資源簡介

綜合題突破4　化學實驗綜合題
(分值:70分)
1.(10分)(2024·湖南長沙二模)為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規律的聯系,某實驗小組通過改變溶液濃度,來研究“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反應的限度問題。設計實驗如下;
(1)(2分)步驟a的實驗目的是通過萃取,降低溶液中　　　　(填化學式)的濃度,實驗Ⅰ中滴加KSCN溶液后,觀察到　　　　　　　　　　,這說明了“2Fe3++2I-2Fe2++I2”反應存在限度。
(2)(2分)實驗Ⅱ中滴加KSCN溶液,觀察到顏色比實驗Ⅰ淺,其原因:在實驗Ⅰ基礎上,　　　　　　　　　。
(3)(6分)為探究更多物質對該反應體系離子濃度的改變,甲同學設計了實驗Ⅲ,實驗裝置如下(固定裝置圖中未畫出)。
實驗步驟:取步驟a充分萃取后的液體混合物,再加入足量鐵粉,于室溫下進行磁力攪拌。反應結束后,用鑷子取出磁子(吸附了多余的鐵粉),然后將燒瓶內液體倒入試管中觀察。
實驗現象:攪拌時有氣泡產生。試管中液體分層,上層液體為淺綠色,下層液體為無色。
①儀器a的名稱為　　　　　　(1分)。
②實驗Ⅲ中磁力攪拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)。
③針對實驗Ⅲ“上層水溶液顯淺綠色”,乙同學認為需要用KSCN溶液檢驗。甲同學認為一定不存在,他的依據是　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(2分)(用離子方程式表示)。
④甲同學繼續查閱資料:
資料ⅰ.碘水存在微弱反應:I2+H2OHI+HIO,會使溶液呈酸性。
HIO不穩定易歧化:3HIO3H++2I-+I。
資料ⅱ.I具有氧化Fe2+的能力:2I+10Fe2++12H+===10Fe3++I2+6H2O。
結合資料,鐵粉加入后會與溶液中的H+反應,導致溶液中c(H+)降低,促使碘與水的反應向正方向移動。從反應速率的角度分析,最終溶液顏色為淺綠色的原因為　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
2.(12分)(2024·湖南長沙一模)硫酸四氨合銅晶體{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}在工業上用途廣泛,常溫下該物質在空氣中不穩定,受熱時易發生分解。現以銅粉、3 mol·L-1的硫酸、濃氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol·L-1稀鹽酸、0.500 mol·L-1的NaOH溶液來合成硫酸四氨合銅晶體并測定其純度。(已知:CuSO4在水中的溶解度隨溫度的升高而增大)
Ⅰ.CuSO4溶液的制備
①稱取4 g銅粉,在A儀器中灼燒10分鐘并不斷攪拌,放置冷卻。
②在蒸發皿中加入30 mL 3 mol·L-1的硫酸,將A中固體慢慢放入其中,加熱并不斷攪拌。
③趁熱過濾得藍色溶液。
(1)(1分)A儀器的名稱為　　　　　。
(2)(2分)第③步中,趁熱過濾的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
Ⅱ.晶體的制備
將上述制備的CuSO4溶液按如圖所示進行操作
(3)(2分)已知淺藍色沉淀的成分為Cu2(OH)2SO4,試寫出生成此沉淀的離子反應方程式:　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(2分)析出晶體時采用加入乙醇的方法,請結合物質結構與性質知識解釋乙醇的作用:　　　　　　　　,此處不采用濃縮結晶的原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
Ⅲ.氨含量的測定(以NH3計)
精確稱取w g晶體,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,并用蒸餾水沖洗導管內壁,用V1 mL 0.5 mol·L-1的鹽酸標準溶液完全吸收。取下接收瓶,用0.5 mol·L-1 NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2 mL NaOH溶液。
(5)(1分)為了減少誤差,用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl溶液時最好使用　　　　　(填“酚酞”或“甲基橙”)作指示劑。
(6)(2分)樣品中氨的質量分數的表達式為　　　　　　　　　(用含w、V1、V2的代數式表式)。
(7)(2分)下列實驗操作可能使氨含量的測定結果偏高的是　　　　(填標號)。
A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管
B.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視
C.將樣品液中的氨全部蒸出后,未用蒸餾水沖洗導管內壁
D.取下接收瓶前,未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁
3.(11分)(2024·山東威海二模)某小組用Raney鎳在常溫常壓下催化氫化肉桂酸,其原理和裝置(夾持儀器略)如下。
+H2
回答下列問題:
(1)(2分)制備Raney鎳。向盛有鎳鋁合金(NiAl2)的燒杯中加入NaOH溶液,完全反應后,依次用蒸餾水和無水乙醇洗凈Raney鎳備用。加入NaOH溶液反應的離子方程式為　　　　　　　　　。
(2)(4分)催化氫化。連接裝置進行如下操作:
(ⅰ)　　　　　(1分)。
(ⅱ)加反應物。向氫化瓶中加入a g肉桂酸和適量無水乙醇,攪拌溶解,再加入Raney鎳。
(ⅲ)排空。
①趕盡量氣管中空氣的操作方法是　　　　　　　　　　(1分)。
②打開K4、關閉K3,將氫化瓶抽真空。
(ⅳ)充氫氣氫化。打開氫氣瓶,將氫氣充入量氣管,記錄初始讀數為V1 mL(已換算為標況,下同),再將量氣管中的氫氣充入氫化瓶中,開動電磁攪拌器進行氫化。判斷氫化反應完成的標志為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
