2020-2021高考化学氧化还原反应综合题汇编附答案
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、高中化学氧化还原反应练习题(含详细答案解析)
1.硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O,商品名为莫尔盐,可由硫酸亚铁与硫酸铵反应生成。
一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成莫尔盐后就比较稳定了。
三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表:
温度/℃102030
(NH4)2SO473.075.478.0
FeSO4·7H2O20.026.532.9
(NH4)2SO4•FeSO417.221.628.1
(一)实验室制取少量莫尔盐的流程如下:
试回答下列问题:
(1)步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是___________;反应中铁屑过量是为了______。
(2)步骤3需要趁热过滤,原因是___________。
(3)从步骤4到莫尔盐,必须进行的操作依次是______,析出的晶体常用________洗涤。
(4)若莫尔盐的饱和溶液中有水20克,当温度从30℃降至10℃,最多析出莫尔盐的质量是________(选填编号)。
A 2.18g
B 大于2.18g
C 小于 2.18g
D 无法确定
(二)称取质量为1.96g的莫尔盐制成溶液。
用未知浓度的酸性KMnO4溶液进行滴定。
(1)已知MnO4-被还原为Mn2+,试写出该滴定反应的离子方程式____。
(2)判断该反应到达滴定终点的现象为____________。
(3)假设到达滴定终点时,用去V mL 酸性KMnO4溶液,则该酸性KMnO4溶液的浓度为_______mol/L。
【答案】除铁屑表面的油污还原氧化生成的Fe3+,保证Fe2+稳定、纯净地存在,减少产物中的Fe3+杂质 FeSO4在温度低时溶解度较小,如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O析出过滤、洗涤无水酒精或冰水 B 5Fe2++MnO4-+8H+→ 5Fe3++Mn2++4H2O 加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪,且半分钟内不褪色 1/V
【解析】
【分析】
(一)(1)碳酸钠水解显碱性;
(2)FeSO4在温度低时溶解度较小;
(3)浓缩结晶后需要过滤、洗涤;温度低时,硫酸亚铁铵的溶解度小;
(4)(NH4)2SO4·FeSO4在30℃和10℃的溶解度分别为:28.1g和17.2g;
(二)(1)MnO4-将二价铁离子氧化为三价铁离子,被还原为Mn2+;
(2)高锰酸钾本身有颜色,滴定亚铁离子是不需要指示剂的;
(3)根据亚铁离子和高锰酸根反应的实质,可以找到亚铁离子与高锰酸根之间的量的关系,根据原子守恒可以找到亚铁离子和酸亚铁铵之间量的关系,进而进行计算。
【详解】
(一)(1)碳酸钠水解显碱性,油脂在碱性条件下能水解,过量的Fe可以还原氧化生成的Fe3+,减少产物中的Fe3+杂质,
故答案为:除铁屑表面的油污;还原氧化生成的Fe3+,保证Fe2+稳定、纯净地存在,减少产物中的Fe3+杂质;
(2)如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O析出,故答案为:FeSO4在温度低时溶解度较小,如果不趁热过滤就会有FeSO4·7H2O析出;
(3)浓缩结晶后需要过滤、洗涤;硫酸亚铁铵在无水乙醇中的溶解度小;温度低时,硫酸亚铁铵的溶解度小,可用冰水洗涤,故答案为:过滤、洗涤;无水酒精或冰水;
(4)(NH4)2SO4·FeSO4在30℃和10℃的溶解度分别为:28.1g和17.2g,即若溶剂为100g 水,冷却析出10.9g,有水20g析出2.18g,硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 含有结晶水,故析出质量大于2.18g,故答案为:B;
(二)(1)反应的离子方程式5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O,故答案为:
5Fe2++MnO4-+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O;
(2)高锰酸钾本身有颜色,滴定亚铁离子不需要指示剂,当滴加最后一滴溶液后,溶液变成紫红色,30s内不褪色,说明达到滴定终点,故答案为:加入最后一滴KMnO4溶液紫红色不褪,且半分钟内不褪色;
(3)1.96g硫酸亚铁铵晶体的物质的量n=m
M
=
1.96
392/
g
g mol
=0.005mol,根据原子守恒则亚
铁离子的物质的量为0.005mol,反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,则5Fe2+~MnO4-
,所以高锰酸钾的物质的量为0.001mol,据c=n
V
=
3
0.001
10
mol
VL
=
1
V
mol/L,故答案为:
1
V。
2.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。
实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。
已知:LiCoO2难溶于水,易溶于酸。
回答下列问题:
(1)LiCoO2中Co的化合价是__。
(2)LiCoO2在浸出过程中反应的离子方程式是__。
(3)浸出剂除了H2O2外,也可以选择Na2S2O3,比较二者的还原效率H2O2__(填“>”或“<”)Na2S2O3(还原效率:还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。
(4)提高浸出效率的方法有__。
