内容正文:
专题03 化学实验综合题
1.(1) A
(2)
(3)B
(4) <
(5) 溶液从25℃升温40℃,升高温度,碳酸钠水解程度增大,水的电离程度也增大,二者综合影响使氢离子浓度增大 40℃纯水的pH
(6)9
2.(1)第五周期ⅣA族
(2)三颈烧瓶
(3) a B
(4)与水形成沸点更低的共沸物,及时将水带出
(5)油水分离器中水层高度保持不变
(6)171
(7) B
3.恒压滴液漏斗 平衡气压,使液体顺利滴下 防止倒吸 4.硝酸钠 5.BC 6.进入装置D的无色气体能使高锰酸钾溶液的紫红色变浅 7. 8. 9.将反应生成的氮氧化物全部排出,被吸收,防止污染空气(合理即可)
10.B 11.分子间存在氢键,且的相对分子质量大于,分子间范德华力更强,因此沸点远高于 12.B 13.CD 14.A 15.Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 16. 17. 18.当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 19.0.1800 20.A 21.A 22. 23.Au、 反应②不生成有毒的NO污染物,更加环保
24.(1) 第五周期第ⅠB族
(2)
(3)CD
(4)③→⑤→②→④
(5)取最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液无明显现象
(6)A
(7)
(8)硝酸的挥发和分解导致其浓度降低
25.(1) 第二周期第IA族
(2)B
(3)
(4)ABC
(5)C
(6)AD
(7)当滴入最后半滴高锰酸钾溶液时,锥形瓶内溶液由黄绿色变为紫红色,且半分钟不褪色
(8)
26. 碱石灰 27.在干燥的HCl气流中加热 28.与产物化合形成会堵塞导管 29. 30.C 31.20:1 32.B 33.D 34.
35.(1)B
(2) FeSO4、Fe2(SO4)3 B
(3)A
(4) 用止水夹夹紧橡胶管 否
(5)2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2
(6) Na2SO4 冷却结晶
(7)64.66%
36.(1) 恒压滴液漏斗 1
(2)
(3)既能保证较快的反应速率,同时减少氨的挥发和H2O2的分解
(4)B
(5)C
(6) 液体分层,上层为无色溶液,下层为油状液体(硝基苯层),底部有白色沉淀 是使生成的AgCl沉淀被硝基苯覆盖,防止AgCl转化为AgSCN沉淀
(7)滴入最后半滴KSCN溶液,溶液变为红色(或血红色),且半分钟内不褪色
(8)%
(9)A
试卷第1页,共3页
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专题03 化学实验综合题
1.(2025-2026高三上·上海市上海交通大学附属中学嘉定分校·期中)人类活动产生的长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
(1)工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液,再利用电解法使溶液再生,其装置如图所示:
①请写出阳极区发生的电极反应______________。
②该装置应当用________(“A.阳”或“B.阴”)离子交换膜。
在实验室中可以模拟“侯氏制碱法”制取纯碱,部分装置如下图所示。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为________。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于________(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B.
C. D.
探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为0.1 mol/L):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
V(水)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)由________(填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是________(用含和的代数式表示)。
(5)已知水解是吸热反应,王老师预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是________________。
王老师补充做了一个实验,测定________,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在25℃和40℃时,0.1 mol/L 溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,王老师得出结论:温度升高,促进水解。
资料:常温下,,碳酸的电离平衡常数如下表:
(6)常温下,配制0.10 mol/L 溶液,测其pH为8.4;取1 L该溶液,滴加0.010 mol/ L溶液,滴加过程中产生白色沉淀,随后慢慢的有少量气体放出。请估算,当加入几滴该溶液时,开始产生沉淀,并写出计算过程________。(忽略溶液体积的变化,一滴液体约为0.04 mL)
2.(2025-2026高三上·上海市上海交通大学附属中学嘉定分校·期中)聚乳酸是一种重要的可降解材料,聚乳酸的广泛使用可以有效地防治白色污染,制备聚乳酸的原理和装置如图所示(加热及夹持装置已省略)。
Ⅰ.反应原理:n+nH2O
Ⅱ.实验步骤:
①组装仪器,预先在油水分离器内加入一定量水;
②向仪器A中加入30.0 mL乳酸、60.0 mL甲苯、适量辛酸亚锡、沸石,控制温度在130℃,加热回流4 h,再升温至170℃,不断放出油水分离器下层的水,保持水层高度略低于支管口,直至反应基本完成;
③将制得的聚乳酸粗品溶解于丙酮中,用水沉淀后过滤在40℃左右真空箱中干燥得到产品;
④测定聚乳酸的平均相对分子质量。
已知:甲苯的沸点为110.6℃,可与水形成共沸物,共沸物的沸点为85℃。
回答下列问题:
(1)辛酸亚锡是一种常见的催化剂。基态Sn的核外电子排布式为,则Sn在元素周期表中的位置为________。
(2)仪器A的名称是________。
(3)制备时,冷凝水的进水口是________ (填“a”或“b”),本实验加热方法应采用________。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.直接加热
(4)制备中甲苯除了能作为溶剂以外,还有怎样的作用________。
(5)快速判断反应已完成的现象是________。
(6)若实验在170℃下进行,反应24小时后,测得聚乳酸平均相对分子质量为12320,平均聚合度________(计算结果取整数)。
(7)面粉发酵时由于会产生乳酸,影响口感,生活中通常可以加入少量的________ (“A.苏打”或“B.小苏打”)中和产生的乳酸,请写出该反应的离子方程式为______________。
(2025-2026高三上·上海市上海师范大学附属中学·期中)亚硝酸钠在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及试剂制备亚硝酸钠并探究其性质。
已知:①沸点:、、;
②酸性溶液能氧化NO生成;
③;。
Ⅰ.实验室制备亚硝酸钠。
3.图中装浓硝酸、稀硝酸的仪器名称为________________,与分液漏斗相比,使用该装置的优点为________________,推测盛放装置的作用是__________________________。
4.过程中需通过观察装置3中两种气体的流速,并调节浓硝酸、稀硝酸的滴加速度,以便控制装置1和装置2生成气体的流速为1:1。若装置1流速大于装置2,则装置3中可能产生的副产物为________________。
5.通入装置3中的两种气体,装置1中产生的气体编号①,装置2中产生的气体编号②,假设①和②流速比为下列哪种情况时,若未进行尾气处理,会对环境造成危害的是________________。(不定项)
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.2:1
Ⅱ.探究亚硝酸钠溶液与硫酸反应生成的气体产物。
操作1:打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气;
操作2:关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入50%硫酸,装置A中产生红棕色气体;
操作3:打开弹簧夹,再通入一段时间氮气。
6.确认亚硝酸钠溶液与硫酸反应生成的气体含有NO,依据的现象是________________。
7.如果没有装置B,会干扰NO检验,原因为________________(用离子方程式解释)。
8.查阅资料,亚硝酸钠在酸性条件下,自身发生氧化还原反应。结合上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是________________。
9.Ⅰ、Ⅱ两个实验反应后都需再通入一段时间氮气,目的是________________。
(2025-2026高三上·上海市华东师范大学附属周浦中学·期中)过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验。
10.分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,是__________分子。
A.非极性 B.极性
11.查阅资料,过氧化氢的沸点为,硫化氢的沸点为,两者沸点差异是因为______________________________________________________________________。
12.根据过氧化氢中氧元素的化合价,预测过氧化氢具有__________。
A.氧化性 B.氧化性与还原性 C.还原性 D.酸性
13.常温下,往溶液中滴加少量溶液,可发生如下两个反应:、。下列说法正确的是__________。(不定项)
A.的氧化性比强,其还原性比弱
B.在分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在分解过程中,和的总量保持不变
D.生产过程要严格避免混入
14.体现弱酸性的反应(未配平)是__________。
A.