(ⅴ)記錄反應后的讀數為V2 mL(已知量氣管的0刻度在上方)。
(3)(2分)得到產品。將氫化瓶內混合物先過濾去除催化劑,再選用下列儀器進行提純得到產品,所選儀器的連接順序為①　　　　　　　　　　　　　　　(填序號)。
(4)(3分)計算產率。該產品的產率為　　　　　　(2分)(用含a、V1、V2的式子表示)。若記錄V2時,水準瓶的液面高于量氣管的液面,將導致測得產品的產率　　　　　(1分)(填“偏高”或“偏低”)。
4.(12分)(2024·杭州學軍中學模擬)硫酸鐵銨晶體
[NH4Fe(SO4)2·12H2O],摩爾質量為482 g·mol-1,易溶于水,不溶于乙醇,常用作分析試劑。實驗室制備硫酸鐵銨晶體的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置省略)。
回答下列問題:
(1)(2分)盛放鐵屑的儀器名稱是　　　　　　　　　　　　　　　;
實驗時,首先打開K1、K3,關閉K2、K4。一段時間后,為使生成的FeSO4溶液進入裝置B中,應進行的操作為　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)向裝置B中溶液滴加雙氧水,雙氧水的作用是　　　　　　　　　　　(2分)(用離子方程式表示);裝置B中需要控制溫度保持在45 ℃,最佳加熱方式為　　　　　(1分),溫度不能太高的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　(1分)。
(3)(2分)當溶液中Fe2+完全反應后,關閉K4;檢驗溶液中不含有Fe2+的試劑是　　　　(填化學式)。將雙氧水換成適量的飽和(NH4)2SO4溶液,繼續滴加;實驗結束后,將裝置B中溶液經一系列操作析出晶體后,用乙醇洗滌、干燥,得到產品。用無水乙醇洗滌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)(4分)為測定產品純度,進行如下實驗:
Ⅰ.配制溶液:稱取m g產品溶于水,然后配制成100.00 mL溶液,取20.00 mL溶液于錐形瓶中,加入過量的KI溶液充分反應。
Ⅱ.滴定:用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液V mL。(已知I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI)
①滴定管的正確操作順序:檢漏→　　　　(2分)(填字母)→記錄起始讀數→開始滴定。
a.裝入滴定液至“0”刻度以上
b.調整滴定液液面至“0”刻度
c.排出氣泡
d.用滴定液潤洗2至3次
e.用蒸餾水洗滌
②步驟Ⅱ滴定時選用的指示劑為　　　　(1分);若滴定前滴定管內有氣泡,滴定后氣泡消失,會使測定的產品純度　　　　(1分)(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
5.(13分)(2024·重慶渝中階段練)實驗室用濃硫酸、銅與NaOH溶液為原料制取少量NaHSO3并探究其性質。
Ⅰ.制備NaHSO3(裝置如圖所示)。
(1)(1分)儀器a的名稱是　　　　　。
(2)(2分)裝置丁的作用有①吸收尾氣,防止環境污染;②　　　　　　　　　;③　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(1分)證明丙中NaOH已完全轉化為NaHSO3的操作和現象是　　　　　　　。
Ⅱ.探究NaHSO3與Cu2+的反應,設計實驗如下:向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuSO4 溶液,得到綠色溶液,3 min內無明顯變化。將所得混合液分為兩等份,進行實驗Ⅰ和Ⅱ。
實驗 操作及現象
Ⅰ 加入適量Na2SO4固體,瞬間無明顯變化,30 s時也無明顯變化
Ⅱ 加入適量NaCl固體,瞬間無明顯變化,30 s時有無色氣體和白色沉淀,上層溶液顏色變淺
(4)(3分)推測實驗Ⅱ產生的無色氣體為SO2,實驗證實推測正確:用滴有碘水的淀粉試紙接近試管口,觀察到　　　　　　　　(1分),反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
(5)(3分)對實驗Ⅱ產生SO2的原因進行分析,提出兩種假設:
假設1:Cu2+水解使溶液中c(H+)增大。
假設2:Cl-存在時,Cu2+與HS反應生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。
①假設1不合理,實驗證據是　　　　　　　　　　　　　　　(1分)。
②實驗證實假設2合理,實驗Ⅱ中發生反應的離子方程式有　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　(2分), H++HS===SO2↑+H2O。
(6)(3分)通過上述分析可知,Cl-增強了Cu2+的氧化性。某同學設計原電池實驗證明該實驗結果。
①補全乙實驗的現象　　　　　　　　　　　　　　　。
編號 甲 乙
實驗
現象 電流計指針發生 微小偏轉
②已知E為電池電動勢[電池電動勢即電池的理論電壓,是兩個電極電位之差,E=E(+)-E(-)],ΔG為電池反應的自由能變,則甲電池與乙電池相比較,E(甲)　　　　　E(乙),ΔG(甲)　　　　　ΔG(乙)(填“>”或“<”)。
6.(12分)(2024·河北保定一模)工業上使用氯化粗五氧化二釩(雜質為Ti、Al的氧化物)的方法制備三氯氧釩(VOCl3),其裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知:VOCl3熔點為-77 ℃,沸點為126 ℃,易水解(裝置A為制備氯氣的裝置,未畫出)。
回答下列問題:
(1)(3分)常溫下,裝置A中氯酸鉀固體與濃鹽酸發生反應,該反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為　　　　(1分),裝置A與實驗室制取下列氣體的裝置相同的是　　　　(2分)(選填標號)。
a.銅與濃硫酸反應制二氧化硫
b.石灰石與鹽酸反應制二氧化碳
