2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 第32講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)練習(xí) 魯科版.doc

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第32講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 課時(shí)作業(yè) 1．(2017西城區(qū)質(zhì)檢)Fe(OH)3可用來(lái)制顏料、藥物，做凈水劑?，F(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究制備Fe(OH)3的方法。 資料：新制Fe(OH)3在溶液中存在兩種電離：Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3H＋＋FeO＋H2O。 (1)向3支盛有1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液的試管中，分別加入3 mL不同濃度的NaOH溶液，都產(chǎn)生紅褐色沉淀。充分反應(yīng)后，過(guò)濾，取濾液分成兩等份，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下： c(NaOH)/(molL－1) 5.0 6.0 7.0 實(shí)驗(yàn)Ⅰ：滴入幾滴KSCN溶液 不變紅 不變紅 不變紅 實(shí)驗(yàn)Ⅱ：先加入過(guò)量稀硫酸，再滴入幾滴KSCN溶液 不變紅 變紅 變紅 ①產(chǎn)生紅褐色沉淀的離子方程式是___________________________________。 ②當(dāng)c(NaOH)≥6.0 molL－1時(shí)，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中溶液變紅的原因是______________、 ________________________________________________________(用離子方程式表示)。 (2)有同學(xué)提出可用某些鹽與FeCl3反應(yīng)制備Fe(OH)3。 ①向1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL－1 Na2CO3溶液，立即產(chǎn)生大量氣泡并有紅褐色沉淀產(chǎn)生。有同學(xué)提出沉淀中可能含有碳酸鹽。將沉淀過(guò)濾、洗滌后取樣，________證明沉淀中含有碳酸鹽。 ②向1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL－1 Na2SO3溶液，溶液由黃色變?yōu)榧t色，無(wú)丁達(dá)爾效應(yīng)，繼續(xù)滴加Na2SO3溶液，最終得到紅褐色沉淀。經(jīng)檢驗(yàn)沉淀中除Fe(OH)3外還含有FeSO3。產(chǎn)生FeSO3的原因是___________________。 (3)比較(1)和(2)，制備Fe(OH)3的合理方法是____________________________ _______________________________________________(注明試劑和用量)。 (4)FeSO4溶液僅與一種試劑反應(yīng)也可制Fe(OH)3，該試劑的化學(xué)式是________(寫出一種即可)。 解析：(1)①氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成紅褐色沉淀，反應(yīng)的離子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓；②NaOH濃度較小時(shí)，與FeCl3反應(yīng)后的上層清液中幾乎不含有Fe3＋、FeO，增大NaOH濃度后，促進(jìn)Fe(OH)3電離為FeO，故當(dāng)c(NaOH)≥6.0 molL－1時(shí)，其與FeCl3反應(yīng)后的上層清液中含有FeO，實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，加入過(guò)量H2SO4，結(jié)合Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3H＋＋FeO＋H2O可知，有 Fe3＋生成，則加入KSCN溶液后，混合溶液變紅。 (2)①碳酸鹽與鹽酸反應(yīng)有CO2生成，證明沉淀中含有碳酸鹽； ②向1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL－1 Na2SO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe3＋＋SO＋H2O2Fe2＋＋SO＋2H＋，繼續(xù)滴加Na2SO3溶液：Fe2＋＋SOFeSO3↓。(3)(2)方法容易引入雜質(zhì)，(1)中NaOH濃度過(guò)大時(shí)，F(xiàn)e3＋的利用率不高，因此制備Fe(OH)3的合理方法是選用1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液與 3 mL濃度小于6.0 molL－1的NaOH溶液。(4)Na2O2具有氧化性，能夠?qū)嗚F離子氧化為鐵離子，同時(shí)生成的溶液具有堿性，可制得Fe(OH)3，F(xiàn)eSO4溶液與NaClO反應(yīng)也可制Fe(OH)3。 