B.
C.
D.
15.稀硫酸与铜不反应,但在稀硫酸中加入后,则可使铜顺利溶解,写出该反应的离子方程式__________________________________________________________。
16.资料显示,过氧化氢制备目前常用的是乙基蒽醌法,其主要过程如下图所示,写出此过程的总反应化学方程式:___________________________________。
兴趣小组同学用酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量,反应原理为:______□□□□________
17.配平化学方程式并标出电子转移方向和数目_________。
18.滴定终点的判断:_______________________________________________。
19.用移液管吸取25.00 mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的标准溶液体积如下:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
17.10
18.10
18.00
17.90
计算试样中过氧化氢的浓度为__________________。
20.若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果__________。
A.偏高 B.偏低 C.不变 D.可能偏高,可能偏低
空军通信卫星电源是以硼氢化合物(B元素的化合价为价)和为原料的燃料电池,电极材料均采用Pt,其工作原理如图所示,请完成下面小题。
21.外电路中电子的流动方向为__________。
A.电极a→用电器→电极b
B.电极b→用电器→电极a
C.电极a→离子交换膜→电极b
D.电极b→离子交换膜→电极a
22.该电池放电时正极的电极反应式为__________________________。
23.将金粉溶于王水或过氧化氢-浓盐酸中均能生成氯金酸,反应如下:
反应①:
反应②:
(1)反应②中的还原剂为__________(填化学式)。
(2)与反应①相比,用反应②生成氯金酸的优点是_____________________。
24.(2025-2026高三上·上海市上海财经大学附属北郊高级中学·期中)常用于处理高氯废水,且可以通过循环再生。
实验I:沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,滴加溶液,至开始产生红色的沉淀(忽略滴加过程的体积增加),即表示已沉淀完全。已知,。
(1)基态Ag原子结构示意图如图所示。
①Ag在元素周期表中的位置为_______。
②基态银原子电子排布式可简化表示为_______。
(2)实验过程中当出现沉淀时,溶液中浓度约为_______。
实验Ⅱ:回收Ag。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置(如图所示),发生原电池反应,原理可以表示为:。
(3)关于上述反应中说法正确的是_______。
A.每析出1 mol Ag,共转移个电子
B.每产生2.24 L ,析出10.8 g Ag
C.每转移1.5 mol电子,产生1 g
D.每消耗5.6 g Fe,溶液中增加0.1 mol
为判断是否完全转化,完整实验方案包括如下步骤:
①取出铁圈,搅拌均匀后取少量浊液;②开启通风设备;③过滤得到固体;④向固体中加入足量稀;⑤将固体洗净
①→_______→_______→_______→_______。
(4)上述步骤正确的顺序应为: _______。
(5)步骤⑤中判断固体已洗净的操作是_______。
(6)判断已完全转化的现象是步骤④中_______。
A.固体全部溶解 B.固体未全部溶解 C.有无色气体产生 D.无气体产生
实验Ⅲ:再生。回收的银经水洗后,用浓硝酸溶解,加热浓缩,冷却结晶得到硝酸银晶体。
(7)银溶于浓硝酸时发生反应的离子方程式为_______。
(8)一定质量的银溶于一定体积、一定浓度的硝酸的过程中,银的溶解速率随温度的变化关系如图所示。温度高于T0K时,银的溶解速率随温度升高而减小的原因是_______。
25.(2025-2026高三上·上海市民立中学·期中)因在航空、核能、电池等高技术领域的重要作用——锂被称为“21世纪的能源金属”。
(1)锂在元素周期表中的位置___________。氢化锂(LiH)是离子化合物,写出其电子式___________。
(2)LiH中正离子半径___________负离子半径。
A.大于 B.小于
(3)与组成和性质相似,将投入水中,产生大量气体,写出上述反应的方程式,并标出电子转移的方向和数量___________。
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾()是一种经典的光敏剂,也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁屑(含少量、)先制备草酸铁,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
Ⅰ.制备草酸亚铁
已知:部分氢氧化物沉淀时溶液的如下表:
沉淀物
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
(4)加入过量废铁屑的主要目的是___________。
A.提高铁的利用率 B.除去溶液中的
C.防止被氧化 D.抑制的水解
(5)加入少量后,混合溶液pH范围应调控在___________。
A.3.2以下 B.3.2~3.4 C.4.4~7.5 D.7.5以上
(6)关于溶液中有关离子浓度的说法正确的是___________。
A.
B.
C.
