备考20142013高考化学 真题模拟新题分类汇编 化学实验 63页

化学实验 J1 化学实验常见仪器与基本方法 25.J2 J1 J4 D3 D4 [2013·福建卷] 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg (NO3)2 为研究对 象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下 4 种猜想： 甲：Mg(NO2)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2 (1) 实 验 前 ， 小 组 成 员 经 讨 论 认 定 猜 想 丁 不 成 立 ， 理 由 是 ________________________________________________________________________________ 。 查阅资料得知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 针对甲、乙、丙猜想，设计如图 0 所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)： 图 0 (2)实验过程 ①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃管(A)，观察到 E 中有气泡连 续 放 出 ， 表 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②称取 Mg(NO3)2 固体 3.7 g 置于 A 中，加热前通入 N2 以驱尽装置内的空气，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 关闭 k，用酒精灯加热时，正确操作是先____________，然后固定在管中固体部位下加热。 ③观察到 A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。 ④待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为 1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论 ①根据实验现象和剩余固体的质量，经分析可初步确认猜想________是正确的。 ②根据 D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有 O2，因为若有 O2，D 中将发 生 氧 化 还 原 反 应 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (填写化学方程式)，溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有 O2 存在，未检测到的 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。 25．[答案] (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物 O2 的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 O2 在通过装置 B 时已参与反应(或其他合理答案) [解析] (1)若 Mg(NO3)2 热分解产物为 MgO、NO2、N2，氮元素化合价部分由＋5 价降为＋4 价，另一部分由＋5 价降为 0 价，元素的化合价只降不升，不符合氧化还原反应原理，故猜想 丁不成立；(2)①整套装置所含仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃试管(A)， 观察到 E 中有气泡连续放出，表明装置气密性良好；②猜想甲、乙、丙中均有 O2，通常条件 下氮气的性质很稳定，则加热前通入 N2 驱尽装置内空气的目的是避免空气对产物 O2 的检验产 生干扰；加热试管中固体时要预热，正确的操作方法是移动酒精灯预热硬质玻璃管，然后固 定在有固体部位下加热；(3)①A 中有红棕色气体，说明硝酸镁热分解产物中含有 NO2；剩余固 体中加入适量水，未见明显现象，说明硝酸镁热分解产物中不含亚硝酸镁，也不含氮化镁， 因为 Mg(NO2)2 可溶于水，Mg3N2 与水发生双水解反应，生成白色沉淀和刺激性气味的气体，由 此推断猜想乙成立；②氧气具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应，生 成硫酸钠，配平可得：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4；实验时二氧化氮与氢氧化钠溶液反应可能存在 过量问题，若氢氧化钠不足，则 B 中不仅发生了反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，而且 可能发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2，即 O2 在通过装置 B 时已经参与 反应，导致硝酸镁热分解产生的氧气在 D 之前已经被消耗完全。 10．J1 J2 [2013·福建卷] 下列有关实验的做法不正确的是( ) A．分液时，分液漏斗中的上层液体应由上口倒出 B．用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 C．配制 0.100 0 mol·L－1 氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 D．检验 NH ＋ 4 时，往试样中加入 NaOH 溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气 体 10．D [解析] 分液时，分液漏斗中的下层液体先从下口放出，上层液体从上口倒出，A 项正确；碳酸氢钠受热易分解，生成二氧化碳、水和碳酸钠固体，而碳酸钠固体受热不分解， B 项正确；配制 0.100 0 mol·L－1 氯化钠溶液时，需要玻璃棒将液体引流转移到容量瓶中，C 项正确；检验 NH ＋ 4 时，往试样中加入 NaOH 溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气 体，若试纸变蓝，说明试样中含有铵根离子，D 项错误。 33．J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力， 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和 CCl4 于试管中， ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能，而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0)，并作相应标注。 图 0 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一 段 时 间 后 ， 可 观 察 到 负 极 ________________________________________________________________________________ 。 ③甲 乙两 种原 电 池中 可更 有 效地 将 化学 能转 化 为电 能的 是 ________ ，其 原因 是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中 应选________作阳极。 33．[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO－ ③向试管中滴加 NaBr 溶液，振荡、静置。试管中液体分层，上层接近无色，下层为橙红 色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2＋的接触，提高电池效率，提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等， A 项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进， 从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B 项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞， 氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理，既 防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C 项正确；氯气与 NaOH 溶液反应 Cl2＋2NaOH===NaClO＋ NaCl＋H2O，因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气，D 项错误；②氯气与水发生可逆反应 Cl2 ＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含 H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中 具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或 铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较 强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶 液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)； ②金属活动性 Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后， 负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转 化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不 会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部 转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质 溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴 极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)， 此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。 28．J1 J2 J3 J4 J5 [2013·全国卷] 制备氮化镁的装置示意图如下： 图 0 回答下列问题： (1) 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， a 的名称是____________，b 的名称是____________。 (2) 写 出 NaNO2 和 (NH4)2SO4 反 应 制 备 氮 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (3)C 的作用是____________________，D 的作用是______________，是否可以把 C 与 D 的 位 置 对 调 并 说 明 理 由 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 E 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及 现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)微热 b，这时 G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃 管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2=====△ 2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg=====△ Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把 润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸， 若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁 [解析] (1) 气密性检查的基本思路： 装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、 加水等)→描述现象→得出结论。(2) (NH4)2 SO4 与 NaNO2 发生氧化还原反应生成 N2。(3)硫酸 亚铁能被氧气氧化，故其作用是除去氧气。 浓硫酸的作用是除去水蒸气，如果 CD 对换，则 可能从硫酸亚铁溶液中带出水蒸气，无法干燥。(4)氮气与镁反应生成 Mg3N2。(5) 检验氮化镁 可根据氮化镁与水反应的现象判断，氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀，NH3 为碱性气 体，挥发出来，遇红色石蕊试纸后会使其变蓝。 10．J1 J2 [2013·全国卷] 下列操作不能达到目的的是( ) 选项 目的 操作 A 配制 100 mL 1.0 mol·L－1 CuSO4 溶液 将 25 g CuSO4·5H2O 溶于 100 mL 蒸馏水 中 B 除去 KNO3 中少量 NaCl 将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶， 过滤 C 在溶液中将 MnO － 4 完全转化为 Mn2＋ 向酸性 KMnO4 溶液中滴加 H2O2 溶液至紫色 消失 D 确定 NaCl 溶液中是否混有 Na2CO3 取少量溶液滴加 CaCl2 溶液，观察是否出 现白色沉淀 10.A [解析] 应将 25 g CuSO4·5H2O 配成 100 mL 溶液而不是溶于 100 mL 水中， A 项 错误；NaCl 的溶解度受温度的影响比较小，冷却结晶时 KNO3 大量析出，过滤可分离，B 项正 确；H2O2 具有还原性，可将紫色 MnO － 4 还原为无色的 Mn2＋，C 项正确；利用 Ca2＋与 CO 2－ 3 结合生 成 CaCO3 白色沉淀的反应来判断 Na2CO3 是否存在， D 项正确。 11.J1 J2 [2013·山东卷] 利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是( ) 选项 实验器材(省略夹持装置) 相应实验 A 烧杯、玻璃棒、蒸发皿 CuSO4 溶液的浓缩结晶 B 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸 用盐酸除去 BaSO4 中少量 BaCO3 C 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 用固体 NaCl 配制 0.5 mol·L－1 的溶液 D 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗 用溴水和 CCl4 除去 NaBr 溶液中少量 NaI 11.D [解析] CuSO4 溶液浓缩结晶需要加热，缺少酒精灯，A 项错误；用盐酸除去 BaSO4 中的 BaCO3，方法是将固体样品溶于盐酸中后过滤、洗涤，缺少组成过滤器的仪器——漏斗， B 项错误；配制一定物质的量浓度的 NaCl 溶液，需要称取一定质量的 NaCl，缺少称量用的托 盘天平，C 项错误；除去 NaBr 溶液中少量的 NaI，只需将溴水加入含有少量 NaI 的 NaBr 溶液 充分反应后，再采取萃取操作即可，因此需要的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗， D 项正确。 9．C3 F4 J1 J4 [2013·天津卷] FeCl3 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程 制备无水 FeCl3，再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。 Ⅰ.经查阅资料得知：无水 FeCl3 在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3 的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下： 图 0 ①检验装置的气密性； ②通入干燥的 Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入 Cl2，并用干燥的 N2 赶尽 Cl2，将收集器密封。 请回答下列问题： (1) 装 置 A 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第③步加热后，生成的烟状 FeCl3 大部分进入收集器，少量沉积在反应管 A 右端。要 使 沉 积 的 FeCl3 进 入 收 集 器 ， 第 ④ 步 操 作 是 ________________________________________________________________________。 (3)操作步骤中，为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。 (4) 装 置 B 中 冷 水 浴 的 作 用 为 ________________________________________________________________________； 装置 C 的名称为________；装置 D 中 FeCl2 全部反应后，因失去吸收 Cl2 的作用而失效， 写出检验 FeCl2 是否失效的试剂：________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。 Ⅱ.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3 溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为 电极，在一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3 与 H2S 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7) 电 解 池 中 H ＋ 在 阴 极 放 电 产 生 H2 ， 阳 极 的 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________。 (8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点： ① H2S 的 原 子 利 用 率 为 100% ； ②________________________________________________________________________。 9．[答案] (1)2Fe＋ 3Cl2=====△ 2FeCl3 (2)在沉积的 FeCl3 固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却，使 FeCl3 沉积，便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3＋＋ H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (7)Fe2＋－e－===Fe3＋ (8)FeCl3 得到循环利用 [解析] (1)Cl2 与铁屑加热发生反应 2Fe＋3Cl2=====△ 2FeCl3。 (2)根据 FeCl3 加热易升华，可在沉积 FeCl3 固体的下方用酒精灯加热，使 FeCl3 全部进入 收集器。 (3)第②步通入干燥的 Cl2 和第⑤步通入干燥的 N2，都是防止 FeCl3 潮解所采取的措施。 (4)装置 B 中冷水浴的作用是冷却 FeCl3，便于产品收集；Fe2＋遇 K3[Fe(CN)6]溶液变蓝， 故可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验 FeCl2 是否完全反应。 (5)用 NaOH 溶液吸收含 Cl2 的尾气。 (6)FeCl3 溶液吸收 H2S 有单质硫生成，故该反应的离子方程式为 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓ ＋2H＋。 (7)惰性电极电解 FeCl2 和 HCl 的混合溶液，由于还原性 Fe2＋＞Cl－，所以 Fe2＋优先在阳极 上失去电子被氧化成 Fe3＋。 (8)实验Ⅱ中 FeCl3 溶液吸收 H2S 后变成 FeCl2 和 HCl 的混合溶液，通过电解又变成 FeCl3 溶液，所以 FeCl3 溶液的循环利用是该实验的又一个优点。 4．J1 [2013·天津卷] 下列实验误差分析错误的是( ) A．用润湿的 pH 试纸测稀碱溶液的 pH，测定值偏小 B．用容量瓶配制溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小 C．滴定前滴定管内无气泡，终点读数时有气泡，所测体积偏小 D．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值偏小 4．B [解析] 用润湿的 pH 试纸测稀碱溶液 pH 时，碱溶液被稀释，溶液 c(OH－)减小，测 定值偏小，A 项正确；定容时俯视刻度线，导致所配溶液的体积偏小，浓度偏大，B 项错；滴 定管终点读数时由于气泡的存在，显然所测溶液的体积偏小，C 项正确；测定中和热时，将碱 缓慢倒入酸，导致热量散失大，所测温度值偏小，D 项正确。 4．J1 J2 [2013·重庆卷] 按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性 的天然产物。下列说法错误的是( ) 图 0 A．步骤(1)需要过滤装置 B．步骤(2)需要用到分液漏斗 C．步骤(3)需要用到坩埚 D．步骤(4)需要蒸馏装置 4．C [解析] 样品粉末加入甲苯和甲醇后，形成的是固体和液体的混合物，步骤(1)得 到溶液和不溶性物质，应该采用过滤的方法，A 项正确；步骤(2)分离水层溶液和有机层溶液， 需要用到分液漏斗，B 项正确；步骤(3)从水层溶液得到固体粗产品，采用蒸发结晶的方法， 需要用到蒸发皿，C 项错误；步骤(4)从有机层溶液得到甲苯，应该采用蒸馏的方法，D 项正 确。 11．