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第第頁河南高考化學(xué)三年(2023-2023)模擬題匯編-42探究性實驗(2)(含解析)河南高考化學(xué)三年(2023-2023)模擬題匯編-42探究性實驗(2)
一、單選題
1.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考三模)某小組按如圖裝置探究氯氣和雙氧水的反應(yīng)。將注射器中的濃鹽酸注入試管中,在盛NaOH溶液的試管中收集到無色氣體,該氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃。下列說法錯誤的是
A.飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的HCl
B.NaOH溶液不可以用水代替
C.由反應(yīng)H2O2+Cl2=2HCl+O2可證明非金屬性:Cl>O
D.僅根據(jù)此實驗現(xiàn)象無法證明一定是氯氣氧化了H2O2
2.(2022·河南鄭州·統(tǒng)考一模)如圖是某同學(xué)設(shè)計的氯氣制備及性質(zhì)驗證實驗裝置。相關(guān)說法正確的是
A.脫脂棉中的無水氯化鈣可以用堿石灰代替
B.該實驗裝置可證明干燥的氯氣沒有漂白作用
C.濕潤的紫色石蕊試紙變紅色,說明反應(yīng)生成了酸性物質(zhì)
D.濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色,然后又逐漸褪去,說明氯氣具有漂白性
3.(2023·河南安陽·統(tǒng)考三模)某化學(xué)實驗小組設(shè)計如下實驗探究Zn與溶液中Fe3+發(fā)生反應(yīng)的原理。
實驗試劑現(xiàn)象
I2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液、過量鋅粉黃色溶液很快變淺,接著有無色氣泡產(chǎn)生,固體中未檢出鐵單質(zhì)
Ⅱ2mL1mol·L-1FeCl3溶液(pH≈0.70)、過量鋅粉很快有大量氣體產(chǎn)生,出現(xiàn)紅褐色渾濁,30min左右產(chǎn)生紅褐色沉淀,溶液顏色變淺,產(chǎn)生少量鐵單質(zhì)
下列說法錯誤的是
A.實驗I說明Fe3+被還原為Fe2+
B.可用酸性高錳酸鉀溶液檢驗實驗I得到的溶液中含有Fe2+
C.實驗Ⅱ發(fā)生了置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)
D.實驗說明Fe3+、H+與Zn的反應(yīng)與離子濃度有關(guān)
4.(2023·河南·統(tǒng)考一模)根據(jù)實驗?zāi)康?,下列實驗操作及現(xiàn)象、實驗結(jié)論都正確的是
選項實驗?zāi)康膶嶒灢僮骷艾F(xiàn)象實驗結(jié)論
A檢驗硫酸廠周邊空氣是否含有SO2用注射器多次抽取空氣,慢慢注入盛有酸性KMnO4稀溶液的同一試管中,溶液不變色空氣中不含SO2
B證明CH3COOH是弱電解質(zhì)用pH計分別測量醋酸溶液和鹽酸的pH,醋酸溶液的pH大CH3COOH是弱電解質(zhì)
C探究淀粉的水解程度向淀粉水解液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液至堿性,并分成兩份,向第一份中加入銀氨溶液并水浴加熱出現(xiàn)銀鏡;向第二份中滴加少量碘水,溶液變藍(lán)色淀粉部分水解
D探究鹵素單質(zhì)Cl2、Br2和I2的氧化性強(qiáng)弱向NaBr溶液中通入過量氯氣,溶液變橙色,再滴加淀粉KI溶液,溶液變藍(lán)色氧化性:Cl2>Br2>I2
A.AB.BC.CD.D
5.(2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考二模)某同學(xué)按圖示裝置進(jìn)行實驗,大頭針固定固體,塑料瓶盛放液體試劑。實驗時先打開止水夾,手指壓緊小孔并擠壓塑料瓶,使液體試劑沿玻璃管上升至完全充滿,排盡玻璃管中空氣,立即關(guān)閉止水夾,一會兒后,手指堵住小孔,打開止水夾。下列所加液體試劑、對應(yīng)現(xiàn)象及結(jié)論均正確的是
選項固體液體試劑現(xiàn)象結(jié)論
A鈉塊水鈉塊熔化成小球并浮在水面上;打開止水夾,點燃?xì)怏w,火焰呈淡藍(lán)色鈉塊與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
B鋁條NaOH溶液先有沉淀生成,后沉淀溶解;打開止水夾,點燃?xì)怏w,火焰呈淡藍(lán)色鋁條與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C銅絲稀HNO3產(chǎn)生紅棕色氣體,溶液呈藍(lán)色銅絲與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO2
D鐵絲食鹽水打開止水夾,并松開小孔片刻,關(guān)閉止水夾,發(fā)現(xiàn)塑料瓶中液面下降鐵絲發(fā)生了吸氧腐蝕
A.AB.BC.CD.D
二、工業(yè)流程題
6.(2023·河南·統(tǒng)考三模)鈀是航天、航空等高科技領(lǐng)域以及汽車制造業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料。以硫化銅鎳礦(主要含、,還有少量的、)制取鈀、鎳的工藝流程如下:
已知:“抽提”是用適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒◤脑现邪延行С煞址蛛x出來的過程。
回答下列問題:
(1)“焙燒”需要鼓入空氣使礦粉呈“沸騰”狀,其目的是。
(2)“萃取銅”后的無機(jī)相中主要含有(填化學(xué)式)、。
(3)在實驗室經(jīng)過“結(jié)晶”過程獲得硫酸銅晶體體的操作是、、、自然干燥。
(4)在“底渣”中加入王水(濃鹽酸和濃硝酸的混合溶液)使金屬溶解生成,假設(shè)反應(yīng)只產(chǎn)生一種污染空氣的無色氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。該過程采用“抽提”的目的是。
(5)“抽提”后的進(jìn)行沉淀生成,先加入氨后加入鹽酸,先加入氨的原因是。
(6)“還原”反應(yīng)中的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是。
7.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考一模)一種利用廢脫硝催化劑(含、、等成分)提取鈦、釩的工藝流程如下圖所示。
已知:①鈦酸鈉難溶于水;
②溶液的酸性較強(qiáng)時,價釩主要以的形式存在;
③溶液中某離子濃度,認(rèn)為該離子沉淀完全。
回答下列問題:
(1)上述流程中,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)有個。
(2)“高溫堿浸”中生成鈦酸鈉的離子方程式是。
(3)將氫氧化鈣加入鎢酸鈉溶液中可得到鎢酸鈣,已知,,當(dāng)溶液中沉淀完全時,溶液中最大值為。
(4)“沉釩”過程中,一般要加入過量,其原因是。
(5)沉釩過程中,沉釩率隨溶液pH的變化如圖所示。沉釩率隨溶液pH的增加先升高后降低的原因可能是。
(6)取固體加熱時,固體減少的質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示。加熱到200℃時,產(chǎn)生氣體的分子式為。
三、實驗題
8.(2023·河南鄭州·統(tǒng)考三模)某興趣小組探究鈉與水、鹽酸、醋酸和乙醇反應(yīng)的快慢。
(1)興趣小組成員根據(jù)已有認(rèn)知模型提出以下猜測:
猜測1:鈉分別與水、鹽酸反應(yīng),由于,鈉與鹽酸反應(yīng)更快。
猜測2:鈉分別與乙醇、醋酸反應(yīng),由于醋酸,鈉與醋酸反應(yīng)更快。
(2)設(shè)計實驗進(jìn)行“證實與證偽”
實驗I配制一定濃度的HCl
①用12.00mol·L-1HCl配制0.50mol·L-1HCl和5.00mol·L-1HCl時,除用到燒杯、膠頭滴管、玻璃棒外,還必須用到下列儀器中的(寫對應(yīng)字母)。
②配制0.50mol·L-1HCl250mL,需要取用12.00mol·L-1濃鹽酸的體積為。
實驗II相同溫度下,比較鈉與水、0.50mol·L-1HCl、5.00mol·L-1HCl反應(yīng)的快慢
序號鈉塊(形狀幾乎相同)反應(yīng)液體(50mL)鈉塊消失時間
Ⅰ0.15g水Ⅱ<Ⅰ<Ⅲ
Ⅱ0.15g0.50mol·L-1HCl
Ⅲ0.15g5.00mol·L-1HCl
該小組查閱資料知,相同溫度下,影響鈉與鹽酸反應(yīng)速率的主要因素是c(H+)和鈉表面的c(Na+)。
③鈉與5.00mol·L-1HCl反應(yīng),速率最慢的原因可能是。
實驗II相同溫度下,比較鈉與乙醇、醋酸反應(yīng)的快慢
序號鈉塊(形狀幾乎相同)反應(yīng)液體(50mL)反應(yīng)現(xiàn)象鈉塊消失時間
ⅳ0.15g乙醇鈉沉在燒杯底部,產(chǎn)生氣泡較快ⅳ<ⅴ
ⅴ0.15g冰醋酸鈉浮在液體表面,產(chǎn)生氣泡較慢
④該小組某同學(xué)提出,依據(jù)化學(xué)實驗的控制變量思想,該實驗設(shè)計存在缺陷,該缺陷是。
⑤請你幫助該小組設(shè)計新的方案,對上述實驗進(jìn)行改進(jìn)。
實驗結(jié)論:
⑥通過實驗探究,該小組同學(xué)認(rèn)為鈉與醋酸反應(yīng)比鈉與乙醇反應(yīng)慢,原因可能是。
