高中化學實驗基礎(chǔ)典型例題

1、化學實驗基礎(chǔ)典型例題一、選擇題1.實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗,最合理的選項是()選項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中收集的氣體d中的物質(zhì)A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液【解題指南】解答本題時應(yīng)注意:(1)發(fā)生裝置:固液混合不加熱制氣體;(2)收集裝置:向上排空氣法收集氣體;(3)尾氣處理:防倒吸裝置。【解析】選B。選項具體分析結(jié)論A濃氨水與CaO反應(yīng)不需加熱,氨氣極易溶于水需防倒吸,但氨氣密度小于空氣,不能用向上排空氣法收集錯誤

2、B濃硫酸與Na2SO3反應(yīng)不需要加熱,SO2的密度大于空氣能用向上排空氣法收集,SO2易溶于水且與NaOH反應(yīng)需防倒吸正確C稀硝酸與Cu在常溫下生成NO的反應(yīng)速率較慢,一般需要加熱;但題目中要求收集的是NO2,與題意不符,且尾氣處理NO2時不能用水,應(yīng)用NaOH溶液錯誤DCl2密度比空氣大,能用向上排空氣法收集;但濃鹽酸與MnO2反應(yīng)需加熱,該裝置缺少加熱裝置錯誤2.下列有關(guān)實驗的做法不正確的是()A.分液時,分液漏斗中的上層液體應(yīng)由上口倒出B.用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體C.配制0.100 0 mol·L-1氯化鈉溶液時,將液體轉(zhuǎn)移到容量瓶中需用玻璃棒引流D.檢驗N

3、時,往試樣中加入NaOH溶液,微熱,用濕潤的藍色石蕊試紙檢驗逸出的氣體【解題指南】解答本題時應(yīng)注意掌握中學化學實驗的基本操作和一些典型物質(zhì)的性質(zhì)、鑒別方法?！窘馕觥窟xD。選項具體分析結(jié)論A分液時下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出正確B碳酸氫鈉受熱會分解,碳酸鈉受熱不分解,可以使用加熱的方法鑒別這兩種物質(zhì)正確C準確配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液應(yīng)使用容量瓶,將液體轉(zhuǎn)移到容量瓶中應(yīng)使用玻璃棒引流正確D因為NH3屬于堿性氣體,因此檢驗N時,加入NaOH溶液,微熱,應(yīng)該用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗逸出的氣體錯誤3. 利用實驗器材(規(guī)格和數(shù)量不限)能完成相應(yīng)實驗的一項是()選項實驗器材(省略夾持裝置)相應(yīng)實

4、驗A燒杯、玻璃棒、蒸發(fā)皿CuSO4溶液的濃縮結(jié)晶B燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、濾紙用鹽酸除去BaSO4中少量BaCO3C燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶用固體NaCl配制0.5 mol·L-1的溶液D燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、分液漏斗用溴水和CCl4除去NaBr溶液中少量NaI【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點:(1)掌握蒸發(fā)、過濾、分液和一定物質(zhì)的量濃度溶液配制實驗所需的儀器。(2)了解常見實驗操作的方法?！窘馕觥窟xD。硫酸銅濃縮結(jié)晶需要加熱蒸發(fā),還要有酒精燈,A項錯誤;用鹽酸除去BaSO4中少量的BaCO3,需先加酸溶解,然后過濾,其中過濾操作中還需要有漏斗,B項錯誤;配制NaCl溶液

5、還需要托盤天平、藥匙,C項錯誤;將含有少量NaI的NaBr溶液置于分液漏斗中,加入過量溴水和四氯化碳充分振蕩,上層為NaBr溶液,下層為含有Br2、I2的CCl4溶液,分離出上層液體即可,D項正確。4. 下列實驗中,所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是()選項目的分離方法原理A分離溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固體中混雜的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大【解題指南】分離物質(zhì)常用的方法有:萃取、分液、重結(jié)晶、蒸餾等,都有其適用范圍和對應(yīng)原理。還要注意題目要求是分離方法和對

6、應(yīng)原理都正確。【解析】選D。分離溶于水的碘用萃取方法,但不能用乙醇做萃取劑,因乙醇和水混溶,A項錯誤。分離互不相溶的液體混合物用分液法,乙酸乙酯和乙醇是相溶的,不能用分液法分離,B項錯誤。除去KNO3固體中混雜的NaCl,用重結(jié)晶的方法,原理是硝酸鉀的溶解度隨溫度的變化較大,題中所述原理有誤,C項錯誤。除去丁醇中的乙醚,利用沸點不同用蒸餾法進行分離,D項正確。5. 下列實驗誤差分析錯誤的是()A.用濕潤的pH試紙測稀堿液的pH,測定值偏小B.用容量瓶配制溶液,定容時俯視刻度線,所配溶液濃度偏小C.滴定前滴定管內(nèi)無氣泡,終點讀數(shù)時有氣泡,所測體積偏小D.測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時,將堿緩慢倒入酸中,

