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专题09 化学实验综合题
1.(2025-2026高一上·湖北土家族苗族自治州利川市第一中·期中)某校同学在老师指导下使用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁的实验,实验装置如图。
其中是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,同时还生成二氧化碳和水蒸气。请回答下列问题:
(1)B装置氢氧化钠溶液足量,发生反应的离子方程式是 。
(2)C装置的作用是 。
(3)D装置中浓硫酸的作用是 。
(4)E装置中发生反应的化学方程式是 。
(5)F装置的作用除了检验生成的二氧化碳气体外,还有 。
(6)在实验开始前,应先打开装置 (选填“A”或“E”)中的加热装置。
(7)草酸(H2C2O4)是二元弱酸,具有还原性,写出草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式 。(已知酸性条件下的还原产物是Mn2+)
【答案】(1) (2)检验混合气体中二氧化碳是否除尽 (3)干燥一氧化碳气体 (4) (5)处理尾气 (6)A (7)
【解析】A是实验室用草酸和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,其产物含有一氧化碳、二氧化碳和水蒸气,B吸收生成二氧化碳和挥发的草酸,C检验二氧化碳是否被吸收干净,D干燥气体,E中一氧化碳还原氧化铁生成二氧化碳,F检验生成的二氧化碳同时处理尾气防止污染。
(1)B中的溶液是氢氧化钠,能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,用于除去二氧化碳,其方程式为:;
(2)C中澄清石灰水能检验二氧化碳,从而起到检验草酸生成的混合气体中二氧化碳是否除尽的作用;
(3)D中浓硫酸具有吸水性,用于吸水干燥以得到干燥的一氧化碳;
(4)E装置中发生反应为氧化铁和CO高温生成铁单质和二氧化碳,化学方程式是 ;
(5)尾气CO有毒,可以点燃处理,F装置的作用除了检验生成的二氧化碳气体还有处理尾气;
(6)在实验开始前,应先打开装置A中的加热装置,通过生成的气体排净装置中的空气。
(7)已知,草酸是二元弱酸,具有还原性,酸性条件下的还原产物是Mn2+,则草酸与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳,锰化合价由+7变为+2、碳化合价由+3变为+4,结合电子守恒,反应为:。
2.(2025-2026高一上·湖北宜昌部分学校·期中)一份含有杂质的样品,为测定其纯度,小组成员设计了如下实验装置:B装置中盛有碳酸钠样品,通过测量干燥管D的质量差,可以求得碳酸钠的质量分数。
(1)仪器a的名称为 ,其中所盛放的最佳试剂为 ,装置B中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中的X溶液是 ,作用是 。
(3)若无装置E,实验测定结果将_______(选填编号)
A. 偏高 B. 偏低 C. 不变 D. 无法确定
(4)若实验后,装置D增重,则该碳酸钠样品的质量分数为 。(用含、的代数式表示)
(5)为检验固体纯碱中含有杂质,检验方案是 。
【答案】(1)① 分液漏斗 ② 稀硫酸 ③ Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ (2)① NaOH溶液 ② 除去空气中的CO2,防止空气中的CO2进入装置D,干扰CO2质量的测定 (3)A (4) (5)取少量样品于试管中,加适量水溶解,加入足量稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,说明含有NaCl
【解析】空气经装置A处理后进入装置B,因为空气中的CO2会影响实验结果的测定,所以装置A中的X溶液是NaOH溶液;装置B中样品纯碱与仪器a中试剂反应产生CO2,最佳试剂为稀硫酸,若用稀盐酸,HCl易挥发,会干扰CO2的测定;经装置C中浓硫酸干燥后进入装置D被碱石灰吸收,装置E中碱石灰可防止外界空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D。
(1)仪器a的名称为分液漏斗;要与Na2CO3反应产生CO2,最佳试剂为稀硫酸,若用稀盐酸,HCl易挥发,会干扰CO2的测定;装置B中Na2CO3与稀硫酸反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑;
(2)因为空气中的CO2会影响实验结果的测定,所以装置A中的X溶液是NaOH溶液;作用是除去空气中的CO2,防止空气中的CO2进入装置D,干扰CO2质量的测定;
(3)若无装置E,外界空气中的CO2和水蒸气会进入装置D,使装置D增重的质量偏大,实验测定结果将偏高,故选A;
(4)装置D增重,即生成CO2的质量为,根据化学方程式Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑,Na2CO3与CO2的物质的量之比为1:1,,则,,故该碳酸钠样品的质量分数为;
(5)检验固体纯碱中含有杂质NaCl,可利用Cl-的检验方法:取少量样品于试管中,加适量水溶解,加入足量稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,说明含有NaCl。
3.(2025-2026高一上·湖北省宜城一中等鄂北六校·期中)某实验小组设计如下装置(夹持装置未画出)模拟工业生产氯水和漂白粉。
(1)制备氯气的发生装置A应用 (填“甲”、“乙”或“丙”),该装置制备氯气的化学方程式为 。
(2)装置B中试剂为 。
(3)制备氯水的装置是 (填字母序号)。
(4)探究新制氯水的性质:用胶头滴管将氯水滴加到含有酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到一定量时,红色突然褪去。
①[提出猜想]红色褪去的原因可能有两种:
猜想I:氯水中的次氯酸的强氧化性,使红色褪去;猜想II: 。
②[验证猜想]向褪色后的溶液中滴加 溶液(填化学式),若溶液变红,则证明猜想II正确。
(5)装置D用以制备漂白粉,三颈烧瓶中盛装冷的 悬浊液(填化学式)。
【答案】(1)① 乙 ② (2)饱和食盐水 (3)C (4)① 氯水中的酸与NaOH发生中和反应,将NaOH消耗完 ② NaOH (5)
【解析】本实验装置用于模拟工业生产氯水和漂白粉。装置A为氯气发生装置,利用二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气;由于浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有氯化氢杂质气体,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯化氢;装置C中盛有水,氯气通入水中反应制备氯水;装置D中盛放石灰乳,氯气与石灰乳反应制备漂白粉;氯气有毒,不能直接排放,装置E中盛放氢氧化钠溶液用于吸收尾气。
(1)实验室制备氯气通常采用二氧化锰固体与浓盐酸在加热条件下反应,该反应属于“固液加热型”,因此发生装置应选择乙。其反应的化学方程式为:。
(2)浓盐酸具有挥发性,导致生成的氯气中混有氯化氢气体。氯化氢极易溶于水,而氯气在饱和食盐水中的溶解度较小,因此装置B中应盛放饱和食盐水,以除去氯气中的氯化氢杂质。
(3)氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,从而制得氯水。装置C中盛有水,氯气通入其中即可得到氯水,因此制备氯水的装置是C。
(4)① 氯水显酸性,中和了(或消耗了) ② 。
(5)工业上制备漂白粉是利用氯气与石灰乳(氢氧化钙悬浊液)反应,生成氯化钙和次氯酸钙。因此装置D的三颈烧瓶中盛装的是冷的悬浊液。
4.(2025-2026高一上·湖北十堰八校教联体·期中)一氧化二氯(Cl2O)是一种氯化剂和氧化剂,呈黄棕色且具有强烈刺激性气味,有毒,当温度超过42℃时分解,易溶于水并与水反应,遇有机物易燃烧或爆炸。利用如图装置可制备少量Cl2O并用液氨冷凝收集。
已知Cl2O的部分性质如下表:
熔点
沸点
制备方法
-120.6℃
2.0℃
回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称是 。
(2)写出装置甲中制备Cl2的化学方程式: 。
(3)Cl2O属于 (填“酸性”“碱性”或“不成盐”)氧化物,它与水反应的化学方程式是 。
(4)装置丙的作用是 。
(5)装置戊中水浴的合适温度范围是 (填字母)。
A.-10℃~0℃ B.15℃~20℃ C.50℃~55℃
(6)尾气可用下列装置 (填可用的装置代码)吸收除去。
【答案】(1)分液漏斗 (2) (3)① 酸性 ② (4)干燥 (5)B (6)B
【解析】装置甲为发生装置,利用二氧化锰与浓盐酸加热反应制;乙、丙为洗气除杂装置,先后除去中混有的HCl杂质和水蒸气,同时通入干燥空气稀释氯气;随后气体进入盛有HgO的装置戊,在控温水浴条件下反应生成;最后装置己通过液氨冷凝将收集为液态,未反应的尾气进行后续处理。
(1)根据装置甲中仪器A的结构特征(带有玻璃活塞,用于控制液体滴加),可知其名称为分液漏斗。
(2)装置甲为实验室制备氯气的发生装置,二氧化锰与浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应,生成氯化锰、氯气和水。化学方程式为: 。
(3) 中氯元素化合价为 价,与水反应生成对应的酸——次氯酸(),是次氯酸的酸酐,因此它属于酸性氧化物。反应的化学方程式为:。
(4)题干已知 易溶于水并与水反应,因此通入装置戊参与反应的氯气必须是干燥的。装置丙中盛放浓硫酸,其作用是干燥。
(5) 的沸点为 ,且当温度超过 时会分解。为了使生成的 保持气态顺利进入己装置进行冷凝收集,同时防止其受热分解,装置戊的水浴温度应高于 且低于 ,故选 B()
(6)尾气中含有未反应的 和未冷凝的 ,两者均有毒,需用碱性物质吸收。
A.浓硫酸呈酸性,不能吸收这两种有毒气体,A不符合题意;
B.题干指出 “遇有机物易燃烧或爆炸”,橡胶属于有机物,该装置特意用铝箔包裹橡胶塞,有效防止了气体与有机物接触;且管内盛放的碱石灰能有效吸收 和 ,B符合题意;
C. 易溶于水,将导管直接插入氢氧化钠溶液中极易引起倒吸,C不符合题意;
故选B。
5.(2025-2026高一上·湖北土家族苗族自治州利川市第一中·期中)I.实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,OH-浓度越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验①
测量下述实验过程的温度变化
实验②
测量下述实验过程的pH变化
加入试剂的体积/mL
(1)实验①中,溶解时放出热量的物质是 。(填化学式)。
(2)实验②中,进行蒸馏水与澄清石灰水组的目的是 。
(3)实验②中,溶液中发生反应的离子方程式为 。
(4)实验②中,滴加溶液的pH变化与滴加溶液的有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有 。
II.将一定量的、组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出25mL,向其中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸,部分物质的微粒数目与加入盐酸的体积的关系如图所示。
