全国高考化学化学反应原理的综合高考真题汇总含答案
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全国高考化学化学反应原理的综合高考真题汇总含答案
一、化学反应原理
1.某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应:
方案一:如图1,在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片,然后向烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1稀硫酸,再插入一支温度计,温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃,随后,温度逐渐下降至30 ℃,最终停留在20 ℃。
方案二:如图2,在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片,在烧杯里加入10 mL 2 mol·L-1硫酸溶液,再向其中加
入氢氧化钠溶液,片刻后提起烧杯,发现小木片脱落下来。
方案三:如图3,甲试管中发生某化学反应,实验前U形管红墨水液面相平,在化学反应过程中,通过U形管两侧红
墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号甲试管里发生反应的物质U形管里红墨水液面
①氧化钙与水左低右高
②氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充
分搅拌)
?
③铝片与烧碱溶液左低右高
④铜与浓硝酸左低右高
根据上述实验回答相关问题:
(1)铝片与稀硫酸的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,写出该反应的离子方程式:___________。
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因是___________。
(3)方案二中,小木片脱落的原因是________,由此得出的结论是__________________。
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,则U形管里红墨水液面:左边
________(填“高于”“低于”或“等于”)右边。
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应,如果放置较长时间,可观察到U形管里的现象是______________。
(6)方案三实验②的U形管中的现象为________,说明反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量
【答案】放热 2Al+6H+===2Al3++3H2↑反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低蜡烛熔化氢氧化钠与硫酸的反应放热低于放热红墨水液面左右相平红墨水液面左高右低小于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)金属与酸的反应是放热反应,因此铝片与稀硫酸的反应是放热反应,该反应的离子方程式为2Al+6H+===2Al3++3H2↑,故答案为放热;2Al+6H+===2Al3++3H2↑;
(2)方案一中,温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低,故答案为反应完全后,热量向空气中传递,烧杯里物质的温度降低;
(3)方案二中,反应放出的热量,使得蜡烛熔化,小木片脱落,故答案为蜡烛熔化;氢氧化钠与硫酸的反应放热;
(4)方案三中,如果甲试管里发生的反应是放热反应,装置中气体的压强增大,U形管里红墨水液面:左边低于右边,故答案为低于;
(5)由方案三的现象得出结论:①③④组物质发生的反应都是放热反应,如果放置较长时间,热量散失,装置中气体的压强与外界压强相等, U形管中红墨水液面左右相平,故答案为放热;红墨水液面左右相平;
(6)方案三实验②属于吸热反应,U形管中红墨水液面左高右低,故答案为红墨水液面左高右低;小于。
2.氨基磺酸(H2NSO3H)是一元固体强酸,俗称“固体硫酸”,易溶于水和液氨,不溶于乙醇,在工业上常用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂等。
某实验室用尿素和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)制备氨基磺酸的流程如图:
已知“磺化”步骤发生的反应为:
①CO(NH2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s) ΔH<0
②H2NCONHSO3H+H2SO42H2NSO3H+CO2↑
发生“磺化”步骤反应的装置如图1所示:请回答下列问题:
(1)下列关于“磺化”与“抽滤”步骤的说法中正确的是____。
A.仪器a的名称是三颈烧瓶
B.冷凝回流时,冷凝水应该从冷凝管的B管口通入
C.抽滤操作前,应先将略小于漏斗内径却又能将全部小孔盖住的滤纸平铺在布氏漏斗中,稍稍润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上,再转移悬浊液
D.抽滤结束后为了防止倒吸,应先关闭水龙头,再拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管(2)“磺化”过程温度与产率的关系如图2所示,控制反应温度为75~80℃为宜,若温度高于80℃,氨基磺酸的产率会降低,可能的原因是____。
(3)“抽滤”时,所得晶体要用乙醇洗涤,则洗涤的具体操作是____。
(4)“重结晶”时,溶剂选用10%~12%的硫酸而不用蒸馏水的原因是____。
(5)“配液及滴定”操作中,准确称取2.500g氨基磺酸粗品配成250mL待测液。