7、所測溫度值偏小【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點:(1)確定實驗結(jié)果的計算公式。(2)確定實驗操作對公式中項目的影響。(3)確認實驗結(jié)果的變化?！窘馕觥窟xB。選項具體分析結(jié)論A用濕潤的pH試紙測稀堿液的pH時,堿液被稀釋,pH偏小正確B用容量瓶配制溶液,定容時俯視刻度線,所加水偏少,所配溶液濃度偏大錯誤C滴定前滴定管內(nèi)無氣泡,終點讀數(shù)時有氣泡,所測體積偏小,也就是讀數(shù)偏小正確D測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時,將堿緩慢倒入酸中,熱量損失比較多,所測溫度值偏小正確6.(雙選) 下列關(guān)于儀器使用的說法正確的是()A.滴定管裝滴定液時應(yīng)先用滴定液潤洗B.錐形瓶用作反應(yīng)容器時一定不能加熱C.蒸餾時溫度計水銀球

8、可以高于蒸餾瓶支管口D.振搖分液漏斗時應(yīng)關(guān)閉其玻璃塞和活塞【解題指南】解答本題時應(yīng)注意掌握中學化學實驗的基本操作及常用儀器的使用方法。【解析】選A、D。選項具體分析結(jié)論A滴定管洗滌后內(nèi)壁上有蒸餾水殘留,裝入滴定液前應(yīng)先用滴定液潤洗2次3次,防止稀釋了滴定液正確B錐形瓶作反應(yīng)容器時可以墊石棉網(wǎng)加熱錯誤C蒸餾時溫度計水銀球應(yīng)位于蒸餾瓶支管口處錯誤D振搖分液漏斗時為了防止內(nèi)部液體流出,應(yīng)關(guān)閉其玻璃塞和活塞正確7. 用固體樣品配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,需經(jīng)過稱量、溶解、轉(zhuǎn)移溶液、定容等操作。下列圖示對應(yīng)的操作規(guī)范的是()【解題指南】實驗基本操作中,要抓住操作中的關(guān)鍵以及注意事項。【解析】選B。稱量固

9、體時,應(yīng)遵循“左物右碼”的原則,A錯誤;攪拌用玻璃棒可以加快溶解速度,B正確;向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時用玻璃棒引流,C錯誤;定容時膠頭滴管不能插入到容量瓶中,D錯誤。8. 將X氣體通入BaCl2溶液,未見沉淀生成,然后通入Y氣體,有沉淀生成,X、Y不可能是()選項XYASO2H2SBCl2CO2CNH3CO2DSO2Cl2【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點:(1)X氣體是否與BaCl2反應(yīng),對溶液酸堿性的影響。(2)Y氣體在新環(huán)境中是否與BaCl2反應(yīng),是否與X氣體反應(yīng)。【解析】選B。SO2與BaCl2溶液不反應(yīng),但通入H2S后,SO2與H2S發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成硫沉淀,A不符合題意;Cl2與B

10、aCl2溶液不反應(yīng),使溶液呈酸性,通入CO2,酸性條件下也無沉淀,B符合題意;NH3與BaCl2溶液不反應(yīng),但使溶液呈堿性,通入CO2后,堿性條件下生成BaCO3沉淀,C不符合題意;SO2與BaCl2溶液不反應(yīng),但通入Cl2后,有S生成,故有BaSO4沉淀生成,D不符合題意。9. 為測定鍍鋅鐵皮鋅鍍層的厚度,將鍍鋅鐵皮與足量鹽酸反應(yīng),待產(chǎn)生的氣泡明顯減少時取出,洗滌,烘干,稱重。關(guān)于該實驗的操作對測定結(jié)果的影響判斷正確的是()A.鐵皮未及時取出,會導致測定結(jié)果偏小B.鐵皮未洗滌干凈,會導致測定結(jié)果偏大C.烘干時間過長,會導致測定結(jié)果偏小D.若把鹽酸換成硫酸,會導致測定結(jié)果偏大【解題指南】解答本