B2 J1 J2 N4 [2013·四川卷] 明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备 Al、K2SO4 和 H2SO4 的工艺过程如下所示： 图 0 焙烧明矾的化学方程式为 4KAl(SO4)2·12H2O＋3S===2K2SO4＋2Al2O3＋9SO2↑＋48H2O。 请回答下列问题。 (1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是________。 (2) 从 水 浸 后 的 滤 液 中 得 到 K2SO4 晶 体 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Al2O3 在一定条件下可制得 AlN，其晶体结构如图所示，该晶体中 Al 的配位数是 ________。 图 0 (4)以 Al 和 NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时 NiO(OH)转化 为 Ni(OH)2 ， 该 电 池 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________。 (5)焙烧产生的 SO2 可用于制硫酸。已知 25 ℃、101 kPa 时： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH1＝－197 kJ/mol； H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44 kJ/mol； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJ/mol。 则： ① SO3(g) 与 H2O(l) 反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②焙烧 948 t 明矾(M＝474 g/mol)，若 SO2 的利用率为 96%，可生产质量分数为 98%的硫 酸________t。 11．[答案] (1)S(硫) (2)蒸发结晶 (3)4 (4)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2 (5)①SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130 kJ/mol ②432 [解析] (1)结合明矾煅烧的方程式可知，S 的化合价升高，被氧化，作还原剂。(2)从溶 液中得到晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(3)结合 AlN 的晶体图可推出处于晶胞体 心的 Al 与 4 个 N 直接相连，因此该晶体中 Al 的配位数为 4。(4)利用题中放电时信息可知 NiOOH 作正极(放电时发生还原反应)，则 Al 作负极，因电解质溶液为 NaOH，则放电时 Al 极发生氧 化 反 应 生 成 NaAlO2 ， 由 此 容 易 写 出 电 池 总 反 应 。 (5)① 首 先 写 出 该 反 应 为 SO3(g) ＋ H2O(l)===H2SO4(l)，利用盖斯定律，将方程式进行叠加：③－①－②×2，则ΔH＝－545 kJ/mol －(－197 kJ/mol)－(－44 kJ/mol)×2＝－260 kJ/mol；②结合题中给出煅烧明矾的方程式 可得关系式：4KAl(SO4)2·12H2O～9SO2～9H2SO4，可知 948 t 明矾可得到 98%的浓硫酸的质量为 948×106 g 474 g·mol－1×9 4 ×96%×98 g·mol－1 98% ×10－6 g·t－1＝432 t。 26．J1 J2 J5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实 验装置如下： OH ――→浓 H2SO4 △ ＋H2O 图 0 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 溶解性 环己醇 100 0.961 8 161 微溶于水 环己烯 82 0.810 2 83 难溶于水 合成反应： 在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷 却水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 ℃。 分离提纯： 将反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯 化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净的环己烯 10 g。 回答下列问题： (1)装置 b 的名称是________。 (2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正 确操作是________(填正确答案标号)。 A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料 (3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________________。 (4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏 斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。 (6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。 A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。 A．41% B．50% C．61% D．70% 26．[答案] (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)O (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)C D (7)C [解析] (1)冷凝管有直形冷凝管、空气冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管。根据形状进 行识别，可知装置 b 的名称为直形冷凝管。 (2)碎瓷片具有防止暴沸的作用；在加热开始后发现没加沸石，应停止加热，待稍冷却后 再加入沸石，否则易发生爆炸。 (3)醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去生成烯或分子间脱水生成醚，另一副产物 为分子间脱水生成的 O。 (4)分液漏斗使用前有两处需检漏，分别为上口及旋塞处；环己烯密度小于水，分液后应 从上口倒出。 (5)无水氯化钙具有干燥作用(或除水除醇)。 (6)观察蒸馏装置，可知不需要的仪器有吸滤瓶、球形冷凝管。 (7)环己烯的产率＝10 g÷ 20 g× 82 100 ×100%＝61%。 36．B1 F3 J1 [2013·新课标全国卷Ⅱ] [化学——选修 2：化学与技术]锌锰电池(俗称干电池)在生活 中的用量很大。两种锌锰电池的构造如图 0 所示。 两种干电池的构造示意图 图 0 回答下列问题： (1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为： Zn＋2NH4Cl＋2MnO2===Zn(NH3)2Cl2＋2MnOOH ①该电池中，负极材料主要是________，电解质的主要成分是________，正极发生的主 要 反 应 是 ________________________________________________________________________。 ② 与 普 通 锌 锰 电 池 相 比 ， 碱 性 锌 锰 电 池 的 优 点 及 其 理 由 是 ________________________________________________________________________。 (2)图 0 表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量 其他金属)。 一种回收利用废旧普通锌锰电池的工艺 图 0 ① 图 0 中 产 物 的 化 学 式 分 别 为 A________ ， B________________________________________________________________________。 ②操作 a 中得到熔块的主要成分是 K2MnO4。操作 b 中，绿色的 K2MnO4 溶液反应后生成紫 色 溶 液 和 一 种 黑 褐 色 固 体 ， 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 ③采用惰性电极电解 K2MnO4 溶液也能得到化合物 D，则阴极处得到的主要物质是 ________(填化学式)。 36．[答案] (1)①Zn NH4Cl MnO2＋NH＋ 4 ＋e－===MnOOH＋NH3 ②碱性电池不易发生电解质的泄漏，因为消耗的负极改装在电池的内部；碱性电池使用 寿命较长，因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可) (2)①ZnCl2 NH4Cl ②3MnO2－ 4 ＋2CO2===2MnO－ 4 ＋MnO2↓＋2CO2－ 3 ③H2 [解析] (1)①结合普通电池的主要反应可知，负极材料为 Zn，正极 MnO2 得电子形成 MnOOH， 电解质溶液即是 NH4Cl。②普通干电池的负极即是外壳，容易漏液；碱性锌锰干电池的金属外 壳在碱性条件下稳定性增强，使用寿命延长。(2)①黑色固体混合物即是 ZnCl2、NH4Cl、MnOOH， 可溶性物质 ZnCl2、NH4Cl 在加热过程中，NH4Cl 分解，直接得到固体 A 为 ZnCl2，分解产生的 NH3、HCl 冷却重新化合成 NH4Cl。②K2MnO4 反应得到紫色溶液即是 KMnO4 溶液，黑色固体即是 MnO2，即＋6 价 Mn 发生歧化反应，配平该反应即可。③阴极处为阳离子 H＋放电得到 H2。 27．C5 J1 J2 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工 业级氧化锌[含有 Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下： 工业 ZnO ――→稀硫酸 ① 浸出液 ――→调 pH 约为 5适量高锰酸钾溶液 ② ――→过滤 滤液――→Zn ③ ――→过滤 滤液――→Na2CO3 ④ ――→过滤 滤饼 ――→煅烧 ⑤ ZnO 提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。 回答下列问题： (1) 反 应 ② 中 除 掉 的 杂 质 离 子 是 ________ ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________； 在 加 高 锰 酸 钾 溶 液 前 ， 若 pH 较 低 ， 对 除 杂 的 影 响 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应③的反应类型为________ ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。 (3) 反 应 ④ 形 成 的 沉 淀 要 用 水 洗 ， 检 验 沉 淀 是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得 到产品 8.1 g，则 x 等于________。 27．[答案] (1)Fe2＋和 Mn2＋ MnO－ 4 ＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO－ 4 ＋3Mn2 ＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 (2)置换反应 镍 (3)取少量水洗液于试管中，滴入 1～2 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生 成，则说明沉淀已经洗涤干净 (4)1 [解析] (1)反应②加入强氧化剂，能将还原剂离子氧化至高价态，信息明确 Ni2＋不被氧 化，即是 Fe2＋和 Mn2＋被氧化除去；结合信息，欲除去该离子，被氧化后的高价离子应生成对 应的沉淀物，据氧化还原反应方程式的配平原理配平即可；若酸性较强，生成的沉淀将会发 生溶解。(2)反应③是 Zn 将 Ni2＋置换出来，那么滤渣成分是过量锌与产物镍。(3)分析流程图 可知反应④沉淀上吸附有杂质 SO2－ 4 ，因此，检验沉淀是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤 液，滴加硝酸酸化，再加入 Ba(NO3)2 溶液看是否有沉淀生成。(4)生成 ZnO 的质量为 8.1 g， n(ZnO) ＝ 8.1 g 81 g·mol－1 ＝ 0.1 mol ， 则 n(Zn) ＝ 0.1 mol ， 据 Zn 守 恒 ， 有 11.2 g 125 g·mol－1＋99 g·mol－1·x (1＋x)＝0.1 mol，解得 x＝1。 26．J1 J4 L2 L4 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁 醛。 图 0 发生的反应如下： CH3CH2CH2CH2OH ――→Na2Cr2O7 H2SO4 △CH3CH2CH2CHO 反应物和产物的相关数据列表如下： 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 水中溶解性 正丁醇 117.2 0.810 9 微溶 正丁醛 75.7 0.801 7 微溶 实验步骤如下： 将 6.0 g Na2Cr2O7 放入 100 mL 烧杯中，加 30 mL 水溶解，再缓慢加入 5 mL 浓硫酸，将所 得溶液小心转移至 B 中。在 A 中加入 4.0 g 正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开 始滴加 B 中溶液。滴加过程中保持反应温度为 90～95 ℃，在 E 中收集 90 ℃以下的馏分。 将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集 75～77 ℃馏分，产量 2.0 g。 回答下列问题： (1) 实 验 中 ， 能 否 将 Na2Cr2O7 溶 液 加 到 浓 硫 酸 中 ， 说 明 理 由 ________________________________________________________________________。 (2) 加 入 沸 石 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 若 加 热 后 发 现 未 加 沸 石 ， 应 采 取 的 正 确 方 法 是 ________________________________________________________________________。 (3)上述装置图中，B 仪器的名称是________，D 仪器的名称是________。 (4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________(填正确答案标号)。 a．润湿 b．干燥 c．检漏 d．标定 (5) 将 正 丁 醛 粗 产 品 置 于 分 液 漏 斗 中 分 水 时 ， 水 在 ________________________________________________________________________ 层(填“上”或“下”)。 (6) 反 应 温 度 应 保 持 在 90 ～ 95 ℃ ， 其 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7)本实验中，正丁醛的产率为________%。 26．[答案] (1)不能，易迸溅 (2)防止暴沸 冷却后补加 (3)滴液漏斗 直形冷凝管 (4)c (5)下 (6)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化 (7)51 [解析] (1)溶液加入浓硫酸，相当于水加入浓硫酸中，易使液体飞溅出来造成实验事故， 因此不能将 Na2Cr2O7 溶液加入到浓硫酸中。(2)沸石的作用是防止局部受热发生暴沸。加热后 发现未加沸石，只能选择停止加热，冷却后再添加沸石。(4)分液漏斗有接口，应首先检漏。 (5)正丁醛的密度小于水的密度，正丁醛在上层，水在下层。(6)正丁醇的沸点为 117.2 ℃， 正丁醛的沸点为 75.7 ℃，控制温度，一方面是为了蒸出正丁醛，另一方面避免温度过高醛基 被氧化。(7)结合 C4H10O→C4H8O，正丁醛的理论产量为 4 g×72 74 ，产率为 2 g 4 g×72 74 ×100%＝51%。 J2 物质的分离、提纯与检验 13.J2 [2013·江苏卷] 下列依据相关实验得出的结论正确的是( ) A．向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，该溶液一定是 碳酸盐溶液 B．用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液 C．将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯 D．向某溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含 Fe2＋ 13．D [解析] 所述溶液中含有 HCO － 3 也会有类似现象，A 项错误；焰色反应是元素的性 质，故原溶液也可能是 NaOH 溶液，B 项错误； SO2、甲醛、乙烯、丙烯等气体都能使溴水褪 色，C 项错误；向某溶液中加入 KSCN 溶液不变色，证明溶液中无 Fe3＋，滴加氯水后显红色则 证明溶液中有 Fe2＋被氧化成 Fe3＋，D 项正确。 27．J2 J4 [2013·安徽卷] 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏 生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含 SiO2、Fe2O3、CeO2 以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某 课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下： 图 0 (1)洗涤滤渣 A 的目的是为了除去________(填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是 ________________________________________________________________________。 (2) 第 ② 步 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________， 滤渣 B 的主要成分是________。 (3)萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物 TBP 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中 萃取出来，TBP________(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要 玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到的 Ce(OH)4 产品 0.536 g，加硫酸溶解后，用 0.100 0 mol·L－1 FeSO4 标准溶液滴定至终点时(铈被还原为 Ce3＋)，消耗 25.00 mL 标准溶液。该产品中 Ce(OH)4 的质 量分数为________。 27．[答案] (1)Fe3＋ 取最后一次洗涤液，加入 KSCN 溶液，若不出现红色，则已洗净； 反之，未洗净(其他合理答案均可) (2)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O SiO2(其他合理答案均可) (3)不能 分液漏斗 (4)97.0% [解析] (1)由流程图可知，利用滤渣 A 最终可回收铈，故可推知滤渣 A 中含有 CeO2 和不 溶于盐酸的 SiO2，滤液 A 中的溶质则为 Fe2O3 与盐酸反应生成的 FeCl3，滤渣 A 是从 FeCl3 溶液 中过滤得到，故洗涤滤渣 A 的目的是除去表面沾附的 Fe3＋；检验是否洗净可通过取最后一次 洗涤液，用 KSCN 溶液来检验洗涤液中是否含有 Fe3＋。(2)第②步是在酸性条件下，CeO2 与 H2O2 发生氧化还原反应，CeO2 被还原为 Ce3＋，则 H2O2 被氧化为 O2，故可写出反应的离子方程式；结 合(1)中分析可知滤渣 B 的主要成分是 SiO2。(3)由 TBP 可用作从水溶液中萃取铈离子的萃取 剂可知 TBP 不能与水互溶；萃取操作用到的仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等。(4)利 用电子守恒、原子守恒可得关系式：Ce(OH)4～Ce4＋～Fe2＋，由此可得 0.536 g 样品中含有 m[Ce(OH)4]＝0.100 0 mol·L－1×0.025 L×208 g·mol－1＝0.52 g，所以产品中 Ce(OH)4 的质 量分数为 0.52 g÷0.536 g×100%＝97.0%。 25．J2 J1 J4 D3 D4 [2013·福建卷] 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg (NO3)2 为研究对 象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下 4 种猜想： 甲：Mg(NO2)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2 (1) 实 验 前 ， 小 组 成 员 经 讨 论 认 定 猜 想 丁 不 成 立 ， 理 由 是 ________________________________________________________________________________ 。 