(5)利用Cyanex272萃取时,pH对钴、镍萃取分离效果的影响如图。
从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH是__。
(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR2=Co2++2HR,则反萃取剂的最佳选择是__。
(7)常温下,若水相中的Ni2+的质量浓度为1.18g·L-1,则pH=__时,Ni2+开始沉淀。
[K sp(Ni(OH)2=2×10-15]
(8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。
已知:
提供的无机试剂:NaOH、Na2CO3、NaF。
【答案】+3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O < 适当升高温度,适当增加H2SO4浓度 5.5 H2SO4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF
【解析】
【分析】
(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的规律写出化学方程式;
(3)根据等物质的量H2O2和Na2S2O3作为还原剂转移电子的多少进行判断;
(4)提高浸出效率即提高化学反应速率;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时不能引入新杂质;
(7)根据K sp(Ni(OH)2的表达式进行计算;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀。
【详解】
(1)LiCoO2中O元素为-2价,Li为+1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co的化合价为+3价;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,化学方程式为:2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O;
(3)1molH2O2作为还原剂转移2mol电子,1molNa2S2O3作为还原剂转移8mol电子,则
Na2S2O3的还原效率更高;
(4)提高浸出效率可以适当升高温度,适当增加H2SO4浓度等;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围,所以最佳pH是5.5;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时,为不引入新杂质,反萃取剂最好选择H2SO4;
(7)c(Ni2+)=1.18
59
mol/L=0.02mol/L,则开始沉淀时,c(OH-)=
-6.5mol/L,则pH=14-6.5=7.5;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀,所以选用NaOH,则Ni(OH)2先沉淀,过滤后滤液中加入NaF生成LiF沉淀。
【点睛】
本题(5)选择合适的pH时,注意读懂图中信息,要根据实验的具体操作情况来分析。
3.羟氨(NH2OH)是一种还原剂,和联氨一样是一种弱碱,不稳定,室温下吸收水汽迅速分解。
回答下列问题:
(1)请写出羟氨的电子式___。
(2)利用KMnO4标准溶液定量间接测定羟氨的纯度。
测定步骤如下:
①溶液配制:称取5.0g某羟氨样品,溶解在______酸中后加适量蒸馏水,将其全部转移至100mL的______中,加蒸馏水至_______。
②取20.00mL的羟氨酸性溶液与足量硫酸铁在煮沸条件下反应:2NH2OH2++4Fe3+=N2O↑+4Fe2++H2O+6H+,生成的Fe2+用0.4000 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,滴定达到终点的现象是____________。
请写出Fe2+与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式
_____________。
重复滴定3次,每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示:
计算试样的纯度____%。
(3)下列操作导致误差偏高的有______(填编号)。
a 滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失 b 滴定管未经润洗盛装KMnO 4溶液
c 羟氨称量时,时间过长和溶解时没有及时用酸酸化
d KMnO 4溶液起始读数仰视,终点正常读数 【答案】
硫酸 容量瓶 刻度线 当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由
无色变为紫红色,且半分钟不褪色 5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O 66 ab 【解析】 【分析】
(1)根据羟氨化学式写出其电子式;
(2)①羟氨应溶解在H 2SO 4中,因为HCl 中的Cl 会被MnO 4-氧化;
②用酸性KMnO 4溶液滴定达到终点的现象是当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;根据氧化还原反应的规律写出Fe 2+
与酸性KMnO 4溶液反应的离子方程式,根据物质的量的关系计算式样纯度; (3)根据氧化还原滴定的相关操作分析实验误差。
【详解】
(1)根据羟氨化学式NH 2OH 可知其电子式为:
,故答案为:
;
(2)①羟氨应溶解在H 2SO 4中,因为HCl 中的Cl 会被MnO 4-氧化,将其全部转移至100mL 的容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,故答案为:硫酸;容量瓶;刻度线;