D.对溶液进行稀释,与的比值变小
Ⅱ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾含量测定
测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品纯度的方法如下:
称取样品,放入锥形瓶中,加入水和,用标准溶液滴定至终点,反应原理为:
(7)确认滴定终点的操作是___________。
(8)若最终消耗标准溶液23.19mL,则样品纯度为___________。(精确到0.1%)(已知的摩尔质量为)(请写出计算过程)
(2025-2026高三上·华师大一附中、晋元高级中学联考·期中)氮化铬(CrN)是一种良好的金属陶瓷材料。实验室可用如下装置进行模拟制备(省略夹持装置),固体可选择不同含铬物质。
26.实验室常用消石灰和固体混合加热制取氨气。
(1)写出该反应的化学方程式:_____。
(2)要得到纯净干燥的氨气,可选用的干燥剂是_____。
固体可用无水氯化铬固体和氨气反应制备,主要反应为。
27.无水氯化铬具有很强的吸水性,通常形成晶体。直接加热脱水往往得到。以制备无水的方法是_____。
28.实际进行实验时,发现上述装置存在一个缺陷,会导致危险,请简要说明_____。
固体也可用固体。通入时先将氧化物还原为金属单质,然后金属单质与另一产物化合得到,这些过程几乎同时进行。
29.写出与发生第一步氧化还原反应的化学方程式:_____。
30.不同温度下反应相同时间所得的固体的射线衍射图谱如图所示(与标准谱图对照后可确定每个衍射峰对应的晶体)。据此可确定用该法合成适宜的反应温度为_____。
A.600℃ B.700℃ C.800℃ D.900℃
31.产品中含少量杂质,取样品在氧气流中充分煅烧,残留固体,其成分全为。样品中与的物质的量之比为_____。
氮化铬晶胞为立方体,棱长为,结构如图所示。
32.与氮化铬晶胞结构相似的是_____。
A.氯化铯晶体 B.氯化钠晶体 C.碳化硅晶体 D.氯化氢晶体
33.晶胞中,与一个原子最近且距离相同的原子有_____个。
A.4 B.6 C.8 D.12
34.晶胞的密度为_____(用含、的代数式表示,)。
35.(2025-2026高三上·上海市同济大学第一附属中学·期中)Ⅰ.四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛,是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
(1)中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如下图所示。下列有关说法正确的是___________。
A.该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物
B.四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用
C.该“运输车”的外壳不含碳元素
D.该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
(2)Fe3O4能和稀硫酸反应,生成的两种盐是___________。验证反应后溶液中含有Fe2+的最恰当的试剂是___________。
A.氯水 B.酸性高锰酸钾溶液 C.硫氰化钾溶液 D.NaOH溶液
Ⅱ.铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。
A~D是制取四氧化三铁的系列装置,A装置用于制取二氧化碳气体,并要求气流稳定,流速可控。
(3)根据题目要求,A装置最好选___________。(从上图①、②、③中选择)
A.① B.② C.③
(4)在加入试剂之前,需对装置进行气密性检查。写出检查①的气密性的操作:___________,向分液漏斗中加足量水,塞紧玻璃塞,打开玻璃旋塞,过一会儿,水不再下滴,说明装置①的气密性良好。如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗,是否可以用上述步骤检验装置的气密性?___________。
(5)写出B装置中反应的化学方程式___________。
Ⅲ.氧化沉淀法也是制取Fe3O4的一种常见方法,其制取流程如下图所示:
(6)副产品P是___________(填写化学式),由溶液N获得该副产品的操作是:加热浓缩→___________ →过滤洗涤 → 晶体加热至完全失去结晶水。
(7)某兴趣小组模仿上述流程制取Fe3O4并测定其产率。具体操作如下:
Ⅰ.测定绿矾的含量:称取3.0 g工业绿矾,配制成250.00 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.010 00 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。
(滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)
Ⅱ.称取300g工业绿矾,通过上述流程最终制得50g Fe3O4。
计算产品Fe3O4的产率________。(保留4位有效数字)(写出计算过程)
36.(2025-2026高三上·上海市杨浦高级中学·期中)三氯化六氨合钴( g/mol)为橙黄色晶体,难溶于乙醇,微溶于冷水,易溶于热水。可在和氯化铵、氨水的混合溶液中,活性炭做催化剂条件下,加入双氧水制备,制备装置如图所示。
Ⅰ.制备产品,步骤如下:
①称取1.0 g 固体,用5 mL水溶解,加到三颈烧瓶中。
②依次加入1.5 g 后,再加入0.3 g活性炭、一定体积的浓氨水,最后加入双氧水。
③加热至55-60℃反应20 min,冷却,过滤。
④向滤渣中加入80℃左右的热水,充分搅拌后,趁热过滤。
⑤向滤液加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,用乙洗涤2~3次,低温干燥得橙黄色晶体。
(1)图中仪器的a名称为___________,冷凝水的进口为___________。(填“1”或“2”)
(2)写出制备的化学方程式___________。
(3)水浴的温度控制在55-60℃左右的原因是___________。
(4)已知是以为中心的正八面体结构(如图所示),若其中2个被取代,则所形成的的空间结构有___________种。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)实验中若不用活性炭作催化剂,会生成,向含0.05 mol该配合物的溶液中加入足量溶液,得到白色沉淀14.35克,该配合物中配离子的化学式为___________。
A. B. C. D.
Ⅱ.测定产品纯度,实验如下:
①称取a g产品溶于足量稀硝酸中,并用蒸馏水稀释,置于锥形瓶中,加入过量 mL mol·L-1溶液,并加3 mL的硝基苯用力振荡后静置。
②向锥形瓶中滴入3滴溶液为指示剂,用 mol·L-1 KSCN溶液进行滴定,达到滴定终点时用去 mL溶液。
已知:硝基苯比水重;,,AgCl、AgSCN均为白色。
(6)加入硝基苯用力振荡、静置后的实验现象是___________,加入硝基苯的目的是___________。
(7)判断滴定终点的实验现象是___________。
(8)产品的质量分数为___________。
(9)下列操作中可能使所测产品的纯度偏低的是___________(不定项)。
A.未用KSCN溶液润洗滴定
B.滴定前盛放溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.刚开始滴定时,摇动锥型瓶时有溶液溅出
D.滴定结束后,滴定管尖嘴处有气泡
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专题03 化学实验综合题
1.(2025-2026高三上·上海市上海交通大学附属中学嘉定分校·期中)人类活动产生的长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。
(1)工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液,再利用电解法使溶液再生,其装置如图所示:
①请写出阳极区发生的电极反应______________。
②该装置应当用________(“A.阳”或“B.阴”)离子交换膜。
在实验室中可以模拟“侯氏制碱法”制取纯碱,部分装置如下图所示。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为________。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于________(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B.
