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专题09 化学实验综合题
1.(2025-2026高一上·河南青铜鸣联考·期中)某化学兴趣小组用如图所示实验装置制备,并进行了一系列实验。回答下列问题:
(1)利用装置甲制备的化学方程式为 。
(2)装置丙的作用为 。
(3)下列可用于收集的装置为 (填字母)。
(4)一段时间后,停止加热,用装置乙中溶液进行如下实验:
①孔穴1中产生白色沉淀说明乙中溶液中存在 (填微粒符号)。
②孔穴2中发生反应的离子方程式为 。
③孔穴3中产生的实验现象为 。
(5)实验结束后,取装置丙中的溶液于试管中,加入足量盐酸,有黄绿色气体产生,发生反应的化学方程式为 ;该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
2.(2025-2026高一上·河南省实验中学·期中)二氧化氯(ClO2)是常用的自来水消毒剂。ClO2常温下为易溶于水的气体,11℃时液化成红棕色液体。以NaClO3和HCl的乙醇溶液为原料制备ClO2的反应为:。某研究小组用下图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)。
(1)ClO2中氯元素的化合价为 。
(2)制备ClO2的反应中HCl体现的性质有 。
(3)冰水浴的作用是 。
(4)NaOH溶液中发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为Cl﹣除去。下列试剂中,可将转化为Cl-的是 (填字母序号)。
a.KI b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(6)检验Cl-的方法是:取少量待测液, 。
(7)以单位质量的氧化剂所得电子的物质的量来表示消毒效率,假设还原产物全部为Cl-,ClO2的消毒效率为 (结果保留两位有效数字)。
3.(2025-2026高一上·河南省郑州外国语学校·期中)无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂,该物质在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾。某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3,实验装置如图所示。请回答下列问题。
(1)制备实验开始时,先检查装置的气密性,接下来的操作依次是 。
a.加入MnO2粉末 b.点燃A中酒精灯 c.加入浓盐酸 d.点燃D处酒精灯
(2)写出A装置中发生反应的离子方程式: 。
(3)装置B和C中的试剂分别是 、 。
(4)甲同学认为F和G可以用一种仪器替代,且加入一种药品即可达到相同效果,这种药品可以是 。
(5)E中得到少量白色粉末,打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾产生,用化学方程式表示其原因 。
(6)制备过程中随着盐酸的浓度下降,氯气的制取反应会停止。为测定残余液中盐酸的浓度,某同学量取残余液10.00mL,加水稀释到250.00mL,然后从中取出20.00mL,用0.1000mol•L-1的NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH溶液24.00mL,则该残余液体中盐酸的浓度为 。
4.(2025-2026高一上·河南省郑州市第一中学·期中)钠和氯元素广泛地分布于陆地和海洋中,都具有重要的生理功能和工业价值。回答下列问题:
(1)写出金属钠与反应的化学方程式 ,反应的现象为 。
(2)写出HClO在光照条件下反应的化学方程式 。
(3)写出与反应的化学方程式 。将过氧化钠投入的中,忽略溶液体积变化,反应后各溶质的浓度为 。
(4)氯化铁是一种常见的水处理剂,需要密封保存,原因是无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成。300℃以上氯化铁易升华。在实验室中,可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。
①C装置中的试剂为 (填试剂名称);其作用是 。
②D装置的作用是 ,用一件仪器装填适当试剂后,也可起到C和D的作用,所装填的试剂为 。
5.(2025-2026高一上·河南省郑州市第一中学·期中)在食品加工过程中加入膨松剂,可以让食品口感变得松软酥脆。复合膨松剂产生气体速率稳定、产气分布均匀,且使用方便。有一复合膨松剂说明书如下图所示,其宣传的产品特点为“遇水发酵之后,再放入烤箱,反应产生气体”。回答下列问题:
(1)配料中属于酸式盐的是 、 ,请写出其中之一溶于水的电离方程式 。
(2)配料中助剂为 ,其作用是 。
(3)已知,焦磷酸和焦磷酸盐的熔沸点较高;焦磷酸钙不溶于水,但可溶于强酸。有实验小组计划测定复合膨松剂中钙盐的含量,但发现将复合膨松剂溶于水后始终存在难溶物。对此有同学提出不同的猜想:
甲:焦磷酸钙不溶于水,难溶物应为焦磷酸钙。
乙:_______。
①乙同学可能的猜想是: 。
②请给出验证甲乙两位同学猜想的合理方案: 。
③实验小组改进方案,用适量盐酸溶解复合膨松剂,配制成一定浓度的溶液后取约用于测定钙的含量。小组选取了一些玻璃仪器:烧杯、玻璃棒,一定还需要的玻璃仪器为 、 。
④取复合膨松剂用足量盐酸溶解,逸出气体(忽略挥发)干燥后用碱石灰吸收,质量增加。最终测得样品中钙含量为。则复合膨松剂中的碳酸氢钠和碳酸钙物质的量之比为 。
6.(2025-2026高一上·河南省商丘市商师联盟·期中)某化学兴趣小组设计了如图装置,用于制取并进行相关性质实验。回答下列问题:
(1)实验开始时,先打开分液漏斗旋塞和活塞, (填字母)。
A.先点燃A处酒精灯,再点燃E处酒精灯
B.先点燃E处酒精灯,再点燃A处酒精灯
C.同时点燃A、E处酒精灯
(2)仪器a的名称为 ,装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C中紫色石蕊溶液先变红后褪色,是因为通入后,溶液中生成 (填微粒符号)的缘故。
(4)装置中生成固体的化学式为 ;装置中溶液与发生反应的离子方程式为 。
(5)装置B中盛装的溶液为饱和氯化钠溶液,装置B的作用为 。
7.(2025-2026高一上·河南省平顶山市叶县高中学·期中)生活中离不开化学,家庭厨卫中有许多中学化学常见的物质,括号内为厨卫商品的主要成分:①食盐(NaCl);②料酒(乙醇);③食醋(乙酸);④碱面();⑤小苏打();⑥84消毒液(NaClO);⑦洁厕灵(HCl);⑧净水剂(明矾);⑨铁锅(Fe)。回答下列问题:
(1)明矾的化学式为,属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)厨卫用品的主要成分(括号内的物质)是电解质的有 (填序号,下同),是非电解质的有 。
(3)⑥和⑦不能混用,原理为 (用化学反应方程式表示)。
(4)①④⑤(括号内的物质)属于正盐的是 (填化学式),碳酸氢钠可用于面包的膨松剂,使用时加入一定量的食醋(主要成分是),膨松效果更好原因是 (用离子方程式解释)。
(5)为测定工业品纯碱(含小苏打)的纯度,设计了如下方案。
①“灼烧”时反应的化学方程式是 。至少进行两次“灼烧”和“称重”的目的是 。
②工业品纯碱的纯度是 ×100%。
8.(2025-2026高一上·河南南阳方城县第一高级中学·期中)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。
已知:①碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
②装置A是氯气的发生装置,反应的化学方程式为:
据此回答下列问题:
(1)漂白粉的水溶液在空气中产生漂白、杀菌效果,请用化学方程式解释 。
(2)装置B中仪器a的名称是 ,装置B可以监测实验进行时是否发生堵塞,请写出装置C发生堵塞时装置B中的现象 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中I处为 (填“湿润的有色布条”或“干燥的有色布条”),II处为氯化钙固体,其作用是 ,用方程式解释氯气能使布条褪色的原因 。
(4)装置D的作用是 。
(5)工业上可用氢氧化钠与氯气反应制取84消毒液,在生活中84消毒液不可与洁厕灵(其主要成分为盐酸)混用,其原因是: (用离子方程式解释)。
9.(2025-2026高一上·河南省郑州市“八校联盟”·期中)钠及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)切取一块绿豆大的钠投到热坩埚中,继续加热,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,产生的实验现象为 。
(2)“侯氏制碱法”制得的碱为 (填化学式)。
(3)可用水区分和的原因为 (用文字表述)。
(4)如图装置可用于鉴别和,这是根据它们具有不同的 ,澄清石灰水变浑浊的是 (填“a”或“b”)试管,写出对应试管受热分解的化学方程式: 。
(5)取和的混合物于试管中,加热至恒重,再次称量,称得固体为,该混合物中的质量分数为 。
10.(2025-2026高一上·河南省郑州市“八校联盟”·期中)四氯化钛(TiCl4)常用作烟幕弹。某实验小组设计如图所示装置(夹持装置已省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。
已知:①四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”。
②TiCl4的熔点为-24.1℃,沸点为136.4℃。
回答下列问题:
(1)下列关于TiCl4的说法正确的是 (填字母)。
A.若用排空气法收集,用向上排空气法收集Cl2
B.Cl2为无色,无味的有毒气体
C.红热的铜丝在Cl2中燃烧,生成棕黄色烟
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置B的作用为 ;装置C中盛装的试剂为 。
(4)装置D中发生反应的化学方程式为 (碳粉转化为CO)。
(5)装置E中仪器m的名称为 ;冷凝管进水口为 (填“a”或“b”)。
(6)有同学提出装置F中水汽也能与TiCl4反应,故可以用 (填试剂名称)代替NaOH溶液。
11.(2025-2026高一上·河南南阳·期中)I.实验室制Cl2的原理为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,某课外活动小组欲用Cl2制备无水FeCl3,装置如图:
已知:①氯化铁粉末容易吸水生成结晶化合物;②CaCl2常用作吸水剂。请回答下列问题。
(1)装置C的作用是 。
(2)按照气体流向从左到右的顺序连接仪器(填仪器接口):①接 。
(3)B装置中发生反应的化学方程式为 。
(4)实验开始时,应先点燃 (填“A”或“B”)处的酒精灯,其目的是 。
(5)工业上还可用Cl2制取漂白粉,漂白粉的漂白原理是 。(用化学方程式表示)
Ⅱ.碳酸钠和碳酸氢钠广泛的应用于我们的生产和生活中。请回答下列问题。
(6)NaHCO3是膨松剂必不可少的成分,受热时能使面胚在焙烧过程中变得松软、多孔。写出受热时NaHCO3发生反应的化学方程式 。
(7)如图是某兴趣学习小组设计的验证Na2CO3比NaHCO3热稳定性强的实验装置。
能证明Na2CO3比NaHCO3稳定的实验现象是 。
12.(2025-2026高一上·河南商丘·期中)磺酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工原料,遇水剧烈反应。实验室用Cl2和SO2催化制备SO2Cl2并检验Cl2性质的装置如图所示(夹持仪器已省略),“”表示气体流向。