查阅资料得知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 针对甲、乙、丙猜想，设计如图 0 所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)： 图 0 (2)实验过程 ①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃管(A)，观察到 E 中有气泡连 续 放 出 ， 表 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②称取 Mg(NO3)2 固体 3.7 g 置于 A 中，加热前通入 N2 以驱尽装置内的空气，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 关闭 k，用酒精灯加热时，正确操作是先____________，然后固定在管中固体部位下加热。 ③观察到 A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。 ④待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为 1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论 ①根据实验现象和剩余固体的质量，经分析可初步确认猜想________是正确的。 ②根据 D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有 O2，因为若有 O2，D 中将发 生 氧 化 还 原 反 应 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (填写化学方程式)，溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有 O2 存在，未检测到的 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。 25．[答案] (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物 O2 的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 O2 在通过装置 B 时已参与反应(或其他合理答案) [解析] (1)若 Mg(NO3)2 热分解产物为 MgO、NO2、N2，氮元素化合价部分由＋5 价降为＋4 价，另一部分由＋5 价降为 0 价，元素的化合价只降不升，不符合氧化还原反应原理，故猜想 丁不成立；(2)①整套装置所含仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃试管(A)， 观察到 E 中有气泡连续放出，表明装置气密性良好；②猜想甲、乙、丙中均有 O2，通常条件 下氮气的性质很稳定，则加热前通入 N2 驱尽装置内空气的目的是避免空气对产物 O2 的检验产 生干扰；加热试管中固体时要预热，正确的操作方法是移动酒精灯预热硬质玻璃管，然后固 定在有固体部位下加热；(3)①A 中有红棕色气体，说明硝酸镁热分解产物中含有 NO2；剩余固 体中加入适量水，未见明显现象，说明硝酸镁热分解产物中不含亚硝酸镁，也不含氮化镁， 因为 Mg(NO2)2 可溶于水，Mg3N2 与水发生双水解反应，生成白色沉淀和刺激性气味的气体，由 此推断猜想乙成立；②氧气具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应，生 成硫酸钠，配平可得：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4；实验时二氧化氮与氢氧化钠溶液反应可能存在 过量问题，若氢氧化钠不足，则 B 中不仅发生了反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，而且 可能发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2，即 O2 在通过装置 B 时已经参与 反应，导致硝酸镁热分解产生的氧气在 D 之前已经被消耗完全。 24．J2 H5 D2 B3 B4 [2013·福建卷] 二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。 (1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产 ClO2 方法。 ①用于电解的食盐水需先除去其中的 Ca2＋、Mg2＋、SO 2－ 4 等杂质。某次除杂操作时，往粗盐 水中先加入过量的________(填化学式)，至沉淀不再产生后，再加入过量的 Na2CO3 和 NaOH， 充 分 反 应 后 将 沉 淀 一 并 滤 去 。 经 检 测 发 现 滤 液 中 仍 含 有 一 定 量 的 SO 2－ 4 ， 其 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ [已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10、Ksp(BaCO3)＝5.1×10－9]。 ②该法工艺原理示意图如下。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3) 与盐酸反应生成 ClO2。工艺中可以利用的单质有________(填化学式)，发生器中生成 ClO2 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 图 0 (2)纤维素还原法制 ClO2 是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物 D 与 NaClO3 反应生成 ClO2。完成反应的化学方程式：Ｋ(D)＋24NaClO3＋12H2SO4===ＫClO2↑＋ＫCO2↑＋ 18H2O＋Ｋ________ (3)ClO2 和 Cl2 均能将电镀废水中的 CN－氧化为无毒的物质，自身被还原为 Cl－。处理含 CN －相同量的电镀废水，所需 Cl2 的物质的量是 ClO2 的________倍。 24．[答案] (1)①BaCl2 BaSO4 和 BaCO3 的 Ksp 相差不大，当溶液中存在大量 CO 2－ 3 时，BaSO4(s) 会部分转化为 BaCO3(s)(或其他合理答案) ②H2、Cl2 2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O (2) 1 C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4=== 24 ClO2↑＋ 6 CO2↑＋18H2O＋ 12 Na2SO4 (3)2.5 [解析] (1)①根据后加入的除杂试剂逆推，加入过量 Na2CO3 的目的是除去粗盐溶液中的 Ca2＋，加入过量 NaOH 的目的是除去粗盐溶液中的 Mg2＋，加入除杂试剂的目的是除去粗盐溶液 中的 SO2－ 4 ，除杂质时引入的新杂质需要后续步骤除去，因此应先加入过量的 BaCl2；BaSO4 和 BaCO3 的 Ksp 相差不大，当溶液中存在大量 CO 2－ 3 时，使 BaSO4(s)＋CO2－ 3 BaCO3(s)＋SO 2－ 4 的平 衡右移，BaSO4(s)会部分转化为 BaCO3(s)，所以滤液中仍含有 SO2－ 4 ；②由图中补充 Cl2 推断， 氯化氢合成塔中反应为 H2＋Cl2=====点燃2HCl，则该工艺流程中可以利用的单质是 H2、Cl2；二氧化 氯发生器中反应物为氯化钠、电解池中得到的 NaClO3 和氯化氢合成塔中得到的 HCl，生成物为 ClO2，可通入氯化氢合成塔中循环利用的 Cl2，可通入氯化钠电解槽中循环利用的 NaCl 和 H2O， 根据氯元素优先变为相邻价态可得，氯酸钠被还原为二氧化氯，氯化氢被氧化为氯气，配平 可得：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O；(2)纤维素是多糖，其水解的最终产物 是葡萄糖(C6H12O6)，所含氢为＋1 价、氧为－2 价，由葡萄糖中各元素化合价代数和为零可得 碳的平均化合价为 0 价，配平可得：C6H12O6＋24NaClO3＋12H2SO4===24ClO2↑＋6CO2↑＋18H2O＋ 12Na2SO4；(3)设处理含 CN－相同量的电镀废水时转移电子的物质的量均为 x mol，根据化合价 降低总数等于转移电子数可得关系式：①ClO2→Cl－～5e－，②Cl2→2Cl－～2e－，①②式中氧化 剂与转移电子数的物质的量之比等于化学计量数之比，则 n(ClO2)＝x mol×1 5 ＝0.2x mol，n(Cl2) ＝x mol×1 2 ＝0.5x mol，所以 n（Cl2） n（ClO2） ＝0.5 0.2 ＝2.5。 10．J1 J2 [2013·福建卷] 下列有关实验的做法不正确的是( ) A．分液时，分液漏斗中的上层液体应由上口倒出 B．用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体 C．配制 0.100 0 mol·L－1 氯化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流 D．检验 NH ＋ 4 时，往试样中加入 NaOH 溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气 体 10．D [解析] 分液时，分液漏斗中的下层液体先从下口放出，上层液体从上口倒出，A 项正确；碳酸氢钠受热易分解，生成二氧化碳、水和碳酸钠固体，而碳酸钠固体受热不分解， B 项正确；配制 0.100 0 mol·L－1 氯化钠溶液时，需要玻璃棒将液体引流转移到容量瓶中，C 项正确；检验 NH ＋ 4 时，往试样中加入 NaOH 溶液，微热，用湿润的红色石蕊试纸检验逸出的气 体，若试纸变蓝，说明试样中含有铵根离子，D 项错误。 32．F4 D4 C2 C3 B1 B3 A4 B4 C4 J2 [2013·广东卷] 银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的 工艺如下： 图 0 [注：Al(OH)3 和 Cu(OH)2 开始分解的温度分别为 450 ℃和 80 ℃] (1) 电 解 精 炼 银 时 ， 阴 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________； 滤渣 A 与稀 HNO3 反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方 程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)固体混合物 B 的组成为________；在生成固体 B 的过程中，需控制 NaOH 的加入量， 若 NaOH 过 量 ， 则 因 过 量 引 起 的 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式： CuO＋____Al2O3=====高温____CuAlO2＋________↑。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%，理论上 5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 ________mol CuAlO2，至少需要 1.0 mol·L－1 的 Al2(SO4)3 溶液________L。 (5)CuSO4 溶 液 也 可 用 于 制 备 胆 矾 ， 其 基 本 操 作 是 ________________________________________________________________________ ____________、过滤、洗涤和干燥。 32．[答案] (1)Ag＋＋e－===Ag 2NO＋O2===2NO2 (2)Al(OH)3 和 CuO Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O (3)4CuO＋2Al2O3=====高温4CuAlO2＋O2↑ (4)50 25 (5)蒸发浓缩，冷却结晶 [解析] (1)电解精炼银与电解精炼铜类似，纯银作阴极，粗银作阳极，硝酸银溶液作电 解液，阳极主要反应式为 Ag－e－===Ag＋，阴极反应式为 Ag＋＋e－===Ag；银是金属活动顺序表 中氢后金属，不溶于稀硫酸，因为稀硫酸是非氧化性酸，则滤渣 A 的主要成分是 Ag，稀硝酸 是氧化性酸，能溶解银，即 3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，产生的无色气体一氧化氮 在空气中迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体，即 2NO＋O2===2NO2；(2)CuAlO2 中氧为－2 价， 铝为＋3 价，则铜为＋1 价，其化学式也可以写为 Cu2O·Al2O3，相当于氧化亚铜和氧化铝按物 质的量之比为 1∶1 熔合在一起，由此逆推，固体 B 的主要成分是物质的量之比为 1∶1 的 Al(OH)3 和 CuO，因为 Cu(OH)2 开始分解的温度为 80 ℃，水的沸点大于 80 ℃，则煮沸前后发 生的反应为 Al3＋＋3OH－=== Al(OH)3↓、Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓、Cu(OH)2 =====80 ℃CuO＋H2O，Al(OH)3 开始分解的温度为 450 ℃，在惰性气体中锻烧时发生的反应为 2Al(OH)3 =====450 ℃Al2O3＋3H2O、 4CuO =====450 ℃2Cu2O＋O2↑；氢氧化铝是两性氢氧化物，NaOH 是强碱，过量的 NaOH 能溶解部分或 全部氢氧化铝，其离子方程式为 Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O，这必将导致目标产物产量的减 少；(3)根据氧化还原反应的特征推断，铜元素由＋2 价降为＋1 价，铝元素化合价不变，由 此推断反应前后升价元素一定是氧，且化合价由－2 价升为相邻的 0 价，即缺少的生成物为氧 气；根据化合价升降法配平可得：4CuO＋2Al2O3=====高温4CuAlO2＋O2↑；(4)5.0 kg＝5.0×103 g， 银铜合金废料中铜的质量为 5.0×103 g×63.5%，由m M ＝n 可知 n(Cu)为 5.0×103 g×63.5%÷ 63.5 g/mol＝50 mol，根据铜守恒则有关系式：Cu～CuAlO2，则铜完全转化可以变为 50 mol CuAlO2；根据铝守恒则有关系式：Al2(SO4)3～2CuAlO2，则至少需要 25 mol Al2(SO4)3；由 V＝n V 可求至少需要 V[Al2(SO4)3]＝25 mol÷1.0 mol/L＝25 L；(5)胆矾是硫酸铜溶液结晶析出的结 晶水合物 CuSO4·5H2O，从硫酸铜溶液中得到胆矾的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、 洗涤和干燥。 28．J1 J2 J3 J4 J5 [2013·全国卷] 制备氮化镁的装置示意图如下： 图 0 回答下列问题： (1) 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， a 的名称是____________，b 的名称是____________。 (2) 写 出 NaNO2 和 (NH4)2SO4 反 应 制 备 氮 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (3)C 的作用是____________________，D 的作用是______________，是否可以把 C 与 D 的 位 置 对 调 并 说 明 理 由 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 E 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及 现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)微热 b，这时 G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃 管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2=====△ 2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg=====△ Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把 润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸， 若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁 [解析] (1) 气密性检查的基本思路： 装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、 加水等)→描述现象→得出结论。(2) (NH4)2 SO4 与 NaNO2 发生氧化还原反应生成 N2。(3)硫酸 亚铁能被氧气氧化，故其作用是除去氧气。 浓硫酸的作用是除去水蒸气，如果 CD 对换，则 可能从硫酸亚铁溶液中带出水蒸气，无法干燥。(4)氮气与镁反应生成 Mg3N2。(5) 检验氮化镁 可根据氮化镁与水反应的现象判断，氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀，NH3 为碱性气 体，挥发出来，遇红色石蕊试纸后会使其变蓝。 10．J1 J2 [2013·全国卷] 下列操作不能达到目的的是( ) 选项 目的 操作 A 配制 100 mL 1.0 mol·L－1 CuSO4 溶液 将 25 g CuSO4·5H2O 溶于 100 mL 蒸馏水 中 B 除去 KNO3 中少量 NaCl 将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶， 过滤 C 在溶液中将 MnO － 4 完全转化为 Mn2＋ 向酸性 KMnO4 溶液中滴加 H2O2 溶液至紫色 消失 D 确定 NaCl 溶液中是否混有 Na2CO3 取少量溶液滴加 CaCl2 溶液，观察是否出 现白色沉淀 10.A [解析] 应将 25 g CuSO4·5H2O 配成 100 mL 溶液而不是溶于 100 mL 水中， A 项 错误；NaCl 的溶解度受温度的影响比较小，冷却结晶时 KNO3 大量析出，过滤可分离，B 项正 确；H2O2 具有还原性，可将紫色 MnO － 4 还原为无色的 Mn2＋，C 项正确；利用 Ca2＋与 CO 2－ 3 结合生 成 CaCO3 白色沉淀的反应来判断 Na2CO3 是否存在， D 项正确。 11.J1 J2 [2013·山东卷] 利用实验器材(规格和数量不限)能完成相应实验的一项是( ) 选项 实验器材(省略夹持装置) 相应实验 A 烧杯、玻璃棒、蒸发皿 CuSO4 溶液的浓缩结晶 B 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸 用盐酸除去 BaSO4 中少量 BaCO3 C 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 用固体 NaCl 配制 0.5 mol·L－1 的溶液 D 烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗 用溴水和 CCl4 除去 NaBr 溶液中少量 NaI 11.D [解析] CuSO4 溶液浓缩结晶需要加热，缺少酒精灯，A 项错误；用盐酸除去 BaSO4 中的 BaCO3，方法是将固体样品溶于盐酸中后过滤、洗涤，缺少组成过滤器的仪器——漏斗， B 项错误；配制一定物质的量浓度的 NaCl 溶液，需要称取一定质量的 NaCl，缺少称量用的托 盘天平，C 项错误；除去 NaBr 溶液中少量的 NaI，只需将溴水加入含有少量 NaI 的 NaBr 溶液 充分反应后，再采取萃取操作即可，因此需要的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗， D 项正确。 4．J1 J2 [2013·重庆卷] 按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性 的天然产物。下列说法错误的是( ) 图 0 A．步骤(1)需要过滤装置 B．步骤(2)需要用到分液漏斗 C．步骤(3)需要用到坩埚 D．步骤(4)需要蒸馏装置 4．C [解析] 样品粉末加入甲苯和甲醇后，形成的是固体和液体的混合物，步骤(1)得 到溶液和不溶性物质，应该采用过滤的方法，A 项正确；步骤(2)分离水层溶液和有机层溶液， 需要用到分液漏斗，B 项正确；步骤(3)从水层溶液得到固体粗产品，采用蒸发结晶的方法， 需要用到蒸发皿，C 项错误；步骤(4)从有机层溶液得到甲苯，应该采用蒸馏的方法，D 项正 确。 27．B3 C2 C3 J2 [2013·北京卷] 用含有 Al2O3、SiO2 和少量 FeO·xFe2O3 的铝灰制备 Al2(SO4)3·18H2O，工 艺流程如下(部分操作和条件略)： Ⅰ.向铝灰中加入过量稀 H2SO4，过滤； Ⅱ.向滤液中加入过量 KMnO4 溶液，调节溶液的 pH 约为 3； Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色； Ⅳ.加入 MnSO4 至紫红色消失，过滤； Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。 (1)H2SO4 溶 解 Al2O3 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将 MnO － 4 氧化 Fe2＋的离子方程式补充完整： 1 MnO－ 4 ＋ＫFe2＋＋Ｋ________＝ 1 Mn2＋＋ＫFe3＋＋Ｋ________ (3)已知： 生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8 注：金属离子的起始浓度为 0.1 mol·L－1 根 据 表 中 数 据 解 释 步 骤 Ⅱ 的 目 的 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知：一定条件下，MnO － 4 可与 Mn2＋反应生成 MnO2。 ① 向 Ⅲ 的 沉 淀 中 加 入 浓 盐 酸 并 加 热 ， 能 说 明 沉 淀 中 存 在 MnO2 的 现 象 是 ________________________________________________________________________。 ② Ⅳ 中 加 入 MnSO4 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 27．