(5)②代表 的微粒数目。
(6)加入0-50mL盐酸,发生反应的化学方程式为 。
(7)工业上制得的纯碱中常含有一定量的,取质量为5.00g的纯碱样品,充分加热后,质量减少0.155g,此样品中的质量分数 。(保留3位有效数字)。
【答案】(1) (2)做空白对照,排除因体积变化对溶液pH的影响 (3) (4)、、 (5) (6) (7)91.6%
【解析】I.实验① 中,1.00 g溶于水后,溶液温度升高,表明溶解过程放热,故放出热量的物质是。
实验② 中,用澄清石灰水中加入蒸馏水作对照实验,加入溶液后,溶液的pH不变,则表明没有参与反应;加入后,溶液的pH减小,表明反应过程中被消耗。
II.通过图表分析可知,一定量的、组成的混合物溶于水与HCl发生反应,的碱性更强,先与HCl发生,含量逐渐减小,逐渐增大,待反应完后,HCl与发生反应,因此含量逐渐减小,含量先增大后减小,含量一直增加的是NaCl,故① 为,② 为,③ 为NaCl。
(1)实验① 中,1.00 g溶于水后,溶液温度升高,表明溶解过程放热,故放出热量的物质是;
(2)蒸馏水中无其他试剂,是做空白对照,排除因体积变化对溶液pH的影响;
(3)实验② 中,溶液和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀,离子方程式为: ;
(4)加入后,溶液的pH减小,表明反应过程中被消耗,加入少量发生的离子反应为,参与反应的离子有;
(5)向碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加盐酸,首先发生,粒子逐渐减少,粒子逐渐增多,所以曲线② 代表的微粒数目;
(6)加入0-50mL盐酸时,HCl只与发生反应,因此方程式为;
(7)已知反应方程式为 ,由方程式可知168g分解生成106g,差量为62固体质量差为,。设样品中碳酸氢钠的质量为x,则,解得x=0.42,的质量分数为。
6.(2025-2026高一上·湖北部分学校·期中)水合肼是一种重要的化工原料,已知水合肼的沸点约,化学性质类似氨水,但它是二元弱碱。实验室可通过如下方法制备:
步骤ⅰ:氯气通入过量的烧碱溶液中制备溶液;
步骤ⅱ:碱性溶液与过量(尿素)水溶液在加热条件下生成水合肼;
步骤ⅲ:减压蒸馏,获得水合肼。回答下列问题:
(1)下图常见的实验室制备气体装置中,利用软锰矿跟浓盐酸制备的装置是 ,对应的化学反应方程式为 。
(2)温度控制不当,步骤ⅰ中常常会有生成,若它们的个数为,则氧化产物与还原产物的个数之比为 。
(3)若温度控制得当请写出步骤ⅰ中发生反应的离子反应方程式: 。
(4)下图是步骤ⅱ制备水合肼的反应装置图,通常控制反应温度在左右。冷凝管中通冷却液时宜从 口进入。
(5)水合肼与盐酸形成的盐是农业上重要的杀虫剂、灭菌剂,写出水合肼与盐酸反应生成的正盐的化学式 。
【答案】(1)① 甲 ② (2) (3) (4)b (5)
【解析】实验室制取氯气可以使用二氧化锰和浓盐酸加热反应;生成氯气与氢氧化钠生成次氯酸钠,次氯酸钠和尿素生成水合肼。
(1)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水: ,反应为固液加热反应,发生装置选择甲,故答案为:甲; ;
(2)氯气通入过量的烧碱溶液中生成,也常常会有生成,氯气中部分氯由0变为、发生氧化反应,部分氯元素化合价由0变为发生还原反应,若,则根据电子守恒可知,,则氧化产物与还原产物的之比为,故答案为:1:2;
(3)步骤ⅰ为氯气通入过量的烧碱溶液中制备溶液,离子方程式为:;
(4)冷凝水的通入原则是“下进上出”,因此冷凝管中通冷却液时宜从b口进入,原因是便于冷凝管中充满冷却液,增大冷却效果,故答案为:b;
(5)水合肼化学性质类似氨水是二元弱碱,与盐酸反应生成的正盐的化学式,故答案为:。
7.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)化学物质丰富多彩,化学反应千变万化,而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组对含钠元素物质的某些反应进行了初步探究。
I.该小组设计如图实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在处,观察实验现象。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在处,观察实验现象。
请回答下列问题:
(1)装置①中反应的离子方程式是 。
(2)装置②中盛放的试剂是 ;装置③中盛放的试剂是 。
(3)验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”的现象是:
步骤1中的现象是 ;步骤2中的现象是 。
(4)有同学提出质疑,认为上述实验即使观察到木条复燃,也不能证明有水存在时,是过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是 。
II.验证固体受热分解
(5)若称取纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为。请写出固体受热的化学方程式 。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)。
【答案】(1) (2)① 饱和溶液 ② 浓硫酸 (3)① 带火星木条不能复燃 ② 带火星木条能复燃 (4)气体中有水,水也可与反应产生,使木条复燃 (5)① ②
【解析】装置① 为二氧化碳制备装置,生成的二氧化碳带有氯化氢气体,经过装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶除去氯化氢,得到带有水蒸气的二氧化碳气体,通过装有浓硫酸的装置③ ,控制弹簧夹K1与K2,可以分别可到干燥的二氧化碳与湿润的二氧化碳,最后通过带火星的木条来检验反应产物氧气,从而验证是否二氧化碳与水接触时才能与过氧化钠反应,据此解答。
(1)装置① 产生二氧化碳的方程式为。
(2)由分析得,装置② 中应装有饱和碳酸氢钠溶液,装置③ 装有浓硫酸。
(3)步骤1中打开K2,关闭K1,得到经过浓硫酸干燥的二氧化碳,若二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应,则带火星的木条不复燃,而步骤2得到湿润的二氧化碳,带火星的木条应复燃。
(4)水与过氧化钠也会发生反应生成氧气从而使木条复燃,无法判断二氧化碳是否与过氧化钠发生反应。
(5)碳酸氢钠固体受热分解方程式为;根据方程式,每反应2 mol碳酸氢钠减少质量为18 g+44 g =62 g,所以减少16.8 g-13.7g=3.1 g质量时,反应消耗了碳酸氢钠,碳酸氢钠总物质的量为,消耗了0.1 mol NaHCO3分解得到Na2CO3的物质的量为0.05 mol,根据Na2CO3~2HCl,NaHCO3~HCl可得,消耗HCl物质的量为0.05 mol×2+0.1 mol=0.2 mol,剩余盐酸浓度为。
8.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)氯的许多化合物既是重要的化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。
(1)A、B、C三套装置中,制备Cl2应选用装置 (选填“A”“B”“C”)。
(2)写出制取氯气的化学方程式 。
(3)氯气通入到热的氢氧化钠溶液中,其中部分氯元素被氧化为、,部分被还原为。反应后测得溶液中、、的物质的量分别为、、,则、、之间的关系为 。
(4)氯气可以制作漂白液,而漂白液常用来处理工厂废水中含有的剧毒CN-,在碱性条件下,CN-被氧化为无毒的、。请写出该反应的离子方程式
Ⅱ.工业上常用、等含氯的物质制备。制备高铁酸钾的流程如图所示:
(5)能否作水的杀菌消毒剂 (填“能”或“否”)。
(6)写出反应Ⅱ的离子方程式 。从上述流程可知,溶解度: (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)B (2)(浓) (3) (4) (5)能 (6)① ② >
【解析】氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,实验室制取时需注意尾气处理(通常用NaOH溶液吸收);其制备原理属于 “固液加热型” 反应,装置 B 的分液漏斗设计可更好地控制反应速率。
(1)装置 A:二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气需要加热,A中没有加热装置;装置 B:使用分液漏斗,可控制浓盐酸的滴加速度,且装置密封良好,能实现固液加热制取氯气,符合要求;装置 C:使用长颈漏斗且未液封,氯气会从长颈漏斗逸出,不能选用;故选B装置。
(2)二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,其反应的化学方程式为(浓)。
(3)该反应为氯元素的歧化反应,遵循得失电子守恒;
被还原为:每个得1个电子,总得电子数为;
被氧化为:每个失1个电子,总失电子数为;
被氧化为:每个失5个电子,总失电子数为;
根据得失电子守恒:。
(4)氧化剂为,元素的化合价从+1价降为-1价,得2个电子;还原剂为,C元素的化合价从+2价升为+4价、N元素的化合价从-3价升为0价,每个失5个电子;由得失电子守恒,与的计量数比为5:2;结合电荷守恒、原子守恒得到其反应的离子方程式式为。
(5)中Fe为+6价,具有强氧化性,能杀菌消毒;同时其还原产物水解生成的胶体可吸附杂质,因此可作水的杀菌消毒剂。
(6)结合流程,原子守恒和得失电子守恒、电荷守恒可以得出反应Ⅱ的离子方程式为;
流程中与饱和KOH溶液反应析出晶体,说明溶解度更小,因此溶解度大于。
9.(2025-2026高一上·湖北省荆州市沙市中学·期中)实验室用如图所示装置进行氯气性质的探究并制备无水氯化铁。查阅相关资料可知:①二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气;②无水氯化铁在空气中易潮解,加热易升华;③碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,装置A中制备氯气的离子方程式为 。如果将过量的二氧化锰和100 mL 12mol·L-1的浓盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.3mol,其原因有 。
(2)装置B的作用为 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,为此,实验时装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质是 (填标号)。
选项
A
B
C
D
Ⅰ
湿润的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
无水CaCl2
浓硫酸
无水CaCl2
Ⅲ
干燥的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
(4)从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生的可能影响是 。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(6)装置E中的导管后连接 (填“e”、“f”、“g”或“h”)。