已知:①
,SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃;
②SO2和Cl2反应过程中放出热量。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用为 。
(3)实验过程中观察到装置C中溶液颜色变化如下,对导致变色的物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是___________(填字母)。
A. Cl2,HClO,HCl B. HCl, Cl2,Cl2
C. HCl,HClO,Cl2 D. Cl2,HClO,Cl2
(4)装置D、F中盛装的试剂名称是 。
(5)装置E中冰水浴的作用是 ,装置E中反应
(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(6)装置G的作用是 。
13.(2025-2026高一上·河南洛阳·期中)某化学社团设计如下实验,证明可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,并通过测定气体与反应后生成的体积计算试样的质量分数。
回答下列问题:
(1)将仪器连接好以后,进行的第一步操作是 。
(2)A是实验室制取的装置,试管中盛放固体为。盛放稀盐酸的仪器的名称为 ,实验中选择稀盐酸而不用稀硫酸的原因为 。
(3)装置B中盛放饱和溶液,目的是 。
(4)装置C中发生反应的化学方程式为 (写出一个即可)。
(5)装置D中碱石灰的主要作用是 。
(6)能证明“过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂”的实验现象是 (填标号)。
a.C装置中的淡黄色固体变为白色固体
b.D装置中无明显现象
c.E中收集到无色气体,该气体可以使带火星的木条复燃
(7)准确称量试样10.0 g,利用该装置充分反应,收集体积为1120 mL(标准状况)。计算该试样中的质量分数为 %。
14.(2025-2026高一上·河南省九师联盟·期中)现有mg含有Na2O杂质的Na2O2样品,某同学在实验室用如图装置(部分夹持仪器已省略)测定其杂质含量:
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为 ;其中CaCO3属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)图中有一处明显错误,请指出并改正: 。
(3)装置B的作用是 ;装置D的作用是 ;若无装置D,样品中杂质的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)写出装置C中Na2O2和CO2反应的化学方程式: 。
(5)实验结束后,装置F中水的体积为VmL,已知氧气的密度为1.43g·L-1,样品的质量分数为 (用含m、V的代数式表示,列出计算式即可)。
15.(2025-2026高一上·河南南阳方城县第一高级中学·期中)某研究小组设计如图所示实验装置,进行Cl2的制备及相关性质实验。
已知:装置甲中制备Cl2发生反应:
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 ;陶土网的作用是 。
(2)装置乙、丙中分别盛有的试剂是 、 (填试剂名称)。
(3)待装置戊的硬质玻璃管内充满黄绿色气体时,点燃酒精灯加热,一段时间后观察到装置戊中出现的现象是铜丝在Cl2中燃烧, 。
(4)为探究Cl2的其他性质,将图1中制备的 Cl2通入到图2装置中。
向图2装置中通入 Cl2时,不同试剂的颜色变化如下表:
蒸馏水
紫色石蕊试液
溶液
无色变为浅黄绿色
(5)取下图1装置丁中收集有Cl2的集气瓶,将燃烧匙、导管连接在橡胶塞上(如图3),在燃烧匙中置入绿豆大小的钠块,加热至刚刚熔化时,迅速将燃烧匙放入集有 Cl2的集气瓶中,塞紧橡胶塞,可观察到的现象为:①钠燃烧,产生白烟,黄绿色气体消失;②开始时烧杯中冒出气泡,继而烧杯中的溶液倒吸入集气瓶中。现象①的白烟成分是 (填化学式);解释现象②中溶液倒吸入集气瓶的原因: 。
16.(2025-2026高一上·河南省濮阳市油田实验学校·期中)为了制取纯净干燥的气体A,可用如图所示装置,生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制,已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、也不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃。
(1)A是 。
(2)若C是一种淡黄色固体,则烧瓶中发生反应的化学方程式是 。
(3)若C是一种黑色粉末,则B物质是 ,C物质的作用是 。
(4)洗气瓶(广口瓶)中装的试剂D是 ,其作用是 。所制得的气体用 法收集。
17.(2025-2026高一上·河南省新乡市第一中学·期中)次氯酸溶液是常用的消毒剂,可利用一氧化二氯(Cl2O,可通过Cl2与潮湿的Na2CO3反应制得)与水反应得到,实验装置如图所示(夹持和加热装置已略)。
已知:Cl2O的部分性质如下表:
物理性质
常温下,具有强烈刺激性气味的黄棕色气体;熔点:﹣116℃;沸点:3.8℃
化学性质
Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO,42℃以上分解为Cl2和O2;强氧化性,与有机物、还原剂接触或浓度过高时会发生爆炸
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为 ,装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是 ,装置C中多孔球泡和搅拌棒的作用是 。
(3)装置C的水槽中水温最好控制在 (填标号),原因是 。
A.0℃~3℃ B.10℃~20℃ C.40℃~50℃
(4)装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3发生反应,请配平该方程式: 。
__Na2CO3+___Cl2+___H2O═_____NaHCO3+___Cl2O+___NaCl
(5)装置D中所得的溶液应保存在棕色试剂瓶中并避免光照,否则会导致产品失效。为探究原因,光照下通过传感器获得如下图像,结合图像用化学方程式解释失效的原因 。
18.(2025-2026高一上·河南省实验中学·期中)某同学探究与水反应并定量测定过氧化钠的纯度。
Ⅰ.探究与水反应
取0.02 mol粉末加入到40 mL水中,充分反应得溶液A,进行以下实验。
(1)由实验 中现象可知,与反应有生成。
(2)由实验ⅱ、ⅲ、ⅳ可知,实验ⅱ中溶液褪色与 有关。
(3)由实验ⅳ、ⅴ可知,实验ⅳ中溶液褪色的原因是 。
Ⅱ.测定试样的纯度,实验装置如下图。
(4)A中反应的离子方程式为 。
(5)装置D的作用是 。
(6)C装置发生的反应的化学方程式为 、 。
(7)若开始测得样品质量为2.0 g,反应结束后,在E集气瓶中收集得到气体体积224 mL(标准状况),则该试样的纯度为 。
19.(2025-2026高一上·河南南阳·期中)某化学兴趣小组用下图装置制取并研究氯气的性质(广口瓶内的敞口小瓶分别盛有不同实验用品)。实验时,滴入适量浓盐酸后发生反应:。
(1)仪器M的名称是 。
(2)在湿润的“KI-淀粉”试纸上观察到的现象是 ;在湿润的紫色石蕊试纸上观察到的现象是 。
(3)实验结束后,需使用针筒向广口瓶内注入浓NaOH溶液,此操作的目的为 (用离子方程式表示)。
(4)该小组通过观察“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”褪色情况,探究具有漂白性的物质,你认为能否成功? (选填“能”或“不能”),理由是 。
(5)某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最不可能是其检测结果的是 (电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值)。
图1
图2
图3
图4
(6)如图所示是用手持技术测定的“84消毒液”的ORP值(数值越大,氧化能力越强)随pH 和温度t的变化情况。请回答下列问题:“84消毒液”使用时的最佳pH和温度依次是 。使用“84消毒液”时多数需浸泡一段时间消毒且保持较低温度的原因可能是 。
20.(2025-2026高一上·河南商丘·期中)Na2CO3和NaHCO3都是钠盐,两者的物理、化学性质既有相似性又有差异性,某化学小组通过如下几组实验来鉴别Na2CO3和NaHCO3.回答下列问题:
(1)如图所示,将Na2CO3和NaHCO3固体盛装在一端封闭的玻璃管中,按如图所示连接装置(已知食用油的沸点约为230℃)。用该装置鉴别Na2CO3和NaHCO3所依据的原理是 ,实验过程中的现象是 ,产生该现象的离子方程式为 。
(2)用CaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。实验中,某小组同学将1 mol/L CaCl2溶液分别滴加到1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/LNaHCO3溶液中,发现溶液均变浑浊,与预期现象不符,于是该小组同学又进行了如下实验:
实验编号
Na2CO3溶液浓度/(mol/L)
加入CaCl2溶液的实验现象
NaHCO3溶液浓度/(mol/L)
加入CaCl2溶液的实验现象
1
1.0
溶液变浑浊
1.0
溶液变浑浊,有气体产生
2
0.2
溶液变浑浊
0.2
溶液变浑浊
3
0.02
溶液变浑浊
0.02
无明显现象
①由上表可知,用CaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的最佳浓度为 mol/L。
②经检测,上表实验中出现的“浑浊”均为CaCO3,则实验1中,CaCl2溶液(呈中性)加入NaHCO3溶液中发生反应的离子方程式为 ;该过程中,溶液pH的变化趋势正确的是 (填字母)。
(3)设计其他简单实验鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体,写出实验过程、现象和结论: (可用试剂:Na2CO3固体、NaHCO3固体、水;可用仪器:试管、温度计)。
(4)若有Na2CO3、NaHCO3的混合物共19 g,加入足量Ca(OH)2溶液,充分反应后,得到沉淀的质量为20 g,则混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为 。
21.(2025-2026高一上·河南省南阳市方城县第一高中学·期中)Ⅰ.某过氧化钠(Na2O2)样品中含有少量Na2CO3杂质,现要测定该样品的纯度。
(1)过氧化钠中含Na2CO3杂质的原因: (用化学方程式表示)。
(2)甲同学取2.0 g的样品跟过量稀硫酸充分反应,用下列装置通过测定产生O2的体积来计算过氧化钠的含量。
①按气流从左至右的方向,各装置的连接顺序是(填接口的字母):
h→c→d→ →g。
②装置C的作用是 。
③若在实验过程中测得气体体积为166.0 mL(已换算成标准状况),烧瓶中液体体积为54.0 mL,则样品中Na2O2的质量分数为 。
(3)乙同学认为选用(2)中装置B和E的组合,通过测定反应生成的CO2的质量,也能得到过氧化钠的含量。乙同学的方案中存在的问题有 (任写一条)。
(4)丙同学认为选用(2)中装置A、D和E的组合,就能达到实验目的,但要将药品稀硫酸改为 。