[答案] (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O (2)5 8H＋ 5 4H2O (3)pH 约为 3 时，Fe2＋和 Al3＋不能形成沉淀，将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，可使铁完全沉淀 (4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的 MnO－ 4 [解析] (2)首先根据化合价升降总数可知 Fe2＋、Fe3＋的化学计量数均为 5；然后根据电荷 守恒可知反应物中的缺项为 8H＋；最后根据原子守恒可知生成物中的缺项为 4H2O。 (3)向滤液中加入过量 KMnO4 溶液是为了将 Fe2＋氧化为 Fe3＋，因为 pH 约为 3 时，Fe3＋已经 完全沉淀，而 Al3＋还未沉淀，从而达到使铁元素完全沉淀的目的。 (4)①加热 MnO2 和浓盐酸的混合物可产生黄绿色的氯气。②根据题给已知条件可知，Ⅳ中 加入 MnSO4 是为了将过量 MnO － 4 沉淀为 MnO2，从而达到除去过量 MnO － 4 的目的。 12．J2 I1 L1 [2013·北京卷] 用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是( ) 图 0 乙烯的制备 试剂 X 试剂 Y A CH3CH2Br 与 NaOH 乙醇溶液共热 H2O KMnO4 酸性溶液 B CH3CH2Br 与 NaOH 乙醇溶液共热 H2O Br2 的 CCl4 溶液 C C2H5OH 与浓 H2SO4 加热至 170 ℃ NaOH 溶液 KMnO4 酸性溶液 D C2H5OH 与浓 H2SO4 加热至 170 ℃ NaOH 溶液 Br2 的 CCl4 溶液 12.B [解析] CH3CH2Br 与 NaOH 乙醇溶液共热制得的乙烯中混有挥发出来的乙醇，乙醇也 能使 KMnO4 酸性溶液褪色，但乙醇不能使 Br2 的 CCl4 溶液褪色，故 A 项应除杂，B 项无需除杂； C2H5OH 与浓硫酸加热至 170 ℃制得的乙烯中混有杂质 CO2、SO2 及水蒸气等，SO2 能使 KMnO4 酸性 溶液褪色，C 项应除杂；因反应 SO2＋Br2＋H2O===H2SO4＋2HBr 也能使 Br2 的 CCl4 溶液褪色，SO2 需除去，故 D 项应除杂。 8．B4 J2 [2013·北京卷] 下列解释事实的方程式不准确的是( ) A．用浓盐酸检验氨：NH3＋HCl===NH4Cl B．碳酸钠溶液显碱性：CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋OH－ C．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe－3e－===Fe3＋ D．长期盛放石灰水的试剂瓶内壁出现白色固体：Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 8．C [解析] 钢铁发生吸氧腐蚀时，负极的电极反应式应为 Fe－2e－===Fe2＋。 11．B2 J1 J2 N4 [2013·四川卷] 明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备 Al、K2SO4 和 H2SO4 的工艺过程如下所示： 图 0 焙烧明矾的化学方程式为 4KAl(SO4)2·12H2O＋3S===2K2SO4＋2Al2O3＋9SO2↑＋48H2O。 请回答下列问题。 (1)在焙烧明矾的反应中，还原剂是________。 (2) 从 水 浸 后 的 滤 液 中 得 到 K2SO4 晶 体 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Al2O3 在一定条件下可制得 AlN，其晶体结构如图所示，该晶体中 Al 的配位数是 ________。 图 0 (4)以 Al 和 NiO(OH)为电极，NaOH 溶液为电解液组成一种新型电池，放电时 NiO(OH)转化 为 Ni(OH)2 ， 该 电 池 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________。 (5)焙烧产生的 SO2 可用于制硫酸。已知 25 ℃、101 kPa 时： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH1＝－197 kJ/mol； H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44 kJ/mol； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJ/mol。 则： ① SO3(g) 与 H2O(l) 反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②焙烧 948 t 明矾(M＝474 g/mol)，若 SO2 的利用率为 96%，可生产质量分数为 98%的硫 酸________t。 11．[答案] (1)S(硫) (2)蒸发结晶 (3)4 (4)Al＋3NiO(OH)＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋3Ni(OH)2 (5)①SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130 kJ/mol ②432 [解析] (1)结合明矾煅烧的方程式可知，S 的化合价升高，被氧化，作还原剂。(2)从溶 液中得到晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(3)结合 AlN 的晶体图可推出处于晶胞体 心的 Al 与 4 个 N 直接相连，因此该晶体中 Al 的配位数为 4。(4)利用题中放电时信息可知 NiOOH 作正极(放电时发生还原反应)，则 Al 作负极，因电解质溶液为 NaOH，则放电时 Al 极发生氧 化 反 应 生 成 NaAlO2 ， 由 此 容 易 写 出 电 池 总 反 应 。 (5)① 首 先 写 出 该 反 应 为 SO3(g) ＋ H2O(l)===H2SO4(l)，利用盖斯定律，将方程式进行叠加：③－①－②×2，则ΔH＝－545 kJ/mol －(－197 kJ/mol)－(－44 kJ/mol)×2＝－260 kJ/mol；②结合题中给出煅烧明矾的方程式 可得关系式：4KAl(SO4)2·12H2O～9SO2～9H2SO4，可知 948 t 明矾可得到 98%的浓硫酸的质量为 948×106 g 474 g·mol－1×9 4 ×96%×98 g·mol－1 98% ×10－6 g·t－1＝432 t。 9．J2 J4 J5 [2013·四川卷] 为了探究 AgNO3 的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ.AgNO3 的氧化性 将光亮的铁丝伸入 AgNO3 溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 Fe 的氧化产物， 将溶液中的 Ag＋除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN 溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯 水。 (1)请完成下表： 操作 现象 结论 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 入 KSCN 溶液，振荡 ____①____ 存在 Fe3＋ 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 入____②____，振荡 ____③____ 存在 Fe2＋ 【实验结论】Fe 的氧化产物为 Fe2＋和 Fe3＋。 Ⅱ.AgNO3 的热稳定性 用下图所示的实验装置 A 加热 AgNO3 固体，产生红棕色气体，在装置 D 中收集到无色气 体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 图 0 (2) 装 置 B 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (3) 经 小 组 讨 论 并 验 证 该 无 色 气 体 为 O2 ， 其 验 证 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)【查阅资料】Ag2O 和粉末状的 Ag 均为黑色；Ag2O 可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag 和 Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实 验。 实验编号 操作 现象 a 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解 b 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出 AgNO3 固体热分解的产物有________。 9．[答案] (1)①溶液呈红色 ②K3[Fe(CN)6]溶液 ③产生蓝色沉淀 (2)防倒吸 (3)用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为 O2 (4)①b ②Ag、NO2、O2 [解析] (1)Fe3＋与 KSCN 溶液混合生成 Fe(SCN)3 血红色溶液，Fe2＋与 K3[Fe(CN)6]溶液反应 生成蓝色沉淀，故看到溶液变为血红色，说明含有 Fe3＋，若加入 K3[Fe(CN)6]溶液，看到有蓝 色沉淀，说明溶液中含有 Fe2＋。(2)装置 B 连接反应装置 A 和除杂装置 C，为防止 C 装置中的 水进入加热的试管，所以 B 装置起到安全瓶作用，防倒吸。(3)氧气可使带火星的木条复燃， 据此可进行实验设计。(4)结合题干【查阅资料】提供的信息知，氨水能溶解 Ag2O，因此实验 a 可确定产物只含 Ag；Ag2O、Ag 均可溶于稀硝酸，但只有 Ag 与稀硝酸发生氧化还原反应放出 气体，故实验 b 只能确定含有 Ag，不能判断是否含有 Ag2O。 8．J2 L2 M2 [2013·浙江卷] 下列说法正确的是( ) A．实验室从海带提取单质碘的方法是取样→灼烧→溶解→过滤→萃取 B．用乙醇和浓 H2SO4 制备乙烯时，可用水浴加热控制反应的温度 C．氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器 中 D．将(NH4)2SO4、CuSO4 溶液分别加入蛋白质溶液，都出现沉淀，表明二者均可使蛋白质变 性 8．C [解析] 从海带中提取碘，需要将 I－氧化，缺少此步操作，A 项错误；用乙醇和浓 硫酸制乙烯时，需加热到 170 ℃，水浴加热达不到这一温度要求，B 项错误；氯离子存在时 会破坏铝表面的氧化膜，加速铝的腐蚀，C 项正确； (NH4)2SO4 使蛋白质发生盐析，而非变性， D 项错误。 26．J1 J2 J5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实 验装置如下： OH ――→浓 H2SO4 △ ＋H2O 图 0 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 溶解性 环己醇 100 0.961 8 161 微溶于水 环己烯 82 0.810 2 83 难溶于水 合成反应： 在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷 却水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 ℃。 分离提纯： 将反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯 化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净的环己烯 10 g。 回答下列问题： (1)装置 b 的名称是________。 (2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正 确操作是________(填正确答案标号)。 A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料 (3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________________。 (4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏 斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。 (6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。 A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。 A．41% B．50% C．61% D．70% 26．[答案] (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)O (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)C D (7)C [解析] (1)冷凝管有直形冷凝管、空气冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管。根据形状进 行识别，可知装置 b 的名称为直形冷凝管。 (2)碎瓷片具有防止暴沸的作用；在加热开始后发现没加沸石，应停止加热，待稍冷却后 再加入沸石，否则易发生爆炸。 (3)醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去生成烯或分子间脱水生成醚，另一副产物 为分子间脱水生成的 O。 (4)分液漏斗使用前有两处需检漏，分别为上口及旋塞处；环己烯密度小于水，分液后应 从上口倒出。 (5)无水氯化钙具有干燥作用(或除水除醇)。 (6)观察蒸馏装置，可知不需要的仪器有吸滤瓶、球形冷凝管。 (7)环己烯的产率＝10 g÷ 20 g× 82 100 ×100%＝61%。 13．J2 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的 是( ) 选项 目的 分离方法 原理 A 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去 KNO3 固体中混杂的 NaCl 重结晶 NaCl 在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 13.D [解析] 乙醇与水互溶，不能萃取水中的碘，A 项错误；乙酸乙酯与乙醇互溶，无 分层现象，无法进行分液，B 项错误；利用 KNO3 的溶解度随温度变化较大，用重结晶法分离出 氯化钠，而非因氯化钠在水中的溶解度很大，C 项错误；乙醚与丁醇的沸点相差较大，进行蒸 馏分离，D 项正确。 27．C5 J1 J2 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工 业级氧化锌[含有 Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下： 工业 ZnO ――→稀硫酸 ① 浸出液 ――→调 pH 约为 5适量高锰酸钾溶液 ② ――→过滤 滤液――→Zn ③ ――→过滤 滤液――→Na2CO3 ④ ――→过滤 滤饼 ――→煅烧 ⑤ ZnO 提示：在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是 MnO2。 回答下列问题： (1) 反 应 ② 中 除 掉 的 杂 质 离 子 是 ________ ， 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________； 在 加 高 锰 酸 钾 溶 液 前 ， 若 pH 较 低 ， 对 除 杂 的 影 响 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应③的反应类型为________ ，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有________。 (3) 反 应 ④ 形 成 的 沉 淀 要 用 水 洗 ， 检 验 沉 淀 是 否 洗 涤 干 净 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2。取干燥后的滤饼 11.2 g，煅烧后可得 到产品 8.1 g，则 x 等于________。 27．[答案] (1)Fe2＋和 Mn2＋ MnO－ 4 ＋3Fe2＋＋7H2O===3Fe(OH)3↓＋MnO2↓＋5H＋，2MnO－ 4 ＋3Mn2 ＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质 (2)置换反应 镍 (3)取少量水洗液于试管中，滴入 1～2 滴稀硝酸，再滴入硝酸钡溶液，若无白色沉淀生 成，则说明沉淀已经洗涤干净 (4)1 [解析] (1)反应②加入强氧化剂，能将还原剂离子氧化至高价态，信息明确 Ni2＋不被氧 化，即是 Fe2＋和 Mn2＋被氧化除去；结合信息，欲除去该离子，被氧化后的高价离子应生成对 应的沉淀物，据氧化还原反应方程式的配平原理配平即可；若酸性较强，生成的沉淀将会发 生溶解。(2)反应③是 Zn 将 Ni2＋置换出来，那么滤渣成分是过量锌与产物镍。(3)分析流程图 可知反应④沉淀上吸附有杂质 SO2－ 4 ，因此，检验沉淀是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤 液，滴加硝酸酸化，再加入 Ba(NO3)2 溶液看是否有沉淀生成。(4)生成 ZnO 的质量为 8.1 g， n(ZnO) ＝ 8.1 g 81 g·mol－1 ＝ 0.1 mol ， 则 n(Zn) ＝ 0.1 mol ， 据 Zn 守 恒 ， 有 11.2 g 125 g·mol－1＋99 g·mol－1·x (1＋x)＝0.1 mol，解得 x＝1。 J3 气体的制取 8.J3 [2013·安徽卷] 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图 0 所示(省 略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是( ) 图 0 选项 a 中的物质 b 中的物质 c 中收集的气体 d 中的物质 A 浓氨水 CaO NH3 H2O B 浓硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH 溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 浓盐酸 MnO2 Cl2 NaOH 溶液 8.B [解析] NH3 的密度小于空气，收集时需用向下排空气法，即 c 中导管应是“短进长 出”，A 项错误；SO2 的密度大于空气，收集时需用向上排空气法，即 c 中导管应是“长进短 出”，尾气可用碱液吸收，B 项正确；制取 NO2 需选用 Cu 与浓硝酸反应，C 项错误；采用浓盐 酸与 MnO2 制取氯气时需要加热，D 项错误。 33．J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力， 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和 CCl4 于试管中， ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能，而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0)，并作相应标注。 图 0 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一 段 时 间 后 ， 可 观 察 到 负 极 ________________________________________________________________________________ 。 ③甲 乙两 种原 电 池中 可更 有 效地 将 化学 能转 化 为电 能的 是 ________ ，其 原因 是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中 应选________作阳极。 33．[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO－ ③向试管中滴加 NaBr 溶液，振荡、静置。试管中液体分层，上层接近无色，下层为橙红 色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2＋的接触，提高电池效率，提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等， A 项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进， 从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B 项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞， 氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理，既 防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C 项正确；氯气与 NaOH 溶液反应 Cl2＋2NaOH===NaClO＋ NaCl＋H2O，因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气，D 项错误；②氯气与水发生可逆反应 Cl2 ＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含 H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中 具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或 铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较 强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶 液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)； ②金属活动性 Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后， 负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转 化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不 会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部 转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质 溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴 极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)， 此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。 