2021届高考化学一轮复习第11章化学实验高考热点课8突破化学综合性实验题的方法教学案新人教版 17页

突破化学综合性实验题的方法 ‎1．解题技巧 一个化学实验必须依据一定的实验原理，使用一定的仪器组装成一套实验装置，按一定顺序操作，才能顺利完成。因此，我们可以把一道综合实验题分解成几个既相互独立又互相关联的小实验、小操作来解答。由各个小实验确定各步操作，再由各个小实验之间的关系确定操作的先后顺序。基本思路如下：‎ 综合实验小实验确定基本操作及其先后顺序 ‎2．化学实验文字表述题的解题策略与答题模板 ‎(1)液体体积测量中读数的答题关键 答题要素：‎ ‎①平视：视线与刻度线和凹液面最低处在同一水平线上。‎ ‎②读数：液面最低点与刻度线相切。‎ 得分点及关键词：‎ ‎①“平视”“刻度线”“凹液面”。‎ ‎②“液面最低点”“相切”。‎ ‎(2)沉淀洗涤是否完全的检验答题模板 取少许最后一次洗涤滤液，滴入少量……溶液(试剂)，若……(现象)，表示已经洗涤完全。‎ 说明：解答此类题目要注意四个得分点：取样＋试剂＋现象＋结论。‎ ‎①取样：要取“少许最后一次”洗涤滤液。‎ ‎②试剂：选择合理的试剂。‎ ‎③现象：须有明显的现象描述。‎ ‎④结论：根据现象得出结论。‎ ‎(3)实验操作的原因、目的、作用的答题要点 答题要素：‎ ‎①明确实验目的：做什么？‎ ‎②明确操作目的：为什么这样做？‎ ‎③明确结论：这样做会有什么结果？理由是什么？‎ 得分点及关键词：‎ ‎①操作：怎么“做”，为什么这样“做”。‎ ‎②作用：须有明确的结论、判断、理由。‎ ‎(4)实验现象的准确、全面描述 - 17 -‎ 答题要素：‎ ‎①现象描述要全面：看到的、听到的、触摸到的、闻到的。‎ ‎②现象描述要准确：如A试管中……B处有……‎ ‎③按“现象＋结论”格式描述，忌现象结论不分、由理论推现象、指出具体生成物的名称。‎ 得分点及关键词 针对不同状态可按以下模板回答：‎ ‎①溶液中：颜色由……变成……，液面上升或下降(形成液面差)，溶液变浑浊，生成(产生)……沉淀，溶液发生倒吸，产生大量气泡(或有气体从溶液中逸出)等。‎ ‎②固体：表面产生大量气泡，逐渐溶解，体积逐渐变小，颜色由……变成……等。‎ ‎③气体：生成……色(味)气体，气体由……色变成……色，先变……后……(加深、变浅、褪色)等。‎ ‎(5)试剂的作用的答题模板 答题要素：‎ 试剂的作用是什么？要达到的目的是什么？‎ 得分点及关键词：‎ ‎①作用类：“除去”“防止”“抑制”“使……”等，回答要准确。‎ ‎②作用—目的类：‎ ‎“作用是……”，“目的是……”，回答要准确全面。‎ ‎(6)气体检验的答题模板 将气体……(操作)……溶液(试剂)，……(现象)。‎ 说明：解答此类题目注意三个得分点：操作＋试剂＋结果。‎ ‎①操作：要有明显的动词，如“加入”“通入”等。‎ ‎②试剂：选择试剂要准确。‎ ‎③结果：需有明显的现象或结论、判断。‎ ‎　(2019·天津高考)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下：‎ 回答下列问题：‎ Ⅰ.环己烯的制备与提纯 - 17 -‎ Ⅱ.环己烯含量的测定 在一定条件下，向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2，与环己烯充分反应后，剩余的Br2与足量KI作用生成I2，用c mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗Na2S2O3标准溶液v mL(以上数据均已扣除干扰因素)。‎ 测定过程中，发生的反应如下：‎ ‎ ‎ - 17 -‎ ‎[解析]　Ⅰ.(1)苯酚与FeCl3溶液反应呈紫色，所以检验苯酚可用FeCl3溶液。‎ ‎(2)①根据流程可知，环己烯发生消去反应。反应为，由于浓H2SO4具有脱水性和强氧化性，若用浓H2SO4，会有脱水炭化、产生SO2等副反应发生，同时SO2也会污染大气。由于FeCl3·6H2O不具有吸水性，不能使平衡正向移动，无法提高转化率。故选a、b。‎ ‎②B为冷凝管，目的是冷凝回流，作用是减少环己醇蒸出。‎ ‎(3)操作2是分离两种互不相溶的液体，所用玻璃仪器是分液漏斗、烧杯。‎ ‎(4)操作3是蒸馏。蒸馏时，加好药品后，应先通入冷凝水，然后再加热。‎ Ⅱ.(5)根据反应原理可知，当I2被Na2S2O3消耗完时，达滴定终点，所以可用淀粉溶液作指示剂，现象是蓝色变为无色，且半分钟内不恢复时达到终点。‎ 由I2　＋　2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6‎ ‎ 则与环己烯反应的Br2的物质的量为 mol ‎ 1 mol　　　　　 　 82 g - 17 -‎ ‎ mol　　 m g m＝82 环己烯的质量分数为×100%＝×100%。‎ ‎(6)a.样品中含有苯酚，苯酚会与溴水反应，所用Na2S2O3的体积偏小，测得环己烯质量分数偏高。‎ b．部分环己烯挥发时，所用Na2S2O3的体积偏大，测得环己烯质量分数偏低。‎ c．Na2S2O3部分被氧化时，所用Na2S2O3的体积偏大，测得环己烯质量分数偏低。‎ ‎[答案]　(1)FeCl3溶液　溶液显紫色 ‎　②减少环己醇蒸出　(3)分液漏斗、烧杯　(4)通冷凝水，加热　(5)淀粉溶液　×100%　(6)b、c ‎　(2017·全国卷Ⅰ)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)a的作用是________。