[理化生]2013届化学实验综合练习二.doc
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1、 化学实验综合练习二1.(14分)下图为某套实验装置示意图,其中加热装置和部分药品等均已经省略(装置和装置为气体发生装置)。 (1)甲同学用此装置(在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶)制备NO2并验证其性质。装置用于实验室制备NH3,用装置制备过量O2。A装置中相应药品在催化加热时发生反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅,请解释原因 。(2)乙同学用此套装置合成SO3,B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放K2Cr2O7溶液,则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 (生成物中Cr以Cr3+形式存在);现欲制得纯净干燥的SO3,若C中盛放
2、NaOH溶液,则此装置中存在明显不足,应如何改进 (从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换,并用简要文字说明)。(3)丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率(装置、装置分别制NO和NH3),将上述装置A、B、C分别换成下列、。请回答:装置的作用可能是 ;若进入装置的NO共2688 mL(已折算为标准状况,下同),氨气过量,最后收集到标准状况下2016 mLN2,则NO的转化率是 (能正确表达出计算过程即可)。 2.(14分)工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石(Na3AlF6),其工艺如下:请回答:(1)反应中生成的无色气体A是 ,滤液的溶质是 。(2)经测定NH4HCO3溶液呈
3、中性,请分析原因(用离子方程式和文字表述说明理由) 。(3)经反应后,过滤得到的冰晶石(Na3AlF6)固体,该固体上附着有杂质,需要洗涤,请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净 。 (4)温度和NH4HCO3浓度会影响反应的速率。现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应速率的影响。请在表格空白处填写适当的反应条件。实验编号实验目的温度c (NH4HCO3)为以下实验作参照60c 1探究浓度对反应速率的影响c2探究温度对反应速率的影响80(5)下图是滤液中溶质质量分数随温度变化的曲线图:请分析t2时滤液溶质质量分数下降的原因 。3(16分)硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫
4、粉通过化合反应制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。 (1)某研究小组设计了制备Na2S2O35H2O装置和部分操作步骤如下。 I打开K1,关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸,加热。 IIC中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应,停止加热。 III过滤C中的混合液。 IV将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。I中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是 。II中,“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是 。“停止C中的反应”的操作是 。III中,“过滤”用到的玻璃仪器是(填仪器名称) 。装置B中盛放的
5、试剂是(填化学式) 溶液,其作用是 。 (2)依据反应2S2O32-+I2=S4O2-6+2I-,可用I2的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g产品,配制成100mL溶液。取10mL溶液,以淀粉溶液为指示剂,用浓度为0.050mol/LI2的标准溶液进行滴定,相关数据记录如下表所示。编号1234溶液的体积/mL1000100010001000消耗I2标准溶液的体积/mL1999199817132003 判断达到滴定终点的现象是 。Na2S2O35H2O在产品中的质量分数是(计算结果保留1位小数) 。(Na2S2O35H2O的式量为248)4(12分)硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。 (1)以下
6、是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆巩(CuSO45H2O)的生产流程示意图:胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(100g水)见下表。温度()20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114请回答下列问题:红褐色滤渣的主要成分是 ;写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ;操作I的温度应该控制在 左右;从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作应为:将热溶液 、 、洗涤、干燥。 (2)某兴趣小组在实验室用铁粉和稀硝酸及右图装置制取Fe(NO3)3(固定所用仪器和加热装置未画出)。为保证原料的充分利用,并加快反应速率,往往将加热温度控制在100以内。该实验中对圆
7、底烧瓶加热的最佳方式是 加热;请在图中虚线框内画出尾气吸收装置(提示:碱液可快速、充分吸收产生的氮氧化物气体)。5.(12分)ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。(1)消毒水时,ClO2还可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,在这个过程中,Fe2+、Mn2+的化合价升高,说明ClO2具有 _ 性。(2)工业上可以通过下列方法制取ClO2,请完成该反应化学方程式:2KClO3+ SO2 = 2ClO2 + 。(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.10.8 mg/L之间。碘量法可以检测
8、水中ClO2的浓度,步骤如下:. 取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。. 加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2S2O32-+I2 S4O62-+2I-). 加硫酸调节水样pH至13。操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示: 请回答: 操作中反应的离子方程式是 。 确定操作完全反应的现象是 。 在操作过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是 。 若水样的体积为1.0L,在操作时消耗了1.010-3 mol/L 的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是 mg/L。6.(14分)重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O72H2O)