28．J1 J2 J3 J4 J5 [2013·全国卷] 制备氮化镁的装置示意图如下： 图 0 回答下列问题： (1) 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， a 的名称是____________，b 的名称是____________。 (2) 写 出 NaNO2 和 (NH4)2SO4 反 应 制 备 氮 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (3)C 的作用是____________________，D 的作用是______________，是否可以把 C 与 D 的 位 置 对 调 并 说 明 理 由 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 E 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及 现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)微热 b，这时 G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃 管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2=====△ 2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg=====△ Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把 润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸， 若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁 [解析] (1) 气密性检查的基本思路： 装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、 加水等)→描述现象→得出结论。(2) (NH4)2 SO4 与 NaNO2 发生氧化还原反应生成 N2。(3)硫酸 亚铁能被氧气氧化，故其作用是除去氧气。 浓硫酸的作用是除去水蒸气，如果 CD 对换，则 可能从硫酸亚铁溶液中带出水蒸气，无法干燥。(4)氮气与镁反应生成 Mg3N2。(5) 检验氮化镁 可根据氮化镁与水反应的现象判断，氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀，NH3 为碱性气 体，挥发出来，遇红色石蕊试纸后会使其变蓝。 J4 综合实验(实验方案的设计与评价) 19.J4 [2013·江苏卷] 柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O) 通过下列反应制备： FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4 FeCO3＋C6H8O7===FeC6H6O7＋CO2↑＋H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L－1 计算)。 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe3＋ 1.1 3.2 Al3＋ 3.0 5.0 Fe2＋ 5.8 8.8 (1)制备 FeCO3 时，选用的加料方式是________(填字母)，原因是____________。 a．将 FeSO4 溶液与 Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中 b．将 FeSO4 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3 溶液的反应容器中 c．将 Na2CO3 溶液缓慢加入到盛有 FeSO4 溶液的反应容器中 (2) 生 成 的 FeCO3 沉 淀 需 经 充 分 洗 涤 ， 检 验 洗 涤 是 否 完 全 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)将制得的 FeCO3 加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 ℃下搅拌反应。 ①铁粉的作用是________________。 ② 反 应 结 束 后 ， 无 需 过 滤 ， 除 去 过 量 铁 粉 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶 体 。 分 离 过 程 中 加 入 无 水 乙 醇 的 目 的 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾， 再合成柠檬酸亚铁。请结合图 0 的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备 FeSO4·7H2O 晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和 NaOH 溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀 硫酸充分反应，____________，得到 FeSO4 溶液，__________，得到 FeSO4·7H2O 晶体。 图 0 19．[答案] (1)c 避免生成 Fe(OH)2 沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液 1～2 mL 于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的 BaCl2 溶液，若 无白色沉淀产生，则表明已洗涤干净 (3)①防止＋2 价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出 (5)过滤，向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加 NaOH 溶液调节反应液的 pH 约 为 5，过滤(或过滤，向滤液中滴加过量的 NaOH 溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足 量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤) (滴加稀硫酸酸化，)加 热浓缩得到 60 ℃饱和溶液，冷却至 0 ℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥 [解析] (1)Na2CO3 溶液显碱性，若将 Fe2＋加入时，会生成 Fe(OH)2 沉淀。所以应将 Na2CO3 溶液加入 FeSO4 溶液中。(2)由制备 FeCO3 的方程式知，沉淀表面会附有 Na2SO4，故只要检验洗 涤液中是否含有 SO2－ 4 ，即可证明沉淀是否洗净。(3)①Fe2＋在溶解过程中，易被氧化成 Fe3＋， 加入铁粉可以使 Fe3＋还原为 Fe2＋。②过量的铁粉用柠檬酸溶解，可得更多产物柠檬酸亚铁。 (4)柠檬酸亚铁晶体在乙醇中的溶解量比在水中的小，故有利于其析出。(5)硫铁矿烧渣中加 入稀硫酸，SiO2 不溶，先过滤除去。含有的 Fe2O3 和 Al2O3 被溶解成 Fe3＋和 Al3＋，加入铁粉，可 以将 Fe3＋还原为 Fe2＋，以增加 FeSO4 的产量。然后调节 pH 为 5，除去 Al3＋，此时溶液仅为 FeSO4。 从溶解度曲线知，在 60 ℃时 FeSO4 的溶解度最大，故将温度控制在 60 ℃时，可获得含量最 多的 FeSO4，降低温度到 0 ℃，可析出 FeSO4·7H2O 晶体。 28．G5 J4 [2013·安徽卷] 某酸性工业废水中含有 K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将 其中的 Cr2O 2－ 7 转化为 Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应 起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下： (1)在 25 ℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始 pH 和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 实验编号 初始 pH 废水样品 体积/mL 草酸溶液 体积/mL 蒸馏水 体积/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 测得实验①和②溶液中的 Cr2O 2－ 7 浓度随时间变化关系如图 0 所示。 图 0 (2)上述反应后草酸被氧化为________(填化学式)。 (3) 实 验 ① 和 ② 的 结 果 表 明 ________________________________________________________________________； 实验①中 0～t1 时间段反应速率 v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代数式表示)。 (4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成 假设二和假设三： 假设一：Fe2＋起催化作用； 假 设 二 ： ________________________________________________________________________； 假 设 三 ： ________________________________________________________________________； …… (5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。 [除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有 K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、 Al2(SO4)3 等。溶液中 Cr2O 2－ 7 的浓度可用仪器测定] 实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论 28.[答案] (1) 实验编号 初始 pH 废水样品 体积/mL 草酸溶液 体积/mL 蒸馏水 体积/mL ③ 20 20 (2)CO2 (3)溶液 pH 对该反应的速率有影响 2（c0－c1） t1 (4)Al3＋起催化作用 SO 2－ 4 起催化作用 (5) 实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论 用等物质的量 K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O 代替实 验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验 ①相同，进行对比实验 反应进行相同时间后，若溶液中 c(Cr2O2－ 7 )大 于实验①中的 c(Cr2O2－ 7 )，则假设一成立；若 两溶液中的 c(Cr2O2－ 7 )相同，则假设一不成立 (本题属于开放性试题，合理答案均可) [解析] (1)三组实验加入废水的体积相同，为保证废水样品初始浓度相同，则应保证加 入草酸、蒸馏水后的反应液总体积都相等。为探究不同草酸浓度对反应的影响，实验③需改 变加入草酸溶液体积与蒸馏水的体积，参照实验①、②可知实验③加入草酸溶液体积与蒸馏 水的体积之和应是 40 mL。(2)草酸中碳元素为＋3 价，因此草酸被氧化后生成 CO2。(3)实验 ①、②只有反应的 pH 不同，故结合 c(Cr2O2－ 7 )随时间的变化图示知溶液的 pH 对反应速率有影 响；v(Cr3＋)＝2v(Cr2O2－ 7 )＝2（c0－c1） t1 。(4)铁明矾溶液中存在 Fe2＋、Al3＋、SO2－ 4 ，均有可能起 催化作用，因此假设二、三分别假设 Al3＋、SO 2－ 4 具有催化作用。(5)可采用对比实验，采取逐 一验证其催化作用的离子，如用等物质的量明矾代替实验①中的铁明矾，控制其他实验条件 与实验①相同，通过看相同时间内 c(Cr2O2－ 7 )的变化，从而得知假设一是否正确。 27．J2 J4 [2013·安徽卷] 二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏 生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含 SiO2、Fe2O3、CeO2 以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某 课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下： 图 0 (1)洗涤滤渣 A 的目的是为了除去________(填离子符号)，检验该离子是否洗净的方法是 ________________________________________________________________________。 (2) 第 ② 步 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________， 滤渣 B 的主要成分是________。 (3)萃取是分离稀土元素的常用方法，已知化合物 TBP 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中 萃取出来，TBP________(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主要 玻璃仪器有________、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到的 Ce(OH)4 产品 0.536 g，加硫酸溶解后，用 0.100 0 mol·L－1 FeSO4 标准溶液滴定至终点时(铈被还原为 Ce3＋)，消耗 25.00 mL 标准溶液。该产品中 Ce(OH)4 的质 量分数为________。 27．[答案] (1)Fe3＋ 取最后一次洗涤液，加入 KSCN 溶液，若不出现红色，则已洗净； 反之，未洗净(其他合理答案均可) (2)2CeO2＋H2O2＋6H＋===2Ce3＋＋O2↑＋4H2O SiO2(其他合理答案均可) (3)不能 分液漏斗 (4)97.0% [解析] (1)由流程图可知，利用滤渣 A 最终可回收铈，故可推知滤渣 A 中含有 CeO2 和不 溶于盐酸的 SiO2，滤液 A 中的溶质则为 Fe2O3 与盐酸反应生成的 FeCl3，滤渣 A 是从 FeCl3 溶液 中过滤得到，故洗涤滤渣 A 的目的是除去表面沾附的 Fe3＋；检验是否洗净可通过取最后一次 洗涤液，用 KSCN 溶液来检验洗涤液中是否含有 Fe3＋。(2)第②步是在酸性条件下，CeO2 与 H2O2 发生氧化还原反应，CeO2 被还原为 Ce3＋，则 H2O2 被氧化为 O2，故可写出反应的离子方程式；结 合(1)中分析可知滤渣 B 的主要成分是 SiO2。(3)由 TBP 可用作从水溶液中萃取铈离子的萃取 剂可知 TBP 不能与水互溶；萃取操作用到的仪器有分液漏斗、烧杯、玻璃棒、量筒等。(4)利 用电子守恒、原子守恒可得关系式：Ce(OH)4～Ce4＋～Fe2＋，由此可得 0.536 g 样品中含有 m[Ce(OH)4]＝0.100 0 mol·L－1×0.025 L×208 g·mol－1＝0.52 g，所以产品中 Ce(OH)4 的质 量分数为 0.52 g÷0.536 g×100%＝97.0%。 25．J2 J1 J4 D3 D4 [2013·福建卷] 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以 Mg (NO3)2 为研究对 象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下 4 种猜想： 甲：Mg(NO2)2、NO2、O2 乙：MgO、NO2、O2 丙：Mg3N2、O2 丁：MgO、NO2、N2 (1) 实 验 前 ， 小 组 成 员 经 讨 论 认 定 猜 想 丁 不 成 立 ， 理 由 是 ________________________________________________________________________________ 。 查阅资料得知：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。 针对甲、乙、丙猜想，设计如图 0 所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)： 图 0 (2)实验过程 ①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃管(A)，观察到 E 中有气泡连 续 放 出 ， 表 明 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②称取 Mg(NO3)2 固体 3.7 g 置于 A 中，加热前通入 N2 以驱尽装置内的空气，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 关闭 k，用酒精灯加热时，正确操作是先____________，然后固定在管中固体部位下加热。 ③观察到 A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。 ④待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为 1.0 g。 ⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。 (3)实验结果分析讨论 ①根据实验现象和剩余固体的质量，经分析可初步确认猜想________是正确的。 ②根据 D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有 O2，因为若有 O2，D 中将发 生 氧 化 还 原 反 应 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (填写化学方程式)，溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有 O2 存在，未检测到的 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。 25．[答案] (1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案) (2)①装置气密性良好 ②避免对产物 O2 的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管 (3)①乙 ②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4 O2 在通过装置 B 时已参与反应(或其他合理答案) [解析] (1)若 Mg(NO3)2 热分解产物为 MgO、NO2、N2，氮元素化合价部分由＋5 价降为＋4 价，另一部分由＋5 价降为 0 价，元素的化合价只降不升，不符合氧化还原反应原理，故猜想 丁不成立；(2)①整套装置所含仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭 k，微热硬质玻璃试管(A)， 观察到 E 中有气泡连续放出，表明装置气密性良好；②猜想甲、乙、丙中均有 O2，通常条件 下氮气的性质很稳定，则加热前通入 N2 驱尽装置内空气的目的是避免空气对产物 O2 的检验产 生干扰；加热试管中固体时要预热，正确的操作方法是移动酒精灯预热硬质玻璃管，然后固 定在有固体部位下加热；(3)①A 中有红棕色气体，说明硝酸镁热分解产物中含有 NO2；剩余固 体中加入适量水，未见明显现象，说明硝酸镁热分解产物中不含亚硝酸镁，也不含氮化镁， 因为 Mg(NO2)2 可溶于水，Mg3N2 与水发生双水解反应，生成白色沉淀和刺激性气味的气体，由 此推断猜想乙成立；②氧气具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者发生氧化还原反应，生 成硫酸钠，配平可得：2Na2SO3＋O2===2Na2SO4；实验时二氧化氮与氢氧化钠溶液反应可能存在 过量问题，若氢氧化钠不足，则 B 中不仅发生了反应 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，而且 可能发生如下反应：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO、2NO＋O2===2NO2，即 O2 在通过装置 B 时已经参与 反应，导致硝酸镁热分解产生的氧气在 D 之前已经被消耗完全。 33．J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力， 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和 CCl4 于试管中， ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能，而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0)，并作相应标注。 图 0 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一 段 时 间 后 ， 可 观 察 到 负 极 ________________________________________________________________________________ 。 ③甲 乙两 种原 电 池中 可更 有 效地 将 化学 能转 化 为电 能的 是 ________ ，其 原因 是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中 应选________作阳极。 33．[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO－ ③向试管中滴加 NaBr 溶液，振荡、静置。试管中液体分层，上层接近无色，下层为橙红 色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2＋的接触，提高电池效率，提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等， A 项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进， 从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B 项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞， 氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理，既 防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C 项正确；氯气与 NaOH 溶液反应 Cl2＋2NaOH===NaClO＋ NaCl＋H2O，因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气，D 项错误；②氯气与水发生可逆反应 Cl2 ＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含 H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中 具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或 铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较 强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶 液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)； ②金属活动性 Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后， 负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转 化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不 会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部 转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质 溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴 极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)， 此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。 23．J4 D3 D4 I2 C3 [2013·广东卷] 下列实验的现象与对应结论均正确的是( ) 选项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧化性 B 常温下将 Al 片放入浓硝酸中 无明显现象 Al 与浓硝酸不反应 C 将一小块 Na 放入无水乙醇中 产生气泡 Na 能置换出醇羟基中的氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反应 23.AC [解析] 浓硫酸具有脱水性，能使蔗糖脱水炭化而变黑，生成单质碳和水，浓硫 酸和水混合时放出大量的热量，单质碳与浓硫酸发生氧化还原反应，生成二氧化碳和二氧化 硫气体，使黑色固体体积膨胀，说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性，A 项正确；常温下浓硝酸 能使铝钝化，表面生成一层致密的保护膜，阻止内层金属与酸的反应，钝化是化学变化， B 项错误；金属钠置换了乙醇羟基中的氢，生成氢气和乙醇钠，C 项正确；黑色的铁粉高温下与 水蒸气发生置换反应，生成黑色四氧化三铁固体和氢气，D 项错误。 28．J1 J2 J3 J4 J5 [2013·全国卷] 制备氮化镁的装置示意图如下： 图 0 回答下列问题： (1) 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， a 的名称是____________，b 的名称是____________。 (2) 写 出 NaNO2 和 (NH4)2SO4 反 应 制 备 氮 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (3)C 的作用是____________________，D 的作用是______________，是否可以把 C 与 D 的 位 置 对 调 并 说 明 理 由 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 E 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及 现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)微热 b，这时 G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃 管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2=====△ 2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg=====△ Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把 润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸， 若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁 [解析] (1) 气密性检查的基本思路： 装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、 加水等)→描述现象→得出结论。(2) (NH4)2 SO4 与 NaNO2 发生氧化还原反应生成 N2。(3)硫酸 亚铁能被氧气氧化，故其作用是除去氧气。 浓硫酸的作用是除去水蒸气，如果 CD 对换，则 可能从硫酸亚铁溶液中带出水蒸气，无法干燥。(4)氮气与镁反应生成 Mg3N2。(5) 检验氮化镁 可根据氮化镁与水反应的现象判断，氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀，NH3 为碱性气 体，挥发出来，遇红色石蕊试纸后会使其变蓝。 30．C5 J4 [2013·山东卷] TiO2 既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。 (1)实验室利用反应 TiO2 (s)＋CCl4(g)=====△ TiCl4 (g) ＋CO2 (g) ，在无水无氧条件下制 备 TiCl4，实验装置示意图如下： 图 0 有关物质性质如下表： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他 CCl4 －23 76 与 TiCl4 互溶 TiCl4 －25 136 遇潮湿空气产生白雾 仪 器 A 的 名 称 是 ________ 。 装 置 E 中 的 试 剂 是 ________________________________________________________________________。 反应开始前依次进行如下操作： 组装仪器、________________、加装药品、通 N2 一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的 操作包括：①停止通 N2；②熄灭酒精灯；③冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。 欲分离 D 中的液态混合物，所采用操作的名称是________。 (2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含 Fe2O3、SiO2 等杂质)制备 TiO2 的有关反应包括： 酸溶 FeTiO3(s) ＋2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)＋TiOSO4(aq)＋2H2O(l) 水解 TiOSO4(aq)＋2H2O(l) =====90 ℃H2TiO3(s)＋H2SO4(aq) 简要工艺流程如下： 图 0 ①试剂 A 为________。钛液Ⅰ需冷却至 70 ℃左右，若温度过高会导致产品 TiO2 收率降低， 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②取少量酸洗后的 H2TiO3，加入盐酸并振荡，滴加 KSCN 溶液后无明显现象，再加 H2O2 后 出现微红色，说明 H2TiO3 中存在的杂质离子是________。这种 H2TiO3 即使用水充分洗涤，煅 烧后获得的 TiO2 也会发黄，发黄的杂质是________(填化学式)。 30．[答案] (1)干燥管 浓 H2SO4 检查气密性 ②③① 分馏(或蒸馏) (2)①Fe 温度过高会导致 TiOSO4 提前水解，产生 H2TiO3 沉淀 ②Fe2＋ Fe2O3 [解析] (1)利用有关物质的性质和实验目的，可知在装置 D 中冷却得到液态 TiCl4，则 E 中需盛装浓硫酸试剂，目的是为防止空气中水蒸气进入 D 与 TiCl4 发生水解反应；该反应流程 中有气体参与和生成，因此在组装好仪器，添加药品前需要检查装置的气密性；实验结束时， 为防止 D 中液体产物倒吸入装置 C 中，应熄灭酒精灯，然后让产品在氮气流中冷却到室温， 最后再停止通入氮气；D 中为互溶的 CCl4 与 TiCl4 液体，二者沸点相差较大，因此可采用蒸馏 或分馏的方法对该混合物进行分离提纯。(2)① 利用题中信息可知铁钛矿采用硫酸酸溶后的 钛液Ⅰ中含有 FeSO4、TiOSO4 以及铁钛矿中杂质 Fe2O3 与 H2SO4 作用生成 Fe2(SO4)3，利用流程知 加入试剂 A 的目的是将 Fe3＋还原为 Fe2＋，遵循除杂不引入新杂质的原则可知试剂 A 是铁；利 用题中 TiOSO4 发生水解的信息知，若得到钛液Ⅰ温度过高，TiOSO4 提前发生水解生成 H2TiO3 沉淀，与硫酸亚铁晶体一起被过滤去，会造成 Ti 损失。② 利用题中叙述的实验现象可知溶 液中含有 Fe2＋；H2TiO3 中含有的杂质 Fe2＋在加热过程中发生氧化反应，转化为 Fe2O3 导致获得 的 TiO2 发黄。 9．C3 F4 J1 J4 [2013·天津卷] FeCl3 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程 制备无水 FeCl3，再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。 Ⅰ.经查阅资料得知：无水 FeCl3 在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3 的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下： 图 0 ①检验装置的气密性； ②通入干燥的 Cl2，赶尽装置中的空气； ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成； ④…… ⑤体系冷却后，停止通入 Cl2，并用干燥的 N2 赶尽 Cl2，将收集器密封。 请回答下列问题： (1) 装 置 A 中 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)第③步加热后，生成的烟状 FeCl3 大部分进入收集器，少量沉积在反应管 A 右端。要 使 沉 积 的 FeCl3 进 入 收 集 器 ， 第 ④ 步 操 作 是 ________________________________________________________________________。 (3)操作步骤中，为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有(填步骤序号)________。 (4) 装 置 B 中 冷 水 浴 的 作 用 为 ________________________________________________________________________； 装置 C 的名称为________；装置 D 中 FeCl2 全部反应后，因失去吸收 Cl2 的作用而失效， 写出检验 FeCl2 是否失效的试剂：________。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。 Ⅱ.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3 溶液吸收 H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为 电极，在一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3 与 H2S 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7) 电 解 池 中 H ＋ 在 阴 极 放 电 产 生 H2 ， 阳 极 的 电 极 反 应 式 为 ________________________________________________________________________。 (8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点： ① H2S 的 原 子 利 用 率 为 100% ； ②________________________________________________________________________。 9．[答案] (1)2Fe＋ 3Cl2=====△ 2FeCl3 (2)在沉积的 FeCl3 固体下方加热 (3)②⑤ (4)冷却，使 FeCl3 沉积，便于收集产品 干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3＋＋ H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋ (7)Fe2＋－e－===Fe3＋ (8)FeCl3 得到循环利用 [解析] (1)Cl2 与铁屑加热发生反应 2Fe＋3Cl2=====△ 2FeCl3。 (2)根据 FeCl3 加热易升华，可在沉积 FeCl3 固体的下方用酒精灯加热，使 FeCl3 全部进入 收集器。 (3)第②步通入干燥的 Cl2 和第⑤步通入干燥的 N2，都是防止 FeCl3 潮解所采取的措施。 (4)装置 B 中冷水浴的作用是冷却 FeCl3，便于产品收集；Fe2＋遇 K3[Fe(CN)6]溶液变蓝， 故可用 K3[Fe(CN)6]溶液检验 FeCl2 是否完全反应。 (5)用 NaOH 溶液吸收含 Cl2 的尾气。 (6)FeCl3 溶液吸收 H2S 有单质硫生成，故该反应的离子方程式为 2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓ ＋2H＋。 (7)惰性电极电解 FeCl2 和 HCl 的混合溶液，由于还原性 Fe2＋＞Cl－，所以 Fe2＋优先在阳极 上失去电子被氧化成 Fe3＋。 (8)实验Ⅱ中 FeCl3 溶液吸收 H2S 后变成 FeCl2 和 HCl 的混合溶液，通过电解又变成 FeCl3 溶液，所以 FeCl3 溶液的循环利用是该实验的又一个优点。 28．D2 D3 J4 [2013·北京卷] 某学生对 SO2 与漂粉精的反应进行实验探究： 操作 现象 取 4 g 漂粉精固体，加入 100 mL 水 部分固体溶解，溶液略有颜色 过滤，测漂粉精溶液的 pH pH 试纸先变蓝(约为 12)，后褪色 A ⅰ.液面上方出现白雾 ⅱ.稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色 ⅲ.稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去 (1)Cl2 和 Ca(OH)2 制 取 漂 粉 精 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)pH 试 纸 颜 色 的 变 化 说 明 漂 粉 精 溶 液 具 有 的 性 质 是 ________________________________________________________________________________ 。 (3)向水中持续通入 SO2，未观察到白雾。推测现象 i 的白雾由盐酸小液滴形成，进行如 下实验： a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化； b．用酸化的 AgNO3 溶液检验白雾，产生白色沉淀。 ① 实 验 a 的 目 的 是 ________________________________________________________________________。 ② 由 实 验 a 、 b 不 能 判 断 白 雾 中 含 有 HCl ， 理 由 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和 Cl－ 发 生 反 应 。 通 过 进 一 步 实 验 确 认 了 这 种 可 能 性 ， 其 实 验 方 案 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀 X。 ①向沉淀 X 中加入稀盐酸，无明显变化。取上层清液，加入 BaCl2 溶液，产生白色沉淀。 则沉淀 X 中含有的物质是________。 ② 用 离 子 方 程 式 解 释 现 象 ⅲ 中 黄 绿 色 褪 去 的 原 因 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (2)碱性、漂白性 (3)①检验白雾中是否含有 Cl2，排除 Cl2 干扰 ②白雾中混有 SO2，SO2 可与酸化的 AgNO3 反应产生白色沉淀 (4)向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸，观察溶液是否变为黄绿色 (5)①CaSO4 ②SO2＋Cl2＋2H2O===SO2－ 4 ＋2Cl－＋4H＋ [解析] (2)pH 试纸先变蓝，说明漂粉精溶液显碱性，后褪色，说明具有漂白性。 (3)实验 a 说明白雾中无 Cl2，从而排除了 Cl2 的干扰；在酸性溶液中 SO2 可被 NO － 3 氧化成 SO2－ 4 ，SO 2－ 4 也能与 Ag＋反应生成白色沉淀，故不能判断白雾中含有盐酸。 (4)可根据反应 Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O 来设计实验验证这种可能性。 (5)①向沉淀 X 中加入稀盐酸，无明显变化，说明沉淀 X 中不含 SO2－ 3 ；向上层清液中加入 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，说明 X 中含 SO2－ 4 ，故沉淀 X 为微溶物 CaSO4。②黄绿色溶液中含有 Cl2，向该溶液中通入 SO2 可发生反应 SO2＋Cl2＋2H2O===SO2－ 4 ＋2Cl－＋4H＋。 9．J2 J4 J5 [2013·四川卷] 为了探究 AgNO3 的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ.AgNO3 的氧化性 将光亮的铁丝伸入 AgNO3 溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 Fe 的氧化产物， 将溶液中的 Ag＋除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN 溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯 水。 (1)请完成下表： 操作 现象 结论 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 入 KSCN 溶液，振荡 ____①____ 存在 Fe3＋ 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 入____②____，振荡 ____③____ 存在 Fe2＋ 【实验结论】Fe 的氧化产物为 Fe2＋和 Fe3＋。 Ⅱ.AgNO3 的热稳定性 用下图所示的实验装置 A 加热 AgNO3 固体，产生红棕色气体，在装置 D 中收集到无色气 体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 图 0 (2) 装 置 B 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (3) 经 小 组 讨 论 并 验 证 该 无 色 气 体 为 O2 ， 其 验 证 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)【查阅资料】Ag2O 和粉末状的 Ag 均为黑色；Ag2O 可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag 和 Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实 验。 实验编号 操作 现象 a 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解 b 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出 AgNO3 固体热分解的产物有________。 9．