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第第页河南高考化学三年(2023-2023)模拟题汇编-41探究性实验(1)(含解析)河南高考化学三年(2023-2023)模拟题汇编-41探究性实验(1)
一、单选题
1.(2023·河南·校联考模拟预测)为了探究CdS、Ag2S的溶解度相对大小,利用如图装置进行实验。
已知:Ag2S呈黑色,难溶;CdS呈黄色,难溶;FeS呈块状黑色,难溶。下列叙述正确的是
A.X为硝酸,Y溶液为硫酸铜溶液
B.若装置B中先生成黑色沉淀,则Ag2S的溶解度小于CdS
C.停止反应的操作是关闭活塞K
D.用浓盐酸和MnO2制备氯气时可以用装置A
2.(2023·河南郑州·统考三模)化学是一门以实验为基础的自然学科。以下实验项目是高中化学课程标准规定的四个学生必做实验,依据所提供的实验药品和仪器能完成实验项目的是
实验项目实验药品所用玻璃仪器
A配制100mL0.1mol·L-1的氯化钠溶液氯化钠固体、蒸馏水100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管
B探究Fe2+和Fe3+的氧化性和还原性FeSO4溶液、FeCl3溶液、氯水、KI溶液、KSCN溶液、锌片、淀粉溶液试管、胶头滴管
C探究不同价态硫元素之间的转化铜片、稀H2SO4、浓H2SO3、Na2SO3溶液、氯水、Na2S溶液试管、胶头滴管
D用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子粗食盐水、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、NaOH溶液烧杯、胶头滴管、试管表面皿、玻璃棒
A.AB.BC.CD.D
3.(2022·河南·校联考模拟预测)遇会生成蓝色沉淀,因此常用于的检验。文献显示:具有氧化性,可以氧化;还原性Fe大于。
某科研小组探究Fe与能否直接反应的实验如下:
实验1:取加热至沸腾并快速冷却的溶液(加热、冷却过程中溶液颜色无变化)于试管中,并加入1mL的苯,再加入铁粉,长时间无蓝色沉淀出现。
实验2:在“实验1”中,若使用砂纸打磨过的铁粉,一会儿就出现蓝色沉淀。
实验3:在“实验1”中,若加少量NaCl,立即出现蓝色沉淀;若换成加入或;则不出现蓝色沉淀。
实验4:在“实验1”中,若将铁粉换成在稀硫酸中反应一段时间的铁片,立即出现蓝色沉淀。
下列说法错误的是
A.实验1中长时间无蓝色沉淀出现,可能是因为铁粉表面有氧化膜
B.可能起破坏铁粉表面氧化膜的作用
C.Fe与可以直接反应
D.在Fe、C、NaCl溶液组成的原电池中,通过直接滴加溶液至电解质溶液中的方法,可以检验是否发生原电池反应
4.(2022·河南·校联考模拟预测)某同学设计下列装置制备少量(沸点为128.7℃,能与水、乙醇以任意比混溶)。下列说法正确的是
A.配制乙醇与浓硫酸混合液的方法是:在不断搅拌下向浓硫酸中加入乙醇
B.装置b中可盛放酸性溶液以除去杂质
C.装置c中发生的反应为
D.最后用分液的方法从装置c中分离出
5.(2022·河南安阳·统考模拟预测)下表中的实验操作、现象和结论均正确的是
选项实验操作现象结论
A向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液前者产生气泡较快催化能力Fe3+>Cu2+
B分别在0°C和25°C环境下向两支试管中依次加入2mL1mol·L-1KI溶液、2mL0.1mol·L-1稀H2SO4和2滴淀粉溶液,振荡试管,记录变蓝时间后者变蓝用时短温度越高反应速率越快
C向Cu(OH)2悬浊液中逐滴加入氨水蓝色沉淀变多Cu(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡
D将蔗糖水解液调节至碱性,加入银氨溶液,水浴加热试管内壁出现光亮的银镜蔗糖水解产物中有还原性糖
A.AB.BC.CD.D
6.(2023·河南新乡·统考一模)下列操作与现象及推论均正确的是
选项操作与现象推论
A向FeSO4溶液中加入少量的Na2O2粉末,产生红褐色沉淀硫酸亚铁已变质
B向Cu(NO3)2溶液中加入含淀粉的KI溶液,溶液变蓝色,并生成白色沉淀白色沉淀是CuI2
C向NaHCO3溶液中加入CaCl2溶液,产生白色沉淀用CaCl2溶液可鉴别NaHCO3溶液和(NH4)2CO3溶液
D在乙醇中加入一小块钠,钠沉入底部并观察到气泡产生钠的密度大于乙醇的密度,且生成的气体为氢气
A.AB.BC.CD.D
二、工业流程题
7.(2023·河南·统考模拟预测)从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的一种工艺流程如图所示。
已知:①“沉钼”前钼元素主要以形式存在;
②该条件下Ksp(NiCO3)=1.5×10-7;
③温度低于20°C时,以NiSO4·7H2O形式结晶;温度高于30°C时,以NiSO4·6H2O形式结晶。
请回答下列问题。
(1)“焙烧”时先将纯碱和废钼催化剂磨成粉末、拌匀(混合料),然后采取如图所示的“多层逆流焙烧”,这样做的优点为;“焙烧”时生成的气体A的主要成分有(填化学式)。
(2)若“除铁”后所得滤液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1“沉镍”后所得滤液中c()=1.0×10-5mol·L-1,则沉镍率=[沉镍率=×100%,计算过程中不考虑溶液体积变化]。
(3)写出“沉钼”时的离子方程式:。
(4)一系列操作实验步骤依次为
i.过滤,洗涤;
ii.将沉淀转移至烧杯,滴加稀H2SO4,直至沉淀恰好完全溶解;
iii.过滤得NiSO4·7H2O。
步骤i中洗涤沉淀的操作方法为。
把步骤iii填写完整:.。
(5)在空气中煅烧28.1gNiSO4·7H2O,固体失重率随时间变化的关系如表所示:
时间/min010203040
失重率/%019.244.873.371.9
40min时残留氧化物为(填化学式)。
8.(2023·河南·校联考模拟预测)北京航空航天大学郭林教授课题组最近合成了一种Au单原子新型材料[C3N4(Au1/ACN)],能提高锂电池性能。某小组以含金黄铁矿(主要成分是Au和FeS2)为原料制备该新型材料的简易流程如图所示。
回答下列问题:
(1)提高“熔池”中反应速率的措施有(答一条)。
(2)需要用到下列玻璃仪器中的_____。
A.B.C.D.