答案：(1)①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ ②FeO＋4H＋===Fe3＋＋2H2O，F(xiàn)e3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 (2)①加入少量稀鹽酸，有無(wú)色氣泡產(chǎn)生 ②2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋、Fe2＋＋SO===FeSO3↓(文字描述也可) (3)1 mL 1.0 molL－1 FeCl3溶液與3 mL濃度小于6.0 molL－1的NaOH溶液 (4)Na2O2、NaClO等 2．(2017廣州測(cè)評(píng))氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種用途廣泛的化工原料。有關(guān)資料及制取步驟如下： ①氨基甲酸銨在常溫下、干燥的空氣中穩(wěn)定，遇水或潮濕空氣則生成碳酸銨或碳酸氫銨。 ②制備氨基甲酸銨的原理為2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH<0 ③按圖中裝置進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)： 步驟1：檢查裝置的氣密性。 步驟2：在相應(yīng)儀器中裝入藥品，其中在三頸燒瓶中加入足量的氫氧化鈉固體，恒壓滴液漏斗中裝入濃氨水。 步驟3：滴加濃氨水并攪拌，調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，在反應(yīng)器中得到產(chǎn)品。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)干燥管中盛放的藥品是________。 (2)對(duì)比碳酸鹽和酸反應(yīng)制CO2，該實(shí)驗(yàn)利用干冰升華產(chǎn)生CO2氣體的優(yōu)點(diǎn)有________、________。 (3)以恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的目的是_____________________________。 (4)濃硫酸的作用：________________________________________。 (5)取部分因變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.782 g，用足量石灰水充分處理后，使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過(guò)濾、洗滌、干燥，測(cè)得質(zhì)量為1.000 g。則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。 解析：(1)為防止副反應(yīng)的發(fā)生，制備氨基甲酸銨的原料氨氣必須進(jìn)行干燥。因?yàn)榘睔馐菈A性氣體，所以干燥氨氣應(yīng)該用堿石灰。(2)用碳酸鹽和酸反應(yīng)制CO2，生成的CO2必須進(jìn)行凈化和干燥處理，而直接利用干冰制備CO2，不需要凈化和干燥；又因?yàn)楦杀A變?yōu)镃O2氣體是吸熱反應(yīng)，可以提供低溫環(huán)境，使平衡正向移動(dòng)，可以提高轉(zhuǎn)化率。(3)恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內(nèi)外壓強(qiáng)，使氨水順利滴下。(4)氨氣是堿性氣體，濃硫酸是強(qiáng)酸，且具有吸水性，所以濃硫酸起到吸收多余的氨氣，同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解的作用。(5)產(chǎn)物是碳酸鈣，其物質(zhì)的量為1.000 g100 g/mol＝0.01 mol。設(shè)樣品中氨基甲酸銨物質(zhì)的量為x mol，碳酸氫銨物質(zhì)的量為y mol，依據(jù)碳原子守恒得到：x＋y＝0.01，又因?yàn)?8x＋79y＝0.782，解得x＝0.008，y＝0.002，則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.008 mol0.01 mol100%＝80%。 答案：(1)堿石灰 (2)不需要干燥　提供低溫環(huán)境，提高轉(zhuǎn)化率 (3)使氨水順利滴下 (4)吸收多余氨氣；防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解 (5)0.80或80% 3．(2017濰坊期末)硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化學(xué)中的重要試劑，在隔絕空氣加熱至500 ℃時(shí)能完全分解，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。某化學(xué)小組選用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置略)，探究此反應(yīng)產(chǎn)物。 (1)甲同學(xué)根據(jù)可能生成的氣體產(chǎn)物，設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)： 操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論或解釋 ①按________的順序組裝儀器并進(jìn)行實(shí)驗(yàn) ②__________ 氣體產(chǎn)物中既有H2O，也有NH3 ③按A、C、D、E的順序組裝儀器并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中裝置C的作用是________ C中無(wú)明顯現(xiàn)象，D中生成白色沉淀 ④D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________ (2)乙同學(xué)稱取14.20 g硫酸亞鐵銨固體，隔絕空氣加熱至500 ℃時(shí)使其完全分解，冷卻后稱得固體質(zhì)量為4.00 g，則所得固體產(chǎn)物的化學(xué)式為________(硫酸亞鐵銨的摩爾質(zhì)量為284 gmol－1)。 (3)實(shí)驗(yàn)證明：(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解除上述產(chǎn)物外，還有N2生成，試寫出硫酸亞鐵銨在隔絕空氣的條件下加熱至500 ℃時(shí)的分解反應(yīng)方程式： ___________ 解析：(1)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分解產(chǎn)物中含有氨氣和水蒸氣，選擇裝置A先通入氮?dú)馀艃粞b置中的空氣，加熱分解硫酸亞鐵銨，分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等，通過(guò)裝置F中無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)生成的水，再通過(guò)裝置E中的足量NaOH濃溶液除去水蒸氣、硫的氧化物，通過(guò)裝置B檢驗(yàn)氨氣，通入后溶液變紅色說(shuō)明生成氣體中含氨氣，所選用裝置的正確連接順序?yàn)锳FEB。③裝置C中含有HCl可以吸收生成的NH3，BaCl2溶液可以檢驗(yàn)是否含有SO3，以避免對(duì)SO2檢驗(yàn)的干擾。D中產(chǎn)生白色沉淀，是(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解生成的SO2被H2O2氧化后與BaCl2生成BaSO4沉淀，離子方程式為SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋。(2)14.20 g (NH4)2Fe(SO4)2中Fe的物質(zhì)的量為＝0.05 mol，F(xiàn)e的質(zhì)量為0.05 mol56 gmol－1＝2.80 g，則分解后固體中n(O)＝＝0.075 mol，F(xiàn)e、O的物質(zhì)的量之比為0.05 mol∶0.075 mol＝2∶3，則固體產(chǎn)物為Fe2O3。(3)實(shí)驗(yàn)證明(NH4)2Fe(SO4)2受熱分解生成氨氣、二氧化硫、氧化鐵、水，還有N2產(chǎn)生，結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式為2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O。 答案：(1)①A、F、E、B　②F中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，B中溶液變紅　③吸收NH3，驗(yàn)證是否含有SO3?、躍O2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋ (2)Fe2O3 (3)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O＋4SO2↑ 4．(2017山東青島質(zhì)檢)氯化鐵可用作金屬蝕刻、有機(jī)合成的催化劑，研究其制備及性質(zhì)是一個(gè)重要的課題。 (1)氯化鐵晶體的制備： ①實(shí)驗(yàn)過(guò)程中裝置乙發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有________________________，裝置丙的作用為________。 ②為順利達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，上述裝置中彈簧夾打開和關(guān)閉的順序?yàn)開___________。 ③反應(yīng)結(jié)束后，將乙中溶液邊加入________________，邊進(jìn)行加熱濃縮、________、過(guò)濾、洗滌、干燥即得到產(chǎn)品。 (2)氯化鐵的性質(zhì)探究： 某興趣小組將飽和FeCl3溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)、蒸干灼燒，在試管底部得到固體。為進(jìn)一步探究該固體的成分設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。(查閱文獻(xiàn)知：①FeCl3溶液濃度越大，水解程度越??；②氯化鐵的熔點(diǎn)為306 ℃、沸點(diǎn)為315 ℃，易升華，氣態(tài)FeCl3會(huì)分解成FeCl2和Cl2；③FeCl2的熔點(diǎn)為670 ℃) 操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋原因 打開K，充入氮?dú)? D中有氣泡產(chǎn)生 ①充入N2的原因是________ 關(guān)閉K，加熱至600 ℃，充分灼燒固體 B中出現(xiàn)棕黃色固體 ②產(chǎn)生現(xiàn)象的原因是________ 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，振蕩C靜置 ③　　　　 ④________________(用相關(guān)的方程式說(shuō)明) ⑤結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)資料，該固體可以確定的成分有________ 解析：(1)②弄清反應(yīng)的原理才能正確地打開或關(guān)閉各彈簧夾。 