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- 2021-07-02 发布
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综合实验设计和评价
1、如表实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是
操作和现象
结论
A
向氯水中加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生
氯水中已无Cl2
B
将SO2通入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫色褪去
SO2具有漂白性
C
向FeCl3和CuCl2混合溶液中加入少量铁粉,没有红色固体析出
氧化性:Fe3+>Cu2+
D
向某溶液中先滴加硝酸酸化,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成
该溶液中含有SO42-
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】分析:A、Cl2与水反应建立化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO,当加入硝酸银时生成AgCl白色沉淀,但溶液中仍含有Cl2;B、正确理解SO2的漂白性与还原性,明确漂白与褪色的不同;C、根据氧化还原反应中先强后弱的反应原则,少量的铁只能与氧化性强的物质反应;D、硝酸具有强氧化性,同时加入BaCl2可能生成BaSO4白色沉淀,也可能生成AgCl白色沉淀。
详解:A、氯水中的主要成分是Cl2,部分氯气与水反应建立化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO,当加入硝酸银时生成AgCl白色沉淀,但溶液中仍含有Cl2,只有当AgNO3足量时,随着AgCl的生成,c(Cl-)的减少,化学平衡持续正向移动,最终溶液中不含Cl2,所以A不正确;
B、SO2具有还原性,而高锰酸钾具有氧化性,二者发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,这体现了SO2还原性,不能说明SO2具有漂白性,SO2只对品红、秸杆、毛丝等物质具有漂白性,故B不正确;
C、由于Fe3+的氧化性强于Cu2+,根据氧化还原反应中先强后弱的反应原则,加入少量的铁,只能与氧化性强的Fe3+反应,而不能与Cu2+反应,所以没有红色物质析出,故C正确;
D、由于硝酸具有强氧化性,若溶液中含有SO32-,则被氧化成SO42-,当加入BaCl2时可生成白色沉淀BaSO4,若溶液中含有Cl-,当加入BaCl2时可生成白色沉淀AgCl,即溶液中不一定含有SO42-,所以D不正确。本题答案为C。
2、下列实验报告记录的实验现象正确的是( )
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】SO2与水反应生成亚硫酸,溶液呈酸性,使石蕊试液变红;二氧化硫的漂白性可以使品红溶液褪色,所以溶液变为无色;SO2具有还原性,酸性条件下能被NO3-氧化成SO42-,与溶液中的Ba2+生成白色硫酸钡沉淀;SO2属于酸性氧化物,与氢氧化钠反应生成Na2SO3,Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3白色沉淀,B选项符合上述分析;正确选项B。
3、下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是()
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,再加盐酸酸化,沉淀不溶解
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中同时加入几滴KSCN溶液和少量新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
C
向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体
该溶液中一定含有CO32-
D
向某溶液加入NaOH并微热,产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体
该溶液中一定含有NH4+
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】A.向某溶液中先加入氯化钡溶液,再加盐酸,有白色沉淀生成,溶液中含有SO42-或银离子中的至少一种,故A错误;B.向某溶液中同时加入几滴KSCN溶液和少量新制的氯水,溶液变为红色,没有排除原溶液中是否有Fe3+,故B错误;C.向某溶液中加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,二氧化硫和二氧化碳均可以使石灰水变浑浊,说明溶液中有碳酸盐、碳酸氢盐、亚硫酸盐或亚硫酸氢盐,故C错误;D.向某溶液中加入氢氧化钠,产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体即为氨气,则证明该溶液含有铵根离子,故D正确;故选D。
4、下列实验操作与预期实验现象、所得实验结论一致的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向溴乙烷中加入氢氧化钠和乙醇溶液并加热,制得的气体通入溴水
溴水褪色
检验制得气体为乙烯
B
CH3CH2OH与浓硫酸170℃共热,制得的气体通入酸性KMnO4溶液
酸性KMnO4溶液褪色
检验制得气体为乙烯
C
向含有少量苯酚的苯溶液中加入过量浓溴水
有白色沉淀产生
过滤,可除去苯中的苯酚
D
向蛋白质溶液中加入CuSO4溶液
有白色沉淀产生