‎ - 17 -‎ ‎(2)b中放入少量碎瓷片的目的是________。f的名称是________。‎ ‎(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是________________________；打开k2放掉水。重复操作2～3次。‎ ‎(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。打开k1，加热b，使水蒸气进入e。‎ ‎①d中保留少量水的目的是_________________________________________。‎ ‎②e中主要反应的离子方程式为____________________________________，‎ e采用中空双层玻璃瓶的作用是____________________________________。‎ ‎(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L－1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。‎ 答案　(1)避免b中压强过大 ‎(2)防止暴沸　直形冷凝管 ‎(3)c中温度下降，管路中形成负压 ‎(4)①液封，防止氨气逸出　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　保温使氨完全蒸出 ‎(5)　 解析　(1)加热水蒸气时，若关闭k1，b中压强增大，a可起安全管的作用，防止烧瓶内压强过大，造成事故。‎ ‎(3)关闭k1后形成密封体系，水蒸气冷凝，管路内形成负压，导致g中水倒吸入c中。‎ ‎(4)①d中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的NH3逸出。‎ ‎②e采用中空双层玻璃瓶可起到保温作用，使生成的氨气尽可能地逸出，以减小实验误差。‎ ‎(5)由题给化学方程式NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3、NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3，根据氮原子守恒可得关系式：C2H5NO2～N～HCl。n(C2H5NO2)＝n(N)＝n(HCl)＝cV×10－3 mol，则样品中氮的质量分数为×100%＝%；样品的纯度≤×100%＝%。‎ ‎　(2019·北京海淀高三期中)某学习小组学习了亚铁盐的性质后，欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知：Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下：‎ 实验装置 试剂 操作及现象 试管(Ⅰ)‎ 试管(Ⅱ)‎ - 17 -‎ ‎(试管容积 为50 mL)‎ 实验a ‎1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 24 mL ‎1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24 mL 倾倒完后，迅速用胶塞塞紧试管Ⅰ的口部，反复上下颠倒摇匀，使反应物充分混合。反应过程中无气泡产生，生成白色絮状沉淀，放置1.5～2 h后，白色絮状沉淀转化为白色颗粒状沉淀 实 验 b ‎1.0 mol·L－1 FeSO4溶液10 mL ‎1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液20 mL 倾倒完后，迅速产生白色颗粒状沉淀和大量气泡。振荡，经2～4 min后液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色 - 17 -‎ ‎[解析]　(1)FeCO3溶于硫酸或盐酸产生二氧化碳气体，而氢氧化亚铁与硫酸或盐酸反应不会产生气体，则可用稀硫酸或稀盐酸来鉴别碳酸亚铁和氢氧化亚铁沉淀。‎ ‎(3)实验b中的反应物为硫酸亚铁和碳酸氢钠，两者反应除了生成碳酸亚铁沉淀，还有二氧化碳气体和水生成。‎ ‎(4)FeCO3被氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应中氧气为氧化剂，碳酸亚铁为还原剂，由氧化还原反应规律可得反应的化学方程式。‎ ‎(5)对比实验a、b，不同之处在于前者反应物为碳酸钠溶液，后者为碳酸氢钠溶液，由于碳酸根离子的水解程度较碳酸氢根离子的水解程度大，实验a中混合溶液氢氧根离子浓度较实验b中要大，导致实验a中更易产生Fe(OH)2沉淀。‎ ‎[答案]　(1)Fe2＋＋CO===FeCO3↓　稀硫酸(或稀盐酸等，合理答案均可)‎ ‎(2)沉淀颜色由白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 ‎(3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O ‎(4)4FeCO3＋O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CO2‎ ‎(5)混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强 ‎　(2017·北京高考)某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋‎ - 17 -‎ ‎＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。