【答案】(1)① 分液漏斗 ② MnO2+4H++2Cl― Mn2++2H2O+Cl2↑ ③ 反应过程中消耗HCl,反应生成了水,加热时盐酸挥发了,使盐酸浓度变稀,反应停止 (2)除去Cl2中的HCl,用作缓冲瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞) (3)D (4)HCl与铁反应生成H2,H2和Cl2混合在加热时发生爆炸 (5) (6)h
【解析】装置A:利用MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,反应方程式: 。装置B:盛放饱和食盐水,作用是除去Cl2中的HCl杂质(HCl易溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度极小)。装置C:作用是干燥Cl2(因无水FeCl3易潮解,需保证通入D的Cl2是干燥的)。装置D:加热条件下,Fe与Cl2反应生成FeCl3,反应方程式: 。装置E:利用冷水冷却,使FeCl3蒸气(FeCl3加热易升华)凝华成固体,便于收集无水FeCl3。虚线框装置(尾气处理装置):吸收尾气Cl2,防止污染空气。
(1)根据装置图可知,仪器a的名称为:分液漏斗;
MnO2与浓盐酸加热制备Cl2,反应离子方程式为: ;
将过量的二氧化锰和100 mL 12mol·L-1的浓盐酸混合加热,,根据反应方程式 ,反应1.2 mol HCl,理论上得到0.3 mol Cl2,充分反应后生成的氯气明显少于0.3mol,原因可能是反应过程中消耗HCl,反应生成了水,加热时盐酸挥发了,使盐酸浓度变稀,反应停止;
(2)装置B盛放饱和食盐水,作用是除去Cl2中的HCl杂质(HCl易溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度极小),同时还可用作缓冲瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞);
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,因此实验思路为:先让氯气接触湿润的有色布条(体现湿润Cl2有漂白性),再通过干燥剂干燥氯气,最后接触干燥的有色布条(体现干燥Cl2无漂白性),通过对比证明氯气本身没有漂白性。
A.Ⅱ处的碱石灰会与Cl2反应,,无法干燥Cl2,A错误;
B.Ⅰ处为干燥的有色布条,无法体现 “湿润时的漂白性”,实验顺序错误,B错误;
C.Ⅱ处的浓硫酸是液体,无法放入U型干燥管,C错误;
D.Ⅰ处放湿润的有色布条(Cl2与水反应生成HClO,布条褪色);Ⅱ处放无水CaCl2(固体干燥剂,干燥Cl2,且不与Cl2反应);Ⅲ处放干燥的有色布条(干燥Cl2无漂白性,布条不褪色),符合验证思路,D正确;
故答案选D;
(4)从A装置导出的气体含HCl杂质和水蒸气:HCl与铁反应生成H2,H2和Cl2混合在加热时发生爆炸;
(5)铁与氯气在加热条件下反应生成无水氯化铁,方程式为: ;
(6)装置E收集的无水FeCl3易潮解,且需处理尾气Cl2。浓硫酸无法吸收Cl2尾气,NaOH溶液可以吸收Cl2尾气但是溶液中水蒸气会进入装置E导致FeCl3潮解,碱石灰可同时吸收Cl2尾气,并隔绝空气中的水蒸气(防止FeCl3潮解),故装置E中的导管后连接h。
10.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒。
(1)将氯气通入水中制得氯水,新制氯水属于 (填“纯净物”或“混合物”),氯气和水反应的化学方程式为 。
(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入冷的溶液中,反应的离子方程式为 。
同学们探究“84”消毒液在不同下使红纸褪色的情况,做了如下实验:
步骤1:将市售“84”消毒液稀释100倍,测得稀释后溶液的;
步骤2:将稀释后的溶液各分别加入3个洁净的小烧杯中;
步骤3:用溶液将3个烧杯内溶液的分别调至10、7和4。(溶液体积变化忽略不计)
步骤4:在3个烧杯中分别放入大小相同的红纸,观察现象,记录如下:
烧杯
溶液的
现象
a
10
后,红纸基本不褪色;后红纸褪色
b
7
后,红纸颜色变浅;后红纸褪色
c
4
后,红纸颜色变得更浅;后红纸褪色
已知,溶液中、和含量a随溶液变化的关系如下图所示:
(3)由实验现象可获得以下结论:溶液的在范围内,越大,红纸褪色 (填“越慢”或“越快”)。
(4)结合实验现象和图像,推测使红纸褪色发挥主要作用的粒子是 (填粒子符号),判断理由为 。
(5)结合图像进行分析,使用“84”消毒液前先向其中滴加少量醋酸的原因为 。
【答案】(1)① 混合物 ② (2) (3)越慢 (4)① ② 时,含量大于,褪色慢;或7时,含量小于,褪色快 (5)滴加少量醋酸,调控,提高的浓度
【解析】(1)新制氯水含等粒子,属于混合物;氯气和水反应生成的化学方程式为:;
(2)“84”消毒液的有效成分为:NaClO,常温条件下,将氯气通入冷的溶液中制备,反应的离子方程式为:;
(3)由实验现象可知,pH=10 时红纸褪色最慢,pH=4 时最快,故pH越大,褪色越慢;
(4)pH越小,含量越高,红纸褪色越快,pH越大,含量越低,褪色越慢,说明是起漂白作用的主要粒子,故答案为:,时,含量大于,褪色慢;或7时,含量小于,褪色快;
(5)加入醋酸可降低溶液pH,使转化为(由图像可知,pH降低时含量升高),增强“84”消毒液的漂白、消毒效果。
11.(2025-2026高一上·湖北黄冈部分高中·期中)某实验小组用下图装置制取氯气,并对氯气的某些性质和用途进行探究(K为开关,夹持装置已省略)。请回答下列问题:
(1)仪器①的名称为 。
(2)检验装置、的气密性:将仪器①的活塞和开关关闭,向长颈漏斗中加水至液面高于锥形瓶中的液面,若 (填实验现象),则说明装置气密性良好。
(3)装置中的试剂是 ,作用是 。
(4)装置中为湿润的淀粉试纸,通入后试纸变蓝,则该反应的离子方程式为 。
(5)若装置中为湿润的红色石蕊试纸,则中的现象为 ;产生该现象的原因为 (结合化学方程式解释)。
(6)高铁酸盐是一种新型强氧化剂,在电池材料和水处理等方面具有广泛的应用前景。装置可用于实验室制备高铁酸钾,则该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)分液漏斗 (2)一段时间后长颈漏斗内液面不下降 (3)① 氢氧化钠溶液 ② 吸收氯气,防止污染空气 (4) (5)① 红色石蕊试纸一段时间后褪色 ② 溶于水发生反应,溶液呈酸性,使红色石蕊试纸先不变,具有漂白性,使石蕊试纸后褪色 (6)
【解析】利用该实验装置制取氯气并探究性质和用途,A为发生装置,发生反应,装置B为除杂兼安全装置,饱和食盐水除去挥发出的HCl,C装置中的试纸可以探究氯气性质,装置D中氢氧化钾、氢氧化铁和氯气反应制备高铁酸钾,E为尾气处理装置,利用氢氧化钠溶液处理多余氯气。
(1)由图可知,仪器①为分液漏斗;
(2)将仪器① 的活塞和开关K关闭,向长颈漏斗中加水至液面高于锥形瓶中的液面,一段时间后液面不下降,说明内外气压相等,装置气密性良好;
(3)E是尾气处理装置,氢氧化钠溶液可以吸收多余氯气,防止污染空气;
(4)试纸变蓝说明I-被氧化成I2,发生反应:;
(5)氯气溶于水,并和水反应:,红色石蕊试纸遇酸颜色不变,HClO有漂白性,后试纸褪色;
(6)氢氧化铁和氯气发生氧化还原反应,铁元素化合价从+3升高到+6,氯元素从0降低到-1,根据元素守恒和得失电子守恒,化学方程式为:。
12.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)Na2O2用途广泛,某学习小组欲研究过氧化钠的相关性质,开展如下实验。
Ⅰ.过氧化钠与水反应:在盛有Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生。
(1)通过上述操作及现象分析,酚酞红色褪去的可能原因是生成了 (填化学式)。
Ⅱ.过氧化钠与氢气反应:Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,进行如下实验,实验步骤和现象如下。
按上图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品。
(2)下面是实验过程中的重要操作,正确的顺序是________(填序号)。
A. 加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间 B. 用小试管收集气体并检验其纯度
C. 打开K1、K2,通入氢气 D. 停止加热,充分冷却,关闭K1、K2
(3)B装置的作用是 。
(4)实验过程中观察到淡黄色粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。由此可推测出Na2O2与H2反应的方程式为 。
(5)实验结束后,该同学欲测定C装置内白色固体中未反应完的Na2O2含量。取m1克白色固体与足量的水充分反应,加热蒸干,冷却至室温,得到m2克固体,则白色固体中Na2O2的质量分数为 (用含m1和m2的式子表示)。
Ⅲ.过氧化钠与NaHCO3的反应
(6)过氧化钠与NaHCO3反应时,首先NaHCO3要分解,产生的CO2和H2O再与Na2O2反应,1 mol Na2O2与1.2 mol NaHCO3在密闭容器中充分反应后产物中n(NaOH)为 mol,n(O2)为 mol。
【答案】(1)
(2)CBAD (3)
吸收氢气中混有的水蒸气和氯化氢气体 (4)
(5)
(6)①
0.8 ②
0.5
【解析】本试题以过氧化钠性质为主题,分为三组探究实验:
Ⅰ.过氧化钠与水反应
和水反应生成使酚酞变红;同时生成中间产物,具有强氧化性,漂白酚酞使红色褪去;可催化分解放出氧气。
Ⅱ.过氧化钠与氢气的探究实验
装置A制备氢气,混有的氯化氢、水蒸气经B中碱石灰除去,得到干燥纯净;C为反应装置;D中无水硫酸铜检验是否有水生成。氢气属于可燃性气体,加热前需先通入氢气排尽装置内空气,收集气体验纯后再加热,防止爆炸;实验结束先停止加热,冷却后再关闭活塞,避免固体被氧化。实验中无水硫酸铜不变蓝,说明反应不生成水,推导出与加热生成。固体混合物中剩余可利用固体受热与水反应前后质量变化,建立关系式完成定量计算。
Ⅲ.过氧化钠与碳酸氢钠反应
加热条件下先分解产生、;体系中优先与反应,消耗完后再与水蒸气反应,结合反应物的物质的量定量判断产物的物质的量。
(1)过氧化钠与水反应先生成氢氧化钠和过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,可将变红的酚酞漂白;后续加入后有气泡产生,是过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气,验证了该漂白性物质的存在;
(2)氢气是可燃性气体,与空气混合加热易发生爆炸,因此实验时先打开、通入氢气排尽装置内空气(C),再收集气体验纯确认空气已排尽(B),之后加热让过氧化钠与氢气反应(A),反应结束后先停止加热、充分冷却再关闭活塞,防止倒吸(D);
(3)A装置中用稀盐酸和锌粒制取氢气,生成的氢气中混有挥发的和水蒸气,碱石灰为和的混合物,可以同时吸收和水蒸气,避免二者和后续的过氧化钠反应,干扰实验验证;
(4)无水硫酸铜未变蓝,说明反应没有生成水;淡黄色过氧化钠变为白色固体,氢元素和钠元素、氧元素结合生成氢氧化钠,符合氧化还原的价态变化:作为还原剂被氧化为+1价,中-1价的氧作为氧化剂被还原为-2价,方程式为:;
(5)白色固体为和反应生成的的混合物,加入足量水时发生反应:,每(156g)反应最终生成(160g),固体质量增重4g。设质量为,则,解得,因此的质量分数为;
