成溶液,取溶液置于仪器中,打开、、、,通入一段时间;
Ⅱ.关闭、、,测得装置的质量为;
Ⅲ.打开、、,向仪器中滴入足量稀,关闭;
Ⅳ.反应结束后,打开,缓缓通入热(高于60℃)一段时间;关闭、、,测得装置C的质量为;
Ⅴ.将B中沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,得到4.8g固体。
回答下列问题:
(1)配制溶液,如图仪器中不可能用到的是 (填标号)。
(2)仪器的名称是 ;上述装置按气流方向连接合理的顺序为 (填标号)。
(3)滴入稀后,装置A中的现象是 ;装置C中反应的离子方程式是 。
(4)反应开始前,先通入一段时间的主要目的是 。
(5)根据装置生成沉淀的量计算,该样品的质量分数为 。
若反应结束后将通热改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算样品的质量分数,会导致结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
11.(24-25 高三上·山东淄博实验中学·期末)某活动小组的同学对甲烷还原氧化铜进行了探究,回答下列问题:查阅资料得:实验室制取甲烷常用的方法为无水醋酸钠()与氢氧化钠在二氧化锰作催化剂的条件下共热,产物中有少量的副产物丙酮(),丙酮可与水混溶。
(1)组装好仪器后,首先进行的操作是 ,实验中先点燃 (填“A”或“D”)处酒精灯,目的是 ,此时、的状态为 (填标号)。
A.关闭、关闭 B.关闭、打开 C.打开、打开 D.打开、关闭
(2)装置A中主要发生反应的化学方程式为 ,试管内壁加一层铝箔不仅能使药品受热均匀,还能 。
(3)装置B中盛装的试剂为 ,装置C的作用是 。
(4)实验过程中记录的实验数据如下:
装置
D
E
F
G
实验前装置总质量/g
180.0
277.8
311.5
301.0
实验后装置总质量/g
177.2
279.6
312.6
301.0
若装置D中的氧化铜全部被还原成铜,则气球中收集到的由D中反应产生的气体在标准状况下的体积为 L,此条件下,装置D中发生反应的化学方程式为 。
12.(24-25 高三上·山东淄博·期末)工业上用脱硫剂(胺类物质)吸收石油裂化气中和。实验室测定脱硫剂中吸收量的装置如图所示:
已知:I.
II.难溶于水,难溶于水,硫酸。常温下。
实验过程如下:
①加试剂:在装置,,中依次加入适量的相应试剂。
②通气:打开,通入工业一段时间后,在装置中加入溶液和酚酞。
③滴定:保持通入一定流速的工业,用注射器注入吸收和后的脱硫剂样品,一段时间时间后,用的草酸标准溶液滴定装置中剩余的溶液。达滴定终点时消耗草酸标准溶液。
④空白实验:按上述步骤做空白实验,消耗的草酸标准溶液。
回答下列问题:
(1)浮子流量计的作用是 。装置中盛放的试剂为 -装置中盛放溶液的作用是 。装置中盛放溶液,反应的离子方程式为 。
(2)配制草酸标准溶液,必须使用到的玻璃仪器有烧杯,胶头滴管,玻璃棒, 。保持一定流速工业的主要作用有两个,其一是 ,其二是搅拌。
(3)滴定终点的现象是 ;该脱硫剂样品中吸收量为 。
(4)下列操作会导致脱硫剂样品中吸收量测定值偏大的是______(填标号)。
A.溶液浓度偏低
B.溶液浓度偏低
C.过程③达滴定终点时俯视读数
D.过程④达滴定终点时发现滴定管尖嘴内有气泡
13.(24-25 高三上·山东滨州·期末)叠氮化钠()是一种无色晶体,易溶于水,微溶于乙醇,300°C以上易分解。某兴趣小组设计如下实验制备,并测定其纯度。
Ⅰ.实验室制备
已知:①,
②氨基钠()熔点为208℃,易潮解,易被氧化;有强氧化性,不与酸、碱反应。
(1)仪器C的名称为 ;E中浓的作用是 。
(2)制备时,操作的先后顺序:①组装仪器,②检查装置的气密性,③装药品,打开、,首先加热 (填“B”或“D”),原因是 。
(3)制备时,F中生成沉淀的化学方程式为 。
(4)产品冷却后,先加水溶解,再加入乙醇搅拌,然后过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的为 。
Ⅱ.产品纯度测定
实验室用碘量法测定产品纯度:取产品6.50g,加入足量去离子水溶解,并加入适量稀硫酸酸化:向混合液中加入溶液,充分搅拌后溶液呈紫红色;再加入足量KI溶液消耗过量的溶液;其后用标准溶液滴定所产生的,三次滴定消耗溶液的平均体积为30.00mL。已知:①产品中杂质不参与反应;②测定过程中发生如下反应。
;;
。
(5)产品的纯度为 ;若加入的KI溶液实验前部分被氧化,则测得产品的纯度 (填“偏低”“偏高”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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