12_专题十二化学实验基础 高考化学(山东)二轮复习

专题十二化学实验基础
一、选择题
1.(2019山东聊城一模)下列实验室制取乙烯、除杂质、性质检验、收集的装置正确的是( )
答案 C 乙醇制取乙烯需控制反应混合液的温度为170 ℃,故温度计的水银球应插入液面
下,A项错误;实验室制取乙烯时会产生杂质SO
2,乙烯与SO
2
均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,
应用NaOH溶液除SO
2
杂质,B项错误;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,可检验乙烯的性质,C
项正确;乙烯的密度和空气的相近,不能用排空气法收集,D项错误。

2.(2019山东济南期末)某学习小组拟探究CO
2
和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。

实验装置如图所示:
下列说法正确的是( )
A.实验开始时,先点燃酒精灯,后打开活塞K
B.b、c、f中试剂依次为氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液
C.装置e的作用是收集一氧化碳气体
D.用上述装置(另选试剂)可以制备氢气并探究其还原性
答案 D 探究CO
2
和锌粒反应是否生成CO,a装置是二氧化碳气体发生装置,生成的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,通过b中饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,c中浓硫酸除去水蒸
气,通过d加热使CO
2
和锌发生反应,生成的气体通过装置e分离二氧化碳和一氧化碳,一氧
化碳进入装置f中使银氨溶液产生黑色固体,验证一氧化碳的存在。

实验开始时,装置内含
有空气,若先点燃酒精灯,锌与空气中的O
2反应生成ZnO,所以应该先打开活塞K,使CO
2
充满
整个装置后再点燃酒精灯,A项错误。

根据以上分析可知b中试剂为饱和碳酸氢钠溶液,用来
除去杂质氯化氢;c中试剂为浓硫酸,用来干燥CO
2
气体;f中试剂为银氨溶液,验证一氧化碳的存在,B项错误。

装置e的作用是分离二氧化碳与一氧化碳的混合气体,C项错误。

在实验
室中用稀盐酸与Zn粒反应制取氢气,反应不需要加热,因此可以使用启普发生器制取H
2
,然
后用饱和食盐水或水除HCl杂质,用浓硫酸干燥氢气,再通过盛有CuO的干燥管来验证H
2
的还原性,e作安全瓶,可以防止倒吸现象的发生,氢气是可燃性气体,排放时要进行尾气处理,D项正确。

3.(2019河南开封一模)下列有关实验操作,说法正确的是( )
A.配制一定物质的量浓度的溶液时,容量瓶中有少量的水会导致溶液浓度偏低
B.用盐酸标准溶液滴定未知浓度的氨水,选用酚酞作指示剂的结果比甲基橙更准确
C.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,加热后的坩埚应直接放置在石棉网上冷却
D.测定中和热时,应迅速将酸、碱稀溶液在有保温措施的容器内混合、搅拌,记录最高温度答案 D 配制一定物质的量浓度的溶液时,容量瓶中有少量的水不会干扰实验结果,故A错误;用盐酸标准溶液滴定未知浓度的氨水,滴定终点显酸性,利用酚酞作指示剂误差大,应选甲基橙作指示剂,故B错误;加热后的坩埚须在干燥器中冷却,再称量,故C错误;测定中和热实验的关键是保温工作,应迅速将酸、碱稀溶液在有保温措施的容器内混合、搅拌,记录最高温度,故D正确。

4.(2019河南平顶山一模)文献报道,H
2能还原FeCl
2。

某学习小组设计实验探究“文献”的
真实性,下列各步实验装置错误的是( )
答案 C 氢气还原氯化亚铁生成铁、氯化氢,检验氯化氢是否存在可以确认氢气是否能还原氯化亚铁。

