【化学】化学化学反应原理的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附详细答案

【化学】化学化学反应原理的专项培优 易错 难题练习题(含答案)附详细答案
一、化学反应原理
1．自20世纪60年代以后，人们发现了120多种含铁硫簇(如22Fe S 、44Fe S 、87Fe S 等)的酶和蛋白质。

它是存在于生物体的最古老的生命物质之一。

某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验：
实验一：测定硫的质量：
(1)连接装置，请填写接口顺序：b 接____________________
(2)检查装置的气密性，在A 中放入0.4g 铁硫簇的样品(含有不溶于水和盐酸的杂质),在B 中加入品红溶液，在C 中加入30mL 0.1mol/L 的酸性4KMnO 溶液．
(3)通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色．
(4)待固体完全转化后，取C 中的4KMnO 溶液3mL ，用0.1mol/L 的碘化钾()10%溶液进行滴定。

记录数据如下： 滴定次数 待测溶液体积/mL
消耗碘化钾溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度 1
3.00 1.00 7.50 2
3.00 1.02 6.03 3 3.00 1.00
5.99 实验二：测定铁的质量：
取实验Ⅰ中A 的硬质玻璃管中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH 溶液，过滤后取滤渣，经灼烧得0.32g 固体．试回答下列问题：
(1)检查“实验一”中装置A 的气密性的方法是_________
(2)滴定终点的判断方法是_________
(3)装置B 中品红溶液的作用是_______.有同学提出，撤去B 装置，对实验没有影响，你的看法是______(选填“合理”或“不合理”)，理由是_________
(4)用KI 溶液滴定4KMnO 溶液时发生反应的离子方程式为_________
(5)请计算这种铁硫簇结构的化学式_________
(6)下列操作，可能引起x y :偏大的是_________
a.滴定剩余4KMnO 溶液时，KI 溶液滴到锥形瓶外边一滴
b.配制KI 溶液时，定容时俯视刻度线
c.用碘化钾溶液滴定剩余4KMnO 溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡
d.实验二中，对滤渣灼烧不充分
【答案】b 接()efdc g (g 写不写都对) 在导管b 接上长导管，把末端插入水槽中，关闭活塞，用酒精灯微热硬质试管A ，导管长导管口有气泡产生，撤去酒精灯，导管形成一段水柱，说明装置气密性良好 加入最后一滴KI 溶液，溶液紫色褪去，且半分钟不恢复为紫色 检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收 合理 若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪
去，说明二氧化硫被吸收完全 24222MnO 16H 10I 2Mn 5I 8H O -+-+++===++
45Fe S acd
【解析】
【分析】
铁硫簇的样品在装置中与O 2反应，得到SO 2，测点SO 2的含量，用酸性高锰酸钾吸收，再用品红溶液检查SO 2是否吸收完全，再接尾气吸收。