②用酸性KMnO 4溶液滴定达到终点的现象是当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪色;根据氧化还原反应的规律写出Fe 2+
与酸性KMnO 4溶液反应的离子方程式为:5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O ;由消耗高锰酸钾体积表可知,第一次误差过大,舍去,V (平均)=
19.98202
2
0+.=20.00mL ;
设滴定时NH 2OH 2+的物质的量为xmol ,依据离子方程式可得关系式:
+-224-35NH OH 2MnO 5
2
x
=20.00100.4
n c V =⨯⨯⨯:
解得x=0.02
因总量为100mL ,所以n (NH 2OH 2+)=0.02×5=0.1mol m=n ⋅M =0.1×33g/mol =3.3g w =
100%m
m ⨯样=3.35.0
⨯100%=66% 故答案为:当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液的颜色由无色变为紫红色,且半分钟不褪
色;5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;66;
(3)a.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失会导致V标准偏大,计算结果偏高;
b.滴定管未经润洗盛装KMnO4溶液,相当于把KMnO4溶液稀释,滴定时消耗体积增大,计算结果偏高;
c.羟氨称量时,时间过长和溶解时没有及时用酸酸化会导致羟氨被氧化,导致消耗体积偏小,计算结果偏低;
d.KMnO4溶液起始读数仰视,终点正常读数,导致消耗体积偏小,计算结果偏低;
故答案为:ab。
【点睛】
注意氧化还原滴定操作中的注意事项,根据公式判断不同操作可能引起的实验误差。
4.某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:(一)制取氧化铜
①往盛有一定量CuCl2溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液,直至不再产生沉淀,然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中,加热至沉淀全部变为黑色。
②将步骤①所得的黑色沉淀过滤、洗涤,晾干后研细备用。
(1)在实验过程中,若未加入NaOH溶液,直接将CuCl2溶液转移到蒸发皿中加热,最后也能得到黑色沉淀,试分析其原因__________。
(2)写出检验步骤②中沉淀是否洗涤干净的操作__________________。
(二)为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较,用下图装置进行实验,每次实验时均收集25ml气体,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验数据见下表:
实验序号KClO3质量其他物质质量待测数据
③1.2g无其他物质a
④1.2g CuO0.5g b
⑤1.2g MnO20.5g c
(3)写出氯酸钾分解反应的化学方程式,并用双线桥表示电子转移的方向和数目
________。
(4)上述实验中的“待测数据”是指___________________。
(5)图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装面成,此处用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(6)若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差,请结合上表的实验效果数据,在坐标图中分别画出使用CuO、MnO2作催化剂时产生氧气的体积[V(O2)]随时间(t)变化的曲线(注明必要的标识)________。
【答案】CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2+2H2O Cu(OH)2+2HCl,加热时HCl逸出使平衡不断右移,同时得到的Cu(OH)2受热分解生成CuO 取2~3mL最后的洗涤液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入几滴硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净
收集25mL气体所需的时间碱式
【解析】
【分析】
【详解】
(1)CuCl2是强酸弱碱盐会发生水解,CuCl2溶液中存在水解平衡CuCl2+
2H 2O Cu(OH)2+2HCl,水解吸热,加热时HCl逸出使平衡不断右移,同时得到的
Cu(OH)2受热分解生成CuO。
(2)如果没有洗涤干净则有NaCl杂质,检验是否有Cl—即可确定是否洗净,具体操作是:取2~3mL最后的洗涤液于试管中,滴入少量稀硝酸酸化,再滴入几滴硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净。
(3)用双线桥表示电子转移的方向和数目时,线桥要从反应物指向生成物的化合价发生改变的同种元素,在线桥上要注明反应的得失电子数目,用双线桥表示氯酸钾分解的电子转
移的方向和数目为:。
(4)要比较反应的快慢需要反应的时间,因此待测数据是:收集25mL气体所需的时间。
(5)从图可以看出该滴定管没有活塞,所以是碱式滴定管。
(6)反应测的是收集25mL气体所需的时间,所以气体的体积要相等,氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差,所以用氧化铜做作催化剂所用的时间要多,产生氧气的体
积[V (O 2)]随时间(t )变化的曲线为:。
5.下表是某学生为探究AgCl 沉淀转化为2Ag S 沉淀的反应所做实验的记录. 步 骤
现 象
Ⅰ.取5mL 0.1mol /L 3AgNO 与一定体积0.1mol /L NaCl 溶液,混合,振荡.