A装置用于制备氢气;B装置用于还原氯化亚铁;C装置用于检验氯化氢,因为氯化氢极易溶于水,必须采用防倒吸装置;D装置用于干燥气体。

5.(2019山东泰安一模)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种实验装置的有关用法,其中正确的是( )
A.甲装置:可用来除去CO气体中的CO
2
气体
B.乙装置:可用来验证NaHCO
3和Na
2
CO
3
的热稳定性
C.丙装置:可用于实验室制备乙酸乙酯
D.丁装置:可用来比较HCl、H
2CO
3
和H
2
SiO
3
的酸性强弱
答案 C 洗气时应长进短出,A项错误;小试管中应装NaHCO
3,外面大试管装Na
2
CO
3
,NaHCO
3
易分解而Na
2CO
3
不易分解,说明Na
2
CO
3
稳定性强,B项错误;可以用丙装置制备乙酸乙酯,C项
正确;生成的CO
2中有HCl气体,最终烧杯中生成的H
2
SiO
3
沉淀也可能是盐酸与Na
2
SiO
3
反应
而得,不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱,D项错误。

6.(2019湖南岳阳教学质量检测)用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入固体B中,下列叙述正确的是( )
A.若A为浓盐酸,B为KMnO
4
晶体,C中盛有紫色石蕊溶液,则C中溶液最终呈红色
B.实验仪器D可以起到防止液体倒吸的作用
C.若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl
3
溶液,则C中溶液先产生白色沉淀,然后沉淀又溶解
D.若A为浓H
2SO
4
,B为Cu,C中盛有澄清石灰水,则C中溶液变浑浊
答案 B 若A为浓盐酸,B为KMnO
4
晶体,二者反应生成氯气,把氯气通入紫色石蕊溶液中,
氯气与水反应生成HCl和HClO,HCl使紫色石蕊溶液变红,HClO具有漂白性,使溶液褪色,C 中溶液最终呈无色,A错误;球形干燥管D的中间部分较粗,盛放液体的量较多,倒吸的液体靠自身重力回落,因此可以防止液体倒吸,B正确;若A为浓氨水,B为生石灰,滴入后产生氨
气,氨气溶于AlCl
3
溶液中反应生成氢氧化铝沉淀,但氢氧化铝不溶于弱碱,所以C中产生的
白色沉淀不溶解,C错误;若A为浓H
2SO
4
,B为Cu,反应需要加热才能发生,如果不加热,则没
有二氧化硫气体产生,C中溶液无变化,D错误。

7.(2019河南郑州一模)用如图装置制取并收集气体,对应的装置和试剂均正确的是( )
Ⅲ中收集的气体Ⅰ中试剂a、b Ⅱ中试剂c Ⅳ中试剂d
A SO
2
稀硫酸与铜片浓硫酸NaOH溶液
B Cl
2
(忽略水蒸气) 浓盐酸与二氧化锰饱和氯化钠溶液NaOH溶液
C HBr 浓硫酸与溴化钠浓硫酸水
D CO 甲酸与浓硫酸浓硫酸酸性KMnO
4
溶液
答案 B Cu与稀硫酸不反应,不能制备二氧化硫,故A错误;在加热条件下,浓盐酸与二氧化锰反应可生成氯气,氯气的密度比空气的大,氯气能与NaOH溶液反应,图中装置可制备、收集氯气,且用饱和氯化钠溶液可除去浓盐酸挥发出的HCl,用NaOH溶液可吸收尾气,故B
正确;浓硫酸与生成的HBr发生氧化还原反应生成Br
2
,不能制备HBr,故C错误;甲酸在浓硫
酸的作用下反应生成CO、H
2
O,CO不能与酸性高锰酸钾溶液反应,且CO不能选用向上排空气法收集,故D错误。