A.冰醋酸是無水乙酸,無水情況下難以電離出氫離子
B.乙醇鈉在乙醇中的溶解度大于乙酸鈉在乙酸中的溶解度
C.乙酸羧基中的氫原子比乙醇羥基中的氫原子更難電離出氫離子
9.(2023·河南·統(tǒng)考二模)硫代硫酸鈉是一種常見化學(xué)試劑,臨床醫(yī)學(xué)上用于氰化物、砷、鉍、碘、汞、鉛等中毒治療。實驗室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中來制備Na2S2O3·5H2O?;卮鹣铝袉栴}:
I.提純Na2S。
已知Na2S常溫下微溶于酒精,加熱時溶解度迅速增大,雜質(zhì)不溶于酒精。在如圖裝置圓底燒瓶中放入工業(yè)級Na2S,并加入一定量的酒精和少量水。待燒瓶中固體不再減少時,停止加熱,將燒瓶取下,立即趁熱過濾,再冷卻結(jié)晶,抽濾。將所得固體洗滌、干燥,得到Na2S晶體。
(1)圖中冷凝管的作用是,步驟中趁熱過濾的目的是
II.利用如圖裝置合成硫代硫酸鈉。
(2)裝置中單向閥的作用是,三頸瓶中生成Na2S2O3的化學(xué)方程式為,充分反應(yīng)后將三頸瓶中溶液進(jìn)行一系列操作得到Na2S2O3·5H2O晶體。
III.測定產(chǎn)品純度。
準(zhǔn)確稱取wg產(chǎn)品,用適量蒸餾水溶解,以淀粉作指示劑,用0.1mol/L碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。反應(yīng)原理為:I2+2S2O=S4O+2I-。
(3)①滴定至終點時,滴定終點的現(xiàn)象是。
②滴定起始和終點的液面位置如圖,則消耗碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為mL,若滴定終點時俯視視凹液面,則測定產(chǎn)品的純度結(jié)果(填“偏高”、“偏低”、或“無影響”)。
(4)硫代硫酸鈉晶體中可能含有Na2SO3、Na2SO4等雜質(zhì)。利用所給試劑實驗,檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4雜質(zhì),簡要說明實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論。。(可供選擇的試劑有:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液)
10.(2022·河南洛陽·統(tǒng)考三模)鄰硝基苯酚()、對硝基苯酚()是兩種用途廣泛的有機(jī)合成中間體,實驗室可用苯酚()進(jìn)行硝化制得。實驗步驟和相關(guān)裝置如下(其中夾持儀器和控溫裝置已省略):
I.在常溫下,向裝置①中的三口燒瓶中加入試劑:a.水;b.NaNO3;c.濃硫酸。
II.稱取一定量苯酚,與少量溫水混合,并冷卻至室溫。
III.在攪拌下,將苯酚水溶液自滴液漏斗滴入三口燒瓶中,將反應(yīng)溫度維持在15~20°C。
IV.加完苯酚后,繼續(xù)攪拌1h,冷卻至黑色油狀物固化,傾出酸層,然后用水洗滌數(shù)次。
V.鄰硝基苯酚的收集:將油層利用裝置②進(jìn)行水蒸氣蒸餾,得鄰硝基苯酚粗品。
VI.對硝基苯酚的收集:在水蒸氣蒸餾的殘液中,加適量水,再加濃鹽酸和少量活性炭,加熱煮沸,趁熱過濾,冷卻結(jié)晶,分離得對硝基苯酚粗品。
已知:鄰硝基苯酚、對硝基苯酚室溫下在水中溶解度較小,鄰硝基苯酚能與水蒸氣一同揮發(fā)。
(1)裝置①、②中都使用了冷凝管,其中裝置①中冷凝管的主要作用是。,該冷凝管的進(jìn)水口是(填字母)。
(2)裝置①中硝化反應(yīng)放出較多熱量,容易發(fā)生副反應(yīng),需要控溫在15~20°C,使用的方法是。
(3)裝置①中加入試劑的先后順序為(填標(biāo)號)。
A.a(chǎn)cbB.cabC.cba
實驗中生成NaHSO4,寫出得到鄰硝基苯酚的化學(xué)方程式:。
(4)利用裝置②進(jìn)行水蒸氣蒸餾時,少量鄰硝基苯酚晶體會凝結(jié)在冷凝管內(nèi)壁造成堵塞,可以采取的簡便措施為。鄰硝基苯酚能用水蒸氣蒸餾的原因是(答出兩條合理的原因)。
(5)步驟VI中趁熱過濾的目的是。
11.(2022·河南·統(tǒng)考三模)海帶中既含有有機(jī)碘化合物又含有碘化鈉等無機(jī)碘化合物。某課題組探究了海帶提碘的優(yōu)化條件,并用色度計測定了某海帶樣品中碘的含量。
實驗步驟:
I.預(yù)處理:將干海帶用刷子刷凈,剪成1~2cm大小的方塊,準(zhǔn)確稱量3g樣品置于坩堝中。
II.灰化:在通風(fēng)櫥中用酒精燈加熱坩堝中的干海帶。點燃酒精燈并不斷攪拌,記錄加熱時間,停止加熱,冷卻坩堝。
III.過濾:將冷卻后的海帶灰轉(zhuǎn)移到50mL小燒杯中,分兩次加入共15mL蒸餾水,靜置后過濾。
IV.氧化:向濾液中加入3mol·L-1H2SO4和H2O2溶液,充分反應(yīng)后將濾液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中。
V.萃?。合蚍忠郝┒分猩倭慷啻渭尤隒Cl4,振蕩,靜置。待溶液完全分層后,取下層溶液。
VI.含量測定:用色度計測定出所得溶液中碘的含量。
VII.回收處理:蒸餾碘的CCl4溶液,回收CCl4。
回答下列問題:
(1)上述實驗過程,不需要用到下列儀器中的。
(2)步驟I中(填能或不能)用蒸餾水清洗樣品,原因是。
(3)步驟II中停止加熱后,移動坩堝應(yīng)使用(填儀器名稱)。
(4)步驟III過濾時,出現(xiàn)了燒杯中濾液濺出的現(xiàn)象,原因是。過濾后如果發(fā)三現(xiàn)濾液仍然渾濁,需進(jìn)行的實驗操作是。
(5)氧化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。
(6)溶液濃度越大吸光度越大。用色度計測得溶液的吸光度后,利用以溶液吸光度為縱坐標(biāo)、碘濃度(μg·mL-1)為橫坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖,可以得出被測溶液濃度。為了繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線圖,取0.01072g碘單質(zhì),用10mL容量瓶配成碘的CCl4溶液,取出0.01mL加入2.99mLCCl4中配得第一份碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液。用色度計測其吸光度,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的第一個坐標(biāo)點,該坐標(biāo)點的橫坐標(biāo)是(結(jié)果保留4位小數(shù))μg·mL-1。課題組在其它實驗條件相同情況下,研究了不同灰化時間對碘提取效果的影響。其結(jié)果如圖所示?;一瘯r間超過40min,測得碘的含量逐漸降低,原因是。
12.(2022·河南鄭州·統(tǒng)考二模)摩爾鹽(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是一種常見的復(fù)鹽。以下是摩爾鹽的制備流程。請回答相關(guān)問題。
(1)步驟2的名稱應(yīng)為。
(2)抽濾裝置如圖所示。和普通過濾相比,抽濾的優(yōu)點是。
(3)加熱濃縮時所用到的主要儀器中屬于硅酸鹽材質(zhì)的有酒精燈、玻璃棒和。
(4)生成摩爾鹽的反應(yīng)方程式為。
(5)步驟3中將濾液加熱濃縮至即停止加熱,這樣做的原因是。
(6)步驟3抽濾后用乙醇洗滌后再用濾紙吸干。用乙醇洗滌的原因是。
(7)Fe3+含量是影響產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。定量測定方法是:取1.00g產(chǎn)品于燒杯中,加入適量鹽酸溶解,并加入3滴KSCN溶液,定容至50mL,取溶液置于比色管中,與標(biāo)準(zhǔn)色階進(jìn)行目視比色,確定產(chǎn)品級別??梢愿鶕?jù)顏色確定產(chǎn)品級別的原理是。
(8)取30.00g所制得的固體于小燒杯中,加入適量稀硫酸,溶解后在250mL容量瓶中定容。取25.00mL于錐形瓶中,用0.1mol·L-1的KMnO4,溶液滴定至終點。平行操作三次,消耗KMnO4溶液的平均體積為16.00mL。此樣品中Fe2+含量為%(保留小數(shù)點后1位)。導(dǎo)致該測定結(jié)果與理論值有偏差的可能原因是。
A.配溶液定容時俯視刻度線B.取摩爾鹽溶液的滴定管沒有潤洗
C.取待測液的錐形瓶洗凈后未干燥D.摩爾鹽的結(jié)晶水?dāng)?shù)量不足
13.(2022·河南許昌·統(tǒng)考二模)(NH4)2[Ce(NO3)6](硝酸鈰銨)是橙紅色單斜細(xì)粒結(jié)晶,易溶于水,幾乎不溶于濃硝酸。實驗室由稀土氟化物(含28%二氧化鈰、37.7%其他稀土金屬氧化物、4.5%的氧化鈣及金屬氟化物等)制備硝酸鈰銨時的主要實驗步驟如下:
I.取適量稀土氟化物于鉑皿或鉛皿中,加適量水在沙浴上加熱,攪拌下緩緩加入適量濃硫酸,充分加熱,直至產(chǎn)生SO3白煙為止,冷卻得混合物。
II.將上述混合物用適量水浸取,得沒取液,向其中加入NaOH溶液至溶液呈強(qiáng)堿性,過濾、洗滌至不含SO,得到灰白色Ce(OH)3。
III.由步驟II制得的Ce(OH)3制取Ce(OH)4(黃色難溶物)。
IV.向Ce(OH)4沉淀物中加入濃硝酸加熱至漿狀{生成H2[Ce(NO3)6]},再加入稍過量的NH4NO3晶體,充分?jǐn)嚢韬笾匦录訜嶂梁隣罱Y(jié)晶體,冷卻、過濾得硝酸鈰銨粗品。