11、題的關(guān)鍵點是分析反應(yīng)前后鐵皮的質(zhì)量差是否是溶解的鋅的質(zhì)量,由此判斷誤差大小?！窘馕觥窟xC。實驗中鍍鋅鐵皮反應(yīng)前后的質(zhì)量差為Zn的質(zhì)量。實驗中鐵皮未及時取出,則導致部分鐵溶解,質(zhì)量差偏大,測定結(jié)果偏大,A錯誤。鐵皮未洗凈,在鐵皮表面粘附其他物質(zhì)則導致質(zhì)量差偏小,測定結(jié)果偏小,B錯誤。烘干時間太長,導致部分鐵被空氣中氧氣氧化,導致質(zhì)量差偏小,測定結(jié)果偏小,C正確。換成硫酸溶解鋅,對實驗沒有影響,D錯誤。10. 某溶液可能含有Cl-、S、C、N、Fe3+、Al3+和K+。取該溶液100 mL,加入過量NaOH溶液,加熱,得到0.02 mol氣體,同時產(chǎn)生紅褐色沉淀;過濾,洗滌,灼燒,得到1.6 g固

12、體;向上述濾液中加足量BaCl2溶液,得到4.66 g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中()A.至少存在5種離子B.Cl-一定存在,且c(Cl-)0.4 mol·L-1C.S、N一定存在,Cl-可能不存在D.C、Al3+一定不存在,K+可能存在【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點:(1)定性和定量相結(jié)合確定存在的離子。(2)運用電荷守恒推斷離子的存在?！窘馕觥窟xB。加入過量NaOH溶液加熱,產(chǎn)生的氣體為NH3,則原溶液中含有N0.02 mol。紅褐色沉淀為Fe(OH)3,灼燒生成Fe2O3,則Fe2O3的物質(zhì)的量為0.01 mol,原溶液含F(xiàn)e3+0.02 mol。溶液中含有Fe3+,

13、則一定不含C;溶液中可能含有Al3+,與過量NaOH溶液反應(yīng)生成Al。濾液中加入BaCl2生成的沉淀為BaSO4,則原溶液含S0.02 mol。根據(jù)電荷守恒,溶液中一定還含有陰離子,則只能為Cl-,其最少為0.04 mol,因此c(Cl-)0.4 mol·L-1,B正確。原溶液中至少含有4種離子:N、Fe3+、S、Cl-,A、C均錯誤。C一定不存在,Al3+和K+可能存在,D錯誤。11. 按以下實驗方案可從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。下列說法錯誤的是()A.步驟(1)需要過濾裝置B.步驟(2)需要用到分液漏斗C.步驟(3)需要用到坩堝D.步驟(4)需要蒸餾裝置【解題

14、指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點:(1)分離固體和液體用過濾的方法。(2)分離兩種互不相溶的液體用分液的方法。(3)從水溶液中提取可溶于水的溶質(zhì)應(yīng)該用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶然后過濾的方法?！窘馕觥窟xC。A項,從流程圖可知,經(jīng)過操作(1),混合體系一分為二(濾液和不溶性物質(zhì)),所以該步驟為過濾;B項,經(jīng)過操作(2),混合體系一分為二(水層和有機層),則該步驟為分液,用到的主要儀器為分液漏斗;C項,從得到的物質(zhì)可知,該步驟為蒸發(fā)結(jié)晶過程,用到的儀器是蒸發(fā)皿、玻璃棒和酒精燈等,不用坩堝;D項,從有機層分離出甲苯,依據(jù)甲苯和甲醇二者沸點差別較大,采取蒸餾法進行分離。12. 一定條件下,將0.1 L CO、0

15、.2 L CO2、0.1 L NO、0.2 L NO2和0.2 L NH3混合,然后通過分別盛有足量蒸餾水、飽和碳酸氫鈉溶液和氫氧化鈉溶液的三個洗氣瓶(洗氣瓶排列順序不確定)。假設(shè)氣體通過每個洗氣瓶都能充分反應(yīng),則尾氣(已干燥)()A.可能是單一氣體B.不可能含有一氧化碳C.可能存在原氣體中的兩種氣體D.成分和洗氣瓶的排列順序無關(guān)【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是考慮CO2、NO2和NO的混合氣體與NaOH溶液的反應(yīng)。【解析】選A、C。如果氣體先通過蒸餾水,再通過飽和碳酸氫鈉溶液、NaOH溶液,則在水中NO2被吸收生成NO,NH3被吸收;NaHCO3溶液中沒有氣體被吸收;NaOH溶液吸收CO2,剩余