c.熟石灰與氯化銨反應制氨氣
d.過氧化鈉和水反應制氧氣
(2)(3分)裝置C中盛裝的試劑可以是　　　　　　(1分);實驗開始先打開K,通入Cl2一段時間后,加熱D裝置,可產生一種還原性氣體,則D裝置中反應生成VOCl3的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　(2分)。
(3)(1分)當D中反應結束后,停止加熱,停止通氯氣,此時雜質以氯化物的形式溶解在產物中,關閉開關K后,接下來進行的操作是　　　　　　(填操作名稱)。
(4)(1分)裝置H的作用為　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)(4分)經檢測,G所得的VOCl3中還含有VO2Cl雜質,為測定其中VOCl3的質量分數,做如下實驗:
①取下錐形瓶,稱量產品和錐形瓶的質量為m1 g;
②加入超純水形成釩溶液,再向該釩溶液中加入氨水,VOCl3和VO2Cl都會與氨水反應產生NH4VO3沉淀和NH4Cl;
③過濾洗滌后,將洗滌液與濾液合并后配制成250 mL溶液,取25 mL用濃度為c mol·L-1的AgNO3標準溶液進行滴定,消耗AgNO3溶液V mL;
④將錐形瓶洗滌干燥后稱量其質量為m2 g。
則VOCl3的質量分數表達式為　　　　　　　　　　　　　　　,
下列情況會導致VOCl3的質量分數偏低的是　　　　(選填標號)。
a.操作③過濾洗滌后,未將洗滌液與濾液合并
b.產品中殘留少量Cl2雜質
c.滴定讀取標準液數據時,開始仰視,結束俯視
綜合題突破4　化學實驗綜合題
1.(1)I2　溶液顏色為紅色　(2)增大反應物I-的濃度后,讓2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡向I-濃度減小的方向(正向)移動,水溶液中Fe3+濃度比實驗Ⅰ中Fe3+濃度低　(3)①球形冷凝管　②磁力攪拌增大了有機相中的溶質碘與水的接觸面積　③2Fe3++Fe===3Fe2+　④I與Fe2+反應生成Fe3+的速率小于Fe3+與足量鐵粉反應生成Fe2+的速率
解析　根據題中所給的濃度與體積可知,三價鐵離子與碘離子為等物質的量,根據反應可知等物質的量的三價鐵和碘離子發生氧化還原反應生成二價鐵和碘單質,若是反應存在限度,則體系中仍會有三價鐵離子和碘離子,步驟a中加入四氯化碳進行萃取,碘單質進入有機層,其他可溶于水的物質進入無機層,經過步驟b分液后,留下無機層,實驗Ⅰ中加入KSCN溶液檢驗三價鐵離子的存在,實驗Ⅱ中加入碘離子促使產生碘單質,后續再檢驗三價鐵離子。(1)根據分析可知步驟a的實驗目的是通過萃取,降低溶液中碘單質的濃度;實驗Ⅰ中滴加KSCN溶液后,觀察到溶液顏色為紅色,說明反應存在限度;(2)實驗Ⅱ中滴加KSCN溶液,觀察到顏色比實驗Ⅰ淺,其原因:在實驗Ⅰ基礎上,增大反應物I-的濃度后,促使2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡向I-濃度減小的方向(正向)移動,水溶液中Fe3+濃度比實驗Ⅰ中Fe3+濃度低;(3)②實驗Ⅲ中磁力攪拌的目的是磁力攪拌增大了有機相中的溶質碘與水的接觸面積;③加入足量鐵粉后三價鐵會與之反應生成二價鐵,發生反應為2Fe3++Fe===3Fe2+;④根據所給信息分析可知,最終溶液顏色為淺綠色的原因為I與Fe2+反應生成Fe3+的速率小于Fe3+與足量鐵粉反應生成Fe2+的速率。
2.(1)坩堝　(2)趁熱過濾,能防止CuSO4結晶,減小CuSO4的損失
(3)2Cu2++2NH3·H2O+S===Cu2(OH)2SO4↓+2N
(4)降低溶劑的極性,促使硫酸四氨合銅晶體析出　硫酸四氨合銅晶體受熱容易分解　(5)甲基橙
(6)×100%　(7)BD
解析　(1)灼燒固體,應在坩堝中進行,故A儀器的名稱為坩堝;(2)趁熱過濾,能防止CuSO4結晶,減小CuSO4的損失;(3)向所得溶液中加入適量NH3·H2O,生成Cu2(OH)2SO4的離子方程式為2Cu2++2NH3·H2O+S===Cu2(OH)2SO4↓+2N;(4)加入乙醇的作用是降低溶劑的極性,促使硫酸四氨合銅晶體析出,不用濃縮結晶的方法是因為硫酸四氨合銅晶體受熱容易分解;(5)溶液是氯化銨和HCl混合物,氯化銨溶液為酸性溶液,滴定終點溶液呈酸性,故應該選擇甲基橙作指示劑;(6)由題意可得:n(HCl)=n(NH3)+(NaOH),故n(NH3)=n(HCl)-n(NaOH)=0.5 mol·L-1×V1×10-3 L-0.5 mol·L-1×V2×10-3L=0.5(V1-V2)×10-3 mol,樣品中氨的質量分數的表達式為×100%;(7)A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管,則相當于稀釋了NaOH溶液,V2偏大,氨含量偏低,錯誤;B.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視,則V2偏小,氨含量偏高,正確;C.將樣品液中的氨全部蒸出后,未用蒸餾水沖洗導管內壁,則部分氨損失,滴定時消耗NaOH溶液的體積偏大,即V2偏大,氨含量偏低,錯誤;D.未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁,則鹽酸有損失,導致消耗的NaOH溶液體積偏小,V2偏小,氨含量偏高,正確,答案為BD。
3.(1)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(2)(ⅰ)檢查裝置的氣密性　(ⅲ)①打開K1、關閉K2,將水準瓶抬高,使量氣管內充滿水　(ⅳ)量氣管內液面高度不再發生變化　(3)⑧⑥⑤⑦②
(4)%　偏高
解析　(1)鎳鋁合金(NiAl2)的燒杯中加入NaOH溶液,其中的鋁和NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑;(2)有氣體參與的反應,在連接裝置后,首先要檢查裝置的氣密性;要趕盡量氣管中的空氣,被趕走的空氣應經過K1排到大氣中,其操作方法為打開K1、關閉K2,將水準瓶抬高,使量氣管內充滿水;若氫化瓶中的反應已經完成,則不再消耗氫氣,此時量氣管中的液面高度不再發生變化;(3)過濾去除催化劑后,再經過蒸餾可提純得產品,所以需要用到燒瓶和⑧,再用溫度計控制蒸汽的溫度,用直形冷凝管冷凝蒸汽使之液化,連接牛角管,將產品用錐形瓶承接,即儀器的連接順序為①⑧⑥⑤⑦②;(4)根據消耗的氫氣的體積,得到實際獲得的產品質量為,而理論可獲得的產品質量為,所以該產品的產率為×100%=%;若記錄V2時,水準瓶的液面高于量氣管的液面,則V2偏小,據產率的計算式%可知,將導致測得產品的產率偏高。