8.(2019山东青岛二中期末)由下列实验及现象不能推出相应结论的是( )
选项实验现象结论
A 向添有KIO
3
的食盐中加入淀粉溶
液、稀盐酸及KI
溶液变蓝色氧化性:I O3->I
2
B 淀粉溶液在硫酸存在下加热一段
时间后,再与新制的Cu(OH)
2
悬浊
液混合,加热煮沸
无红色沉淀生成淀粉没有水解
C 常温下,向等体积、等浓度的
NaHCO
3
和CH
3
COONa溶液中分别滴
加2滴酚酞
两份溶液均变红,NaHCO
3
溶液红色更深
常温下的水解平衡常
数:K
h
(CH
3
COO-)<
K
h
(HC O3-)
D 常温时,用两支试管各取5 mL 0.1
mol/L酸性KMnO
4
溶液,分别加入
0.1 mol/L和0.2 mol/L H
2
C
2
O
4
溶
液各2 mL
两试管溶液均褪色,且加
0.2 mol/L H
2
C
2
O
4
溶液的试
管中褪色更快
其他条件不变,H
2
C
2
O
4
溶
液的浓度越大,化学反
应速率越大
答案 B 化学反应为I O3-+5I-+6H+ 3I
2+3H
2
O,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化
性可知,氧化性:I O3->I
2
,A不符合题意;淀粉溶液在硫酸存在下加热一段时间后,应该加入碱
中和过量硫酸并调pH至碱性,再与新制的Cu(OH)
2悬浊液混合,加热煮沸,B符合题意;NaHCO
3
和CH
3COONa溶液中存在HC O3-+H
2
O H
2
CO
3
+OH-,CH
3
COO-+H
2
O CH
3
COOH+OH-,分别滴加2滴
酚酞,NaHCO
3
溶液红色更深,说明HC O3-水解能力更强,根据“越弱越水解”原理可知,常温下
的水解平衡常数:K
h (CH
3
COO-)<K
h
(HC O3-),C不符合题意;反应液混合后只有H
2
C
2
O
4
浓度不同,其
他条件相同,且实验现象明显,则实验可以用来验证H
2C
2
O
4
溶液的浓度对化学反应速率的影
响,D不符合题意。

二、非选择题
9.(2019江苏单科,21B,12分)丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。

实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
+H
2
O
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。

步骤2:蒸出过量的甲醇(装置如图)。

步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5% Na
2CO
3
溶液、水洗涤,分离出有机相。

步骤4:有机相经无水Na
2SO
4
干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。

(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是。

(2)步骤2中,如图所示的装置中仪器A的名称是;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是。

(3)步骤3中,用5% Na
2CO
3
溶液洗涤,主要除去的物质是;分离出有机相的操作名称
为。

(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是。

答案(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率 (2)(直形)冷凝管防止暴沸(3)丙炔酸
分液(4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
解析(1)步骤1中,加入过量甲醇可以增大与之反应的丙炔酸的转化率,并作为溶剂使反应物充分接触,加快反应速率。

(2)据题给装置示意图可知仪器A为(直形)冷凝管;为了防止暴沸,通常在发生酯化反应的蒸馏烧瓶中加入碎瓷片。

(3)类比乙酸乙酯制备实验中饱和Na
2CO
3
溶液的作用,可知步骤3中5% Na
2
CO
3
溶液的作用是
除去丙炔酸;丙炔酸甲酯与Na
2CO
3
溶液互不相溶,可用分液法分离出丙炔酸甲酯。

(4)由于丙炔酸甲酯的沸点大于100 ℃,故步骤4中蒸馏时不能用水浴加热。

10.(2019广东广州佛山一模)葡萄糖酸亚铁[(C
6H
11
O
7
)
2
Fe]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K
1、K
3
,关闭K
2
,一段时间后,关闭K
3
,打开K
2。

在(填仪器标号)中制得碳酸
亚铁。

实验过程中产生H
2
的作用有、
(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NaHCO
3溶液代替Na
2
CO
3
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(1)恒压滴液漏斗
(2)c 排出装置内空气,防止生成的FeCO
3
被氧化将b中溶液压入c中
(3)4FeCO
3+6H
2
O+O
2
4Fe(OH)
3
+4CO
2
(4)降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度
(5)Fe2++2HC O3- FeCO
3↓+CO
2
↑+H
2
O 降低溶液的pH,以免产生氢氧化亚铁
解析(1)根据题给图示可知,a为恒压滴液漏斗。

(2)Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用
反应生成的氢气排尽装置中的空气,故先打开K
1、K
3
,关闭K
2
,此时在b中制备硫酸亚铁;一段
时间后,关闭K
3,打开K
2
,利用生成的氢气使b中压强增大,将硫酸亚铁溶液压入三颈烧瓶c
中,发生的反应为FeSO
4+Na
2
CO
3
FeCO
3
↓+Na
2
SO
4
,因此碳酸亚铁在c中生成。