(6)第一步: ,分解,生成,;第二步:,消耗,生成; 剩余;第三步:,消耗, 生成,生成;汇总:,。
13.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)含氯的化合物在日常生活中应用广泛,其独特的化学性质让它们在不同场景中发挥着不可替代的作用。
I.84消毒液是生活中常见的一种消毒液,其有效成分是NaClO。
(1)写出制取NaClO的化学方程式 。
(2)将84消毒液与洁厕灵(主要成分HCl)合并使用,可能会导致使用者的呼吸道伤害。写出发生反应的离子方程式: 。
(3)次氯酸钠还可以用于去除废水中的铵态氮,配平下列离子方程式: 。
________ + ________ = ________N2↑ + ________ + ________H2O + ________H+。
II.ClO2被列为高效安全的灭菌消毒剂,可用于自来水消毒。
实验室可用亚氯酸钠固体与Cl2制备ClO2:2NaClO2+Cl2=2ClO2↑+2NaCl装置如图所示:(已知:ClO2易溶于水,而微溶于CCl4,且密度大于空气;Cl2易溶于CCl4)。
(4)A装置中的实验仪器P的名称是 ,为获得干燥且纯净的Cl2,B中盛装的液体是 。
(5)E装置的作用是 。
(6)如果把B装置中逸出的Cl2,通入到FeI2溶液中,最先氧化的离子是 。FeI2与Cl2的物质的量之比为5:6,写出反应的离子方程式 。
【答案】(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (2)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O (3)2+3=1N2↑+3+3H2O+2H+ (4)① 长颈漏斗 ② 饱和的氯化钠溶液 (5)除去ClO2中的氯气 (6)① I- ② 10I−+2Fe2++6Cl2=5I2+2Fe3++12Cl−
【解析】装置A是制取氯气,装置B是除去氯气中氯化氢气体,装置C是干燥氯气,装置D是氯气与NaClO2反应制取ClO2,装置E的作用是除去ClO2中的氯气,装置F是收集ClO2,装置G是安全瓶,据此解答。
(1)使用氯气和NaOH溶液制备NaClO,化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
(2)84消毒液中NaClO与洁厕灵中的HCl发生归中反应生成氯气,离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。
(3)反应中N元素由-3价氧化为0价,Cl元素由+1价还原为-1价,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平离子方程式为:2+3=+3++。
(4)仪器P的名称为长颈漏斗;为了得到干燥且纯净的Cl2,B装置中为饱和的氯化钠溶液,作用是除去氯化氢。
(5)E装置的试剂是四氯化碳,目的是除去ClO2中的氯气。
(6)还原性:,因此通入时优先被氧化;当与物质的量比为5:6时,5 mol 含10 mol ,完全氧化为需要5 mol ,剩余1 mol 只能氧化2 mol ,最终得到2 mol 、5 mol 、12 mol ,据此写出对应离子方程式:10I−+2Fe2++6Cl2=5I2+2Fe3++12Cl−。
14.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)某实验小组欲探究和的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)称取两种固体各2g,分别加入到两个锥形瓶中,再各加10mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现固体完全溶解,而固体有剩余,由此得出结论: 。
②同学们在两锥形瓶中还观察到以下现象。其中,盛放的锥形瓶中可以观察到的实验现象是 。
a.溶液温度升高 b.溶液温度下降
c.滴入酚酞后呈浅红色 d.滴入酚酞后呈红色
(3)某同学想探究能否用溶液鉴别溶液、溶液(浓度为实验室常用浓度),发现将溶液分别滴加到溶液、溶液中,两溶液均有白色沉淀产生,且溶液中伴随无色气体产生,经验证,该气体为,则溶液与溶液反应的离子方程式为 。
(4)某天然碱的组成可以看成。称取该天然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸,将产生的的质量记录于下表:
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积/mL
30
30
30
30
样品质量
3.32
4.15
5.81
7.47
质量/g
1.32
1.65
1.76
1.32
①四组实验中,盐酸有剩余的是 (填实验编号)。
②另取该天然碱样品,充分加热产生的质量为和水的质量为,则该样品中的物质的量为 , 。
【答案】(1) (2)① 相同温度下,的溶解度大于的溶解度 ② ad (3) (4)① Ⅰ、Ⅱ ② 0.01 1:2:2
【解析】(1)碳酸钠稳定性强于碳酸氢钠,能受热产生使澄清石灰水变浑浊气体(CO2)的是NaHCO3,其分解方程式为:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。
(2)①2g 固体加10mL水振荡,Na2CO3完全溶解,NaHCO3有剩余,说明在相同条件下,Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3;②Na2CO3溶于水放热,溶液温度升高,且其水溶液显碱性,滴入酚酞溶液呈红色,综上所述ad正确。
(3)CaCl2与NaHCO3反应生成 CO2,离子反应方程式为Ca2++2 =CaCO3↓+CO2↑+H2O。
(4)①CO2产量随样品质量增加而增加,直到盐酸不足,实验 Ⅰ、Ⅱ 中CO2质量随样品质量增大而增大,实验 Ⅲ 后CO2质量下降,说明Ⅰ、Ⅱ 中盐酸有剩余;② 生成CO2质量为 0.22g,其物质的量为=0.005mol,根据方程式2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O可知,样品中含NaHCO3物质的量为2×0.005mol =0.01mol,反应生成的H2O的物质的量为0.005mol;0.45g H2O的物质的量为=0.025mol,则化合物中含结晶水的物质的量为0.025mol-0.005mol=0.02mol;实验Ⅰ中盐酸过量,碳元素全部转化成二氧化碳,生成CO2质量为1.32g,物质的量为=0.03mol,根据碳元素守恒可知NaHCO3与Na2CO3物质的量之和为0.03mol,所以Na2CO3物质的量为0.03mol-0.01mol=0.02mol,x:y:z=0.01mol: 0.02mol: 0.02mol=1:2:2。
15.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)二氧化氯()是一种高效消毒灭菌剂,但其稳定性较差,故常采用和混合溶液将其吸收转化为保存。现利用如下装置及试剂制备。
已知:①饱和溶液,在温度低于38℃时,析出的晶体是;高于38℃时析出的晶体是;高于60℃时,分解成和。
②的熔点为-59℃,沸点为11℃,极易溶于水,浓度过高时容易发生爆炸。
回答下列问题:
(1)B为的发生装置,其化学方程式为 ,实验过程中持续通入氮气的主要目的是 。
(2)装置D中氧化产物为 (填化学式),该反应一般在冰水浴中进行,原因可能为防止分解、 (写一种即可)。
(3)对溶液进行结晶、干燥可以获得产品,具体的操作步骤为:①减压条件下,55℃蒸发结晶;② ;③38~60℃热水洗涤;④38~60℃干燥,得到产品。
(4)产品中质量分数的测定:称取产品配成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入足量溶液和稀,充分反应,被还原为,再向锥形瓶中加入,恰好可以将反应完全。(已知:)
①求产品中的质量分数 %。
②若测定过程中,加入KI溶液后在空气中放置时间过长会将导致测定的的质量分数偏高,你认为可能的原因为 (用离子方程式表示)。
【答案】(1)① ② 稀释气体,防止浓度过高而发生爆炸 (2)① ② 液化或防止在较高温度下分解或防止温度过高分解生成 (3)在38℃~55℃范围内趁热过滤 (4)① 75 ②
【解析】装置B中、和浓反应生成和,C为安全瓶,在装置D中用NaOH和与反应制备:, E是尾气处理防倒吸装置。
(1)装置B中、和浓反应生成和即:。由已知②浓度过高时容易发生爆炸推断实验过程中持续通入氮气的主要目的是:稀释气体,防止浓度过高而发生爆炸。
(2)由分析可知装置D中氧化产物为。由已知可知该反应一般在冰水浴中进行,原因可能为防止分解、液化或防止在较高温度下分解或防止温度过高分解生成。
(3)由已知①推断对溶液进行结晶、干燥可以获得产品需要控制温度在38~60℃,具体的操作步骤为:①减压条件下,55℃蒸发结晶;②在38℃~55℃范围内趁热过滤;③ 38~60℃热水洗涤;④ 38~60℃干燥,得到产品。
(4)向产品配成的溶液中加入足量溶液和稀发生反应:结合后续滴定反应可得关系,则有=75%。KI具有强还原性,加入KI溶液后在空气中放置时间过长,空气中的会将KI氧化,即发生反应:。
16.(2025-2026高一上·湖北襄阳部分高中教联体·期中)按要求填空:
(1)现有十种物质:①、②、③空气、④、⑤胶体、⑥、⑦、⑧、⑨碘酒、⑩。其中,属于分散系的有 (填序号,下同),属于非电解质的有 ;①与⑥发生的反应属于 (填四大基本反应类型中的一种)。
(2)实验室制备胶体的化学方程式为 。检验胶体制备是否成功的实验方法是 。
(3)工业制漂白粉是将通入 中(填名称)制成的,漂白粉放置时间长了就会失效,写出漂白粉失效的化学方程式 , ,
(4)在酸性条件下,黄铁矿(,其中S为价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:。
已知Ⅲ为非氧化还原反应,写出反应I的离子方程式:反应I: 。
(5)在反应中,若有参加反应,被水还原的溴原子个数为 。
【答案】(1)① ③ ⑤ ⑨ ② ⑦ ③ 复分解反应 (2)① ② 使用红色激光笔照射,若形成光亮的通路,则制备成功 (3)① 石灰乳 ② ③ (4) (5)
【解析】(1)物质以粒子形成分散到其他物质中所形成的混合物叫做分散系,溶液、胶体、浊液均属于分散系,故③ ⑤ ⑨ 均属于分散系;在熔融状态或水溶液中均不能导电的化合物是非电解质,故⑦属于非电解质;① 与⑥ 可发生反应属于复分解反应;
(2)实验室制备胶体的化学方程式为 ;检验胶体制备是否成功的实验方法是使用红色激光笔照射胶体,观察是否形成光亮的通路,发生丁达尔效应;
(3)工业制漂白粉是将通入石灰乳中制备的,漂白粉暴露在空气中失效的方程式为:、 ;
(4)由图信息可知,与反应生成与,故其离子方程式为:;
(5)由反应易知,每反应,即有个溴原子被还原,其中失去,而个溴原子共得到,即每反应,有个溴原子被水还原,可得关系有。则有参加反应,被水还原的溴原子的物质的量为,被水还原的溴原子个数为;
17.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)广泛应用于水处理、印刷电路板等领域。某化学研究性学习小组利用下列装置(部分夹持装置省略)制备无水(易升华、易潮解),并对产物做如下探究实验。
I.的制备
(1)仪器a的名称为 。
(2)烧杯中发生主要反应的化学方程式为 。
(3)球形干燥管的作用为 。
II.溶液与金属反应的探究
(4)理论分析