4.(1)三頸燒瓶　關閉K3,打開K2　(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O　水浴加熱　防止H2O2分解　(3)K3[Fe(CN)6]　帶走晶體表面的水分,利于干燥　(4)①edacb　②淀粉溶液　偏大
解析　制備NH4Fe(SO4)2·12H2O時,先用A裝置制取FeSO4,同時利用生成的H2排盡裝置內的空氣,防止Fe2+被氧化;再利用生成的H2將A裝置內的FeSO4壓入B裝置內,加入雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+,再與硫酸銨發生反應,從而生成NH4Fe(SO4)2·12H2O。(1)根據圖示,盛放鐵屑的儀器名稱是三頸燒瓶;打開K1、K3,關閉K2、K4,制備FeSO4。為使生成的FeSO4溶液與硫酸銨溶液接觸,需將A裝置內的FeSO4溶液壓入B裝置內,此時可利用反應生成的H2達到此目的,所以應進行的操作為關閉K3,打開K2;(2)雙氧水的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,涉及的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;裝置B中需要控制溫度保持在45 ℃,溫度低于100 ℃,故最佳的加熱方式為水浴加熱;H2O2熱穩定性差,加熱時需控制溫度,所以緩慢滴加H2O2溶液,水浴控溫在45 ℃的原因是防止H2O2分解;(3)檢驗反應后溶液中不含有Fe2+的試劑是K3[Fe(CN)6];乙醇易揮發,且該晶體不溶于乙醇,所以用乙醇洗滌可以帶走晶體表面的水分,利于晶體干燥;(4)①滴定管的正確操作順序:檢漏→用蒸餾水洗滌→用滴定液潤洗2~3次→裝入滴定液至“0”刻度以上→排出氣泡→調整滴定液液面至“0”刻度→記錄起始讀數→開始滴定,所以正確的順序為edacb;②步驟Ⅱ滴定原理I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI,則滴定時選用的指示劑為淀粉溶液;若滴定前滴定管內有氣泡,滴定后氣泡消失,則會使測得的Na2S2O3標準溶液體積偏大,計算得到的產品純度偏大。
5.(1)分液漏斗　(2)②通過溶液顏色變化判斷丙中NaOH是否完全轉化為NaHSO3　③防倒吸　(3)把針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明NaOH已完全轉化為NaHSO3　(4)試紙由藍色變為無色　I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-　(5)①實驗Ⅰ沒有無色氣體生成　②2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+　(6)①電流表指針發生明顯偏轉,右側燒杯中有白色沉淀產生　②<　>
解析　由實驗裝置圖可知,裝置甲中銅與濃硫酸共熱反應制備二氧化硫,裝置乙為空載儀器,做安全裝置,起防倒吸的作用,裝置丙中二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應制備亞硫酸氫鈉,把針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,裝置丁中盛有的酸性高錳酸鉀溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空氣,通過溶液顏色變化還可以判斷丙中二氧化硫是否過量,氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,其中倒置的漏斗能起到防倒吸的作用。(2)由分析可知,裝置丁中盛有的酸性高錳酸鉀溶液除用于吸收二氧化硫,防止污染空氣外,通過溶液顏色變化還可以判斷丙中二氧化硫是否過量,氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,其中倒置的漏斗能起到防倒吸的作用;(3)由分析可知,把丙中針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉;(4)二氧化硫具有還原性,能與碘水反應生成硫酸和氫碘酸,使滴有碘水的淀粉試紙由藍色變為無色,反應的離子方程式為I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-;(5)①實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的溶液中都含有銅離子,實驗Ⅰ沒有無色氣體生成,說明假設1不成立;②假設2成立的原因是硫酸銅溶液與氯化鈉、亞硫酸氫鈉溶液發生氧化還原反應生成硫酸鈉、硫酸氫鈉和氯化亞銅沉淀,硫酸氫鈉溶液與過量的亞硫酸氫鈉溶液反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水,生成氯化亞銅沉淀的離子方程式為2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+;(6)①由題意可知,實驗乙用于驗證氯離子增強了銅離子的氧化性,則實驗乙可以形成原電池,實驗現象為電流表指針會發生明顯偏轉,右側燒杯中有白色氯化亞銅沉淀生成;②由實驗甲電流計指針發生微小偏轉,實驗乙電流表指針會發生明顯偏轉可知,實驗乙的電池電動勢大于實驗甲,電池反應的自由能小于實驗甲。
6.(1)1∶5　bd　(2)濃硫酸　3C+V2O5+3Cl23CO+2VOCl3
(3)蒸餾　(4)吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進入G中使產物水解　(5)×173.5×100%　ac