【详解】
实验一：(1)用高锰酸钾吸收二氧化硫，用品红证明二氧化硫吸收完全，最后用氢氧化钠吸收尾气，接口顺序：b 接()efdc g (g 写不写都对)，故答案为：b 接()efdc g (g 写不写都对)；
实验二：(1)先形成一密闭体系，利用加热膨胀法检查装置气密性，故答案为：在导管b 接上长导管，把末端插入水槽中，关闭活塞，用酒精灯微热硬质试管A ，导管长导管口有气泡产生，撤去酒精灯，导管形成一段水柱，说明装置气密性良好；
(2)碘化钾使高锰酸钾溶液褪色，故答案为：加入最后一滴KI 溶液，溶液紫色褪去，且半分钟不恢复为紫色；
(3)品红是检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收；也可省去品红装置，因可以根据高锰酸钾颜色变化来确定是否完全吸收，若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪去，说明二氧化硫被吸收完全，故答案为：检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收；合理；若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪去，说明二氧化硫被吸收完全；
(4)高锰酸酸根被还原为锰离子，碘离子被氧化为碘单质，故答案为：
24222MnO 16H 10I 2Mn
5I 8H O -+-+++=++； (5)第一次滴定，草酸溶液的体积与第2、3次相差太大，应舍去，取第2、3次的平均值计算标准溶液的体积为5.00mL ，根据化学方程式：
2422 2MnO 16H 10I 2Mn
5I 8H O -+-+++===++知剩余的高锰酸钾是345.00100.1510mol --⨯⨯÷=，加入了30mL ，只取了3mL ，所以共剩余高锰酸钾310mol -；所以参加反应的高锰酸钾是3330.00100.1100.002mol --⨯⨯-=；再根据关系式422MnO 5SO -
～计算生成二氧化硫()2n SO 0.005mol =，取实验Ⅰ中A 的硬质玻璃管中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH 溶液，过滤后取滤渣，经灼烧得0.32g 固体，固体是23Fe O ，计算()n Fe 0.3216020.004=÷⨯=，利
用铁元素和硫元素守恒知()n Fe ：()n S 4=：5，确定x y Fe S 的化学式为：45,Fe S ，故答案为：45Fe S ；
(6)a.滴定剩余4KMnO 溶液时，KI 溶液滴到锥形瓶外边一滴则标准液偏多，计算时导致硫元素偏少，比值偏大；
b.配制KI 溶液时，定容时俯视刻度线，会使浓度偏大，导致剩余高锰酸钾偏小，硫偏多，比值偏小；
c.用碘化钾溶液滴定剩余4KMnO 溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡导致标准液体用量偏大，剩余的高锰酸钾偏多，计算的硫元素偏少，比值偏大；
d.实验二中，对滤渣灼烧不充分会计算的铁元素偏多，比值偏大；
acd 正确，故答案为：acd 。

2．钛白粉(TiO 2)是重要的白色颜料，LiFePO 4是锂离子电池的正极材料。

一种利用钛铁矿( 主要成分为FeTiO 3 和少量Fe 2O 3 )进行钛白粉和LiFePO 4 的联合生产工艺如下图所示:
回答下列问题:
（1） LiFePO 4中Fe 的化合价是_______________________。

（2）钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎的目的是
__________________________________。

（3）用离子方程式表示操作I 加入铁粉的目的:__________________________。

操作II 为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器的名称是
___________。

（4）TiO 2+易水解，则其水解的离子方程式为______________________；“转化”利用的是TiO 2+的水解过程，需要对溶液加热，加热的目的是________________________________。

（5）“沉铁”的的是使Fe 3+生成FePO 4，当溶液中c(PO 43-)= 1.0×10-17mol/L 时可认为Fe 3+ 沉淀完全，则溶液中Fe 3+沉淀完全时的c(Fe 3+)=_______mol/L[已知:该温度下，K sp (FePO 4)=1.0×10-22]。

（6）由“沉铁”到制备LiFePO 4的过程中，所需17% H 2O 2溶液与草酸( H 2C 2O 4)的质量比是_____。

【答案】+2 增加钛铁矿与硫酸按触面积，增大酸溶速率
2H ++Fe==H 2↑+Fe 2+、Fe+2Fe 3+==3Fe 2+ 蒸发皿 TiO 2++2H 2O
TiO(OH)2+2H + 促进水解
( 或加快水解反应速率) 1.0×10-5 20:9
【解析】
【分析】
钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO)3，含有少量Fe 2O 3]加硫酸溶解生成TiO 2+和Fe 3+、Fe 2+，
加入铁还原铁离子：2Fe3++Fe=3Fe2+，得到硫酸亚铁和TiOSO4，对溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到绿矾晶体和TiOSO4溶液，将TiOSO4溶液加热，促进TiO2+的水解生成
TiO(OH)2，TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+，分解得到钛白粉(TiO2)；将绿矾与过氧化氢、H3PO4混合沉铁：2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+，将得到的FePO4与草酸、Li2CO3焙烧生成锂离子电池的正极材料LiFePO4。