依据金属活动性顺序,溶液与过量粉混合,充分反应并静置,溶液颜色发生的变化为 ,理论上反应后部分黑色固体能被磁铁吸引。
(5)实验验证
小组同学向的溶液中加入过量粉,观察到一段时间后有气泡产生,反应缓慢,溶液pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液为,取出固体,测得固体中不含单质。
①产生气泡发生反应的离子方程式为 。
②取少量反应后的溶液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明有生成。生成的离子方程式为 。
③对于实验后固体中未检测出单质,小组同学进行进一步探究。
i.甲同学猜想,在为的溶液中,即便生成了,也会被消耗。
甲同学设计实验: (填实验操作和现象),证明了此条件下可忽略对的消耗。
ii.乙同学猜想,产生的红褐色沉淀会覆盖在粉上,阻止反应的进一步进行。
查阅资料:开始沉淀时,完全沉淀时。
乙同学重新做上述实验,当溶液pH为3~4时,向固液混合物中持续加入 (填物质名称),控制pH<1.2。观察到 (填实验现象),待溶液颜色褪去,溶液为时,取出固体,检测固体中含有单质。证明乙同学猜想正确。
【答案】(1)分液漏斗 (2) (3)防止烧杯中的水分进入装置而使潮解 (4)由黄色变为无色 (5)① ② ③ 取实验中为3~4的上层清液,加入少量粉,表面几乎不产生气泡 ④ 稀盐酸 ⑤ 红褐色沉淀逐渐溶解,有气泡产生
【解析】I.实验室常用浓盐酸与MnO2加热制取氯气,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,通过饱和食盐水吸收HCl,通过浓硫酸,作用是干燥氯气,将氯气通入铁粉,铁和氯气反应2Fe+3Cl2 2FeCl3,在收集器中收集氯化铁,球形干燥管为防止NaOH溶液中的水蒸气进入收集器中,引起FeCl3潮解,氯气不能直接排放,用氢氧化钠溶液进行尾气吸收;
II.加入过量的Zn,发生反应Zn+2H+=Zn2++H2↑,有气泡产生,pH逐渐增大,使得Fe3+转化为红褐色Fe(OH)3沉淀,固体中未检测到Fe单质,原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹阻止Zn置换Fe,据此分析;
(1)由题干实验装置图可知,仪器a的名称为分液漏斗;
(2)烧杯中NaOH用于尾气吸收,氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,化学方程式为;
(3)易潮解,球形干燥管为防止NaOH溶液中的水蒸气进入收集器中,引起FeCl3潮解;
(4)依据金属活动性顺序,溶液与过量粉混合,将还原为铁粉,方程式:,充分反应并静置,溶液颜色发生的变化为由黄色变为无色,反应后部分黑色固体能被磁铁吸引;
(5)①的溶液中加入过量粉,Zn与氢离子反应产生气泡,离子方程式为;
② 取少量反应后的溶液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明有生成,可说明Zn与生成,离子方程式为;
③ 在此条件下可忽略H+对Fe的消耗,即要设计实验证明该实验中H+对Fe的反应无影响,可控制pH为3~4,对比实验,取实验中为3~4的上层清液,加入少量粉,表面几乎不产生气泡,证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗;当溶液pH为3~4时,向固液混合物中持续加入稀盐酸,控制pH<1.2,除去产生的氢氧化铁沉淀,使Zn粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹,观察到红褐色沉淀逐渐溶解,有气泡产生,待溶液颜色褪去,溶液为时,取出固体,检测固体中含有单质。证明乙同学猜想正确。
18.(2025-2026高一上·湖北鄂东南联考·期中)亚氯酸钠()是一种重要的含氯消毒剂,易溶于水,在碱性溶液中比较稳定,遇酸放出。一种由过氧化氢制备晶体的实验装置如图(夹持装置略去)所示:
已知:
①的熔点为-59℃、沸点为11℃极易溶于水,遇热水、见光易分解:气体浓度较大时易发生爆炸,若用空气、、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低。
②
回答下列问题:
(1)按图组装好仪器后,首先应该进行的操作是 。
(2)装置A为发生装置,其中发生反应的化学方程式为 。用甲醇替代也可完成制备(甲醇被氧化为甲酸),相比甲醇法,过氧化氢法的优点是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置C中冷水的作用 。
(5)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还可以 ;空气的流速过慢或过快都会影响的产率,试分析空气流速过慢影响产率的原因: 。
(6)该套装置存在的明显缺陷是 。
【答案】(1)检查装置的气密性 (2)① ② 被氧化产生的可稀释,防止浓度较大时分解 (3)防止倒吸 (4)对反应液进行冷却,防止温度过高时和分解 (5)① 防止遇酸放出 ② 不能及时被移走,浓度过高发生爆炸 (6)没有处理尾气
【解析】在装置内,NaClO3与H2SO4的混合液中滴加H2O2,发生反应2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O,生成的ClO2与O2的混合气随空气排出进入B装置;B装置的进、出气导管都很短,表明此装置为防倒吸装置;混合气进入C中,发生反应2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+O2↑+2H2O。ClO2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,爆炸性则降低,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。ClO2气体会污染大气,应进行尾气处理。
(1)该反应涉及气体,实验前需检查装置气密性。
(2)A为制取的装置,所用试剂为、和,反应生成、、和,反应的化学方程式为:,已知在浓度过大时易发生爆炸,被氧化产生的可稀释,防止浓度较大时爆炸,而甲醇被氧化时生成甲酸,不能达到此目的。
(3)B装置的进、出气导管都很短,表明此装置为防倒吸装置。
(4)对反应液进行冷却,防止因ClO2沸点低而气化逸出,同时可防止温度过高时和分解。
(5)装置中加入溶液的目的除了作反应物外,还可以防止遇酸放出;空气流速过慢时,不能及时被移走,浓度过高导致分解爆炸;空气流速过快时,不能被充分吸收,的产率下降。
(6)气体会污染大气,应进行尾气处理,所以该套装置存在的明显缺陷是没有处理尾气。
19.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)“”消毒液、是常见的含氯消毒剂。已知:相同浓度时,的氧化性强于反映水溶液中物质的氧化性,值越大,氧化性越强。“”消毒液原液一般不用于衣服等纺织品的洗涤消毒,通常将其稀释后使用。
(1)某“消毒液”的相关资料和消毒液包装说明如图,物质的量浓度约为 。保留一位小数
(2)利用、在酸性条件下可制备气体,同时还有生成。写出该反应的离子方程式 。
已知吸收气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放的浓度随时间变化如图所示。若将其用于水果保鲜,效果较好的稳定剂是 ,原因是 。
(3)为研究“”消毒液的性质与使用条件,进行下列实验:
【实验】向两支试管中分别加入”消毒液,在试管中加入水,试管中加入稀醋酸,再分别放入相同的红色纸片。试管中纸片褪色更快。
在试管中加入水的目的是 。
试管中纸片褪色更快的原因是 用离子方程式表示。
”消毒液中加入浓盐酸,会有黄绿色气体产生,离子方程式为 。
【实验】测定“”消毒液在不同温度时随时间的变化情况,结果如图所示。
根据图示信息“”消毒液使用的较合适温度是 。
随温度升高,值下降,时值下降较快的原因是 。
【答案】(1) (2)① ② 稳定剂Ⅱ ③ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放,能较长时间维持保鲜所需的浓度 (3)① 做对比实验 ② ③ ④ ⑤ 受热分解,浓度下降,物质的氧化性减弱, 的值降低
【解析】“84”消毒液中含氯微粒主要有ClO-、Cl-、HClO。要探究ClO-、HClO的氧化性强弱,可以利用控制变量方法,采用对照方法进行实验。即要保证溶液总体积不变。ClO-、Cl-在酸性条件下会发生氧化还原反应产生Cl2,从而导致产生有毒的Cl2,“84”消毒液的ORP与温度有关。温度升高,溶液中的HClO分解,导致其ORP降低,因此为提高“84”消毒液的ORP,应该在室温20℃条件下使用。
(1)根据物质的量浓度与质量分数的公式,故答案为:。
(2)① 利用、在酸性条件下可制备,同时还有生成。该反应的离子方程式,故答案为:;
② 已知吸收气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放的浓度随时间变化如图所示。若将其用于水果保鲜,效果较好的稳定剂是稳定剂Ⅱ,原因是稳定剂Ⅱ加酸后释放的浓度能较长时间维持在起保鲜作用的最低浓度以上,故答案为:稳定剂Ⅱ;稳定剂Ⅱ可以缓慢释放,能较长时间维持保鲜所需的浓度。
(3)① 实验中在试管中加入水的目的是控制变量,做对比实验,保证两支试管中液体体积相等,故答案为:做对比实验;
② 试管中纸片褪色更快的原因是白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于,可以与反应生成,使浓度增大,氧化性增强 ,用离子方程式表示:故答案为:;
③ 如“”消毒液中加入浓盐酸,会有黄绿色气体产生,离子方程式为 ;故答案为;
④ 从图可以看出,时“”消毒液的值相对较高且随时间变化较为稳定,说明此时消毒液的氧化还原电位较高,消毒效果较好,所以“”消毒液使用的较合适温度为,故答案为:;
⑤ 随温度升高,值下降,时值下降较快的原因是的值与温度有关,温度升高,受热分解,浓度下降,氧化性减弱,的值越低,故答案为:受热分解,浓度下降,物质的氧化性减弱, 的值降低。
20.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)为探究干燥的二氧化碳是否与过氧化钠反应,某兴趣小组设计了下列装置进行实验。
回答下列问题
(1)装置①中反应 (填“是”或“否”)属于氧化还原反应。
(2)装置②中的试剂的作用为 。
(3)装置③中的试剂是 。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
(4)证明二氧化碳与过氧化钠反应需要水存在的现象为 。
某同学发现上述装置还可用于验证新制氯水中发挥漂白作用的物质是而不是。可用试剂和用品:、、浓盐酸、稀盐酸、浓硫酸、饱和食盐水、溶液、饱和溶液、干燥的有色布条、碱石灰、除称量或量取仪器和上图装置中仪器外,无其他仪器。
(5)装置①中反应的离子方程式为 。
(6)若装置④和⑤中均放置干燥的有色布条,弹簧夹、均打开,则能推理出新制氯水中发挥漂白作用的物质是而不是的现象为 。
(7)若该实验中,装置⑥装着碱石灰,则其作用为 。
【答案】(1)否 (2)除去中混有的 (3)浓硫酸 (4)步骤1中带火星的木条不复燃,而步骤2中带火星的木条复燃 (5) (6)④ 中有色布条不褪色,⑤ 中有色布条褪色 (7)防止空气中水蒸气进入干扰实验;吸收余氯,防止污染空气
【解析】盐酸与反应生成、和,由于盐酸易挥发,所以生成的气体中混有HCl,由于HCl会干扰与的反应,所以装置② 中应加入饱和溶液,以除去HCl气体;装置④ 、⑤ 做对比实验,用于比较有无水蒸气时发生的反应,所以装置③ 中应加入能吸收中水蒸气的物质——浓硫酸。