Ⅱ.已经知道某Na2O2样品露置在空气中部分变质生成Na2CO3,为确定其中Na2O2和Na2CO3的含量,称取四份该样品溶于水后,分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0 mL,充分反应,产生气体的总体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑气体在水中的溶解)如下表:
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积/mL
100.0
100.0
100.0
100.0
样品质量/g
2.62
3.93
5.24
6.55
气体总体积/mL
448
560
448
560
(5)样品中物质的量之比n(Na2O2):n(Na2CO3)= 。
(6)盐酸的物质的量浓度c(HCl)= 。
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)吸收多余的氯气,避免污染环境 (3)BC (4)① ② ③ 试纸先变红后褪色 (5)① ②
2.【答案】(1)+4 (2)还原性、酸性 (3)冷凝、收集ClO2 (4) (5)ad (6)滴加用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则含有Cl﹣ (7)0.074
3.【答案】(1)acbd (2)MnO2+4H++2Cl— Mn2++Cl2↑+2H2O (3)① 饱和食盐水 ② 浓硫酸 (4)碱石灰 (5)AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑ (6)3.000mol/L
4.【答案】(1)① ② 发出明亮黄光的同时产生白烟 (2) (3)① ② 与 (4)① 浓硫酸 ② 防止D中的水蒸气进入B ③ 尾气处理,吸收多余的氯气 ④ 碱石灰
5.【答案】(1)① 碳酸氢钠 ② 焦磷酸二氢二钠(名称与化学式均可) ③ 或 (2)① 淀粉 ② 防止吸潮或调节气体产生速率或使气体均匀产生 (3)① 难溶物应为碳酸钙 ② 取适量难溶物于试管中,加入足量盐酸,若难溶物溶解且产生无色气体,则证明含有碳酸钙,若难溶物溶解但无气体产生,则证明是焦磷酸钙 ③ 胶头滴管 ④ 容量瓶 ⑤ 3:5
6.【答案】(1)A (2)① 圆底烧瓶 ② (3)、 (4)① ② (5)储存反应结束后多余的氯气
7.【答案】(1)纯净物 (2)① ① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ② ② (3) (4)① 、 ② (5)① ② 保证碳酸氢钠完全分解,减少实验误差 ③
8.【答案】(1)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO (2)① 长颈漏斗 ② 装置B中长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱 (3)① 湿润的有色布条 ② 除去氯气中的水蒸气(或干燥氯气) ③ (4)吸收多余的氯气,防止污染环境,且防止空气中的水分进入Ⅲ处 (5)
9.【答案】(1)Na与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体 (2) (3)与反应有生成,而没有 (4)① 热稳定性 ② b ③ (5)83.2%
10.【答案】(1)AC (2) (3)① 除去混合气中的HCl ② 浓硫酸 (4) (5)① 锥形瓶 ② a (6)碱石灰(或其他合理答案)
11.【答案】(1)干燥Cl2(或吸收Cl2中的水蒸气) (2)⑨ ⑧ ④ ⑤ ② ③ ⑥ ⑦ (3)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (4)① A ② 赶尽装置内的空气,防止铁与空气中的氧气发生反应 (5)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO (6)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ (7)丁中澄清石灰水变浑浊,丙中不变浑浊
12.【答案】(1) (2)除去Cl2中混有的HCl (3)C (4)浓硫酸 (5)① 吸收反应放出的热量,冷凝收集SO2Cl2 ② 属于 (6)吸收未反应的Cl2和SO2
13.【答案】(1)检查装置气密性 (2)① 分液漏斗 ② 稀硫酸与碳酸钙反应会生成硫酸钙,覆盖在碳酸钙表面,阻碍反应的进行 (3)除去中的HCl (4)或 (5)除去未反应的 (6)c (7)78.0
14.【答案】(1)① CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O ② 盐 (2)装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可 (3)① 除去挥发出的HCl ② 吸收未反应的CO2 ③ 偏低 (4)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (5)×100%
15.【答案】(1)① 圆底烧瓶 ② 使圆底烧瓶底部受热均匀 (2)① 饱和食盐水 ② 浓硫酸 (3)产生棕黄色的烟 (4)① 先变红后褪色 ② 产生白色沉淀 (5)① NaCl ② 随着反应进行,氯气被消耗,生成NaCl固体,导致集气瓶内压强减小,随之烧杯中的溶液被压入集气瓶中
16.【答案】① O2 ② 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ③ H2O2 ④ 催化剂 ⑤ 浓硫酸 ⑥ 除去O2中的水蒸气 ⑦ 向上排空气
17.【答案】(1)① 分液漏斗 ② (2)① 除去Cl2中的HCl ② 增加气体与潮湿Na2CO3的接触面积,使反应充分 (3)① B ② 温度过低,不利于形成Cl2O气流,使其与水发生反应,温度过高会导致Cl2O分解 (4)2 2 1 2 1 2 (5)2HClO 2HCl+O2↑
18.【答案】(1)ⅲ (2) (3)较大 (4) (5)除去多余的,以便于收集到纯净的氧气 (6)① ② (7)
19.【答案】(1)分液漏斗 (2)① 试纸变蓝 ② 先变红后褪色。 (3)Cl2+2OH-= Cl-+ClO-+H2O (4)① 不能 ② 该实验制备的氯气中含有水蒸气,可观察到“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”均褪色 (5)图3 (6)① 5.5、20℃ ② 浸泡过程中NaClO溶液与CO2反应生成了HClO,导致氧化性增强,温度太高,导致次氯酸分解,消毒效果减弱
20.【答案】(1)① Na2CO3和NaHCO3的热稳定性不同,NaHCO3受热易分解 ② 左侧试管澄清石灰水变浑浊,右侧无明显变化 ③ (2)① 0.02 ② ③ B (3)分别将1 g Na2CO3固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别滴加几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数降低的是NaHCO3,温度计示数升高的是(或分别将1 g Na2CO3固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别加入5 mL水,振荡,未完全溶解的是NaHCO3,完全溶解的是Na2CO3 (4)1:1
21.【答案】(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O) (2)① e→f→a→b ② 检验二氧化碳是否除净 ③ 39.0% (3)CO2中的水蒸气也会被碱石灰吸收(或碱石灰能吸收空气中的CO2和水,或残留在装置中的CO2不能被碱石灰全部吸收等,答案合理即可) (4)水(或蒸馏水或H2O) (5)2:1 (6)0.85 mol/L
试卷第1页,共3页
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专题09 化学实验综合题
1.(2025-2026高一上·河南青铜鸣联考·期中)某化学兴趣小组用如图所示实验装置制备,并进行了一系列实验。回答下列问题:
(1)利用装置甲制备的化学方程式为 。
(2)装置丙的作用为 。
(3)下列可用于收集的装置为 (填字母)。
(4)一段时间后,停止加热,用装置乙中溶液进行如下实验:
①孔穴1中产生白色沉淀说明乙中溶液中存在 (填微粒符号)。
②孔穴2中发生反应的离子方程式为 。
③孔穴3中产生的实验现象为 。
(5)实验结束后,取装置丙中的溶液于试管中,加入足量盐酸,有黄绿色气体产生,发生反应的化学方程式为 ;该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) (2)吸收多余的氯气,避免污染环境 (3)BC (4)① ② ③ 试纸先变红后褪色 (5)① ②
【解析】浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,氯气溶于水,装置乙制得氯水;多余氯气用氢氧化钠溶液吸收,生成氯化钠、次氯酸钠和水。
(1)浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气,方程式为:。
(2)装置丙的作用是吸收多余的氯气,避免污染环境。
(3)A.装置没有排气导管,不能排出空气,A错误;
B.氯气密度大于空气,采用此装置收集氯气,导管应该采取“短进长出”的方式,有利于排尽空气,B正确;
C.氯气不溶于饱和食盐水,可以用排饱和食盐水的方法收集,C正确;
故选BC。
(4)装置乙中的溶液是新制的氯水,氯气与水反应,,氯水溶液显酸性。
①孔穴1中硝酸银出现白色沉淀,说明生成了氯化银,说明氯水中含有。
②孔穴2中发生反应的离子方程式为:。
③ 由于氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸,所以蓝色石蕊试纸变红;由于次氯酸具有漂白性,之后红色试纸褪色。
(5)丙中的溶液含有次氯酸,它与盐酸混合发生归中反应,。该反应中,氧化剂是次氯酸,还原剂是盐酸,根据方程式计量系数关系可知,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:1。
2.(2025-2026高一上·河南省实验中学·期中)二氧化氯(ClO2)是常用的自来水消毒剂。ClO2常温下为易溶于水的气体,11℃时液化成红棕色液体。以NaClO3和HCl的乙醇溶液为原料制备ClO2的反应为:。某研究小组用下图装置制备少量ClO2(夹持装置已略去)。
(1)ClO2中氯元素的化合价为 。
(2)制备ClO2的反应中HCl体现的性质有 。
(3)冰水浴的作用是 。
(4)NaOH溶液中发生的主要反应的离子方程式为 。
(5)ClO2在杀菌消毒过程中会产生副产物亚氯酸盐(),需将其转化为Cl﹣除去。下列试剂中,可将转化为Cl-的是 (填字母序号)。
a.KI b.O3 c.KMnO4 d.SO2
(6)检验Cl-的方法是:取少量待测液, 。
(7)以单位质量的氧化剂所得电子的物质的量来表示消毒效率,假设还原产物全部为Cl-,ClO2的消毒效率为 (结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)+4 (2)还原性、酸性 (3)冷凝、收集ClO2 (4) (5)ad (6)滴加用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则含有Cl﹣ (7)0.074