【详解】
根据上述分析可知，
(1)LiFePO4中Li的化合价为+1价，P为+5价O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，Fe 的化合价是+2，故答案为+2；
(2)钛铁矿“酸溶”前需要进行粉碎，粉碎可以增加钛铁矿与硫酸按触面积，增大酸溶速率，故答案为增加钛铁矿与硫酸按触面积，增大酸溶速率；
(3)加入铁粉主要是还原铁离子，也会与过量的酸反应：
2H++Fe==H2↑+Fe2+、2Fe3++Fe=3Fe2+；操作II为一系列操作，名称是加热浓缩、冷却结晶、过滤，其中用到的陶瓷仪器为蒸发皿，故答案为2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+；蒸发皿；
(4)TiO2+易水解生成TiO(OH)2，其水解的离子方程式为TiO2++2H2O TiO(OH)2+2H+；“转化”利用的是TiO2+的水解过程，需要对溶液加热，加热可以促进水解，故答案为
TiO2++2H2O TiO(OH)2+2H+；促进水解；
(5)K sp(FePO4)= c(Fe3+) c(PO43-)，则c(Fe3+)=
()
()434
sp
K FePO
c PO-
=
22
17
1.010
1.010
-
-
⨯
⨯
=1.0×10-5 mol/L，故答
案为1.0×10-5；
(6)“沉铁”的为绿矾与过氧化氢、H3PO4混合生成FePO4，离子方程式为：
2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+，焙烧时的反应方程式为
2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑；H2O2与草酸( H2C2O4)的物质的量之比为
1:1，则17% H2O2溶液与草酸( H2C2O4)的质量比为134/
17%
190/
mol g mol
mol g mol
⨯
⨯
=
20
9
，故答案为
20
9。

3．根据当地资源等情况，硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。

完成下列填空：
(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)+Q。

经2分钟反应达到平衡，测得n(SO3)=0.040mol，则O2的平均反应速率为______
(2)在容积不变时，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有______(选填编号)
a.移出氧气
b.降低温度
c.减小压强
d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)
(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图，请在图中画出其他条件
不变情况下，起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图___
(4)黄铁矿在一定条件下煅烧的产物为SO2和Fe3O4
①将黄铁矿的煅烧产物Fe3O4溶于H2SO4后，加入铁粉，可制备FeSO4。

酸溶过程中需维持溶液有足够的酸性，其原因是______
②FeS2能将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，本身被氧化为SO42﹣。

写出有关的离子方程式
______。

有2mol氧化产物生成时转移的电子数为______
【答案】0.005mol/(L•min) bd 抑
制Fe3+与Fe2+的水解，并防止Fe2+被氧化成Fe3+ FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+
14N A
【解析】
【分析】
(1)根据v＝
c
t
∆
∆
求出氧气的速率，然后根据速率之比等于对应物质的化学计量数之比计
算；
(2)反应放热，为提高SO2平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，可降低温度，体积不变，不能从压强的角度考虑，催化剂不影响平衡移动，移出氧气，平衡向逆反应方向移动，不利于提高SO2平衡转化率，由此分析解答；
(3)反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但达到平衡所需要的时间缩短，据此画出曲线；
(4)①Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋；
②根据氧化还原反应中的反应物和生成物几何电子守恒来配平化学方程式，结合方程计算转移电子数。

【详解】
(1)v(SO3)＝
c
t
∆
∆
＝
0.040mol
2L
2min
＝0.01mol/(L•min)，所以v(O2)＝
1
2
v(SO3)＝0.005mol/(L•min)，
故答案为：0.005mol/(L•min)；
(2)a．移出氧气，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
b．降低温度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
c．减小压强，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率减少，故不选；
d．再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)，相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故选；
故答案为：bd；
(3)反应：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H＜0，SO2的转化率在起始温度T1＝673K下随反应时间(t)的变化如图，其他条件不变，仅改变起始温度为T2＝723K，温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，在图中画出温度T2下SO2的转化率随反应时间变化的预期结果示意图如图所示
；故答案为：；
(4)①Fe2O3(或Fe3O4等)溶于H2SO4后，生成的Fe3＋与Fe2＋易水解，Fe2＋易被氧化成Fe3＋，所以要加入Fe粉和酸，抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋，故答案为：抑制Fe3＋与Fe2＋的水解，并防止Fe2＋被氧化成Fe3＋；
②−2价的硫离子具有还原性，FeS2可以将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，而本身被氧化为硫酸根离子，有关的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+，氧化产物是硫酸根离子，有2mol硫酸根生成时转移的电子数为14N A，故答案为：
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42﹣+16H+；14N A。

