高考化学一轮课时达标习题 第10章 化学实验（4）（含解析）.doc

第10章化学实验（4）1过碳酸钠(2na2co33h2o2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂，该晶体具有na2co3和h2o2的双重性质。利用图2装置制备过碳酸钠，在冷水浴中充分反应后，按图1流程可获得过碳酸钠产品。(1)恒压滴液漏斗中支管的作用是_使液体顺利流下_。(2)制备过碳酸钠的关键是_控制反应温度_。(3)如果配制过碳酸钠的水中含有铁离子，不仅会削弱洗涤剂的去污能力，甚至完全失去杀菌作用。试分析其中的原因：_2h2o22h2oo2或2fe33co3h2o=2fe(oh)33co2_(写出其中一种即可，用化学方程式表示)。(4)某化学学习小组为了定性探究铁离子对这种新型漂白剂的不良影响，取该漂白剂100 ml，加入25 g fecl3固体，产生大量无色无味气体，用贮气瓶收集气体。请选用下列试剂和实验用品完成气体成分的探究过程：0.1 mol/l naoh溶液、8.0 mol/l naoh溶液、澄清石灰水、0.01 mol/l kmno4溶液、bacl2稀溶液、品红溶液、蒸馏水、木条、酒精灯、火柴、洗气瓶。提出假设：对该气体成分提出合理假设。假设1：气体是o2。假设2：气体是_co2和o2_。假设3：气体是co2。设计方案：设计实验方案证明你的假设，在下表中完成实验步骤、预期现象与结论。实验步骤预期现象与结论将气体依次通入盛有_澄清石灰水_、_8.0_mol/l_naoh溶液_的洗气瓶中，_并将带火星的木条放在最后一个洗气瓶的出口处_若澄清石灰水不变浑浊，木条复燃，则假设1成立_若澄清石灰水变浑浊，木条复燃，则假设2成立_若澄清石灰水变浑浊，木条不复燃，则假设3成立_解析 (1)恒压滴液漏斗中支管连接了上下两端，使液体上下气压相等，使漏斗中的液体能顺利流下。(2)温度高时h2o2易分解，故控制好反应温度是关键。(3)铁离子可以作催化剂，使过氧化氢分解，另外铁离子和碳酸根离子可以发生水解相互促进的反应。(4)无色无味气体可能是o2或co2或co2和o2二者的混合气体。检验co2用澄清石灰水，检验o2用带火星的木条。2将绿矾(feso47h2o)在隔绝空气条件下加强热分解。已知产物全部为氧化物。为探究绿矾分解的产物，某同学进行了以下实验：【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应溶液，进行以下猜想和实验：猜想实验步骤预期现象与结论猜想一：铁元素只显_2_价向所得溶液中滴入kscn溶液向稀酸性kmno4溶液中滴入所得溶液kscn溶液无明显现象；稀酸性kmno4溶液颜色_褪色_猜想二：铁元素只显_3_价kscn溶液呈_血红_色；稀酸性kmno4溶液颜色_无变化_猜想三：铁元素既有2价又有3价kscn溶液呈_血红_色；稀酸性kmno4溶液颜色_褪色_【实验二】为进一步探究该反应的产物，进行了如下图所示的实验：(1)实验开始时，点燃b处酒精喷灯之前应先打开a处活塞通co2，其目的是_排净装置内的空气_。(2)图中装置c的作用是_防止产生倒吸_。(3)该组同学称取了55.6 g绿矾按如图装置进行实验，待绿矾分解完全后，测得d瓶中沉淀的质量为23.3 g，根据这些数据，可以得知，绿矾分解的化学方程式为_2feso47h2ofe2o3so2so314h2o_。(4)该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是_未进行尾气处理_。解析 【实验一】由题意知绿矾分解的产物全为氧化物，则铁元素可能为2价，也可能为3价，或者既有2价又有3价。2价铁具有还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，3价铁遇kscn溶液生成血红色物质，利用这些性质可以检验铁元素的价态。【实验二】(1)feso4具有还原性，能够被空气中的氧气氧化，实验开始时先通co2的目的是排净装置内的空气，防止feso47h2o被氧化。(2)本实验有加热装置，反应产生气体，气体与氯化钡溶液反应产生白色沉淀，导气管内压强减小，容易发生倒吸，c为防倒吸装置。(3)55.6 g绿矾的物质的量为0.2 mol，那么分解前硫元素的物质的量为0.2 mol，白色沉淀为硫酸钡，其物质的量为0.1 mol，所以除了so3以外还应有so2，其物质的量也为0.1 mol，因此绿矾分解的化学方程式是2feso47h2ofe2o3so2so314h2o。