【解析】利用反应来制备ClO2,用冰水浴可降低温度,分离Cl2和ClO2,氯气是有毒气体,将氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠。
(1)ClO2中O为-2价,由化合价代数和为零可知,Cl元素的化合价为+4价。
(2)中的Cl元素由+5价下降到+4价,HCl中部分Cl元素由-1价上升到0价,另一部分Cl的化合价未变,生成NaCl,HCl体现的性质有还原性、酸性。
(3)ClO2常温下为易溶于水的气体,11℃时液化成红棕色液体,冰水浴的作用是冷凝、收集ClO2。
(4)氯气和NaOH溶液反应生成次氯酸钠和氯化钠,离子方程式为:。
(5)需将其转化为Cl-除去,氯元素的化合价从+3价变为-1价,化合价降低得电子,被还原,需要加入还原剂,
a.KI 中I-具有还原性,可以做还原剂,故a符合;
b.O3具有强氧化性,故b不符合;
c.KMnO4具有强氧化性,故c不符合;
d.SO2具有还原性,可以做还原剂,故d符合;
答案为ad。
(6)检验Cl-的方法是:取少量待测液,滴加用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀生成,则含有Cl﹣。
(7)ClO2中氯元素由+4价降低为-1价,1g NaClO2的物质的量为,则转移电子的物质的量为×5==0.074mol,ClO2的消毒效率为0.074。
3.(2025-2026高一上·河南省郑州外国语学校·期中)无水AlCl3是一种重要的有机合成催化剂,该物质在183℃时升华,遇潮湿空气即产生大量白雾。某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水AlCl3,实验装置如图所示。请回答下列问题。
(1)制备实验开始时,先检查装置的气密性,接下来的操作依次是 。
a.加入MnO2粉末 b.点燃A中酒精灯 c.加入浓盐酸 d.点燃D处酒精灯
(2)写出A装置中发生反应的离子方程式: 。
(3)装置B和C中的试剂分别是 、 。
(4)甲同学认为F和G可以用一种仪器替代,且加入一种药品即可达到相同效果,这种药品可以是 。
(5)E中得到少量白色粉末,打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾产生,用化学方程式表示其原因 。
(6)制备过程中随着盐酸的浓度下降,氯气的制取反应会停止。为测定残余液中盐酸的浓度,某同学量取残余液10.00mL,加水稀释到250.00mL,然后从中取出20.00mL,用0.1000mol•L-1的NaOH标准溶液进行滴定,终点时消耗NaOH溶液24.00mL,则该残余液体中盐酸的浓度为 。
【答案】(1)acbd (2)MnO2+4H++2Cl— Mn2++Cl2↑+2H2O (3)① 饱和食盐水 ② 浓硫酸 (4)碱石灰 (5)AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑ (6)3.000mol/L
【解析】由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置D中氯气与铝粉共热反应制备氯化铝,装置E用于冷凝收集氯化铝,装置F中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入E中导致氯化铝潮解,装置G中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气。
(1)固液加热制备气体时应先加入固体,后加入溶液,不能直接加热没有加入溶液的圆底烧瓶,否则圆底烧瓶会受热不均而炸裂,则检查装置的气密性后,应先加入二氧化锰,再加入浓盐酸,点燃A中酒精灯制备氯气,用氯气排尽装置的中空气防止铝粉与空气中的氧气反应,最后点燃D处酒精灯使氯气与铝粉共热反应制备氯化铝,则操作顺序为acbd,故答案为:acbd;
(2)由分析可知,装置A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl— Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl— Mn2++Cl2↑+2H2O;
(3)由分析可知,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,故答案为:饱和食盐水;浓硫酸;
(4)由分析可知,装置F中盛有的浓硫酸用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入E中导致氯化铝潮解,装置G中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则用盛有碱石灰的干燥管代替装置F和G也能达到防止水蒸气进入E中,同时吸收多余的氯气的实验目的,故答案为:碱石灰;
(5)由遇潮湿空气即产生大量白雾可知,打开装置E的软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾产生的原因是氯化铝与空气中的水蒸气反应生成氢氧化铝和氯化氢气体,氯化氢气体与水蒸气形成盐酸小液滴而产生白雾,反应的化学方程式为AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑,故答案为:AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl↑;
(6)由稀释定律可知,10.00mL残余液加水稀释到250.00mL时,溶液中氯化氢的物质的量不变,滴定消耗24.00mL 0.1000mol/L氢氧化钠溶液,则由方程式可知,残余液中盐酸的浓度为=3.000mol/L,故答案为:3.000mol/L。
4.(2025-2026高一上·河南省郑州市第一中学·期中)钠和氯元素广泛地分布于陆地和海洋中,都具有重要的生理功能和工业价值。回答下列问题:
(1)写出金属钠与反应的化学方程式 ,反应的现象为 。
(2)写出HClO在光照条件下反应的化学方程式 。
(3)写出与反应的化学方程式 。将过氧化钠投入的中,忽略溶液体积变化,反应后各溶质的浓度为 。
(4)氯化铁是一种常见的水处理剂,需要密封保存,原因是无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成。300℃以上氯化铁易升华。在实验室中,可以采用下列仪器和药品制取较纯的无水氯化铁固体。
①C装置中的试剂为 (填试剂名称);其作用是 。
②D装置的作用是 ,用一件仪器装填适当试剂后,也可起到C和D的作用,所装填的试剂为 。
【答案】(1)① ② 发出明亮黄光的同时产生白烟 (2) (3)① ② 与 (4)① 浓硫酸 ② 防止D中的水蒸气进入B ③ 尾气处理,吸收多余的氯气 ④ 碱石灰
【解析】(4)氯气经过浓硫酸干燥后通入A装置,和铁粉在加热条件下反应生成氯化铁,用B装置收集生成的氯化铁,多余的氯气用D装置的氢氧化钠溶液进行尾气吸收,为了防止D装置中的水蒸气进入B装置,在B、D装置之间加上干燥装置C(浓硫酸)。
(1)金属钠与反应的化学方程式为: ,反应的现象为:发出明亮黄光的同时产生白烟。
(2)HClO在光照条件下分解,生成盐酸和氧气,方程式为: 。
(3)与反应生成氢氧化钠和氧气,;过氧化钠为,根据方程式计量关系可知,生成氢氧化钠,的中,硫酸镁为,氢氧化钠与硫酸镁反应,生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,根据反应关系可知,氢氧化钠过量,消耗氢氧化钠,剩余,生成硫酸钠,反应后各溶质的浓度为:、。
(4)① 氯气经过浓硫酸干燥后,通入装置A中和铁粉在加热条件下反应生成氯化铁,氯化铁易升华,B装置收集氯化铁,为了防止D装置中的水蒸气进入B装置,在B、D装置之间加上干燥装置C,所以C装置中的试剂为浓硫酸。
②氯气有毒,氢氧化钠能吸收氯气,D装置的作用是尾气处理,吸收多余的氯气;C装置的作用是防止水蒸气进入B装置,D装置吸收氯气,用一件仪器装填适当试剂后,也可起到C和D的作用,所装填的试剂为碱石灰。
5.(2025-2026高一上·河南省郑州市第一中学·期中)在食品加工过程中加入膨松剂,可以让食品口感变得松软酥脆。复合膨松剂产生气体速率稳定、产气分布均匀,且使用方便。有一复合膨松剂说明书如下图所示,其宣传的产品特点为“遇水发酵之后,再放入烤箱,反应产生气体”。回答下列问题:
(1)配料中属于酸式盐的是 、 ,请写出其中之一溶于水的电离方程式 。
(2)配料中助剂为 ,其作用是 。
(3)已知,焦磷酸和焦磷酸盐的熔沸点较高;焦磷酸钙不溶于水,但可溶于强酸。有实验小组计划测定复合膨松剂中钙盐的含量,但发现将复合膨松剂溶于水后始终存在难溶物。对此有同学提出不同的猜想:
甲:焦磷酸钙不溶于水,难溶物应为焦磷酸钙。
乙:_______。
①乙同学可能的猜想是: 。
②请给出验证甲乙两位同学猜想的合理方案: 。
③实验小组改进方案,用适量盐酸溶解复合膨松剂,配制成一定浓度的溶液后取约用于测定钙的含量。小组选取了一些玻璃仪器:烧杯、玻璃棒,一定还需要的玻璃仪器为 、 。
④取复合膨松剂用足量盐酸溶解,逸出气体(忽略挥发)干燥后用碱石灰吸收,质量增加。最终测得样品中钙含量为。则复合膨松剂中的碳酸氢钠和碳酸钙物质的量之比为 。
【答案】(1)① 碳酸氢钠 ② 焦磷酸二氢二钠(名称与化学式均可) ③ 或 (2)① 淀粉 ② 防止吸潮或调节气体产生速率或使气体均匀产生 (3)① 难溶物应为碳酸钙 ② 取适量难溶物于试管中,加入足量盐酸,若难溶物溶解且产生无色气体,则证明含有碳酸钙,若难溶物溶解但无气体产生,则证明是焦磷酸钙 ③ 胶头滴管 ④ 容量瓶 ⑤ 3:5
【解析】(1)根据信息可知,配料中属于酸式盐的是碳酸氢钠和焦磷酸二氢二钠。电离方程式为:或;
(2)根据复合膨松剂的组成知识,配料中助剂为淀粉,其作用是防止膨松剂吸潮结块而失效,也具有调节气体产生速率或使气体均匀产生等作用;
(3)① 因为复合膨松剂中有碳酸钙,碳酸钙难溶于水,所以乙同学可能的猜想是:难溶物为碳酸钙;
② 验证甲乙两位同学猜想的合理方案:取适量难溶物于试管中,加入足量盐酸,若难溶物溶解且产生无色气体,则证明含有碳酸钙,若难溶物溶解但无气体产生,则证明是焦磷酸钙;
③ 配制一定物质的量浓度溶液,除了烧杯、玻璃棒,因为要配制约480 mL溶液,需要用500 mL容量瓶,定容时还需要胶头滴管;
④ 碱石灰吸收的是二氧化碳,其物质的量 ,钙的物质的量,即碳酸钙物质的量为0.05 mol,由碳酸钙产生的二氧化碳物质的量为0.05 mol,那么由碳酸氢钠产生的二氧化碳物质的量为0.08 mol−0.05 mol=0.03 mol,根据,可知碳酸氢钠物质的量为0.03 mol,所以碳酸氢钠和碳酸钙物质的量之比为0.03 mol:0.05 mol=3:5。
6.(2025-2026高一上·河南省商丘市商师联盟·期中)某化学兴趣小组设计了如图装置,用于制取并进行相关性质实验。回答下列问题:
(1)实验开始时,先打开分液漏斗旋塞和活塞, (填字母)。
A.先点燃A处酒精灯,再点燃E处酒精灯
B.先点燃E处酒精灯,再点燃A处酒精灯
C.同时点燃A、E处酒精灯
(2)仪器a的名称为 ,装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C中紫色石蕊溶液先变红后褪色,是因为通入后,溶液中生成 (填微粒符号)的缘故。
(4)装置中生成固体的化学式为 ;装置中溶液与发生反应的离子方程式为 。
(5)装置B中盛装的溶液为饱和氯化钠溶液,装置B的作用为 。
【答案】(1)A (2)① 圆底烧瓶 ② (3)、 (4)① ② (5)储存反应结束后多余的氯气