(3)FeCO
3
在
空气中容易被氧化生成氢氧化铁,该反应的化学方程式为4FeCO
3+6H
2
O+O
2
4Fe(OH)
3
+4CO
2。

(4)葡萄糖酸亚铁易溶于水,几乎不溶于乙醇,加入乙醇可降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解
度,从而提高产率。

(5)FeSO
4溶液与NaHCO
3
溶液反应生成FeCO
3
、CO
2
和H
2
O,该反应的离子方
程式为Fe2++2HC O3- FeCO
3↓+CO
2
↑+H
2
O,该反应生成二氧化碳,使溶液的pH减小,从而避
免生成氢氧化亚铁。

11.(2019江西萍乡一模)新制氯水中含有多种粒子,某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质,做了如下实验,请你帮助完成:
(1)氯碱工业生产中同时有副产品氯气生成,反应的化学方程式为。

(2)新制的饱和氯水与碳酸钙反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。

实验一:定性研究
A.在试管中加入过量的块状碳酸钙,再加入约20 mL饱和氯水,充分反应,有少量气泡产生,溶液浅黄绿色褪去;
B.过滤,将滤液滴在有色布条上,发现其比氯水的漂白性更强;
C.为了确定反应产物,将滤液分为三份,分别进行以下实验:
第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀;
第二份与稀盐酸混合,立即产生大量无色气体;
将第三份加热,看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。

经检测,上述实验中产生的无色气体均为CO
2。

①已知:K
a1(H
2
CO
3
)=4.45×10-7,K
a2
(HC O3-)=5.61×10-11,K
a
(HClO)=2.95×10-8,写出将少量的氯
气通入过量的碳酸钠溶液中所发生反应的离子方程式: 。

②试推测步骤B的滤液中的溶质除了CaCl
2
、HClO外,还有。

实验二:定量研究
在仪器A内放有用塑料网包住的块状碳酸钙(过量)和150 mL新制饱和氯水,按如图所示的
装置进行实验(实验前仪器B中充满了饱和NaHCO
3
溶液,部分夹持装置已省略),待不再产生气泡后,将塑料网中剩余的碳酸钙提出液面,密封后再加热A中的液体,直到仪器B中的气体不再增加(不考虑HClO的分解)。

③仪器A的名称为。

④准确读出仪器B中气体体积的实验操作步骤依次是:
a. ;
b. ;
c.平视与刻度线相切的液面读数。

⑤实验结束后,测得仪器B中收集到的气体体积在标准状况下为168 mL,则150 mL新制的饱和氯水与过量碳酸钙完全反应后,所得溶液中HClO的物质的量浓度为。

(反应前后,溶液体积变化忽略不计)
答案(1)2NaCl+2H
2O 2NaOH+H
2
↑+Cl
2
↑
(2)①Cl
2+2C O32-+H
2
O 2HC O3-+Cl-+ClO-②Ca(HCO
3
)
2
③圆底烧瓶④a.待烧瓶冷却至
室温 b.移动仪器B至仪器B中液面与水槽中液面相平⑤0.1 mol·L-1
解析(1)工业上电解饱和食盐水得到NaOH、Cl
2、H
2
,其化学方程式为2NaCl+2H
2
O
2NaOH+H
2↑+Cl
2
↑。