可用CuSO4分离提纯蛋白质
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】分析:A.生成乙烯可与溴发生加成反应;B.乙醇易挥发,乙醇也可被酸性高锰酸钾氧化;C.苯酚和浓溴水反应生成沉淀,生成的沉淀能够溶解在苯中;D.硫酸铜能够使蛋白质变性。
5、下列有关离子检验的操作和实验结论都正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,
再加盐酸酸化,沉淀不溶解
该溶液中一定含有SO42-
B
向某溶液中加入NaOH溶液并加热,产生能使
湿润的红色石器试纸变蓝的气体
原溶液中一定含有NH4+
C
向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水
变浑浊的无色无味气体
该溶液中一定含有CO32-
D
用铂丝蘸取某溶液在无色火焰上灼烧直接观察
火焰颜色未见紫色
原溶液中不含K+
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】A.某溶液中加入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,再加盐酸酸化,沉淀不溶解,该溶液中可能含有SO42―或Ag+,但二者不能同时存在,故A错误;B、铵盐与碱反应生成氨气,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则向某溶液加入NaOH并微热,产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体,该溶液中一定含有NH4+,故B正确;C、向某溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,气体可能为二氧化硫或二氧化碳,则溶液中可能存在HCO3―、SO32―、HSO3―、CO32―,故C错误;D、用铂丝蘸取某溶液在无色火焰上灼烧直接观察火焰颜色未见紫色,要透过蓝色钴玻璃观察,蓝色钴玻是排除Na+对焰色的干扰,故D错误;故选B。
6、下列实验中,不能观察到明显变化的是()
A.把绿豆大的钾投入水中
B.把Cl2通入FeCl2和KSCN的混合溶液中
C.把一段打磨过的镁带放入少量冷水中
D.把溴水滴入KI淀粉溶液中
【答案】C
【解析】分析:A、根据钾与水剧烈反应;B、根据Cl2与FeCl2溶液反应;C、根据镁与冷水反应比较缓慢;D、根据单质溴与KI溶液反应。
7、根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
操作和现象
结论
A
向硅酸钠溶液中通入SO2气体,溶液变浑浊
非金属性:S>Si
B
将石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片分解,得到的气体通入酸性KMnO4溶液,溶液褪色
分解产物中含乙烯
C
向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖未水解
D
取5mL0.1mol·L-1KI溶液,滴加5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,振荡,再加入5mLCCl4,振荡,静置,取上层液体,向其中滴加KSCN溶液,显血红色
KI和FeCl3反应有一定的限度
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】A.向硅酸钠溶液中通入SO2气体,产生硅酸沉淀,说明亚硫酸的酸性比硅酸强,但亚硫酸不是S的最高价氧化物的水化物,无法由此判断S和Si非金属性强弱,选项A错误;B.溴的四氯化碳溶液褪色,说明生成烯烃,烷烃与溴不发生加成反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,选项B错误;C.银镜反应必须在碱性条件下进行,该实验中加入银氨溶液前没有加入NaOH溶液中和未反应的稀硫酸,所以实验不成功,则实验操作及结论错误,选项C错误;D、因KI和FeCl3和发生反应:2KI+FeCl3=I2+2KCl+FeCl2,KI过量,滴加KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中还有Fe3+,则该反应存在化学反应限度,选项D正确;答案选D。
8、根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
实验操作
实验现象
结论
选项
A
将盐酸滴入NaHCO3溶液中
有气泡产生
氯的非金属性比碳的强
B
用pH试纸分别测定0.1mol/L的Na2SO3溶液和0.1mol/L的NaHSO3溶液的pH
Na2SO3溶液的pH约为10NaHSO3溶液的pH约为5
HSO3-结合H+的能力比SO32-强
C
分别将乙烯与SO2通入酸性KMnO4溶液中
KMnO4溶液均褪色
两种气体使酸性KMnO4溶液褪色的原理相同
D
向2ml0.1mol/LMgCl2溶液中加入5ml0.1mol/LNaOH溶液,出现白色沉淀后,继续滴入几滴FeCl3浓溶液,静置
出现红褐色沉淀
同温下,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】A.将盐酸滴入NaHCO3溶液中有气泡产生,可知盐酸比碳酸酸性强,但无法证明氯的非金属性比碳强,故A错误;B.用pH试纸分别测定0.1mol·L-1的Na2SO3溶液和0.1mol·L-1的NaHSO3溶液的pH,根据溶液的pH可知HSO3-结合H+的能力比SO32-弱,故B错误;C.乙烯与SO2通入酸性KMnO4溶液中溶液褪色,原理均为发生氧化还原反应,故C正确;D.Mg(OH)2和Fe(OH)3的构型不一样,无法判断溶度积大小,故D错误;
9、下列实验能达到预期目的的是()
编号
实验内容
实验目的
A.