【解析】装置A主要用于制取氯气,由于浓盐酸易挥发,导致产生的气体中混有HCl气体,根据题意可知,装置B中盛装的溶液为饱和氯化钠溶液,该装置用于储存反应结束后多余的氯气,装置C、D均用来检验氯气的性质,装置F为尾气处理装置。
(1)实验开始时,先打开分液漏斗旋塞和活塞K,先点燃A处酒精灯,利用生成的氯气将装置内的空气排尽,再点燃E处酒精灯,即A符合题意,故答案为:A。
(2)由图可知,仪器a的名称为圆底烧瓶,装置A中发生二氧化锰和浓盐酸的反应,其化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:圆底烧瓶;MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(3)装置D中紫色石蕊溶液先变红后褪色,是因为通入Cl2后,溶液中生成H+(酸性)、HClO(具有漂白性)的缘故,故答案为: H+、HClO。
(4)装置E中Cl2和Cu在加热条件下反应生成固体的化学式为CuCl2,装置F中NaOH溶液与Cl2发生反应的离子方程式为:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,故答案为:CuCl2;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。
(5)装置B中盛装的溶液为饱和氯化钠溶液,故装置B的作用为储存反应结束后多余的氯气,
故答案为:储存反应结束后多余的氯气。
7.(2025-2026高一上·河南省平顶山市叶县高中学·期中)生活中离不开化学,家庭厨卫中有许多中学化学常见的物质,括号内为厨卫商品的主要成分:①食盐(NaCl);②料酒(乙醇);③食醋(乙酸);④碱面();⑤小苏打();⑥84消毒液(NaClO);⑦洁厕灵(HCl);⑧净水剂(明矾);⑨铁锅(Fe)。回答下列问题:
(1)明矾的化学式为,属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)厨卫用品的主要成分(括号内的物质)是电解质的有 (填序号,下同),是非电解质的有 。
(3)⑥和⑦不能混用,原理为 (用化学反应方程式表示)。
(4)①④⑤(括号内的物质)属于正盐的是 (填化学式),碳酸氢钠可用于面包的膨松剂,使用时加入一定量的食醋(主要成分是),膨松效果更好原因是 (用离子方程式解释)。
(5)为测定工业品纯碱(含小苏打)的纯度,设计了如下方案。
①“灼烧”时反应的化学方程式是 。至少进行两次“灼烧”和“称重”的目的是 。
②工业品纯碱的纯度是 ×100%。
【答案】(1)纯净物 (2)① ① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ② ② (3) (4)① 、 ② (5)① ② 保证碳酸氢钠完全分解,减少实验误差 ③
【解析】(1)明矾是一种复盐,为纯净物;
(2)在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物为电解质,在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物为非电解质,因此① ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 为电解质,② 为非电解质;
(3)84消毒液是次氯酸钠(NaClO),洁厕灵的主要成分是盐酸(HCl),氯离子和次氯酸根离子在酸性作用下可以发生氧化还原反应生成氯气,化学方程式为:NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O;
(4)氯化钠、碳酸钠属于正盐,碳酸氢钠属于酸式盐。属于正盐的是、;碳酸氢钠可用于面包的膨松剂,使用时加入一定量的食醋(主要成分是),膨松效果更好原因是,故答案为:、;;
(5)①“灼烧”时反应的化学方程式是。至少进行两次“灼烧”和“称重”的目的是保证碳酸氢钠完全分解,减少实验误差,故答案为:;保证碳酸氢钠完全分解,减少实验误差;
② 两次灼烧后固体质量为,固体质量减少了即减少二氧化碳和水的质量,根据方程式可知的质量,工业品纯碱的纯度是,故答案为:。
8.(2025-2026高一上·河南南阳方城县第一高级中学·期中)如图是实验室制备氯气并验证氯气性质的装置(其中夹持装置已省略)。
已知:①碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
②装置A是氯气的发生装置,反应的化学方程式为:
据此回答下列问题:
(1)漂白粉的水溶液在空气中产生漂白、杀菌效果,请用化学方程式解释 。
(2)装置B中仪器a的名称是 ,装置B可以监测实验进行时是否发生堵塞,请写出装置C发生堵塞时装置B中的现象 。
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中I处为 (填“湿润的有色布条”或“干燥的有色布条”),II处为氯化钙固体,其作用是 ,用方程式解释氯气能使布条褪色的原因 。
(4)装置D的作用是 。
(5)工业上可用氢氧化钠与氯气反应制取84消毒液,在生活中84消毒液不可与洁厕灵(其主要成分为盐酸)混用,其原因是: (用离子方程式解释)。
【答案】(1)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO (2)① 长颈漏斗 ② 装置B中长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱 (3)① 湿润的有色布条 ② 除去氯气中的水蒸气(或干燥氯气) ③ (4)吸收多余的氯气,防止污染环境,且防止空气中的水分进入Ⅲ处 (5)
【解析】装置A中,漂白粉与浓盐酸反应,生成的Cl2中混有浓盐酸挥发出的HCl,装置B用于除去Cl2中的HCl,还可以监测实验进行时是否发生堵塞,装置C用于检验潮湿氯气、干燥氯气是否具有漂白性,装置D用于尾气处理、且防止空气中的水分进入Ⅲ处。
(1)漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2,其水溶液在空气中能与CO2、H2O作用产生HClO,HClO具有强氧化性可以产生漂白、杀菌效果,反应为Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;
(2)装置B中仪器a的名称是长颈漏斗;装置B也是安全瓶,当装置C中发生堵塞时,气体会将液体压入长颈漏斗内,则装置B中的实验现象为:装置B中长颈漏斗内液面上升,形成一段液柱;
(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,I处氯气是潮湿的,所以I处为湿润的有色布条;Ⅱ处为氯化钙固体,作用是除去氯气中的水蒸气;Ⅲ处验证干燥的氯气是否有漂白性,选择干燥的有色布条;氯气能使有色布条褪色的原因是氯气和水反应生成HClO,HClO有强氧化性,具有漂白效果,发生的反应为;
(4)Cl2有毒,会污染大气,且Ⅲ处应该是干燥的,结合分析可知,装置D的作用是吸收多余的氯气,防止污染环境、且防止空气中的水分进入Ⅲ处;
(5)84消毒液含次氯酸钠,在生活中84消毒液不可与洁厕灵(其主要成分为盐酸)混用,是为了防止次氯酸钠和盐酸发生氧化还原产生有毒气体氯气,次氯酸钠和盐酸中氯元素分别从+1价降低到0价、从-1价升高到0价,则离子方程式是:。
9.(2025-2026高一上·河南省郑州市“八校联盟”·期中)钠及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)切取一块绿豆大的钠投到热坩埚中,继续加热,待钠熔化后立即撤掉酒精灯,产生的实验现象为 。
(2)“侯氏制碱法”制得的碱为 (填化学式)。
(3)可用水区分和的原因为 (用文字表述)。
(4)如图装置可用于鉴别和,这是根据它们具有不同的 ,澄清石灰水变浑浊的是 (填“a”或“b”)试管,写出对应试管受热分解的化学方程式: 。
(5)取和的混合物于试管中,加热至恒重,再次称量,称得固体为,该混合物中的质量分数为 。
【答案】(1)Na与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体 (2) (3)与反应有生成,而没有 (4)① 热稳定性 ② b ③ (5)83.2%
【解析】(1)钠燃烧的现象为:Na与氧气剧烈反应,发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体。
(2)“侯氏制碱法”制得的碱为纯碱,化学名称为碳酸钠,化学式为。
(3)根据与反应有生成,而与反应不生成气体,由此可以鉴别两种物质。
(4)和的热稳定性不同,受热易分解,可以鉴别两种物质,澄清石灰水变浑浊的是b试管,反应的化学方程式为: 。
(5)较稳定,不稳定,加热易分解,则由质量减少的多少可求出混合物中各物质的质量及生成的质量。
设的质量为x
x=1.68g。该混合物中的质量分数为:
10.(2025-2026高一上·河南省郑州市“八校联盟”·期中)四氯化钛(TiCl4)常用作烟幕弹。某实验小组设计如图所示装置(夹持装置已省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。
已知:①四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”。
②TiCl4的熔点为-24.1℃,沸点为136.4℃。
回答下列问题:
(1)下列关于TiCl4的说法正确的是 (填字母)。
A.若用排空气法收集,用向上排空气法收集Cl2
B.Cl2为无色,无味的有毒气体
C.红热的铜丝在Cl2中燃烧,生成棕黄色烟
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置B的作用为 ;装置C中盛装的试剂为 。
(4)装置D中发生反应的化学方程式为 (碳粉转化为CO)。
(5)装置E中仪器m的名称为 ;冷凝管进水口为 (填“a”或“b”)。
(6)有同学提出装置F中水汽也能与TiCl4反应,故可以用 (填试剂名称)代替NaOH溶液。
【答案】(1)AC (2) (3)① 除去混合气中的HCl ② 浓硫酸 (4) (5)① 锥形瓶 ② a (6)碱石灰(或其他合理答案)
【解析】通过题干图像分析可知,A装置为制取氯气,B和C装置为除杂装置,D装置为制取TiCl4装置,E装置为冷凝回流收集装置,F装置为尾气处理装置。
(1)A.氯气密度比空气大,故选用向上排空气法收集,A正确;
B.氯气为黄绿色有刺激性气味的有毒气体,B错误;
C.铜与氯气反应产生氯化铜,现象为燃烧产生棕黄色的烟,C正确;
故选AC。
(2)装置A为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应制取氯气,其化学方程式为 ,故其离子方程式为 ;
(3)制取的氯气中混有氯化氢气体,故B装置中采用饱和食盐水除去氯气中的杂质氯化氢;C装置中盛放的是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,可吸收氯气中混有的水蒸气;
(4)由题干信息可知,Cl2与炭粉、TiO2在加热条件下制备TiCl4,同时产生CO,故该反应的化学方程式为 ;
(5)装置m为锥形瓶;球形冷凝管使用时从下管(a)进水,上管(b)出水的方式进行冷凝;
(6)由题干信息四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”可知,制取的TiCl4防止与水接触,可采用干燥剂进行吸水,F装置同时还用尾气(Cl2)处理的作用,故采用碱石灰干燥并处理尾气。
11.(2025-2026高一上·河南南阳·期中)I.实验室制Cl2的原理为MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,某课外活动小组欲用Cl2制备无水FeCl3,装置如图:
已知:①氯化铁粉末容易吸水生成结晶化合物;②CaCl2常用作吸水剂。请回答下列问题。
(1)装置C的作用是 。
(2)按照气体流向从左到右的顺序连接仪器(填仪器接口):①接 。
(3)B装置中发生反应的化学方程式为 。
(4)实验开始时,应先点燃 (填“A”或“B”)处的酒精灯,其目的是 。
(5)工业上还可用Cl2制取漂白粉,漂白粉的漂白原理是 。(用化学方程式表示)
Ⅱ.碳酸钠和碳酸氢钠广泛的应用于我们的生产和生活中。请回答下列问题。
(6)NaHCO3是膨松剂必不可少的成分,受热时能使面胚在焙烧过程中变得松软、多孔。写出受热时NaHCO3发生反应的化学方程式 。
(7)如图是某兴趣学习小组设计的验证Na2CO3比NaHCO3热稳定性强的实验装置。
能证明Na2CO3比NaHCO3稳定的实验现象是 。
【答案】(1)干燥Cl2(或吸收Cl2中的水蒸气) (2)⑨ ⑧ ④ ⑤ ② ③ ⑥ ⑦ (3)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (4)① A ② 赶尽装置内的空气,防止铁与空气中的氧气发生反应 (5)Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO (6)2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ (7)丁中澄清石灰水变浑浊,丙中不变浑浊
【解析】用Cl2制备无水FeCl3时,先制得干燥纯净的Cl2,用Cl2排尽装置内的空气后,再与Fe在加热条件下反应。装置A用于制取Cl2,由于浓盐酸易挥发,制得的Cl2中混有HCl气体和水蒸气,用装置E除去Cl2中混有的HCl,用装置C干燥Cl2,然后将气体通入B装置,使Fe与Cl2反应制取FeCl3,为防止多余的Cl2污染空气,B装置再接D装置。
(1)依据实验意图,按照气体流向从左到右,装置的连接顺序为AECBD,则装置C的作用是:干燥Cl2(或吸收Cl2中的水蒸气)。
(2)仪器的连接顺序为AECBD,则仪器接口的连接顺序为:① 接⑨ ⑧ ④ ⑤ ② ③ ⑥ ⑦ 。
(3)B装置中,Fe与Cl2发生反应生成FeCl3,发生反应的化学方程式为:2Fe+3Cl2 2FeCl3。
(4)实验开始时,需排尽装置内的空气,则应先点燃A处的酒精灯,其目的是:赶尽装置内的空气,防止铁与空气中的氧气发生反应。
(5)工业上还可用Cl2制取漂白粉,漂白粉在使用时,应将ClO-转化为HClO,以增强漂白效果,漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO。
(6)受热时NaHCO3发生分解,生成碳酸钠、水和二氧化碳气体,反应的化学方程式2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。
(7)证明Na2CO3比NaHCO3稳定性强,应将甲处放置NaHCO3,乙处放置Na2CO3,实验现象是:丁中澄清石灰水变浑浊,丙中不变浑浊。
套管实验中,内管的温度低于外管。
12.(2025-2026高一上·河南商丘·期中)磺酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工原料,遇水剧烈反应。实验室用Cl2和SO2催化制备SO2Cl2并检验Cl2性质的装置如图所示(夹持仪器已省略),“”表示气体流向。
已知:①
,SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃;
②SO2和Cl2反应过程中放出热量。
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用为 。
(3)实验过程中观察到装置C中溶液颜色变化如下,对导致变色的物质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是___________(填字母)。
A. Cl2,HClO,HCl B. HCl, Cl2,Cl2
C. HCl,HClO,Cl2 D. Cl2,HClO,Cl2
(4)装置D、F中盛装的试剂名称是 。
(5)装置E中冰水浴的作用是 ,装置E中反应
(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(6)装置G的作用是 。
【答案】(1) (2)除去Cl2中混有的HCl (3)C (4)浓硫酸 (5)① 吸收反应放出的热量,冷凝收集SO2Cl2 ② 属于 (6)吸收未反应的Cl2和SO2
【解析】实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气,浓盐酸与MnO2在加热的条件下反应生成Cl2,化学方程式为:,浓盐酸具有挥发性,则制取的氯气中混有HCl,HCl气体极易溶于水而难溶于饱和食盐水,B中的饱和食盐水用于除去HCl气体,氯气进入C中,紫色石蕊试液先变红后褪色,D中浓硫酸用于除去Cl2中的水蒸气,装置E中通入SO2和Cl2反应制取SO2Cl2,原理为,SO2Cl2的沸点较低,冰水浴有利于SO2Cl2的收集,装置F为浓硫酸,避免水蒸气从右侧进入装置E,装置G中的NaOH溶液用于吸收尾气,据此分析。
(1)装置A为实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气,浓盐酸与MnO2在加热的条件下反应生成Cl2,化学方程式为:;
(2)由分析可知,装置B中饱和食盐水的作用为除去Cl2中混有的HCl;
(3)氯气可与水发生反应:。紫色石蕊试液变红,是因为氯水呈酸性,氯水中含HCl;红色变无色,是因为氯水中含有漂白性物质,即次氯酸;最后溶液为浅黄绿色,是因为其中溶解了黄绿色的氯气,故选C;
(4)由分析可知,装置D、F中盛装的试剂是浓硫酸;
(5)由分析可知,装置E中冰水浴的作用是吸收反应放出的热量,冷凝收集SO2Cl2(合理即可);由化学方程式:可知,S化合价升高,Cl化合价降低,属于氧化还原反应;
(6)由分析可知,装置G的作用是吸收未反应的Cl2和SO2。
13.(2025-2026高一上·河南洛阳·期中)某化学社团设计如下实验,证明可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,并通过测定气体与反应后生成的体积计算试样的质量分数。
回答下列问题:
(1)将仪器连接好以后,进行的第一步操作是 。
(2)A是实验室制取的装置,试管中盛放固体为。盛放稀盐酸的仪器的名称为 ,实验中选择稀盐酸而不用稀硫酸的原因为 。
(3)装置B中盛放饱和溶液,目的是 。
(4)装置C中发生反应的化学方程式为 (写出一个即可)。
(5)装置D中碱石灰的主要作用是 。
(6)能证明“过氧化钠可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂”的实验现象是 (填标号)。
a.C装置中的淡黄色固体变为白色固体
b.D装置中无明显现象
c.E中收集到无色气体,该气体可以使带火星的木条复燃
(7)准确称量试样10.0 g,利用该装置充分反应,收集体积为1120 mL(标准状况)。计算该试样中的质量分数为 %。
【答案】(1)检查装置气密性 (2)① 分液漏斗 ② 稀硫酸与碳酸钙反应会生成硫酸钙,覆盖在碳酸钙表面,阻碍反应的进行 (3)除去中的HCl (4)或 (5)除去未反应的 (6)c (7)78.0
【解析】装置 A 内,稀盐酸与碳酸钙发生反应,生成二氧化碳气体,该气体通入装置 B,其中的试剂(饱和NaHCO3溶液)对二氧化碳进行净化,去除混杂的氯化氢杂质;净化后的二氧化碳进入装置 C,与过氧化钠试样发生反应生成氧气,生成的氧气流经装置 D,利用干燥剂除去其中的水蒸气及未参与反应的二氧化碳;最终通过装置 E、F 采用排水集气法收集氧气并测定其体积,以此为依据计算过氧化钠试样的质量分数。
(1)连接装置后首先要做的操作是“检查装置的气密性”;
(2)盛放稀盐酸的仪器为“分液漏斗”;不用稀硫酸而用稀盐酸的原因是“稀硫酸会生成难溶的CaSO4,包裹在CaCO3表面而阻碍反应进行”;
(3)装置B中盛放饱和NaHCO3溶液的目的是:除去气体中的酸性杂质(如HCl),而又不致大量吸收CO2;
(4)装置C中发生反应的化学方程式可写为:或
(5)装置D中碱石灰的主要作用是“吸收未被反应的CO2,使后续收集到的气体更纯”;
(6)选项a:C 中淡黄色固体变白,仅说明过氧化钠发生了反应,但不能直接证明生成氧气,不满足“供氧”的核心。
选项b:D 装置无现象,只能说明杂质被除尽,与“供氧”无关。
选项c:E中收集的气体使带火星木条复燃,说明生成了氧气(氧气能助燃),直接体现了“供氧”的作用,能证明“过氧化钠可供氧”的现象是:“E装置中收集到能使带火星木条复燃的无色气体”,故答案为:c;
(7)标准状况下1 mol O2体积为22.4 L,题中1120 mL即1.12 L,对应0.05 mol O2;根据反应和可知,,则,该试样中的质量分数为。
14.(2025-2026高一上·河南省九师联盟·期中)现有mg含有Na2O杂质的Na2O2样品,某同学在实验室用如图装置(部分夹持仪器已省略)测定其杂质含量:
回答下列问题:
(1)装置A中反应的离子方程式为 ;其中CaCO3属于 (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)图中有一处明显错误,请指出并改正: 。
(3)装置B的作用是 ;装置D的作用是 ;若无装置D,样品中杂质的质量分数 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(4)写出装置C中Na2O2和CO2反应的化学方程式: 。
(5)实验结束后,装置F中水的体积为VmL,已知氧气的密度为1.43g·L-1,样品的质量分数为 (用含m、V的代数式表示,列出计算式即可)。
【答案】(1)① CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O ② 盐 (2)装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可 (3)① 除去挥发出的HCl ② 吸收未反应的CO2 ③ 偏低 (4)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 (5)×100%
【解析】稀盐酸和碳酸钙在A中反应生成CO2气体,HCl易挥发,B中用饱和碳酸氢钠除去HCl气体,C中CO2和Na2O2、Na2O反应,原理为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,Na2O+CO2=Na2CO3,D中的碱石灰防止E中水蒸气进入C,生成的O2通过E、F测量体积,据此计算。
(1)稀盐酸和碳酸钙在A中反应生成CO2气体,装置A中反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,其中CaCO3属于盐,故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O;盐;
(2)图中有一处明显错误,装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可,故答案为:装置B中左边导管口应浸没在液面以下,右边导管口稍稍伸出橡胶塞即可;
(3)装置B的作用是除去挥发出的HCl;装置D的作用是吸收未反应的CO2;若无装置D,样品中杂质的质量分数偏低,故答案为:除去挥发出的HCl;吸收未反应的CO2;偏低;