(2)①根据所给电离平衡常数,可推出电离出H+强弱顺序是H
2CO
3
>HClO>HC O3-,氯水中存在
Cl
2+H
2
O HCl+HClO,过量的碳酸钠溶液中通入少量的氯气,Na
2
CO
3
+HCl NaCl+NaHCO
3
,
HClO+Na
2CO
3
NaHCO
3
+NaClO,总离子方程式为Cl
2
+2C O32-+H
2
O 2HC O3-+Cl-+ClO-;②根据
①的分析,过量的碳酸钙与氯水反应,产物是Ca(HCO
3)
2
、CaCl
2
,根据B操作,滤液滴在有色布
条上,发现其比氯水的漂白性更强,该滤液中含有HClO,第一份滤液与石灰水混合,立即产生
大量白色沉淀,则说明滤液中含有Ca(HCO
3)
2
;③仪器A为圆底烧瓶;④准确读出仪器B中气体
体积的实验操作步骤依次是a.待烧瓶冷却至室温,b.上下移动仪器B至仪器B中液面与水槽
中的液面相平,c.平视与刻度线相切的液面读数;⑤涉及的反应:Cl
2+H
2
O HCl+HClO、
2HCl+2CaCO
3 Ca(HCO
3
)
2
+CaCl
2
、Ca(HCO
3
)
2
CaCO
3
+CO
2
↑+H
2
O,则n(HClO)=n(HCl)=
2n(CO
2
)=2×168×10-3L/22.4 L·mol-1=0.015 mol,c(HClO)=0.015 mol/0.150 L=0.1 mol·L-1。

12.(2019湖北七市一模)氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料,室温下能缓慢水解,可由铝粉在氮气氛围中于1 700 ℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。

某探究小组在实验室制备AlN 并测定产品纯度,设计实验如下。

请回答下列问题:
(一)制备AlN
(1)按气流由左向右的方向,上述装置的正确连接顺序为j→→i(填仪器接口字母编号)。

(2)以空气为原料制备AlN,装置A中还原铁粉的作用为,装置B中试剂X
为。

(二)测定产品纯度
取m g产品,用以下装置测定产品纯度(夹持装置已略去)。

已知:AlN+NaOH+H
2O NaAlO
2
+NH
3
↑
(3)实验步骤如下:组装好实验装置, ,加入实验药品,关闭,打开,打开分液漏斗活塞加入NaOH浓溶液至不再产生气体,然后打开,通入氮气一段时间,测得装置Ⅲ增重n g。

(4)根据以上数据计算,该产品的纯度为%(用含m、n的代数式表示)。

(5)上述实验的设计仍然存在缺陷,你认为可能的缺陷会导致测定结果(填“偏高”或“偏低”),原因是。

答案(1)fedcab(或ba)gh(或hg) (2)吸收O
2
浓硫酸
(3)检查装置的气密性K
1K
2
K
1
(4)4100n
17m
(5)偏高浓硫酸吸收空气中的水蒸气,导致测定结果偏高(其他合理答案均可)
解析(1)以空气为原料制备AlN,高温下,铝和空气中的氧气、水蒸气和二氧化碳都能反应,应先用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,再用浓硫酸除去水蒸气,然后用还原铁粉除去氧气,氮气和铝在高温下反应生成AlN,AlN能缓慢水解,最后连接盛有碱石灰的干燥管以防空气进入装置D中,导致产品变质。

(4)装置Ⅲ增重n g为氨气的质量,根据氮元素守恒计算,AlN的纯度为
ng
17g/mol
×41g/mol
mg
×100%=
4100n
17m
%。

13.(2018课标Ⅰ,26,14分)醋酸亚铬[(CH
3COO)
2
Cr·2H
2
O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶
于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。

一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。

实验装置如图所示。

回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是。

仪器a的名称是。

(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。

打开K
1、K
2
,关闭
K
3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为。

②同时c中有气体产生,该气体的作用是。

(3)打开K
3,关闭K
1
和K
2。

c中亮蓝色溶液流入d,其原因是;d
中析出砖红色沉淀。

为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是、、洗涤、干燥。

(4)指出装置d可能存在的缺点。

答案(1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗
(2)①Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生H
2
使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触
解析(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH
3COO)
2
Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除
去溶解氧。

(2)①由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2++2Cr2+。

②c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。

(3)打开K
3,关闭K
1
、K
2
,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导
管压入d中;(CH
3COO)
2
Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH
3
COO)
2
Cr充分结晶后,经
过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。