(1)装置① 中反应为,是复分解反应,无化合价变化,故不是氧化还原反应。
(2)根据分析可知,装置② 中的试剂的作用为除去中混有的。
(3)根据分析可知,装置③ 中的试剂是浓硫酸。
(4)通过⑤ 为湿润的,通过④ 为干燥的,故证明二氧化碳与过氧化钠反应需要水存在的现象为:步骤1中带火星的木条不复燃,而步骤2中带火星的木条复燃。
(5)装置① 中主要用于制备氯气,不加热装置,应该选用、浓盐酸,故离子方程式为:。
(6)同理,② 中盛有饱和食盐水除,③ 中盛有浓硫酸用于干燥,故进入④ 中为干燥的氯气,⑤ 中为湿润的氯气,故能推理出新制氯水中发挥漂白作用的物质是而不是的现象为④ 中有色布条不褪色,⑤ 中有色布条褪色。
(7)装置⑥ 装着碱石灰,防止空气中水蒸气进入干扰实验;吸收余氯,防止污染空气。
21.(2025-2026高一上·湖北宜昌部分学校·期中)氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒。
(1)下图是实验室制备氯气的制备和除杂装置
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是 (锰被还原为)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂 。
(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入NaOH溶液中,反应的离子方程式为 。
(3)同学们探究“84”消毒液在不同pH下使红纸褪色的情况,做了如下实验:
步骤1:将5mL市售“84”消毒液稀释100倍,测得稀释后溶液的;
步骤2:将稀释后溶液各20mL分别加入3个洁净的小烧杯中;
步骤3:用溶液将3个烧杯内溶液的pH分别调至10、7和4(溶液体积变化忽略不计)。
步骤4:在3个烧杯中分别放入大小相同的红纸,观察现象,记录如下:
烧杯
溶液的pH
现象
a
10
10min后,红纸基本不褪色;4h后红纸褪色
b
7
10min后,红纸颜色变浅;4h后红纸褪色
c
4
10min后,红纸颜色变得更浅;4h后红纸褪色
已知,溶液中、HCIO和物质的量分数随溶液pH变化的关系如下图所示:
①由实验现象可得以下结论:溶液pH在4~10范围内,pH越大,红纸褪色 。
②结合图像进行分析,b、c两烧杯中实验现象出现差异的原因是 。
(4)由于氯气会与自来水中的有机物发生反应生成对人体有害的物质,人们尝试研究并使用新的自来水消毒剂,如气体就是一种新型高效含氯消毒剂。
①一种制备的方法是用通入硫酸酸化的溶液中,反应的离子方程式为 。
②在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐,需将其转化为除去。下列试剂中,可将转化为的是 (填字母序号)。
a. b. c. d.KI
【答案】(1)① ② (2) (3)① 越慢 ② 随pH增大HCIO含量降低 (4)① ② ad
【解析】氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒,氯气与水反应生成的次氯酸,次氯酸具有漂白作用,氯气还可以通过与氢氧化钠溶液反应,在常温条件下生成次氯酸盐,这也是“84”消毒液的主要成分,用于消毒和漂白。
(1)①A为氯气发生装置。A中反应方程式是:;
② 将除杂装置B是为了吸收盐酸,可以用饱和食盐水,所以补充完整并标明所用试剂:;
(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入NaOH溶液中,反应的离子方程式为:;
(3)① 由图可知:溶液pH在4~10范围内,pH越大,红纸褪色越慢;
② 结合图像进行分析,b、c两烧杯中实验现象出现差异的原因是:随pH增大HCIO含量降低;
(4)① 用通入硫酸酸化的溶液中,反应的离子方程式为:;
② 将转化为,需要用到还原剂, 、KI可作为还原剂,故选ad。
试卷第1页,共3页
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专题09 化学实验综合题
1.【答案】(1) (2)检验混合气体中二氧化碳是否除尽 (3)干燥一氧化碳气体 (4) (5)处理尾气 (6)A (7)
2.【答案】(1)① 分液漏斗 ② 稀硫酸 ③ Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑ (2)① NaOH溶液 ② 除去空气中的CO2,防止空气中的CO2进入装置D,干扰CO2质量的测定 (3)A (4) (5)取少量样品于试管中,加适量水溶解,加入足量稀硝酸酸化,再加入AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,说明含有NaCl
3.【答案】(1)① 乙 ② (2)饱和食盐水 (3)C (4)① 氯水中的酸与NaOH发生中和反应,将NaOH消耗完 ② NaOH (5)
4.【答案】(1)分液漏斗 (2) (3)① 酸性 ② (4)干燥 (5)B (6)B
5.【答案】(1) (2)做空白对照,排除因体积变化对溶液pH的影响 (3) (4)、、 (5) (6) (7)91.6%
6.【答案】(1)① 甲 ② (2) (3) (4)b (5)
7.【答案】(1) (2)① 饱和溶液 ② 浓硫酸 (3)① 带火星木条不能复燃 ② 带火星木条能复燃 (4)气体中有水,水也可与反应产生,使木条复燃 (5)① ②
8.【答案】(1)B (2)(浓) (3) (4) (5)能 (6)① ② >
9.【答案】(1)① 分液漏斗 ② MnO2+4H++2Cl― Mn2++2H2O+Cl2↑ ③ 反应过程中消耗HCl,反应生成了水,加热时盐酸挥发了,使盐酸浓度变稀,反应停止 (2)除去Cl2中的HCl,用作缓冲瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞) (3)D (4)HCl与铁反应生成H2,H2和Cl2混合在加热时发生爆炸 (5) (6)h
10.【答案】(1)① 混合物 ② (2) (3)越慢 (4)① ② 时,含量大于,褪色慢;或7时,含量小于,褪色快 (5)滴加少量醋酸,调控,提高的浓度
11.【答案】(1)分液漏斗 (2)一段时间后长颈漏斗内液面不下降 (3)① 氢氧化钠溶液 ② 吸收氯气,防止污染空气 (4) (5)① 红色石蕊试纸一段时间后褪色 ② 溶于水发生反应,溶液呈酸性,使红色石蕊试纸先不变,具有漂白性,使石蕊试纸后褪色 (6)
12.【答案】(1)
(2)CBAD (3)
吸收氢气中混有的水蒸气和氯化氢气体 (4)
(5)
(6)①
0.8 ②
0.5
13.【答案】(1)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (2)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O (3)2+3=1N2↑+3+3H2O+2H+ (4)① 长颈漏斗 ② 饱和的氯化钠溶液 (5)除去ClO2中的氯气 (6)① I- ② 10I−+2Fe2++6Cl2=5I2+2Fe3++12Cl−
14.【答案】(1) (2)① 相同温度下,的溶解度大于的溶解度 ② ad (3) (4)① Ⅰ、Ⅱ ② 0.01 1:2:2
15.【答案】(1)① ② 稀释气体,防止浓度过高而发生爆炸 (2)① ② 液化或防止在较高温度下分解或防止温度过高分解生成 (3)在38℃~55℃范围内趁热过滤 (4)① 75 ②
16.【答案】(1)① ③ ⑤ ⑨ ② ⑦ ③ 复分解反应 (2)① ② 使用红色激光笔照射,若形成光亮的通路,则制备成功 (3)① 石灰乳 ② ③ (4) (5)
17.【答案】(1)分液漏斗 (2) (3)防止烧杯中的水分进入装置而使潮解 (4)由黄色变为无色 (5)① ② ③ 取实验中为3~4的上层清液,加入少量粉,表面几乎不产生气泡 ④ 稀盐酸 ⑤ 红褐色沉淀逐渐溶解,有气泡产生
18.【答案】(1)检查装置的气密性 (2)① ② 被氧化产生的可稀释,防止浓度较大时分解 (3)防止倒吸 (4)对反应液进行冷却,防止温度过高时和分解 (5)① 防止遇酸放出 ② 不能及时被移走,浓度过高发生爆炸 (6)没有处理尾气
19.【答案】(1) (2)① ② 稳定剂Ⅱ ③ 稳定剂Ⅱ可以缓慢释放,能较长时间维持保鲜所需的浓度 (3)① 做对比实验 ② ③ ④ ⑤ 受热分解,浓度下降,物质的氧化性减弱, 的值降低
20.【答案】(1)否 (2)除去中混有的 (3)浓硫酸 (4)步骤1中带火星的木条不复燃,而步骤2中带火星的木条复燃 (5) (6)④ 中有色布条不褪色,⑤ 中有色布条褪色 (7)防止空气中水蒸气进入干扰实验;吸收余氯,防止污染空气
21.【答案】(1)① ② (2) (3)① 越慢 ② 随pH增大HCIO含量降低 (4)① ② ad
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专题09 化学实验综合题
1.(2025-2026高一上·湖北土家族苗族自治州利川市第一中·期中)某校同学在老师指导下使用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁的实验,实验装置如图。
其中是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,同时还生成二氧化碳和水蒸气。请回答下列问题:
(1)B装置氢氧化钠溶液足量,发生反应的离子方程式是 。
(2)C装置的作用是 。
(3)D装置中浓硫酸的作用是 。
(4)E装置中发生反应的化学方程式是 。
(5)F装置的作用除了检验生成的二氧化碳气体外,还有 。
(6)在实验开始前,应先打开装置 (选填“A”或“E”)中的加热装置。
(7)草酸(H2C2O4)是二元弱酸,具有还原性,写出草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式 。(已知酸性条件下的还原产物是Mn2+)
2.(2025-2026高一上·湖北宜昌部分学校·期中)一份含有杂质的样品,为测定其纯度,小组成员设计了如下实验装置:B装置中盛有碳酸钠样品,通过测量干燥管D的质量差,可以求得碳酸钠的质量分数。
(1)仪器a的名称为 ,其中所盛放的最佳试剂为 ,装置B中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A中的X溶液是 ,作用是 。
(3)若无装置E,实验测定结果将_______(选填编号)
A. 偏高 B. 偏低 C. 不变 D. 无法确定
(4)若实验后,装置D增重,则该碳酸钠样品的质量分数为 。(用含、的代数式表示)
(5)为检验固体纯碱中含有杂质,检验方案是 。
3.(2025-2026高一上·湖北省宜城一中等鄂北六校·期中)某实验小组设计如下装置(夹持装置未画出)模拟工业生产氯水和漂白粉。
(1)制备氯气的发生装置A应用 (填“甲”、“乙”或“丙”),该装置制备氯气的化学方程式为 。
(2)装置B中试剂为 。
(3)制备氯水的装置是 (填字母序号)。
(4)探究新制氯水的性质:用胶头滴管将氯水滴加到含有酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到一定量时,红色突然褪去。
①[提出猜想]红色褪去的原因可能有两种:
猜想I:氯水中的次氯酸的强氧化性,使红色褪去;猜想II: 。
②[验证猜想]向褪色后的溶液中滴加 溶液(填化学式),若溶液变红,则证明猜想II正确。
