高考化学 元素及其化合物 专题07 物质性质实验探究对点练习.doc

专题07 物质性质实验探究 1用如下图所示的装置进行实验(夹持仪器略去，必要时可加热)，其中a、b、c中分别盛有试剂1、2、3，能达到相应实验目的的是选项试剂1试剂2试剂3实验目的装置a浓盐酸mno2饱和nacl溶液除去cl2中的hc1b浓hno3cu片ki淀粉溶液验证no2的氧化性c稀硫酸溶液x澄淸石灰水验证x中是否有co32-d70%硫酸na2so3酸性kmno4溶液验证so2具有漂白性【答案】b 2利用下图实验装置进行有关实验，下列对结论的叙述正确的是选项中试剂 中试剂 结论a镁条、蒸馏水肥皂水中开始出现气泡，说明中生成了氢气b铜片、硝酸溶液蒸馏水中试管口出现红棕色气体，说明中生成了no2c二氧化锰、浓盐酸淀粉ki溶液该装置可以用来检验中是否产生了氯气d乙醇、乙酸、浓硫酸饱和naoh溶液该装置可以用来制备乙酸乙酯【答案】c 3某实验小组将so2通入na2s和na2so3的混合溶液中制备硫代硫酸钠(na2s2o3)。其装置如下图所示(省略夹持装置)，下列说法错误的是a. 装置的作用之一是观察so2的生成速率，其中的液体可以是饱和nahso3溶液b. 为提高产品纯度，使烧瓶中na2s和na2so3恰好完全反应，则c. 装置的作用是吸收尾气，同时防止倒吸d. 装置也可用于高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气【答案】b【解析】装置中气泡产生的速率越快，说明so2的生成速率越快；so2难溶于nahso3溶液，故a正确；根据反应方程式2na2sna2so33so23na2s2o3，所以，故b错误；装置中盛放适当的试剂可以吸收so2气体，倒置的漏斗同时防止倒吸，故c正确；高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，属于固体与液体常温下反应制备气体，故d正确。4向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。 下列说法不正确的是a. fe3+对该反应有催化作用b. 该过程中的fe3+可由fe(no3)3提供c. 可用k3fe(cn)6溶液区分fe3+与fe2+d. 制备cucl2的总反应为2cu o2 4hcl 2cucl2 2h2o【答案】b 5下列装置或操作能达到实验目的的是a. 甲装置构成铜锌原电池b. 用图乙所示装量加热alcl3饱和溶液然后利用余热蒸干制备alcl3固体c. 丙装置里图i烧瓶中充满氨气，烧杯中盛装水，在图ii的锥形瓶中，加入足量的cu与稀硝酸，图i和图ii都产生喷泉现象且原理相同d. 利用丁装置制取so2，并检验其还原性，小试管中的试剂可为酸性kmno4溶液【答案】d【解析】a. 构成原电池的条件是使自发的氧化还原反应分别在两极上发生，此装置氧化反应与还原反应都在左侧烧杯发生，右侧烧杯 不发生反应，不能构成原电池，应该将两溶液对调，a错误；b. 加热alcl3饱和溶液，促进alcl3水解生成氢氧化铝沉淀，不能制备alcl3，b错误；c.图i产生喷泉是利用氨气极易溶于水，使烧瓶内压强迅速较小，液体迅速上升产生喷泉，图ii是锥形瓶内发生反应产生的气体，将液体压入烧瓶，产生了喷泉，原理不相同，c错误；d.酸性kmno4溶液紫色变浅或褪色，证明so2具有还原性，d正确；因此，本题答案为d。6连二亚硫酸钠（na2s2o4）俗称保险粉，易被氧气氧化。利用如图装置，在锥形瓶中加入hcoona、naoh、ch3oh和水形成的混合液，通入so2时发生反应生成保险粉和一种常见气体，下列说法错误的是a. 制备保险粉的离子方程式为hcoooh2so2=s2o42co2h2ob. naoh溶液的主要作用是吸收逸出的co2c. 多孔玻璃球泡的作用是增大气体与溶液的接触面积，使so2能被充分吸收d. 为避免产生的na2s2o4被o2氧化，使硫酸与亚硫酸钠先反应，产生的so2排出装置中残留的o2【答案】b7用下图装置进行中实验，对应中现象正确，且能达成相应实验目的的是( )选项中实验中现象实验目的a将浸透石蜡油的石棉加热br2的ccl4溶液褪色石蜡裂解产物中含有烯烃b加热nh4cl固体酚酞溶液变红制备氨气并检验氨气性质c加热nahco3与na2co3混合粉末澄清石灰水变浑浊验证nahco3具有热不稳定性d加热铁粉及湿棉花肥皂水中有气泡冒出fe与h2o发生了置换反应【答案】a 8铬铁矿主要成分为feo、cr2o3，含有sio2、al2o3等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠晶体(na2cr2o7)的流程如图所示:(1)步骤的主要反应为feocr2o3+o2+naoh na2cro4+nafeo2+h2o，该反应配平后feocr2o3与o2的系数比为_。该步骤是在坩埚中进行煅烧，可用此坩埚材料的是_(填标号)。a.铁 b.氧化铝 c.石英 d.陶瓷(2)步聚煅烧反应极慢，需要升温至naoh呈熔融状态，反应速率才加快，其原因是_。