回答下列問題:
(1)步驟I中用鉑皿或鉛皿而不用玻璃儀器的主要原因是;CeO2與濃硫酸反應(yīng)生成Ce2(SO4)3的化學(xué)方程式為。
(2)步驟Ⅲ中由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的裝置如下圖所示:
①裝置a的燒瓶中盛放的固體為(填化學(xué)式);裝置b中儀器W的名稱是。
②當(dāng)b中沉淀完全變?yōu)辄S色后,停止通Cl2后改通空氣(圖中框內(nèi)改通空氣裝置)的目的是;將裝置b中的反應(yīng)混合物過濾、洗滌,能說明沉淀已洗滌干凈的實驗方法是。
(3)步驟IV中H2[Ce(NO3)6]與NH4NO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;將得到的粗品進(jìn)一步提純可采用的方法是(填操作名稱)。
14.(2022·河南信陽·統(tǒng)考二模)硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化學(xué)中的重要試劑,是一種復(fù)鹽,一般亞鐵鹽在空氣中易被氧化,形成復(fù)鹽后就比較穩(wěn)定。與其他復(fù)鹽一樣,硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比組成它的每一種鹽的溶解度都小,利用這一性質(zhì)可以用等物質(zhì)的量的(NH4)2SO4和FeSO4混合制備。請回答以下問題:
I.硫酸亞鐵銨晶體的制備
步驟一:稱取3.0g鐵屑,加入15mLl0%Na2CO3溶液,小火加熱30分鐘,過濾洗滌、干燥、稱量得固體m1g。
步驟二:將步驟一中的m1g固體轉(zhuǎn)移至錐形瓶,加入15mL3mol·L-1H2SO4,加熱至不再有氣體生成,趁熱過濾,洗滌固體,將濾液和洗滌液合并后轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中備用,準(zhǔn)確稱量剩余固體質(zhì)量得m2g。
步驟三:計算所得FeSO4的物質(zhì)的量,計算等物質(zhì)的量的(NH4)2SO4固體的質(zhì)量,準(zhǔn)確稱取(NH4)2SO4。
步驟四:將(NH4)2SO4固體加入蒸發(fā)皿中,緩慢加熱濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止,放置冷卻。
步驟五:經(jīng)過一系列操作,最終得到較純凈的(NH4)2FeSO4·6H2O。
(1)堿煮30分鐘的目的是。
(2)步驟二中的加熱,最佳加熱方式為,理由是。
(3)關(guān)于步驟五中的一系列操作的相關(guān)表述,錯誤的是(填字母)。
A.過濾時可使用玻璃棒攪拌的方式來縮短時間
B.過濾和洗滌的速度都要盡可能的快,可以減少產(chǎn)品的氧化
C.洗滌時使用無水乙醇既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以起到干燥作用
D.所得的產(chǎn)品可以采取電熱爐烘干的方式徹底干燥
II.硫酸亞鐵銨的分解
已知硫酸亞鐵銨在不同溫度下加熱分解產(chǎn)物不同。設(shè)計如圖實驗裝置(夾持裝置略去),在500℃時隔絕空氣加熱A中的硫酸亞鐵銨至分解完全,確定分解產(chǎn)物的成分。
(4)B裝置的作用是。
(5)實驗中,觀察到C中無明顯現(xiàn)象,D中有白色沉淀生成,可確定分解產(chǎn)物中的某種氣體,寫出D中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。若去掉C,是否能得出同樣結(jié)論,并解釋其原因。
(6)A中固體完全分解后變?yōu)榧t棕色粉末,某同學(xué)設(shè)計實驗驗證固體殘留物僅為Fe2O3而不含F(xiàn)eO。請?zhí)顚懕碇械膶嶒灛F(xiàn)象。
實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象結(jié)論
①取少量A中殘留物于試管中,加入適量稀硫酸,充分振蕩便其完全溶解;②將溶液分成兩份,分別滴加高錳酸鉀溶液、KSCN溶液固體殘留物僅為Fe2O3
15.(2022·河南·校聯(lián)考一模)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}是一種翠綠色晶體,能溶于水,難溶于乙醇,見光易分解,是制備某些活性催化劑的主要原料。制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體并測定其組成的實驗步驟如下:
Ⅰ.將4.0g綠礬配成溶液,加入20mL的飽和H2C2O4溶液,加熱,攪拌,靜置,用傾析分離法得到黃色沉淀FeC2O4·2H2O。
Ⅱ.在沉淀中加入20mL含少量KOH的飽和K2C2O4溶液,再加入20mL6%H2O2,保持反應(yīng)溫度為40℃,只生成紅褐色沉淀。然后,加熱煮沸2min后加入16mL的飽和H2C2O4溶液,沉淀消失,溶液變?yōu)榱辆G色,……抽濾得到晶體,洗滌并干燥。
回答下列問題:
(1)實驗過程Ⅰ中不需要用到下列儀器中的(從圖中選擇序號)。
(2)通常實驗室配制綠礬溶液時需要加入(填試劑名稱),步驟Ⅰ中生成黃色沉淀的離子方程式是。
(3)步驟Ⅱ中生成紅褐色沉淀的離子方程式是,加熱煮沸的原因是。
(4)步驟Ⅱ中“……”表示向溶液中加入15mL95%乙醇,放置于暗處使其冷卻結(jié)晶。加入乙醇的目的是。
(5)步驟Ⅱ中生成晶體的保存方法是。
(6)采用熱重分析法測定三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體樣品所含結(jié)晶水個數(shù)。將樣品加熱,當(dāng)失去全部結(jié)晶水時,質(zhì)量變成原來的89.0%,則x=。
16.(2022·河南鄭州·統(tǒng)考一模)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}是制備負(fù)載型活性鐵催化劑的主要原料,也是一種很好的有機(jī)反應(yīng)催化劑,還是制感光紙的原料。實驗室欲制備少量三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀。
已知:K3[Fe(C2O4)3]·3H2O為翠綠色晶體、難溶于乙醇;0℃時在水中溶解度為4.7g,100℃時溶解度為117.7g。
Ⅰ.制備Fe(OH)3
稱取2g莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2]于錐形瓶中,溶于水,滴加足量6%H2O2,加熱并攪拌。當(dāng)變成紅褐色后,再煮沸十分鐘,冷卻后,過濾、洗滌。
(1)Ⅰ中制備Fe(OH)3的離子反應(yīng)方程式為。由莫爾鹽制取氫氧化鐵時,加入6%的H2O2,變紅褐色后,繼續(xù)煮沸十分鐘的目的是。
Ⅱ.制備草酸氫鉀
取2gH2C2O4·2H2O溶于20mL水中,加入1.2gK2CO3,反應(yīng)生成KHC2O4。
Ⅲ.制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體。步驟如圖:
(2)①制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體,步驟1裝置中儀器a的名稱為。采用水浴加熱的目的是。
②步驟2的操作名稱是,步驟3采用冰水冷卻的目的。
③過濾后需要用乙醇溶液洗滌,其優(yōu)點是。
(3)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀具有光敏性,寫出其在強(qiáng)光下分解生成草酸亞鐵(FeC2O4)的化學(xué)反應(yīng)方程式為。
17.(2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測)氯化鈧(ScCl3)是制備稀土金屬及其功能材料的重要前驅(qū)體,易水解生成ScOCl。實驗小組在實驗室中對ScCl3的干法和濕法制備及產(chǎn)品純度測定進(jìn)行探究,進(jìn)行如下實驗?;卮鹣铝袉栴}:
(1)干法制備ScCl3的裝置如圖所示(部分夾持、加熱裝置略去)
步驟I.打開開關(guān)K,開始向裝置中通入N2;
步驟II.加熱A、B,其中A處控制溫度80℃左右,B處控制溫度800℃左右;
步驟III.B處Sc2O3充分反應(yīng)后,停止加熱A、B,待反應(yīng)管冷卻至室溫后,停止通入N2。
①實驗時通入N2的作用為(答出兩點即可)。
②步驟II中,應(yīng)先加熱(填“A”或“B”),目的是。
③B處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
④裝置C的作用為。
⑤實驗過程中,D中觀察到的現(xiàn)象為。
(2)濕法制備ScCl3時加入適量NH4Cl并加熱,可將水解生成的ScOCl轉(zhuǎn)化為ScCl3,該轉(zhuǎn)化中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(3)測定產(chǎn)品純度:準(zhǔn)確稱量mg產(chǎn)品溶于適量濃鹽酸,加蒸餾水稀釋,再加入指示劑,用cmol·L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(Sc3+與EDTA以物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng),雜質(zhì)不參加反應(yīng)),達(dá)到滴定終點時消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為VmL,則產(chǎn)品中ScCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用含m、c、V的代數(shù)式表示)。
