2018年三维设计高中化学二轮第二部分

5个解答题之——化学实验综合题1．(2017·全国卷Ⅱ)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。

某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。

实验步骤及测定原理如下：Ⅰ.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。

记录大气压及水体温度。

将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I －还原为Mn 2＋，在暗处静置5 min ，然后用标准Na 2S 2O 3溶液滴定生成的I 2(2S 2O 2－3＋I 2===2I －＋S 4O 2－6)。

回答下列问题：(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是__________________。

(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_____________________________。

(3)Na 2S 2O 3溶液不稳定，使用前需标定。

配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸，冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。

(4)取100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用a mol·L －1 Na 2S 2O 3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为________；若消耗Na 2S 2O 3溶液的体积为b mL ，则水样中溶解氧的含量为________ mg·L －1。

(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。

解析：(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。

(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O 2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。

(3)由于Na 2S 2O 3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na 2S 2O 3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO 2，且能杀菌。

(4)根据Ⅱ可知MnO(OH)2能将水样中的I －氧化为I 2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前I 2遇淀粉变蓝，达到滴定终点时，I 2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。

根据关系式O 2～2MnO(OH)2～2I 2～4Na 2S 2O 3，结合消耗n (Na 2S 2O 3)＝a mol·L －1×b ×10－3 L ＝ab ×10－3 mol ，可求出100.00 mL 水样中溶解氧的质量为14ab ×10－3 mol ×32 g·mol －1＝8ab ×10－3 g ＝8ab mg ，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg÷0.100 00 L ＝80ab mg·L －1。

(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。

答案：(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差(2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2(3)量筒氧气(4)蓝色刚好褪去80ab(5)低2．(2016·全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_______________________________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________________________________________________________________________。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。

分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。

产生气泡的原因是__________________________；生成沉淀的原因是__________________________________________(用平衡移动原理解释)。

解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。

(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。

(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。

(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。

K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。

实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。

(5)酸化的FeCl 2溶液与H 2O 2反应，Fe 2＋被氧化为Fe 3＋，H 2O 2被还原为H 2O ，反应的离子方程式为H 2O 2＋2Fe 2＋＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O 。

Fe 3＋对H 2O 2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H 2O 2=====Fe 3＋2H 2O ＋O 2↑，故溶液中产生气泡。

由于H 2O 2分解反应放热，促使Fe 3＋＋3H 2O Fe(OH)3＋3H ＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。

答案：(1)防止Fe 2＋被氧化 (2)2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe 2＋ Fe 3＋可逆反应 (5)2Fe 2＋＋H 2O 2＋2H ＋===2Fe 3＋＋2H 2O Fe 3＋催化H 2O 2分解产生O 2 H 2O 2分解反应放热，促进Fe 3＋的水解平衡正向移动 3．(2016·全国卷Ⅲ)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。

以下是一种制备过氧化钙的实验方法。

回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤①加入氨水的目的是________。

小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于________。

(2)右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是________(填标号)。

a ．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b ．玻璃棒用作引流c ．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d ．滤纸边缘高出漏斗e ．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO 3――→稀盐酸、煮沸、过滤②滤液――→氨水和双氧水冰浴③ ――→过滤白色结晶 (3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。

将溶液煮沸，趁热过滤。

将溶液煮沸的作用是________________________。

(4)步骤③中反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________，该反应需要在冰浴下进行，原因是_________________________________________________________________________________________________________________。

(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是__________________________。

(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。

该工艺方法的优点是______________________，产品的缺点是________________________。

解析：(1)石灰石中含少量铁的氧化物，加入盐酸后生成CaCl2及铁的氯化物，加入双氧水可将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水的目的是中和剩余盐酸，调节溶液的pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，再通过过滤除去杂质。

小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。

(2)过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”，图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，a 错误；过滤时，玻璃棒用作引流，b正确；将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止存在气泡，c正确；滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘，d错误；用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，容易使滤纸破损，e错误。

(3)步骤②中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO3，溶液中含有CaCl2，由于溶解了生成的CO2，溶液呈弱酸性。

将溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。

(4)滤液中含有CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO2)，结合元素守恒推知步骤③中反应还生成NH4Cl和H2O，化学方程式为CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。

H2O2不稳定，受热易分解生成H2O和O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H2O2受热分解。

(5)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。