‎ 向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。‎ ‎(1)检验产物 ‎①取出少量黑色固体，洗涤后，__________________(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。‎ ‎②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有________。‎ ‎(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3＋，乙依据的原理是________________________(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验：‎ ‎①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：‎ 序号 取样时 间/min 现象 ⅰ ‎3‎ 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 ⅱ ‎30‎ 产生白色沉淀，较3 min时量少；溶液红色较3 min时加深 ⅲ ‎120‎ 产生白色沉淀，较30 min时量少；溶液红色较30 min时变浅 ‎(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)‎ ‎②对Fe3＋产生的原因作出如下假设：‎ 假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；‎ 假设b：空气中存在O2，由于______________________________________(用离子方程式表示)，可产生Fe3＋；‎ 假设c：酸性溶液中的NO具有氧化性，可产生Fe3＋；‎ 假设d：根据____________________________现象，判断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。‎ ‎③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。‎ 实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。‎ 实验Ⅱ：装置如图。其中甲溶液是____________，操作及现象是_____________________________________________________________。‎ - 17 -‎ ‎(3)根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：_______________________________________________________________。‎ 答案　(1)①加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀　②Fe2＋　(2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋　②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后产生白色沉淀　③0.05 mol·L－1 NaNO3　FeSO4溶液　分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色更深 ‎(3)溶液中存在反应：①2Ag＋＋Fe===Fe2＋＋2Ag，②Ag＋＋Fe2＋===Fe3＋＋Ag，③Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。反应开始时，c(Ag＋)大，以反应①、②为主，c(Fe3＋)增大。约30 min后，c(Ag＋)小，以反应③为主，c(Fe3＋)减小 解析　(1)①若黑色固体中含有Ag，可先加入硝酸，加热使之溶解，再加入盐酸，能产生白色沉淀AgCl。‎ ‎(2)Fe3＋具有较强的氧化性，可与Fe发生氧化还原反应。‎ ‎②加入KSCN溶液后产生白色沉淀，说明溶液中含有Ag＋，Ag＋可将Fe2＋氧化为Fe3＋。‎ ‎③实验Ⅰ证明假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要原因，即其他条件相同，进行空白实验，排除Ag＋的影响，故可加入硝酸酸化的0.05 mol·L－1 NaNO3溶液。‎ 实验Ⅱ证实假设d成立，需证明能够发生原电池反应：Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋，甲溶液应为FeSO4溶液。通过做对照实验，分别取电池工作前和工作一段时间后左侧烧杯中的溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色会更深。