【点睛】
注意(3)温度升高，平衡逆向进行，二氧化硫的转化率减小，但反应速率增大，达到平衡需要的时间短，此为解题的关键。

4．三草酸合铁（III）酸钾K3[Fe
(C
2O4)3]•3H2O（其相对分子质量为491），为绿色晶体，易溶于水，难溶于酒精。

110℃下可完全失去结晶水，230℃时分解。

它还具有光敏性,光照下即发生分解，是制备活性铁催化剂的原料。

某化学小组制备该晶体，并测定其中铁的含量，进行如下实验：
Ⅰ．三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备；
①称取5g硫酸亚铁固体，放入到100mL的烧杯中，然后加15mL馏水和5～6滴稀硫酸，加热溶解后，再加入25mL饱和草酸溶液，搅拌加热至沸。

停止加热，静置，待析出固体后，抽滤、洗涤、干燥，得到FeC2O4•2H2O；
②向草酸亚铁固体中加入饱和K2C2O4溶液10mL，40o C水浴加热，边搅拌边缓慢滴加
20mL3%H2O2溶液，变为深棕色，检验Fe2+是否完全转化为Fe3+，若氧化不完全，再补加适量的H2O2溶液；
③将溶液加热至沸，然后加入20mL饱和草酸溶液，沉淀立即溶解，溶液转为绿色。

趁热抽滤，滤液转入100mL烧杯中，加入95%乙醇25mL，混匀后冷却，可以看到烧杯底部有晶体析出。

晶体完全析出后，抽滤，用乙醇-丙酮混合液洗涤，置于暗处晾干即可。

（1）写出步骤①中，生成FeC2O4•2H2O晶体的化学方程式___。

检验FeC2O4•2H2O晶体是否洗涤干净的方法是___。

（2）步骤②中检验Fe2+是否完全转化的操作为___。

（3）步骤③用乙醇-丙酮混合液洗涤，而不是用蒸馏水洗涤的原因是___。

Ⅱ．铁含量的测定：
步骤一：称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。

步骤二：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化，MnO4-被还原成Mn2+，向反应后的溶液中逐渐加入锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤、洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。

步骤三：用0.0100mol/LKMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液
20.02mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+。

步骤四：重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.0100mol/LKMnO4溶液19.98mL。

（4）配制三草酸合铁酸钾溶液中用到的玻璃仪器有烧杯____，___，___。

（5）写出步骤三中发生反应的离子方程式____。

（6）实验测得该晶体中铁的质量分数为____（结果保留3位有效数字）。

【答案】FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4用小试管取少量最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，如出现白色沉淀，说明沉淀没有洗涤干净，否则，沉淀已洗涤干净滴加K3Fe（CN）6溶液，观察是否生成蓝色沉淀减少草酸亚铁晶体的溶解，更快除去草酸亚铁晶体表面的水分玻璃棒胶头滴管 250mL容量瓶 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 11.2%
【解析】
【分析】
(1)草酸与硫酸亚铁在加热条件下生成FeC2O4•2H2O；固体吸附溶液中的硫酸根离子，可用检验硫酸根离子的方法检验沉淀是否洗涤干净；
(2)Fe2+与K3Fe(CN)6溶液会产生蓝色沉淀；
(3)FeC2O4•2H2O微溶于水，难溶于乙醇-丙酮；
(4)配制溶液，可用烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及250mL容量瓶等；
(5)为亚铁离子与高锰酸钾的反应；
(6)结合反应的离子方程式，计算25mL溶液中含有亚铁离子，可计算5.00g三草酸合铁酸钾晶体中铁的质量分数。