從所給裝置和藥品看，要先在乙中制備FeCl2：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，然后再將甲中產(chǎn)生的Cl2通入乙中制備FeCl3：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3。制備FeCl2時(shí)，產(chǎn)生的H2無(wú)法用NaOH溶液吸收，因此要關(guān)閉彈簧夾3，打開彈簧夾2，同時(shí)還要關(guān)閉彈簧夾1，當(dāng)鐵屑完全溶解后，F(xiàn)eCl2制備完成，需要通入Cl2，此時(shí)應(yīng)打開彈簧夾1，同時(shí)關(guān)閉彈簧夾2，打開彈簧夾3，以吸收未反應(yīng)的Cl2。③FeCl3易水解，因此不能將乙中的FeCl3溶液直接加熱濃縮，而要先加入一定量的濃鹽酸以抑制Fe3＋的水解。 (2)②加熱至600 ℃時(shí)，已遠(yuǎn)超F(xiàn)eCl3的沸點(diǎn)，此時(shí)FeCl3變?yōu)闅鈶B(tài)，同時(shí)部分發(fā)生分解，B中出現(xiàn)的棕黃色固體就是凝華后得到的FeCl3固體。③FeCl3受熱分解生成FeCl2和Cl2，Cl2進(jìn)入C裝置與NaBr反應(yīng)生成Br2，振蕩后Br2溶于CCl4，靜置，液體分兩層，下層是橙紅色的Br2的CCl4溶液，上層是無(wú)色的NaCl溶液。⑤本實(shí)驗(yàn)的固體是興趣小組將飽和FeCl3溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)、蒸干灼燒得到的，由探究實(shí)驗(yàn)可知原固體中一定有FeCl3和FeCl2，而根據(jù)查閱文獻(xiàn)獲得的信息①可知，即使是飽和FeCl3溶液，也是有FeCl3發(fā)生水解的，只是程度小而已，這樣在蒸干后得到的固體中就會(huì)有少量Fe(OH)3，再灼燒，F(xiàn)e(OH)3分解為Fe2O3，所以原固體中可以確定的成分有FeCl3、FeCl2、Fe2O3。 答案：(1)①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－　吸收多余的氯氣 ②關(guān)閉彈簧夾1和3，打開彈簧夾2，待鐵屑完全溶解后打開彈簧夾1和3，關(guān)閉彈簧夾2 ③濃鹽酸　冷卻結(jié)晶 (2)①排出裝置內(nèi)的空氣　②FeCl3易升華?、廴芤悍謱樱蠈咏咏鼰o(wú)色，下層橙紅色?、?FeCl32FeCl2＋Cl2、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－?、軫eCl3、FeCl2、Fe2O3 5．(2017海淀區(qū)期末)為探究FeCl3溶液中的離子平衡和離子反應(yīng)，某小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。 (1)配制50 mL 1.0 molL－1的FeCl3溶液，測(cè)其pH約為0.7； 即c(H＋)＝0.2 molL－1。 ①用化學(xué)用語(yǔ)解釋FeCl3溶液呈酸性的原因：_________________________ _________________________________________________________________。 ②下列實(shí)驗(yàn)方案中，能使FeCl3溶液pH升高的是________(填字母序號(hào))。 a．加水稀釋　　　　　　　 b．加入FeCl3固體 c．滴加濃KSCN溶液 d．加入NaHCO3固體 (2)小組同學(xué)利用上述FeCl3溶液探究其與足量鋅粉的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下： 操作 現(xiàn)象 向反應(yīng)瓶中加入6.5 g鋅粉，然后加入50 mL 1.0 molL－1的FeCl3溶液，攪拌 溶液溫度迅速上升，稍后出現(xiàn)紅褐色沉淀，同時(shí)出現(xiàn)少量氣泡；反應(yīng)一段時(shí)間后靜置，上層溶液為淺綠色，反應(yīng)瓶底部有黑色固體 收集檢驗(yàn)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的氣體 集氣管口靠近火焰，有爆鳴聲 已知：Zn的性質(zhì)與Al相似，能發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑ ①結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和平衡移動(dòng)原理解釋出現(xiàn)紅褐色沉淀的原因：_____________。 ②用離子方程式解釋反應(yīng)后溶液為淺綠色的原因： _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 ③分離出黑色固體，經(jīng)下列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其中含有的主要物質(zhì)。 i．黑色固體可以被磁鐵吸引； ii.向黑色固體中加入足量的NaOH溶液，產(chǎn)生氣泡； iii.