‎ ‎(3)ⅰ→ⅱ：产生的白色沉淀较3 min时量少，溶液红色较3 min时加深，说明c(Fe3＋)增大，其原因是此阶段主要发生了反应2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋、Ag＋＋Fe2＋===Ag＋Fe3＋。‎ ⅱ→ⅲ：产生的白色沉淀较30 min时量少，溶液红色较30 min时变浅，主要原因是随着反应的进行，溶液中c(Ag＋)减小，Ag＋的氧化性减弱，此时主要发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，导致溶液中Fe3＋浓度减小。‎ - 17 -‎ ‎　　建议用时：40分钟　　　满分：100分 ‎1．(2019·北京海淀高三期中)市售食盐常有无碘盐和加碘盐(含KIO3和少量的KI)。‎ Ⅰ.某同学设计检验食盐是否为加碘盐的定性实验方法：‎ ‎①取待检食盐溶于水，加入稀硫酸酸化，再加入过量的KI溶液，振荡。‎ ‎②为验证①中有I2生成，向上述混合液中加入少量CCl4充分振荡后，静置。‎ ‎(1)若为加碘盐，则①中发生反应的离子方程式为____________________________。‎ ‎(2)②中的实验操作名称是________。‎ ‎(3)实验过程中能证明食盐含KIO3的现象是__________________________。‎ Ⅱ.碘摄入过多或者过少都会增加患甲状腺疾病的风险。目前国家标准(GB/T13025.7)所用的食盐中碘含量测定方法：‎ ‎①用饱和溴水将碘盐中少量的I－氧化成IO。‎ ‎②再加入甲酸发生反应：Br2＋HCOOH===CO2↑＋2HBr。‎ ‎③在酸性条件下，加入过量KI，使之与IO完全反应。‎ ‎④以淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准溶液进行滴定，测定碘元素的含量。‎ I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6‎ ‎(1)①中反应的离子方程式为____________________。‎ ‎(2)测定食盐中碘含量的过程中，Na2S2O3与IO的物质的量之比为________。‎ ‎(3)有人提出为简化操作将①、②省略，但这样会造成测定结果偏低。请分析偏低的原因：________________________________________________。‎ 答案　Ⅰ.(1)IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O ‎(2)萃取　(3)溶液分层，下层为紫红色 Ⅱ.(1)3Br2＋I－＋3H2O===IO＋6Br－＋6H＋‎ ‎(2)6∶1‎ ‎(3)将操作①、②省略，只测定了食盐中以IO形式存在的碘元素，以I－形式存在的碘元素没有被测定 解析　Ⅰ.(1)若为加碘盐，则其中含有KIO3，在酸性条件下与I－会发生反应生成碘单质。‎ ‎(2)由于I2在CCl4中的溶解度更大，CCl4能将I2从水溶液中萃取出来。‎ ‎(3)I2溶于CCl4所得溶液为紫红色，且CCl4的密度比水的密度大。‎ Ⅱ.(1)①中反应时，溴将I－氧化成IO的同时，溴单质被还原为Br－。‎ ‎(2)在酸性条件下，IO被I－还原为I2，离子方程式为：IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，I2与Na2S2O3反应的化学方程式为：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，由以上两反应可得关系式：IO - 17 -‎ ～3I2～6Na2S2O3，则测定食盐中碘含量的过程中，Na2S2O3与IO的物质的量之比为6∶1。‎ ‎2．硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的实验装置如图所示(省略夹持装置)：‎ 主要实验步骤为：①检查装置气密性，按图示加入试剂；②先向C中烧瓶中加入Na2S和Na2CO3混合溶液，再向A中烧瓶中滴加浓H2SO4；③待Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应，过滤C中混合物，滤液经一系列实验操作后得到产品。‎ 已知：Ⅰ.Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成；Ⅱ.向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3，所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)仪器a的名称是________；B、D装置的作用是_______。‎ ‎(2)上述实验步骤③中的一系列实验操作主要有__________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；E中的试剂是__________。‎ ‎(3)为检验产品中是否含有Na2SO3和Na2SO4，该小组设计了以下实验方案(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)，请将方案补充完整：‎ 取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，向沉淀中滴加足量的________，若____________________________(填实验现象)，则可以确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。