立即产生白色沉淀
Ⅱ.向所得悬浊液中加入2.5mL 0.1mol /L 2Na S 溶液. 沉淀迅速变为黑色 Ⅲ.将上述黑色浊液,放置在空气中,不断搅拌.
较长时间后,沉淀变为乳白色
Ⅳ.滤出Ⅲ中的乳白色沉淀,加入足量3HNO 溶液. 产生红棕色气体,沉淀部分溶解 Ⅴ.过滤得到滤液X 和白色沉淀Y ;向X 中滴加32Ba(NO )溶液.
产生白色沉淀
()1为了证明沉淀变黑是AgCl 转化为2Ag S 的缘故,步骤I 中NaCl 溶液的体积范围为
______ 。
()2已知:25℃时()10sp K AgCl 1.810-=⨯,()30sp 2K Ag S 610-=⨯,此沉淀转化反应的
平衡常数K = ______。
()3步骤V 中产生的白色沉淀的化学式为 ______ ,步骤Ⅲ中乳白色沉淀除含有AgCl 外,
还含有 ______。
()4为了进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因,设计了如下图所示的对比实验装
置。
①装置A 中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和 ______ ,试剂W 为 ______ 。
②装置C 中的试剂为NaCl 溶液和2Ag S 悬浊液的混合物,B 中试剂为 ______ 。
③实验表明:C 中沉淀逐渐变为乳白色,B 中没有明显变化。
完成C 中反应的化学方程式:______Ag 2S+_____NaCl+______ + ______ ⇌AgCl+S+ ______ ______
C 中NaCl 的作用是: ______ 。
【答案】5mL ≥ 95.410⨯ 4BaSO S 分液漏斗 过氧化氢溶液 2Ag S 悬浊液
2222Ag S 4NaCl O 2H O 4AgCl 2S 4NaOH +++++ƒ 氧气将2Ag S 氧化成S 时有
Ag +产生,NaCl 电离的氯离子与银离子结合生成AgCl 沉淀,使()
c Ag +
减小,有利于氧化
还原反应的平衡右移 【解析】 【分析】
(1)要证明沉淀变黑是AgCl 转化为2Ag S 的缘故,则步骤Ⅰ中必须使硝酸银电离出的银离子完全转化成AgCl 沉淀; (2)()()
22c Cl K c S -
-
=
;
(3)黑色的硫化银沉淀被氧气氧化为氯化银沉淀和硫单质;硫单质被硝酸氧化为硫酸根离子;
(4) ①根据装置图判断仪器名称;装置A 的作用是提供氧气;
②进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因,装置C 中的试剂为NaCl 溶液和2Ag S 悬浊液的混合物,则装置B 中应该不含氯化钠溶液;
③装置C 中生成的白色沉淀为氯化银和S 单质,反应物应该还有氧气,产物中钠离子只能以氢氧化钠形式存在,则未知的反应物为氢氧化钠,再根据H 元素守恒可知另一种未知反应物为水,然后根据化合价升降相等配平反应方程式。
【详解】
(1)要证明沉淀变黑是AgCl 转化为2Ag S 的缘故,则步骤Ⅰ中必须使硝酸银电离出的银离子完全转化成AgCl 沉淀,所以加入的NaCl 溶液的体积必须5mL ≥; (2)氯化银转化成硫化银的反应为:()()()()222AgCl s S aq Ag S s 2Cl aq -
-++ƒ,该反应
的平衡常数为:
()()()()()()()()
22
2
2
102
sp
930
22
2sp
2
c Cl c Ag c Cl K AgCl (1.810
)
K 5.410K Ag S 610c S c Ag c S -
+
-
---
+
-
⋅⨯=
====⨯⨯⋅;
(3)步骤Ⅲ中较长时间后,沉淀变为乳白色,则黑色的硫化银沉淀氧化成氯化银沉淀;再根据滤出Ⅲ中的乳白色沉淀,加入足量3HNO 溶液,产生红棕色气体,沉淀部分溶解,则被氧化的只能为S 元素,故乳白色沉淀为AgCl 和S 的混合物;其中S 被稀硝酸氧化成硫酸根离子,则在步骤Ⅴ中向X 中滴加32Ba(NO )溶液会生成4BaSO 沉淀;