解析　A為氯氣的發生裝置,產生的氯氣先通過飽和食鹽水除去HCl,即B為飽和食鹽水,再通過C中的濃硫酸干燥,在D中與粗V2O5、碳粉發生反應生成產物,產物沸點較低,并同時生成雜質等,再用蒸餾法進行提純,在G中得到較純的產物,H中裝堿石灰,用于吸收多余的Cl2,并防止空氣中的水蒸氣進入G中使產物水解。(1)A中用氯酸鉀固體與濃鹽酸發生反應制取Cl2,反應的化學方程式為KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O,氧化劑是1 mol的KClO3,還原劑是5 mol HCl,氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶5;該反應是固體與液體不需要加熱制備氣體,則與b、d的裝置相同,a.濃硫酸與銅反應制SO2屬于固體和液體加熱制氣體;c.熟石灰與氯化銨反應制氨氣是固體加熱制備氣體,故答案為bd;(2)根據分析可知,C中裝的是濃硫酸,干燥氯氣;D中加熱后生成一種還原性氣體,應該為CO,D中反應的化學方程式為3C+V2O5+3Cl23CO+2VOCl3;(3)雜質以氯化物的形式溶解在產物中,關閉開關K后,由于VOCl3的沸點較低,應該用蒸餾法進行提純,接下來的操作是蒸餾;(4)由分析可知,H的作用是吸收剩余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進入G中使產物水解;(5)G所得的VOCl3中還含有VO2Cl雜質,設樣品中VOCl3的物質的量為x,VO2Cl的物質的量為y,VOCl3和VO2Cl都會與氨水反應產生NH4VO3沉淀和NH4Cl,NH4Cl用硝酸銀溶液滴定,錐形瓶的質量為m2,則樣品的質量為m1-m2,根據數據可以得到方程組:3x+y=Vc×10-2 mol;173.5x+118.5y=(m1-m2) g;解得x= mol,則樣品中VOCl3的質量分數為×173.5×100%;a.操作③過濾洗滌后,未將洗滌液與濾液合并,導致所用的硝酸銀溶液的體積偏小,故結果偏低,符合題意;b.產品中殘留少量Cl2雜質,致所用的硝酸銀溶液的體積偏大,故結果偏高,不符合題意;c.滴定讀取標準液數據時,開始仰視,結束俯視,讀出的硝酸銀溶液的體積偏小,故結果偏低,符合題意,答案為ac。(共44張PPT)
綜合題突破4　化學實驗綜合題
第三篇　專項練增分提能
綜合大題分類強化練
1.(2024·湖南長沙二模)為探討化學平衡移動原理與氧化還原反應規律的聯系,某實驗小組通過改變溶液濃度,來研究“2Fe3++2I- 2Fe2++I2”反應的限度問題。設計實驗如下:
I2
溶液顏色為紅色
增大反應物I-的濃度后,讓2Fe3++2I- 2Fe2++I2平衡向I-濃度減小的方向
(正向)移動,水溶液中Fe3+濃度比實驗Ⅰ中Fe3+濃度低
(3)為探究更多物質對該反應體系離子濃度的改變,甲同學設計了實驗Ⅲ,實驗裝置如下(固定裝置圖中未畫出)。
實驗步驟:取步驟a充分萃取后的液體混合物,再加入足量鐵粉,
于室溫下進行磁力攪拌。反應結束后,用鑷子取出磁子(吸附了
多余的鐵粉),然后將燒瓶內液體倒入試管中觀察。
實驗現象:攪拌時有氣泡產生。試管中液體分層,上層液體為淺
綠色,下層液體為無色。
①儀器a的名稱為　　　　　　。
②實驗Ⅲ中磁力攪拌的目的是
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
③針對實驗Ⅲ“上層水溶液顯淺綠色”,乙同學認為需要用KSCN溶液檢驗。甲同學認為一定不存在,他的依據是　　　　　　　　　　　　　 (用離子方程式表示)。
球形冷凝管
磁力攪拌增大了有機相中的溶質碘與水的接觸面積
2Fe3++Fe===3Fe2+
I與Fe2+反應生成Fe3+的速率小于Fe3+與足量鐵粉反應生成Fe2+的速率
解析　(3)②實驗Ⅲ中磁力攪拌的目的是磁力攪拌增大了有機相中的溶質碘與水的接觸面積;③加入足量鐵粉后三價鐵會與之反應生成二價鐵,發生反應為2Fe3++Fe===3Fe2+;④根據所給信息分析可知,最終溶液顏色為淺綠色的原因為I與Fe2+反應生成Fe3+的速率小于Fe3+與足量鐵粉反應生成Fe2+的速率。
2.(2024·湖南長沙一模)硫酸四氨合銅晶體{[Cu(NH3)4]SO4·H2O}在工業上用途廣泛,常溫下該物質在空氣中不穩定,受熱時易發生分解。現以銅粉、3 mol·L-1的硫酸、濃氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol·L-1稀鹽酸、0.500 mol·L-1的NaOH溶液來合成硫酸四氨合銅晶體并測定其純度。(已知:CuSO4在水中的溶解度隨溫度的升高而增大)
Ⅰ.CuSO4溶液的制備
①稱取4 g銅粉,在A儀器中灼燒10分鐘并不斷攪拌,放置冷卻。
②在蒸發皿中加入30 mL 3 mol·L-1的硫酸,將A中固體慢慢放入其中,加熱并不斷攪拌。
③趁熱過濾得藍色溶液。
(1)A儀器的名稱為　　　　　。
(2)第③步中,趁熱過濾的目的是　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　。
坩堝
趁熱過濾,能防止CuSO4結晶,減小CuSO4的損失
解析　(1)灼燒固體,應在坩堝中進行,故A儀器的名稱為坩堝;
(2)趁熱過濾,能防止CuSO4結晶,減小CuSO4的損失;
Ⅱ.晶體的制備
將上述制備的CuSO4溶液按如圖所示進行操作
(3)已知淺藍色沉淀的成分為Cu2(OH)2SO4,試寫出生成此沉淀的離子反應方程式:　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
2Cu2++2NH3·H2O+S===Cu2(OH)2SO4↓+2N
解析　(3)向所得溶液中加入適量NH3·H2O,生成Cu2(OH)2SO4的離子方程式為2Cu2++2NH3·H2O+S===Cu2(OH)2SO4↓+2N;
(4)析出晶體時采用加入乙醇的方法,請結合物質結構與性質知識解釋乙醇的作用:　　　　　　　 　,此處不采用濃縮結晶的原因是
　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
降低溶劑的極性,促使硫酸四氨合銅晶體析出
硫酸四氨合銅晶體受熱容易分解