將ii中剩余固體用蒸餾水洗滌后，加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡； iv.向iii反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN溶液，無(wú)變化。 a．黑色固體中一定含有的物質(zhì)是________。 b．小組同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)無(wú)法確定黑色固體中是否含有Fe3O4，理由是_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)為進(jìn)一步探究上述1.0 molL－1 FeCl3溶液中Fe3＋和H＋氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱，補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)并觀察到反應(yīng)開始時(shí)現(xiàn)象如下： 操作 現(xiàn)象 將5 mL 1.0 molL－1的FeCl3溶液與0.65 g鋅粉混合 溶液溫度迅速上升，開始時(shí)幾乎沒(méi)有氣泡 將________與0.65 g鋅粉混合 溶液中立即產(chǎn)生大量氣泡 小組同學(xué)得出結(jié)論：在1.0 molL－1 FeCl3溶液中，F(xiàn)e3＋的氧化性比H＋更強(qiáng)。 解析：(1)①FeCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)eCl3水解使FeCl3溶液顯酸性，離子方程式為Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋。②加水稀釋，鐵離子的濃度減小，水解生成的氫離子的濃度減小，pH升高，a正確；加入FeCl3固體，鐵離子的濃度增大，水解生成的氫離子的濃度增大，pH降低，b錯(cuò)；滴加濃KSCN溶液，鐵離子可與硫氰根離子結(jié)合為Fe(SCN)3，使鐵離子的濃度減小，水解生成的氫離子的濃度減小，pH升高，c正確；加入NaHCO3固體，碳酸氫根離子可與鐵離子水解生成的氫離子反應(yīng)，使氫離子濃度降低，pH升高，d正確。(2)①鋅可與鐵離子水解生成的氫離子反應(yīng)生成氫氣，使氫離子濃度減小，同時(shí)，溶液溫度升高，都會(huì)促進(jìn)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移動(dòng)，出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀；②鋅可與溶液中的FeCl3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeCl2，F(xiàn)eCl2的水溶液為淺綠色，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋；③黑色固體可以被磁鐵吸引，說(shuō)明可能含有Fe或Fe3O4，由已知信息可知，Zn的性質(zhì)與Al的性質(zhì)相似，可與NaOH溶液反應(yīng)生成氫氣，所以向黑色固體中加入足量的NaOH溶液，產(chǎn)生氣泡，說(shuō)明黑色固體肯定有Zn，由于加入足量的NaOH溶液，則Zn在這一過(guò)程中已反應(yīng)完，ii中剩余固體中已無(wú)Zn，將ii中剩余固體用蒸餾水洗滌后，加入稀鹽酸，產(chǎn)生大量的氣泡，說(shuō)明黑色固體中肯定有Fe，故黑色固體中一定有的物質(zhì)是Zn和Fe。(3)該物質(zhì)與鋅粉混合可產(chǎn)生大量的氣泡，說(shuō)明加入的物質(zhì)應(yīng)為鹽酸，由于1.0 molL－1的FeCl3溶液的pH＝0.7，氫離子濃度為0.2 molL－1，所以加入鹽酸的濃度也應(yīng)為0.2 molL－1，或pH＝0.7。 答案：(1)①Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ②acd (2)①溶液溫度升高，反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)H2使溶液中c(H＋)降低，都會(huì)促進(jìn)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋正向移動(dòng)，出現(xiàn)紅褐色Fe(OH)3沉淀 ②2Fe3＋＋Zn===2Fe2＋＋Zn2＋ ③a.Fe和Zn b．iii中，若存在Fe3O4，稀鹽酸與Fe3O4反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3＋可與Fe繼續(xù)反應(yīng)生成Fe2＋，導(dǎo)致在iv中檢測(cè)不到Fe3＋，與沒(méi)有Fe3O4得到的iv中現(xiàn)象相同 (3)5 mL 0.2 molL－1(或pH＝0.7)的鹽酸(可不考慮Cl－對(duì)反應(yīng)的影響) 6．(2017大連雙基測(cè)試)某學(xué)習(xí)小組在通過(guò)反應(yīng)：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O研究反應(yīng)速率的影響因素后，對(duì)Na2S2O3產(chǎn)生了興趣，查資料知Na2S2O3的名稱為硫代硫酸鈉，可視為1個(gè)S原子取代了Na2SO4中的1個(gè)O原子。該實(shí)驗(yàn)小組運(yùn)用類比學(xué)習(xí)的思想預(yù)測(cè)了Na2S2O3的某些性質(zhì)，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了自己的預(yù)測(cè)。 [提出假設(shè)] (1)部分學(xué)生認(rèn)為Na2S2O3與Na2SO4結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)也相似，因此室溫時(shí)Na2S2O3溶液的pH________(填“>”“<”或“＝”)7。 (2)部分學(xué)生由S元素化合價(jià)推測(cè)Na2S2O3與Na2SO3性質(zhì)相似，均具有較強(qiáng)的________。 [實(shí)驗(yàn)探究] 取適量Na2S2O3晶體，溶于水中制成Na2S2O3溶液，進(jìn)行如下探究(填寫表中空格)。 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 現(xiàn)象解釋 (用離子方程式表示) 探究① (3)________ 溶液pH＝8 (4)________ 探究② 向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液 氯水顏色變淺 (5)________ [實(shí)驗(yàn)結(jié)論] (6)探究①______________________________________________________。 (7)探究②___________________________________________________。 [問(wèn)題討論] (8)甲同學(xué)向“探究②”反應(yīng)后的溶液中滴加硝酸銀溶液，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，并據(jù)此認(rèn)為氯水可將Na2S2O3氧化。你認(rèn)為該方案是否正確并說(shuō)明理由： _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (9)請(qǐng)你重新設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，證明Na2S2O3被氯水氧化。你的方案是_____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 解析：(1)Na2S2O3與Na2SO4結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)也相似，Na2SO4溶液是中性的，則Na2S2O3溶液也呈中性，猜測(cè)pH＝7。(2)Na2S2O3與Na2SO3中S元素化合價(jià)分別是＋2價(jià)和＋4價(jià)，低價(jià)態(tài)的元素具有還原性。(3)實(shí)驗(yàn)操作是測(cè)定溶液的pH，測(cè)定方法是用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點(diǎn)在pH試紙中部，迅速將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照以確定溶液的pH。(4)pH＝8，溶液顯堿性的原因是鹽類水解，離子方程式是S2O＋H2OHS2O＋OH－。(5)向新制氯水(pH<2)中滴加少量Na2S2O3溶液，氯水顏色變淺，發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，氯氣是氧化劑，硫代硫酸鈉是還原劑，方程式是S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋。 (6)實(shí)驗(yàn)探究①的結(jié)論是硫代硫酸鈉溶液呈堿性。(7)實(shí)驗(yàn)探究②硫代硫酸鈉和氯水發(fā)生氧化還原反應(yīng)，氯水是氧化劑，硫代硫酸鈉是還原劑，結(jié)論是硫代硫酸鈉具有還原性。(8)因?yàn)榧词孤人桓虼蛩徕c反應(yīng)，也存在Cl－，加入硝酸銀溶液，也產(chǎn)生白色沉淀，不能說(shuō)明氯水氧化硫代硫酸鈉。(9)證明硫代硫酸鈉被氧化，可以從生成物有SO來(lái)鑒定，所以設(shè)計(jì)的方案是硫酸根離子的鑒別，方案：取少量反應(yīng)后的溶液，向其中滴入氯化鋇溶液，若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，則說(shuō)明Na2S2O3能被氯水氧化。 答案：(1)＝ (2)還原性 (3)用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點(diǎn)在pH試紙中部，將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照 (4)S2O＋H2OHS2O＋OH－ (5)S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋ (6)Na2S2O3溶液呈堿性 (7)Na2S2O3具有還原性 (8)不正確，因氯水中含有Cl－，也會(huì)生成AgCl沉淀 (9)取少量反應(yīng)后的溶液，向其中滴入氯化鋇溶液，若觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，則說(shuō)明Na2S2O3被氯水氧化 7．漂白粉是生產(chǎn)生活中常用的消毒劑和殺菌劑。 實(shí)驗(yàn)室有一瓶密封不嚴(yán)的漂白粉樣品，其中肯定存在CaCl2，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該樣品中可能存在的其他固體物質(zhì)。 (1)提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：該漂白粉未變質(zhì)，只含有________； 假設(shè)2：該漂白粉全部變質(zhì)，只含有________； 假設(shè)3：該漂白粉部分變質(zhì)，既含有________，又含________。 (2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 限選用的儀器和藥品：試管、滴管、帶導(dǎo)管的單孔塞、蒸餾水、自來(lái)水、 1 molL－1鹽酸、品紅溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必檢驗(yàn)Ca2＋和Cl－) 實(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 ① 取少量上述漂白粉于試管中，______________________ ② 答案：(1)Ca(ClO)2　CaCO3　Ca(ClO)2　CaCO3 (2) ① 加入適量1 molL－1鹽酸溶解后，再將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中 若澄清石灰水未變渾濁，則假設(shè)1成立；若澄清石灰水變渾濁，則假設(shè)2或假設(shè)3成立 ② 向步驟①反應(yīng)后的試管中滴入1～2滴品紅溶液，振蕩(或另外取樣操作) 若品紅溶液褪色，則假設(shè)3成立；若品紅溶液不褪色，則假設(shè)2成立 8.(2017太原測(cè)試)現(xiàn)代傳感信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有廣泛的應(yīng)用。某小組用傳感技術(shù)測(cè)定噴泉實(shí)驗(yàn)中的壓強(qiáng)變化來(lái)認(rèn)識(shí)噴泉實(shí)驗(yàn)的原理(如圖甲所示)，并測(cè)定NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb。 (1)實(shí)驗(yàn)室可用濃氨水和X固體制取NH3，X可以是________(填字母)。 A．生石灰　　　　　　　 B．無(wú)水氯化鈣 C．五氧化二磷 D．堿石灰 (2)檢驗(yàn)三頸燒瓶集滿NH3的方法是_________________________________ _________________________________________________________________。 (3)關(guān)閉a，將帶有裝滿水的膠頭滴管的橡皮塞塞緊c口，________________(填寫操作)，引發(fā)噴泉實(shí)驗(yàn)，電腦繪制三頸燒瓶?jī)?nèi)氣壓變化曲線如圖乙所示。圖乙中________(填字母)點(diǎn)時(shí)噴泉現(xiàn)象最劇烈。 (4)從三頸燒瓶中用________(填儀器名稱)量取20.00 mL氨水至錐形瓶中，用0.050 00 molL－1 HCl溶液滴定。用pH計(jì)采集數(shù)據(jù)、電腦繪制滴定曲線如圖丙所示。據(jù)圖丙計(jì)算，常溫下當(dāng)pH＝11.0時(shí)，NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb的近似值＝________。(保留兩位有效數(shù)字) 解析：(1)氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3H2ONH＋OH－，升溫促進(jìn)NH3的產(chǎn)生，因此利用氨水制備氨氣，可以加入的是氧化鈣或氫氧化鈉或堿石灰等遇水放熱的固體，答案選AD。(2)檢驗(yàn)氨氣通常用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙。(3)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)在瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)最小的時(shí)候現(xiàn)象最劇烈，從圖乙中看出C點(diǎn)壓強(qiáng)最小，故C點(diǎn)最劇烈。(4)準(zhǔn)確量取液體可以用滴定管或移液管，氨水顯堿性，故可用堿式滴定管或移液管量取；從圖中看出，鹽酸體積在22.50 mL時(shí)發(fā)生突變，說(shuō)明此時(shí)二者恰好完全反應(yīng)，則c(NH3H2O)20.00 mL＝0.050 0 molL－122.50 mL，得c(NH3H2O)＝0.056 25 molL－1；NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb＝；pH＝11.0時(shí)，[NH]≈[OH－]＝10－3 molL－1，[NH3H2O]≈0.056 25 molL－1，Kb＝＝≈1.810－5。 答案：(1)AD (2)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近瓶口c，試紙變藍(lán)色，證明NH3已集滿(或?qū)⒄河袧恹}酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白煙生成，證明NH3已集滿) (3)打開b，擠壓膠頭滴管使水進(jìn)入燒瓶　C (4)堿式滴定管(或20 mL移液管)　1.810－5 9．(2017吉林長(zhǎng)春質(zhì)檢)工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質(zhì)。