(3)“沉金”中,另一种产物是Na2[M(CN)4],Na2[M(CN)4]=2Na++[M(CN)4]2-。写出“沉金”的离子方程式。
(4)以“酸浸”的浸液为原料制备高纯度铁红的流程如下:
①通入过量Cl2的目的是。
②已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10-38;一般地,当离子浓度不超过1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子已沉淀完全。“调pH”最低值为。
③制备铁红“操作”名称是。
(5)据文献报道,一种绿色,环保型制备氯金酸的原理是纯金溶于含双氧水的浓盐酸也能制备HAuCl4;写出相应的化学方程式。
(6)若步骤a、b、c的产率依次为75%、80%、65%,则由金制备该材料的总产率为。
9.(2022·河南·校联考模拟预测)高纯硫化锂(Li2S)是一种潜在的锂离子电池电解质材料。一种制备Li2S的工艺流程如下:
已知Li2S易潮解,加热条件下易被氧化。
回答下列问题:
(1)上述流程中多次用到Ar,其目的是。
(2)实验室常用FeS与稀硫酸反应制备H2S,该反应的离子方程式为,所用发生装置与制备(任写一种气体化学式)发生装置相同。
(3)“LiHS制备”过程所用实验装置(夹持仪器与加热装置均省略)如图:
①仪器X的名称为,冷却水从(填“a”或“b”)进入。
②图中两个空锥形瓶的作用是。
③试剂Y为。
(4)“热解”时反应的化学方程式为,适宜的加热方式为(填“油浴”或“水浴”)加热。
(5)该工艺中,Li2S的产率为%(结果保留两位小数)。
10.(2022·河南·校联考二模)近年来电动汽车得到了大众的青睐,随之三元锂电池也得到了广泛地应用。为节约和充分利用资源,采用如图工艺流程对废旧三元锂电池的正极材料进行处理来制备α—MnO2:
已知:a.正极材料的主要成分为LiNixCoyMn1-x-yO2,另含有聚偏氟乙烯和乙炔黑。Ni元素的化合价为+2,Co元素的化合价为+3,Mn元素的化合价为+4。
b.浸出液中含有:Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+等。
回答下列问题:
(1)放电结束后,对正极材料进行“碾碎”和“灼烧”的目的分别是、。
(2)若x=y=,写出正极片与H2SO4溶液和H2O2溶液共同反应的化学方程式。
(3)过二硫酸钾中硫元素的化合价为。
(4)向“浸出液”中加入K2S2O8溶液时,溶液出现紫红色,写出产生该现象的离子方程式。
(5)若要得到纯净干燥的α—MnO2,在“过滤2”后还需要进行的实验操作是、。
(6)已知正极材料中锰元素的质量分数为18.17%,若用以上工艺流程处理100g正极材料制备α—MnO2,其产率达96%。用获得的α—MnO2和足量的浓盐酸完全反应(其他成分不参与反应),在标准状况下,制得的氯气的体积约为L(保留两位小数)。
三、实验题
11.(2023·河南·校联考模拟预测)高锰酸钾为黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒,常用作消毒剂、水净化剂、氧化剂等。欲在实验室中按一定的流程制取KMnO4晶体,请回答下列问题:
I.用图1中装置制取锰酸钾
(1)应选择使用坩埚(填“铁”或“石英”)作为反应容器;向所得的KClO3和KOH熔融物中分批加入5gMnO2,则制取K2MnO4的化学方程式为。
Ⅱ.用图2中装置制备高锰酸钾
将上述反应产物冷却、研细得到固体粉末,加入4%KOH溶液,呈绿色,倒入图2中的三颈烧瓶中,通入CO2调节到溶液呈弱碱性时K2MnO4发生歧化反应;然后趁热过滤反应产物,得到的MnO2循环利用;最后将滤液进行一系列操作得到高锰酸钾固体。
(2)上述歧化反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为。
(3)上述操作过程中趁热过滤的原因是;将滤液进行的一系列操作包括蒸发浓缩、、、干燥,得到高锰酸钾固体。
Ⅲ.测定产物中KMnO4的质量分数
准确称取KMnO4样品7.900g,配制成250mL溶液;取20.00mL0.50mol·L-1Na2C2O4溶液加入锥形瓶中,再加入足量3.00mol·L-1硫酸,水浴加热到70~80°C,趁热滴入高锰酸钾溶液,达到滴定终点时消耗KMnO4溶液的体积为25.00mL(已知:2+5+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
(4)KMnO4溶液应装入图3的(填“a”或“b”)中;上述达到滴定终点的现象为。
(5)产物中KMnO4的质量分数为(杂质不参与反应)。
12.(2023·河南·校联考模拟预测)12-钨硅酸H4[SiW12O40]是一种环境友好型催化剂、碱性染料媒染剂。一种合成12-钨硅酸的步骤如下:
步骤1:称取25.0gNa2WO4·2H2O置于150mL烧杯中,加入50mL蒸馏水,剧烈搅拌至澄清。
步骤2:在强烈搅拌下继续向烧杯中缓慢加入1.9gNa2SiO3·9H2O使其充分溶解后,将烧杯盖上表面皿,然后将上述溶液加热至沸腾。
步骤3:在微沸和不断搅拌下从滴液漏斗中缓慢地向其中加入浓盐酸,调节pH为2~3.滤出析出的硅酸沉淀并将混合液冷却至室温。
步骤4:在通风橱中,将冷却后的溶液转移到分液漏斗中,加入乙醚,并逐滴加入浓盐酸。充分振荡,静置后分层,将下层油状的十二钨硅酸醚化合物分出于蒸发皿中。反复萃取直至下层不再有油状物分出。
步骤5:向蒸发皿中加入约3.0mL蒸馏水,在40°水浴上蒸醚,直到液体表面出现晶膜。抽滤,即可得到白色12-钨硅酸固体粉末。
已知:乙醚、四氯化碳、乙醇的沸点依次为34.5°C、77°C、78.3°C。
请回答下列问题:
(1)步骤1“搅拌”时使用的仪器名称是。
(2)步骤3采用如图1装置过滤,能否用烧杯替代锥形瓶?答:(填“能”或“否”),理由是。
(3)步骤4中,用如图2装置萃取、分液。从下列选项选择合适操作(操作不重复使用)并排序:。
c→____→____→e→d→f→____。
a.检查旋塞、玻璃塞是否漏水
b.将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸
c.涂凡士林
d.旋开旋塞放气
e.倒转分液漏斗,小心振荡
f.经几次振荡并放气后,将分液漏斗置于铁架台上静置
g.打开旋塞,向蒸发皿放出下层液体
h.打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒出其中,完成操作d时分液漏斗下端(填“向下”或“向上”)倾斜。
(4)利用图3装置完成“抽滤”,安全瓶的主要作用是,洗涤产品的操作是。
(5)步骤5中加入3.0mL蒸馏水的目的是。
(6)实验中,不能用乙醇、四氯化碳替代乙醚作萃取剂的主要原因。
13.(2023·河南郑州·统考三模)硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂、媒染剂。常温下该物质在空气中会水解,受热时易分解。以废铜屑(表面沾有油污)为原料制备([Cu(NH3)4]SO4·H2O)的实验步骤如下:
I、CuSO4的制备
(1)步骤①中采取“碱煮水洗”,目的是。
(2)步骤②在常温下进行,需要加入的试剂是。