【详解】
(1)草酸与硫酸亚铁在加热条件下生成FeC2O4•2H2O，反应的方程式为
FeSO 4+H 2C 2O 4+2H 2O -V FeC 2O 4•2H 2O↓+H 2SO 4，固体吸附溶液中的硫酸根离子，可用检验硫酸根离子的方法检验沉淀是否洗涤干净，方法是用小试管取少量最后一次洗涤液，加入BaCl 2溶液，如出现白色沉淀，说明沉淀没有洗涤干净，否则，沉淀已洗涤干净，故答案为FeSO 4+H 2C 2O 4+2H 2O -V FeC 2O 4•2H 2O↓+H 2SO 4；用小试管取少量最后一次洗涤液，加入BaCl 2溶液，如出现白色沉淀，说明沉淀没有洗涤干净，否则，沉淀已洗涤干净；
(2)Fe 2+与K 3Fe(CN)6溶液会产生蓝色沉淀，检验Fe 2+是否已完全被氧化，可以用K 3Fe(CN)6溶液，故答案为滴加K 3Fe(CN)6溶液，观察是否生成蓝色沉淀；
(3)由于FeC 2O 4•2H 2O 微溶于水，难溶于乙醇-丙酮，所以用乙醇-丙酮洗涤晶体的目的是减少草酸亚铁晶体的溶解，更快除去草酸亚铁晶体表面的水分；故答案为减少草酸亚铁晶体的溶解，更快除去草酸亚铁晶体表面的水分；
(4)配制溶液，需要用烧杯、玻璃棒、胶头滴管以及250mL 容量瓶等，故答案为玻璃棒、胶头滴管、250mL 容量瓶；
(5)在步骤三中发生的离子反应为：5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O ，故答案为5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O ；
(6)n(Fe)=5n(MnO 4-)=5×0.0100mol/L×19.98×10-3L≈1.0×10-3mol ，m(Fe)=56g•mol -1×1.0×10-3mol=0.056g 。

则5.00g 三草酸合铁酸钾晶体中m(Fe)=0.056g×25025
=0.56g ，晶体中铁的质量分数=0.56g 5.00g
×100%=11.2%，故答案为11.2%。

5．葡萄糖酸亚铁（(C 6H 11O 7)2Fe ）是常用的补铁剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。

用下图装置制备FeCO 3，并利用FeCO 3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。

回答下列问题：
（1）a 的名称为_________。

（2）打开a 中K1、K3，关闭K2，一段时间后，关闭K3，打开K2。

在_________(填仪器标号)中制得碳酸亚铁。

实验过程中产生的H 2作用有_________、____________。

(写2条)
（3）将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。

如过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。

用化学方程式说明原因____________。

（4）将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合，加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。

加入乙醇的目的是
_________________。

（5）用 NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁，同时有气体产生，离子方程式为
______________，此法产品纯度更高，原因是_______________。

【答案】恒压滴液漏斗 c 排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化将b中溶液压入c中 4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe(OH)3＋4CO2降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度 Fe2＋
＋2HCO3－=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁
【解析】
【分析】
（1）a的名称为恒压滴液漏斗；
（2）b中产生的硫酸亚铁被氢气压入c中与碳酸钠作用产生碳酸亚铁；实验过程中产生的H2作用还有：排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化；
（3）FeCO3与O2反应生成红褐色Fe（OH）3；
（4）乙醇分子的极性比水小，乙醇降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度；
（5）NaHCO3溶液与FeSO4溶液反应生成FeCO3、H2O、CO2和Na2SO4；碳酸根离子水解后溶液碱性较强，易生成氢氧化亚铁。

【详解】
（1）a的名称为恒压滴液漏斗；
（2）b中产生的硫酸亚铁被压入c中与碳酸钠作用产生碳酸亚铁；实验过程中产生的H2作用有：赶走空气、防止生成的FeCO3被氧化；将b中溶液压入c中；
（3）过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。

FeCO3与O2反应生成Fe(OH)3，用化学方程式：4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe(OH)3＋4CO2；
（4）乙醇分子的极性比水小，乙醇降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度，便于葡萄糖酸亚铁析出；
（5）NaHCO3溶液与FeSO4溶液反应生成FeCO3、H2O、CO2和Na2SO4，方程式为：Fe2＋＋2HCO3－=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。