C. D.
探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为0.1 mol/L):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
V(水)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)由________(填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是________(用含和的代数式表示)。
(5)已知水解是吸热反应,王老师预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是________________。
王老师补充做了一个实验,测定________,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在25℃和40℃时,0.1 mol/L 溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,王老师得出结论:温度升高,促进水解。
资料:常温下,,碳酸的电离平衡常数如下表:
(6)常温下,配制0.10 mol/L 溶液,测其pH为8.4;取1 L该溶液,滴加0.010 mol/ L溶液,滴加过程中产生白色沉淀,随后慢慢的有少量气体放出。请估算,当加入几滴该溶液时,开始产生沉淀,并写出计算过程________。(忽略溶液体积的变化,一滴液体约为0.04 mL)
【答案】(1) A
(2)
(3)B
(4) <
(5) 溶液从25℃升温40℃,升高温度,碳酸钠水解程度增大,水的电离程度也增大,二者综合影响使氢离子浓度增大 40℃纯水的pH
(6)9
【详解】(1)①该电解池左侧生成氢气和碳酸根,右侧生成氧气和二氧化碳,则左侧为阴极,右侧为阳极;阳极上水电离出氢氧根失去电子生成氧气,生成的氢离子与碳酸氢根反应生成二氧化碳,则阳极反应式为;
②阴极上电离出的氢离子得电子生成氢气,剩余的氢氧根与碳酸氢根反应生成碳酸根,则阳极的钠离子通过阳离子交换膜移向阴极,实现碳酸钠溶液再生,故选A;
(2)由于碳酸氢钠的溶解度最小,装置Ⅲ中二氧化碳与饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠晶体,反应为;
(3)碳酸氢钠晶体应该在坩埚中灼烧,使碳酸氢钠分解生成碳酸钠,故选B;
(4)常温下,中性溶液pH=7,碱性溶液pH>7,则时可说明碳酸钠溶液水解显碱性;实验2中碳酸钠溶液的浓度是实验3的10倍,稀释能促进碳酸钠水解,溶液中增大,但溶液的碱性减弱,所以稀释碳酸钠溶液,促进碳酸钠水解的证据是:;
(5)碳酸钠水解吸热,水的电离也吸热,升高温度既能促进碳酸钠的水解,也能促进水的电离,实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是:溶液从25℃升温40℃,升高温度,碳酸钠水解程度增大,水的电离程度也增大,二者综合影响使氢离子浓度增大;应补做一个实验:测定40℃纯水的pH,以计算40℃时0.1 mol/L碳酸钠溶液水解生成的;
(6)0.10 mol/L 溶液,测其pH为8.4,则,,滴加x滴0.010mol/L氯化钙溶液时溶液中,忽略溶液体积的变化时,开始产生沉淀时浓度积,即,解得,x最小值为9。
2.(2025-2026高三上·上海市上海交通大学附属中学嘉定分校·期中)聚乳酸是一种重要的可降解材料,聚乳酸的广泛使用可以有效地防治白色污染,制备聚乳酸的原理和装置如图所示(加热及夹持装置已省略)。
Ⅰ.反应原理:n+nH2O
Ⅱ.实验步骤:
①组装仪器,预先在油水分离器内加入一定量水;
②向仪器A中加入30.0 mL乳酸、60.0 mL甲苯、适量辛酸亚锡、沸石,控制温度在130℃,加热回流4 h,再升温至170℃,不断放出油水分离器下层的水,保持水层高度略低于支管口,直至反应基本完成;
③将制得的聚乳酸粗品溶解于丙酮中,用水沉淀后过滤在40℃左右真空箱中干燥得到产品;
④测定聚乳酸的平均相对分子质量。
已知:甲苯的沸点为110.6℃,可与水形成共沸物,共沸物的沸点为85℃。
回答下列问题:
(1)辛酸亚锡是一种常见的催化剂。基态Sn的核外电子排布式为,则Sn在元素周期表中的位置为________。
(2)仪器A的名称是________。
(3)制备时,冷凝水的进水口是________ (填“a”或“b”),本实验加热方法应采用________。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.直接加热
(4)制备中甲苯除了能作为溶剂以外,还有怎样的作用________。
(5)快速判断反应已完成的现象是________。
(6)若实验在170℃下进行,反应24小时后,测得聚乳酸平均相对分子质量为12320,平均聚合度________(计算结果取整数)。
(7)面粉发酵时由于会产生乳酸,影响口感,生活中通常可以加入少量的________ (“A.苏打”或“B.小苏打”)中和产生的乳酸,请写出该反应的离子方程式为______________。
【答案】(1)第五周期ⅣA族
(2)三颈烧瓶
(3) a B
(4)与水形成沸点更低的共沸物,及时将水带出
(5)油水分离器中水层高度保持不变
(6)171
(7) B
【分析】本题以聚乳酸的缩聚反应为载体,考查学生对有机合成、实验装置、反应条件控制、数据分析等多方面知识的掌握,反应本质是乳酸分子之间通过酯化脱水形成高分子聚合物——聚乳酸(PLA),属于典型的可逆缩聚反应,使用甲苯作为共沸剂,配合油水分离器不断移除生成的水,推动平衡向右移动,提高转化率和聚合度。
【详解】(1)Sn的核外电子排布为,最高能层为第5层,价电子排布为,因此位于元素周期表第五周期第ⅣA族;
(2)仪器A是带有三个瓶口的反应容器,名称为三颈烧瓶;
(3)冷凝管采用“下进上出”的通水原则保证冷凝充分,因此进水口为a;本实验加热温度最高达170℃,水浴加热最高温度仅100℃无法满足,直接加热易导致受热不均局部过热,因此选择受热均匀、温度易控的油浴加热,故选B;
(4)根据题给信息,甲苯可与水形成沸点仅85℃的共沸物,能够将聚合反应生成的水不断汽化带出体系,使可逆聚合平衡正向移动,提升反应转化率和聚乳酸产率;
(5)该反应的特征产物是水,当反应基本完成后不再生成新的水,因此可观察到油水分离器的水层高度不再上升;
(6)聚乳酸的重复单元的相对分子质量为72,聚合物两端的端基总相对质量为18,因此平均聚合度;
(7)苏打(碳酸钠)碱性较强易破坏面团性质,A不符合题意;小苏打(碳酸氢钠)碱性温和,反应生成的二氧化碳还可使面团蓬松,面粉发酵中和乳酸选择小苏打更合适,B符合题意;故选B;
乳酸的羧基酸性强于碳酸,羟基不与碳酸氢根反应,因此离子方程式为乳酸和反应生成乳酸根、二氧化碳和水,反应的离子方程式为:。
(2025-2026高三上·上海市上海师范大学附属中学·期中)亚硝酸钠在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及试剂制备亚硝酸钠并探究其性质。
已知:①沸点:、、;
②酸性溶液能氧化NO生成;
③;。
Ⅰ.实验室制备亚硝酸钠。
3.图中装浓硝酸、稀硝酸的仪器名称为________________,与分液漏斗相比,使用该装置的优点为________________,推测盛放装置的作用是__________________________。
4.过程中需通过观察装置3中两种气体的流速,并调节浓硝酸、稀硝酸的滴加速度,以便控制装置1和装置2生成气体的流速为1:1。若装置1流速大于装置2,则装置3中可能产生的副产物为________________。
5.通入装置3中的两种气体,装置1中产生的气体编号①,装置2中产生的气体编号②,假设①和②流速比为下列哪种情况时,若未进行尾气处理,会对环境造成危害的是________________。(不定项)