18.(2023·河南安陽·統(tǒng)考三模)二茂鐵可用作燃料的節(jié)能消煙劑、抗爆劑等。某興趣小組擬用如圖所示裝置制備二茂鐵(電磁攪拌裝置、夾持裝置略去),反應(yīng)原理:2KOH+FeCl2+2C5H6(環(huán)戊二烯)=Fe(C5H5)2(二茂鐵)+2KCl+2H2O。
已知一些物質(zhì)的物理數(shù)據(jù):
物質(zhì)熔點/°C沸點/°C密度/(g·cm-3)溶解性
二茂鐵173249(100°C時開始升華)1.49不溶于水和鹽酸,溶于乙醚
環(huán)戊二烯-97.242.50.87不溶于水,溶于乙醚和乙醇
乙醚-11634.50.71微溶于水,溶于乙醇
二甲亞砜18.41891.10與水互溶,不溶于乙醚
制備二茂鐵的實驗步驟如下:
I.在C中加入25gKOH粉末,并加入60mL無冰乙醚,連接好儀器,充分?jǐn)嚢?,然后打開K,通入N2,排盡裝置中的空氣后,關(guān)閉K。
II.打開B1的活塞,滴加5.5mL新蒸餾的環(huán)戊二烯,攪拌。
III.將含一定質(zhì)量的FeCl2的二甲亞砜溶液25mL由B2緩慢滴入C中,在45min時滴完,再繼續(xù)攪拌45min,反應(yīng)完畢。
IV.拆下儀器C,再向其中加入25mL無水乙醚,攪拌,將液體轉(zhuǎn)移到分液漏斗中,依次用鹽酸、水洗滌2~3次,分液得橙黃色溶液。
V.蒸發(fā)橙黃色溶液,得二茂鐵粗產(chǎn)品。
回答下列問題:
(1)儀器C的名稱是;儀器A中冷凝水從口進(jìn)入(填“m”或“n”)。
(2)D中試劑的名稱是D中導(dǎo)管插入液面以下,其主要目的是。
(3)步驟I中檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是。
(4)步驟III中將含F(xiàn)eCl2的二甲亞砜溶液緩慢滴入C中,滴完之后繼續(xù)攪拌,其目的是。
(5)步驟IV中無水乙醚的作用是;用鹽酸洗滌的目的是。
19.(2023·河南開封·統(tǒng)考二模)某小組根據(jù)硫元素的化合價,預(yù)測SO2既有還原性又有氧化性,并設(shè)計實驗進(jìn)行探究。
I.探究SO2的還原性:向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略),記錄如下。
裝置編號試劑實驗現(xiàn)象
a碘水溶液的棕黃色褪去
bFe2(SO4)3溶液
(1)a中反應(yīng)的離子方程式為。
(2)b中的實驗現(xiàn)象為。將b所得溶液分成三份,進(jìn)行如下實驗。
實驗①向第一份溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。
實驗②向第二份溶液中加入KSCN溶液,不變紅,再加入新制的氯水,溶液變紅。
實驗③向第三份溶液中先加入稀鹽酸酸化,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。
上述實驗不能證明SO2與Fe3+發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的是,原因是。
II.探究SO2的氧化性:向試管中通入足量SO2(尾氣處理裝置已略),記錄如下。
裝置編號試劑實驗現(xiàn)象
c3mol·L-1稀硫酸始終無明顯變化
d3mol·L-1稀鹽酸銅片表面變黑,溶液變?yōu)樽厣?/p>
已知:i.水合Cu+既易被氧化也易被還原,因此水溶液中無法生成水合Cu+。
ii.CuCl為白色固體,難溶于水,可溶于c(Cl-)較大的溶液生成[CuCl3]2-。
(3)證明d所得棕色溶液含有[CuCl3]2-:用滴管吸取少量棕色溶液,滴入蒸餾水中,出現(xiàn)白色沉淀。用平衡移動原理解釋產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是。
(4)與c對比,d能發(fā)生反應(yīng)的原因是。
(5)由實驗II可推知,該條件下SO2、CuCl、Cu2+的氧化性由強(qiáng)到弱的順序為。
20.(2023·河南焦作·統(tǒng)考二模)CeO2是一種稀土氧化物,在催化劑、電化學(xué)、光學(xué)等方面都有重要應(yīng)用。CeO2是淡黃色固體粉末,難溶于水,熔點為2600℃。請回答下列問題:
(一)制備CeO2
I.取一定量化學(xué)計量比的Ce(NO3)3·6H2O和NaOH分別溶解在5mL和35mL的去離子水中,分別磁力攪拌30min后,再將兩種液體混合,繼續(xù)磁力攪拌30min,形成白色絮狀沉淀[Ce(OH)3]。將混合溶液加熱(并通入O2),在一定溫度下反應(yīng)一段時間。通過離心方法將Ce(OH)4沉淀分離出來。
II.用水和無水乙醇分別洗滌Ce(OH)4沉淀3次。
III.將洗滌后的樣品轉(zhuǎn)入干燥爐中,在60°C下干燥24h,得到淡黃色粉末CeO2。
(1)盛放NaOH溶液的儀器名稱為,無水乙醇的作用是。
(2)寫出由Ce(OH)3和O2反應(yīng)制備Ce(OH)4的化學(xué)方程式:。
(二)某樣品中CeO2[M(CeO2)=172.1]純度的測定
稱取mg樣品置于錐形瓶中,加入50mL水及20mL濃硫酸,分批加入H2O2溶液,每次5mL,搖勻,低溫加熱,直至樣品完全溶解。加熱除盡錐形瓶中的H2O2,冷卻后稀釋至250mL,加入5mL10g·L-1AgNO3溶液催化,再加入過量的過硫酸銨[(NH4)2S2O8]溶液,低溫加熱,將Ce3+氧化成Ce4+,當(dāng)錐形瓶中無氣泡冒出,再煮沸2min。待冷卻后,加入5滴鄰二氮菲-亞鐵指示液,用(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,消耗cmol·L-1的(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。已知鄰二氮菲與Fe2+可形成紅色配合物,這種離子可示表為[Fe(phen)3]2+。
(3)實驗中分批加入H2O2溶液時,采取低溫加熱的原因是。
(4)加熱煮沸過程中,(NH4)2S2O8在溶液中反應(yīng)生成NH4HSO4和O2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;若滴定時錐形瓶中過量的(NH4)2S2O8未除盡,則測得的CeO2純度(填“偏高”、“偏低”或“無影響”);判斷滴定終點的方法是。
(5)樣品中CeO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=(用含有c、V、m的代數(shù)式表示)。
(6)CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的關(guān)鍵成分,它能在還原氣氛中供氧,在氧化氣氛中耗氧。在尾氣消除過程中發(fā)生著CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循環(huán)。請寫出CeO2消除CO尾氣的化學(xué)方程式:。
四、填空題
21.(2022·河南·統(tǒng)考三模)電鍍廢液中含有Cu2+、Mg2+、Ca2+、Ni2+和Fe3+,某專利申請用下列方法從該類廢液中制備高純度的銅粉。
已知導(dǎo)體和其接觸的溶液的界面上會形成一定的電位差,被稱作電極電位。如反應(yīng)Cu2+(氧化態(tài))+2e-=Cu(還原態(tài))的標(biāo)準(zhǔn)電極電位表示為Cu2+/Cu=0.34,該值越大氧化態(tài)的氧化性越強(qiáng),越小還原態(tài)的還原性越強(qiáng)。兩個電對間的電極電位差別越大,二者之間的氧化還原反應(yīng)越易發(fā)生。某些電對的電極電位如下表所示:
Fe3+/Fe2+Cu2+/Cu+Cu2+/Cu/SO2Fe2+/FeNi2+/NiMg2+/MgCa2+/Ca
0.770.520.340.17-0.44-0.23-2.38-2.76
回答下列問題:
(1)蒸發(fā)濃縮后的溶液中,Cu2+的物質(zhì)的量濃度≥(結(jié)果保留兩位小數(shù))。分離固液混合物時,需要用真空抽濾的方法提高過濾的速度和效果,其原因是。
(2)溶液的氧化還原電位越高,其氧化能力同樣越強(qiáng)。溶液的氧化還原電位,與溶液中離子等微粒的種類及其濃度相關(guān),實驗測得Cu2+與SO2反應(yīng)體系的氧化還原電位與銅粉的回收率和純度的關(guān)系如下表所示:
反應(yīng)液的電位(mV)360340320300280260
銅粉的回收率(%)86.590.295.697.297.397.4
產(chǎn)品的純度(%)99.999.999.999.999.999.9
①由此可知,制備過程中進(jìn)行電位檢測時,要把溶液的氧化還原電位控制在mV左右。
②專利申請書指出,反應(yīng)液的反應(yīng)歷程為Cu2+首先被還原為Cu+,Cu+再歧化為Cu和Cu2+。反應(yīng)歷程不是Cu2+直接被還原為Cu的原因是。反應(yīng)生成Cu+的離子方程式是。
(3)廢液2中含有的金屬離子除Mg2+、Ca2+外還有。為了使這些離子均除去,使水得到進(jìn)一步的凈化,應(yīng)該在調(diào)節(jié)溶液pH使其他雜質(zhì)離子沉淀后,再使Ca2+轉(zhuǎn)化為(填化學(xué)式)而除去。
參考答案:
1.C