(4)装置C中Na2O2与CO2发生反应的化学方程式2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故答案为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(5)实验结束后,装置F中水的体积为VmL,已知氧气的密度为1.43g•L-1,则O2的物质的量为,根据2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,可得过氧化钠物质的量为2×=mol,样品中杂质的质量分数为×100%。
15.(2025-2026高一上·河南南阳方城县第一高级中学·期中)某研究小组设计如图所示实验装置,进行Cl2的制备及相关性质实验。
已知:装置甲中制备Cl2发生反应:
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是 ;陶土网的作用是 。
(2)装置乙、丙中分别盛有的试剂是 、 (填试剂名称)。
(3)待装置戊的硬质玻璃管内充满黄绿色气体时,点燃酒精灯加热,一段时间后观察到装置戊中出现的现象是铜丝在Cl2中燃烧, 。
(4)为探究Cl2的其他性质,将图1中制备的 Cl2通入到图2装置中。
向图2装置中通入 Cl2时,不同试剂的颜色变化如下表:
蒸馏水
紫色石蕊试液
溶液
无色变为浅黄绿色
(5)取下图1装置丁中收集有Cl2的集气瓶,将燃烧匙、导管连接在橡胶塞上(如图3),在燃烧匙中置入绿豆大小的钠块,加热至刚刚熔化时,迅速将燃烧匙放入集有 Cl2的集气瓶中,塞紧橡胶塞,可观察到的现象为:①钠燃烧,产生白烟,黄绿色气体消失;②开始时烧杯中冒出气泡,继而烧杯中的溶液倒吸入集气瓶中。现象①的白烟成分是 (填化学式);解释现象②中溶液倒吸入集气瓶的原因: 。
【答案】(1)① 圆底烧瓶 ② 使圆底烧瓶底部受热均匀 (2)① 饱和食盐水 ② 浓硫酸 (3)产生棕黄色的烟 (4)① 先变红后褪色 ② 产生白色沉淀 (5)① NaCl ② 随着反应进行,氯气被消耗,生成NaCl固体,导致集气瓶内压强减小,随之烧杯中的溶液被压入集气瓶中
【解析】装置甲通过二氧化锰和浓盐酸共热制备氯气,装置乙利用饱和食盐水除去挥发出的HCl气体,装置丙中浓硫酸干燥氯气,装置丁收集纯净的氯气,装置戊探究氯气与铜的反应,最后利用装置己中氢氧化钠溶液吸收未反应完的氯气。
(1)由图所示,仪器B的名称为圆底烧瓶;陶土网的作用是使圆底烧瓶底部受热均匀;
(2)根据分析,装置乙、丙分别用来除去HCl和H2O,因此分别盛有的试剂是饱和食盐水、浓硫酸;
(3)Cu在氯气中燃烧时生成棕黄色的CuCl2固体,因此装置戊中出现的现象是铜丝在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟;
(4)Cl2溶于水时发生反应,生成显酸性使紫色石蕊试液变红,而HClO具有漂白性,会使红色石蕊试液最终褪色,因此Cl2通入紫色石蕊溶液的颜色变化为先变红后褪色;生成的会与硝酸银溶液中的反应生成AgCl白色沉淀,因此Cl2通入硝酸银溶液的现象为产生白色沉淀;
(5)Na在氯气中燃烧生成氯化钠,反应的化学方程式为 ,因此白烟的成分为NaCl;随着反应进行,氯气被消耗,生成NaCl固体,导致集气瓶内压强减小,随之烧杯中的溶液被压入集气瓶中。
16.(2025-2026高一上·河南省濮阳市油田实验学校·期中)为了制取纯净干燥的气体A,可用如图所示装置,生成A的速度可通过滴入液体B的速度控制,已知A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、也不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃。
(1)A是 。
(2)若C是一种淡黄色固体,则烧瓶中发生反应的化学方程式是 。
(3)若C是一种黑色粉末,则B物质是 ,C物质的作用是 。
(4)洗气瓶(广口瓶)中装的试剂D是 ,其作用是 。所制得的气体用 法收集。
【答案】① O2 ② 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ③ H2O2 ④ 催化剂 ⑤ 浓硫酸 ⑥ 除去O2中的水蒸气 ⑦ 向上排空气
【解析】A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃,应为氧气,制备氧气在不加热条件下进行,可为过氧化钠和水或过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成,D为干燥装置,以此解答该题。
【解析】(1)A是一种无色、无味、不能使酸碱指示剂变色、不会在空气中燃烧的气体,但能使带火星的木条复燃,应为氧气,
故答案为O2。
(2)若C是一种淡黄色固体,能够制取氧气,则C为过氧化钠,过氧化钠和水反应方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
故答案为;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
(3)若C是一种黑色粉末,能够制取氧气,则C为二氧化锰,B为双氧水,二氧化锰起催化剂的作用;
故答案为H2O2;催化作用。
(4)D中导管长进短出,应该盛装浓硫酸,起干燥作用,除去氧气中混有的少量水蒸气,氧气的密度空气大,应用向上排空气法收集,
故答案为浓硫酸;除去水蒸气;向上排空气法。
17.(2025-2026高一上·河南省新乡市第一中学·期中)次氯酸溶液是常用的消毒剂,可利用一氧化二氯(Cl2O,可通过Cl2与潮湿的Na2CO3反应制得)与水反应得到,实验装置如图所示(夹持和加热装置已略)。
已知:Cl2O的部分性质如下表:
物理性质
常温下,具有强烈刺激性气味的黄棕色气体;熔点:﹣116℃;沸点:3.8℃
化学性质
Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO,42℃以上分解为Cl2和O2;强氧化性,与有机物、还原剂接触或浓度过高时会发生爆炸
(1)盛装浓盐酸的仪器名称为 ,装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是 ,装置C中多孔球泡和搅拌棒的作用是 。
(3)装置C的水槽中水温最好控制在 (填标号),原因是 。
A.0℃~3℃ B.10℃~20℃ C.40℃~50℃
(4)装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3发生反应,请配平该方程式: 。
__Na2CO3+___Cl2+___H2O═_____NaHCO3+___Cl2O+___NaCl
(5)装置D中所得的溶液应保存在棕色试剂瓶中并避免光照,否则会导致产品失效。为探究原因,光照下通过传感器获得如下图像,结合图像用化学方程式解释失效的原因 。
【答案】(1)① 分液漏斗 ② (2)① 除去Cl2中的HCl ② 增加气体与潮湿Na2CO3的接触面积,使反应充分 (3)① B ② 温度过低,不利于形成Cl2O气流,使其与水发生反应,温度过高会导致Cl2O分解 (4)2 2 1 2 1 2 (5)2HClO 2HCl+O2↑
【解析】本实验旨在制备次氯酸溶液。装置A中利用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气;由于浓盐酸易挥发,制得的氯气中混有氯化氢,装置B中的饱和食盐水用于除去氯化氢,同时通入空气可稀释气体,防止浓度过高发生爆炸;装置C中氯气与潮湿的碳酸钠反应生成一氧化二氯();根据的沸点()和分解温度(),需控制水浴温度在,以保证气化进入下一装置且不分解;装置D中与水反应生成次氯酸;装置E用于吸收尾气,防止污染环境。
(1)根据仪器结构可知,盛装浓盐酸的仪器为分液漏斗;装置A中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,反应的离子方程式为 。
(2)浓盐酸具有挥发性,生成的氯气中混有气体,装置B中饱和食盐水的作用是除去中的;装置C中多孔球泡能将气体分散成小气泡,搅拌棒能使反应物混合均匀,两者的作用均是增大气体与潮湿的接触面积,使反应更充分,加快反应速率。
(3)已知的沸点为,以上易分解,为了使生成的能够顺利气化进入装置D中与水反应,且防止其受热分解,水槽中的水温最好控制在,故选B。
(4)在反应中,既是氧化剂又是还原剂,部分元素化合价由价升高到价(生成),部分元素化合价由价降低到价(生成)。根据得失电子守恒,与的化学计量数之比为;再结合原子守恒配平其他物质,完整的化学方程式为,故系数依次填2、2、1、2、1、2。
(5)根据传感器获得的图像可知,在光照条件下,溶液的pH不断减小(酸性增强),氯离子浓度不断增大,同时氧气的体积分数不断增大。这说明次氯酸不稳定,在光照下发生了分解反应,生成了强酸盐酸(完全电离产生和)和氧气,从而导致消毒剂失效。该反应的化学方程式为2HClO 2HCl+O2↑。
18.(2025-2026高一上·河南省实验中学·期中)某同学探究与水反应并定量测定过氧化钠的纯度。
Ⅰ.探究与水反应
取0.02 mol粉末加入到40 mL水中,充分反应得溶液A,进行以下实验。
(1)由实验 中现象可知,与反应有生成。
(2)由实验ⅱ、ⅲ、ⅳ可知,实验ⅱ中溶液褪色与 有关。
(3)由实验ⅳ、ⅴ可知,实验ⅳ中溶液褪色的原因是 。
Ⅱ.测定试样的纯度,实验装置如下图。
(4)A中反应的离子方程式为 。
(5)装置D的作用是 。
(6)C装置发生的反应的化学方程式为 、 。
(7)若开始测得样品质量为2.0 g,反应结束后,在E集气瓶中收集得到气体体积224 mL(标准状况),则该试样的纯度为 。
【答案】(1)ⅲ (2) (3)较大 (4) (5)除去多余的,以便于收集到纯净的氧气 (6)① ② (7)
【解析】(1)实验ⅲ中加入MnO2后产生的气体能使带火星的木条复燃,即在催化下分解生成,则说明反应生成;
(2)实验ⅱ中含的溶液20s褪色,实验ⅲ中在催化下发生反应分解生成,过滤除去后,溶液10min褪色,这说明褪色与有关;
(3)实验ⅳ中溶液因NaOH显碱性变红、10min后褪色,实验ⅴ加入少量盐酸后,少量盐酸消耗少量氢氧化钠,氢氧根离子浓度减小,溶液变为红色,因此实验ⅳ中溶液褪色的原因是较大;
(4)装置A中反应物为稀盐酸和大理石(),两者的离子方程式为;
(5)装置A的作用是反应产生,装置B利用饱和溶液吸收中的杂质HCl,装置C是、H2O(g)和发生反应生成O2,装置D的作用是利用NaOH除去多余的,以便于收集到纯净的氧气,E装置是利用排水法收集氧气;
(6)中含有水,因此可以与、发生反应,;
(7)标准状况下的物质的量为,由~可知,的物质的量为0.02 mol,质量为,纯度为。
19.(2025-2026高一上·河南南阳·期中)某化学兴趣小组用下图装置制取并研究氯气的性质(广口瓶内的敞口小瓶分别盛有不同实验用品)。实验时,滴入适量浓盐酸后发生反应:。
(1)仪器M的名称是 。
(2)在湿润的“KI-淀粉”试纸上观察到的现象是 ;在湿润的紫色石蕊试纸上观察到的现象是 。
(3)实验结束后,需使用针筒向广口瓶内注入浓NaOH溶液,此操作的目的为 (用离子方程式表示)。
(4)该小组通过观察“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”褪色情况,探究具有漂白性的物质,你认为能否成功? (选填“能”或“不能”),理由是 。
(5)某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测,下列图像变化最不可能是其检测结果的是 (电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值)。
图1
图2
图3
图4