(4) ①根据图示可知,装置A 中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和分液漏斗;乳白色沉淀为氯化银和S 的混合物,装置A 的作用是提供氧气,根据圆底烧瓶中为二氧化锰可知W 为过氧化氢溶液;
②进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因,装置C 中的试剂为NaCl 溶液和2Ag S 悬浊液的混合物,则装置B 中应该不含氯化钠溶液,即为2Ag S 悬浊液,通过对比反应现象判断生成乳白色沉淀产生的原因;
③装置C 中生成的白色沉淀为氯化银和S 单质,反应物应该还有氧气,产物中钠离子只能以氢氧化钠形式存在,则未知的产物为氢氧化钠,再根据H 元素守恒可知另一种未知反应物为水,然后根据化合价升降相等配平反应方程式为
2222Ag S 4NaCl O 2H O 4AgCl 2S 4NaOH +++++ƒ;装置C 中氯化钠的作用为:氧
气将2Ag S 氧化成S 时有Ag +
产生,NaCl 电离的氯离子与溶液中银离子结合生成AgCl 沉
淀,使溶液中(
)c Ag
+
减小,从而有利于氧化还原反应
2222Ag S 4NaCl O 2H O 4AgCl 2S 4NaOH +++++ƒ向右移动。
6.利用2H 还原铁的氧化物并确定其组成的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫化物等杂质,焦性没食子酸溶液可吸收少量氧气)。
回答下列问题:
()1装置Q(启普发生器)用于制备2H ,还可用于______(填字母,下同)。
A .生石灰与浓氨水制3NH
B .过氧化钠与水制2O
C .硫化铁固体与稀硝酸制2H S D.n 大理石与稀盐酸制2CO
()2①②③中依次盛装的试剂为______,4KMnO 酸性溶液中发生反应的离子方程式为
______。
A .4KMnO 酸性溶液、浓4HSO 、焦性没食子酸溶液
B .焦性没食子酸溶液、浓4HSO 、4KMnO 酸性溶液
C .4KMnO 酸性溶液、焦性没食子酸溶液、浓4HSO
()3“加热管式炉”和“打开活塞K”这两步操作应该先进行的是___,在这两步之间还应进行
的操作是___。
()4反应过程中G 管逸出的气体是______,其处理方法是______。
()5结束反应时,应该______,待装置冷却后称量并记录相应数据。
()6假设反应完全后瓷舟中的固体只有Fe 单质,实验中测得了下列数据:①瓷舟的质量为30.4g ;②瓷舟和FexOy 的总质量为42.0g ;③反应前U 形曾及内盛物的总质量为98.4g ;④反应后U 形管及内盛物的总质成为102.0g 。
由以上数据计算并确定该铁的氧化物的化学式为______。
【答案】D C 2242428MnO 5H S 14H 8Mn 5SO 12H O -++-++=++ 打开活塞K 检验
2H 的纯度 氢气(或2H ) 在G 管口处放置一个点燃的酒精灯 先停止加热,冷却至室温后,再关闭活塞K 34Fe O
【解析】
【分析】
H 2还原WO 3制备金属W ,装置Q 用于制备氢气,因盐酸易挥发,则①、②、③应分别用于除去HCl 、H 2S 、氧气和水,得到干燥的氢气与铁的氧化物在加热条件下制备Fe ,碱石灰用于吸收水,实验结束后应先停止加热再停止通入氢气,以避免Fe 被重新氧化,以此解答该题。
【详解】
(1)A .生石灰与浓氨水制3NH ,生成的氢氧化钙微溶于水,可堵塞导管,故A 错误; B .过氧化钠与水剧烈反应,不能用启普发生器制备2O ,故B 错误;
C .硫化铁固体与稀硝酸发生氧化还原反应,不能生成硫化氢,故C 错误;
D .大理石不溶于水,可与稀盐酸制2CO ,可用启普发生器,故D 正确。