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.2:1
Ⅱ.探究亚硝酸钠溶液与硫酸反应生成的气体产物。
操作1:打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气;
操作2:关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入50%硫酸,装置A中产生红棕色气体;
操作3:打开弹簧夹,再通入一段时间氮气。
6.确认亚硝酸钠溶液与硫酸反应生成的气体含有NO,依据的现象是________________。
7.如果没有装置B,会干扰NO检验,原因为________________(用离子方程式解释)。
8.查阅资料,亚硝酸钠在酸性条件下,自身发生氧化还原反应。结合上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是________________。
9.Ⅰ、Ⅱ两个实验反应后都需再通入一段时间氮气,目的是________________。
【答案】3.恒压滴液漏斗 平衡气压,使液体顺利滴下 防止倒吸 4.硝酸钠 5.BC 6.进入装置D的无色气体能使高锰酸钾溶液的紫红色变浅 7. 8. 9.将反应生成的氮氧化物全部排出,被吸收,防止污染空气(合理即可)
【分析】装置1中浓硝酸与铜反应,生成NO2气体,CCl4密度比水大且不溶于水,可防止后面装置中的水蒸气进入装置1(因浓硝酸易挥发、易吸水,需保持干燥环境);装置2中为稀硝酸与铜反应,产生的NO中可能混有少量硝酸蒸气,水可吸收硝酸蒸气,净化NO气体;装置3用于调节装置1和装置2产生气体的流速为1:1,若流速比例失衡,会产生副产物(如NaNO3);装置4用于尾气处理,主要除去未反应的NO。
【详解】3.图中装浓硝酸、稀硝酸的仪器名称为恒压滴液漏斗,相对于分液漏斗,使用该装置的优点是平衡气压,使液体顺利滴下;CCl4密度比水大且不溶于水,可防止后面装置发生倒吸;
4.装置1、2中分别产生NO2、NO,若装置1流速大于装置2,则产生的NO2比NO多,NO2在装置3中与氢氧化钠反应生成亚硝酸钠和硝酸钠;
5.NO2可以单独被氢氧化钠溶液吸收,而NO不能单独被氢氧化钠溶液吸收,根据反应,可以被完全吸收,如果NO过量,逸出会污染环境,①是NO2,②是NO。
A.1:1,恰好完全吸收,无尾气,不符合题意;
B.1:2,NO过量,逸出污染环境,符合题意;
C.1:3,NO大量过量,污染更严重,符合题意;
D.2:1,NO2过量,可以单独被氢氧化钠溶液吸收,不符合题意。
故答案选BC
6.酸性KMnO4溶液能氧化NO生成,进入装置D的无色气体能使高锰酸钾溶液的紫红色变浅,说明有NO存在;
7.如果没有装置B,产生的气体中含有的水蒸气,就会与NO2发生反应:;
8.通过题目提供信息,亚硝酸钠在酸性条件下,自身发生氧化还原反应,在装置A中硫酸的作用下,反应生成二氧化氮、一氧化氮,同时还有硫酸钠、水生成,则反应方程式为:;
9.I、Ⅱ两个实验反应后都需再通入一段时间氮气,目的是将反应生成的氮氧化物全部排出,被吸收,防止污染空气。
(2025-2026高三上·上海市华东师范大学附属周浦中学·期中)过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验。
10.分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,是__________分子。
A.非极性 B.极性
11.查阅资料,过氧化氢的沸点为,硫化氢的沸点为,两者沸点差异是因为______________________________________________________________________。
12.根据过氧化氢中氧元素的化合价,预测过氧化氢具有__________。
A.氧化性 B.氧化性与还原性 C.还原性 D.酸性
13.常温下,往溶液中滴加少量溶液,可发生如下两个反应:、。下列说法正确的是__________。(不定项)
A.的氧化性比强,其还原性比弱
B.在分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在分解过程中,和的总量保持不变
D.生产过程要严格避免混入
14.体现弱酸性的反应(未配平)是__________。
A.
B.
C.
D.
15.稀硫酸与铜不反应,但在稀硫酸中加入后,则可使铜顺利溶解,写出该反应的离子方程式__________________________________________________________。
16.资料显示,过氧化氢制备目前常用的是乙基蒽醌法,其主要过程如下图所示,写出此过程的总反应化学方程式:___________________________________。
兴趣小组同学用酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量,反应原理为:______□□□□________
17.配平化学方程式并标出电子转移方向和数目_________。
18.滴定终点的判断:_______________________________________________。
19.用移液管吸取25.00 mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的标准溶液体积如下:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
17.10
18.10
18.00
17.90
计算试样中过氧化氢的浓度为__________________。
20.若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测定结果__________。
A.偏高 B.偏低 C.不变 D.可能偏高,可能偏低
空军通信卫星电源是以硼氢化合物(B元素的化合价为价)和为原料的燃料电池,电极材料均采用Pt,其工作原理如图所示,请完成下面小题。
21.外电路中电子的流动方向为__________。
A.电极a→用电器→电极b
B.电极b→用电器→电极a
C.电极a→离子交换膜→电极b
D.电极b→离子交换膜→电极a
22.该电池放电时正极的电极反应式为__________________________。
23.将金粉溶于王水或过氧化氢-浓盐酸中均能生成氯金酸,反应如下:
反应①:
反应②:
(1)反应②中的还原剂为__________(填化学式)。
(2)与反应①相比,用反应②生成氯金酸的优点是_____________________。
【答案】10.B 11.分子间存在氢键,且的相对分子质量大于,分子间范德华力更强,因此沸点远高于 12.B 13.CD 14.A 15.Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O 16. 17. 18.当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 19.0.1800 20.A 21.A 22. 23.Au、 反应②不生成有毒的NO污染物,更加环保
【详解】10.的分子结构不对称,正负电荷中心不重合,因此属于极性分子。
11.仅存在普通分子间范德华力,而除范德华力外,分子间可形成氢键,氢键的作用力远大于范德华力,同时相对分子质量更大,范德华力也更强,最终沸点显著更高。
12.中O元素为-1价,处于O元素的中间价态(O的常见价态为-2、0),既可以降价到-2体现氧化性,也可以升价到0体现还原性,因此同时具有氧化性和还原性。
13.A.第一个反应中是氧化剂,氧化性强于氧化产物;第二个反应中是还原剂,还原性强于还原产物,A错误;