16、氣體為NO和CO,C正確,B錯誤。如果氣體先通過NaOH溶液,再通過蒸餾水、飽和碳酸氫鈉溶液,在NaOH溶液中NO2、NO和CO2均被吸收,其中NO2與NaOH溶液反應(yīng)為2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO與NO2物質(zhì)的量之比為11時發(fā)生反應(yīng)為NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O;通過蒸餾水時,NH3被吸收,剩余氣體只有CO,A正確?？梢钥吹綒怏w成分與洗氣瓶的排列順序有關(guān),D錯誤。二、非選擇題13. 二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉

17、末為原料回收鈰,設(shè)計實驗流程如下:(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去(填離子符號),檢驗該離子是否洗凈的是 。(2)第步反應(yīng)的離子方程式是 ,濾渣B的主要成分是 。(3)萃取是分離稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來,TBP(填“能”或“不能”)與水互溶。實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有、燒杯、玻璃棒、量筒等。(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 mol·L-1FeSO4標準溶液滴定至終點時(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00 mL標準溶液,該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)為 ?！窘忸}指

18、南】實驗流程可提煉如下:【解析】(1)由實驗流程可看出CeO2是一種難溶于水也難溶于稀鹽酸的氧化物,洗滌濾渣A的目的是除去可溶性的Fe3+等;檢驗Fe3+是否洗凈的方法是取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則說明已洗凈。(2)由CeO2和Ce3+的鈰元素價態(tài)可看出在酸性條件下CeO2與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng):2CeO2+H2O2+6H+2Ce3+O2+4H2O。(3)萃取劑不能與原溶劑互溶,所以TBP不能與水互溶;萃取操作的主要玻璃儀器還缺少分液漏斗。(4)由電子得失守恒可得知關(guān)系式:Ce(OH)4FeSO4,故nCe(OH)4=n(FeSO4)=0.100 0 mol

19、3;L-1×0.025 L=0.002 5 molmCe(OH)4=0.002 5 mol×208 g·mol-1=0.52 gw=×100%=97.0%。答案:(1)Fe3+取最后一次洗滌液,加入KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則說明已洗凈;反之,未洗凈(2)2CeO2+H2O2+6H+2Ce3+O2+4H2OSiO2(3)不能分液漏斗(4)97.0%14. 某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬Al2Fe(SO4)4·24H2O即可對該反應(yīng)起催化作用。為進一步

20、研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下:(1)在25下,控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗,完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。實驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測得實驗和溶液中的Cr2濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為(填化學式)。(3)實驗和的結(jié)果表明 ;實驗中0t1時間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬Al2Fe(SO4)4·24H2O中起催化

21、作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:假設(shè)一:Fe2+起催化作用;假設(shè)二: ;假設(shè)三: ;(5)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。(除了上述實驗提供的試劑外,可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2的濃度可用儀器測定)實驗方案(不要求寫具體操作過程)預期實驗結(jié)果和結(jié)論【解題指南】本題為開放性題目,解題時應(yīng)注意:(1)抓住有用信息,如“調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗”,結(jié)合反應(yīng)速率的影響因素解題。(2)H2C2O4氧化產(chǎn)物可根據(jù): 判斷。(3)要具備從圖像中

22、獲取數(shù)據(jù)并分析的能力。(4)對溶液中的離子組成具有一定的分析能力和一定的化學實驗探究的基本能力?！窘馕觥?1)由“調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對比實驗”可知實驗是為了對比pH的不同對速率的影響,實驗是為了對比草酸濃度的不同對速率的影響,所以在實驗中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40 mL即可(但不能與實驗的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價為+3,被含Cr2的酸性溶液氧化后只能升高為+4價,故產(chǎn)物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大,說明反應(yīng)速率越快,所以由實驗條件對照可知,pH越小該反應(yīng)速率越快。Cr2氧化H2C2O4后,本身被還原為Cr3+,由質(zhì)量守恒定律得關(guān)系式:Cr

23、22Cr3+,故v(Cr3+)=2v(Cr2)=。(4)加入鐵明礬后的混合液中含F(xiàn)e2+、Al3+、S,所以假設(shè)二、假設(shè)三分別為Al3+起催化作用、S起催化作用。(5)用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實驗中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實驗相同,進行對比實驗。在此條件下,溶液中只相差Fe2+,若反應(yīng)進行相同時間后,溶液中c(Cr2)大于實驗中的c(Cr2),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2)相同,假設(shè)一不成立。答案:(1) (合理即可)實驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL2020(2)C(3)溶液的pH對該反應(yīng)的

24、速率有影響(4)Al3+起催化作用S起催化作用(5)實驗方案(不要求寫具體操作過程)預期實驗結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實驗中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實驗相同,進行對比實驗反應(yīng)進行相同時間后,若溶液中c(Cr2)大于實驗中的c(Cr2),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2)相同,則假設(shè)一不成立(本題為開放性題目,其他答案合理均可)15. 二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑。(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法。用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、S等雜質(zhì)。某次除雜操作時,往粗鹽