(3)步骤中nafeo2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为_。(4)将五份滤液1分别在130蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤的最佳结晶温度为_。结晶温度/na2cro4粗晶中各物质含量/%na2cro4 4h2onaohnaalo2na2sio33052.4529.798.6912.214068.8120. 498.4610.845060.2627. 9610.369.326050.7429.6610.4012.257046.7733.068.106.48(5)步骤中滤渣3的成分是_(写化学式)。(6)若该流程中铬元素完全转化为红矾钠晶体，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_(用含m1、m2的代数式表示)。【答案】 4:7 a 熔融后增大了反应物的接触面积 nafeo2+2h2o=fe(oh)3+naoh 40 ai(oh)3、h2sio3(或h4sio4) 52m2/131m1100% 9一种磁性材料的磨削废料，主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约21%)，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍，工艺流程如下：回答下列问题:(1)“酸溶”时，溶液中有fe3+、fe2+、ni2+等生成，废渣的主要成分是_；金属镍溶解的离子方程式为_。(2)“除铁”时h2o2的作用是_，加入碳酸钠的目的是_。(3)“除铜”时，反应的离子方程式为_，若用na2s代替h2s除铜，优点是_。(4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，naf的实际用量不能过多的理由为_。(5)已知常温下kspni(oh)2=2.010-15，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液ph约为_时，ni2+才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的依度1.010-5mol/l；lg2=0.30)。【答案】 sio2 5ni+12h+2no3-=5ni2+n2+6h2o 将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的ph，使fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣 h2s+cu2+=cus+2h+ 无易挥发的有毒气体h2s逸出，可保护环境 过量的f-生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器 9.15 10实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂（limn2o4）的一种流程如下：（1）废旧电池可能残留有单质锂，拆解不当易爆炸、着火，为了安全，对拆解环境的要求是_。（2）“酸浸”时采用hno3和h2o2的混合液体，可将难溶的limn2o4转化为mn(no3)2、lino3等产物。请写出该反应离子方程式_。如果采用盐酸溶解，从反应产物的角度分析，以盐酸代替hno3和h2o2混合物的缺点是_。（3）“过滤2”时，洗涤li2co3沉淀的操作是_。（4）把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末，按物质的量1：4混合均匀加热可重新生成limn2o4，升温到515时，开始有co2产生，同时生成固体a，比预计碳酸锂的分解温度（723）低很多，可能的原因是_。（5）制备高纯mnco3固体：已知mnco3难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解；mn(oh)2开始沉淀的ph=7.7。请补充由上述过程中，制得的mn(oh)2制备高纯mnco3的操作步骤实验中可选用的试剂：h2so4、na2co3、c2h5oh：向mn(oh)2中边搅拌边加入_。【答案】 隔绝空气和水分 2limn2o4+10h+3h2o2=2li+4mn2+3o2+8h2o 反应生成cl2，污染环境 沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流出，重复操作 23 次 mno2作为催化剂，降低了碳酸锂的分解温度 na2co311li4ti5o12和lifepo4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为fetio3,还含有少量mgo、sio2等杂质)来制备,工艺流程如下:回答下列问题:(1)“酸浸”后，钛主要以tiocl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式_。(2)li2ti5o15中过氧键的数目为4，其中ti的化合价为_。