B.将两个反应相加总反应为,反应过程中总量不变,生成的水会稀释溶液,pH不会下降反而略有上升,B错误;
C.是循环参与反应的催化剂,Fe元素总量始终不变,因此和的总物质的量保持不变,C正确;
D.会催化分解,因此生产过程中必须避免混入,D正确;
故选CD。
14.A是酸(HCl)和盐()反应生成新盐(NaCl)和新弱酸()的复分解反应,符合强酸制弱酸的规律,体现的弱酸性;B中体现还原性,C是的歧化分解,D中体现氧化性,均不能体现弱酸性;故选A。
15.酸性条件下作为氧化剂将Cu氧化为Cu2+,自身被还原为H2O,配平得到该离子方程式为Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O
16.乙基蒽醌是循环使用的催化剂,Pd为催化加氢的催化剂,总反应为
17.酸性环境下反应的反应物需要补充H+,生成物补充,根据得失电子守恒配平:Mn从+7价降到+2价,每个得5e⁻,中O从-1价升到0价,每个失2e⁻,配平后得到完整方程式为
18.酸性高锰酸钾本身有颜色,无需额外指示剂,滴定终点时过量的微量会使溶液显浅紫红色,且半分钟不褪色证明反应完全。
19.第一次数据17.10mL与其余三组18.10mL、18.00mL、17.90mL偏差过大,属于异常值舍去,有效体积平均值为18.00mL。根据配平的反应关系,计算得。
20.滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,读取的标准液体积包含了气泡的体积,导致标准液体积读数偏大,最终计算出的过氧化氢浓度偏高。
21.该燃料电池中,在电极a发生失电子的氧化反应,电极a为负极,在电极b发生得电子的还原反应,电极b为正极;外电路中电子从负极a经用电器流向正极b,电子不能通过离子交换膜。
22.正极区作为氧化剂得电子,在碱性环境下被还原为OH⁻,配平得到电极反应式为
23.(1)反应②中Au从0价升高到+3价,部分中的O从-1价升高到0价生成,二者均失电子,作还原剂。
(2)反应①生成有毒的大气污染物NO,反应②的产物为氯金酸、水和氧气,无有害气体排放,环境友好。
24.(2025-2026高三上·上海市上海财经大学附属北郊高级中学·期中)常用于处理高氯废水,且可以通过循环再生。
实验I:沉淀。在高氯水样中加入使浓度约为,滴加溶液,至开始产生红色的沉淀(忽略滴加过程的体积增加),即表示已沉淀完全。已知,。
(1)基态Ag原子结构示意图如图所示。
①Ag在元素周期表中的位置为_______。
②基态银原子电子排布式可简化表示为_______。
(2)实验过程中当出现沉淀时,溶液中浓度约为_______。
实验Ⅱ:回收Ag。在沉淀中埋入铁圈并压实,加入足量盐酸后静置(如图所示),发生原电池反应,原理可以表示为:。
(3)关于上述反应中说法正确的是_______。
A.每析出1 mol Ag,共转移个电子
B.每产生2.24 L ,析出10.8 g Ag
C.每转移1.5 mol电子,产生1 g
D.每消耗5.6 g Fe,溶液中增加0.1 mol
为判断是否完全转化,完整实验方案包括如下步骤:
①取出铁圈,搅拌均匀后取少量浊液;②开启通风设备;③过滤得到固体;④向固体中加入足量稀;⑤将固体洗净
①→_______→_______→_______→_______。
(4)上述步骤正确的顺序应为: _______。
(5)步骤⑤中判断固体已洗净的操作是_______。
(6)判断已完全转化的现象是步骤④中_______。
A.固体全部溶解 B.固体未全部溶解 C.有无色气体产生 D.无气体产生
实验Ⅲ:再生。回收的银经水洗后,用浓硝酸溶解,加热浓缩,冷却结晶得到硝酸银晶体。
(7)银溶于浓硝酸时发生反应的离子方程式为_______。
(8)一定质量的银溶于一定体积、一定浓度的硝酸的过程中,银的溶解速率随温度的变化关系如图所示。温度高于T0K时,银的溶解速率随温度升高而减小的原因是_______。
【答案】(1) 第五周期第ⅠB族
(2)
(3)CD
(4)③→⑤→②→④
(5)取最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液无明显现象
(6)A
(7)
(8)硝酸的挥发和分解导致其浓度降低
【详解】(1)①Ag是47号元素,在元素周期表中的位置为第五周期第ⅠB族。
②基态银原子电子排布式可简化表示为 。
(2)浓度约为,当出现沉淀时,c(Ag+)= mol/L,溶液中浓度约为mol/L;
(3)A. 根据,每析出1 mol Ag,消耗1molFe,Fe元素化合价由0升高为+3,则共转移3个电子,故A错误;
B. 根据,反应生成Ag和氢气的物质的量比为1:1, 没有明确是否为标准状况,2.24 L 的物质的量不一定是0.1mol,所以析出Ag的质量不一定是10.8 g ,故B错误;
C. 根据,生成1mol氢气转移3mol电子,每转移1.5 mol电子,产生1 g ,故C正确;
D. 根据,消耗Fe、AgCl的物质的量比为1:1,则每消耗5.6 g Fe,同时消耗0.1molAgCl,则溶液中增加0.1 mol ,故D正确;
选CD。
(4)判断AgCl是否完全转化,即检验混合物中是否含有AgCl,若AgCl完全转化,则剩余固体全部为银,可完全溶于稀硝酸,若AgCl未完全转化,剩余AgCl不能溶于稀硝酸,则可用稀硝酸检验,稀硝酸参与反应可能会产生氮氧化物,反应需在通风设备中进行,反应后的溶液中存在氯离子,若未将滤渣洗净,氯离子会干扰实验,所以需要洗涤滤渣。实验步骤依次为:①取出铁圈,搅拌均匀后取少量浊液;③过滤得到固体;⑤将固体洗净,②开启通风设备;④向固体中加入足量稀;正确步骤为①→③→⑤→②→④。
(5)若洗涤液中不含氯离子说明固体已洗净,具体操作为:取最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液无明显现象;
(6)若已完全转化,则固体中只有银,银能溶于硝酸,所以已完全转化的现象是步骤④中无固体剩余,选A;
(7)银溶于浓硝酸生成硝酸银、二氧化氮、水,发生反应的离子方程式为;
(8)硝酸受热易分解,温度升高挥发速度加快。温度高于T0K时,银的溶解速率随温度升高而减小的原因是主要原因是:硝酸的挥发和分解导致其浓度降低,从而减缓了反应速率。
25.(2025-2026高三上·上海市民立中学·期中)因在航空、核能、电池等高技术领域的重要作用——锂被称为“21世纪的能源金属”。
(1)锂在元素周期表中的位置___________。氢化锂(LiH)是离子化合物,写出其电子式___________。
(2)LiH中正离子半径___________负离子半径。
A.大于 B.小于
(3)与组成和性质相似,将投入水中,产生大量气体,写出上述反应的方程式,并标出电子转移的方向和数量___________。
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾()是一种经典的光敏剂,也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁屑(含少量、)先制备草酸铁,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
Ⅰ.制备草酸亚铁
已知:部分氢氧化物沉淀时溶液的如下表:
沉淀物
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
(4)加入过量废铁屑的主要目的是___________。
A.提高铁的利用率 B.除去溶液中的
C.防止被氧化 D.抑制的水解
(5)加入少量后,混合溶液pH范围应调控在___________。
A.3.2以下 B.3.2~3.4 C.4.4~7.5 D.7.5以上
(6)关于溶液中有关离子浓度的说法正确的是___________。
A.
B.
C.