25、水中先加入過量的(填化學式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的S,其原因是  已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9。該法工藝原理示意圖如下。其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2。工藝中可以利用的單質(zhì)有(填化學式),發(fā)生器中生成ClO2的化學方程式為 。(2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2。完成反應(yīng)的化學方程式:(D)+24

26、NaClO3+12H2SO4 ClO2+ CO2+18H2O+ (3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl-。處理含CN-相同量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的倍?！窘忸}指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點:(1)掌握粗鹽提純的原理及沉淀的轉(zhuǎn)化關(guān)系。(2)氧化還原反應(yīng)的化學方程式的配平及相關(guān)計算,主要依據(jù)元素守恒規(guī)律、得失電子守恒規(guī)律?！窘馕觥?1)除去食鹽水中的Ca2+、Mg2+、S,應(yīng)先加入過量的BaCl2除去溶液中的S,再加入Na2CO3、NaOH除去Ca2+、Mg2+。但由于BaSO4、BaCO3的Ksp相差不大,當溶液中存在大量的C時,Ba

27、SO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3,使濾液中仍含有一定量的S。根據(jù)題目提供的工藝原理:氯化鈉電解槽及二氧化氯發(fā)生器中的產(chǎn)物通入氯化氫合成塔,并且要補充氯氣,所以該工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、Cl2。在二氧化氯發(fā)生器中氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化氯,根據(jù)化合價的變化規(guī)律、質(zhì)量守恒定律及工藝流程圖可判斷還有Cl2、NaCl、H2O生成,其化學方程式為2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O。(2)纖維素水解的最終產(chǎn)物為葡萄糖,所以D為C6H12O6,結(jié)合元素守恒生成物中還缺少Na2SO4,補充完反應(yīng)物和生成物后可利用得失電子守恒規(guī)律進行配平。(3)1 mol Cl2作氧化劑可

28、得2 mol電子,1 mol ClO2作氧化劑可得5 mol電子,所以處理相同量的廢水時CN-失去的電子數(shù)相同,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍。答案:(1)BaCl2BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當溶液中存在大量C時,BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)(或其他合理答案)H2、Cl22NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(2)(3)2.516. 固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復雜。某學習小組以Mg(NO3)2為研究對象,擬通過實驗探究其熱分解的產(chǎn)物,提出如下4種猜想:甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2丙:Mg3N2、

29、O2 丁:MgO、NO2、N2(1) 實驗前,小組成員經(jīng)討論認定猜想丁不成立,理由是 _ 。查閱資料得知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O針對甲、乙、丙猜想,設(shè)計如下圖所示的實驗裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略):(2)實驗過程儀器連接后,放入固體試劑之前,關(guān)閉k,微熱硬質(zhì)玻璃管(A),觀察到E中有氣泡連續(xù)放出,表明  。稱取Mg(NO3)2固體3.7 g置于A中,加熱前通入N2以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣,其目的是  ;關(guān)閉k,用酒精燈加熱時,正確操作是先,然后固定在管中固體部位下加熱。觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn),C、D中未見明顯變化。待樣品完全分解,A裝置冷卻至

30、室溫、稱量,測得剩余固體的質(zhì)量為1.0 g。取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未見明顯現(xiàn)象。(3)實驗結(jié)果分析討論根據(jù)實驗現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認猜想是正確的。根據(jù)D中無明顯現(xiàn)象,一位同學認為不能確認分解產(chǎn)物中有O2,因為若有O2,D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng): (填寫化學方程式),溶液顏色會退去;小組討論認定分解產(chǎn)物中有O2存在,未檢測到的原因是  _ 。小組討論后達成的共識是上述實驗設(shè)計仍不完善,需改進裝置進一步研究?！窘忸}指南】解答本題時要注意從實驗目的出發(fā)去分析實驗原理,根據(jù)實驗原理確定實驗裝置的作用以及實驗操作的目的、注意事項等問題?！窘馕觥?1)Mg(NO3)2分