Ⅱ、晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液加入装置A中,滴加6mol·L-1氨水时,有浅蓝色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;继续滴加氨水,沉淀消失,得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液。将A中溶液转移至B中,析出([Cu(NH3)4]SO4·H2O)晶体;将B中混合物转移至装置C中抽滤(减压过滤),用乙醇洗涤晶体2~3次;取出晶体,冷风吹干。。
(3)用离子方程式表示装置A中“沉淀消失”的原因。
(4)抽滤时,抽气泵处于工作状态,活塞需(填“打开”或“关闭”),作用是。
(5)晶体采用冷风吹干而不用加热烘干的原因是。
Ⅲ废液回收
减压过滤后的废液中含有[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水,向废液中加入硫酸,回收乙醇并获得CuSO4和(NH4)2SO4的混合溶液。
(6)向废液中加入硫酸的作用是。(答出两条)
(7)(NH4)2SO4溶液受热易分解,则回收乙醇的实验方法为。
14.(2022·河南濮阳·统考模拟预测)一氧化碳是无色、无味的有毒气体,是C1化学的基础,在冶金工业中用作还原剂。回答下列问题:
I.某学习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO,实验装置如图所示:
已知:i.CO能与银氨溶液[Ag(NH3)2OH]反应产生黑色固体;
ii.银可溶于浓硝酸;
iii..上述瓶中试剂均足量。
回答下列问题:
(1)按气流从左到右的方向,装置的连接顺序为a→(填仪器接口小写字母)。
(2)装置连接好后,装药品之前的操作为;实验结束时,应(填字母)。
A.先熄灭酒精灯,再关闭活塞K;
B.先关闭活塞K,再熄灭酒精灯
(3)装置D中氢氧化钠溶液的作用是(用离子方程式表示)。
(4)反应结束后装置D中银氨溶液瓶底产生黑色沉淀,为验证产物,分离出上层清液和底部黑色固体,并进行如下实验:
a.测得上层清液的pH=10;
b.向上层清液中滴加几滴Ba(OH)2溶液,发现有白色浑浊出现,同时产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;
c.取新制的银氨溶液滴加几滴Ba(OH)2溶液,无明显现象;
d.将黑色沉淀用蒸馏水洗净。
①根据上述实验现象判断,上层清液中含有NH3·H2O和(填化学式)。
②设计实验证明黑色固体是Ag单质,其操作为。
③CO与银氨溶液反应中有NH3生成,结合实验现象写出该反应的化学方程式:。
II.测定某气体样品中CO含量的方法如下:将500mL(标准状况)含有CO的某气体样品通过盛有足量I2O5的干燥管,170℃下充分反应,用水—乙醇混合液充分溶解产物I2,定容到100mL。取25.00mL,用0.0100mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,消耗标准溶液的体积为20.00mL(已知:2NaS2O3+I2=2NaI+Na2S4O6;气体样品中其他成分与I2O5,不反应)。
(5)气体样品中CO的体积分数为。
15.(2022·河南·校联考模拟预测)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是无机精细化学品,在造纸、印染等行业应用广泛。某科研小组通过以下方案制备Na2S2O4并测定其纯度。
已知:①Na2S2O4在空气中极易被氧化,易溶于水且随温度的升高溶解度增大,不溶于乙醇,在碱性介质中较稳定。
②低于52℃时Na2S2O4在水溶液中以Na2S2O4·2H2O形态结晶,高于52℃时Na2S2O4·2H2O在碱性溶液中脱水成无水盐。
请回答下列问题:
I.Na2S2O4的制备
其制备过程如下:
步骤1:安装好整套装置(夹持装置省略),并检查装置的气密性;
步骤2:在三颈烧瓶中依次加入Zn粉和水,电磁搅拌形成悬浊液;
步骤3:打开仪器a的活塞,向装置C中先通入一段时间SO2;
步骤4:打开仪器c的活塞滴加稍过量NaOH溶液使装置C中溶液的pH在8.2~10.5之间;
步骤5:过滤,将滤液经“一系列操作”可获得Na2S2O4。
(1)仪器b的名称是。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式:。
(3)装置B(单向阀)的作用是防倒吸,下列装置能代替它的是(填字母)。
a.b.c.d.
(4)步骤3中生成物为ZnS2O4,该反应需控制温度在35~45℃进行,其原因为。
(5)步骤4中,需控制溶液的pH在8.2~10.5之间,其原因为:
①pH太大Zn(OH)2会溶解;
②pH太小Zn2+沉淀不完全;
③。
(6)“一系列操作”包括:
a.搅拌下用水蒸气加热至60℃左右;
b.分批逐步加入细食盐粉,搅拌使其结晶,用倾析法除去上层溶液,余少量母液;
c.趁热过滤;
d.用乙醇洗涤。
上述操作的合理顺序为→干燥(填字母)。
II.Na2S2O4含量的测定
实验装置:
实验原理:[Fe(CN)6]3-+S2O+OH-——SO+[Fe(CN)6]4-+H2O(未配平)。
实验过程:称取0.25g样品加入三颈烧瓶中,加入适量NaOH溶液,打开电磁搅拌器,通过滴定仪控制滴定管向三颈烧瓶中快速滴加0.10mol·L-1,K3[Fe(CN)6]标准溶液,达到滴定终点时消耗24.00mL标准溶液。
(7)样品中Na2S2O4的质量分数为%(假设杂质不参与反应);若实验过程中忘记通入N2,对测定Na2S2O4含量的影响是(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。
16.(2022·河南·统考二模)某学习小组拟研究FeSO4的分解实验探究,请你利用所学知识帮该小组完成以下实验方案。
[实验目的]探究FeSO4分解产物与温度关系。
[提出假设]
假设1:Fe2O3、SO3、SO2;
假设2:FeO、SO3、SO2;
假设3:Fe3O4、SO3、SO2。
[查阅资料]几种物质的物理性质如表所示。
物质SO3SO2O2N2
熔点/℃16.8-72.4-218.4-209.9
沸点/℃44.8-10-182.9-195.8
回答下列向题:
(1)根据所学知识判断,假设2肯定不成立,理由是。
(2)实验过程中,在检查装置气密性之后点燃A处酒精灯之前的操作是,(只填操作),当A处固体完全分解后通入N2的目的是。
(3)实验室用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备N2,该反应的离子方程式为。
(4)低温浴槽Ⅰ收集的物质是(填化学式),低温浴槽Ⅱ控制的温度范围为。
(5)甲、乙组分别进行实验,实验数据如下(不考虑损失,固体已完全分解且固体产物为纯净物):
实验A处温度/℃FeSO4质量/g低温浴槽Ⅰ净增质量/g低温浴槽Ⅱ净增质量/g
甲T13.040.800.64
乙T24.561.600.64
甲组实验中A装置得到固体产物是(填化学式)。
(6)为进一步确认固体产物成分,取乙组实验得到的固体溶于稀硫酸,将溶液分成两份,进行如下实验:在一份溶液中滴加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀。在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液,观察到的现象是。
[实验结论]通过上述实验,FeSO4分解产物与温度有关。
[交流反思]FeSO4分解反应中是否有O2生成?