(4)二氧化硫会污染环境，应添加尾气处理装置。3硫代硫酸钠(na2s2o3)是重要的化工原料，可用作分析试剂及鞣革的还原剂，易溶于水，受热、遇酸易变质。na2s2o35h2o是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与bacl2溶液混合无沉淀生成。工业上常利用含硫废水生产na2s2o35h2o，某化学兴趣小组在实验室中用如图所示装置(部分夹持装置已略去)模拟其生产过程并探究其化学性质。 烧瓶c中发生的反应如下：na2s(aq)h2o(l)so2(g)=na2so3(aq)h2s(aq)2h2s(aq)so2(g)=3s(s)2h2o(l)s(s)na2so3(aq)na2s2o3(aq).制备na2s2o35h2o(1)加入药品之前须进行的操作是_检查装置气密性_；装置d的作用是_防止倒吸_；装置b的作用之一是观察so2的生成速率，其中的试剂最好选用_c_(填字母)。a蒸馏水b饱和na2so3溶液c饱和nahso3溶液d饱和nahco3溶液(2)为保证硫代硫酸钠的产量，实验中产生的so2不能过量，原因是_若so2过量，溶液显酸性，产物分解，产率降低_；所制得的粗产品可以通过_重结晶_方法进一步提纯得到纯na2s2o35h2o。.测定产品纯度准确称取w g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.10 moll1 i2标准溶液滴定。反应原理为2s2oi2=s4o2i。(3)滴定至终点时的现象：_溶液由无色变蓝色，且半分钟内不褪色_。滴定起始和终点时i2标准溶液液面位置如图所示，则消耗i2标准溶液的体积为_18.10_ml。产品的纯度为%(设na2s2o35h2o的相对分子质量为m，列出用m、w表示的表达式)。.探究na2s2o3的部分化学性质(4)【提出假设】假设一：na2s2o3与na2so4的结构相似，化学性质也应该相似，因此，室温时na2s2o3溶液的ph7。假设二：从s的化合价推测na2s2o3具有较强的还原性。【验证假设】配制适量na2s2o3溶液，进行如下实验，请将实验补充完整。实验操作实验结论或现象现象解释(用离子方程式表示)假设一_用玻璃棒蘸取na2s2o3溶液点在ph试纸中部，再与标准比色卡对照(或用ph计测量na2s2o3溶液的ph)_溶液ph8_s2oh2o=hs2ooh_假设二向溴水中滴入适量na2s2o3溶液溴水褪色_s2o4br25h2o=2so8br10h_实验结论：_na2s2o3溶液呈碱性，且具有还原性(或假设一不成立，假设二成立)_。.na2s2o3的应用(5)na2s2o3的商品名为“海波”，俗称“大苏打”，化学上常用于滴定实验。为测定某k2cr2o7溶液的浓度，研究小组的同学准确量取10.00 ml k2cr2o7溶液于锥形瓶中，加入过量ki固体和适量稀h2so4，滴加几滴指示剂，用0.10 moll1 na2s2o3标准溶液滴定至终点，进行3次平行实验后，测得平均消耗na2s2o3溶液的体积为30.00 ml，则c(k2cr2o7)_0.05_moll1。(已知：cr2o6i14h=2cr33i27h2o).探究与反思(6)为验证产品中含有na2so3和na2so4，该小组设计了以下实验方案，请将实验方案补充完整。取适量产品配成稀溶液，_滴加足量bacl2溶液有白色沉淀生成，过滤，用蒸馏水洗涤沉淀，向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀部分溶解，并产生有刺激性气味的气体，则可确定产品中含有na2so3和na2so4_。(所需试剂从bacl2溶液、稀hno3、稀h2so4、稀盐酸、蒸馏水中选择)解析 (1)加入药品前应先检查装置的气密性；装置d为安全瓶，防倒吸；装置b的作用之一是观察so2的生成速率，故所选试剂应不与so2反应，且so2在其中的溶解度较小，故最好选用饱和nahso3溶液。(2)由题意可知硫代硫酸钠受热、遇酸易变质，若so2过量，溶液显酸性，产物变质，产率降低；通常采用多次结晶的方法，即重结晶法提纯晶体产物。(3)na2s2o3与i2反应产生i，因此当na2s2o3反应完全，过量的i2遇淀粉溶液变为蓝色。