【分析】發(fā)生裝置為高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣:,經(jīng)過飽和食鹽水除去揮發(fā)出的HCl氣體,由于在盛NaOH溶液的試管中收集到無色氣體,該氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃,說明氯氣與雙氧水發(fā)生核心反應(yīng)產(chǎn)生O2,用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣防止污染環(huán)境并且收集產(chǎn)生的O2。
【詳解】A.根據(jù)分析可知飽和食鹽水的作用是除去氯氣中的HCl,A正確;
B.水吸收氯氣的效果不好,所以NaOH溶液不可以用水代替,B正確;
C.由反應(yīng)H2O2+Cl2=2HCl+O2可說明該條件下氧化性:Cl2>O2,但不可證明非金屬性:Cl>O,客觀事實是O的電負(fù)性大于Cl,即O的非金屬性大于Cl,所以C錯誤;
D.實驗產(chǎn)生的O2有可能是H2O2分解所得,不一定是氯氣氧化了H2O2產(chǎn)生了O2,D正確;
答案選C。
2.B
【詳解】A.氯氣能與堿石灰反應(yīng),脫脂棉中的無水氯化鈣不能用堿石灰代替,A錯誤;
B.生成的氯氣經(jīng)過干燥后不能使品紅試紙褪色,因此該實驗裝置可證明干燥的氯氣沒有漂白作用,B正確;
C.生成的氯氣中含有揮發(fā)出的氯化氫,氯化氫也能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兗t色,不能說明反應(yīng)生成了酸性物質(zhì),C錯誤;
D.濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)色,然后又逐漸褪去,是因為氯氣首先氧化碘離子生成單質(zhì)碘,然后氯氣繼續(xù)氧化單質(zhì)碘,氯氣沒有漂白性,D錯誤;
答案選B。
3.B
【詳解】A.實驗I黃色溶液很快變淺,固體中未檢出鐵單質(zhì),說明Fe3+被還原為Fe2+,黃色溶液很快變淺,選項A正確;
B.FeCl3溶液中的Cl-也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,干擾Fe2+的檢驗,故不能用酸性高錳酸鉀溶液檢驗實驗I得到的溶液中含有Fe2+,選項B錯誤;
C.FeCl3溶液中加入過量鋅粉,很快有大量氣體產(chǎn)生,是氯化鐵溶液水解產(chǎn)生的鹽酸與鋅粉反應(yīng)產(chǎn)生氯化鋅和氫氣,反應(yīng)為置換反應(yīng);出現(xiàn)紅褐色渾濁,是氯化鐵水解生成氫氧化鐵,屬于復(fù)分解反應(yīng);產(chǎn)生少量鐵單質(zhì),是鋅置換出鐵,屬于置換反應(yīng),選項C正確;
D.根據(jù)上述實驗可知,實驗開始時Fe3+濃度較大,先與鋅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鋅和氯化亞鐵,當(dāng)Fe3+濃度較低,H+濃度較大時,H+與鋅反應(yīng)生成鋅鹽和氫氣,故實驗說明Fe3+、H+與Zn的反應(yīng)與離子濃度有關(guān),選項D正確;
答案選B。
4.A
【詳解】A.具有還原性的二氧化硫能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)使溶液褪色,溶液不變色說明空氣中不含有二氧化硫,故A正確;
B.沒有明確醋酸和鹽酸的濃度是否相同,則醋酸溶液的pH大不能證明醋酸是弱電解質(zhì),故B錯誤;
C.碘水會與氫氧化鈉溶液反應(yīng),則向堿性淀粉水解液中加入碘水,溶液不會變藍(lán)色,故C錯誤;
D.向溴化鈉溶液中通入過量氯氣后,再滴加淀粉碘化鉀溶液,過量氯氣會優(yōu)先與碘化鉀溶液反應(yīng)使溶液變藍(lán)色,無法比較溴和碘的氧化性強(qiáng)弱,故D錯誤;
故選A。
5.A
【詳解】A.若固體是鈉塊,液體試劑為水,鈉塊熔化成小球并浮在水面上,說明鈉熔點低,且產(chǎn)生了氣體,打開止水夾,點燃?xì)怏w,火焰呈淡藍(lán)色,說明產(chǎn)生了氫氣,可以證明鈉塊與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,選項A正確;
B.若固體是鋁條,液體試劑為氫氧化鈉溶液,鋁單質(zhì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,不會產(chǎn)生沉淀,選項B錯誤;
C.若固體是銅絲,液體試劑為稀硝酸,銅單質(zhì)與稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮,選項C錯誤;
D.若固體是鐵絲,液體試劑為食鹽水,食鹽水呈中性,鐵絲發(fā)生了吸氧腐蝕,打開止水夾,并松開小孔片刻,關(guān)閉止水夾,發(fā)現(xiàn)玻璃管中液面.上升,但由于塑料瓶直徑較大,較難觀察其液面變化,選項D錯誤;
答案選A。
6.增大礦粉與的接觸面積提高原料利用率蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過濾(洗滌)分離和“抽提”后的溶液呈酸性,氨可以中和酸生成,同時可調(diào)節(jié)1∶2
【分析】硫化銅鎳礦經(jīng)過焙燒后、轉(zhuǎn)化成了、,轉(zhuǎn)化成了Pd,沒有變化,煙氣的成分應(yīng)該是SO2,燒渣加入稀硫酸后,、和稀硫酸反應(yīng)生成了CuSO4和,通過結(jié)晶法分離出CuSO4,通過有機(jī)溶劑萃取剩余的銅離子,則無機(jī)相中的主要成分就是剩余的和稀硫酸了。燒渣浸出后的底渣主要成分是和Pd,利用王水把Pd從底渣中分離出來,然后通過加入氨水和稀鹽酸使Pd的化合物從溶液中沉淀分離出來,最后利用氫氣還原得到Pd,據(jù)此解答。
【詳解】(1)為了使礦粉充分與空氣中的氧氣反應(yīng),提高原料利用率,故需要鼓入空氣使礦粉呈“沸騰”狀;
(2)硫化銅鎳礦主要含、,還有少量的、,根據(jù)流程圖,可知最終大都轉(zhuǎn)化成了膽礬晶體,轉(zhuǎn)化成了Pd,不溶于硫酸,所以“萃取銅”后的無機(jī)相中主要含有和??;
(3)從硫酸銅溶液中分離出溶質(zhì)硫酸銅,則首先要對溶液蒸發(fā)濃縮,使其飽和,然后冷卻結(jié)晶使其析出,最后過濾洗滌分離出硫酸銅晶體,由于硫酸銅晶體受熱易分解,故需自然干燥分離出其含有的剩余水分;
(4)硫化銅鎳礦焙燒后,根據(jù)流程圖,可知用稀硫酸浸出后的底渣成分主要是和Pd,王水是濃鹽酸和濃硝酸的混合溶液,反應(yīng)后生成一種污染空氣的無色氣體,可推測是NO,與王水不反應(yīng),則反應(yīng)的化學(xué)方程式為;
(5)為了使Pd充分溶解,抽提用的王水必然過量,則抽提后的混合液比然顯酸性,為了使進(jìn)行沉淀生成,則必然先加入氨水,中和剩余的酸,同時可調(diào)節(jié),故先加氨水后加鹽酸;
(6)氫氣“還原”過程中,中的Pd由+4價降低到0價,降了四價,得到4個電子,根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等,則參加反應(yīng)的H2必然失去4個電子,故作為氧化劑和還原劑H2的物質(zhì)的量比是1∶2。
7.(1)3
(2)TiO2+2OH-=TiO+H2O
(3)0.2
(4)增大濃度,使逆向移動,利于盡可能析出完全
(5)pH過低,VO化為VO的程度較大;pH過高,化為NH3·H2O的程度較大;兩因素均使沉釩率降低
(6)NH3
【分析】廢催化劑在堿性條件下和氫氧化鈉反應(yīng),生成鈦酸鈉,酸浸后生成鈦酸,經(jīng)過焙燒生成二氧化鈦,再和氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦,隨后在惰性氣體中被鎂還原為單質(zhì)鈦,以此解題。
【詳解】(1)上述反應(yīng)中二氧化鈦和氯氣反應(yīng)生成四氯化鈦的反應(yīng),四氯化鈦和鎂的反應(yīng),五氧化二釩生成單質(zhì)釩的反應(yīng),一共3個氧化還原反應(yīng);
(2)“高溫堿浸”時二氧化鈦和氫氧化鈉反應(yīng)生成鈦酸鈉,離子方程式為:TiO2+2OH-=TiO+H2O;
(3)當(dāng)溶液中WO恰好沉淀完全,其離子濃度等于10-5mol/L,根據(jù)Ksp(CaWO4)=c(Ca2+)×c(WO)=1×10-10,則溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol/L,再根據(jù)Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c2(OH-)=4×10-7,可知c(OH-)=0.2mol/L;
(4)“沉釩”的目的是將完全轉(zhuǎn)化為沉淀析出,加入過量的目的是利用同離子效應(yīng),促進(jìn)盡可能析出完全,故答案為:增大濃度,使逆向移動,利于盡可能析出完全;
(5)由已知②知在水溶液中存在:VO+2H+VO+H2O,pH過低,該平衡正向移動,VO化為VO的程度較大;pH過高,轉(zhuǎn)化為NH3·H2O的程度較大;兩因素均使沉釩率降低,故答案為:pH過低,VO化為VO的程度較大;pH過高,化為NH3·H2O的程度較大;兩因素均使沉釩率降低;
(6)煅燒時,固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示。加熱到100~200℃時,質(zhì)量減少3.4g,偏釩酸銨NH4VO3物質(zhì)的量==0.2mol,發(fā)生反應(yīng)NH4VO3NH3↑+HVO3,生成氣體為氨氣0.2mol.