(3)若“滤液”中c(mg2+)=0.02mol/l，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使fe2+恰好沉淀完全即溶液中c(fe3+)=110-5mol/l，此时_(填“有”或“无”)mg3(po4)2沉淀生成。fepo4、mg3(po4)2的ksp分别为1.310-2、1.010-2。(4)写出“高温煅烧”中由fepo4制备lifepo4的化学方程式_。(5)tio2xh2o加热制得的粗tio2是电解法生产金属钛的一种较先进的方法，电解液为某种可传导02-离子的熔融盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为:_，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有_。【答案】 fetio3+ 4h+4cl = fe2+ tiocl42 + 2h2o +4 无 2fepo4 + li2co3+ h2c2o42lifepo4+ h2o+ 3co2 tio2+4e-=ti+2o2- o2、co、co2 【解析】（1）“酸浸”后，钛主要以tiocl42-形式存在，相应反应的离子方程式为 12三氯乙醛是基本有机合成原料之一，是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略)，模拟工业生产进行制备三氯乙醛(ccl3cho)的实验。查阅资料，有关信息如下：制备反应原理：c2h5oh+4cl2ccl3cho+5hcl可能发生的副反应：c2h5oh+hclc2h5cl+h2o、ccl3cho+hcloccl3cooh(三氯乙酸)+hcl相关物质的相对分子质量及部分物理性质：c2h5ohccl3choccl3coohc2h5cl相对分子质量46147.5163.564.5熔点/-114.1-57.558-138.7沸点/78.397.819812.3溶解性与水互溶可溶于水、乙醇可溶于水、乙醇、三氯乙醛微溶于水，可溶于乙醇(1)仪器e的名称是_，冷凝水的流向是_进_出(填“a”或“b”)。(2)该设计流程中存在一处缺陷，该缺陷是_，引起的后果是_。(3)仪器a中发生反应的离子方程式为_。(4)该装置c可采用_，加热的方法以控制反应温度在70左右。(5)装置d干燥管的作用为_，装置d烧杯中的试剂是_。(6)反应结束后，从c中的混合物中分离出cl3ccooh的方法是_(填名称)。(7)已知：常温下ka(ccl3cooh)=1.010-1moll-1，ka(ch3cooh)=1.710-5moll-1，请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱：_。【答案】 球形冷凝管 a b 缺少干燥氯气的装置 导致装置c中副产物ccl3cooh、c2h5cl增多 2mno4+16h+10cl-=2mn2+5cl2+8h2o 水浴 防止液体倒吸 氢氧化钠溶液 蒸馏 分别测定0.1moll-1两种酸溶液的ph，三氯乙酸的ph较小，说明三氯乙酸酸性比乙酸的强 13铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(feco3)可作为补血剂，铁红(fe2o3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含fe2o3、feo，还有一定量的sio2)制备碳酸亚铁的流程如下：（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有_(写出一种)。（2）“还原”时，fes2与h2so4不反应，fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：fes2 +14fe3+ +8h2o15fe2+2so42+16h+，则另一个反应的离子方程式为：_；fes2还原后，检验fe3+是否反应完全的方法是_。（3）“沉淀”时，需控制ph不宜过高，否则生成的feco3中可能混有_杂质；写出加入nh4hco3生成“沉淀”的化学方程式：_；所得feco3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_。（4）feco3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出co2，则与feco3反应的物质为_(填化学式)。（5）feco3在空气中煅烧生成fe2o3时，也会生成feo。现煅烧34.8g的feco3，得到fe2o3和feo的混合物23.76g。则fe2o3的质量为_ g。【答案】 适度加热、适量增加硫酸的浓度、将烧渣粉碎、搅拌等 fes2+2fe3+=3fe2+2s 取少量溶液，滴入几滴kscn溶液，若溶液变为血红色，说明其中含有fe3+，反之，未反应完全； fe(oh)2 feso4+2nh4hco3=(nh4)2so4feco3h2oco2 取少许最后一次洗涤液于试管中，滴加稍过量稀盐酸，无明显现象，再滴加bacl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净 o2、h2o 21.6 14含硫化合物在生产生活中应用广泛，科学使用对人体健康及环境保护意义重大。 