[答案] (1)①溶液呈红色 ②K3[Fe(CN)6]溶液 ③产生蓝色沉淀 (2)防倒吸 (3)用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为 O2 (4)①b ②Ag、NO2、O2 [解析] (1)Fe3＋与 KSCN 溶液混合生成 Fe(SCN)3 血红色溶液，Fe2＋与 K3[Fe(CN)6]溶液反应 生成蓝色沉淀，故看到溶液变为血红色，说明含有 Fe3＋，若加入 K3[Fe(CN)6]溶液，看到有蓝 色沉淀，说明溶液中含有 Fe2＋。(2)装置 B 连接反应装置 A 和除杂装置 C，为防止 C 装置中的 水进入加热的试管，所以 B 装置起到安全瓶作用，防倒吸。(3)氧气可使带火星的木条复燃， 据此可进行实验设计。(4)结合题干【查阅资料】提供的信息知，氨水能溶解 Ag2O，因此实验 a 可确定产物只含 Ag；Ag2O、Ag 均可溶于稀硝酸，但只有 Ag 与稀硝酸发生氧化还原反应放出 气体，故实验 b 只能确定含有 Ag，不能判断是否含有 Ag2O。 26．C3 D4 J4 [2013·浙江卷] 氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生 H2 的化合物甲和乙。将 6.00 g 甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和 6.72 L 的 H2(已折算成标准 状况)。甲与水反应也能放出 H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于 NaOH 溶液。 化合物乙在催化剂存在下可分解得到 H2 和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为 1.25 g·L－1。请回答下列问题： (1)甲的化学式是________；乙的电子式是________。 (2) 甲 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)气体丙与金属镁反应的产物是________(用化学式表示)。 (4)乙在加 热条件下 与 CuO 反应可 生成 Cu 和气体 丙，写出该 反应的化 学方程式 ________________________________________________________________________。 有 人 提 出 产 物 Cu 中 可 能 还 混 有 Cu2O ， 请 设 计 实 验 方 案 验 证 之 ________________________________________________________________________ ____________。 (已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O) (5)甲与乙之间________(填“可能”或“不可能”)发生反应产生 H2 ，判断理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 26．[答案] (1)AlH3 H∶N , H ∶H (2)AlH3＋3H2O===Al(OH)3＋3H2↑ (3)Mg3N2 (4)2NH3＋3CuO=====△ 3Cu＋N2＋3H2O 取样后加稀 H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有 Cu2O。反之则无 Cu2O (5)可能 AlH3 中的氢化合价为－1 价，NH3 中的氢为＋1 价，因而有可能发生氧化还原反 应生成氢气 [解析] (1)甲加热只得到一种金属单质和 H2，则甲只含有两种元素，又甲与水反应生成 H2 和一种能溶于碱的白色沉淀，由此可推断甲中含有铝和氢两种元素，其中 H 为－1 价，故甲 的化学式为 AlH3。乙分解得 H2 和另一气体丙，故乙也仅含有两种元素，丙的相对分子质量为 1.25×22.4＝28，则应为 N2，由题(4)知，乙能还原 CuO 生成 Cu，由此推知乙为 NH3。(2)AlH3 中 H 为－1 价，H2O 中 H 为＋1 价，两者发生氧化还原反应生成 H2，铝元素转化为 Al(OH)3 沉淀。 (3)N2 与 Mg 反应生成 Mg3N2。(4)NH3 还原 CuO，根据氧化还原反应得失电子守恒可配平。由题中 信息知，Cu2O 能溶于 H＋，生成蓝色的 Cu2＋。由 Cu 不能溶于非氧化性酸，故可用稀 H2SO4 来检 验 Cu2O 的存在。(5)AlH3 中的 H 为－1 价，而 NH3 中的 H 为＋1 价，两者可发生氧化还原反应， 生成 0 价的 H2。 13．J4 [2013·浙江卷] 现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制 剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验： 图 0 已知：控制溶液 pH＝4 时，Fe(OH)3 沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。 该同学得出的结论正确的是( ) A．根据现象 1 可推出该试液中含有 Na＋ B．根据现象 2 可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C．根据现象 3 和 4 可推出该试液中含有 Ca2＋，但没有 Mg2＋ D．根据现象 5 可推出该试液中一定含有 Fe2＋ 13．C [解析] 由于之前操作中加过 NaOH 溶液，所以不能确定原溶液中是否含有 Na＋，A 项错误；葡萄糖酸中不存在醛基，所以无法用是否发生银镜反应来判断葡萄糖酸根的存在，B 项错误；现象 3 说明无 Mg2＋，现象 4 说明存在 Ca2＋，C 项正确；由于之前加过 H2O2，也没有进 行过是否存在 Fe2＋的测定，最后检测得到存在 Fe3＋，可能是原来存在的，也可能是由 Fe2＋氧 化得到的，D 项错误。 26．J1 J4 L2 L4 [2013·新课标全国卷Ⅱ] 正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁 醛。 图 0 发生的反应如下： CH3CH2CH2CH2OH ――→Na2Cr2O7 H2SO4 △CH3CH2CH2CHO 反应物和产物的相关数据列表如下： 沸点/℃ 密度/(g·cm－3) 水中溶解性 正丁醇 117.2 0.810 9 微溶 正丁醛 75.7 0.801 7 微溶 实验步骤如下： 将 6.0 g Na2Cr2O7 放入 100 mL 烧杯中，加 30 mL 水溶解，再缓慢加入 5 mL 浓硫酸，将所 得溶液小心转移至 B 中。在 A 中加入 4.0 g 正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸气出现时，开 始滴加 B 中溶液。滴加过程中保持反应温度为 90～95 ℃，在 E 中收集 90 ℃以下的馏分。 将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集 75～77 ℃馏分，产量 2.0 g。 回答下列问题： (1) 实 验 中 ， 能 否 将 Na2Cr2O7 溶 液 加 到 浓 硫 酸 中 ， 说 明 理 由 ________________________________________________________________________。 (2) 加 入 沸 石 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 若 加 热 后 发 现 未 加 沸 石 ， 应 采 取 的 正 确 方 法 是 ________________________________________________________________________。 (3)上述装置图中，B 仪器的名称是________，D 仪器的名称是________。 (4)分液漏斗使用前必须进行的操作是________(填正确答案标号)。 a．润湿 b．干燥 c．检漏 d．标定 (5) 将 正 丁 醛 粗 产 品 置 于 分 液 漏 斗 中 分 水 时 ， 水 在 ________________________________________________________________________ 层(填“上”或“下”)。 (6) 反 应 温 度 应 保 持 在 90 ～ 95 ℃ ， 其 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (7)本实验中，正丁醛的产率为________%。 26．[答案] (1)不能，易迸溅 (2)防止暴沸 冷却后补加 (3)滴液漏斗 直形冷凝管 (4)c (5)下 (6)既可保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化 (7)51 [解析] (1)溶液加入浓硫酸，相当于水加入浓硫酸中，易使液体飞溅出来造成实验事故， 因此不能将 Na2Cr2O7 溶液加入到浓硫酸中。(2)沸石的作用是防止局部受热发生暴沸。加热后 发现未加沸石，只能选择停止加热，冷却后再添加沸石。(4)分液漏斗有接口，应首先检漏。 (5)正丁醛的密度小于水的密度，正丁醛在上层，水在下层。(6)正丁醇的沸点为 117.2 ℃， 正丁醛的沸点为 75.7 ℃，控制温度，一方面是为了蒸出正丁醛，另一方面避免温度过高醛基 被氧化。(7)结合 C4H10O→C4H8O，正丁醛的理论产量为 4 g×72 74 ，产率为 2 g 4 g×72 74 ×100%＝51%。 J5 化学实验综合 21.E5 J5 [2013·江苏卷] A．[物质结构与性质]元素 X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全 部排满电子，且最外层电子数为 2。元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子 最外层电子数是其内层的 3 倍。 (1)X 与 Y 所形成化合物晶体的晶胞如下图所示。 图 0 ①在 1 个晶胞中，X 离子的数目为__________。 ②该化合物的化学式为__________。 (2)在 Y 的氢化物(H2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是____________。 (3)Z 的 氢 化 物 (H2Z) 在 乙 醇 中 的 溶 解 度 大 于 H2Y ， 其 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)Y 与 Z 可形成 YZ2－ 4 。 ① YZ 2－ 4 的 空 间 构 型 为 ________________________________________________________________________( 用 文 字 描述)。 ②写出一种与 YZ 2－ 4 互为等电子体的分子的化学式：____________。 (5)X 的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol 该配合物中含有σ键的数目 为________。 B．[实验化学]3，5二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素 的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下： HOOHOH＋2CH3OH ――→氯化氢的甲醇溶液 H3COOHOCH3＋2H2O 甲醇、乙醚和 3，5二甲氧基苯酚的部分物理性质见下表： 物质 沸点/℃ 熔点/℃ 密度(20 ℃)/ g·cm－3 溶解性 甲醇 64.7 0.791 5 易溶于水 乙醚 34.5 0.713 8 微溶于水 3，5二甲氧基 苯酚 33～36 易溶于甲醇、 乙醚，微溶于水 (1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。①分离出甲醇的操作是 ____________。②萃取用到的分液漏斗使用前需__________并洗净，分液时有机层在分液漏 斗的__________(填“上”或“下”)层。 (2)分离得到的有机层依次用饱和 NaHCO3 溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱 和 NaHCO3 溶 液 洗 涤 的 目 的 是 ________________ ； 用 饱 和 食 盐 水 洗 涤 的 目 的 是 ________________________。 (3)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是__________(填字母)。 a．蒸馏除去乙醚 b．重结晶 c．过滤除去干燥剂 d．加入无水 CaCl2 干燥 (4)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸，减压过滤完成后应先________________， 再________________。 21．[答案] A．[物质结构与性质] (1)①4 ②ZnS (2)sp3 (3)水分子与乙醇分子之间形成氢键 (4)①正四面体 ②CCl4 或 SiCl4 等 (5)16 mol 或 16×6.02×1023 个 B．[实验化学] (1)①蒸馏 ②检查是否漏水 上 (2)除去 HCl 除去少量 NaHCO3 且减少产物损失 (3)dcab (4)拆去连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵 [解析] A．X 为第四周期元素，且内层轨道电子数全满，最外层电子数为 2，则其基态电 子排布式应为[Ar]3d104s2，所以为 Zn。Y 的 3p 轨道上有 4 个电子，则应为 S。Z 的最外层电子 数是内层的 3 倍，故为 O。(1)从晶胞图分析，含有 X 离子为 8×1 8 ＋6×1 2 ＝4。Y 为 4 个，所以 化合物中 X 与 Y 原子个数之比为 1∶1，则化学式为 ZnS。(2)H2S 分子中，S 有两对孤对电子， 价层电子对数为 2＋2＝4，所以 S 为 sp3 杂化。(3)H2O 与乙醇分子间形成氢键，增大了 H2O 在 乙醇中的溶解度。(4)SO 2－ 4 中 S 无孤对电子，S 的价层电子对数为 4，则 S 为 sp3 杂化，所以 SO2－ 4 为正四面体结构。等电子体的原子数相等，价电子数相等，SO 2－ 4 的原子数为 5，价电子数为 32。(5)NH3 分子中的σ键数为 3，它与 Zn 形成的配位键也属于σ键，故 1 mol[Zn(NH3)4]Cl2 中的σ键为 16 mol。 B．(1)甲醇和乙醚是互溶的有机物，但沸点相差较大，因此可用蒸馏法分离。分液漏斗 使用前需要检查是否漏水，乙醚作萃取剂，其密度小于水，故有机层在上层。(2)反应在 HCl 的甲醇溶液中进行，所以有机层中会溶有 HCl，故用 NaHCO3 溶液可除去。用饱和食盐水可以降 低有机物的溶解度。(3)先加无水 CaCl2，吸收水分，然后过滤除去 CaCl2，再蒸馏除去乙醚杂 质，最后重结晶获得产物。(4)为防倒吸，应将吸滤瓶与抽气泵先断开，再关闭抽气泵。 16．B1 C3 J5 [2013·江苏卷] 氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁 是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为 MgCO3，含少量 FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验 流程如下： 图 0 (1)MgCO3 与 稀 硫 酸 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2) 加 入 H2O2 氧 化 时 ， 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)滤渣 2 的成分是________(填化学式)。 (4)煅烧过程存在以下反应： 2MgSO4＋C =====800 ℃2MgO＋2SO2↑＋CO2↑； MgSO4＋C =====800 ℃MgO＋SO2↑＋CO↑； MgSO4＋3C =====800 ℃MgO＋S↑＋3CO↑。 利用如图 0 装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。 图 0 ①D 中收集的气体是________(填化学式)。 ②B 中盛放的溶液可以是________(填字母)。 a．NaOH 溶液 b．Na2CO3 溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4 溶液 ③A 中得到的淡黄色固体能与热的 NaOH 溶液反应，产物中元素的最高价态为＋4，写出该 反 应 的 离 子 方 程 式 ： ________________________________________________________________________________ 。 16．[答案] (1)MgCO3＋2H＋===Mg2＋＋CO2↑＋H2O (2)2FeSO4＋H2O2＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2H2O (3)Fe(OH)3 (4)①CO ②d ③3S＋6OH－=====△ 2S2－＋SO2－ 3 ＋3H2O [解析] (1)MgCO3 为难溶性物质，写离子方程式不能拆分成离子。(2)根据菱镁矿的成分， 可知滤液中含有 Fe2＋，H2O2 的作用是将 Fe2＋氧化成 Fe3＋。加入稀硫酸则溶液显酸性，所以离子 方程式为 2FeSO4＋H2SO4＋H2O2===Fe2(SO4)3＋2H2O。(3)要提取镁元素，必须除去不溶性杂质和铁 元素。根据流程图可知滤渣 1 是不溶性杂质，滤渣 2 中含的是铁元素。结合加入一水合氨和 H2O2，可知滤渣 2 是 Fe(OH)3。(4)根据反应原理，可知气体中含有 SO2、CO2、CO 和硫蒸气。 ①D 采用排水集气法，气体必然不溶于水，所以是 CO。②SO2 和 CO2 均属于酸性氧化物，均能 与 NaOH、Na2CO3 溶液反应，达不到分离的目的，a、b 错误。SO2 与稀 HNO3 反应同时得到 NO，产 生新杂质，干扰后续操作，c 错误。SO2 能被酸性 KMnO4 溶液氧化，而且没有新气体生成，d 正 确。③根据“淡黄色固体”，可知 A 中是硫单质。产物中有＋4 价硫，说明是 Na2SO3，进而可 知发生氧化还原反应，必然有部分硫化合价降低转化成 Na2S。根据化合价升降总数相等，所 以有 3S＋6OH－=====△ SO2－ 3 ＋2S2－＋3H2O。 33．J3 J1 D2 J4 J5 F3 F5 C5 [2013·广东卷] 化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力， 提升科学素养。 (1)在实验室中用浓盐酸与 MnO2 共热制取 Cl2 并进行相关实验。 ①下列收集 Cl2 的正确装置是________。 A B C D 图 0 ②将 Cl2 通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________。 ③设计实验比较 Cl2 和 Br2 的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和 CCl4 于试管中， ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)能量之间可以相互转化：电解食盐水制备 Cl2 是将电能转化为化学能，而原电池可将 化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。 限选材料：ZnSO4(aq)、FeSO4(aq)、CuSO4(aq)；铜片、铁片、锌片和导线。 ①完成原电池甲的装置示意图(见图 0)，并作相应标注。 图 0 要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。 ②以铜片为电极之一，CuSO4(aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一 段 时 间 后 ， 可 观 察 到 负 极 ________________________________________________________________________________ 。 ③甲 乙两 种原 电 池中 可更 有 效地 将 化学 能转 化 为电 能的 是 ________ ，其 原因 是 ________________________________________________________________________。 (3)根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中 应选________作阳极。 33．[答案] (1)①C ②HClO、Cl2、ClO－ ③向试管中滴加 NaBr 溶液，振荡、静置。试管中液体分层，上层接近无色，下层为橙红 色 (2)① ②电极逐渐溶解 ③甲 可以避免 Zn 与 Cu2＋的接触，提高电池效率，提供稳定电流 (3)Zn [解析] (1)①集气瓶中使用单孔橡胶塞，则瓶内气体压强增大到一定程度会发生爆炸等， A 项错误；倒立的集气瓶中有双孔橡胶塞，由于氯气的密度比空气大，氯气从长导气管中进， 从短导气管中逸出，因此不能排出空气收集氯气，B 项错误；正立的集气瓶中有双孔橡胶塞， 氯气从长导管中进，空气从短导管排出，排出的气体通过倒扣漏斗、NaOH 溶液吸收处理，既 防止倒吸又防止排出氯气污染空气，C 项正确；氯气与 NaOH 溶液反应 Cl2＋2NaOH===NaClO＋ NaCl＋H2O，因此不能用排 NaOH 溶液的方法收集氯气，D 项错误；②氯气与水发生可逆反应 Cl2 ＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，所得氯水中含 H2O、Cl2、H＋、Cl－、HClO、ClO－、OH－等离子，其中 具有强氧化性的含氯粒子是 Cl2、HClO、ClO－；(2)①带盐桥的原电池甲可以设计锌铜原电池(或 铁铜原电池、锌铁原电池)，由于外电路中电子从左移向右，说明左边烧杯中电极的金属性较 强，则左、右两边烧杯中电极材料及电解质溶液可以为锌片和硫酸锌溶液、铜片和硫酸铜溶 液(或者铁片和硫酸亚铁溶液、铜片和硫酸铜溶液，锌片和硫酸锌溶液、铁片和硫酸亚铁溶液)； ②金属活动性 Zn>Fe>Cu，则原电池乙中铜片作正极，锌片或铁片作负极，工作一段时间后， 负极金属锌或铁被氧化，质量减轻，溶液中蓝色变浅；③甲、乙两种原电池都能将化学能转 化为电能，其中带有盐桥的原电池甲中的负极金属锌(或铁)和硫酸铜没有直接接触，二者不 会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而原电池乙中的负极 金属锌(或铁)和硫酸铜直接接触发生置换反应，部分化学能会转化为热能，化学能不能全部 转化为电能；(3)铁片作正极(阴极)时被保护，而铁作负极(阳极)时被腐蚀，为了减缓电解质 溶液中铁片的腐蚀，在(2)的材料中应选择比铁活泼的锌片作负极(阳极)，使铁片作正极(阴 极)，从而牺牲锌片保护铁片；不能选择铜片，因为铜作正极(阴极)，而铁片作负极(阳极)， 此时铁片的腐蚀速率加快，而不是延缓。 