D.对溶液进行稀释,与的比值变小
Ⅱ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾含量测定
测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品纯度的方法如下:
称取样品,放入锥形瓶中,加入水和,用标准溶液滴定至终点,反应原理为:
(7)确认滴定终点的操作是___________。
(8)若最终消耗标准溶液23.19mL,则样品纯度为___________。(精确到0.1%)(已知的摩尔质量为)(请写出计算过程)
【答案】(1) 第二周期第IA族
(2)B
(3)
(4)ABC
(5)C
(6)AD
(7)当滴入最后半滴高锰酸钾溶液时,锥形瓶内溶液由黄绿色变为紫红色,且半分钟不褪色
(8)
【详解】(1)锂位于第二周期第IA族,LiH电子式为。
(2)LiH中正离子和负离子核外电子数相同,均为2,核电荷数越大,对核外电子束缚力越强,离子半径越小,则正离子Li+半径小于负离子H-。
(3)Li2O2投入水中反应生成O2和LiOH的方程式为。
(4)稀硫酸浸入废铁屑后,浸出液成含Al3+、Fe3+、Fe2+,,加入过量废铁屑,Fe可以将Fe3+除去,转化为Fe2+,同时也防止了Fe2+被氧化,提高了铁的利用率,与Fe2+水解无关,故选ABC。
(5)反应I后溶液中剩余Fe2+和Al3+,加入碳酸钠调pH的目的是除去Al3+,保留Fe2+,根据表格,调pH范围是4.4~7.5,故选C。
(6)A.由电荷守恒,可知该表达式正确,A正确;
B.由物料守恒,可得,B错误;
C.由质子守恒,可得,C错误;
D.K2C2O4溶液中,存在不变,稀释溶液,促进K2C2O4水解,但c(OH-)减小,则c(H+)增大,所以减小,D正确;
故选AD。
(7)高锰酸钾自身作为指示剂,确认滴定终点的操作为当滴入最后半滴高锰酸钾溶液时,锥形瓶内溶液由黄绿色变为紫红色,且半分钟不褪色。
(8)根据K3[Fe(C2O4)3]·3H2O~3H2C2O4~1.2KMnO4,可得样品纯度为。
(2025-2026高三上·华师大一附中、晋元高级中学联考·期中)氮化铬(CrN)是一种良好的金属陶瓷材料。实验室可用如下装置进行模拟制备(省略夹持装置),固体可选择不同含铬物质。
26.实验室常用消石灰和固体混合加热制取氨气。
(1)写出该反应的化学方程式:_____。
(2)要得到纯净干燥的氨气,可选用的干燥剂是_____。
固体可用无水氯化铬固体和氨气反应制备,主要反应为。
27.无水氯化铬具有很强的吸水性,通常形成晶体。直接加热脱水往往得到。以制备无水的方法是_____。
28.实际进行实验时,发现上述装置存在一个缺陷,会导致危险,请简要说明_____。
固体也可用固体。通入时先将氧化物还原为金属单质,然后金属单质与另一产物化合得到,这些过程几乎同时进行。
29.写出与发生第一步氧化还原反应的化学方程式:_____。
30.不同温度下反应相同时间所得的固体的射线衍射图谱如图所示(与标准谱图对照后可确定每个衍射峰对应的晶体)。据此可确定用该法合成适宜的反应温度为_____。
A.600℃ B.700℃ C.800℃ D.900℃
31.产品中含少量杂质,取样品在氧气流中充分煅烧,残留固体,其成分全为。样品中与的物质的量之比为_____。
氮化铬晶胞为立方体,棱长为,结构如图所示。
32.与氮化铬晶胞结构相似的是_____。
A.氯化铯晶体 B.氯化钠晶体 C.碳化硅晶体 D.氯化氢晶体
33.晶胞中,与一个原子最近且距离相同的原子有_____个。
A.4 B.6 C.8 D.12
34.晶胞的密度为_____(用含、的代数式表示,)。
【答案】26. 碱石灰 27.在干燥的HCl气流中加热 28.与产物化合形成会堵塞导管 29. 30.C 31.20:1 32.B 33.D 34.
【详解】26.(1)消石灰和固体混合加热制取氨气的化学方程式:。
(2)要得到纯净干燥的氨气,可选用的干燥剂是碱石灰。
27.以制备无水的方法是在干燥的HCl气流中加热,可抑制其水解。
28.实际进行实验时,发现上述装置存在一个缺陷,会导致危险,与产物化合形成会堵塞导管
29.与发生第一步氧化还原反应的化学方程式:。
30.由图可知可确定用该法合成适宜的反应温度为800℃,故C正确。
31.设产品中CrN的物质的量为x,Cr2N的物质的量为y,则可建立如下等量关系式:66x+118y=14.38①;x+2y=×2=0.22②,解方程可得:x=0.2mol,y=0.01mol,从而得出样品中CrN与Cr2N的物质的量之比为0.2:0.01=20:1。
32.与氮化铬晶胞结构相似的是氯化钠晶体,故B正确。
33.晶胞中,与一个原子最近且距离相同的原子有12个,故D正确。
34.晶胞的密度===。
【点睛】本题考查物质制备,侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力,正确获取信息、理解信息、整合信息并灵活运用信息是解本题关键,题目难度中等。
35.(2025-2026高三上·上海市同济大学第一附属中学·期中)Ⅰ.四氧化三铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛,是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。
(1)中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”,该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果,其结构如下图所示。下列有关说法正确的是___________。
A.该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物
B.四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用
C.该“运输车”的外壳不含碳元素
D.该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体
(2)Fe3O4能和稀硫酸反应,生成的两种盐是___________。验证反应后溶液中含有Fe2+的最恰当的试剂是___________。
A.氯水 B.酸性高锰酸钾溶液 C.硫氰化钾溶液 D.NaOH溶液
Ⅱ.铁粉在氧气中燃烧是制取Fe3O4最为快捷的方法。
A~D是制取四氧化三铁的系列装置,A装置用于制取二氧化碳气体,并要求气流稳定,流速可控。
(3)根据题目要求,A装置最好选___________。(从上图①、②、③中选择)
A.① B.② C.③
(4)在加入试剂之前,需对装置进行气密性检查。写出检查①的气密性的操作:___________,向分液漏斗中加足量水,塞紧玻璃塞,打开玻璃旋塞,过一会儿,水不再下滴,说明装置①的气密性良好。如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗,是否可以用上述步骤检验装置的气密性?___________。
(5)写出B装置中反应的化学方程式___________。
Ⅲ.氧化沉淀法也是制取Fe3O4的一种常见方法,其制取流程如下图所示:
(6)副产品P是___________(填写化学式),由溶液N获得该副产品的操作是:加热浓缩→___________ →过滤洗涤 → 晶体加热至完全失去结晶水。
(7)某兴趣小组模仿上述流程制取Fe3O4并测定其产率。具体操作如下:
Ⅰ.测定绿矾的含量:称取3.0 g工业绿矾,配制成250.00 mL溶液。量取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.010 00 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液的平均体积为20.00 mL。
(滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)