故答案为:D ;
()2①、②、③应分别用于除去HCl 、2H S 、氧气和水,以得到干燥的氢气,4KMnO 酸性溶液中发生反应的离子方程式为
2242428MnO 5H S 14H 8Mn
5SO 12H O -++-++=++; ()3实验前应先通入氢气,以排出装置的空气,则应先打开活塞K ,为避免加热时爆炸,应先检验2H 的纯度;
()4从G 逸出的气体为氢气,可用点燃的方法处理,方法是在G 管口处放置一个点燃的酒精灯;
()5实验结束后应先停止加热再停止通入氢气,以避免Fe 被重新氧化;
()6已知:①瓷舟的质量为30.4g ;②瓷舟和x y
Fe O 的总质量为42.0g ,则()x y m Fe O 11.6g =;③反应前U 形曾及内盛物的总质量为98.4g ;④反应后U 形管及内盛物的总质成为102.0g ,则生成()2m H O 3.6g =,则氧化物中
() 3.6g m O 16g /mol 3.2g 18g /mol
=⨯=,()n O 0.2mol =;
()m Fe 11.6g 3.2g 8.4g =-=,()8.4g n Fe)0.15mol 56g /mol
==,则()n Fe :()n O 0.15=:0.23=:4,化学式为34Fe O 。
7.某校化学兴趣小组为研究氯气的性质并模拟工业制备漂白粉,设计了下列装置进行实验。
已知:①A 中反应为 KClO 3+6HCl(浓)=KCl +3Cl 2↑+3H 2O ;
②石灰乳的主要成分为Ca(OH)2,其他杂质不参与反应。
(1)B 装置作用____。
实验结束后,立即将 B 中溶液滴几滴在紫色石蕊试纸上,可观察到的现象是_____。
(2)装置C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C 中I 、II 、III 处依次放入的物质正确的是___(填编号)。
编号
I II III A
干燥的有色布条 碱石灰 湿润的有色布条 B
干燥的有色布条 浓硫酸 湿润的有色布条 C
湿润的有色布条 浓硫酸 干燥的有色布条 D 湿润的有色布条 碱石灰 干燥的有色布条 (3)待E 中物质完全反应后,经过一系列加工处理,得到漂白粉样品,其主要成份为___(填化学式)
(4)F 装置的作用是(用化学方程式表示)____。
(5)为测定(3)中所得漂白粉的有效成份含量。
称取ag 漂白粉样品溶解,往所得溶液中通入 CO 2至产生沉淀最大值时,该过程的化学方程式为_____,若反应生成沉淀的物质的量为bmol ,则该漂白粉中有效成份的质量分数为_____(用含a 、b 的式子表示)。
【答案】除去氯气中的HCl 气体 试纸变红不褪色 C CaCl 2、Ca(ClO)2 Cl 2+2NaOH
==NaCl+ NaClO+H 2O CO 2+H 2O+Ca(ClO)2 == CaCO 3↓+2HClO 143
b a
【解析】
【分析】
由实验装置图可知,装置A 用浓盐酸与氯酸钾反应制备氯气,盛有饱和食盐水的装置B 的
作用是除去氯气中混有的氯化氢气体,装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,盛有浓硫酸的装置D的作用是干燥氯气,盛有石灰乳的装置E的作用是制备漂白粉,盛有氢氧化钠溶液的装置F的作用是吸收有毒的尾气氯气,防止污染空气。
【详解】
(1)盛有饱和食盐水的装置B的作用是除去氯气中混有的氯化氢气体,实验结束后,因饱和食盐水吸收氯化氢气体,使溶液呈酸性,滴在紫色石蕊试纸上,试纸变红色,由于氯气不溶于饱和食盐水,溶液中没有次氯酸,不能使试纸褪色,故答案为:除去氯气中的HCl气体;试纸变红不褪色;
(2)氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性使有色布条褪色,氯气能使湿润的有色布条褪色,则验证氯气是否具有漂白性时,C中I、II、III处依次放入的物质湿润的有色布条、浓硫酸、干燥的有色布条,C
