题型逐点通关练(五)实验装置及操作的分析-2025版世纪金榜二轮化学收官专项辅导与训练

题型逐点通关练(五)实验装置及操作的分析(20分钟25分)1.(6分)铋酸钠(NaBiO3,M=280g·mol-1)是一种新型有效的光催化剂,也被广泛应用于制药业。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。制取铋酸钠利用白色且难溶于水的Bi(OH)3在NaOH溶液中,在充分搅拌的情况下与Cl2反应制备NaBiO3,实验装置如图所示(加热和夹持仪器已略去)。已知:NaBiO3粉末呈浅棕黄色,不溶于冷水,遇沸水或酸溶液迅速分解。请按要求回答下列问题:(1)当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A加热,原因是防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解。(2分)

【解析】A制备氯气,B除氯气中的氯化氢,C中Bi(OH)3被氯气氧化为NaBiO3,防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,所以当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A加热,D中氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染。(1)NaBiO3遇酸溶液迅速分解,防止Cl2过量使溶液呈酸性,导致NaBiO3分解,所以当观察到C中白色固体消失时,应关闭K3和K1,并停止对A加热。(2)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作是在冰水(冷水)中冷却结晶(或冷却结晶)、

过滤、洗涤、干燥。(2分)【解析】(2)NaBiO3粉末呈浅棕黄色,不溶于冷水,反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作是在冰水(冷水)中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是除去A中残留的Cl2。(2分)

【解析】(3)氯气有毒,为防止氯气污染空气,实验完毕后,打开K2,向A中加入NaOH溶液的主要作用是除去A中残留的Cl2。2.(9分)连二硫酸锰(MnS2O6,其中Mn为+2价)是一种常用的果蔬保鲜剂,易溶于水,室温下其水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定。回答下列问题:制备连二硫酸锰(MnS2O6)某化学小组利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。(1)装置B的作用是作安全瓶,防止倒吸。(2分)

【解析】(1)装置A中生成的SO2气体易溶于水,可能发生倒吸,则装置B的作用是防倒吸。(2)装置C中的反应温度需要控制在0℃左右,控制温度的方法是冰水浴。实验时需要向C中通入稍过量的SO2,目的是调节pH为2.8~3.5,使连二硫酸锰稳定存在。(5分)

【解析】(2)冰水的温度为0℃左右,装置C中的反应温度需要控制在0℃左右,则控制温度的方法是冰水浴;SO2和水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,连二硫酸锰水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定,所以实验时通入稍过量SO2的目的是调节pH为2.8~3.5,使连二硫酸锰稳定存在。(3)装置C中反应生成等物质的量的MnS2O6和MnSO4,判断反应完成的现象是黑色固体消失(或悬浊液变澄清),

待反应结束后经除杂、减压蒸发浓缩、结晶可得产品MnS2O6·nH2O。(2分)【解析】(3)装置C中SO2与MnO2悬浊液反应生成等物质的量的MnS2O6和MnSO4,反应的化学方程式为3SO2+2MnO2MnS2O6+MnSO4,MnO2是黑色固体,MnS2O6和MnSO4均能溶于水,若观察到黑色固体消失、悬浊液变澄清,则可判断反应完成。3.(10分)氯磺酸(HSO3Cl)可用于制造农药、洗涤剂、塑料等,军事上常用于烟幕剂。实验室制备少量氯磺酸的装置如图所示(图中夹持、固定仪器等已略去)。已知:氯磺酸沸点约152℃,易溶于硫酸,可迅速吸潮产生浓烈的白雾。制取氯磺酸的基本原理为HCl(g)+SO3(g)===HSO3Cl(l),其中SO3由发烟硫酸提供。回答下列问题:(1)甲向乙中加入浓盐酸的第一步操作为将磨口玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔或取下磨口玻璃塞。(2分)

【解析】(1)甲向乙中加入浓盐酸的第一步操作:将磨口玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔或取下磨口玻璃塞。(2)球形干燥管中装有碱石灰(填写试剂名称)。(2分)

【解析】(2)由题干信息可知,氯磺酸(HSO3Cl)沸点约152℃,易溶于硫酸,可迅速吸潮产生浓烈的白雾,球形干燥器中装有碱石灰(或氧化钙等碱性干燥剂),一是吸收HCl等酸性气体,二是防止空气中的水蒸气进入C中,引起氯磺酸水解变质。(3)装置B具有干燥气体、观察气体流速、平衡气压的作用。(2分)

【解析】(3)由装置图可知,装置B具有干燥气体、观察气体流速、平衡气压的作用。(4)下列现象能说明装置丙中反应完成的是c(填标号)。(2分)

a.三颈烧瓶中液体出现分层b.三颈烧瓶底部析出晶体c.装置B、C中进气口逸出的气泡速率相当,且C中出现大量气泡【解析】(4)当B和C中气泡逸出速率相当,C中导管出现大量气泡,说明通入的HCl基本不再与SO3反应了,此时可判断已大量制得氯磺酸并停止通入HCl气体。(5)当反应完成后,将