(4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH
3COO)
2
Cr。

14.(2019山东德州一模)金属Co、Ni性质相似,在电子工业以及金属材料上应用十分广泛。

现以含钴、镍、铝的废渣(含主要成分为CoO、Co
2O
3
、Ni、少量杂质Al
2
O
3
)提取钴、镍的工
艺如下:
(1)酸浸时SO
2
的作用是。

(2)除铝时加入碳酸钠产生沉淀的离子方程式。

(3)有机层提取出的Ni2+可用于制备氢镍电池,该电池工作原理:NiOOH+MH Ni(OH)
2
+M,电池放电时正极的电极反应式为。

(4)用CoCO
3为原料采用微波水热法和常规水热法均可制得H
2
O
2
分解的高效催化剂
Co
x Ni
(1-x)
Fe
2
O
4
(其中Co、Ni均为+2价)。

如图是用两种不同方法制得的Co
x
Ni
(1-x)
Fe
2
O
4
在10 ℃
时催化分解6%的H
2O
2
溶液的相对初始速率随x变化曲线。

①H
2O
2
的电子式。

②由图中信息可知: 法制取的催化剂活性更高。

③Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是。

(5)已知煅烧CoCO
3时,温度不同,产物不同。

在400 ℃充分煅烧CoCO
3
,得到固体氧化物的质
量2.41 g,CO
2
的体积为0.672 L(标准状况下),则此时所得固体氧化物的化学式为。

答案(1)还原剂(或将Co3+还原为Co2+)
(2)2Al3++3C O32-+3H
2O 2Al(OH)
3
↓+3CO
2
↑
(3)NiOOH+e-+H
2O Ni(OH)
2
+OH-
(4)①②微波水热③Co2+
(5)Co
3O 4
解析(1)从流程图可知,在酸浸过程中Co
2O
3
转化为Co2+,故SO
2
为还原剂。

(2)Al3+与C O32-会发生相互促进的水解反应生成Al(OH)
3沉淀和CO
2
气体:2Al3++3C O32-+3H
2
O
2Al(OH)
3↓+3CO
2
↑。

(3)从电池的总反应方程式可知,该电池为碱性电池,放电过程中正极NiOOH转化为Ni(OH)
2
:
NiOOH+e-+H
2O Ni(OH)
2
+OH-。

(4)②从图像可知,微波水热法制取的催化剂的催化效果更好。

③x值越大,Co2+的含量越
大,H
2O
2
分解的相对初始速率越大,故Co2+的催化效果更好。

(5)根据元素守恒,n(Co)=n(CO
2
)=0.672 L/22.4 L·mol-1=0.03 mol,m(Co)=0.03 mol×59 g·mol-1=1.77 g;该氧化物中氧原子的质量:m(O)=2.41 g-1.77 g=0.64 g,n(O)=0.64 g/16
g·mol-1=0.04 mol,所以该氧化物的化学式为Co
3O
4。

命题拓展预测
1.下列实验操作对应的现象或结论正确的是( )
选项操作现象结论
A 向某滴有酚酞的NaOH溶液中
通入SO
2
溶液红色褪去SO
2
具有漂白性
B 向H
2
O
2
溶液中滴加少量硫酸酸
化的FeSO
4
溶液
溶液变为棕黄色后迅速
出现大量气泡
Fe2+催化H
2
O
2
发生分解反应
生成O
2
C 向相同浓度的Na
2
CO
3
、Na
2
SO
4
溶液中滴加酚酞
Na
2
CO
3
溶液变红、Na
2
SO
4
溶液不变红
S的非金属性大于C
D 将相同体积、相同pH的盐酸
和醋酸溶液稀释a倍、b倍
稀释后溶液pH相等a>b
答案 C 二氧化硫通入滴有酚酞的NaOH溶液中,使溶液颜色褪去,说明二氧化硫为酸性氧化物,A项错误;过氧化氢与亚铁离子发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+,生成的Fe3+促进
H
2O
2
分解生成O
2
,是H
2
O
2
分解的催化剂,结论不合理,B项错误;碳酸钠溶液呈碱性,说明C O32-发
生了水解,硫酸钠溶液呈中性,说明S O42-没有发生水解,所以酸性:碳酸<硫酸,则非金属
性:S>C,C项正确;醋酸是弱电解质,部分电离,相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液,加水稀释相同倍数时,醋酸的pH小于盐酸,所以加水稀释使pH仍然相同时,醋酸稀释的倍数大,D 项错误。