向酸性KMnO4溶液中通入SO2气体,KMnO4溶液褪色
证明SO2的漂白性
B.
向CuSO4溶液中通入H2S气体,能生成
证明H2S酸性比H2SO4强
H2SO4
C.
含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色变浅
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
D.
向大理石中加入盐酸有气泡产生
证明氯的非金属性大于碳
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】
10、下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不相符的一组是
序号
实验操作及现象
解释或结论
A.
将氯水滴入KI-淀粉溶液中,溶液变成蓝色
Cl2的氧化性强于I2
B.
将打磨后的镁条放入盛有稀盐酸的试管中,用手触摸试管外壁感觉变热
镁条与稀盐酸反应是放热反应
C.
向某钠盐溶液中加入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该盐一定是Na2CO3
D.
向某溶液中加入稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO42-
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【解析】分析:A.氯水含有Cl2,向KI-淀粉溶液中加入氯水,溶液变成蓝色发生的反应为Cl2+2I-=2Cl-+I2,I2遇淀粉变蓝,可证明Cl2的氧化性强于I2;B.镁条与稀盐酸反应后,用手触摸试管外壁感觉变热,说明镁条与稀盐酸反应是放热反应;C.能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2,该盐也可能是碳酸氢钠;D.向溶液中加入稀盐酸无明显现象,排除CO32-、SO32-、Ag+等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明该溶液中一定含有SO42-;
详解:A.氯水含有Cl2,向KI-淀粉溶液中加入氯水,溶液变成蓝色发生的反应为Cl2+2I-=2Cl-+I2,I2遇淀粉变蓝,可证明Cl2的氧化性强于I2,A正确;
B.
镁条与稀盐酸反应后,用手触摸试管外壁感觉变热,说明镁条与稀盐酸反应是放热反应,B正确;
C.能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2,该盐也可能是碳酸氢钠,C错误;
D.向溶液中加入稀盐酸无明显现象,排除CO32-、SO32-、Ag+等离子的干扰,再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明该溶液中一定含有SO42-,D正确;
11、利用下图实验装置,能得出相应实验结论的是
①
②
③
实验结论
A
浓醋酸
CaCO3
C6H5ONa
酸性:醋酸>碳酸>苯酚
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
H2O
电石
KMnO4
乙炔具有还原性
D
盐酸
Na2CO3
Na2SiO3
非金属性:Cl>C>Si
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】试题分析:A、醋酸易挥发,③中变浑浊可能为醋酸与苯酚钠的反应,则图中装置不能确定碳酸与苯酚的酸性强弱,A错误;B、浓硫酸具有脱水性,使蔗糖变为C,且浓硫酸具有强氧化性,与C发生氧化还原反应生成的二氧化硫能使溴水褪色,根据图中装置发生的实验现象能说明浓硫酸的性质,B正确;C、电石与水反应生成乙炔,乙炔与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,但电石中混有含硫物质,会生成硫化氢等,硫化氢也能使高锰酸钾溶液褪色,则不能说明乙炔的还原性,C错误;D、比较非金属性可利用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,而盐酸为无氧酸,图中装置只能说明酸性的强弱,不能得出非金属性的强弱,D错误,答案选B。
12、下列由实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
生成的1,2-二溴乙烷无色,可溶于四氯化碳
B
乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体
乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
C
用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除
乙酸的酸性小于碳酸的酸性
D
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】A.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明,证明乙烯与溴反应生成的1,2-二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳,A正确;B.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,但是两个反应的剧烈程度是不同的,所以乙醇分子中的氢与水分子中的氢的活性是不相同的,B不正确;C.用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,水垢中有碳酸钙,说明乙酸的酸性大于碳酸的酸性,C不正确;D.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红,是因为生成的HCl水溶液具有酸性,D不正确。
13、用下列装置完成相关实验,不合理的是
A.用a趁热过滤提纯苯甲酸B.用b制备并检验乙烯
C.用c除去溴苯中的苯D.用d分离硝基苯与水
【答案】B
【解析】分析:A.分离固体和溶液采用过滤方法;B.检验乙烯的导管不能伸入溶液中,否则溶液发生倒吸现象;C.除去溴苯中的苯需要通过分馏装置,图示c中温度计位置、冷凝管通水方向都合理;D.硝基苯与水互不相溶,需要通过分液操作分离,根据分液操作方法判断。
详解:A项,用a趁热过滤提纯苯甲酸,图示装置满足“一低、二贴、三靠”的要求,且用玻璃棒引流,A正确;B项,乙烯会与溴水发生反应,故导管不能伸入溴水中,否则会发生倒吸,操作不合理,B错误;C项,溴苯与苯的沸点相差较大,可以通过分馏来将两者分离开,且图中温度计放在支管处,冷凝水流向从下往上,操作合理,C正确;D项,硝基苯不溶于水,且密度比水大,因此可通过分液的方法将硝基苯与水分离开,硝基苯从下端放出,操作合理,D正确;正确选项B。
14、利用废铅蓄电池的铅泥(PbO、Pb及PbSO4等)可制备精细无机化工产品“三盐”(3PbO·PbSO4·H2O),主要制备流程如下:
(1)步骤①PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为____________________________。
(2)滤液1和滤液3经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为____________(写化学式)。
(3)步骤③酸溶时,其中的铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为____________________________;滤液2中溶质主要成分为________(写化学式)。
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为_______________________________________。
(5)步骤⑦洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤干净的方法是___________________________________________________________________________。
【答案】(1).PbSO4+CO32-==PbCO3+SO42-(2).Na2SO4·10H2O(或Na2SO4)(3).3Pb+8H++2NO3-==3Pb2++2NO↑+4H2O(4).HNO3(5).4PbSO4
+6NaOH==3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O(6).取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明沉淀已洗涤干净。
【解析】分析:由于PbSO4溶解度较大,又不溶于稀酸,而PbCO3溶解度小,能溶于稀酸,为提高原料的利用率,加入碳酸钠将硫酸铅转化为碳酸铅,然后用硝酸将PbO、Pb和PbCO3转化为可溶性铅盐,再向其中加入硫酸,使铅元素转化为PbSO4,所以滤液2中的溶质为硝酸,可进行循环使用,节约原料,降低成本,然后向硫酸铅中加入氢氧化钠溶液,在适当条件下生成“三盐”,经过分离处理后得到所要的产品;沉淀是否洗涤干净,需要根据化学反应确定其中的可溶性物质,再通过检验洗涤液中是否含有该可溶性物质来判断。