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)分別測(cè)定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(忽略NH3在強(qiáng)堿性溶液中的溶解)。 (1)實(shí)驗(yàn)原理 ①Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4。 ②AlN溶于強(qiáng)酸產(chǎn)生銨鹽，溶于強(qiáng)堿生成氨氣，請(qǐng)寫出AlN與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式： _____________________________________________ ________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示) (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ①連接實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置的氣密性。稱得D裝置的質(zhì)量為y g，滴定管的讀數(shù)為a mL。 ②稱取x g AlN樣品置于B瓶中；塞好膠塞，關(guān)閉活塞________，打開活塞________，通過(guò)分液漏斗加入稀硫酸，與B瓶?jī)?nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。 ③待反應(yīng)進(jìn)行完全后，關(guān)閉活塞________，打開活塞________，通過(guò)分液漏斗加入過(guò)量________(填化學(xué)式)，與B瓶?jī)?nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。 ④________________(填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作)。 ⑤記錄滴定管的讀數(shù)為b mL，稱得D裝置的質(zhì)量為z g。 (4)數(shù)據(jù)分析(已知：該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為Vm Lmol－1) ①Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 ②若讀取滴定管中氣體的體積時(shí)，液面左高右低，則所測(cè)氣體的體積________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。 ③AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 解析：從實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟上看，本實(shí)驗(yàn)的原理是用足量硫酸與樣品中Al4C3完全反應(yīng)，量取生成的甲烷氣體的體積，從而可得出Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；用足量NaOH溶液與樣品中AlN完全反應(yīng)，充分吸收生成的氨氣，并稱量其質(zhì)量，從而求得AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(1)根據(jù)題目信息：AlN 溶于強(qiáng)堿溶液時(shí)會(huì)生成NH3，同時(shí)鋁元素轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉。(3)②通過(guò)分液漏斗加入稀硫酸，硫酸與樣品中Al4C3完全反應(yīng)，量取生成的甲烷氣體，從而測(cè)得Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故應(yīng)關(guān)閉活塞K2、K3，打開活塞K1；③用足量NaOH溶液與樣品中AlN完全反應(yīng)，充分吸收生成的氨氣，并稱量其質(zhì)量，故應(yīng)關(guān)閉活塞K1，打開活塞K3；④裝置中殘留部分氨氣，打開K2，通入一段時(shí)間空氣，排盡裝置的氨氣，使其被裝置D完全吸收，防止測(cè)定的氨氣的質(zhì)量偏小。(4)①甲烷的體積為(a－b)mL，物質(zhì)的量為mol，根據(jù)碳原子守恒可知，Al4C3的物質(zhì)的量為甲烷的物質(zhì)的量的三分之一，所以Al4C3的質(zhì)量為mol144 g/mol＝ g，故Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%；②讀取滴定管中氣體的體積時(shí)，液面左高右低，氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓，使測(cè)得甲烷的體積偏??；③氨氣的質(zhì)量為(z－y)g，物質(zhì)的量為 mol，根據(jù)氮原子守恒可知，氨氣的物質(zhì)的量等于AlN的物質(zhì)的量，所以AlN的質(zhì)量為 mol41 g/mol＝ g，故AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%＝100%。 答案：(1)②AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑ (3)②K2、K3　K1?、跭1　K3　NaOH?、艽蜷_K2，通入一段時(shí)間空氣 (4)①100%　 ②偏小?、?00%