(6)如图所示是用手持技术测定的“84消毒液”的ORP值(数值越大,氧化能力越强)随pH 和温度t的变化情况。请回答下列问题:“84消毒液”使用时的最佳pH和温度依次是 。使用“84消毒液”时多数需浸泡一段时间消毒且保持较低温度的原因可能是 。
【答案】(1)分液漏斗 (2)① 试纸变蓝 ② 先变红后褪色。 (3)Cl2+2OH-= Cl-+ClO-+H2O (4)① 不能 ② 该实验制备的氯气中含有水蒸气,可观察到“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”均褪色 (5)图3 (6)① 5.5、20℃ ② 浸泡过程中NaClO溶液与CO2反应生成了HClO,导致氧化性增强,温度太高,导致次氯酸分解,消毒效果减弱
【解析】高锰酸钾和浓盐酸发生反应2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O反应生成氯气,随后分别用四种试纸验证了氯气的化学性质,结合题目信息对实验现象分析,以此解题。
(1)仪器M为分液漏斗。
(2)Cl2具有强氧化性,可将I-氧化成I2,I2能使淀粉溶液变蓝,所以观察到的现象为湿润的淀粉-KI试纸变蓝;氯水中含有HCl和次氯酸,具有酸性和漂白性,则湿润的紫色石蕊试纸上观察到的现象是试纸先变红后褪色。
(3)加入NaOH溶液主要是为了吸收多余Cl2,防止污染空气,反应为H++OH-=H2O、Cl2+2OH-= Cl-+ClO-+H2O。
(4)该实验制备的氯气中含有水蒸气,可观察到“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”均褪色,则不能探究具有漂白性的物质是HClO,还是Cl2,故答案为不能;该实验制备的氯气中含有水蒸气,可观察到“湿润的有色纸条”和“干燥的有色纸条”均褪色。
(5)新制饱和氯水中含有HClO,HClO见光分解生成HCl和O2,盐酸电离使溶液酸性增强、pH减小,Cl-浓度增大,电导率增强,O2的体积分数增大,所以最不可能的检测结果是图3。
(6)图中“84消毒液”使用时的最佳pH和温度依次为:5.5、20℃,使用“84消毒液”时多数需浸泡一段时间消毒且保持较低温度的原因可能是:浸泡过程中NaClO溶液与CO2反应生成了HClO,导致氧化性增强,温度太高,导致次氯酸分解,消毒效果减弱。
本题考查氯气的制备实验,把握含氯物质的性质、发生的反应、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力考查,题目难度中等。
20.(2025-2026高一上·河南商丘·期中)Na2CO3和NaHCO3都是钠盐,两者的物理、化学性质既有相似性又有差异性,某化学小组通过如下几组实验来鉴别Na2CO3和NaHCO3.回答下列问题:
(1)如图所示,将Na2CO3和NaHCO3固体盛装在一端封闭的玻璃管中,按如图所示连接装置(已知食用油的沸点约为230℃)。用该装置鉴别Na2CO3和NaHCO3所依据的原理是 ,实验过程中的现象是 ,产生该现象的离子方程式为 。
(2)用CaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。实验中,某小组同学将1 mol/L CaCl2溶液分别滴加到1 mol/L Na2CO3溶液和1 mol/LNaHCO3溶液中,发现溶液均变浑浊,与预期现象不符,于是该小组同学又进行了如下实验:
实验编号
Na2CO3溶液浓度/(mol/L)
加入CaCl2溶液的实验现象
NaHCO3溶液浓度/(mol/L)
加入CaCl2溶液的实验现象
1
1.0
溶液变浑浊
1.0
溶液变浑浊,有气体产生
2
0.2
溶液变浑浊
0.2
溶液变浑浊
3
0.02
溶液变浑浊
0.02
无明显现象
①由上表可知,用CaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液时,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的最佳浓度为 mol/L。
②经检测,上表实验中出现的“浑浊”均为CaCO3,则实验1中,CaCl2溶液(呈中性)加入NaHCO3溶液中发生反应的离子方程式为 ;该过程中,溶液pH的变化趋势正确的是 (填字母)。
(3)设计其他简单实验鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体,写出实验过程、现象和结论: (可用试剂:Na2CO3固体、NaHCO3固体、水;可用仪器:试管、温度计)。
(4)若有Na2CO3、NaHCO3的混合物共19 g,加入足量Ca(OH)2溶液,充分反应后,得到沉淀的质量为20 g,则混合物中Na2CO3与NaHCO3的物质的量之比为 。
【答案】(1)① Na2CO3和NaHCO3的热稳定性不同,NaHCO3受热易分解 ② 左侧试管澄清石灰水变浑浊,右侧无明显变化 ③ (2)① 0.02 ② ③ B (3)分别将1 g Na2CO3固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别滴加几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数降低的是NaHCO3,温度计示数升高的是(或分别将1 g Na2CO3固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别加入5 mL水,振荡,未完全溶解的是NaHCO3,完全溶解的是Na2CO3 (4)1:1
【解析】(1)用该装置鉴别Na2CO3和NaHCO3所依据的原理为利用热稳定性强和NaHCO3受热易分解可得:Na2CO3和NaHCO3的热稳定性不同,NaHCO3受热易分解;左侧试管澄清石灰水变浑浊,右侧无明显变化;;
(2)当浓度为0.02 mol/L时,溶液与反应变浑浊,NaHCO3溶液无明显现象,可区分二者,故最佳浓度为最佳浓度为:0.02 mol/L;CaCl2溶液(呈中性)加入NaHCO3溶液生成离子方程式为:,NaHCO3溶液呈弱碱性,反应消耗并生成,pH 逐渐降低后趋于稳定,故选B;
(3)分别将1 g 固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别滴加几滴水,振荡,将温度计分别插入其中,温度计示数降低的是NaHCO3,温度计示数升高的是(或分别将1 g固体、NaHCO3固体装入甲、乙两支大小相同的试管中,分别加入5 mL水,振荡,未完全溶解的是NaHCO3,完全溶解的是;
(4)设的物质的量为x,NaHCO3的物质的量为y,根据两者与反应生成,且有、有
106 x+84 y=19
100 x+100 y=20
联立两式得x=0.1 mol, y=0.1 mol故混合物中与NaHCO3的物质的量之比为1:1。
21.(2025-2026高一上·河南省南阳市方城县第一高中学·期中)Ⅰ.某过氧化钠(Na2O2)样品中含有少量Na2CO3杂质,现要测定该样品的纯度。
(1)过氧化钠中含Na2CO3杂质的原因: (用化学方程式表示)。
(2)甲同学取2.0 g的样品跟过量稀硫酸充分反应,用下列装置通过测定产生O2的体积来计算过氧化钠的含量。
①按气流从左至右的方向,各装置的连接顺序是(填接口的字母):
h→c→d→ →g。
②装置C的作用是 。
③若在实验过程中测得气体体积为166.0 mL(已换算成标准状况),烧瓶中液体体积为54.0 mL,则样品中Na2O2的质量分数为 。
(3)乙同学认为选用(2)中装置B和E的组合,通过测定反应生成的CO2的质量,也能得到过氧化钠的含量。乙同学的方案中存在的问题有 (任写一条)。
(4)丙同学认为选用(2)中装置A、D和E的组合,就能达到实验目的,但要将药品稀硫酸改为 。
Ⅱ.已经知道某Na2O2样品露置在空气中部分变质生成Na2CO3,为确定其中Na2O2和Na2CO3的含量,称取四份该样品溶于水后,分别逐滴加入相同浓度盐酸100.0 mL,充分反应,产生气体的总体积(已折算成标准状况下的体积,不考虑气体在水中的溶解)如下表:
实验序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
盐酸体积/mL
100.0
100.0
100.0
100.0
样品质量/g
2.62
3.93
5.24
6.55
气体总体积/mL
448
560
448
560
(5)样品中物质的量之比n(Na2O2):n(Na2CO3)= 。
(6)盐酸的物质的量浓度c(HCl)= 。
【答案】(1)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O) (2)① e→f→a→b ② 检验二氧化碳是否除净 ③ 39.0% (3)CO2中的水蒸气也会被碱石灰吸收(或碱石灰能吸收空气中的CO2和水,或残留在装置中的CO2不能被碱石灰全部吸收等,答案合理即可) (4)水(或蒸馏水或H2O) (5)2:1 (6)0.85 mol/L
【解析】装置E是稀硫酸和样品反应,利用碱石灰吸收二氧化碳和水,澄清石灰水检验二氧化碳是否被除尽,最后利用排水法收集氧气,测量氧气的体积,据此解答。
(1)过氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,或过氧化钠吸收水生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收二氧化碳生成碳酸钠,因此过氧化钠中含Na2CO3杂质,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
(2)① 碱石灰吸收二氧化碳和水,澄清石灰水检验二氧化碳是否被除尽,最后利用排水法收集氧气,测量氧气的体积,因此按气流从左至右的方向,各装置的连接顺序是h→c→d→e→f→a→b→g。
② 由① 可知,澄清石灰水检验二氧化碳是否被除尽;
③ 若在实验过程中测得气体体积为166.0 mL(已换算成标准状况),烧瓶中液体体积为54.0 mL,则实际产生的氧气体积是166 mL-54 mL=112 mL,物质的量是0.005 mol,根据反应2Na2O2~O2可知,样品中Na2O2的质量分数为×100%=39%。
(3)由于CO2中的⽔蒸⽓也会被碱⽯灰吸收或碱⽯灰能吸收空⽓中的CO2和⽔或残留在装置中的CO2不能被碱⽯灰全部吸收等,因此乙同学的方案存在问题。
(4)若选用(2)中装置A、D和E的组合,就能达到实验目的,需要保证碳酸钠不能产生气体,所以需要将药品稀硫酸改为水。
(5)根据表中数据,盐酸的量固定,随着样品质量的增如,产生气体总体积先增加,再减少,又增加,说明I中盐酸过量,设I样品中含有为xmol,Na2CO3为ymol,则有78x+106y=2.62 ① ,,,根据方程式的系数可知,两个反应生成气体总物质的量为 ② ,联立① ② ,解得x=0.02mol,y=0.01,则样品中物质的量之比。
(6)样品中,设II中含有为 xmol,Na2CO3为,则有78x+=3.93,解得x=0.03mol,气体物质的量为,为 0.03mol,Na2CO3为0.015mol,由可知,生成氧气物质的量为0.015mol,生成NaOH物质的量为0.06mol,中和氢氧化钠消耗盐酸0.06mol,碳酸钠与盐酸反应生成0.01mol二氧化碳,碳酸钠与盐酸反应没有完全转化为二氧化碳,还生成了碳酸氢钠,可看成先发生反应① ,再发生反应② ,应方程式系数可知,反应① 消耗盐酸0.015mol,反应② 消耗盐酸0.01mol,则盐酸总物质的量为0.06mol+0.015mol+0.01mol=0.085mol,则盐酸的物质的量浓度。
试卷第1页,共3页
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