(5)装置D用以制备漂白粉,三颈烧瓶中盛装冷的 悬浊液(填化学式)。
4.(2025-2026高一上·湖北十堰八校教联体·期中)一氧化二氯(Cl2O)是一种氯化剂和氧化剂,呈黄棕色且具有强烈刺激性气味,有毒,当温度超过42℃时分解,易溶于水并与水反应,遇有机物易燃烧或爆炸。利用如图装置可制备少量Cl2O并用液氨冷凝收集。
已知Cl2O的部分性质如下表:
熔点
沸点
制备方法
-120.6℃
2.0℃
回答下列问题:
(1)装置甲中仪器A的名称是 。
(2)写出装置甲中制备Cl2的化学方程式: 。
(3)Cl2O属于 (填“酸性”“碱性”或“不成盐”)氧化物,它与水反应的化学方程式是 。
(4)装置丙的作用是 。
(5)装置戊中水浴的合适温度范围是 (填字母)。
A.-10℃~0℃ B.15℃~20℃ C.50℃~55℃
(6)尾气可用下列装置 (填可用的装置代码)吸收除去。
5.(2025-2026高一上·湖北土家族苗族自治州利川市第一中·期中)I.实验小组利用传感器探究和的性质。
【查阅资料】pH越小,OH-浓度越小,溶液碱性越弱。
【实验过程】
编号
实验操作
实验数据
实验①
测量下述实验过程的温度变化
实验②
测量下述实验过程的pH变化
加入试剂的体积/mL
(1)实验①中,溶解时放出热量的物质是 。(填化学式)。
(2)实验②中,进行蒸馏水与澄清石灰水组的目的是 。
(3)实验②中,溶液中发生反应的离子方程式为 。
(4)实验②中,滴加溶液的pH变化与滴加溶液的有明显差异,原因是滴加溶液的烧杯中,参与反应的离子有 。
II.将一定量的、组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出25mL,向其中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸,部分物质的微粒数目与加入盐酸的体积的关系如图所示。
(5)②代表 的微粒数目。
(6)加入0-50mL盐酸,发生反应的化学方程式为 。
(7)工业上制得的纯碱中常含有一定量的,取质量为5.00g的纯碱样品,充分加热后,质量减少0.155g,此样品中的质量分数 。(保留3位有效数字)。
6.(2025-2026高一上·湖北部分学校·期中)水合肼是一种重要的化工原料,已知水合肼的沸点约,化学性质类似氨水,但它是二元弱碱。实验室可通过如下方法制备:
步骤ⅰ:氯气通入过量的烧碱溶液中制备溶液;
步骤ⅱ:碱性溶液与过量(尿素)水溶液在加热条件下生成水合肼;
步骤ⅲ:减压蒸馏,获得水合肼。回答下列问题:
(1)下图常见的实验室制备气体装置中,利用软锰矿跟浓盐酸制备的装置是 ,对应的化学反应方程式为 。
(2)温度控制不当,步骤ⅰ中常常会有生成,若它们的个数为,则氧化产物与还原产物的个数之比为 。
(3)若温度控制得当请写出步骤ⅰ中发生反应的离子反应方程式: 。
(4)下图是步骤ⅱ制备水合肼的反应装置图,通常控制反应温度在左右。冷凝管中通冷却液时宜从 口进入。
(5)水合肼与盐酸形成的盐是农业上重要的杀虫剂、灭菌剂,写出水合肼与盐酸反应生成的正盐的化学式 。
7.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)化学物质丰富多彩,化学反应千变万化,而常见物质之间的反应往往“隐藏着某些反应机理”。学校化学兴趣小组对含钠元素物质的某些反应进行了初步探究。
I.该小组设计如图实验装置,验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在处,观察实验现象。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在处,观察实验现象。
请回答下列问题:
(1)装置①中反应的离子方程式是 。
(2)装置②中盛放的试剂是 ;装置③中盛放的试剂是 。
(3)验证“二氧化碳与水接触时才能和过氧化钠反应”的现象是:
步骤1中的现象是 ;步骤2中的现象是 。
(4)有同学提出质疑,认为上述实验即使观察到木条复燃,也不能证明有水存在时,是过氧化钠与二氧化碳发生了化学反应,其理由是 。
II.验证固体受热分解
(5)若称取纯净的固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为。请写出固体受热的化学方程式 。如果把剩余的固体全部加入到的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度 (设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)。
8.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)氯的许多化合物既是重要的化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热的方法制取氯气。
(1)A、B、C三套装置中,制备Cl2应选用装置 (选填“A”“B”“C”)。
(2)写出制取氯气的化学方程式 。
(3)氯气通入到热的氢氧化钠溶液中,其中部分氯元素被氧化为、,部分被还原为。反应后测得溶液中、、的物质的量分别为、、,则、、之间的关系为 。
(4)氯气可以制作漂白液,而漂白液常用来处理工厂废水中含有的剧毒CN-,在碱性条件下,CN-被氧化为无毒的、。请写出该反应的离子方程式
Ⅱ.工业上常用、等含氯的物质制备。制备高铁酸钾的流程如图所示:
(5)能否作水的杀菌消毒剂 (填“能”或“否”)。
(6)写出反应Ⅱ的离子方程式 。从上述流程可知,溶解度: (填“>”“<”或“=”)。
9.(2025-2026高一上·湖北省荆州市沙市中学·期中)实验室用如图所示装置进行氯气性质的探究并制备无水氯化铁。查阅相关资料可知:①二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气;②无水氯化铁在空气中易潮解,加热易升华;③碱石灰的主要成分是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,装置A中制备氯气的离子方程式为 。如果将过量的二氧化锰和100 mL 12mol·L-1的浓盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.3mol,其原因有 。
(2)装置B的作用为 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,为此,实验时装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质是 (填标号)。
选项
A
B
C
D
Ⅰ
湿润的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
无水CaCl2
浓硫酸
无水CaCl2
Ⅲ
干燥的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
(4)从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生的可能影响是 。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为 。
(6)装置E中的导管后连接 (填“e”、“f”、“g”或“h”)。
10.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒。
(1)将氯气通入水中制得氯水,新制氯水属于 (填“纯净物”或“混合物”),氯气和水反应的化学方程式为 。
(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入冷的溶液中,反应的离子方程式为 。
同学们探究“84”消毒液在不同下使红纸褪色的情况,做了如下实验:
步骤1:将市售“84”消毒液稀释100倍,测得稀释后溶液的;
步骤2:将稀释后的溶液各分别加入3个洁净的小烧杯中;
步骤3:用溶液将3个烧杯内溶液的分别调至10、7和4。(溶液体积变化忽略不计)
步骤4:在3个烧杯中分别放入大小相同的红纸,观察现象,记录如下:
烧杯
溶液的
现象
a
10
后,红纸基本不褪色;后红纸褪色
b
7
后,红纸颜色变浅;后红纸褪色
c
4
后,红纸颜色变得更浅;后红纸褪色
已知,溶液中、和含量a随溶液变化的关系如下图所示:
(3)由实验现象可获得以下结论:溶液的在范围内,越大,红纸褪色 (填“越慢”或“越快”)。
(4)结合实验现象和图像,推测使红纸褪色发挥主要作用的粒子是 (填粒子符号),判断理由为 。
(5)结合图像进行分析,使用“84”消毒液前先向其中滴加少量醋酸的原因为 。
11.(2025-2026高一上·湖北黄冈部分高中·期中)某实验小组用下图装置制取氯气,并对氯气的某些性质和用途进行探究(K为开关,夹持装置已省略)。请回答下列问题:
(1)仪器①的名称为 。
(2)检验装置、的气密性:将仪器①的活塞和开关关闭,向长颈漏斗中加水至液面高于锥形瓶中的液面,若 (填实验现象),则说明装置气密性良好。
(3)装置中的试剂是 ,作用是 。
(4)装置中为湿润的淀粉试纸,通入后试纸变蓝,则该反应的离子方程式为 。
(5)若装置中为湿润的红色石蕊试纸,则中的现象为 ;产生该现象的原因为 (结合化学方程式解释)。
(6)高铁酸盐是一种新型强氧化剂,在电池材料和水处理等方面具有广泛的应用前景。装置可用于实验室制备高铁酸钾,则该反应的化学方程式为 。
12.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)Na2O2用途广泛,某学习小组欲研究过氧化钠的相关性质,开展如下实验。
Ⅰ.过氧化钠与水反应:在盛有Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生。
(1)通过上述操作及现象分析,酚酞红色褪去的可能原因是生成了 (填化学式)。
Ⅱ.过氧化钠与氢气反应:Na2O2有强氧化性,H2具有还原性,有同学猜想Na2O2与H2能反应。为了验证此猜想,进行如下实验,实验步骤和现象如下。
按上图组装仪器(图中夹持仪器省略),检查气密性,装入药品。
(2)下面是实验过程中的重要操作,正确的顺序是________(填序号)。
A. 加热至Na2O2逐渐熔化,反应一段时间 B. 用小试管收集气体并检验其纯度
C. 打开K1、K2,通入氢气 D. 停止加热,充分冷却,关闭K1、K2
(3)B装置的作用是 。
(4)实验过程中观察到淡黄色粉末慢慢变成白色固体,无水硫酸铜未变蓝色。由此可推测出Na2O2与H2反应的方程式为 。
(5)实验结束后,该同学欲测定C装置内白色固体中未反应完的Na2O2含量。取m1克白色固体与足量的水充分反应,加热蒸干,冷却至室温,得到m2克固体,则白色固体中Na2O2的质量分数为 (用含m1和m2的式子表示)。
Ⅲ.过氧化钠与NaHCO3的反应
(6)过氧化钠与NaHCO3反应时,首先NaHCO3要分解,产生的CO2和H2O再与Na2O2反应,1 mol Na2O2与1.2 mol NaHCO3在密闭容器中充分反应后产物中n(NaOH)为 mol,n(O2)为 mol。
13.(2025-2026高一上·湖北武汉东湖高新·期中)含氯的化合物在日常生活中应用广泛,其独特的化学性质让它们在不同场景中发挥着不可替代的作用。
I.84消毒液是生活中常见的一种消毒液,其有效成分是NaClO。
(1)写出制取NaClO的化学方程式 。
(2)将84消毒液与洁厕灵(主要成分HCl)合并使用,可能会导致使用者的呼吸道伤害。写出发生反应的离子方程式: 。
(3)次氯酸钠还可以用于去除废水中的铵态氮,配平下列离子方程式: 。