详解:(1)步骤①PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为PbSO4+CO32-==PbCO3+SO42-;
(2)根据步骤①和⑥发生的反应,可确定滤液1和滤液3中的溶质主要成分为Na2SO4,经过处理后得到的副产品为Na2SO4·10H2O(或Na2SO4);
(3)铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为3Pb+8H++2NO3-==3Pb2++2NO↑+4H2O;在进行步骤④沉铅时发生的反应为Pb(NO3)2+H2SO4==PbSO4↓+2HNO3,所以滤液2中溶质为HNO3;
(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH==3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O;
(5)步骤⑦洗涤时,主要是除去可溶性的Na2SO4,可取少量最后一次的洗涤液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,则表明沉淀已洗涤干净。
15、有“锂”走遍天下。氧化锂(Li2O)是锂电池工业的重要原料,以粗碳酸锂为原料制备氧化锂的一种工艺流程如下:
注:常温下,碳酸锂微溶于水,氢氧化锂可溶于水。
(1)反应Ⅰ中通入CO2需加压的原因是______。
(2)反应Ⅱ生成LiOH的化学方程式为______。
(3)浓缩、结晶所得LiOH·H2O通过灼烧得到Li2O。LiOH·H2O中常含有少量的Li2CO3,但该物质对所制Li2O的纯度无影响,其原因是______。
(4)锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑和家用小电器上。标记为Li-ion的锂离子电池的电池反应可表示为:Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。
①放电时,负极的电极反应式为______。
②充电时,能量转化形式主要是______。
③锂离子电池使用非水溶液做离子导体的原因是______(用离子方程式表示)。
④安全使用锂离子电池的措施有______。
【答案】(1).促进Li2CO3的转化、加快Li2CO3反应的速率(2).LiHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+LiOH+H2O(3).Li2CO3高温分解生成Li2O(4).Li-e-=Li+(5).电能→化学能(6).2Li+2H2O=2Li++2OH-+H2↑(7).避免过充、过放、短路及热冲击或使用保护元件等(答一条即可)
【解析】
16、某化学兴趣小组按如下流程,进行海带中碘含量的测定。
(1)写出仪器名称:A______,B______。
(2)取20.00mL上述海带浸取原液,加稀H2SO4和足量KIO3,使I-和IO3-完全反应。再以淀粉为指示剂,用2.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液滴定,当I2恰好完全反应时,用去Na2S2O3溶液20.00mL。(已知:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①判断用Na2S2O3溶液滴定恰好完全反应的现象是______。
②计算该干海带中碘的质量分数______。(写出计算过程)
【答案】(1).坩埚(2).500mL容量瓶(3).溶液由蓝色变为无色(4).0.5286%
【解析】(1)由图可知,A、B两种仪器名称分别为坩埚、500mL容量瓶;(2)①碘遇淀粉试液变蓝色,如果溶液中不存在碘单质,则溶液由蓝色变为无色;②已知:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,设20.00mL上述海带浸取原液中含有碘x,
5I------3I2-----6S2O32-,
5×127g6mol
x20×10-3L×2.0×10-3mol/L
x==4.23×10-3g,干海带中碘的质量分数。
17、亚磷酸二乙酯[HPO(OC2H5)2]为重要的阻燃增塑剂。实验室采用三氯化磷和无水乙醇制备亚磷酸二乙酯PCl3+4C2H5OH→HPO(OC2H5)2+HCl↑+2C2H5Cl+H2O;实验步骤如下:
①将40mL三氯甲烷和36.8g(0.8mol)无水乙醇混合后加入250mL三颈烧瓶中。