(7)为验证实验猜想,他们设计两种方案检验O2:
方案1:将D管导出的气体通入酸化的淀粉-KI溶液中。
方案2:用带火星的木条放在D管口处。
假设过程中持续缓缓通入N2,对比以上两种方案,其中方案(填“1”或“2”)可行。
17.(2022·河南郑州·统考三模)某同学查阅资料得知,在无水三氯化铝的催化作用下,利用乙醇制备乙烯的反应温度为120℃。反应装置如下图所示:
实验过程:检验装置气密性后,在圆底烧瓶中加入5g无水三氯化铝和10mL无水乙醇,点燃酒精灯加热。
请回答相关问题:
(1)该催化机理如下所示,某同学判断该机理中一定有水生成,请写出生成H2O的步骤中反应方程式。
(2)仪器B的名称为。该实验所采用的加热方式优点是。实验装置中还缺少的仪器是。
(3)B中无水氯化钙的作用是。甲同学认为可以将B装置改为装有浓硫酸的洗气瓶,老师否定了他的观点,理由是。
(4)气囊的作用是。其优点是。
(5)溴的四氯化碳溶液的作用是。
(6)中学教材中用乙醇和浓硫酸在170℃时制备乙烯。和教材实验相比,用三氯化铝做催化剂制备乙烯的优点有(任意写出两条即可)。
18.(2022·河南·校联考模拟预测)亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的发色剂和防腐剂。某化学兴趣小组设计实验制备NaNO2并探究其性质。
查阅资料信息:①2NO+Na2O2=2NaNO2;2NO2+Na2O2=2NaNO3.
②酸性KMnO4溶液可将低价氮的氧化物或酸根离子氧化为。
(1)NaNO2的制备(夹持装置和加热装置均已略,已检查装置气密性)。
①若没有装置B,则装置C中Na2O2与水发生反应:(填化学方程式)。
②制得的NaNO2固体中混有的杂质主要为NaNO3,改进措施是在装置A、B间添加,提高NaNO2的纯度。
③装置E中发生的主要反应的离子方程式为。
(2)验证亚硝酸钠与70%硫酸反应的气体产物为NO和NO2的混合气体。
已知:FeSO4溶液可吸收NO;NO2的沸点为21°C,熔点为-11°C。
①为了检验装置A中生成的气体产物,装置的连接顺序是A→。(按气流方向从左到右)
②反应前应打开弹簧夹1,先通入一段时间氮气,目的是。
③再关闭弹簧夹1,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,装置A中产生红棕色气体。
设计实验检验装置A中产生的气体含有NO的操作及现象:。
(3)查阅资料知:酸性条件下NaNO2具有氧化性。利用所供试剂,设计实验方案验证此信息:(供选用的试剂有NaNO2溶液、FeSO4溶液、稀硫酸、KSCN溶液)
(4)测定某亚硝酸钠样品的纯度。
设该样品的杂质均不与酸性KMnO4溶液反应,可用酸性KMnO4溶液测定NaNO2的含量。称取2.0g亚硝酸钠样品溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL溶液于锥形瓶中,再用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定,消耗酸性KMnO4标准溶液的体积如表:
实验组第一组第二组第三组第四组
消耗酸性KMnO4标准溶液的体积/mL9.9710.0212.0110.01
该亚硝酸钠样品中NaNO2的质量分数为。
19.(2023·河南焦作·统考一模)已知水合肼(N2H4·H2O)为无色透明的油状液体,沸点为120.1℃,有毒且不稳定,在300℃时分解成N2、NH3、H2和H2O,有淡氨味,具有强碱性、强还原性和吸湿性。某小组为探究其性质进行以下实验。
Ⅰ.水合肼的实验室制备。
用NaClO碱性溶液与尿素[CO(NH2)2]水溶液在40℃时反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应可以制得水合肼,装置如图所示(加热及夹持装置略)。
(1)反应时应向三颈烧瓶中逐滴滴加NaClO碱性溶液,防止其过量,其原因是。
(2)三颈烧瓶中反应的离子方程式为。
Ⅱ.探究水合肼的分解产物。
该小组成员利用下列装置(夹持装置略)热分解水合肼,并对分解产物(N2、H2、NH3、H2O)进行探究。
(3)C中盛放的试剂为。E中少量铜粉的作用是。
(4)检查装置气密性后,加热装置E前需要进行的操作是。
(5)实验过程中观察到的现象:G中无现象,H中,Ⅰ中。
(6)N中当时开始收集气体,若最后检验所收集的气体为N2,能否说明是水合肼热分解产生的?并说明理由:。
20.(2023·河南·校联考模拟预测)过氧化锶()广泛作为家庭及工业用漂白剂、洗涤剂、氧化剂。SrO2是一种白色粉末,加热条件下可与CO2、水蒸气反应,室温时在水中逐渐形成无色晶体SrO2·8H2O,与酸作用生成H2O2。
(1)实验室利用锶单质制备过氧化锶可能用到的仪器如图:
①按气流从左到右的流向,制备过氧化锶的导管接口顺序为a→(选择必要的仪器,可重复选择)。
②SrO2在空气中会变质生成碳酸盐,写出该反应的化学方程式。
(2)通入氨气的条件下,在水溶液中可制备得到SrO2·8H2O,实验装置如图:
①盛装H2O2溶液的仪器名称为。
②写出该方法制备SrO2·8H2O的离子方程式,NH3的作用是。
③冰水浴的原因是。
(3)为测定SrO2·8H2O样品的纯度,可进行下列实验:准确称取3.0gSrO2·8H2O置于锥形瓶中,加入适量的盐酸充分溶解;加入过量KI溶液,摇匀后置于暗处;充分反应后加入少量淀粉溶液,用1.000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至(写出实验现象),记下此时消耗标准溶液的体积,重复实验3~4次,得如表数据:
平行实验1234
消耗标准溶液体积(mL)19.9819.5020.0020.02
SrO2·8H2O样品的纯度为(已知:I2+2S2O=2I-+S4O)
参考答案:
1.C
【分析】A装置稀酸和FeS反应生成H2S气体,H2S气体通入B装置和含Ag+、Cd2+溶液反应,装置C是为了检验硫化氢气体是否过量;
【详解】A.X如果为稀硝酸,会产生NO气体,达不到实验目的,A项错误;
B.若装置B中先生成黑色沉淀,不能根据沉淀先后去证明的溶解度小于CdS,B项错误;
C.关闭活塞K则停止通入气体,可以让反应停止,C项正确;
D.用浓盐酸和制备氯气时需要加热,不能用装置A,D项错误;
答案选C。
2.B
【详解】A.配制100mL0.1mol·L-1的氯化钠溶液需要的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管和玻璃棒,故A不符合题意;
B.探究Fe2+的还原性,可以让FeSO4溶液和氯水反应,用KSCN溶液检验生成的Fe3+,探究Fe2+的氧化性,可以让FeSO4溶液和锌片反应观察锌片表面生成Fe单质,探究Fe3+的氧化性,可以让FeCl3溶液和KI溶液反应,用淀粉溶液检验生成的I2,依据所提供的实验药品和仪器能完成实验项目,故B符合题意;
C.铜不和稀硫酸反应,应该选用浓硫酸来探究不同价态硫元素之间的转化,故C不符合题意;