2.根据下列实验内容得出的结论正确的是( )
选项实验内容结论
A 将某化合物溶于水中,所得水溶液能使红色石
蕊试纸变蓝
该化合物肯定属于碱性氧化物
B 将充有NO
2
的密闭烧瓶放入热水中,烧瓶内气体
颜色变深
NO
2
生成N
2
O
4
的反应的ΔH>0
C 向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl
2
、CuCl
2
混合溶
液中逐滴加入氨水,先出现蓝色沉淀
K
sp
[Mg(OH)
2
]<K
sp
[Cu(OH)
2
]
D 向某溶液中滴加NaHSO
4
溶液,先产生白色沉淀,
后沉淀完全溶解
该溶液中肯定不含Ba2+,可能含有
Al O2-
答案 D 该化合物溶于水能使红色石蕊试纸变蓝,说明溶液呈碱性,该化合物可以是碱性
气体NH
3、碱性氧化物或水解呈碱性的盐,A项错误;加热2NO
2
N
2
O
4
反应使平衡逆向移动,
说明NO
2生成N
2
O
4
的反应是放热反应,B项错误;向同浓度的MgCl
2
、CuCl
2
混合溶液中加入氨
水先产生蓝色沉淀,说明Cu(OH)
2更难溶,C项错误;BaSO
4
难溶于酸,而Al O2-遇酸先生成
Al(OH)
3
白色沉淀,再加酸沉淀完全溶解,D项正确。

3.钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CoCl
2
易溶于水。

某校同学设计实验
制取(CH
3COO)
2
Co(乙酸钴)并验证其分解产物。

回答下列问题:
(1)甲同学用Co
2O
3
与盐酸反应制备CoCl
2
·4H
2
O,其实验装置如下:
①烧瓶中发生反应的离子方程式为。

②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl
2·4H
2
O,还需经过的操作有蒸发浓缩、、
、洗涤、干燥等。

(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl
2·4H
2
O在醋酸氛围中制得无水(CH
3
COO)
2
Co,并利用下列装
置检验(CH
3COO)
2
Co在氮气气氛中的分解产物。

已知PdCl
2
溶液能被CO还原为Pd。

①装置E、F是用于检验CO和CO
2,其中盛放PdCl
2
溶液的是装置(填“E”或
“F”)。

②装置G的作用是;E、F、G中的试剂均足量,观察到I中氧化铜变红,J中固体由白色变蓝色,K中石灰水变浑浊,则可得出的结论是。

③通氮气的作用是。

④实验结束时,先熄灭D和I处的酒精灯,一段时间后再关闭弹簧夹,其目的是。

⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO
2、C
2
H
6
,且n(X)∶n(CO)∶n(CO
2
)∶n(C
2
H
6
)=
1∶4∶2∶3,则乙酸钴在氮气气氛中分解的化学方程式为。

答案(1)①Co
2O
3
+2Cl-+6H+ 2Co2++Cl
2
↑+3H
2
O ②冷却结晶过滤
(2)①F②除去CO
2
分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质③将D中的气态
产物带入后续装置(或排除装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO
4
的干燥管中等)
④防止倒吸⑤3(CH
3COO)
2
Co Co
3
O
4
+4CO↑+2CO
2
↑+3C
2
H
6
↑
解析(1)①Co
2O
3
与盐酸反应生成CoCl
2
·4H
2
O的过程中发生氧化还原反应,氧化产物为Cl
2
,
发生的反应为Co
2O
3
+2Cl-+6H+ 2Co2++Cl
2
↑+3H
2
O。

(2)①因CO能够还原PdCl
2为Pd,则CO被氧化为CO
2
,故CO和CO
2
的混合气体应先检验CO
2
,E、
F分别盛放澄清石灰水、PdCl
2
溶液。

②I装置中氧化铜变红说明CuO被还原,J中无水硫酸铜变蓝说明有水生成,K中石灰水变浑
浊说明有CO
2
生成,则分解产物中还有含C、H元素的物质。

③氮气在加热晶体前通入,可排净装置中的空气,防止出现安全事故;晶体分解过程中可以起到将分解产生的气体带入后续装置的作用。

⑤根据原子守恒确定X的化学式。