9、是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下:请回答: (1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则Fe(CrO2)2中铁元素是 价。(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2OSiO2,则Fe(CrO2)2 可写成 。(3)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下: 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。(4)已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应,如: 2CrO42- + 2H+ = Cr2O72- + H
10、2O ; 3CrO42- + 4H+ = Cr3O102- + 2H2O 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。 混合溶液乙中溶质的化学式是 。(5)+3、+6价铬都有很强的毒性,+6价铬的毒性更高,可诱发肺癌和鼻咽癌, 所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72必须除去。 工业上可用电解法来处理含Cr2O72的废水,下图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。通电后,Cr2O72在b极附近转变为Cr3+,一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。 a电极的电极反应式是 ,b电极附近反应的离子方程式是 。7.(15分)Na2O2是常见的氧化剂,某化学小组的同学欲
11、通过以下实验确定炭粉与Na2O2反应的产物。 【实验步骤】I. 按下图所示装置(部分仪器未画出)组装仪器,并检查装置气密性。石灰水A B CII. 将0.6 g炭粉与3.9 g Na2O2均匀混合,装入试管,在靠近试管口处放置一张湿润的氯化钯试纸(湿润氯化钯试纸遇CO变黑,可用于检验是否有CO生成)。III. 用酒精灯微微加热试管底部。【实验现象】试管中发生剧烈反应并产生火花,氯化钯试纸未变黑,石灰水未变浑浊。请回答:(1)在图中方框内绘出仪器装置简图,使仪器装置图完整。(2)装置B的作用是 。(3)通过探究发现,装置A中发生的反应为2Na2O2+C = Na2CO3+X,X的电子式是 。(4
12、)CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯(Pd),同时生成另外两种新物质。已知反应过程中转移6.021023个电子时,生成53 g Pd,该反应的化学方程式为 。(5)将装置A中充分反应后所得产物溶于适量水中。所得溶液的溶质是 (填化学式)。溶液中下列关系正确的是 (填字母序号)。a.c(Na+)c(CO32-)c(OH-)c(HCO3-) b.c(Na+)c(OH-)c(CO32-)c(HCO3-)c.c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+ c(H2CO3) d.c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)若使所得溶液与100 mL稀盐酸
13、恰好完全反应至溶液pH=7,该盐酸的物质的量浓度为 。8.(13分)某食用加碘盐是将KIO3或KI按一定比例加入食盐中配制而成的,其中还可能含有少量Fe2+、Fe3+。某兴趣小组欲探究该加碘食盐中碘元素的存在形式及其含量。已知: IO3-、Fe3+、I2的氧化性依次递减; I2+2Na2S2O3 =2NaI+Na2S4O6请回答:实验I:确定加碘盐中碘元素的存在形式【实验步骤及现象】编号实验步骤实验现象用适量蒸馏水溶解食盐,并将所得溶液分成2份 向第一份溶液中加入KSCN溶液,再加入氯水溶液加入KSCN后无明显变化,加入氯水后变红向第二份溶液加入稀盐酸酸化,再加入足量KI固体,最后加入淀粉溶液
14、溶液变蓝(1)由实验,可以得出的结论是 。(2)经检验,实验中加入KI固体充分反应后,生成的含碘物质只有一种,发生反应的离子方程式为 。(3)由上述实验可以确定该食盐中的碘元素存在于 (填化学式)中。实验II:测定加碘盐中碘元素含量【实验步骤】 配制100 mL 0.002 mol/L Na2S2O3标准溶液。 用托盘天平称取20.0 g加碘盐,置于锥形瓶中,加入100 mL蒸馏水,溶解。 向锥形瓶中加入2 mL 1 mol/L盐酸,再加入足量5% KI溶液,振荡,静置几分钟后,加入几滴淀粉溶液。 用0.002 mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定,至终点。平行测定3次。【实验数据】实验
15、编号123Na2S2O3溶液的体积/mL14.9815.0015.02(4)步骤中,配制100 mL 0.002 mol/L Na2S2O3标准溶液需要用到的仪器有天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。(5)达到滴定终点时的现象是 。(6)已知:加碘盐中含碘元素的物质与所消耗Na2S2O3的物质的量之比为1:6。根据实验数据,可计算出每1 kg碘盐中含碘元素 mg(计算结果保留2位小数)。9.(12分)某同学欲在实验室中对Fe3+与I-的反应进行探究,实现Fe2+与Fe3+的相互转化。(1)该同学最初的实验操作和现象如下:编号操作现象I先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN
16、溶液,再滴加新制氯水II先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,再滴加0.1 mol/L KI溶液滴加KSCN溶液后,溶液变成红色;滴加KI溶液后,红色无明显变化实验I的现象为 。 FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为 。(2)该同学分析了导致实验II现象的可能原因,并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如下:编号操作现象III向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液,再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后,溶液变成黄色;滴加KSCN溶液后,溶液变成红色根据实验III,甲同学认为Fe3+有可能与I-发生
17、氧化还原反应,请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由 。(3)该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验III中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案。编号操作预期现象及结论IV向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL0.1 mol/L FeCl3溶液, (4)上述实验结果表明,Fe3+有可能与I-发生氧化还原反应。进一步查阅资料知,参加反应的Fe3+与I-的物质的量相同。该同学结合上述实验结论,分析了实验III中加入KSCN后溶液变红的原因,认为Fe3+与I-反应的离子方程式应写为 。10. (15分)SO2随意排放会造成严重的大气污染。下列是某小组同学设计处理烟气(
18、主要含SO2、N2、O2、粉尘)中SO2的方法。(1)方法一:利用氯碱工业产品处理含SO2的烟气,流程如下: 烟气 SO2回收氯碱工业NaHSO3HCl吸收装置回收装置合成塔 “吸收装置”中发生反应的离子方程式是 ;合成塔中每合成1 mol 气体放出热量92.3 kJ(25 、101 kPa),反应的热化学方程式是 ;上述流程中循环利用的物质是 。(2)方法二:利用FeCl3溶液的氧化性吸收烟气中的SO2。 该反应的离子方程式是 (反应a)。为验证该反应,同学们将SO2通入0.05 molL-1 FeCl3溶液中,溶液很快由黄色变为红褐色;将溶液长时间放置后,最终变为浅绿色。关于红褐色液体,以
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- 理化生 理化 2013 化学 实验 综合 练习
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