D.用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子需要的操作是过滤,所用玻璃仪器要包含漏斗,故D不符合题意;
故选B。
3.D
【分析】实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应,实验1说明铁粉表面氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应,实验3说明氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜,有利于铁与铁氰化钾溶液的反应。
【详解】A.由分析可知,实验1中长时间无蓝色沉淀出现能是因为铁粉表面的氧化膜阻碍了铁与铁氰化钾溶液的反应,故A正确;
B.由分析可知,氯离子能破坏铁粉表面的氧化膜,有利于铁与铁氰化钾溶液的反应,故B正确;
C.由分析可知,实验2、3、4说明铁与铁氰化钾溶液能直接反应,故C正确;
D.铁、碳、氯化钠溶液组成的原电池中,氯化钠溶液电离出的氯离子会破坏铁表面的氧化膜,若直接向原电池中滴加铁氰化钾溶液,铁与铁氰化钾溶液能直接反应,无法检验溶液中是否存在亚铁离子,不能检验是否发生原电池反应,故D错误;
故选D。
4.C
【详解】A.浓硫酸的密度比乙醇的大,应在不断搅拌下向乙醇中加入浓硫酸,A项错误;
B.装置b中应盛放浓的溶液,因高锰酸钾溶液可氧化乙烯,B项错误;
C.先与水反应生成,再与乙烯加成,C项正确;
D.与水互溶,应先中和再蒸馏,D项错误;
答案选C。
5.D
【详解】A.阴离子不相同,不能用于比较Fe3+和Cu2+的催化效率,故A错误;
B.KI溶液中先加淀粉,后加硫酸,试剂顺序不合理,故B错误;
C.氢氧化铜能与氨水反应生成深蓝色的溶液,生成了铜氨络离子,不能证明存在沉淀溶解平衡,故C错误
D.蔗糖在浓硫酸作用下发生水解反应后,调节溶液至碱性,加入银氨溶液,水浴加热,发生银镜反应,银元素化合价降低,则蔗糖水解产物中有还原性糖,故D正确;
故选:D。
6.D
【详解】A.过氧化钠有强氧化性,能氧化亚铁离子,不能说明硫酸亚铁已变质,故A不符合题意;
B.向Cu(NO3)2溶液中加入含淀粉的KI溶液,溶液变蓝色,说明I元素的化合价升高,KI被氧化,则Cu元素的化合价降低,被还原生成白色沉淀CuI,故B不符合题意;
C.CaCl2溶液与NaHCO3溶液不反应,不能产生白色沉淀,故C不符合题意;
D.在乙醇中加入一小块钠,钠沉入底部并观察到气泡产生,这说明钠的密度大于乙醇的密度,乙醇含有羟基和钠反应生成氢气和乙醇钠,故D符合题意。
故选D。
7.(1)增大接触面积,提高反应速率CO2、SO2
(2)98.5%
(3)2+4+6H+=(NH4)2Mo4O13·2H2O↓+H2O
(4)用玻璃棒引流,向漏斗中注入冷水直至没过沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次蒸发浓缩,在20°C以下冷却结晶
(5)Ni4O5(2NiO·Ni2O3)
【分析】废钼催化剂加入纯碱、空气焙烧生成气体有二氧化碳、二氧化硫,物质有钼酸钠、铁镍氧化物,水浸后过滤虑液中的钼酸钠用硝酸铵硝酸沉钼得到钼酸铵沉淀,滤渣用硫酸酸浸,加碳酸钠沉铁,加碳酸氢钠沉镍,最后转化为硫酸镍。
【详解】(1)多层逆流焙烧可以增大反应物的接触面积,提高反应速率;生成气体是二氧化碳和二氧化硫气体;
(2)沉镍后碳酸根离子浓度为1.0×10-5mol·L-1,由溶度积常数计算公式Ksp(NiCO3)=1.5×10-7,计算出c(Ni2+)=1.5×10-2,沉镍率=;
(3)沉钼最后得到(NH4)2Mo4O13·2H2O沉淀,反应的离子有、和氢离子,方程式为2+4+6H+=(NH4)2Mo4O13·2H2O↓+H2O;
(4)洗涤沉淀的操作是:用玻璃棒引流,向漏斗中注入冷水直至没过沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次;
(5)溶液中结晶应该是蒸发浓缩,由于温度低于20°C时,以NiSO4·7H2O形式结晶,所以要冷却到20°C以下结晶;40min时残留的是氧化物,镍元素没有丢失,计算出镍氧比就可以了,n(Ni)=,n(O)=4:5,化学式为Ni4O5。
8.(1)粉碎矿石、搅拌、适当增大空气的进入量
(2)A
(3)2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-
(4)完全氧化Fe2+(或其他合理答案)3灼烧
(5)2Au+3H2O2+8HCl=2HAuCl4+6H2O
(6)39%
【分析】含金黄铁矿通入空气煅烧,得到熔融物加入稀硫酸酸浸,铁反应成为滤液,滤渣加入NaCN、高压空气得到浸取液,加入锌得到粗金,处理得到纯金加入浓盐酸、浓硝酸得到HAuCl4,处理得到一种Au单原子新型材料;
【详解】(1)提高“熔池”中反应速率的措施有粉碎矿石、搅拌、适当增大空气的进入量等;
(2)流程中反应需要在烧杯中进行,故需要使用烧杯,故选A;
(3)“沉金”中,另一种产物是Na2[M(CN)4]且其为强电解质:Na2[M(CN)4]=2Na++[M(CN)4]2-,“沉金”后得到粗金中含有锌,则金属M为锌,锌和[Au(CN)2]-发生置换反应生成金和[Zn(CN)4]2-,离子方程式2[Au(CN)2]-+Zn=2Au+[Zn(CN)4]2-;
(4)①氯气具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,通入过量Cl2的目的是完全氧化Fe2+(或其他合理答案)。
②已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]≈1.0×10-38;一般地,当离子浓度不超过1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子已沉淀完全,则铁离子完全沉淀时,,pOH=11,pH=3,则“调pH”最低值为3。
③氢氧化铁煅烧生成氧化铁和水,故制备铁红“操作”名称是灼烧;
(5)过氧化氢具有强氧化性,纯金溶于含双氧水的浓盐酸也能制备HAuCl4,反应中金发生氧化反应、过氧化氢发生还原反应生成HAuCl4和水,2Au+3H2O2+8HCl=2HAuCl4+6H2O;
(6)若步骤a、b、c的产率依次为75%、80%、65%,则由金制备该材料的总产率为75%×80%×65%=39%。
9.(1)排出体系中的空气,防止LiOH·H2O与CO2反应以及Li2S被氧化
(2)FeS+2H+=Fe2++H2S↑H2
(3)球形冷凝管b防止倒吸NaOH溶液
(4)2LiHSLi2S+H2S↑油浴
(5)89.84
【分析】LiOHH2O在Ar氛围中减压脱水,通入Ar防止空气中CO2与LiOH反应,减压脱水,防止LiOH受热分解,LiOH与H2S在Ar以及吡咯烷酮中发生反应生成LiHS,然后LiHS在Ar氛围中加热到190℃,LiHS分解为Li2S,根据题中所给信息,通入Ar的目的防止Li2S氧化,然后离心过滤得到Li2S,据此分析。