31、解時發(fā)生氧化還原反應(yīng),但一定不會生成MgO、NO2、N2,因為在硝酸鎂中氮元素顯+5價,而在NO2、N2中氮元素分別顯+4價、0價,化合價均降低,沒有化合價升高的元素,不符合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。(2)連接好裝置后應(yīng)先檢驗裝置的氣密性,然后裝入樣品進行實驗,由于本實驗要探究硝酸鎂的分解產(chǎn)物,因此為了避免空氣中的氧氣干擾實驗結(jié)果,應(yīng)先通入氮氣趕盡裝置內(nèi)的空氣。利用酒精燈加熱時應(yīng)先預熱玻璃管再集中加熱。(3)由于有紅棕色氣體出現(xiàn),說明有NO2生成,取少量剩余固體加水后未見明顯現(xiàn)象,說明生成物不是Mg(NO2)2或Mg3N2。因為Mg(NO2)2會完全溶解,而Mg3N2會發(fā)生水解相互促進反應(yīng)產(chǎn)生氣體和

32、沉淀。故猜想乙是正確的。D中放置的是盛有亞硫酸鈉和酚酞的溶液,由于S水解溶液會顯紅色,與氧氣反應(yīng)后生成硫酸鈉,溶液紅色褪去,涉及的反應(yīng)為2Na2SO3+O22Na2SO4。實驗中未出現(xiàn)此現(xiàn)象并不能說明分解產(chǎn)物中沒有O2,因為也可能是氧氣在B裝置中已經(jīng)完全反應(yīng)。答案:(1)不符合氧化還原反應(yīng)原理(或其他合理答案)(2)裝置氣密性良好避免對產(chǎn)物O2的檢驗產(chǎn)生干擾(或其他合理答案)移動酒精燈預熱硬質(zhì)玻璃管(3)乙2Na2SO3+O22Na2SO4O2在通過裝置B時已參與反應(yīng)(或其他合理答案)17. TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。(1)實驗室利用反應(yīng)TiO2(s)+

33、CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在無水無氧條件下制備TiCl4,實驗裝置示意圖如下:有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表:物質(zhì)熔點/沸點/其他CCl4-2376與TiCl4互溶TiCl4-25136遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧儀器A的名稱是,裝置E中的試劑是。反應(yīng)開始前依次進行如下操作:組裝儀器、加裝藥品、通N2一段時間后點燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括:停止通N2熄滅酒精燈冷卻至室溫。正確的順序為(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是。(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括:酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)FeSO4(aq

34、)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)水解TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)簡要工藝流程如下:試劑A為。鈦液需冷卻至70左右,若溫度過高會導致產(chǎn)品TiO2收率降低,原因是 。取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是(填化學式)。【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點:(1)通過表格中所提示的物質(zhì)性質(zhì)判斷物質(zhì)分離的方法。(2)充分利用題目中的信息和問題理解反應(yīng)流程?！窘馕觥?1)儀器A的

35、名稱為干燥管,因TiCl4遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧,為保證D中收集到的TiCl4不接觸空氣中的水蒸氣,E中應(yīng)盛裝濃硫酸。在組裝儀器之后應(yīng)檢驗裝置氣密性。反應(yīng)結(jié)束后,為防止倒吸,應(yīng)先熄滅酒精燈,再冷卻至室溫,最后停止通N2。因為CCl4和TiCl4互溶且沸點差別較大,因此應(yīng)采用蒸餾法分離。(2)結(jié)合題干信息可知鈦液中有FeSO4、Fe2(SO4)3、TiOSO4,加入試劑A后結(jié)晶過濾時得到FeSO4·7H2O,因此應(yīng)加入鐵粉使Fe2(SO4)3轉(zhuǎn)化為FeSO4。鈦液中含有TiOSO4,溫度高于90會水解生成H2TiO3沉淀,在過濾操作中會被除去,導致TiO2收率下降。少量酸洗后的H2TiO3

36、,加KSCN無現(xiàn)象,再加入H2O2出現(xiàn)微紅色,說明原溶液中存在Fe2+。H2TiO3表面附著的Fe2+經(jīng)氧化、水解生成Fe(OH)3而附著在H2TiO3表面,無法洗去,所以H2TiO3煅燒后會因含有Fe2O3而發(fā)黃。答案:(1)干燥管濃硫酸檢驗裝置氣密性蒸餾(2)鐵粉鈦液中含有TiOSO4,溫度高于90會水解生成H2TiO3沉淀,在過濾操作中會被除去,導致TiO2收率下降Fe2+Fe2O318. 正丁醛是一種化工原料。某實驗小組利用如下裝置合成正丁醛。發(fā)生的反應(yīng)如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:沸點/密度/(g·cm-3)水中溶

37、解性正丁醇117.20.810 9微溶正丁醛75.70.801 7微溶實驗步驟如下:將6.0 g Na2Cr2O7放入100 mL燒杯中,加30 mL水溶解,再緩慢加入5 mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當有蒸汽出現(xiàn)時,開始滴加B中溶液。滴加過程中保持反應(yīng)溫度為9095,在E中收集90以下的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機層干燥后蒸餾,收集7577餾分,產(chǎn)量2.0 g?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說明理由 。(2)加入沸石的作用是。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是 。(3)上述裝置圖中