取25.00mL待测液于锥形瓶中,以淀粉-碘化钾溶液做指示剂,用0.08000mol•L-1的NaNO2标准溶液进行滴定,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2标准溶液25.00mL。
此时氨基磺酸恰好被完全氧化成N2,NaNO2的还原产物也为N2。
①电子天平使用前须____并调零校准。
称量时,可先将洁净干燥的小烧杯放在称盘中央,显示数字稳定后按____,再缓缓加样品至所需质量时,停止加样,读数记录。
②试求氨基磺酸粗品的纯度:____(用质量分数表示)。
③若以酚酞为指示剂,用0.08000mol•L-1的NaOH标准溶液进行滴定,也能测定氨基磺酸粗品的纯度,但测得结果通常比NaNO2法____(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】A 温度过高,SO3气体在硫酸中的溶解度小,逸出快,反应①接触不充分转化率降低;同时温度升高,反应①平衡向逆反应方向移动关小水龙头,向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸没沉淀,待乙醇完全滤下后重复此操作2~3次氨基磺酸在水溶液中可发生反应:H2NSO3H+H2O NH4HSO4;稀H2SO4可提供H+与SO42-促使该平衡逆向移动
(通电)预热去皮键(归零键) 77.60%偏高
【解析】
【分析】
发烟硫酸和尿素在磺化步骤转化为氨基磺酸,反应①为放热反应,同时反应因为有气体参与,则通过改变温度和压强可以影响产率;因为氨基磺酸为固体,则过滤时可采用抽滤;得到的氨基磺酸可能混有杂质,则要经过重结晶进行提纯,最后干燥可得到纯净的氨基磺酸。
【详解】
(1)A .仪器a 的名称是三颈烧瓶,故A 正确;
B .冷凝回流时,冷凝水应该下进上出,即从冷凝管的A 管口通入,故B 错误;
C .向漏斗内转待抽滤液时,应用倾析法先转移溶液,待溶液快流尽时再转移沉淀,不能直接转移悬浊液,故C 错误;
D .抽滤结束后为了防止倒吸,应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,再关闭水龙头,故D 错误;
综上所述,答案为A 。
(2)气体的溶解度随温度升高而降低,则温度过高,SO 3气体在硫酸中的溶解度小,逸出快,反应①接触不充分转化率降低;同时温度升高,反应①平衡向逆反应方向移动,故答案为:温度过高,SO 3气体在硫酸中的溶解度小,逸出快,反应①接触不充分转化率降低;同时温度升高,反应①平衡向逆反应方向移动;
(3)洗涤的具体操作为关小水龙头,向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸没沉淀,待乙醇完全滤下后重复此操作2-3次,故答案为:关小水龙头,向布氏漏斗中加入乙醇至恰好完全浸没沉淀,待乙醇完全滤下后重复此操作2~3次;
(4)“重结晶”时,溶剂选用10%~12%的硫酸是为了防止氨基磺酸洗涤时因溶解而损失,因为氨基磺酸在水溶液中可发生反应:H 2NSO 3H +H 2O
NH 4HSO 4;稀H 2SO 4可提供H +与SO 42-促使该平衡逆向移动,故答案为:氨基磺酸在水溶液中可发生反应:H 2NSO 3H +H 2O NH 4HSO 4;稀H 2SO 4可提供H +与SO 42-促使该平衡逆向移动;
(5)①电子天平在使用时要注意使用前须(通电)预热并调零校准,称量时,要将药品放到小烧杯或滤纸上,注意要先按去皮键(归零键),再放入药品进行称量,故答案为:(通电)预热;去皮键(归零键);
②亚硝酸钠与氨基磺酸反应后的产物均为氮气,根据氧化还原反应原理可知,亚硝酸与氨基磺酸以1:1比例反应,可知232c(H NSO H)c(NaNO )=0.08mol/L =,则2.500g 氨基磺酸粗品中氨基磺酸粗品的纯度=232323m(H NSO H)n(H NSO H)M(H NSO H)100%100%2.5 2.5g
g ⨯⨯=⨯=232323c(H NSO H)V(H NSO H)M(H NSO H)0.08mol/L 0.25L 97g/mol 100%100%=77.6%2.5g 2.5g
⨯⨯⨯⨯⨯=⨯,故答案为:77.60%;
③因为氨基磺酸粗品中混有硫酸,则用NaOH 标准溶液进行滴定,会使测得结果通常比NaNO 2法偏高,故答案为:偏高。
【点睛】
当讨论温度对产率的影响时,注意考虑要全面,温度一般可以影响反应速率、化学平衡移动、物质的溶解度以及物质的稳定性等,可以从这些方面进行讨论,以免漏答。
3.实验室以工业废渣(主要含CaSO 4·
2H 2O ,还含少量SiO 2、Al 2O 3、Fe 2O 3)为原料制取轻质CaCO 3和(NH 4)2SO 4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO 4(s)+23CO -(aq)CaCO 3(s)+24SO -
(aq)达到平衡,则溶液中()
()2423SO CO c c --
=________[K sp (CaSO 4)=4.8×10−5,K sp (CaCO 3)=3×10−9]。
(2)将氨水和NH 4HCO 3溶液混合,可制得(NH 4)2CO 3溶液,其离子方程式为________;浸取废渣时,向(NH 4)2CO 3溶液中加入适量浓氨水的目的是________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。
控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。
温度过高将会导致CaSO 4的转化率下降,其原因是________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO 4转化率的操作有________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO 3所需的CaCl 2溶液。
设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl 2溶液的实验方案:______[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。