【详解】(1)检验脱水中,通入Ar,避免空气中CO2与LiOH反应,Li2S加热条件下易被氧化,通入Ar排除装置中的氧气,故答案为排出体系中的空气,防止LiOH·H2O与CO2反应以及Li2S被氧化;
(2)FeS与稀硫酸制备硫化氢气体,利用酸性强的制备酸性弱的,其离子防尘是为FeS+2H+=Fe2++H2S↑,该反应为固体与液体不需加热制备气体,制备装置相同的有H2、CO2等;故答案为FeS+2H+=Fe2++H2S↑;H2、CO2等;
(3)①根据装置图可知,仪器X为球形冷凝管;冷却水下进上出,即从b口通入;故答案为球形冷凝管;b;
②两个空锥形瓶的作用是作安全瓶,防止倒吸;故答案为防止倒吸;
③硫化氢有毒,需要尾气吸收,一般用碱液吸收,即试剂Y为NaOH溶液;故答案为NaOH;
(4)根据上述流程,LiHS分解成H2S和Li2S,其反应方程式为2LiHSLi2S+H2S↑;热解温度190℃,而水的沸点为100℃,因此采用油浴加热;故答案为2LiHSLi2S+H2S↑;油浴;
(5)根据锂原子守恒,Li2S理论值为,产率为=89.84%;故答案为89.84。
10.(1)“碾碎”是为了增大固液反应的接触面积,加快反应速率,提高浸出率“灼烧”是为了除去正极上的有机附着物,利于后续反应
(2)6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O
(3)+6
(4)5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+
(5)洗涤烘干
(6)7.10
【分析】废旧电池充分放电后加足量氯化钠溶液溶解,过滤后将固体粉碎,并充分灼烧,所得固体加硫酸酸化后再加过氧化氢,将电池中得金属元素转化成Li+、Ni2+、Co2+、Mn2+等,过滤后,在滤液中加过二硫酸钾溶液将锰离子氧化成二氧化锰,过滤得到α-MnO2,据此分析解答。
(1)
正极材料的主要成分为LiNixCoyMn1-x-yO2,另含有聚偏氟乙烯和乙炔黑,对正极材料进行“碾碎”可以增大固体接触面积有利于其燃烧更充分,再“灼烧”可将其中得聚偏氟乙烯和乙炔黑燃烧除去,防止干扰后续分离,故答案为:“碾碎”是为了增大固液反应的接触面积,加快反应速率,提高浸出率;“灼烧”是为了除去正极上的有机附着物,利于后续反应;
(2)
若x=y=,正极片与H2SO4溶液和H2O2溶液共同反应生成硫酸锂,硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰,根据得失电子守恒可得化学方程式6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O,故答案为:6LiNiCoMnO2+3H2O2+9H2SO4=3Li2SO4+2NiSO4+2CoSO4+2MnSO4+3O2↑+12H2O;
(3)
过二硫酸钾中K为+1价、存在一个过氧键,有两个氧为-1价,则S为+6价,故答案为:+6;
(4)
“浸出液”中加入K2S2O8溶液时,溶液出现紫红色,说明过二硫酸钾将二价锰离子氧化成高锰酸根离子,1mol二价锰离子失5mol电子,1molS2O转变成硫酸根离子得2mol电子,根据得失电子守恒可得反应方程式为:5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+,故答案为:5S2O+2Mn2++8H2O=10SO+2MnO+16H+;
(5)
要得到纯净干燥的α—MnO2,过滤后需要对固体进行洗涤,洗涤后再烘干水分得到纯净干燥得α—MnO2,故答案为:洗涤;干燥;
(6)
正极材料中锰元素的质量分数为18.17%,若用以上工艺流程处理100g正极材料制备α—MnO2,其产率达96%,则生成的二氧化锰中的锰元素质量为100g×18.17%×96%=17.44g,则生成的二氧化锰的物质的量为:,根据,则生成氯气的物质的量为0.317mol,体积约为:0.317mol×22.4L/mol=7.10L,故答案为:7.10。
11.(1)铁3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
(2)2:1
(3)温度低时KMnO4会结晶析出而造成损失冷却结晶过滤(洗涤)
(4)b溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色
(5)80%
【详解】(1)根据图示信息,利用KClO3和KOH熔融物加热条件下,制取K2MnO4,因KOH可与二氧化硅发生反应,石英坩埚的主要成分为二氧化硅,故应选择使用铁坩埚作为反应容器;所KClO3和KOH熔融物中加入MnO2,制取K2MnO4的化学方程式为:。
答案为:铁;。
(2)结合题干信息,通入CO2调节到溶液呈弱碱性时K2MnO4发生歧化反应的化学方程式为:,K2MnO4发生歧化生成KMnO4和MnO2,反应中Mn元素化合价有+6价分别变化为+7和+4价,根据得失电子守恒,则氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1。
答案为:2:1。
(3)K2MnO4发生歧化生成KMnO4和MnO2,温度降低KMnO4溶解度降低,趁热过滤是为了减少KMnO4析出,提高产品的产率;将滤液进行的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到高锰酸钾固体。
答案为:温度低时KMnO4会结晶析出而造成损失;冷却结晶;过滤(洗涤)。
(4)KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,应装入酸式滴定管,故应装入图3的b中;达到滴定终点时Na2C2O4反应完全,终点现象为滴入最后一滴高锰酸钾,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色。
答案为:b;滴入最后一滴高锰酸钾,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色。
(5),n()=20.00mL10-30.50mol·L-1=0.01mol,则n()=410-3mol,m()=410-3mol158g/mol10=6.32g,则产品中高锰酸钾的质量分数为。
答案为:80%。
12.(1)玻璃棒
(2)否烧杯中液体散热快,导致部分产品析出附在内壁等
(3)c→a→b→e→d→f→h向上
(4)平衡气压,防倒吸向布氏漏斗中加入蒸馏水浸没固体,打开。水龙头,待液体全部流下,重复2~3次
(5)促进乙醚与水分层(其他合理答案也可给)
(6)乙醇易溶于水且沸点较高,四氯化碳沸点较高,蒸发四氯化碳需要较高的温度,导致产品脱水(或分解)(其他合理答案可酌情给分)
【详解】(1)步骤1“搅拌”时使用的仪器名称是玻璃棒。