38、,B儀器的名稱是,D儀器的名稱是。(4)分液漏斗使用前必須進行的操作是(填正確答案標號)。a.潤濕b.干燥c.檢漏d.標定(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時,水在層(填“上”或“下”)。(6)反應(yīng)溫度應(yīng)保持在9095,其原因是 。(7)本實驗中,正丁醛的產(chǎn)率為%?！窘忸}指南】解答本題需要根據(jù)題目中的相關(guān)信息進行分析解答,同時需要了解一些常見的實驗操作,如蒸餾,會計算產(chǎn)物的產(chǎn)率?！窘馕觥?1)將重鉻酸鈉溶液和濃硫酸混合時,相當于對濃硫酸進行稀釋。若將重鉻酸鈉溶液加到濃硫酸中,水的密度比濃硫酸小,會引起液滴飛濺,造成危險。(2)實驗裝置中沸石的作用是防止溶液暴沸。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)該停

39、止加熱,等溶液冷卻后再加入沸石。(3)裝置中B儀器叫分液漏斗,D儀器叫直形冷凝管。(4)分液漏斗使用前必須進行的操作是檢查是否漏液。(5)由題意知正丁醛微溶于水,密度比水小,所以分液時水在下層,正丁醛在上層。(6)反應(yīng)時溫度保持在9095,既可以保證正丁醛變成蒸汽及時分離出去,同時還可以避免正丁醛被繼續(xù)氧化。(7)若4.0 g的正丁醇完全反應(yīng)產(chǎn)生的正丁醛應(yīng)為4.0÷74×72=3.89 g,則正丁醛的產(chǎn)率應(yīng)為2.0÷3.89×100%=51%。答案:(1)不能,易迸濺(2)防止暴沸冷卻后補加(3)分液漏斗直形冷凝管(4)c(5)下(6)既可保證正丁醛及時

40、蒸出,又可盡量避免其被進一步氧化(7)5119. 氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅(含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質(zhì))的流程如下:工業(yè)ZnO浸出液濾液濾液濾餅ZnO提示:在本實驗條件下,Ni()不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2?；卮鹣铝袉栴}:(1)反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ;在加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對除雜的影響是 。(2)反應(yīng)的反應(yīng)類型為,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有。(3)反應(yīng)形成的沉淀要用水洗,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是 。(4)反應(yīng)中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2,取干燥后的濾餅

41、11.2 g,煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g,則x等于。【解題指南】解答本題要注意以下3點:(1)根據(jù)流程圖理清各步操作的目的及變化。(2)注意題中信息:pH約為5,Ni()不能被氧化。(3)洗滌沉淀時,明確沉淀上可能有哪些雜質(zhì)。【解析】本題的各步操作目的及變化是:工業(yè)級氧化鋅中含有鐵、錳、鎳等雜質(zhì),第一步加入稀硫酸可以溶解氧化鋅,同時讓鐵、錳、鎳轉(zhuǎn)化為金屬陽離子;第二步在浸出液中加入酸性高錳酸鉀溶液,可以除去Fe2+和Mn2+,將它們轉(zhuǎn)化為沉淀除去,此時濾液中剩余Zn2+和Ni2+;第三步加入鋅粉,可以置換出金屬鎳而除去;第四步向濾液中加入碳酸鈉溶液可以將Zn2+轉(zhuǎn)化為碳酸鋅沉淀;第五步將碳酸鋅

42、沉淀煅燒即可得到純凈的氧化鋅固體。(1)反應(yīng)中除去的雜質(zhì)離子是Fe2+和Mn2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+,2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+在加高錳酸鉀之前,若溶液的pH較低,則鐵離子和錳離子不能生成沉淀而除去。(2)反應(yīng)的反應(yīng)類型是置換反應(yīng),過濾所得的濾渣中除了過量的鋅外還有置換出來的金屬鎳。(3)反應(yīng)過濾出的沉淀在用蒸餾水洗滌后,若已經(jīng)洗滌干凈則濾液中不含硫酸根離子,因此只需要加入硝酸酸化的硝酸鋇溶液即可檢驗沉淀是否洗滌干凈。(4)第五步煅燒發(fā)生反應(yīng)的方程式為ZnCO3·xZn(OH)2(x+1)ZnO+CO2+