8.鹽酸中氫離子濃度大是電解質(zhì),能電離出氫離子ce10.4mL鈉表面的鈉離子濃度較大,阻滯了鈉與氫離子的接觸或反應(yīng)生成的氯化鈉在鹽酸中的溶解度較小,減少了鈉與氫離子的接觸鈉塊與乙醇和乙酸反應(yīng)的接觸面積不同將鈉塊固定在盛冰醋酸的燒杯底部AB
【分析】注意實驗II,控制變量法要保證只有一個變量,改變可控變量改進(jìn)實驗。
【詳解】(1)金屬鈉可以和酸反應(yīng),也可以和水反應(yīng),酸中含有的氫離子濃度大于水中含有的氫離子濃度,故鈉與鹽酸反應(yīng)更快,是因為酸中氫離子濃度更大。乙醇不是電解質(zhì),極難電離。羧酸是電解質(zhì),可以部分電離,羧羥基中的氫原子活性大于醇羥基中的氫原子。從而使得鈉與醋酸反應(yīng)更快。答案為:鹽酸中氫離子濃度大;是電解質(zhì),能電離出氫離子;
(2)①用12.00mol·L-1HCl配制0.50mol·L-1HCl和5.00mol·L-1HCl時,需要用量筒、燒杯、玻璃棒、相應(yīng)規(guī)格的容量瓶和膠頭滴管。故答案為:ce;
②根據(jù)c稀V稀=c濃V濃,可知需要取用的濃鹽酸的體積為,由于實驗時使用量筒量取,所以需用濃鹽酸的體積為10.4mL;答案為:10.4mL;
③由題中查閱資料的信息可知,鈉與5.00mol·L-1HCl反應(yīng),速率最慢的原因可能是鈉表面的c(Na+)的原因,即鈉表面的鈉離子濃度較大,阻滯了鈉與氫離子的接觸或反應(yīng)生成的氯化鈉在鹽酸中的溶解度較小,減少了鈉與氫離子的接觸。答案為:鈉表面的鈉離子濃度較大,阻滯了鈉與氫離子的接觸或反應(yīng)生成的氯化鈉在鹽酸中的溶解度較小,減少了鈉與氫離子的接觸;
④根據(jù)控制變量思想,分析實驗II,可以發(fā)現(xiàn)實驗II中存在兩個變量:反應(yīng)液體不同以及反應(yīng)中鈉與反應(yīng)液體的接觸面積不同。答案為:鈉塊與乙醇和乙酸反應(yīng)的接觸面積不同;
⑤根據(jù)控制變量的思想,改進(jìn)實驗II,使其中只存在一個變量,由此可知改變鈉塊與反應(yīng)液體的接觸情況,使鈉塊與兩個反應(yīng)液體的接觸面積一樣,故可以選擇將鈉塊固定在盛冰醋酸的燒杯底部。答案為:將鈉塊固定在盛冰醋酸的燒杯底部;
⑥A.冰醋酸是純的無水乙酸,無水情況下難以電離出氫離子,則冰醋酸中的氫離子濃度較低,反應(yīng)速度降低,從而使得醋酸與鈉反應(yīng)比乙醇與鈉反應(yīng)慢,A項正確;
B.乙酸鈉在乙酸中的溶解度較小,附著在鈉的表面,阻滯了鈉與乙酸的接觸,使得反應(yīng)速率減慢,B項正確;
C.乙酸是電解質(zhì),乙醇不是電解質(zhì),乙酸羥基中的氫原子比乙醇羥基中的氫原子活性大,更易電離出氫離子,C項錯誤;
答案選AB。
9.防止酒精揮發(fā)增大Na2S在水中的溶解度,減少損失防止倒吸Na2SO3+SNa2S2O3由無色變藍(lán)色18.10取少量產(chǎn)品溶于足量的稀鹽酸中,靜置,取上層清液,滴加氯化鋇溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,說明產(chǎn)品中含有Na2SO4雜質(zhì)
【分析】Ⅱ中硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)生成二氧化硫,三頸瓶中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有:SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2;Na2S+SO2=Na2SO3+3S;Na2SO3+SNa2S2O3,氫氧化鈉用來吸收多余的二氧化硫,裝置中單向閥的作用是防止尾氣處理時,由于內(nèi)部壓強(qiáng)減小引起倒吸,據(jù)此分析解題。
【詳解】(1)圖中冷凝管的作用是防止酒精揮發(fā);步驟中趁熱過濾的目的是:增大Na2S在水中的溶解度,減少損失,因為硫化鈉在加熱時溶解度增大;
(2)裝置中單向閥的作用是防止尾氣處理時,由于內(nèi)部壓強(qiáng)減小引起倒吸,故為防止倒吸;A中的反應(yīng)為:H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2;三頸瓶中發(fā)生的化學(xué)方程式為:SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2;Na2S+SO2=Na2SO3+3S;Na2SO3+SNa2S2O3;
(3)①Na2S2O3反應(yīng)完畢,加入最后一滴碘的標(biāo)準(zhǔn)液遇淀粉變藍(lán)色,滴定至終點時,溶液顏色的變化是:溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,
②由圖可知,開始液面讀數(shù)為0.00mL,滴定終點液面讀數(shù)為18.10mL,則消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為18.10mL,由I2+2S2O=S4O+2I-可知,,故樣品純度為:=;
(4)檢測產(chǎn)品中是否存在Na2SO4雜質(zhì),簡要說明實驗操作:取少量產(chǎn)品溶于足量的稀鹽酸中,靜置,取上層清液,滴加氯化鋇溶液,若出現(xiàn)白色沉淀,說明產(chǎn)品中含有Na2SO4雜質(zhì)。
10.(1)冷凝回流,提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率b
(2)水浴
(3)A+NaNO3+H2SO4→+NaHSO4+H2O
(4)關(guān)閉冷凝水片刻,使結(jié)晶熔化流接入收瓶中鄰硝基苯酚在水中溶解度較小,鄰硝基苯酚與水在100°C加熱不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),鄰硝基苯酚具有一定的揮發(fā)性(鄰硝基苯酚具有一定的蒸氣壓,鄰硝基苯酚能與水蒸氣一起揮發(fā),鄰硝基苯酚沸點低等)(答出兩條合理原因即可)
(5)防止對硝基苯酚析出,提高對硝基苯酚的產(chǎn)率
【分析】本實驗為在常溫下,向三口燒瓶中加入試劑水、濃硫酸,NaNO3,稱取一定量苯酚,與少量溫水混合,并冷卻至室溫,在攪拌下,將苯酚水溶液自滴液漏斗滴入三口燒瓶中,繼續(xù)攪拌1h,冷卻至黑色油狀物固化,傾出酸層,然后用水洗滌數(shù)次,而后利用不同的操作得到鄰硝基苯酚和對硝基苯酚,據(jù)此分析回答問題。
【詳解】(1)裝置①中硝化反應(yīng)放出較多熱量,故裝置①中冷凝管的主要作用是冷凝回流,提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率;為了達(dá)到更好的冷凝效果,該冷凝管的進(jìn)水口是b;
(2)由題干信息可知,需要控溫在15~20°C,故使用的方法是水浴加熱;
(3)多種液體混合時,一般先加入密度小的再加入密度大的,故先加入水,再加入濃硫酸,并用玻璃棒攪拌散熱,最后加入NaNO3,順序為acb,故選A;苯酚、NaNO3和硫酸反應(yīng)生成、NaHSO4和H2O,化學(xué)方程式為+NaNO3+H2SO4→+NaHSO4+H2O;
(4)裝置②進(jìn)行水蒸氣蒸餾時,少量鄰硝基苯酚晶體會凝結(jié)在冷凝管內(nèi)壁造成堵塞,可以采取的簡便措施為關(guān)閉冷凝水片刻,使結(jié)晶熔化流接入收瓶中;根據(jù)鄰硝基苯酚的性質(zhì)可知,鄰硝基苯酚在水中溶解度較小,鄰硝基苯酚與水在100°C加熱不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),鄰硝基苯酚具有一定的揮發(fā)性(鄰硝基苯酚具有一定的蒸氣壓,鄰硝基苯酚能與水蒸氣一起揮發(fā),鄰硝基苯酚沸點低等)(答出兩條合理原因即可);
(5)硝基苯酚溫度降低時,會有晶體析出,故步驟VI中趁熱過濾的目的是防止對硝基苯酚析出,提高對硝基苯酚的產(chǎn)率。
11.(1)DE
(2)不能因NaI等無機(jī)碘化合物溶解造成碘元素流失
(3)坩堝鉗
(4)漏斗尖嘴部分沒有緊靠燒杯內(nèi)壁重新進(jìn)行過濾
(5)
(6)3.573I-被氧氣氧化為I2,I2揮發(fā)造成碘元素流失
【詳解】(1)實驗過程中的操作有灼燒、過濾、萃取分液、蒸餾,灼燒需要坩堝,過濾需要漏斗,萃取分液用分液漏斗,蒸餾用蒸餾燒瓶和直形冷凝管,不需要的儀器是蒸發(fā)皿和球形冷凝管,選DE;
(2)碘化鈉易溶于水,用蒸餾水清洗樣品,因NaI等無機(jī)碘化合物溶解造成碘元素流失,所以步驟I中不能用蒸餾水清洗樣品;
(3)步驟II中停止加熱后,移動坩堝應(yīng)使用坩堝鉗。
(4)步驟III過濾時,出現(xiàn)了燒杯中濾液濺出的現(xiàn)象,原因是漏斗尖嘴部分沒有緊靠燒杯內(nèi)壁。過濾后如果發(fā)三現(xiàn)濾液仍然渾濁,需進(jìn)行的實驗操作是重新進(jìn)行過濾;
(5)氧化過程中過氧化氫把碘離子氧化為碘單質(zhì),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;
(6)取0.01072g碘單質(zhì),用10mL容量瓶配成碘的CCl4溶液,取出0.01mL加入2.99mLCCl4中所得溶液的濃度是3.573μg·mL-1。標(biāo)準(zhǔn)曲線的第一個坐標(biāo)點的橫坐標(biāo)是3.573μg·mL-1?;一瘯r間超過40min,I-被氧氣氧化為I2,I2揮發(fā)造成碘元素流失,所以測得碘的含量逐漸降低。