②从仪器A中滴加20mL三氯甲烷和27.5g(0.2mol)PCl3混合溶液,用冰水控温6~8℃,开动搅拌器,约1h滴加完毕。
③将反应物后的混合物倒入烧杯中,用10%的碳酸钠溶液中和至pH为7~8,再用去离子水洗涤三次,在仪器B中分离。
④减压蒸馏,收集产品,得23.32g产品。
(1)装置图中仪器A叫做恒压滴液漏斗,与分液漏斗比,滴液时的优点是________________;步骤③中仪器B名称为________________。图中NaOH溶液的作用为_____________________。
(2)用碳酸钠溶液洗涤的目的是______________;用去离子水洗涤的目的是_____________。
(3)减压蒸馏除得到产品外还可回收的有机物有_____________、___________________(写两个的结构简式)。
(4)从无水乙醇利用角度计算,本次实验产率为______________________(填数值)。
【答案】(1).使溶液能顺利滴下(或能使恒压滴液漏斗上下压强相等,)(2).分液漏斗(3).吸收反应生成的HCl(4).除去PCl3、HCl等酸性物质(5).除去Na2CO3等盐及部分C2H5OH(6).CHCl3(7).C2H5Cl、C2H5OH(8).84.5%
【解析】试题分析:(1)恒压滴液漏斗,使三颈烧瓶的中的压强和漏斗中的压强一致,有利于液体顺利滴下,亚磷酸二乙酯属于不溶于水的液体,因此采用分液的方法进行分离,应用分液漏斗,NaOH吸收挥发出来的HCl,避免污染空气;(2)碳酸钠的作用是需吸收HCl,挥发出来的PCl3,降低酯在溶液中的溶解度,使之析出;去离子水洗涤的目的:除去过量Na2CO3溶液和部分乙醇;(3)减压蒸馏:降低物质的沸点,根据信息,可回收的有机物有CHCl3、C2H5Cl、CH3CH2OH;(4)设4mol乙醇理论上可制得xg亚磷酸二乙酯,PCl3+4C2H5OH→HPO(OC2H5)2+HCl↑+2C2H5Cl+H2O
4mol138g4mol:0.8mol="138g":x解得:x=27.6g
0.8molx产率为:(23.32g÷27.6g)×100%=84.5%
18、海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图1:
(1)指出提取碘的过程中有关实验的操作名称:①_____,③________;写出过程②中有关反应的离子方程式:____________________________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是__________。
A.酒精B.苯C.乙酸D.四氯化碳
(3)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器是__________________。
(4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需经过蒸馏。指出如图2所示实验装置中的错误之处:________;________________________;________________________________。
【答案】(1).过滤(2).萃取分液(3).2I﹣+Cl2═2Cl﹣+I2(4).BD(5).(普通)漏斗和分液漏斗(6).缺少石棉网(7).温度计的水银球插到液面以下(8).冷凝管中进出水方向颠倒
【解析】试题分析:(1)过程①
是分离不溶性物质和溶液,用过滤的操作;因为碘在有机溶剂中的溶解度较大,而在水中的溶解度较小,分离碘和水的溶液用萃取、分液的方法,所以过程③是萃取。氯气能将I-氧化成碘单质,所以过程②反应的化学方程式为2I-+Cl2===2Cl-+I2。
(2)萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同而分离的,提取碘的过程用萃取的方法,选取萃取剂的标准是①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中要大,②萃取剂与原溶剂不相溶,③萃取剂与溶质不反应,答案选BD。
(3)海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液采取萃取分液的方法,分液必须用到分液漏斗。
(4)该装置是蒸馏操作装置,该实验装置中的错误之处有①缺少石棉网;②温度计的水银球插到液面以下;③冷凝管中进出水方向颠倒。
19、硫酰氯(SO2C12)常用于制造医药品、染料等。通常情况下其熔点为-54.1℃,沸点69.2℃,遇水发生剧烈反应生成氯化氢气体。某实验小组拟用干燥的氯气和二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯,其实验装置如下:
(1)有关冷凝管的使用原理,下列说法正确的是(填字母)___________。
a.蒸气冷凝在内管的外壁上
b.当蒸馏液体的沸点超过140℃,水冷易炸裂仪器,此时多采用空气冷凝管
c.蛇形冷凝管多用于有机制备的回流,适用于沸点较低的液体
d.内外管所围出的空间为行水区,有吸收蒸气热量并将热量移走的功用
(2)B中的试剂为___________,作用为_______________________________。
(3)在不改变装置的前提下,丁中的KClO3可用___________代替(填化学式)。
(4)该小组向Cu(NO3)2·3H2O晶体中滴加SO2C12制备少量无水Cu(NO3)2。
①请写出SO2C12与水反应的化学方程式___________________________________。
②滴加SO2C12的作用除了吸水之外,还有____________________________。
测定无水Cu(NO3)2的纯度,可用分光光度法。现测得[Cu(NH3)4]2+的吸光度A与Cu2+标准浓度关系如图所示(已知4NH3·H2O+Cu2+==[Cu(NH3)4]2++4H2O)
。称取0.3150g制得的无水Cu(NO3)2样品,用蒸馏水溶解并配制成100mL溶液,准确量取10.00mL,加过量氨水,再用蒸馏水稀释至100mL,测得其吸光度A=0.8。则此无水Cu(NO3)2样品的纯度是___________(保留三位有效数字)。
【答案】(1).bcd(2).碱石灰(或氢氧化钠)(3).吸收过量的SO2或Cl2,防止污染;防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶使硫酰氯水解(4).2H2O+SO2Cl2=H2SO4+2HCl(5).KMnO4、K2Cr2O7、KClO或对应的钠盐(6).抑制Cu(NO3)2水解(7).89.5%
【解析】试题分析:本题考查SO2Cl2的制备、Cl2的实验室制备、盐类水解的应用、物质纯度的测定。
(1)a项,蒸气冷凝在内管的内壁上,a项错误;b项,当蒸馏液体的沸点超过140℃时,蒸气的温度与水的温度差较大,水冷易炸裂仪器,此时多采用空气冷凝管,b项正确;c项,蛇形冷凝管的内管是蛇形,增大了内管的长度,冷凝效果更好,但也导致很多液体滞留在内管中,蛇形冷凝管多用于有机制备的回流,适用于沸点较低的液体,c项正确;d项,内外管所围出的空间为行水区,有吸收蒸气热量并将热量移走的功用,d项正确;答案选bcd。
(2)SO2和Cl2都有毒,污染大气;SO2Cl2遇水发生剧烈反应生成HCl气体;为了吸收多余的SO2、Cl2以及防止SO2Cl2与空气中H2O(g)反应,装置B中的试剂为碱石灰(或NaOH),碱石灰的作用是:吸收过量的SO2或Cl2,防止污染;防止空气中水蒸气进入三颈烧瓶使硫酰氯水解。
(3)丁装置中KClO3与浓盐酸常温下反应制备Cl2,反应的化学方程式为KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O;用于代替KClO3的物质具有强氧化性,可与浓盐酸常温下反应产生Cl2,代替KClO3的试剂可以是KMnO4、K2Cr2O7、KClO或对应钠盐,反应的离子方程式为:2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O、Cr2O72-+6Cl-+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O、ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O。
(4)①SO2Cl2遇水发生剧烈反应生成HCl气体,同时生成H2SO4,SO2Cl2
与水反应的化学方程式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。
②Cu(NO3)2属于强酸弱碱盐,Cu2+发生水解,向Cu(NO3)2·3H2O晶体中滴加SO2Cl2,滴加SO2Cl2的作用除了吸水外,还有:SO2Cl2吸水生成酸,抑制Cu(NO3)2水解。
(5)Cu(NO3)2溶液呈酸性,准确量取10.00mLCu(NO3)2溶液应用酸式滴定管或移液管。根据图像当吸光度A=0.8时,溶液中c(Cu2+)=1.510-3mol/L;则10.00mL溶液中n[Cu(NO3)2]=1.510-3mol/L0.1L=1.510-4mol;原样品中含n[Cu(NO3)2]=1.510-4mol=1.510-3mol,m[Cu(NO3)2]=1.510-3mol188g/mol=0.282g,此无水Cu(NO3)2样品的纯度是100%=89.5%。