解析　(4)加入乙醇的作用是降低溶劑的極性,促使硫酸四氨合銅晶體析出,不用濃縮結晶的方法是因為硫酸四氨合銅晶體受熱容易分解;
Ⅲ.氨含量的測定(以NH3計)
精確稱取w g晶體,加適量水溶解,注入如圖所示
的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,
通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,并用蒸
餾水沖洗導管內壁,用V1 mL 0.5 mol·L-1的鹽酸
標準溶液完全吸收。取下接收瓶,用0.5 mol·L-1 NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2 mL NaOH溶液。
(5)為了減少誤差,用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl溶液時最好使用　　　　(填“酚酞”或“甲基橙”)作指示劑。
(6)樣品中氨的質量分數的表達式為　　　 　　(用含w、V1、V2的代數式表式)。
(7)下列實驗操作可能使氨含量的測定結果偏高的是　　　　(填標號)。
A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管
B.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視
C.將樣品液中的氨全部蒸出后,未用蒸餾水沖洗導管內壁
D.取下接收瓶前,未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁
甲基橙
×100%
BD
解析　(5)溶液是氯化銨和HCl混合物,氯化銨溶液為酸性溶液,滴定終點溶液呈酸性,故應該選擇甲基橙作指示劑;(6)由題意可得:n(HCl)=n(NH3)+(NaOH),故n(NH3)=n(HCl)-n(NaOH)=0.5 mol·L-1×V1×10-3 L-0.5 mol·L-1×V2×10-3L=0.5(V1-V2)×10-3 mol,樣品中氨的質量分數的表達式為×100%;
(7)A.滴定時未用NaOH標準溶液潤洗滴定管,則相當于稀釋了NaOH溶液,V2偏大,氨含量偏低,錯誤;B.讀數時,滴定前平視,滴定后俯視,則V2偏小,氨含量偏高,正確;C.將樣品液中的氨全部蒸出后,未用蒸餾水沖洗導管內壁,則部分氨損失,滴定時消耗NaOH溶液的體積偏大,即V2偏大,氨含量偏低,錯誤;D.未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導管外壁,則鹽酸有損失,導致消耗的NaOH溶液體積偏小,V2偏小,氨含量偏高,正確,答案為BD。
3.(2024·山東威海二模)某小組用Raney鎳在常溫常壓下催化氫化肉桂酸,其原理和裝置(夾持儀器略)如下。
回答下列問題:
(1)制備Raney鎳。向盛有鎳鋁合金(NiAl2)的燒杯中加入NaOH溶液,完全反應后,依次用蒸餾水和無水乙醇洗凈Raney鎳備用。加入NaOH溶液反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
解析　(1)鎳鋁合金(NiAl2)的燒杯中加入NaOH溶液,其中的鋁和NaOH溶液反應的離子方程式為2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑;
(2)催化氫化。連接裝置進行如下操作:
(ⅰ)　　　　 　。
(ⅱ)加反應物。向氫化瓶中加入a g肉桂酸和適量無
水乙醇,攪拌溶解,再加入Raney鎳。
(ⅲ)排空。
①趕盡量氣管中空氣的操作方法是
　。
②打開K4、關閉K3,將氫化瓶抽真空。
(ⅳ)充氫氣氫化。打開氫氣瓶,將氫氣充入量氣管,記錄初始讀數為V1 mL(已換算為標況,下同),再將量氣管中的氫氣充入氫化瓶中,開動電磁攪拌器進行氫化。判斷氫化反應完成的標志為　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　。
(ⅴ)記錄反應后的讀數為V2 mL(已知量氣管的0刻度在上方)。
檢查裝置的氣密性
打開K1、關閉K2,將水準瓶抬高,使量氣管內充滿水
量氣管內液面高度不再發生變化
解析　(2)有氣體參與的反應,在連接裝置后,首先要檢查裝置的氣密性;要趕盡量氣管中的空氣,被趕走的空氣應經過K1排到大氣中,其操作方法為打開K1、關閉K2,將水準瓶抬高,使量氣管內充滿水;若氫化瓶中的反應已經完成,則不再消耗氫氣,此時量氣管中的液面高度不再發生變化;
(3)得到產品。將氫化瓶內混合物先過濾去除催化劑,再選用下列儀器進行提純得到產品,所選儀器的連接順序為①　　　　 　(填序號)。
⑧⑥⑤⑦②
解析　(3)過濾去除催化劑后,再經過蒸餾可提純得產品,所以需要用到燒瓶和⑧,再用溫度計控制蒸汽的溫度,用直形冷凝管冷凝蒸汽使之液化,連接牛角管,將產品用錐形瓶承接,即儀器的連接順序為①⑧⑥⑤⑦②;
(4)計算產率。該產品的產率為　　　　　(用含a、V1、V2的式子表示)。若記錄V2時,水準瓶的液面高于量氣管的液面,將導致測得產品的產率　　　　　(填“偏高”或“偏低”)。
%
偏高
解析　(4)根據消耗的氫氣的體積,得到實際獲得的產品質量為,而理論可獲得的產品質量為,所以該產品的產率為×100%=%;若記錄V2時,水準瓶的液面高于量氣管的液面,則V2偏小,據產率的計算式%可知,將導致測得產品的產率偏高。
4.(2024·杭州學軍中學模擬)硫酸鐵銨晶體[NH4Fe(SO4)2·12H2O],摩爾質量為482 g·mol-1,易溶于水,不溶于乙醇,常用作分析試劑。實驗室制備硫酸鐵銨晶體的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置省略)。
回答下列問題:
(1)盛放鐵屑的儀器名稱是　　　 　;實驗時,
首先打開K1、K3,關閉K2、K4。一段時間后,
為使生成的FeSO4溶液進入裝置B中,應進行的操作為　　　　　　　　。
三頸燒瓶
關閉K3,打開K2