Ⅱ.称取300g工业绿矾,通过上述流程最终制得50g Fe3O4。
计算产品Fe3O4的产率________。(保留4位有效数字)(写出计算过程)
【答案】(1)B
(2) FeSO4、Fe2(SO4)3 B
(3)A
(4) 用止水夹夹紧橡胶管 否
(5)2CO2+2Na2O2 =2Na2CO3+O2
(6) Na2SO4 冷却结晶
(7)64.66%
【详解】(1)A.碱性氧化物就是能和酸作用,只生成一种盐和水的金属氧化物,四氧化三铁虽可以和酸反应,但同时生成铁盐和亚铁盐两种盐,所以不是碱性氧化物,A错误;
B.四氧化三铁其磁性使其在生物体内的定位和监测具有潜力,起到“磁性导航仪”的作用,B正确;
C.有机物中含有碳元素,C错误;
D.该“运输车”直径200nm,分散于水中所得的分散系属于不胶体,D错误;
选B;
(2)Fe3O4中含二价铁和三价铁,和稀硫酸反应,生成的两种盐是FeSO4、Fe2(SO4)3;,二价铁离子有还原性,酸性高锰酸钾溶液有氧化性且本身有紫红色,反应后褪色,故验证反应后溶液中含有Fe2+的最恰当的试剂是酸性高锰酸钾溶液,选B;
(3)A装置用于制取CO2,并要求气流稳定,流速可控,因此最好选择装置①,选A;
(4)检查装置①气密性的方法为:用止水夹夹紧橡胶管,向分液漏斗中加足量水,过一会儿,水不再滴落,说明气密性良好;如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗,液体一定能滴下,故不可以用上述步骤检验装置的气密性;
(5)CO2与B中的过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(6)经分析,滤液中还有钠离子和硫酸根离子,故副产品为Na2SO4;由溶液N获得该副产品的操作是:加热浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,晶体加热至完全失去结晶水;
(7)∵ 3g绿矾中,n(FeSO4·7H2O)=5n(KMnO4)=0.01000mol·L-1×0.02L×5×=0.01000mol
∴ 300g绿矾中,n(FeSO4·7H2O) = ×0.01000mol=1mol
绿矾中的Fe来自Fe3O4,n(Fe3O4) =n(FeSO4·7H2O) ≈0.3333 mol
∴m(Fe3O4)=0.3333mol×232g·mol-1 ≈ 77.33g
∴ Fe3O4的产率=×100%=×100%≈64.66%
36.(2025-2026高三上·上海市杨浦高级中学·期中)三氯化六氨合钴( g/mol)为橙黄色晶体,难溶于乙醇,微溶于冷水,易溶于热水。可在和氯化铵、氨水的混合溶液中,活性炭做催化剂条件下,加入双氧水制备,制备装置如图所示。
Ⅰ.制备产品,步骤如下:
①称取1.0 g 固体,用5 mL水溶解,加到三颈烧瓶中。
②依次加入1.5 g 后,再加入0.3 g活性炭、一定体积的浓氨水,最后加入双氧水。
③加热至55-60℃反应20 min,冷却,过滤。
④向滤渣中加入80℃左右的热水,充分搅拌后,趁热过滤。
⑤向滤液加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,用乙洗涤2~3次,低温干燥得橙黄色晶体。
(1)图中仪器的a名称为___________,冷凝水的进口为___________。(填“1”或“2”)
(2)写出制备的化学方程式___________。
(3)水浴的温度控制在55-60℃左右的原因是___________。
(4)已知是以为中心的正八面体结构(如图所示),若其中2个被取代,则所形成的的空间结构有___________种。
A.1 B.2 C.3 D.4
(5)实验中若不用活性炭作催化剂,会生成,向含0.05 mol该配合物的溶液中加入足量溶液,得到白色沉淀14.35克,该配合物中配离子的化学式为___________。
A. B. C. D.
Ⅱ.测定产品纯度,实验如下:
①称取a g产品溶于足量稀硝酸中,并用蒸馏水稀释,置于锥形瓶中,加入过量 mL mol·L-1溶液,并加3 mL的硝基苯用力振荡后静置。
②向锥形瓶中滴入3滴溶液为指示剂,用 mol·L-1 KSCN溶液进行滴定,达到滴定终点时用去 mL溶液。
已知:硝基苯比水重;,,AgCl、AgSCN均为白色。
(6)加入硝基苯用力振荡、静置后的实验现象是___________,加入硝基苯的目的是___________。
(7)判断滴定终点的实验现象是___________。
(8)产品的质量分数为___________。
(9)下列操作中可能使所测产品的纯度偏低的是___________(不定项)。
A.未用KSCN溶液润洗滴定
B.滴定前盛放溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.刚开始滴定时,摇动锥型瓶时有溶液溅出
D.滴定结束后,滴定管尖嘴处有气泡
【答案】(1) 恒压滴液漏斗 1
(2)
(3)既能保证较快的反应速率,同时减少氨的挥发和H2O2的分解
(4)B
(5)C
(6) 液体分层,上层为无色溶液,下层为油状液体(硝基苯层),底部有白色沉淀 是使生成的AgCl沉淀被硝基苯覆盖,防止AgCl转化为AgSCN沉淀
(7)滴入最后半滴KSCN溶液,溶液变为红色(或血红色),且半分钟内不褪色
(8)%
(9)A
【分析】根据题意,在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[Co(NH3)6]Cl3,反应的化学方程式为;向滤渣中加入80℃左右的热水,充分搅拌后,趁热过滤;向滤液加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,用乙洗涤2~3次,低温干燥得橙黄色晶体。
【详解】(1)仪器a的名称是恒压滴液漏斗;冷凝管的冷凝水遵循“下进上出”原则,因此进口为1;
(2)由分析可知,制备[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式为:;
(3)控制三颈烧瓶中水浴的温度控制在55~60℃左右的原因是既能保证较快的反应速率,同时减少氨的挥发和H2O2的分解;
(4)形成的配离子中,两个Cl-的位置可以在相邻位置,也可以在对位,共有两种空间构型,故选B;
(5)在水溶液中,配合物外界中的阴离子能电离成自由移动的离子;向含0.05mol 的水溶液中滴加AgNO3溶液,可得白色沉淀14.35g,n (AgCl) =0.1mol,根据氯原子守恒得n(Cl-)=n(AgCl)=0.1mol,物质的量之比等于个数之比,的外界中含有2个氯离子,内界中含有1个氯离子,其配位数是6,所以内界中含有5个氨气分子,化学式为,该配离子为,故选C;
(6)液体分层,上层为无色溶液,下层为油状液体(硝基苯层),底部有白色沉淀(AgCl)(硝基苯密度比水大,覆盖在AgCl沉淀上方);由题干信息可知,,AgCl易转化为AgSCN,硝基苯的密度比水的大,故实验过程中加入硝基苯的目的是使生成的AgCl沉淀被硝基苯覆盖,防止AgCl转化为AgSCN沉淀。
(7)滴入最后半滴KSCN溶液,溶液变为红色(或血红色),且半分钟内不褪色(Fe3+与SCN−结合生成红色络合物);
(8)滴定原理为过量溶液将a g产品中的全部沉淀,过量的溶液用KSCN溶液滴定,根据反应的计量关系可知,结合,可得产品的质量分数为% 。
(9)A.未用 KSCN 润洗滴定管,KSCN 溶液被稀释,消耗V2偏大,导致计算的Cl−物质的量偏小,纯度偏低,A符合题意;
B.锥形瓶未干燥不影响结果,B不符合题意;
C.溶液溅出,锥形瓶中Ag+减少,导致消耗V2偏小,则计算的Cl−物质的量偏大,纯度偏高,C不符合题意;
D.滴定后尖嘴有气泡,读取的V2偏小,则计算的Cl−物质的量偏大,纯度偏高,D不符合题意;
故选A。
试卷第1页,共3页
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