正确,故答案为:C;
(3)氯气与石灰乳反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,则漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙,有效成分是次氯酸钙,故答案为:CaCl2、Ca(ClO)2;
(4)盛有氢氧化钠溶液的装置F的作用是吸收有毒的尾气氯气,过量的氯气能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH ==NaCl+ NaClO+H2O,故答案为:Cl2+2NaOH ==NaCl+ NaClO+H2O;
(5)碳酸的酸性强于次氯酸,将二氧化碳通入到漂白粉溶液中,二氧化碳与次氯酸钙反应生成碳酸钙沉淀和次氯酸,反应的化学方程式为CO2+H2O+Ca(ClO)2 == CaCO3↓+2HClO;由题意可知,碳酸钙的物质的量为bmol,则有效成分次氯酸钙的质量为
bmol×143g/mol=143bg,该漂白粉中有效成份的质量分数为143b
,故答案为:
a
CO2+H2O+Ca(ClO)2 == CaCO3↓+2HClO;143b。
a
【点睛】
氯气没有漂白性,不能使干燥的有色布条褪色,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性使有色布条褪色,氯气能使湿润的有色布条褪色是设计验证氯气是否具有漂白性实验方案的依据,也是解答试题的关键。
8.(1)已知草酸(H2C2O4)分解的化学方程式为:H2C2O4CO↑+ CO2↑+ H2O,下列装置中,可用作草酸分解制取气体的是__________(填序号)
(2)某实验小组为测定铁锈样品的组成(假定铁锈中只有Fe2O3·nH2O和Fe两种成份),
利用草酸分解产生的CO和铁锈反应,实验装置如下图所示。
①、为得到干燥、纯净的CO气,洗气瓶A、B中盛放的试剂分别是_______、________。
②、在点燃C处酒精灯之前,应先持续通入一段时间的混合气体,其目的是
______________________
③、准确称量样品的质量20.00g置于硬质玻璃管中,充分反应后冷却、称量(假设每步均完全反应),硬质玻璃管中剩余固体质量为16.64g,D中浓硫酸增重1.44g,则
n=______。
④、在本实验中,下列情况会使测定结果n偏大的是____(填字母)
a.缺少装置A b.缺少装置B c.反应后固体是铁和少量Fe2O3·nH2O
【答案】④ NaOH溶液浓硫酸排除装置中的空气,防止CO中混有空气而在加热时发生爆炸 2 b
【解析】
【详解】
(1)该反应的反应物是液体,反应条件是加热,应选择固液反应且需要加热的装置,所以选④.
(2)①为得到干燥、纯净的CO气,应先除去混合气体中的二氧化碳,用氢氧化钠吸收即可;混合气体通入氢氧化钠溶液时会带走水蒸气,为除去水蒸气,选用浓硫酸洗气。
②装置中含有空气,CO中混有空气加热时可能发生爆炸,所以要通入混合气体一段时间,排除装置中的空气。
③由题意知,固体质量减少的量为水和氧的量,浓硫酸吸收的量为水,反应方程式为:Fe2O3.nH2O+3CO=Fe+3CO2+nH2O 固体质量减少量
18ng (18n+48)g
1.44g 20.00g-16.64g
所以 18ng:1.44g =(18n+48)g:(20.00g-16.64g)
解得n=2。
④a、缺少装置A,未除去CO2,可能影响CO还原氧化物,固体质量差变小,导致所测n 值偏小,错误;b、缺少洗气瓶B会导致装置E增重的质量偏大,所以测定结果n偏大,正确;c、反应后固体是铁和少量Fe2O3•nH2O,固体减少的质量偏小,导致所测n值偏小,错误。
9.以海绵铜(CuO、Cu)为原料制备氯化亚铜(CuCl)的一种工艺流程如下:。