碳酸根离子水解后溶液碱性较强，易生成氢氧化亚铁，此法产品纯度更高的原因是：降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁。

6．连二亚硫酸钠（Na2S2O4）俗称保险粉，是工业上重要的还原性漂白剂，也是重要的食品抗氧化剂。

某学习小组模拟工业流程设计实验制取保险粉。

已知：Na2S2O4是白色固体，还原性比Na2SO3强，易与酸反应（2S2O42-+4H+＝
3SO2↑+S↓+2H2O）。

（一）锌粉法
步骤1：按如图方式，温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，停止通入SO2，反应后得到ZnS2O4溶液。

步骤2：将得到的ZnS2O4溶液加入NaOH溶液中，过滤，滤渣为Zn（OH）2，向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体。

步骤3：，经过滤，用乙醇洗涤，用120～140℃的热风干燥得到Na2S2O4。

（二）甲酸钠法
步骤4：按上图方式，将装置中的Zn粉和水换成HCOONa、Na2CO3溶液和乙醇。

温度控制在70～83℃，持续通入SO2，维持溶液pH在4～6，经5～8小时充分反应后迅速降温45～55℃，立即析出无水Na2S2O4。

步骤5：经过滤，用乙醇洗涤，干燥得到Na2S2O4。

回答下列问题：
（1）步骤1容器中发生反应的化学方程式是______；容器中多孔球泡的作用是______。

（2）步骤2中“向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na2S2O4•2H2O晶体”的原理是（用必要的化学用语和文字说明）______。

（3）两种方法中控制温度的加热方式是______。

（4）根据上述实验过程判断，Na2S2O4在水、乙醇中的溶解性为：______。

（5）甲酸钠法中生成Na2S2O4的总反应为______。

（6）两种方法相比较，锌粉法产品纯度高，可能的原因是______。

（7）限用以下给出的试剂，设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na2SO4。

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液______。

【答案】H2O+SO2=H2SO3，Zn+2H2SO3=∆ZnS2O4+2H2O或Zn+2SO2=∆ZnS2O4增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率溶液中存在：
S O(aq)[或
Na2S2O4(s)ƒNa2S2O4(aq)ƒ2Na+(aq)+2-
24
S O(aq)]，增大c(Na+)，平衡向逆反应方向移动水浴加热Na2S2O4(s)ƒ2Na+(aq)+2-
24
Na2S2O4在水中溶解度较大，在酒精中溶解度较小
2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2 Zn(OH)2难溶于水，易与Na2S2O4分离取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na2SO4
【解析】
【分析】
合成保险粉的反应物为Zn、SO2、H2O，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH在3～3.5时，停止通入SO2，反应后得到ZnS2O4溶液，据此分析解答。

【详解】
（1）合成保险粉的反应物有Zn 、SO 2、H 2O ，根据温度控制在40～45℃，当三颈瓶中溶液pH 在3～3.5时，说明发生了：H 2O +SO 2=H 2SO 3反应，最后反应得到ZnS 2O 4溶液，说明又发生了：Zn +2H 2SO 3=∆ZnS 2O 4+2H 2O 反应，总过程也可以写成：Zn +2SO 2=∆
ZnS 2O 4，多孔球泡可以增大气体与液体的接触面积，加快气体的吸收速率；
（2）溶液中存在：Na 2S 2O 4(s )ƒNa 2S 2O 4(aq )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )[或
Na 2S 2O 4(s )ƒ2Na +(aq )+2-24S O (aq )]，增大c (Na +)，平衡向逆反应方向移动，所以向滤液中加入一定量食盐，立即析出Na 2S 2O 4•2H 2O 晶体；
（3）根据温度控制在40～45℃可知需要控制温度的加热方式一般是水浴加热； （4）根据步骤2中将得到的ZnS 2O 4溶液加入NaOH 溶液中，过滤，滤渣为Zn (OH )2，向滤液中加入食盐，才析出Na 2S 2O 4•2H 2O 晶体，可知Na 2S 2O 4在水中溶解度较大；根据步骤5析出的晶体用无水乙醇洗涤的目的是使晶体迅速干燥，避免溶解而减少损耗，可知其在酒精中溶解度较小；
（5）由题意可知甲酸钠、二氧化硫、碳酸钠反应生成Na 2S 2O 4，同时生成二氧化碳，反应的方程式为2HCOONa +4SO 2+Na 2CO 3=2Na 2S 2O 4+H 2O +3CO 2；
（6）锌粉法产品纯度高，可能的原因是Zn (OH )2难溶于水，易与Na 2S 2O 4分离； （7）设计实验证明甲酸钠法制得的产品中含有Na 2SO 4，要避免Na 2S 2O 4干扰，所以取少量产品配成稀溶液，加入足量稀盐酸，充分反应后静置，取上层清液，滴加BaCl 2溶液，有白色沉淀生成，则可确定产品中含有Na 2SO 4。