28．J1 J2 J3 J4 J5 [2013·全国卷] 制备氮化镁的装置示意图如下： 图 0 回答下列问题： (1) 检 查 装 置 气 密 性 的 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， a 的名称是____________，b 的名称是____________。 (2) 写 出 NaNO2 和 (NH4)2SO4 反 应 制 备 氮 气 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________。 (3)C 的作用是____________________，D 的作用是______________，是否可以把 C 与 D 的 位 置 对 调 并 说 明 理 由 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4) 写 出 E 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及 现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 28．[答案] (1)微热 b，这时 G 中有气泡冒出，停止加热冷却后，G 中插在溶液里的玻璃 管形成一段水柱，则气密性良好 分液漏斗 圆底烧瓶 (2)(NH4)2SO4＋2NaNO2=====△ 2N2↑＋Na2SO4＋4H2O (3)除去氧气(及氮氧化物) 除去水蒸气 不能，对调后无法除去水蒸气 (4)N2＋3Mg=====△ Mg3N2 (5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把 润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸， 若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁 [解析] (1) 气密性检查的基本思路： 装置形成封闭体系→操作(微热、手捂、热毛巾捂、 加水等)→描述现象→得出结论。(2) (NH4)2 SO4 与 NaNO2 发生氧化还原反应生成 N2。(3)硫酸 亚铁能被氧气氧化，故其作用是除去氧气。 浓硫酸的作用是除去水蒸气，如果 CD 对换，则 可能从硫酸亚铁溶液中带出水蒸气，无法干燥。(4)氮气与镁反应生成 Mg3N2。(5) 检验氮化镁 可根据氮化镁与水反应的现象判断，氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀，NH3 为碱性气 体，挥发出来，遇红色石蕊试纸后会使其变蓝。 9．J5 [2013·重庆卷] 某研究小组利用下图装置探究温度对 CO 还原 Fe2O3 的影响(固定 装置略)。 图 0 (1)MgCO3 的分解产物为________。 (2) 装 置 C 的 作 用 是 ________________________________________________________________________， 处 理 尾 气 的 方 法 为 ________________________________________________________________________。 (3)将研究小组分为两组，按图中装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对 装置 D 加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验。 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解，无气泡 溶解，有气泡 2 取步骤 1 中溶液，滴加 K3[Fe(CN)6]溶液 蓝色沉淀 蓝色沉淀 3 取步骤 1 中溶液，滴加 KSCN 溶液 变红 无现象 4 向步骤 3 溶液中滴加新制氯水 红色褪去 先变红，后褪色 ①乙组得到的黑色粉末是________。 ② 甲 组 步 骤 1 中 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③ 乙 组 步 骤 4 中 ， 溶 液 变 红 的 原 因 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 溶 液 褪 色 可 能 的 原 因 及 其 验 证 方 法 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ④ 从 实 验 安 全 考 虑 ， 图 中 装 置 还 可 采 取 的 改 进 措 施 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 9．[答案] (1)MgO、CO2 (2)除 CO2 点燃 (3)①Fe ②Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O ③Fe2＋被氧化为 Fe3＋，Fe3＋遇 SCN－显红色 假设 SCN－被 Cl2 氧化，向溶液中加入 KSCN 溶 液，若出现红色，则假设成立(其他合理答案均可) ④在装置 BC 之间添加装置 E 防倒吸(其他合理答案均可) [解析] 难溶或微溶性碳酸盐受热分解生成对应的金属氧化物和 CO2, B 装置中的 Zn 将 CO2 还原为 CO，产物中残留的 CO2 用足量 NaOH 吸收，带出的 H2O(g)用无水 CaCl2 干燥；CO 与 Fe2O3 在不同温度下反应生成纯净的黑色粉末，该粉末能被盐酸溶解，不可能为 C，甲、乙两组现象 中均有蓝色沉淀产生，说明溶液中均含有 Fe2＋，滴加 KSCN 溶液后，甲组变红，说明甲组还含 有 Fe3＋，乙组无现象，说明乙组中只含有 Fe2＋，结合元素守恒的相关知识可推断甲组得到的 黑色粉末为 Fe3O4，乙组得到的黑色粉末为 Fe；因氯气具有氧化性，SCN－具有还原性，褪色的 原因可能是二者发生了反应，取褪色后的溶液，加入足量的 KSCN 溶液，如果溶液恢复红色， 说明假设是正确的。 9．J2 J4 J5 [2013·四川卷] 为了探究 AgNO3 的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。 Ⅰ.AgNO3 的氧化性 将光亮的铁丝伸入 AgNO3 溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中 Fe 的氧化产物， 将溶液中的 Ag＋除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：KSCN 溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯 水。 (1)请完成下表： 操作 现象 结论 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 入 KSCN 溶液，振荡 ____①____ 存在 Fe3＋ 取少量除尽 Ag＋后的溶液于试管中，加 ____③____ 存在 Fe2＋ 入____②____，振荡 【实验结论】Fe 的氧化产物为 Fe2＋和 Fe3＋。 Ⅱ.AgNO3 的热稳定性 用下图所示的实验装置 A 加热 AgNO3 固体，产生红棕色气体，在装置 D 中收集到无色气 体。当反应结束后，试管中残留固体为黑色。 图 0 (2) 装 置 B 的 作 用 是 ________________________________________________________________________。 (3) 经 小 组 讨 论 并 验 证 该 无 色 气 体 为 O2 ， 其 验 证 方 法 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)【查阅资料】Ag2O 和粉末状的 Ag 均为黑色；Ag2O 可溶于氨水。 【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是：ⅰ.Ag；ⅱ.Ag2O；ⅲ.Ag 和 Ag2O。 【实验验证】该小组为验证上述设想，分别取少量黑色固体放入试管中，进行了如下实 验。 实验编号 操作 现象 a 加入足量氨水，振荡 黑色固体不溶解 b 加入足量稀硝酸，振荡 黑色固体溶解，并有气体产生 【实验评价】根据上述实验，不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。 【实验结论】根据上述实验结果，该小组得出 AgNO3 固体热分解的产物有________。 9．[答案] (1)①溶液呈红色 ②K3[Fe(CN)6]溶液 ③产生蓝色沉淀 (2)防倒吸 (3)用带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明无色气体为 O2 (4)①b ②Ag、NO2、O2 [解析] (1)Fe3＋与 KSCN 溶液混合生成 Fe(SCN)3 血红色溶液，Fe2＋与 K3[Fe(CN)6]溶液反应 生成蓝色沉淀，故看到溶液变为血红色，说明含有 Fe3＋，若加入 K3[Fe(CN)6]溶液，看到有蓝 色沉淀，说明溶液中含有 Fe2＋。(2)装置 B 连接反应装置 A 和除杂装置 C，为防止 C 装置中的 水进入加热的试管，所以 B 装置起到安全瓶作用，防倒吸。(3)氧气可使带火星的木条复燃， 据此可进行实验设计。(4)结合题干【查阅资料】提供的信息知，氨水能溶解 Ag2O，因此实验 a 可确定产物只含 Ag；Ag2O、Ag 均可溶于稀硝酸，但只有 Ag 与稀硝酸发生氧化还原反应放出 气体，故实验 b 只能确定含有 Ag，不能判断是否含有 Ag2O。 26．J1 J2 J5 [2013·新课标全国卷Ⅰ] 醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实 验装置如下： OH ――→浓 H2SO4 △ ＋H2O 图 0 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 溶解性 环己醇 100 0.961 8 161 微溶于水 环己烯 82 0.810 2 83 难溶于水 合成反应： 在 a 中加入 20 g 环己醇和 2 小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入 1 mL 浓硫酸。b 中通入冷 却水后，开始缓慢加热 a，控制馏出物的温度不超过 90 ℃。 分离提纯： 将反应粗产物倒入分液漏斗中，分别用少量 5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯 化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净的环己烯 10 g。 回答下列问题： (1)装置 b 的名称是________。 (2)加入碎瓷片的作用是________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正 确操作是________(填正确答案标号)。 A．立即补加 B．冷却后补加 C．不需补加 D．重新配料 (3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________________。 (4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏 斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。 (5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。 (6)在环己烯粗产物蒸馏过程中，不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。 A．圆底烧瓶 B．温度计 C．吸滤瓶 D．球形冷凝管 E．接收器 (7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。 A．41% B．50% C．61% D．70% 26．[答案] (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3)O (4)检漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)C D (7)C [解析] (1)冷凝管有直形冷凝管、空气冷凝管、球形冷凝管和蛇形冷凝管。根据形状进 行识别，可知装置 b 的名称为直形冷凝管。 (2)碎瓷片具有防止暴沸的作用；在加热开始后发现没加沸石，应停止加热，待稍冷却后 再加入沸石，否则易发生爆炸。 (3)醇在浓硫酸、加热条件下可发生分子内消去生成烯或分子间脱水生成醚，另一副产物 为分子间脱水生成的 O。 (4)分液漏斗使用前有两处需检漏，分别为上口及旋塞处；环己烯密度小于水，分液后应 从上口倒出。 (5)无水氯化钙具有干燥作用(或除水除醇)。 (6)观察蒸馏装置，可知不需要的仪器有吸滤瓶、球形冷凝管。 (7)环己烯的产率＝10 g÷ 20 g× 82 100 ×100%＝61%。 1.[2013·连云港模拟]下列有关实验原理、方法和结论都正确的是（ ） A．用 HNO2 溶液作导电性实验，灯光较暗，说明 HNO2 是弱电解质 B．在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中逐滴加入 BaCl2 溶液，红色逐渐褪去，说明 Na2CO3 溶液中存 在水解平衡 C．将等体积、等 pH 的盐酸和醋酸溶液分别稀释相同倍数，醋酸溶液的 pH 变化大 D．利用溶解性的不同，可用酒精将碘水中的碘萃取出来 1．B [解析]导电性与离子的浓度有关，题中未指明浓度，不能证明，A 项错误；滴加酚 酞，溶液呈红色，说明溶液呈碱性，而加 BaCl2 溶液，会生成 BaCO3 沉淀，CO 2－ 3 减少，红色褪 去，说明酚酞变红是由 CO 2－ 3 水解引起的，B 项正确；醋酸是弱酸，不完全电离，在稀释过程中 又会电离，故其 pH 变化小，C 项错误；酒精与水互溶，不能从碘水中萃取碘，D 项错误。 2．[2013·东北三校联考]下列实验操作，对实验结果不产生影响的是（ ） A．用酸碱中和滴定法测定未知浓度的碱液时，加入甲基橙或酚酞 1～2mL B．用托盘天平称量 4.2gNaCl 时，左盘放砝码，右盘放 NaCl C．用 pH 试纸测定 90℃时纯水的 pH D．配制一定物质的量浓度的溶液时，容量瓶用蒸馏水洗净后未干燥 2．D [解析]指示剂本身为有机弱酸或有机弱碱，加入过多的指示剂，也会对实验产生 影响，且指示剂的用量一般为 2～3 滴，A 项错误；使用托盘天平应遵循“左物右码”的原则， 该实验放反了，实际质量为 4g－0.2g＝3.8g，B 项错误；pH 试纸只能粗略测量溶液的 pH，C 项错误；配制溶液过程中，溶解、洗涤和定容过程中，均需用蒸馏水，D 项正确。 3．[2013·山东德州期末校际联考]硫酸工业中废渣的成分为 SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。 某探究性学习小组的同学设计以下实验方案，将硫酸渣中金属元素转化为氢氧化物沉淀分离 开来。 图 K44－3 已知常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下： 阳离子 Fe3＋ Al3＋ Mg2＋ 开始沉淀时的 pH 1.9 3.7 9.6 沉淀完全时的 pH 3.2 5.2 11.0 （1）固体 A 溶于 NaOH 溶液的化学方程式为_____________________________________。 ________________________________________________________________________。 （2）实验室用 11.9mol/L 的浓盐酸配制 250mL3.0mol/L 的稀盐酸，所用的玻璃仪器除烧 杯、玻璃棒和量筒外，还需要_______________________________________________________。 （3）上述流程中的试剂 Y 最好选用下列中的 （选填字母编号）。 A．水 B．氧化镁 C．氨水 D．氢氧化钠 （ 4 ） 写 出 溶 液 D 中 的 金 属 离 子 在 加 入 试 剂 Y 时 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 ________________________________________________________________________。 （5）实验室可用大理石和稀盐酸反应制取上述流程中所需的 CO2，仪器如下，装置 A 产 生 CO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为 a→ ，装置 C 中应盛放的试剂为 。 图 K44－4 3．(1)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O (2)250mL 容量瓶、胶头滴管 (3)D (4)Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (5)→d→e→c→b 4．[2013·广东六校模拟]锶（Sr）为第五周期第ⅡA 族元素。高纯六水氯化锶晶体 （SrCl2·6H2O）具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。 用工业碳酸锶粉末（含少量 Ba、Fe 的化合物）制备高纯六水氯化锶的过程如图 K45－6 所示。 图 K45－6 请回答下列问题。 （1）氯化锶溶液显 （填“酸性”“碱性”或“中性”）。 （ 2 ） 写 出 步 骤 ② 在 浆 液 中 加 入 盐 酸 时 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 ________________________________________________________________________。 （3）步骤③中调节溶液 pH 至 8～10，宜选用的试剂为 。 A．稀硫酸 B．氢氧化锶粉末 C．氢氧化钠 D．氧化锶粉末 所得滤渣的主要成分是 （填化学式）。 （4）步骤⑤中，洗涤氯化锶晶体最好选用 。 A．水 B．稀硫酸 C．氢氧化钠溶液 D．氯化锶饱和溶液 工 业 上 用 50 ～ 60℃ 热 风 吹 干 六 水 氯 化 锶 ， 选 择 该 温 度 的 原 因 是 ________________________________________________________________________。 （5）若滤液中 Ba2＋浓度为 1×10－5mol·L－1，依据下表数据可以推算滤液中 Sr2＋物质的量 浓度为 。 SrSO4 BaSO4 Sr（OH）2 Ksp 3.3×10－7 1.1×10－10 3.2×10－4 5．(1)中性 (2)SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋CO2↑＋H2O (3)B、D BaSO4、Fe(OH)3 (4)D 温度高有利于除去湿存(晶体表面附着的)水，但温度高于 61℃时，氯化锶晶体中 的结晶水也会失去 (5)不大于 0.03mol·L－1 [解析] (5)Ksp(BaSO4)＝c(Ba2＋)·c(SO2－ 4 )＝1×10－5·c(SO2－ 4 )＝1.1×10－10，解得 c(SO2－ 4 ) ＝1.1×10－5mol/L。因溶液中无 SrSO4 沉淀，故 Qc(SrSO4)＝c(Sr2＋)·c(SO2－ 4 )≤Ksp(SrSO4)，所 以 c(Sr2＋)≤Ksp（SrSO4） c（SO2－ 4 ） ＝3.3×10－7 1.1×10－5＝0.03mol/L。 4．[2013·郑州一模]无水 AlCl3 是一种重要的有机合成催化剂，该物质在 183℃时升华， 遇潮湿空气即产生大量白雾。某中学化学兴趣小组拟利用中学常见仪器设计实验制备无水 AlCl3，实验装置如图 K45－5 所示。 图 K45－5 请回答下列问题。 （1）制备实验开始时，先检查装置的气密性，接下来的操作依次是 。 a．加入 MnO2 粉末 b．点燃 A 中酒精灯 c．加入浓盐酸 d．点燃 D 处酒精灯 （ 2 ） 写 出 A 装 置 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （ 3 ） 装 置 B 和 C 中 的 试 剂 分 别 是 ________________________________________________________________________。 （4）甲同学认为 F 和 G 可以用一种仪器替代，且加入一种药品即可达到相同效果。这种 药品可以是 。 （5）E 中得到少量白色粉末，打开软木塞后可明显观察到锥形瓶中有白雾生成，用化学 方 程 式 表 示 其 原 因 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （6）制备过程中随着盐酸的浓度下降，氯气的制取反应会停止。为测定残余液中盐酸的 浓度，某同学量取残余液 10.00mL，加水稀释到 250.00mL。然后从中取出 20.00mL，用 0.1000mol·L－1 的 NaOH 标准溶液进行滴定，终点时消耗 NaOH 溶液 24.00mL。则该残余液体中 盐酸的浓度为 。 5．(1)acbd (2)MnO2＋4HCl(浓)=====△ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (3)饱和食盐水、浓硫酸 (4)碱石灰或氧化钙 (5)AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl (6)3.00mol·L－1 [解析] (1)加入反应药品时要先固后液，加热产生氯气，使整个装置充满氯气后，点燃 D 处酒精灯使金属铝和氯气反应。 (2)A 装置为制备氯气装置，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应得到氯气、氯化锰和水。 (3)制备氯化铝需要干燥纯净的氯气，因此制备的氯气要先经过饱和食盐水除去氯化氢、 在经过浓硫酸除去水。 (4)F 装置中盛放有浓硫酸，防止氯化铝的水解，G 装置中盛放氢氧化钠溶液吸收没有反 应完的尾气。将两装置改为盛有碱石灰的干燥管，既可保证气体干燥又可吸收尾气。 (5)氯化铝易水解，遇水将生成氢氧化铝固体和氯化氢气体，进而形成白雾。 (6) 盐 酸 和 氢 氧 化 钠 1∶1 反 应 ， 容 易 求 出 剩 余 盐 酸 的 浓 度 ， c(HCl) ＝ 24.00mL×0.1000mol/L 20.00mL ×250.00mL 10.00mL ＝3.00mol/L。