(2)步骤3采用如图1装置过滤,不用烧杯替代锥形瓶,原因是:烧杯中液体散热快,导致部分产品析出附在内壁等。
(3)步骤4中,用如图2装置萃取、分液,操作为:涂凡士林、检查旋塞、玻璃塞是否漏水、将溶液和乙醚转入分液漏斗并逐滴加入盐酸、倒转分液漏斗,小心振荡、旋开旋塞放气、经几次振荡并放气后,将分液漏斗置于铁架台上静置、打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒出其中,完成操作d时分液漏斗下端向上倾斜,排列顺序为c→a→b→e→d→f→h。
(4)利用图3装置完成“抽滤”,安全瓶的主要作用是平衡气压,防倒吸;洗涤产品的操作是:向布氏漏斗中加入蒸馏水浸没固体,打开。水龙头,待液体全部流下,重复2~3次。
(5)步骤5中加入3.0mL蒸馏水的目的是促进乙醚与水分层(其他合理答案也可给)。
(6)实验中,不能用乙醇、四氯化碳替代乙醚作萃取剂的主要原因是:乙醇易溶于水且沸点较高,四氯化碳沸点较高,蒸发四氯化碳需要较高的温度,导致产品脱水(或分解)。
13.(1)除去废铜屑表面的油污
(2)H2O2和H2SO4
(3)Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2+++2OH-+8H2O
(4)关闭使装置内产生负压
(5)防止晶体受热分解
(6)中和氨水(或防止氨的挥发);增强溶液酸性,防止Cu2+和水解
(7)减压蒸馏
【详解】(1)油污在碱性条件下易水解,步骤①中采取“碱煮水洗”,目的是除去废铜屑表面的油污。
(2)稀硫酸的氧化性不强,Cu在常温下不和稀硫酸反应,但加入氧化剂如H2O2后,Cu可以和H2O2、H2SO4的混合溶液反应生成CuSO4,步骤②需要加入的试剂是H2O2和H2SO4。
(3)将上述制备的CuSO4溶液加入装置A中,滴加6mol·L-1氨水时,有浅蓝色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;继续滴加氨水,沉淀消失,得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,该过程的离子方程式为:Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2+++2OH-+8H2O。
(4)抽滤时,抽气泵处于工作状态,活塞需关闭,作用是使装置内产生负压。
(5)晶体采用冷风吹干而不用加热烘干的原因是:防止晶体受热分解。
(6)向废液中加入硫酸的作用是中和氨水(或防止氨的挥发);增强溶液酸性,防止Cu2+和水解。
(7)(NH4)2SO4溶液受热易分解,则回收乙醇的实验方法为减压蒸馏。
14.(1)decbhi(ih)fgk
(2)检查装置的气密性A
(3)2OH-+CO2=CO+H2O
(4)(NH4)2CO3取少量黑色固体于试管中,向其中滴加浓硝酸,固体全部溶解并有少量红棕色气体产生,继续滴加NaCl溶液,产生白色沉淀,说明黑色固体为单质银CO+2Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3或CO+2Ag(NH3)2OH+2H2O=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3·H2O
(5)8.96%
【分析】A装置是CO2气体发生装置,生成的CO2气体含有HCl和水蒸气,通过C中饱和NaHCO3溶液除去HCl,装置B中浓硫酸除去水蒸气,通过E加热和锌发生反应,装置D中氢氧化钠溶液用于吸收未反应的二氧化碳,CO进入装置银氨溶液观察是否产生黑色固体,以验证CO是否存在,F用于点燃除去多余的CO气体,以此解答该题。
(1)
由分析知,按气流从左到右的方向,装置的连接顺序为a→decbhi(ih)fgk。
(2)
装置连接好后,装药品之前的操作为检查装置的气密性;实验结束时应先熄灭酒精灯,再关闭活塞K,故选A。
(3)
装置D中氢氧化钠溶液的作用是吸收未反应的二氧化碳,用离子方程式表示为2OH-+CO2=CO+H2O。
(4)
①由abc、结合质量守恒知:向上层清液中滴加几滴Ba(OH)2溶液产生的白色浑浊出现为碳酸钡,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,而上层清液的pH=10呈碱性,则上层清液中含有NH3·H2O和(NH4)2CO3。
②欲设计实验证明黑色固体是Ag单质,可利用信息ⅱ:利用浓硝酸使银转变为银离子予以检验。则其操作为:取少量黑色固体于试管中,向其中滴加浓硝酸,固体全部溶解并有少量红棕色气体产生,继续滴加NaCl溶液,产生白色沉淀,说明黑色固体为单质银。
③已知信息i:CO能与银氨溶液[Ag(NH3)2OH]反应产生黑色固体Ag,则银氨溶液[Ag(NH3)2OH]为氧化剂、CO为还原剂,氧化产物为(NH4)2CO3,又知CO与银氨溶液反应中有NH3生成,则该反应的化学方程式:CO+2Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3或CO+2Ag(NH3)2OH+2H2O=(NH4)2CO3+2Ag↓+2NH3·H2O。
(5)
由信息可知5CO+I2O55CO2+I2,所以得关系式5CO~I2~2Na2S2O3即5CO~2Na2S2O3,n(CO)=n(Na2S2O3)=××(0.0100mol·L-1×0.02000L)=2×10-3mol,V(CO)=2×10-3mol×22.4L·mol-1×1000mL·L-1=44.8mL;故样品中CO的体积分数=×100%=8.96%。
15.(1)蒸馏烧瓶
(2)2NaHSO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+2H2O+2SO2↑
(3)bd
(4)温度较低时,反应速率较慢,温度较高时,SO2的溶解度较小
(5)碱性环境下,Na2S2O4能稳定存在
(6)bacd
(7)83.52偏低
【详解】(1)根据题图可以看到,该烧瓶圆底,无支管,所以是“圆底烧瓶”;
(2)复分解反应,强酸制弱酸,方程式为“2NaHSO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+2H2O+2SO2↑”;
(3)装置防倒吸一般按照气流短进长出或者短进短出的方案选择仪器,所以本问应选填“bd”;
(4)若反应温度过低,反应速率过慢,反应时间过长,而温度过高,气体在反应液中溶解度变低,无法充分参与反应,所以本问应填“温度较低时,反应速率较慢,温度较高时,SO2的溶解度较小”;
(5)根据题目所给条件可知本问应填“碱性环境下,Na2S2O4能稳定存在”;
(6)过滤除去沉淀后,在滤液中加入NaCl,提高溶液中Na+浓度,促进Na2S2O4结晶析出,对偏碱性溶液加热至52℃以上,再趁热过滤,获得无结晶水的Na2S2O4晶体,获得晶体后用乙醇洗涤晶体,除去残留滤液,降低晶体溶解损失,所以本问应填“bacd”;
(7)配平离子方程式:“”,