43、xH2O125+99x 81(x+1)11.2 g 8.1 g列比例式(125+99x)÷81(x+1)=11.2 g÷8.1 g,解得x=1。答案:(1)Fe2+和Mn2+Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+，2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+鐵離子和錳離子不能生成沉淀,從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)(2)置換反應(yīng)鎳(3)取少量水洗液于試管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4)120. 化學實驗有助于理解化學知識,形成化學觀念,提高探究與創(chuàng)新能力,提升科學素養(yǎng)。(1)在實驗室中用濃鹽酸與MnO2共熱制

44、取Cl2并進行相關(guān)實驗。下列收集Cl2的正確裝置是。將Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是。設(shè)計實驗比較Cl2和Br2的氧化性,操作與現(xiàn)象是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,。(2)能量之間可相互轉(zhuǎn)化:電解食鹽水制備Cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學能,而原電池可將化學能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計兩種類型的原電池,探究其能量轉(zhuǎn)化效率。限選材料:ZnSO4(aq),FeSO4(aq),CuSO4(aq);銅片,鐵片,鋅片和導線。完成原電池甲的裝置示意圖,并作相應(yīng)標注。要求:在同一燒杯中,電極與溶液含相同的金屬元素。以銅片為電極之一,CuSO4(aq)為電解質(zhì)溶液,只在一個燒杯中組裝原電池乙,工作一段時

45、間后,可觀察到負極。甲乙兩種原電池中可更有效地將化學能轉(zhuǎn)化為電能的是,其原因是 。(3)根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法原理,為減緩電解質(zhì)溶液中鐵片的腐蝕,在(2)的材料中應(yīng)選作陽極?！窘忸}指南】解答本題要注意以下兩點:(1)熟悉常見氣體制備過程的注意事項。(2)根據(jù)電化學原理設(shè)計電化學裝置時帶有鹽橋的原電池的組成特點?！窘馕觥?1)Cl2是有刺激性氣味、密度比空氣大、有毒的黃綠色氣體,在制備和收集Cl2時必須有尾氣吸收裝置。A沒有排氣管不能用于收集氣體;B用于收集密度比空氣小的氣體;C用于收集密度比空氣大的氣體,且有尾氣吸收裝置;D中溶液會與氯氣反應(yīng),不能收集。氯氣溶于水后部分與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯

46、酸,次氯酸為弱酸部分電離,所以有氧化性的含氯粒子是Cl2、HClO和ClO。比較Cl2和Br2的氧化性,可以利用置換反應(yīng)。所以其具體操作是:取少量新制氯水和CCl4于試管中,用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液,振蕩靜置,溶液下層呈橙色。(2)由題給材料及用品,結(jié)合原電池的形成條件可知可以組合的原電池是:鋅銅、鋅鐵、鐵銅原電池。由圖示所給電子移動方向可知左邊為負極(活潑金屬)、右邊為正極(不活潑金屬),則組裝的原電池可以如下:由所給的電極材料可知,當銅片作電極時,銅片一定是正極,則負極是活潑的金屬(失電子發(fā)生氧化反應(yīng)),反應(yīng)的現(xiàn)象是電極逐漸溶解。以Zn和Cu作電極為例,如果不用鹽橋則Zn與CuS

47、O4反應(yīng),置換出的Cu附著在Zn表面,阻礙了Zn與CuSO4的接觸,不能提供穩(wěn)定的電流。(3)根據(jù)犧牲陽極的陰極保護法,可知被保護的金屬作陰極,則Zn作陽極。答案:(1)CCl2、HClO和ClO-用膠頭滴管向試管中滴加NaBr溶液,振蕩靜置,溶液下層呈橙色(2)（答案不唯一，合理即可）電極逐漸溶解甲可以避免活潑金屬如Zn和CuSO4的接觸,從而提供穩(wěn)定電流(3)Zn21. 醇脫水是合成烯烴的常用方法,實驗室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實驗裝置如下:+H2O可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:相對分子質(zhì)量密度/(g·cm-3)沸點/溶解性環(huán)己醇1000.961 8161微溶于水環(huán)己烯820.810 283

48、難溶于水合成反應(yīng):在a中加入20 g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動下慢慢加入1 mL濃硫酸。b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90。分離提純:反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中,分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時間后棄去氯化鈣,最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10 g。回答下列問題:(1)裝置b的名稱是。(2)加入碎瓷片的作用是;如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是(填正確答案標號)。A.立即補加 B.冷卻后補加 C.不需補加 D.重新配料(3)本實驗中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并;在本實驗分離過程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是 。(6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過程中,不可能用到的儀器有(填正確答案標號)。A.圓底燒瓶 B.溫度計 C.吸濾瓶D.球形冷凝管 E.接收器(7)本實驗所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率