红酒中添加一定量的so2 可以防止酒液氧化，这应用了so2 的_性。 某水体中硫元素主要以s2o32-形式存在，在酸性条件下，该离子会导致水体中有黄色浑浊并可能有刺激性气味产生，原因是_。（用离子方程式说明） 实验室采用滴定法测定某水样中亚硫酸盐含量：滴定时，kio3 和ki 在盐酸作用下析出i2：5i- + io3- + 6h+ =3 i2+3 h2o生成的i2 再和水样中的亚硫酸盐反应：i2 + so32- + h2o = 2h+2i-+ so42- 滴定到终点时的现象是:_ 若滴定前盛标准液的滴定管没有用标准液润洗，则测定结果将_（填偏大、偏小、不变）。滴定终点时，100ml的水样共消耗x ml标准溶液。若消耗1ml标准溶液相当于so32-的质量1g，则该水样中so 32 的含量为_g / l已知非金属单质硫（s）是淡黄色固体粉末，难溶于水为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验，请回答下列问题：、若装置a的圆底烧瓶中盛装二氧化锰，则分液漏斗中盛装的试剂是_、装置b中实验现象为_，证明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强、装置c中反应的作用是：_【答案】 还原 2h+s2o32-=so2+s+h2o 溶液由蓝色变为无色且30秒内不变色 偏大 10x 浓盐酸 淡黄色沉淀生成 吸收氯气，避免空气污染15nicl2是化工合成中最重要的镍源。实验室常用下列装置(夹持装置已略去)制备无水nicl2。实验步骤如下:i.按图示连接好装置，检查装置气密性后，先向装置中通入干燥的co2。ii.约20min后，停止通入co2，改为通儒cl2并使装置中充满cl2。iii.将电炉升温至750，在氯气流中加热约lh。iv.在氯气流中冷却至室温后，再继续通入co2约10min。回答下列问题:(1)仪器a的名称为_。(2)步骤i中通入co2的目的是_。(3)a中生成cl2的离子方程式为_。(4)判断步骤ii中氧气已充满装置的现象是_。(5)步骤iv中通入co2的目的是_，水槽中naoh溶液的作用是_。(6)反应前石英管及瓷舟的总质量为m1、放入镍粉后石英管及瓷舟的总质量为m2，氧化反应后石英管及瓷舟的总质量为m3，则产品中n(ni)/n(cl)=_(填计算表达式)。(7)实验室也可用nicl26h2o与液态socl2混合加热制取无水nicl2，其反应的化学方程式为_。【答案】 蒸馏烧瓶 排尽装置内的空气(或防止空气中的氧气与镍反应等合理答案) 2mno4-+16h+10c1-=2mn2+5cl2+8h2o 漏斗液面上方的气体呈黄绿色 排尽装置中的cl2 吸收未反应的cl2，以免污染环境 35.5(m2-m1)/59(m3-m2) nicl26h2o+6socl2nicl2+6so2+12hcl 16一种用软锰矿(主要成分mno2)和黄铁矿(主要成分fes2) 制取mnso4h2o并回收单质硫的工艺流程如下：已知：本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。回答下列问题：（1）步骤混合研磨成细粉的主要目的是_；步骤浸取时若生成s、mnso4及fe2(so4)3的化学方程式为_。（2）步骤所得酸性滤液可能含有fe2+，为了除去fe2+可先加入_；步骤需将溶液加热至沸然后在不断搅拌下加入碱调节ph为45，再继续煮沸一段时间，“继续煮沸”的目的是_。步骤所得滤渣为_(填化学式)。（3）步骤需在90100下进行，该反应的化学方程式为_。（4）测定产品mnso4h2o的方法之一是：准确称取a g产品于锥形瓶中，加入适量zno及h2o煮沸，然后用c moll-1kmno4标准溶液滴定至浅红色且半分钟不褪色，消耗标准溶液vml，产品中mn2+的质量分数为w(mn2+)=_。【答案】 增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率 3mno2+2fes2+6h2so4 =3mnso4+fe(so4)3+4s+6h2o 软锰矿粉或h2o2溶液 破坏fe(oh)3胶体并使沉淀颗粒长大，便于过滤分离 fe(oh)3 (nh4)2sx+1 2nh3+h2s+xs (8.25cv/a)%或(8.25cv10-2)/a或0.0825cv/a或0.0825cv/a100% 17三盐基硫酸铅(3pbopbso4h2o) (相对分子质量为990)简称“三盐”，白色或微黄色粉末，热稳定性能优良，主要用作聚氯乙烯的热稳定剂。“三盐”是由可溶性铅盐中加入硫酸生成硫酸铅，再加氢氧化钠而制得。以100.0吨铅泥(主要成分为pbo、pb及pbso4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。