故滴定至终点时，溶液颜色的变化是由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色。根据滴定起始和终点的液面位置图可知反应消耗i2标准溶液的体积为18.10 ml。n(i2)0.10 moll10.018 1 l1.81103 mol；根据关系式2s2oi2可知n(na2s2o3)21.81103mol3.62103 mol，所以产品的纯度为3.62103 molm gmol1w g100%。(4)假设一的实验结论是溶液的ph8，故实验目的是测定溶液的ph，具体操作是用玻璃棒蘸取na2s2o3溶液点在ph试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照。溶液呈碱性，原因是s2o在溶液中水解，离子方程式是s2oh2ohs2ooh。假设二的实验现象是溴水褪色，证明na2s2o3有还原性，发生反应的离子方程式是s2o4br25h2o=2so8br10h，故实验结论是na2s2o3溶液呈碱性，且na2s2o3具有还原性。(5)根据所给离子方程式可得对应关系式：k2cr2o73i26na2s2o3，则c(k2cr2o7)n(na2s2o3)v0.10 moll10.03 l0.01 l0.05 moll1。(6)题干中给出na2s2o3稀溶液与bacl2溶液混合无沉淀生成，则可取适量产品配成稀溶液，滴加足量bacl2溶液，有白色沉淀生成。因na2s2o3在酸性环境中易分解，故需要过滤并用蒸馏水洗涤沉淀，再向沉淀中加入足量稀盐酸，若固体部分溶解，产生无色有刺激性气味的气体，证明产品中含有na2so3和na2so4。4氮化铝(aln)是一种新型无机非金属材料。某aln样品仅含有al2o3杂质，为测定aln的含量，设计如下三种实验方案。(已知：alnnaohh2o=naalo2 nh3)【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中aln的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图装置c中球形干燥管的作用是_防倒吸_。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_检查装置气密性_，再加入实验药品，接下来的实验操作是_关闭k1，打开k2_，打开分液漏斗活塞，加入naoh浓溶液，至不再产生气体。打开k1，通入氮气一段时间，测定装置c反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_把装置中残留的氨气全部赶入装置c_。(3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_装置c出口处连接一个干燥装置_。【方案2】用下图装置测定m g样品中aln的纯度(部分夹持装置已略去)。(4)为测定生成气体的体积，量气装置中的x液体可以是_ab_(填字母)。accl4bc6h6cnh4cl溶液dh2o (5)若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为v ml(已转换为标准状况)，则aln的质量分数是100%(用含m、v的数学表达式表示)。【方案3】按以下步骤测定样品中aln的纯度：(6)步骤生成沉淀的离子方程式为_aloco22h2o=al(oh)3hco_。(7)若在步骤中未洗涤，测定结果将_偏高_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析 (1)根据装置和仪器作用分析，氨气与浓硫酸发生反应生成硫酸铵，易发生倒吸，装置c中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)组装好实验装置后，由原理可知气体制备需要先检查装置气密性，再加入实验药品，接下来的实验操作是关闭k1，打开k2，打开分液漏斗活塞，加入naoh浓溶液，至不再产生气体。为了将装置内的氨气全部赶入装置c被浓硫酸吸收，准确测定装置c的增重，打开k1，通入氮气一段时间，测定装置c反应前后的质量变化。(3)装置中存在的缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置c，使测定结果偏高，改进的方法是在装置c出口处连