设样品中的物质的量为x,根据配平计算
解之,得x=1.2×10-3mol,所以Na2S2O4在样品中的质量分数为;若实验过程中未通N2做保护气,则样品中的有效成分会被空气中的氧气所氧化,则滴定消耗的K3[Fe(CN)6]标准溶液会偏少,则计算所得质量分数会“偏小”。
16.(1)化合价只有降低,不符合氧化还原反应化合价变化规律
(2)通入一段时间N2使A中残留的三氧化硫和二氧化硫分别排入I和Ⅱ中
(3)
(4)SO316.8℃-44.8℃
(5)Fe2O3
(6)溶液显红色或血红色
(7)1
【详解】(1)根据所学氧化还原反应的规律可知,有元素化合价的升高,必有元素化合价降低,而假设2中根据分解产物分析可知,反应后部分硫元素化合价降低,但无化合价升高的元素,不符合氧化还原反应的规律,所以假设2错误,故答案为:化合价只有降低,不符合氧化还原反应化合价变化规律;
(2)实验过程中,在检查装置气密性之后点燃A处酒精灯之前需通入一定量氮气,可排除装置内的空气,避免氧气或水蒸气干扰实验;当A处固体完全分解后通入N2,随着气流方向可使产生的气体全部进入下一装置,使其全部被吸收,故答案为:通一段时间N2;使A中残留的二氧化硫和三氧化硫分别排入I和Ⅱ中;
(3)饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热可发生归中反应生成氮气、氯化钠和水,其离子方程式为:;
(4)根据表中数据可知,SO3的沸点为44.8℃,SO2的沸点为-10℃,所以在低温浴槽I中收集SO3,II中收集SO2,且II的温度范围选择是高于熔点,低于沸点,应该是以液态收集,防止固体堵塞导管。所以解析中,I的温度范围应选择16.8℃-44.8℃;
(5)甲组实验中,FeSO4的质量为3.04g,则其物质的量为=0.02mol,低温浴槽Ⅰ中SO3的质量为0.8g,所以物质的量为=0.01mol,低温浴槽Ⅱ中SO2的质量为0.64g,所以其物质的量为=0.01mol,根据元素守恒可知,得到的固体为Fe2O3,其物质的量为0.01mol;
(6)根据小问(5)分析可知,乙组实验中,FeSO4的质量为4.56g,则其物质的量为=0.03mol,低温浴槽Ⅰ中SO3的质量为1.60g,所以物质的量为=0.02mol,低温浴槽Ⅱ中SO2的质量为0.64g,所以其物质的量为=0.01mol,根据元素守恒可知,得到的固体为Fe3O4,其物质的量为0.01mol,所以取乙组实验得到的固体溶于稀硫酸,溶液中含铁离子与亚铁离子,在一份溶液中滴加铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液,会产生蓝色沉淀,在另一份溶液中滴加NH4SCN溶液,观察到的现象是会观察到溶液显红色或血红色;
(7)N2不燃烧也不支持燃烧,假设过程中持续缓缓通入N2,若用带火星木条检验氧气的存在,现象会受干扰,而氧气具有氧化性,在酸性条件下可氧化碘离子生成能使淀粉变蓝的碘单质,不受氮气的干扰,所以选择实验方案1可行。
17.(1)
(2)球形干燥管受热均匀,便于控制温度温度计
(3)除去乙烯中的水和乙醇浓硫酸和乙烯能发生加成反应
(4)收集乙烯气体不会引入水蒸气
(5)验证生成的乙烯或吸收多余的乙烯气体,防止污染空气
(6)反应条件温和(温度低)、副反应少、产物更纯净、反应剩余物易处理(任意写两点)
【分析】该实验中乙醇在无水氯化铝作用下发生消去反应生成乙烯和水,无水氯化钙干燥乙烯,并吸收挥发的乙醇,C中收集乙烯,D中可以验证生成物为乙烯。
(1)
根据机理图可以看出,产物为乙烯,无水氯化铝应为催化剂,故过程中生成的;
(2)
仪器B的名称为球形干燥管;该实验反应温度为120℃,所采用的加热方式优点是受热均匀,便于控制温度;该实验需要控制温度为120℃,还需要温度计;
(3)
根据分析,除去乙烯中的水和乙醇;若将B装置改为盛有浓硫酸的洗气瓶,浓硫酸和乙烯能发生加成反应;
(4)
根据分析,气囊的作用是收集乙烯气体,气囊可以避免与空气中的水接触,故其优点是不会引入水蒸气;
(5)
根据分析,乙烯与溴的四氯化碳溶液反应,故溴的四氯化碳溶液的作用是:验证生成的乙烯或吸收多余的乙烯气体,防止污染空气;
(6)
本实验的温度低,没有用到浓硫酸,优点为:反应条件温和(温度低)、副反应少、产物更纯净、反应剩余物易处理(任意写两点)。
18.(1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑一个装有蒸馏水的洗气瓶,将NO2转化成NO5NO+3MnO+4H+=5NO+3Mn2++2H2O
(2)C、E、D、B排尽装置中的空气,防止生成的NO被氧化,干扰气体产物的检验反应一段时间后,打开弹簧夹2,向装置D中通入氧气,装置D中气体由无色变为红棕色
(3)取少量FeSO4溶液于试管中,向试管中先滴入稀硫酸酸化.再滴入几滴KSCN溶液,溶液仍为浅绿色,
然后滴加少量NaNO2溶液,此时溶液由浅绿色变为血红色,证明酸性条件下NaNO2具有氧化性
(4)86.25%
【分析】装置A制备NO气体,装置B干燥NO,装置C根据反应2NO+Na2O2=2NaNO2制备NaNO2,装置D防止水蒸气进入C中,装置E吸收过量的NO,防止污染空气,
【详解】(1)①金属铜和稀硝酸反应制得的一氧化氮会带出少量水,水会和过氧化钠发生反应生成NaOH和氧气,反应方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
②制得的NaNO2中混有较多的NaNO3杂质.说明制得的NO中混有NO2,可以在装置A.B间添加-一个装有蒸馏水的洗气瓶,将NO2转化成NO,或添加可直接吸收NO2的装置;
③装置E中NO和高锰酸钾发生氧化还原反应生成硝酸钾和锰离子,发生的主要反应的离子方程式为5NO+3+4H+=5+3Mn2++2H2O;
(2)①装置C用于吸收水蒸气,装置E用于冷却二氧化氮,装置D用于检验NO,装置B用于处理尾气,装置按气流从左到右的连接顺序是A→C→E→D→B;
②经分析物质性质可知,反应产物中应该含有NO,NO很容易被氧气氧化,故通入氮气的目的是排尽装置中的空气,防止生成的NO被氧化,干扰气体产物的检验;
③检验装置A中产生的气体含有NO的操作及现象:反应一段时间后,打开弹簧夹2,向装置D中通入氧气,装置D中气体由无色变为红棕色;
(3)利用亚硝酸钠氧化碘化钾生成单质碘,碘遇淀粉显蓝色,则实验方案是:取碘化钾溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,无明显现象,滴加少许NaNO2溶液,溶液变蓝,证明NaNO2具有氧化性;或者取硫酸亚铁溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加几滴KSCN溶液,溶液仍为浅绿色,滴加少许NaNO2溶液,此时溶液由浅绿色变为血红色,证明NaNO2具有氧化性;
(4)反应
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