解析　制備NH4Fe(SO4)2·12H2O時,先用A裝置制取FeSO4,同時利用生成的H2排盡裝置內的空氣,防止Fe2+被氧化;再利用生成的H2將A裝置內的FeSO4壓入B裝置內,加入雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+,再與硫酸銨發生反應,從而生成NH4Fe(SO4)2·12H2O。(1)根據圖示,盛放鐵屑的儀器名稱是三頸燒瓶;打開K1、K3,關閉K2、K4,制備FeSO4。為使生成的FeSO4溶液與硫酸銨溶液接觸,需將A裝置內的FeSO4溶液壓入B裝置內,此時可利用反應生成的H2達到此目的,所以應進行的操作為關閉K3,打開K2;
(2)向裝置B中溶液滴加雙氧水,雙氧水的作用是____________________________ (用離子方程式表示);裝置B中需要控制溫度保持在45 ℃,最佳加熱方式為　　　 　,溫度不能太高的原因是　　　　　　　　　　　　。
(3)當溶液中Fe2+完全反應后,關閉K4;檢驗溶液中不含有Fe2+的試劑是__________ (填化學式)。將雙氧水換成適量的飽和(NH4)2SO4溶液,繼續滴加;實驗結束后,將裝置B中溶液經一系列操作析出晶體后,用乙醇洗滌、干燥,得到產品。用無水乙醇洗滌的目的是　 　　　。
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
水浴加熱
防止H2O2分解
K3[Fe(CN)6]
帶走晶體表面的水分,利于干燥
解析　(2)雙氧水的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,涉及的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;裝置B中需要控制溫度保持在45 ℃,溫度低于100 ℃,故最佳的加熱方式為水浴加熱;H2O2熱穩定性差,加熱時需控制溫度,所以緩慢滴加H2O2溶液,水浴控溫在45 ℃的原因是防止H2O2分解;(3)檢驗反應后溶液中不含有Fe2+的試劑是K3[Fe(CN)6];乙醇易揮發,且該晶體不溶于乙醇,所以用乙醇洗滌可以帶走晶體表面的水分,利于晶體干燥;
(4)為測定產品純度,進行如下實驗:
Ⅰ.配制溶液:稱取m g產品溶于水,然后配制成100.00 mL溶液,取20.00 mL溶液于錐形瓶中,加入過量的KI溶液充分反應。
Ⅱ.滴定:用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液V mL。(已知I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI)
①滴定管的正確操作順序:檢漏→　　　　(填字母)→記錄起始讀數→開始滴定。
a.裝入滴定液至“0”刻度以上 b.調整滴定液液面至“0”刻度
c.排出氣泡 d.用滴定液潤洗2至3次 e.用蒸餾水洗滌
②步驟Ⅱ滴定時選用的指示劑為　　　　;若滴定前滴定管內有氣泡,滴定后氣泡消失,會使測定的產品純度　　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
edacb
淀粉溶液
偏大
解析　(4)①滴定管的正確操作順序:檢漏→用蒸餾水洗滌→用滴定液潤洗2~3次→裝入滴定液至“0”刻度以上→排出氣泡→調整滴定液液面至“0”刻度→記錄起始讀數→開始滴定,所以正確的順序為edacb;②步驟Ⅱ滴定原理I2+2Na2S2O3===Na2S4O6+2NaI,則滴定時選用的指示劑為淀粉溶液;若滴定前滴定管內有氣泡,滴定后氣泡消失,則會使測得的Na2S2O3標準溶液體積偏大,計算得到的產品純度偏大。
5.(2024·重慶渝中階段練)實驗室用濃硫酸、銅與NaOH溶液為原料制取少量NaHSO3并探究其性質。
Ⅰ.制備NaHSO3(裝置如圖所示)。
(1)儀器a的名稱是　　　　　。
(2)裝置丁的作用有①吸收尾氣,防止環境污染;
②　 　　　　;③　　　　　。
(3)證明丙中NaOH已完全轉化為NaHSO3的操作和現象是
　　　　　　　　　　　　 　 。
分液漏斗
通過溶液顏色變化判斷丙中NaOH是否完全轉化為NaHSO3
防倒吸
把針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明NaOH已完全轉化為NaHSO3
解析　由實驗裝置圖可知,裝置甲中銅與濃硫酸共熱反應制備二氧化硫,裝置乙為空載儀器,做安全裝置,起防倒吸的作用,裝置丙中二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應制備亞硫酸氫鈉,把針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,裝置丁中盛有的酸性高錳酸鉀溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空氣,通過溶液顏色變化還可以判斷丙中二氧化硫是否過量,氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,其中倒置的漏斗能起到防倒吸的作用。(2)由分析可知,裝置丁中盛有的酸性高錳酸鉀溶液除用于吸收二氧化硫,防止污染空氣外,通過溶液顏色變化還可以判斷丙中二氧化硫是否過量,氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉,其中倒置的漏斗能起到防倒吸的作用;(3)由分析可知,把丙中針筒中的品紅溶液推入錐形瓶中,若品紅溶液褪色,說明氫氧化鈉溶液與二氧化硫完全反應生成亞硫酸氫鈉;
Ⅱ.探究NaHSO3與Cu2+的反應,設計實驗如下:向2 mL 1 mol·L-1 NaHSO3溶液中加入2 mL 1 mol·L-1 CuSO4 溶液,得到綠色溶液,3 min內無明顯變化。將所得混合液分為兩等份,進行實驗Ⅰ和Ⅱ。
實驗 操作及現象
Ⅰ 加入適量Na2SO4固體,瞬間無明顯變化,30 s時也無明顯變化
Ⅱ 加入適量NaCl固體,瞬間無明顯變化,30 s時有無色氣體和白色沉淀,上層溶液顏色變淺
(4)推測實驗Ⅱ產生的無色氣體為SO2,實驗證實推測正確:用滴有碘水的淀粉試紙接近試管口,觀察到　 　　 　　　,反應的離子方程式為
　　 　　　　　　　　　　。
試紙由藍色變為無色
I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-
解析　(4)二氧化硫具有還原性,能與碘水反應生成硫酸和氫碘酸,使滴有碘水的淀粉試紙由藍色變為無色,反應的離子方程式為I2+SO2+2H2O===4H++S+2I-;