12.(1)硫酸亞鐵的制備
(2)加快過濾速度,得到更干燥的固體
(3)蒸發(fā)皿
(4)FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
(5)表面有晶膜出現(xiàn)防止雜質(zhì)析出(并防止結(jié)晶水?dāng)?shù)量不足)
(6)產(chǎn)物在乙醇中溶解度小,減小溶解損失;乙醇揮發(fā)帶走水分,產(chǎn)品能快速干燥
(7)Fe3+和SCN-反應(yīng)生成紅色的Fe(SCN)3,F(xiàn)e3+濃度越大,溶液顏色越深
(8)14.9AD
【分析】本實驗的目的是制備摩爾鹽,加入碳酸鈉溶液煮沸,除去表面油污,過濾分離洗滌后,加入硫酸反應(yīng)制備FeSO4,趁熱抽濾后加入硫酸銨固體,加熱濃縮,冷卻結(jié)晶,抽濾并洗滌,得到產(chǎn)品。
【詳解】(1)步驟2中Fe與稀硫酸反應(yīng)得到FeSO4,所以該步驟的名稱為硫酸亞鐵的制備;
(2)抽濾時抽濾瓶中形成真空,可以加快過濾速度,得到更干燥的固體;
(3)加熱濃縮時需要在蒸發(fā)皿中進(jìn)行,蒸發(fā)皿也屬于硅酸鹽材質(zhì)的儀器;
(4)根據(jù)題意硫酸亞鐵和硫酸銨反應(yīng)可以得到摩爾鹽,根據(jù)元素守恒可得化學(xué)方程式為FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O;
(5)將濾液加熱濃縮至表面有晶膜出現(xiàn)時,即停止加熱,這樣做可以防止雜質(zhì)析出,同時也可以防止結(jié)晶水?dāng)?shù)量不足;
(6)產(chǎn)物在乙醇中溶解度小,用乙醇洗滌可以減小溶解損失;同時乙醇易揮發(fā),乙醇揮發(fā)帶走水分,產(chǎn)品能快速干燥;
(7)Fe3+和SCN-反應(yīng)生成紅色的Fe(SCN)3,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),F(xiàn)e3+濃度越大,平衡正向移動,溶液顏色越深,所以可以根據(jù)顏色確定產(chǎn)品級別;
(8)根據(jù)電子守恒可知滴定過程中存在數(shù)量關(guān)系n(Fe2+)=5n(KMnO4),所以25.00mL待測液中n(Fe2+)=5×0.1mol/L×0.016L=0.008mol,則250mL待測液中n(Fe2+)=0.08mol,則樣品中Fe2+含量為×100%≈14.9%;
理論上Fe2+含量應(yīng)為×100%≈14.3%;測定結(jié)果偏大;
A.配溶液定容時俯視刻度線,導(dǎo)致所配待測液濃度偏大,25.00mL待測液消耗的高錳酸鉀溶液偏多,測定結(jié)果偏大,A符合題意;
B.取摩爾鹽溶液的滴定管沒有潤洗,導(dǎo)致摩爾鹽被稀釋,25.00mL待測液消耗的高錳酸鉀溶液偏少,測定結(jié)果應(yīng)偏小,B不符合題意;
C.取待測液的錐形瓶洗凈后未干燥對測定結(jié)果無影響,C不符合題意;
D.摩爾鹽的結(jié)晶水?dāng)?shù)量不足導(dǎo)致30.00固體中所含F(xiàn)e2+偏多,測定結(jié)果偏大,D符合題意;
綜上所述答案為AD。
13.(1)反應(yīng)生成的HF溶液能腐蝕玻璃儀器4CeO2+6H2SO4(濃)2Ce2(SO4)3+O2↑+6H2O
(2)KMnO4[或Ca(ClO2)等]三頸燒瓶除去裝置內(nèi)的氯氣,使其被NaOH溶液完全吸收取最后一次洗滌液少量于試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,無白色沉淀生成
(3)H2[Ce(NO3)6]+2NH4NO3(NH4)2[Ce(NO3)6]↓+2HNO3重結(jié)晶
【分析】本實驗的目的是利用稀土氟化物制取硝酸鈰銨,首先利用濃硫酸還原CeO2得到Ce2(SO4)3,然后和NaOH溶液反應(yīng)得到Ce(OH)3;之后利用濃鹽酸和KMnO4[或Ca(ClO2)等]反應(yīng)來制取氯氣,利用生成的氯氣氧化Ce(OH)3得到Ce(OH)4,加入濃硝酸溶解得到H2[Ce(NO3)6],然后再和NH4NO3反應(yīng)得到產(chǎn)品。
【詳解】(1)稀土氟化物含有F-,與濃硫酸反應(yīng)會生成HF,HF溶液能腐蝕玻璃儀器,所以用鉑皿或鉛皿而不用玻璃儀器;根據(jù)已知信息“CeO2與濃硫酸反應(yīng)生成Ce2(SO4)3”可知CeO2與濃硫酸反應(yīng)時Ce元素被還原,反應(yīng)中還涉及H、S、O元素,其中H、S元素已經(jīng)是最高價,不能被氧化,所以O(shè)元素被氧化生成O2,根據(jù)電子守恒元素守恒可得化學(xué)方程式為4CeO2+6H2SO4(濃)2Ce2(SO4)3+O2↑+6H2O;
(2)①裝置a中要制取氯氣,但沒有加熱裝置,所以應(yīng)是濃鹽酸和KMnO4[或Ca(ClO2)等]反應(yīng)來制取氯氣;根據(jù)W的結(jié)構(gòu)特點可知其為三頸燒瓶;
②當(dāng)b中沉淀完全變?yōu)辄S色后,雖然停止了通入氯氣,但裝置中會有殘留的氯氣,所以需通入空氣除去裝置內(nèi)的氯氣,使其被NaOH溶液完全吸收;制取Ce(OH)4的過程中,氯氣會被還原為Cl-,沉淀表明可能附著有NaCl,檢驗沉淀是否洗滌干凈,即檢驗沉淀表面是否有氯離子,方法為:取最后一次洗滌液少量于試管中,加入硝酸酸化的AgNO3溶液,無白色沉淀生成,則證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈;
(3)根據(jù)題意H2[Ce(NO3)6]與NH4NO3反應(yīng)生成(NH4)2[Ce(NO3)6],各元素化合價沒有變化,應(yīng)是發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),化學(xué)方程式為H2[Ce(NO3)6]+2NH4NO3(NH4)2[Ce(NO3)6]↓+2HNO3;(NH4)2[Ce(NO3)6]易溶于水,幾乎不溶于濃硝酸,所以可以進(jìn)行重結(jié)晶進(jìn)一步提純。
14.(1)除去鐵屑表面油污
(2)水浴加熱反應(yīng)有氫氣生成,不能用明火直接加熱
(3)AD
(4)檢驗產(chǎn)物中是否有水生成
(5)SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+否,若產(chǎn)物中有SO3也有白色沉淀生成
(6)加入高錳酸鉀溶液不褪色,加入KSCN溶液后變紅
【分析】該實驗的目的是制備硫酸亞鐵銨,并探究硫酸亞鐵銨的性質(zhì),由實驗裝置圖可知,裝置A為硫酸亞鐵銨受熱分解裝置,裝置B用于檢驗是否有水蒸氣生成,裝置C用于驗證是否有三氧化硫生成,裝置D用于驗證是否有二氧化硫生成,裝置E用于驗證是否有氮氣生成。
(1)
碳酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,碳酸根離子在溶液中水解使溶液呈堿性,水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),煮沸時,水解平衡向正反應(yīng)方向移動,溶液中氫氧根離子濃度增大,除去鐵屑表面油污的能力增強(qiáng),有利于除去鐵屑表面油污,故答案為:除去鐵屑表面油污;
(2)
步驟二發(fā)生的反應(yīng)為鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,若用明火直接加熱,反應(yīng)生成的氫氣與空氣中的氧氣遇明火可能發(fā)生爆炸,所以不能用明火直接加熱,應(yīng)選用水浴加熱,故答案為:反應(yīng)有氫氣生成,不能用明火直接加熱;
(3)
A.過濾時不能使用玻璃棒攪拌,否則玻璃棒將濾紙損壞會影響過濾效果,故錯誤;
B.亞鐵離子具有還原性,易被空氣中的氧氣氧化,所以過濾和洗滌的速度都要盡可能的快,減少產(chǎn)品的氧化,故正確;
C.洗滌時使用無水乙醇既可以洗去晶體表面的雜質(zhì)離子,又可以揮發(fā)時帶走晶體表面的水,起到干燥作用,故正確;
D.若所得的產(chǎn)品采取電熱爐烘干的方式徹底干燥會使晶體脫去結(jié)晶水,也會使晶體發(fā)生分解導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì),故錯誤;
故選AD;
(4)
由分析可知,裝置B用于檢驗為硫酸亞鐵銨受熱分解是否有水蒸氣生成,故答案為:檢驗產(chǎn)物中是否有水生成;
(5)
實驗中,觀察到C中無明顯現(xiàn)象,D中有白色沉淀生成說明硫酸亞鐵銨受熱分解生成二氧化硫,沒有生成三氧化硫,D中生成白色沉淀的反應(yīng)為二氧化硫與過氧化氫和氯化鋇混合溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和鹽酸,反應(yīng)的離子方程式為SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+;若去掉C,不能確定生成的氣體中存在二氧化硫,因為三氧化硫與混合溶液中的氯化鋇反應(yīng)也能生成硫酸鋇白色沉淀,故答案為:SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+;否,若產(chǎn)物中有SO3也有白色沉淀生成;
(6)