7．无水三氯化铬()3CrCl 为紫色单斜晶体，极易潮解和升华，常用作其他铬盐的合成原料。

某课题小组利用23Cr O (浅绿色粉末)、木炭粉和2Cl 制备无水3CrCl 并测定其纯度，制备时用到的实验装置如下。

请回答下列问题：
()1上述装置的连接顺序为a →________(填装置接口处的小写字母)f →。

()2试剂X 、Y 可分别选用下列试剂中的________、________(填序号)。

装置丁中酒精灯的作用是________。

NaOH ①溶液 ②无水2CaCl ③碱石灰 ④酸性4KMnO 溶液 ⑤饱和食盐水
()3装置乙中使用粗导管的原因为________。

()4装置丙中发生反应的化学方程式为________。

()5实验结束后，装置乙中的实验现象为________。

()6测定样品中三氯化铬的含量。

称取30.6096gCrCl 样品溶于水配制成500mL 溶液，取50.00mL 所得溶液于锥形瓶中，加入120.00mL0.0200mol L -⋅的()22EDTA Na H Y 溶液，充分反应后，加入指示剂，用10.0100mol L -⋅的2ZnCl 标准溶液滴定至终点时，消耗标准溶液的体积为5.00mL(已知：322Cr H Y CrY 2H +--++=+、2222Zn H Y ZnH Y)+-+=。

①该样品中3CrCl 的质量分数为________(计算结果精确到1%)。

②若滴定至终点时，发现滴定管尖嘴处有气泡，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

【答案】k j i h d e b c →→→→→→→ ③ ⑤ 除去尾气中的可燃性气体CO ，防止空气污染 防止3CrCl 堵塞导管 Cr 2O 3+3C+3Cl 2
2CrCl 3+3CO 长导管和广口瓶内
壁有紫色固体附着 91% 偏高
【解析】
【分析】
利用甲制备氯气，由于CrCl 3极易潮解，因此必须要除去氯气中的杂质，用饱和食盐水除去HCl ，用浓硫酸进行干燥，洗气时长进短出，通入丙装置中发生反应制备无水三氯化铬，产品极易升华，得到的为气态的CrCl 3，用乙进行收集，最后的尾气吸收，尾气包括了多余的Cl 2，用碱石灰吸收，生成的CO ，在尾部点燃。