(5)對實驗Ⅱ產生SO2的原因進行分析,提出兩種假設:
假設1:Cu2+水解使溶液中c(H+)增大。
假設2:Cl-存在時,Cu2+與HS反應生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。
①假設1不合理,實驗證據是　　　　　。
②實驗證實假設2合理,實驗Ⅱ中發生反應的離子方程式有
　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　,
H++HS===SO2↑+H2O。
實驗Ⅰ沒有無色氣體生成
2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+
解析　(5)①實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的溶液中都含有銅離子,實驗Ⅰ沒有無色氣體生成,說明假設1不成立;②假設2成立的原因是硫酸銅溶液與氯化鈉、亞硫酸氫鈉溶液發生氧化還原反應生成硫酸鈉、硫酸氫鈉和氯化亞銅沉淀,硫酸氫鈉溶液與過量的亞硫酸氫鈉溶液反應生成硫酸鈉、二氧化硫和水,生成氯化亞銅沉淀的離子方程式為2Cu2++HS+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+3H+;
(6)通過上述分析可知,Cl-增強了Cu2+的氧化性。某同學設計原電池實驗證明該實驗結果。
①補全乙實驗的現象　　　　　　　　　　　　　　 　。
編號 甲 乙
實驗
現象 電流計指針發生微小偏轉
電流表指針發生明顯偏轉,右側燒杯中有白色沉淀產生
②已知E為電池電動勢[電池電動勢即電池的理論電壓,是兩個電極電位之差,E=E(+)-E(-)],ΔG為電池反應的自由能變,則甲電池與乙電池相比較,
E(甲)　　　　　E(乙),ΔG(甲)　　　　　ΔG(乙)(填“>”或“<”)。
<
>
解析　(6)①由題意可知,實驗乙用于驗證氯離子增強了銅離子的氧化性,則實驗乙可以形成原電池,實驗現象為電流表指針會發生明顯偏轉,右側燒杯中有白色氯化亞銅沉淀生成;②由實驗甲電流計指針發生微小偏轉,實驗乙電流表指針會發生明顯偏轉可知,實驗乙的電池電動勢大于實驗甲,電池反應的自由能小于實驗甲。
6.(2024·河北保定一模)工業上使用氯化粗五氧化二釩(雜質為Ti、Al的氧化物)的方法制備三氯氧釩(VOCl3),其裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知:VOCl3熔點為-77 ℃,沸點為126 ℃,易水解(裝置A為制備氯氣的裝置,未畫出)。
回答下列問題:
(1)常溫下,裝置A中氯酸鉀固體與濃鹽酸發生反應,該反應中氧化劑和還原劑物質的量之比為　　　　,裝置A與實驗室制取下列氣體的裝置相同的是　　　　(選填標號)。
a.銅與濃硫酸反應制二氧化硫
b.石灰石與鹽酸反應制二氧化碳
c.熟石灰與氯化銨反應制氨氣
d.過氧化鈉和水反應制氧氣
1∶5
bd
解析　A為氯氣的發生裝置,產生的氯氣先通過飽和食鹽水除去HCl,即B為飽和食鹽水,再通過C中的濃硫酸干燥,在D中與粗V2O5、碳粉發生反應生成產物,產物沸點較低,并同時生成雜質等,再用蒸餾法進行提純,在G中得到較純的產物,H中裝堿石灰,用于吸收多余的Cl2,并防止空氣中的水蒸氣進入G中使產物水解。(1)A中用氯酸鉀固體與濃鹽酸發生反應制取Cl2,反應的化學方程式為KClO3+6HCl(濃)===KCl+3Cl2↑+3H2O,氧化劑是1 mol的KClO3,還原劑是5 mol HCl,氧化劑與還原劑物質的量之比為1∶5;該反應是固體與液體不需要加熱制備氣體,則與b、d的裝置相同,a.濃硫酸與銅反應制SO2屬于固體和液體加熱制氣體;c.熟石灰與氯化銨反應制氨氣是固體加熱制備氣體,故答案為bd;
(2)裝置C中盛裝的試劑可以是　　　　;實驗開始先打開K,通入Cl2一段時間后,加熱D裝置,可產生一種還原性氣體,則D裝置中反應生成VOCl3的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)當D中反應結束后,停止加熱,停止通氯氣,此時雜質以氯化物的形式溶解在產物中,關閉開關K后,接下來進行的操作是　　　　(填操作名稱)。
(4)裝置H的作用為　　　　　　　　　　　　 　　　。
濃硫酸
蒸餾
)吸收多余的Cl2,防止空氣中的水蒸氣進入G中使產物水解
(5)經檢測,G所得的VOCl3中還含有VO2Cl雜質,為測定其中VOCl3的質量分數,做如下實驗:
①取下錐形瓶,稱量產品和錐形瓶的質量為m1 g;
②加入超純水形成釩溶液,再向該釩溶液中加入氨水,VOCl3和VO2Cl都會與氨水反應產生NH4VO3沉淀和NH4Cl;
③過濾洗滌后,將洗滌液與濾液合并后配制成250 mL溶液,取25 mL用濃度為c mol·L-1的AgNO3標準溶液進行滴定,消耗AgNO3溶液V mL;
④將錐形瓶洗滌干燥后稱量其質量為m2 g。
則VOCl3的質量分數表達式為　　　　　 　,下列情況會導致VOCl3的質量分數偏低的是　　　　(選填標號)。
a.操作③過濾洗滌后,未將洗滌液與濾液合并
b.產品中殘留少量Cl2雜質
c.滴定讀取標準液數據時,開始仰視,結束俯視
×173.5×100%
ac
解析　(5)G所得的VOCl3中還含有VO2Cl雜質,設樣品中VOCl3的物質的量為x,VO2Cl的物質的量為y,VOCl3和VO2Cl都會與氨水反應產生NH4VO3沉淀和NH4Cl,NH4Cl用硝酸銀溶液滴定,錐形瓶的質量為m2,則樣品的質量為m1-m2,根據數據可以得到方程組:3x+y=Vc×10-2 mol;173.5x+118.5y=(m1-m2) g;解得x= mol,則樣品中VOCl3的質量分數為 ×173.5×100%;a.操作③過濾洗滌后,未將洗滌液與濾液合并,導致所用的硝酸銀溶液的體積偏小,故結果偏低,符合題意;b.產品中殘留少量Cl2雜質,致所用的硝酸銀溶液的體積偏大,故結果偏高,不符合題意;c.滴定讀取標準液數據時,開始仰視,結束俯視,讀出的硝酸銀溶液的體積偏小,故結果偏低,符合題意,答案為ac。

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