________ + ________ = ________N2↑ + ________ + ________H2O + ________H+。
II.ClO2被列为高效安全的灭菌消毒剂,可用于自来水消毒。
实验室可用亚氯酸钠固体与Cl2制备ClO2:2NaClO2+Cl2=2ClO2↑+2NaCl装置如图所示:(已知:ClO2易溶于水,而微溶于CCl4,且密度大于空气;Cl2易溶于CCl4)。
(4)A装置中的实验仪器P的名称是 ,为获得干燥且纯净的Cl2,B中盛装的液体是 。
(5)E装置的作用是 。
(6)如果把B装置中逸出的Cl2,通入到FeI2溶液中,最先氧化的离子是 。FeI2与Cl2的物质的量之比为5:6,写出反应的离子方程式 。
14.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)某实验小组欲探究和的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是,他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)称取两种固体各2g,分别加入到两个锥形瓶中,再各加10mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解,恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现固体完全溶解,而固体有剩余,由此得出结论: 。
②同学们在两锥形瓶中还观察到以下现象。其中,盛放的锥形瓶中可以观察到的实验现象是 。
a.溶液温度升高 b.溶液温度下降
c.滴入酚酞后呈浅红色 d.滴入酚酞后呈红色
(3)某同学想探究能否用溶液鉴别溶液、溶液(浓度为实验室常用浓度),发现将溶液分别滴加到溶液、溶液中,两溶液均有白色沉淀产生,且溶液中伴随无色气体产生,经验证,该气体为,则溶液与溶液反应的离子方程式为 。
(4)某天然碱的组成可以看成。称取该天然碱样品四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的盐酸,将产生的的质量记录于下表:
实验编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积/mL
30
30
30
30
样品质量
3.32
4.15
5.81
7.47
质量/g
1.32
1.65
1.76
1.32
①四组实验中,盐酸有剩余的是 (填实验编号)。
②另取该天然碱样品,充分加热产生的质量为和水的质量为,则该样品中的物质的量为 , 。
15.(2025-2026高一上·湖北省荆州中学·期中)二氧化氯()是一种高效消毒灭菌剂,但其稳定性较差,故常采用和混合溶液将其吸收转化为保存。现利用如下装置及试剂制备。
已知:①饱和溶液,在温度低于38℃时,析出的晶体是;高于38℃时析出的晶体是;高于60℃时,分解成和。
②的熔点为-59℃,沸点为11℃,极易溶于水,浓度过高时容易发生爆炸。
回答下列问题:
(1)B为的发生装置,其化学方程式为 ,实验过程中持续通入氮气的主要目的是 。
(2)装置D中氧化产物为 (填化学式),该反应一般在冰水浴中进行,原因可能为防止分解、 (写一种即可)。
(3)对溶液进行结晶、干燥可以获得产品,具体的操作步骤为:①减压条件下,55℃蒸发结晶;② ;③38~60℃热水洗涤;④38~60℃干燥,得到产品。
(4)产品中质量分数的测定:称取产品配成溶液,取溶液于锥形瓶中,加入足量溶液和稀,充分反应,被还原为,再向锥形瓶中加入,恰好可以将反应完全。(已知:)
①求产品中的质量分数 %。
②若测定过程中,加入KI溶液后在空气中放置时间过长会将导致测定的的质量分数偏高,你认为可能的原因为 (用离子方程式表示)。
16.(2025-2026高一上·湖北襄阳部分高中教联体·期中)按要求填空:
(1)现有十种物质:①、②、③空气、④、⑤胶体、⑥、⑦、⑧、⑨碘酒、⑩。其中,属于分散系的有 (填序号,下同),属于非电解质的有 ;①与⑥发生的反应属于 (填四大基本反应类型中的一种)。
(2)实验室制备胶体的化学方程式为 。检验胶体制备是否成功的实验方法是 。
(3)工业制漂白粉是将通入 中(填名称)制成的,漂白粉放置时间长了就会失效,写出漂白粉失效的化学方程式 , ,
(4)在酸性条件下,黄铁矿(,其中S为价)催化氧化的反应转化如图所示。总反应:。
已知Ⅲ为非氧化还原反应,写出反应I的离子方程式:反应I: 。
(5)在反应中,若有参加反应,被水还原的溴原子个数为 。
17.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)广泛应用于水处理、印刷电路板等领域。某化学研究性学习小组利用下列装置(部分夹持装置省略)制备无水(易升华、易潮解),并对产物做如下探究实验。
I.的制备
(1)仪器a的名称为 。
(2)烧杯中发生主要反应的化学方程式为 。
(3)球形干燥管的作用为 。
II.溶液与金属反应的探究
(4)理论分析
依据金属活动性顺序,溶液与过量粉混合,充分反应并静置,溶液颜色发生的变化为 ,理论上反应后部分黑色固体能被磁铁吸引。
(5)实验验证
小组同学向的溶液中加入过量粉,观察到一段时间后有气泡产生,反应缓慢,溶液pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液为,取出固体,测得固体中不含单质。
①产生气泡发生反应的离子方程式为 。
②取少量反应后的溶液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明有生成。生成的离子方程式为 。
③对于实验后固体中未检测出单质,小组同学进行进一步探究。
i.甲同学猜想,在为的溶液中,即便生成了,也会被消耗。
甲同学设计实验: (填实验操作和现象),证明了此条件下可忽略对的消耗。
ii.乙同学猜想,产生的红褐色沉淀会覆盖在粉上,阻止反应的进一步进行。
查阅资料:开始沉淀时,完全沉淀时。
乙同学重新做上述实验,当溶液pH为3~4时,向固液混合物中持续加入 (填物质名称),控制pH<1.2。观察到 (填实验现象),待溶液颜色褪去,溶液为时,取出固体,检测固体中含有单质。证明乙同学猜想正确。
18.(2025-2026高一上·湖北鄂东南联考·期中)亚氯酸钠()是一种重要的含氯消毒剂,易溶于水,在碱性溶液中比较稳定,遇酸放出。一种由过氧化氢制备晶体的实验装置如图(夹持装置略去)所示:
已知:
①的熔点为-59℃、沸点为11℃极易溶于水,遇热水、见光易分解:气体浓度较大时易发生爆炸,若用空气、、氮气等气体稀释时,爆炸性则降低。
②
回答下列问题:
(1)按图组装好仪器后,首先应该进行的操作是 。
(2)装置A为发生装置,其中发生反应的化学方程式为 。用甲醇替代也可完成制备(甲醇被氧化为甲酸),相比甲醇法,过氧化氢法的优点是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)装置C中冷水的作用 。
(5)装置C中加入NaOH溶液的目的除了作反应物外,还可以 ;空气的流速过慢或过快都会影响的产率,试分析空气流速过慢影响产率的原因: 。
(6)该套装置存在的明显缺陷是 。
19.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)“”消毒液、是常见的含氯消毒剂。已知:相同浓度时,的氧化性强于反映水溶液中物质的氧化性,值越大,氧化性越强。“”消毒液原液一般不用于衣服等纺织品的洗涤消毒,通常将其稀释后使用。
(1)某“消毒液”的相关资料和消毒液包装说明如图,物质的量浓度约为 。保留一位小数
(2)利用、在酸性条件下可制备气体,同时还有生成。写出该反应的离子方程式 。
已知吸收气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放的浓度随时间变化如图所示。若将其用于水果保鲜,效果较好的稳定剂是 ,原因是 。
(3)为研究“”消毒液的性质与使用条件,进行下列实验:
【实验】向两支试管中分别加入”消毒液,在试管中加入水,试管中加入稀醋酸,再分别放入相同的红色纸片。试管中纸片褪色更快。
在试管中加入水的目的是 。
试管中纸片褪色更快的原因是 用离子方程式表示。
”消毒液中加入浓盐酸,会有黄绿色气体产生,离子方程式为 。
【实验】测定“”消毒液在不同温度时随时间的变化情况,结果如图所示。
根据图示信息“”消毒液使用的较合适温度是 。
随温度升高,值下降,时值下降较快的原因是 。
20.(2025-2026高一上·湖北黄石·期中)为探究干燥的二氧化碳是否与过氧化钠反应,某兴趣小组设计了下列装置进行实验。
回答下列问题
(1)装置①中反应 (填“是”或“否”)属于氧化还原反应。
(2)装置②中的试剂的作用为 。
(3)装置③中的试剂是 。
步骤1:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
步骤2:打开弹簧夹,关闭,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处。
(4)证明二氧化碳与过氧化钠反应需要水存在的现象为 。
某同学发现上述装置还可用于验证新制氯水中发挥漂白作用的物质是而不是。可用试剂和用品:、、浓盐酸、稀盐酸、浓硫酸、饱和食盐水、溶液、饱和溶液、干燥的有色布条、碱石灰、除称量或量取仪器和上图装置中仪器外,无其他仪器。
(5)装置①中反应的离子方程式为 。
(6)若装置④和⑤中均放置干燥的有色布条,弹簧夹、均打开,则能推理出新制氯水中发挥漂白作用的物质是而不是的现象为 。
(7)若该实验中,装置⑥装着碱石灰,则其作用为 。
21.(2025-2026高一上·湖北宜昌部分学校·期中)氯气可用于制取漂白剂和自来水消毒。
(1)下图是实验室制备氯气的制备和除杂装置
①A为氯气发生装置。A中反应方程式是 (锰被还原为)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂 。
(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工业制法是控制在常温条件下,将氯气通入NaOH溶液中,反应的离子方程式为 。
(3)同学们探究“84”消毒液在不同pH下使红纸褪色的情况,做了如下实验:
步骤1:将5mL市售“84”消毒液稀释100倍,测得稀释后溶液的;
步骤2:将稀释后溶液各20mL分别加入3个洁净的小烧杯中;
步骤3:用溶液将3个烧杯内溶液的pH分别调至10、7和4(溶液体积变化忽略不计)。
步骤4:在3个烧杯中分别放入大小相同的红纸,观察现象,记录如下:
烧杯
溶液的pH
现象
a
10
10min后,红纸基本不褪色;4h后红纸褪色
b
7
10min后,红纸颜色变浅;4h后红纸褪色
c
4
10min后,红纸颜色变得更浅;4h后红纸褪色
已知,溶液中、HCIO和物质的量分数随溶液pH变化的关系如下图所示:
①由实验现象可得以下结论:溶液pH在4~10范围内,pH越大,红纸褪色 。
②结合图像进行分析,b、c两烧杯中实验现象出现差异的原因是 。
(4)由于氯气会与自来水中的有机物发生反应生成对人体有害的物质,人们尝试研究并使用新的自来水消毒剂,如气体就是一种新型高效含氯消毒剂。
①一种制备的方法是用通入硫酸酸化的溶液中,反应的离子方程式为 。
②在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐,需将其转化为除去。下列试剂中,可将转化为的是 (填字母序号)。
a. b. c. d.KI
试卷第1页,共3页
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