若固體殘留物中只有氧化鐵,氧化鐵溶于稀硫酸生成硫酸鐵,分別加入滴加高錳酸鉀溶液、硫氰化鉀溶液可觀察到的實驗現(xiàn)象為加入高錳酸鉀溶液的一份中,溶液不褪色,加入硫氰化鉀溶液的一份中,溶液變紅色,故答案為:加入高錳酸鉀溶液不褪色,加入KSCN溶液后變紅。
15.(1)CF
(2)硫酸和鐵粉2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+2H+
(3)2(FeC2O42H2O)+H2O2+4OH-=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O除去過量的H2O2
(4)降低三草酸合鐵酸鉀的溶解度
(5)棕色試劑瓶,放于陰暗處(或避光保存)
(6)3
【分析】將4.0g綠礬在燒杯中配成溶液,用量筒量取20mL的飽和H2C2O4溶液倒入,用酒精燈加熱,攪拌,靜置,用傾析分離法得到黃色沉淀FeC2O4·2H2O,在沉淀中加入20mL含少量KOH的飽和K2C2O4溶液,再加入20mL6%H2O2,保持反應(yīng)溫度為40℃,只生成氫氧化鐵紅褐色沉淀,加熱煮沸2min后加入16mL的飽和H2C2O4溶液,沉淀消失,溶液變?yōu)榱辆G色,加入乙醇得到晶體,抽濾得到晶體,洗滌并干燥。
(1)
實驗過程Ⅰ先在燒杯中溶解配成溶液后,因此用到燒杯和玻璃棒,加入20mL飽和草酸溶液,用到量筒,加熱,用到酒精燈,因此不需要用到下列儀器中的CF;故答案為:CF。
(2)
綠礬溶液由于亞鐵離子易被氧化和易水解,因此加硫酸防止水解,加鐵粉防止亞鐵被氧化,因此通常實驗室配制綠礬溶液時需要加入硫酸和鐵粉,步驟Ⅰ中Fe2+和H2C2O4溶液反應(yīng)生成黃色沉淀FeC2O42H2O和H+,其離子方程式是2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+2H+;故答案為:2Fe2++H2C2O4+2H2O=FeC2O42H2O↓+2H+。
(3)
步驟Ⅱ中生成紅褐色沉淀是黃色沉淀FeC2O4·2H2O被雙氧水氧化、再和氫氧化鉀反應(yīng)得到,其離子方程式是2(FeC2O42H2O)+H2O2+4OH-=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O,由于雙氧水過量,防止雙氧水氧化草酸,因此加熱煮沸的原因是除去過量的H2O2;故答案為:2(FeC2O42H2O)+H2O2+4OH-=2Fe(OH)3+2C2O+4H2O;除去過量的H2O2。
(4)
由于三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}能溶于水,難溶于乙醇,見光易分解,步驟Ⅱ中“……”表示向溶液中加入15mL95%乙醇,放置于暗處使其冷卻結(jié)晶。加入乙醇的目的是降低三草酸合鐵酸鉀的溶解度;故答案為:降低三草酸合鐵酸鉀的溶解度。
(5)
由于三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O}見光易分解,因此步驟Ⅱ中生成晶體的保存方法是棕色試劑瓶,放于陰暗處(或避光保存);故答案為:棕色試劑瓶,放于陰暗處(或避光保存)。
(6)
將樣品加熱,當(dāng)失去全部結(jié)晶水時,質(zhì)量變成原來的89.0%,則得到,解得x=3;故答案為:3。
16.(1)2Fe2++H2O2+4H2O2Fe(OH)3↓+4H+促使氫氧化鐵膠體聚沉,提高產(chǎn)率;除去過量的H2O2
(2)分液漏斗受熱均勻便于控制溫度蒸發(fā)濃縮K3[Fe(C2O4)3]3H2O在冰水中溶解度小,提高產(chǎn)率K3[Fe(C2O4)3]3H2O難于溶于乙醇,減少產(chǎn)品損失;乙醇易揮發(fā),有利于產(chǎn)品干燥
(3)2K3[Fe(C2O4)3]3H2O2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑+6H2O
【分析】步驟1制備三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O},步驟2蒸發(fā)濃縮得到晶體,由于產(chǎn)品在0℃時在水中溶解度為4.7g,100℃時溶解度為117.7g,步驟3在冰水中溶解度小,可提高產(chǎn)率,已知其難溶于乙醇,且乙醇易揮發(fā),步驟4洗滌晶體有利于產(chǎn)品干燥;
【詳解】(1)莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2]中鐵元素化合價為+2價,加入H2O2反應(yīng)生成Fe(OH)3,F(xiàn)e化合價升高,O元素化合價降低,離子反應(yīng)方程式為2Fe2++H2O2+4H2O2Fe(OH)3↓+4H+;繼續(xù)煮沸十分鐘的目的是促使氫氧化鐵膠體聚沉,提高產(chǎn)率;除去過量的H2O2;
(2)①儀器a的名稱為分液漏斗,采用水浴加熱的目的是受熱均勻便于控制溫度;
②步驟2是從溶液中加熱得到晶體,操作名稱是蒸發(fā)濃縮;步驟3采用冰水冷卻的目的是K3[Fe(C2O4)3]3H2O在冰水中溶解度小,提高產(chǎn)率;
③乙醇易揮發(fā),過濾后需要用乙醇溶液洗滌,其優(yōu)點是K3[Fe(C2O4)3]3H2O難于溶于乙醇,減少產(chǎn)品損失;乙醇易揮發(fā),有利于產(chǎn)品干燥;
(3)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}在強(qiáng)光下分解生成草酸亞鐵(FeC2O4),F(xiàn)e元素化合價降低,則C元素化合價升高,生成CO2,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]3H2O2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑+6H2O。
17.(1)排盡裝置中的空氣;同時可將CCl4蒸氣吹入反應(yīng)管中參c加反應(yīng);防倒吸B提高原料CCl4的利用率3CCl4+2Sc2O34ScCl3+3CO2防止D中水蒸氣進(jìn)入B中而導(dǎo)致ScCl3水解,使產(chǎn)品的產(chǎn)率降低(或使產(chǎn)品不純)導(dǎo)管口有氣泡冒出,燒杯中的液體分層,下層為無色油狀液體
(2)ScOCl+2NH4ClScCl3+2NH3↑+H2O↑
(3)%
【分析】ScCl3的干法制備中要保證無水環(huán)境,因此反應(yīng)前要用N2排空,同時C中用無水CaCl2可以做干燥劑防止D中水蒸氣進(jìn)入B中而導(dǎo)致ScCl3水解。
【詳解】(1)實驗時通入N2可以排盡裝置中的空氣;同時可將CCl4蒸氣吹入反應(yīng)管中參加反應(yīng);以及防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小發(fā)生倒吸,因此還可以防倒吸;先加熱B處,因為B處需要的反應(yīng)溫度較高,這樣可以提高CCl4的利用率;根據(jù)題意分析800℃時B處參加反應(yīng)的物質(zhì)為Sc2O3和CCl4,生成ScCl3,根據(jù)元素守恒推知同時還有CO2生成,因此化學(xué)方程式為:3CCl4+2Sc2O34ScCl3+3CO2;無水CaCl2可以做干燥劑,ScCl3易水解生成ScOCl,因此裝置C的作用是防止D中水蒸氣進(jìn)入B中而導(dǎo)致ScCl3水解,使產(chǎn)品的產(chǎn)率降低(或使產(chǎn)品不純);實驗過程中可以看到導(dǎo)管口有氣泡冒出,出來的氣體除了N2、CO2、還有CCl4蒸氣,CCl4蒸氣很快轉(zhuǎn)化CCl4液體,CCl4是一種密度比水大且與水不互溶的油狀液體,因此燒杯中的液體分層,下層為無色油狀液體;
(2)根據(jù)題目信息可知濕法制備ScCl3的化學(xué)方程式為:ScOCl+2NH4ClScCl3+2NH3↑+H2O↑
(3)根據(jù)題目信息可知:
因此=mol,則產(chǎn)品中ScCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=%
18.(1)三頸燒瓶m
(2)乙醇防止空氣進(jìn)入裝置C,影響實驗
(3)將右側(cè)導(dǎo)管伸入滴有硫氰化鉀的氯化亞鐵溶液中,如果溶液不變色,則證明裝置中的空氣已排盡,否則,沒有排盡;
(4)加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)更加充分,提高原料利用率
(5)萃取二茂鐵除去雜質(zhì),且減少二茂鐵的損失
【分析】本題是一道制備類的實驗題,由于制備過程中使用到了二價鐵,故在實驗前先用氮氣將裝置中的空氣排干凈,隨后再加入FeCl2的二甲亞砜溶液,反應(yīng)完成后根據(jù)二茂鐵的溶解性,可以用乙醚來萃取產(chǎn)物,并且為了減少產(chǎn)物的損失,用鹽酸來洗滌萃取液,以此解題。
【詳解】(1)由圖可知,儀器C的名稱是三頸燒瓶;為了達(dá)到較好的冷卻效果,冷凝水從m進(jìn)入冷卻水可以充滿冷凝管,故儀器A中冷凝水從m口進(jìn)入;
(2)根據(jù)反應(yīng)原理可知,該反應(yīng)用到了有機(jī)物環(huán)戊二烯,反應(yīng)過程中容易揮發(fā),根據(jù)題給信息環(huán)戊二烯不溶于水,溶于乙醚和乙醇,故可以用乙醚和乙醇來吸收沒有反應(yīng)的環(huán)戊二烯,故D中試劑的名稱是乙醇;該反應(yīng)過程中使用的是二價鐵,D中
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