实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。
【答案】1.6×104 3HCO -+NH 3·H 2O
+4NH +23CO -+H 2O(或3HCO -+NH 3·H 2O +
4NH +23CO -+H 2O) 增加溶液中23CO -的浓度,促进CaSO 4的转化
温度过高,(NH 4)2CO 3分解 加快搅拌速率 在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH 试纸测量溶液pH ,当pH 介于5~8.5时,过滤
【解析】
【分析】
(1)反应CaSO 4(s )+CO 32-(aq )CaCO 3(s )+SO 42-(aq )的平衡常数表达式为
2
423c SO c CO --()()
,结合CaSO 4和CaCO 3的K sp 计算; (2)氨水与NH 4HCO 3反应生成(NH 4)2CO 3;加入氨水抑制(NH 4)2CO 3的水解;
(3)温度过高,(NH 4)2CO 3分解,使CaSO 4转化率下降;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO 4转化率即提高反应速率,结合反应的特点从影响反应速率的因素分析;
(4)根据工业废渣中的成分知,浸取、过滤后所得滤渣中含CaCO 3、SiO 2、Al 2O 3和Fe 2O 3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl 2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO 3完全转化为CaCl 2,同时Al 2O 3、Fe 2O 3转化成AlCl 3、FeCl 3,过滤除去SiO 2,结合题给已知,再利用Ca (OH )2调节pH 除去Al 3+和Fe 3+。
【详解】
(1)反应CaSO 4(s )+CO 32-(aq )CaCO 3(s )+SO 42-(aq )达到平衡时,溶液中
2423c SO c CO --()()=224223c Ca ?SO c Ca ?CO +-+-()()()()=sp 4sp 3K CaSO K CaCO?()()=594.810310
--⨯⨯=1.6×104。
答案:1.6×104 (2)NH 4HCO 3属于酸式盐,与氨水反应生成(NH 4)2CO 3,反应的化学方程式为NH 4HCO 3+NH 3·H 2O=(NH 4)2CO 3+H 2O[或NH 4HCO 3+NH 3·H 2O
(NH 4)2CO 3+H 2O],离子方程式为HCO 3-+NH 3·
H 2O=NH 4++CO 32-+H 2O (或HCO 3-+NH 3·H 2O NH 4++CO 32-+H 2O );浸取废渣时,加入的(NH 4)2CO 3属于弱酸弱碱盐,溶液中存在水解平衡:CO 32-+NH 4++H 2O HCO 3-+NH 3·H 2O ,加入适量浓氨水,水解平衡逆向移动,溶液中CO 32-的浓
度增大,反应CaSO 4(s )+CO 32-(aq )CaCO 3(s )+SO 42-(aq )正向移动,促进CaSO 4
的转化。
答案:HCO 3-+NH 3·
H 2O=NH 4++CO 32-+H 2O (或HCO 3-+NH 3·H 2O NH 4++CO 32-+H 2O ) 增加溶液中CO 32-的浓度,促进CaSO 4的转化
(3)由于铵盐具有不稳定性,受热易分解,所以温度过高,(NH 4)2CO 3分解,从而使CaSO 4转化率下降;由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化),保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO 4转化率即提高反应速率,结合外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中提高CaSO 4转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率)。
答案:温度过高,(NH 4)2CO 3分解 加快搅拌速率
(4)工业废渣主要含CaSO 4·
2H 2O ,还含有少量SiO 2、Al 2O 3和Fe 2O 3,加入(NH 4)2CO 3溶液浸取,其中CaSO 4与(NH 4)2CO 3反应生成CaCO 3和(NH 4)2SO 4,SiO 2、Al 2O 3和Fe 2O 3都不反应,过滤后所得滤渣中含CaCO 3、SiO 2、Al 2O 3和Fe 2O 3;若以水洗后的滤渣为原料制取CaCl 2溶液,根据题给试剂,首先要加入足量盐酸将CaCO 3完全转化为CaCl 2,发生的反应为CaCO 3+2HCl=CaCl 2+H 2O+CO 2↑,与此同时发生反应Al 2O 3+6HCl=2AlCl 3+3H 2O 、Fe 2O 3+6HCl=2FeCl 3+3H 2O ,SiO 2不反应,经过滤除去SiO 2;得到的滤液中含CaCl 2、AlCl 3、FeCl 3,根据“pH=5时Fe (OH )3和Al (OH )3沉淀完全,pH=8.5时Al (OH )3开始溶解”,为了将滤液中Al 3+、Fe 3+完全除去,应加入Ca (OH )2调节溶液的pH 介于5~8.5[加入Ca (OH )2的过程中要边加边测定溶液的pH],然后过滤即可制得CaCl 2溶液。
答案:在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca (OH )2,用pH 试纸测得溶液pH ,当pH 介于5~8.5时,过滤
【点睛】
本题以工业废渣为原料制取轻质CaCO 3和(NH 4)2SO 4晶体的实验流程为载体,考查溶度积的计算、影响盐类水解的因素、实验条件的控制、制备实验方案的设计和对信息的处理能
力等。