已知:(1)ksp(pbso4)=1.8210-8，ksp(pbco3)=1.4610-13；(2)铅与冷盐酸、冷硫酸几乎不起作用。请回答下列问题:(1)写出步骤“转化”的化学方程式_。(2)步骤“酸溶”，最适合选用的酸为_，为提高酸溶速率，可采取的措施是_(任意写出一条)。(3)若步骤沉铅”后的滤液中c(pb2+)=1.8210-5mol/l，则此时c(so42-)=_mol/l。(4)从原子利用率的角度分析该流程的优点为_。(5)步骤“合成”三盐的化学方程式为_。若得到纯净干燥的三盐49.5t，假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为_ % (结果保留一位小数)【答案】 pbso4+na2co3=pbco3+na2so4 硝酸(或hno3) 适当升温(适当增加硝酸浓度、减小滤渣颗粒大小等合理答案均可) 110-3 滤液2(hno3溶液)可以循环利用 4pbso4+6naoh3pbopbso4h2o+3na2so4+2h2o 51.8 18k2so4是无氯优质钾肥，mn3o4是生产软磁铁氧体的原料，以硫酸工业的尾气为原料联合制备k2so4和mn3o4的工艺流程如图所示。回答下列问题：（1）mn3o4中的mn元素有+2价和+3价两种情况，则 mn3o4中+2价与+3价mn 元素的物质的量之比为_。（2）“反应i”_（填“是”或“不是”）氧化还原反应，为提高反应的反应速率，可采取的措施有_(答出一条即可）。（3）“反应ii”的反应原理是_。（4）试剂a的电子式为_。（5）“一系列操作”指_，该过程用到的非玻璃仪器为_。（6）流程图中“煅烧”操作的温度与剩余固体质量变化曲线如图所示。则产物a的化学式为_，产物b的化学式为_。【答案】 1:2 是 采用caco3粉末（或适当增大反应温度，合理即可） 微溶的 caso4 转化为难溶的caco3 蒸发浓缩，冷却结晶，过滤 蒸发皿 mnso4 mn3o4先失去结晶水。设mnso4h2o的物质的量为1 mol，质量为169g，其中含有m（mnso4）=151g，根据题意可知，在a处固体的质量为169g89.35/100=151g，所以a的组成为mnso4；在b处固体的质量为169g45.17/100=76.33g，其中mn是55g，o是21.33g，则二者的个数之比是1：21.33/163：4，因此化学式为mn3o4。19超细铜粉有重要用途，工业上可以通过铝黄铜合金（含cu、al、zn）制超细铜粉。某小组在实验室模拟制备超细铜粉的方法如下:步骤：取铝黄铜合金加入热浓硫酸溶解，再加入过量naoh溶液只生成cu(oh)2沉淀，过滤，洗涤。步骤：向cu(oh)2沉淀中加硫酸溶解，再加氨水，形成 cu(nh3)4so4溶液。步骤：向cu(nh3)4so4溶液中通入so2气体至溶液呈微酸性，生成nh4cuso3。再与足量的1.000moll-1的稀硫酸混合并微热，得到超细铜粉。（1）步骤中完全溶解铝黄铜合金可以加入稀硫酸和_。afecl3 b盐酸 c热空气 （2）配制500 ml 1.000 moll-1的稀硫酸，需要用98%的浓硫酸（密度为1.84 gml-1）_ml。（3）在步骤中生成nh4cuso3的化学反应方程式为_。（4）准确称取1.000 g铝黄铜合金与足量的1.000 moll-1稀硫酸完全反应，生成标准状况下气体体积为134.4 ml。将相同质量的合金完全溶于热的足量的浓硫酸，产生标准状况下气体体积为380.8ml。计算此合金中铜的质量分数_。【答案】 c 27.2（或27.17） 2cu(nh3)4so4 + 3so2 + 4h2o2 nh4cuso3 + 3(nh4)2so4 n(h2)=0.1344l22.4lmol-1=0.006moln(so2)=0.3808l22.4lmol-1=0.017molzn、al与稀硫酸产生的h2和zn、al与浓硫酸产生的so2的物质的量相同，n(cu)=n(so2)n(h2)=0.017mol0.006mol=0.011mol铜的质量分数为：=70.4% 20工业上利用软锰矿浆(软锰矿的主要成分是mno2,还含有硅、铁、铝、钙、镁和少量重金属镍的化合物等杂质)为原料制取电解锰和四氧化三锰。注:过量的软锰矿将fe2+氧化为fe3+。(1)纤维素(c6h10o5)n还原mno2时，发生反应的化学方程式为_。(2)已知:kpal(oh)3=110-33,kspfe(oh)3=310-39,加入nh3h2o后，al3+浓度为l10-6mol/l时，溶液中fe3+浓度为_(3)ph对除镍效果的影响如图1:控制ph为4.55.0除镍效果最好，原因是_(4)电解mnso4溶液制备电解锰，用惰性电极电解，阳极的电极反应式为_，为保证电解的顺利进行，电解液必须保持一定的mn2+浓度。mn2+浓度和电流效率的关系如图2所示。由图可知当mn2+浓度大于22g/l时，电流效率随mn2+浓度增大反而下降，其原因是_。(5)mnso4溶液制备四氧化三锰。氨水作沉淀剂，沉淀被空气氧化所得产品的x射线图见图3。mn2+形成mn(oh)2时产生少量mn2(oh)2so4,加入nh4cl会影响mn2(oh)2so4的氧化产物，写出nh