‎ ‎(4)为减少装置C中生成Na2SO4的量，在不改变原有装置的基础上对实验步骤②进行改进，具体操作是______________________________________________；‎ 写出制备Na2S2O3的总反应的化学方程式： _________________________。‎ ‎(5)称取样品29.10 g，配成500 mL溶液，取出250 mL向其中加入足量稀硫酸，充分反应，静置、过滤、洗涤、干燥、称量得沉淀1.60 g，则样品中硫代硫酸钠晶体的百分含量约为________。‎ 答案　‎ - 17 -‎ ‎(1)分液漏斗　防倒吸　(2)蒸发浓缩　氢氧化钠溶液　(3)稀盐酸　沉淀部分溶解，并有刺激性气味的气体产生　(4)先向A中加入浓硫酸，再向C中加入硫化钠和碳酸钠混合溶液　2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2　(5)85.2%‎ 解析　(1)SO2易溶于水，B、D装置为安全瓶，作用是防止倒吸。‎ ‎(2)E的作用为吸收SO2尾气，E中试剂可为NaOH溶液。‎ ‎(3)根据已知信息Ⅰ，Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成，则取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，用稀盐酸检验所得沉淀的成分，若沉淀部分溶解，并有刺激性气味的气体产生，则说明产品中含有Na2SO3、Na2SO4。‎ ‎(4)Na2SO3易被氧化，装置中的氧气能将Na2SO3氧化，为了减少Na2SO4的生成量，应先将装置中的空气排尽，可用A装置中生成的SO2将装置中的空气排尽。‎ ‎(5)所得沉淀为S，根据Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，可得关系式：Na2S2O3·5H2O～S，则样品中硫代硫酸钠晶体的质量为×248 g·mol－1×＝24.80 g，硫代硫酸钠晶体的百分含量为×100%≈85.2%。‎ ‎3．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－1FeCl3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)。‎ 答案　(1)防止Fe2＋被氧化 - 17 -‎ ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 ‎(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 解析　(3)Fe2＋易被空气中的O2氧化，加入煤油，覆盖在溶液上面，阻止空气进入溶液干扰实验。‎ ‎(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明Fe2＋被H2O2氧化成Fe3＋，同时生成的Fe3＋对H2O2的分解有催化作用，H2O2的分解反应放热，又对Fe3＋的水解起促进作用。‎ ‎4．(2019·百师联盟高三调研)某实验小组以CoCl2·6H2O、过氧化氢、液氨、氯化铵固体为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，他们进行了如下实验：‎ ‎①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入下图所示的蒸馏烧瓶中(夹持和加热仪器略去)，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，加热烧瓶将氨蒸出，用V1 mL c1 mol·L－1的盐酸吸收蒸出的氨，然后取下锥形瓶，用c2 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl。终点时消耗V2 mL NaOH溶液。‎ ‎②氯的测定：准确称取样品X配成溶液，用K2CrO4溶液为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定，至出现砖红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)X的制备过程中，温度不能过高，其原因是______________________________。‎ ‎(2)仪器a的名称是________；测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好，则测定结果将________(填“偏高”或“偏低”)。该滴定过程中选择________做指示剂。‎ ‎(3)样品中氨的质量分数表达式为______________________________。‎ ‎(4)测定氯的过程中，AgNO3‎ - 17 -‎ 标准溶液置于________(填“无色”或“棕色”)滴定管中；滴定终点时，溶液中已检测不到Cl－[c(Cl－)≤1.0×10－5 mol·L－1]，则出现砖红色沉淀时，溶液中c(CrO)的最小值为________________mol·L－1。