难点是第(4)问实验方案的设计,设计实验方案时首先要弄清水洗后滤渣中的成分,然后结合题给试剂和已知进行分析,作答时要答出关键点,如pH介于5~8.5等。
4.亚硝酸钠是一种工业盐,外观与食盐非常相似,毒性较强。
Ⅰ.经查:①K sp(AgNO2)=2×10-8,K sp(AgCl)=1.8×10-10;②K a(HNO2)=5.1×10-4。
请设计最简单的方法鉴别NaNO2和NaCl两种固体______________________
Ⅱ. 某小组同学用如下装置(略去夹持仪器)制备亚硝酸钠
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;②酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
(1)使用铜丝的优点是________________________。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。
装置C中盛放的药品是_________;(填字母代号)
A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.水 D.四氯化碳
(3)该小组称取5.000g制取的样品溶于水配成250ml溶液,取25.00ml溶液于锥形瓶中,
用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数1234
消耗KMnO4溶液体积/mL20.9020.1220.0019.88
①第一次实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________(填字母代号)。
a.锥形瓶洗净后未干燥
b.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
c.滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为___________________。
③该样品中亚硝酸钠的质量分数为______________。
【答案】分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解; 再分别滴加酚酞试液, 变红的为NaNO2可以控制反应的发生与停止Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCbc6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O69%
【解析】
试题分析:Ⅰ.根据NaNO2为强碱弱酸盐,亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性分析;Ⅱ.装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应,反应生成二氧化氮、硝酸铜和水,装置C中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮;通过装置D中的干燥剂吸收水蒸
气,通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入,通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,据此分析解答。
解析:Ⅰ.酸越弱相应酸根越容易水解,溶液碱性越强,因此鉴别NaNO2和NaCl两种固体的方法是:分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解,再分别滴加酚酞试液,变红的为NaNO2;
Ⅱ.(1)可通过上下移动铜丝控制反应是否进行,所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止;
(2)浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮、硝酸铜和水,方程式为:Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ;通过装置C中的水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮;通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入与过氧化钠反应,所以C中的药品是水,答案选C;(3)①a.锥形瓶洗净后未干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c(标准)不变,a错误;b.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c(标准)偏大,b正确;c.滴定终点时仰视读数,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c 偏大,c正确;答案选bc;
(标准)
②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,离子方程式为 6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O;
③根据表中数据可知第一次实验数据误差太大,舍去,消耗高锰酸钾溶液体积的平均值是
0.02L,高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol,则根据方程式6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O可知,亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×5/2=0.005mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×100mL/25mL=0.02mol,其质量为
0.02mol×69g/mol=1.38g,所以样品中亚硝酸钠的质量分数1.38g/2g×100%=69.0%.