20、氨基甲酸铵(NH2COONH4)是重要的氨化剂,分解温度40℃,遇水水解为碳酸氢铵。某研究小组欲探究NH2COONH4的制备与性质。
Ⅰ.实验室制备NH2COONH4
反应原理:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)ΔH<0。
(1)装置A中发生的化学反应方程式为__________________________________。
(2)上述装置的连接顺序为A→_____→_____→______;D装置所盛放的试剂为__________,C中三角漏斗的作用是________________________。
Ⅱ.制备实验的改进
(3)有人提出利用下列装置代替聚氯乙烯薄膜反应器。
该装置的优点是_______________、________________。结合化学反应方程式解释不能用水代替CCl4的原因是________________
;当大量固体物质悬浮于CCl4上时即可停止反应,分离出产品的方法是______________。
Ⅲ.对NH2COONH4产物成分的探究
(4)已知,制备过程中因温度控制不当,在150℃时会产生尿素。如果对参加反应的气体干燥不彻底可能会有NH4HCO3、(NH4)2CO3杂质生成。
①请设计简单实验方案探究上述产物中是否有尿素_______________________。
②请设计定量实验方案探究上述产物(假设不存在NH4HCO3)中是否有碳酸铵___________________。
(以上方案均不需详细描述实验步骤,限用试剂:蒸馏水、Ba(OH)2溶液;仪器自选)
【答案】(1).2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑(2).D(3).B(4).C(5).碱石灰(6).防倒吸(7).通过冰水浴及时降温促进平衡正向移动以提高产率(8).便于观察NH3、CO2的混合比例(或易于NH3和CO2的充分混合)(9).NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O(10).过滤(11).将产物取样加热到40℃让其分解,如果有固体剩余则含尿素(12).取一定质量样品用蒸馏水溶解后,加入足量Ba(OH)2溶液,测量单位质量的样品所产生沉淀的质量,如果每克样品产生沉淀小于g,则含(NH4)2CO3
【解析】Ⅰ.(1)根据制备的原理可知,利用装置A来制备氨气,可以用氯化铵和熟石灰混合加热,反应方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑;正确答案:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑。
(2)利用A装置制备氨气,利用D装置干燥氨气,然后氨气进入到B装置进行反应,多余的氨气进行吸收(C),因此上述装置的连接顺序为A→D→B→C;氨气中混有水蒸气,可用碱石灰来干燥,D装置所盛放的试剂为碱石灰;C中三角漏斗的作用是防倒吸;正确答案:D、B、C;碱石灰;防倒吸。
Ⅱ.(3)改进后的装置的优点是通过冰水浴及时降温促进平衡正向移动以提高产率,易于NH3和CO2的充分混合,加快反应速率;根据题给信息可知,氨基甲酸铵遇水水解为碳酸氢铵,所以不能用水代替CCl4,反应的方程式:NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O
;固液分离可以用过滤的方法进行分离;正确答案:通过冰水浴及时降温促进平衡正向移动以提高产率;便于观察NH3、CO2的混合比例(或易于NH3和CO2的充分混合);NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O;过滤。
Ⅲ.(4)①碳酸氢铵、碳酸铵受热分解为氨气和水,不再有固体剩余,若是有尿素存在,最终有固体剩余;因此可以采用将产物取样加热到40℃让其分解,如果有固体剩余则含尿素;正确答案:将产物取样加热到40℃让其分解,如果有固体剩余则含尿素。
②利用碳酸盐与足量的氢氧化钡溶液反应产生碳酸钡沉淀的质量的情况进行定量判断,具体操作如下:取一定质量样品用蒸馏水溶解后,加入足量Ba(OH)2溶液,测量单位质量的样品所产生沉淀的质量,如果每克样品产生沉淀小于g,则含(NH4)2CO3;正确答案:取一定质量样品用蒸馏水溶解后,加入足量Ba(OH)2溶液,测量单位质量的样品所产生沉淀的质量,如果每克样品产生沉淀小于g,则含(NH4)2CO3。