【详解】 ()1甲为氯气的发生装置，2Cl 中含有HCl 和水蒸气，用饱和食盐水除去HCl ，用浓硫酸进行干燥，洗气时长进短出，通入丙装置中发生反应制备无水三氯化铬，产品极易潮解和升华，用乙进行收集，所以连接顺序为：k j i h d e b c →→→→→→→； 故答案为：k j i h d e b c →→→→→→→；
()2未避免外界空气中的水蒸气进入装置导致产品潮解，则在装置丁中应装有碱石灰，试剂Y 为饱和食盐水；制备时发生的反应为：Cr 2O 3+3C+3Cl 2
2CrCl 3+3CO ，则酒精灯的作
用是除去尾气中的可燃性气体CO ，防止空气污染；
故答案为：③；⑤；除去尾气中的可燃性气体CO ，防止空气污染； ()3装置乙为产品的收集装置，产品凝华会导致堵塞，则使用粗导管的原因为防止3CrCl 堵塞导管；
故答案为：防止3CrCl 堵塞导管；
()4由题意可知，装置丙中发生反应的化学方程式为：Cr 2O 3+3C+3Cl 2
2CrCl 3+3CO ；
故答案为：Cr 2O 3+3C+3Cl 22CrCl 3+3CO ； ()5装置乙为收集装置，则其中现象为：长导管和广口瓶内壁有紫色固体附着；
故答案为：长导管和广口瓶内壁有紫色固体附着；
()3650.00mLCrCl ①溶液中3CrCl 的物质的量为：
33420.0010L 0.0200mol /L 0.0100mol /L 5.0010L 3.510mol ---⨯⨯-⨯⨯=⨯，则该样品中3CrCl 的质量分数为：
4500mL 3.510mol 158.5g /mol 50mL 10091%0.6096g
-⨯⨯⨯⨯=％； 故答案为：91%； ②若滴定至终点时，发现滴定管尖嘴处有气泡，则消耗的标准2ZnCl 溶液体积偏小，则与3CrCl 反应的EDTA 量偏高，测定结果偏高；
故答案为：偏高。

8．现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。

某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理（如图1所示），并测定电离平衡常数K b 。

（1）实验室可用浓氨水和X 固体制取NH 3，X 固体不可以是___；
A ．五氧化二磷
B ．生石灰
C ．碱石灰
D ．无水氯化钙
（2）检验三颈瓶集满NH 3的方法是___。

（3）关闭a ，将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c 口，___，引发喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线如图2所示。

图2中___点时喷泉最剧烈。

（4）从三颈瓶中用___（填仪器名称）量取20.00mL 氨水至锥形瓶中，用
0.05000mol/LHC1滴定。

用pH 计采集数据、电脑绘制滴定曲线如图3所示。

（5）据图3计算，当pH=11.0时，NH3·H2O电离平衡常数K b近似值，K b≈___。

【答案】AD 将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收满；或：将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已收满；打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶 C 碱式滴定管 1.8×10-5
【解析】
【分析】
（1）浓氨水易挥发，生石灰、碱石灰溶于水与水反应放出大量的热，能够促进氨气的逸出，而无水氯化钙、五氧化二磷都能够与氨气反应，所以不能用来制氨气；
（2）因为氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性，红色石蕊试液遇碱蓝色，氨气也能和HCl反应生成白烟，所以检验氨气的方法可以用湿润的红色石蕊试纸或者用蘸有浓盐酸的玻璃棒；
（3）要形成喷泉实验，应使瓶内压强小于外界压强，形成压强差；
（4）氨水显碱性，量取碱性溶液，应选择碱式滴定管；
（5）利用中和酸碱滴定的图像，判断滴定终点，计算出氨水中一水合氨的物质的量浓度，结合滴定前溶液的pH，计算一水合氨的电离平衡常数。

【详解】
（1）A．五氧化二磷是酸性干燥剂，能与氨气反应，A不能制取氨气；
B．浓氨水易挥发，生石灰溶于水与水反应放出大量的热，能够促进氨气的逸出，B正确；C．浓氨水易挥发，碱石灰溶于水与水反应放出大量的热，能够促进氨气的逸出，C正确；D．无水氯化钙能够与氨气反应，不能用来制氨气，D错误；
答案选AD。

（2）氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性，红色石蕊试液遇碱蓝色，氨气也能和HCl反应生成白烟，所以氨气的检验方法为：将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c，试纸变蓝色，证明NH3已收满；或：将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c，有白烟生成，证明NH3已收满；
（3）要形成喷泉实验，应使瓶内外形成负压差，而氨气极易溶于水，所以打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶，氨气溶于水，使瓶内压强降低，形成喷泉；三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大，其反应速率越快，C点压强最小、大气压不变，所以大气压和C点压强差最大，则喷泉越剧烈，
故答案为：打开b，挤压胶头滴管使水进入烧瓶；C；
（4）氨水显碱性，量取碱性溶液，应选择碱式滴定管；
故答案为：碱式滴定管；
（5）设氨水中NH3•H2O的物质的量浓度为c，则：c×20mL=0.05000mol/L×22.40mL，解得。