点睛:注意掌握综合实验设计题的解题思路:(1)明确实验的目的和原理。
实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。
实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。
在此基础上,遵循可靠性、简捷性、安全性的原则,确定符合实验目的、要求的方案。
(2)理清实验操作的先后顺序。
根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程,确定实验操作的方法步骤,把握各步实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。
(3)看准图,分析各项实验装置的作用。
有许多综合实验题图文结合,思考容量大。
在分析解答过程中,要认真细致地分析图中所示的各项装置,并结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的作用。
(4)细分析,得出正确的实验结论。
实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。
在分析实验现象(或数据)的过程中,要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因,或从有关数据中归纳出定量公式,绘制变化曲线等。
5.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
利用下图所示装置制备亚氯酸钠。
完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为___________。
装置③的作用是_____________。
(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;②__________;③_______;④低于60℃干燥,得到成品。
(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+ 4I-+4H+ →2H2O+2I2+Cl-)。
将所得混合液配成
250mL待测溶液。
配制待测液需用到的定量玻璃仪器是____________;
(4)取25.00mL待测液,用2.0 mol/L Na2S2O3标准液滴定(I2 +2S2O32-→2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为__________。
重复滴定2次,测得Na2S2O3溶液平均值为20.00 mL。
该样品中NaClO2的质量分数为_____________。
(5)通过分析说明装置①在本实验中的作用_______________________________。
【答案】2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4→2ClO2+ 2Na2SO4+ H2O 防止倒吸趁热过滤用38-60℃的温水洗涤 250mL容量瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色 90.5% 当关闭K2时,打开K1,可以吸收反应产生的气体。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据反应物NaClO3、Na2SO3、H2SO4,生成物为ClO2和2Na2SO4,配平方程式为
2NaClO3+ Na2SO3+ H2SO4=2ClO2+ 2Na2SO4+ H2O;装置③为安全瓶,防止装置②中气体温度降低而产生倒吸;
(2)因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,若要得到NaClO2晶体,需在38-60℃得到晶体,故操作为趁热过滤;用38-60℃的温水洗涤;
(3)容量瓶要指明规格;
(4)有碘单质参和生成的反应,一般采用淀粉溶液做指示剂,该反应是Na2S2O3标准液滴定碘,终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;
计算时一般找出关系式,由此进行计算,关系式为ClO2-——2I2——4S2O32-
n(ClO2-)= 1/4 n(S2O32-)=1/4×20×10-3×2=0.01mol
m(NaClO2)=0.01×90.5=9.05g 该样品中NaClO2的质量分数为9.05g÷10g=0.905
(5)本实验产生污染性气体,直接排放会污染环境,故需要尾气处理,装置①就是用碱吸收反应产生的ClO2等尾气。
6.葡萄糖酸亚铁((C6H11O7)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FeCO3,并利用FeCO3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H2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。
7.已知CuSO4溶液与K2C2O4溶液反应,产物为只含一种阴离子的蓝色钾盐晶体(只含有1个结晶水),某实验小组为确定该晶体的组成,设计实验步骤及操作如下:
已知:a.过程②:MnO4-被还原为Mn2+,C2O42-被氧化为CO2
b.过程③:MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2,同时生成Mn2+
c.过程④:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
d.过程⑥:I2+2S2O32-=21-+S4O62-
(1)过程①加快溶解的方法是________________________。
(2)配制100mL0.20mol·L-1KMnO4溶液时用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、胶头滴管、
____________;过程②和过程⑥滴定时,滴定管应分别选用____________、
____________(填“甲”或乙”)。
(3)完成过程②的离子反应方程式的配平:
___MnO4-+___C2O42-+___H+===___Mn2++___H2O+___CO2↑。
(4)过程③加热的目的是________________________。
(5)过程⑥,应以____________作指示剂,若溶液颜色刚刚褪去就停止滴加,则测定结果是____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
(6)已知两个滴定过程中消耗KMnO4和Na2S2O3的体积相等,据此推测该晶体为
____________·H2O。
【答案】粉碎、搅拌或加热 100mL容量甲乙25162810除去溶液中多余的MnO4-,防止过程④加入过量的KI,MnO4-在酸性氧化I-,引起误差;淀粉溶液偏小K2Cu(C2O4)2
【解析】
【分析】
(1)在由固体与液体的反应中,要想加快反应速率,可以粉碎固体物质或搅拌,都是增大固液的接触面积,也可以加热等;
(2)配制溶液要掌握好配制步骤,容量瓶的选择,因为配制100mL溶液,所以选择
100mL容量瓶,氧化还原滴定的时候,注意选择指示剂、滴定管等。
(3)利用氧化还原反应中得失电子守恒配平氧化还原反应离子方程式:2 MnO4-+5 C2O42-+16 H+=2 Mn2++8H2O+ 10CO2↑;
(4)、MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2,同时生成Mn2+,据此分析作答;
(5)结合实际操作的规范性作答;
(6)根据方程式找出关系式,通过计算确定晶体的组成。
【详解】
(1)为了加快蓝色晶体在2 mol·L-1稀硫酸中溶解,可以把晶体粉碎、搅拌、或者加热的方法;
(2)配制100mL0.20mol·L-1KMnO4溶液时需要用100mL容量瓶进行溶液配制,配置过程需要用到的玻璃仪器由玻璃棒、烧杯、胶头滴管、100mL容量瓶;过程②是用0.20mol·L-
1KMnO4溶液滴定,KMnO4具有强氧化性,因此选用甲(酸式滴定管);过程⑥是用
0.25mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,Na2S2O3在溶液中水解呈碱性,故选用乙(碱式滴定管);(3)利用氧化还原反应中化合价升降总数相等,先配氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,然后再观察配平其他物质,过程②的离子反应方程式:2 MnO4++5 C2O42-+16 H+=2 Mn2++8H2O+ 10CO2↑
(4)MnO4-在酸性条件下,加热能分解为O2,同时生成Mn2+,故加热的目的是除去溶液中多余的MnO4-,防止过程④加入过量的KI,MnO4-在酸性氧化I-,引起误差;
(5)过程⑥是用0.25mol·L-1Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液,反应方程式为I2+2S2O32-=21-+S4O62-,故过程⑥,应以淀粉溶液作指示剂;若溶液颜色刚刚褪去就停止滴加,则滴入Na2S2O3的物质的量偏小,造成测定Cu2+的含量偏小;
(6)由2 MnO4-+5 C2O42-+16 H+=2 Mn2++8H2O+ 10CO2↑可知n(C2O42-)=2.5⨯n(KMnO4)
=2.5⨯0.20mol·L-1⨯V(KMnO4);由2Cu2++4I-=2CuI↓+I2、I2+2S2O32-=21-+S4O62-可知2 S2O32- ~ I2 ~2Cu2+,n(Cu2+)=n(S2O32-)=0.25mol·L-1⨯V(Na2S2O3),已知两个滴定过程中消耗KMnO4和
Na2S2O3的体积相等,所以n(C2O42-)=2 n(Cu2+),因为晶体中只有一种阴离子,并且晶体中元素化合价代数和为0,故该晶体为K2Cu(C2O4)2·H2O 。
【点睛】
在氧化还原反应滴定中注意指示剂的选择、滴定管的选择。
8.某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:
装置分别进行的操作现象
i.连好装置一段时间后,向烧杯中滴
加酚酞
ii.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀
(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。