[已知：Ksp(AgCl)＝1.0×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.12×10－12]‎ ‎(5)经测定分析，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，则制备X的化学方程式为______________________________。‎ ‎(6)某同学向CoCl2溶液中加入足量(NH4)2C2O4得到CoC2O4沉淀，在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2，测得充分煅烧后固体质量为2.41 g，CO2的体积为1.344 L(标准状况)，则所得钴氧化物的化学式为________________。‎ 答案　(1)温度过高，过氧化氢分解，液氨转化成氨气逸出 ‎(2)直形冷凝管　偏低　甲基橙 ‎(3)×100%　‎ ‎(4)棕色　0.0112‎ ‎(5)2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===‎ ‎2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O ‎(6)Co3O4‎ 解析　(2)气密性不好，氨气泄漏，吸收氨气的量减少，测定结果偏低；根据题中信息，蒸出的氨气被盐酸吸收，生成NH4Cl，溶液显酸性，因此用NaOH滴定过剩的HCl，使用的指示剂为甲基橙。‎ ‎(3)①中与氨气反应的n(HCl)＝(V1×10－3 L×c1 mol·L－1－V2×10－3 L×c2 mol·L－1)＝(V1c1－V2c2)×10－3 mol，根据氨气与HCl反应：NH3＋HCl===NH4Cl，则有n(NH3)＝n(HCl)，即氨的质量分数为×100%。‎ ‎(4)AgNO3不稳定，见光分解，为防止硝酸银分解，用棕色滴定管盛放硝酸银溶液；滴定终点时，溶液检测不到Cl－，c(Cl－)≤1.0×10－5 mol·L－1，根据氯化银的溶度积常数可以计算出溶液中c(Ag＋)≥1.0×10－5 mol·L－1，溶液中c(CrO)最低的浓度：c(CrO)＝＝＝0.0112 mol·L－1。‎ ‎(5)X中钴、氨、氯的物质的量之比为1∶6∶3，则X的化学式为[Co(NH3)6]Cl3，制备X的反应中，Co的化合价升高，H2O2作氧化剂，因此反应方程式为2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。‎ ‎(6)n(CO2)＝＝0.06 mol，根据化学式CoC2O4以及原子守恒，推出n(Co)＝＝0.03 mol，则氧化物中 - 17 -‎ n(O)＝＝0.04 mol，‎ n(Co)∶n(O)＝0.03∶0.04＝3∶4，化学式为Co3O4。‎ ‎5．亚硝酰氯(ClNO)常用作催化剂和合成洗涤剂，其沸点为－5.5 ℃，遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度，进行如下实验(夹持装置略去)。请回答：‎ Ⅰ.Cl2的制备 ‎(1)Cl2的发生装置可以选择上图中的________(填大写字母)，反应的离子方程式为________________________________________________。‎ ‎(2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择上图中的装置，其连接顺序为：a→__________________(按气流方向，用小写字母表示)。‎ Ⅱ.亚硝酰氯(ClNO)的制备 实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(ClNO)。‎ - 17 -‎ ‎(3)实验室也可用B装置制备NO，与之相比X装置的优点为__________________________________________________________________。‎ ‎(4)在检查完装置气密性，并装入药品后，打开k2，然后再打开________(填“k1”或“k3”)，通入一段时间气体，其目的为__________________。接下来，两种气体在Z中反应，当有一定量液体生成时，停止实验。‎ 答案　(1)A　MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(或B　2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O)‎ ‎(2)f→g→c→b→d→e→j→h ‎(3)排除装置内空气的干扰；可以随开随用，随关随停 ‎(4)k3　排尽三颈烧瓶中的空气，防止NO和ClNO变质 解析　(1)Cl2的制备原理有两种：①4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，②2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O＋2KCl。‎ ‎(3)B装置没有排除锥形瓶中的空气，NO与O2会发生反应，而X装置中右侧管充满了稀硝酸，排除了空气的干扰；关闭k1，NO产生会越来越多，迫使铜丝与稀硝酸分离，反应会自动停止，打开k1，随着NO的消耗，铜丝会与稀HNO3重新接触，继续反应。‎ ‎(4)NO、ClNO会与空气中的氧气、水蒸气反应，故装入药品后，打开k2，再打开k3，通入一段时间气体，排除三颈烧瓶中的空气。‎ - 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