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)與評價(jià)練習(xí) 魯科版.doc
《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)與評價(jià)練習(xí) 魯科版.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《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)與評價(jià)練習(xí) 魯科版.doc(13頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第32講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià) 課時(shí)作業(yè) 1.(2017西城區(qū)質(zhì)檢)Fe(OH)3可用來制顏料、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)3H++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,加入過量H2SO4,結(jié)合Fe3++3OH-Fe(OH)3H++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+H2O2Fe2++SO+2H+,繼續(xù)滴加Na2SO3溶液:Fe2++SOFeSO3↓。(3)(2)方法容易引入雜質(zhì),(1)中NaOH濃度過大時(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廣州測評)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。 請回答下列問題: (1)干燥管中盛放的藥品是________。 (2)對比碳酸鹽和酸反應(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,過濾、洗滌、干燥,測得質(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,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,通過裝置F中無水硫酸銅檢驗(yàn)生成的水,再通過裝置E中的足量NaOH濃溶液除去水蒸氣、硫的氧化物,通過裝置B檢驗(yàn)氨氣,通入后溶液變紅色說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中無水硫酸銅變藍(lán),B中溶液變紅?、畚誑H3,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,水解程度越小;②氯化鐵的熔點(diǎn)為306 ℃、沸點(diǎn)為315 ℃,易升華,氣態(tài)FeCl3會分解成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?,上層接近無色,下層橙紅色?、?FeCl32FeCl2+Cl2、2Br-+Cl2===Br2+2Cl- ⑤FeCl3、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,測其pH約為0.7; 即c(H+)=0.2 molL-1。 ①用化學(xué)用語解釋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)。 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++3H2OFe(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,都會促進(jìn)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移動,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在這一過程中已反應(yīng)完,ii中剩余固體中已無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++3H2OFe(OH)3+3H+ ②acd (2)①溶液溫度升高,反應(yīng)過程中出現(xiàn)H2使溶液中c(H+)降低,都會促進(jìn)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移動,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中檢測不到Fe3+,與沒有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-對反應(yīng)的影響) 6.(2017大連雙基測試)某學(xué)習(xí)小組在通過反應(yīng):Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O研究反應(yīng)速率的影響因素后,對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)測了Na2S2O3的某些性質(zhì),并通過實(shí)驗(yàn)探究了自己的預(yù)測。 [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明理由: _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (9)請你重新設(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)操作是測定溶液的pH,測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+H2OHS2O+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)比色卡對照 (4)S2O+H2OHS2O+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?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)測定噴泉實(shí)驗(yàn)中的壓強(qiáng)變化來認(rèn)識噴泉實(shí)驗(yàn)的原理(如圖甲所示),并測定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),電腦繪制三頸燒瓶內(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+H2ONH3H2ONH+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)氨氣通常用濕潤的紅色石蕊試紙。(3)進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)時(shí)在瓶內(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??;從圖中看出,鹽酸體積在22.50 mL時(shí)發(fā)生突變,說明此時(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,請寫出AlN與過量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________,通過分液漏斗加入稀硫酸,與B瓶內(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________,通過分液漏斗加入過量________(填化學(xué)式),與B瓶內(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,則所測氣體的體積________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 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)會生成NH3,同時(shí)鋁元素轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉。(3)②通過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 ④打開K2,通入一段時(shí)間空氣 (4)①100% ②偏小 ③100%- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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