时间:2020-07-07 23:19:40
1、实验题 （16分）Fe、Cu都是人类较早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题：
（1）甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验，下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是?
A．FeCl3
B．FeCl2
C．CuCl2
D．FeS
（2）乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应，设计了如上图所示的实验装置，请说出装置B的作用：?。开始加热前?（填“有”或“无”）明显现象。
（3）当乙同学实验结束时，铁完全溶解，试管液面上方为无色气体，试管上部为红棕色气体，此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究：
①在所得的溶液中加入一小块Cu片，结果Cu片先逐渐溶解，并伴随其他现象，反应一段时间后不再溶解。丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应。他依据的反应现象是?；该反应的离子方程式为?。你认为Cu片溶解是否还有另一原因，若有请用化学方程式表示其理由：?（若无此空不填）
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2＋但不含有Fe3＋。说明具体的操作和实验现象?。
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL，假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02 mol并测得溶液中Fe2＋和Cu2+浓度均为0.02 mol/L，则NO3-的物质的量浓度为?
mol/L。生成NO气体的体积为 _________________L（标准状况）。
（4）本次探究实验用掉密度为1.5g·cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL，超出实际参加反应的量其原因有（写出两点）：①?②?
参考答案：
（3）①生成无色气体；试管上部出现红棕色气体（1分）；?
3Cu+2NO3-+8 H+="3Cu" 2++2NO↑+4 H2O (2分)；
2Fe(NO3)3+Cu=Cu(NO3)2+2Fe(NO3)2（2分）。
②取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色
③0.08? 0.224
(4)①浓硝酸易挥发，部分硝酸挥发 ②硝酸受热分解
本题解析：考查铁铜与硝酸的反应
（1）由于氯气的氧化性强，与铁铜反应生成的均为高价氯化物，而硫的氧化性相对较弱，与铁铜只能生成低价硫化物，故答案为B
（2）由于硝酸的强氧化性，铁在冷的浓硝酸中钝化，故不加热时无反应，也无现象
加热时可能发生反应：Fe＋6HNO3(浓)=Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O
Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋
由于NO与NO2可被碱液吸收，故为防止倒吸，采用B装置，起到安全瓶的作用
（3）①剩余的硝酸或生成的Fe(NO3)3均可溶解铜
3Cu+2NO3-+8 H+="3Cu" 2++2NO↑+4 H2O (2分)；
2Fe(NO3)3+Cu=Cu(NO3)2+2Fe(NO3)2（2分）。
故可通过观察是否有气泡产生来判定是那种物质来氧化铜
②考查铁离子的检验：一般采用加入KSCN溶液是否呈现血红色来检验
③所得溶液为硝酸铜及硝酸亚铁的混合溶液，它们的物质的量均为0.01mol，故NO3—的物质的量为0.04mol，其物质的量浓度为0.08mol/L；
设NO、NO2的物质的量分别x、y，则x+y=0.02
由电子的得失守恒可知：3x+y=（0.01+0.01）×2（金属铁、铜的物质的量也均为0.01mol）
求得x=y=0.01mol，即两气体的体积在标准状况下均为0.224L
（4）由氮原子的守恒可知硝酸的物质的量理论上为0.04+0.02=0.06mol，而实际消耗硝酸为：
，可能由于硝酸为热不稳定酸，易挥发，均可造成它的损耗
本题难度：简单
2、实验题 某活动小组利用下图装置验证NO的还原性及探究工业生产硝酸的原理。（装置气密性已检查完毕）。
（1）向广口瓶①中通入NO并测定NO的体积
①通入NO前，向广口瓶①中加入水的主要操作：?；
②从导管a通入一定量的NO，并记录滴定管读数，求出液面变化的数值为VL（V<50mL，气体体积已换算为标准状况）。准确测定NO的体积的主要操作：?；
（2）验证NO的还原性；探究工业生产硝酸的原理
①、停止通入NO后关闭K1、K3，打开K2，从导管b缓缓通入O2，可观察到的现象是?，写出对应现象的化学反应方程式?、?；
②、继续通入O2，打开K3并及时调整滴定管③液面与广口瓶①中液面相平，直至广口瓶①中刚好充满液体。
i?当通入氧气的体积为1/2V时，则广口瓶①的气体体积为?；
ii 当广口瓶①中刚好充满液体时，所得溶液的物质的量浓度为?mol/L。
参考答案：（每空2分）
（1）①打开K2、K3(或K1、K3或K1、K2、K3均打开)，从滴定管加水，直到将①中空气全部排出（或者让水充满①）且调节滴定管中液面与①相平并记录滴定管的刻度。
②关闭K2、打开K3、K1，通入NO并调整滴定管液面与①中液面相平，再次记录滴定管的刻度。（未打开或关闭，此空0分）
（2）①气体先变为红棕色，?（1分）?然后逐渐变淡。（1分），
2NO + O2 = 2NO2?，3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO 。
②______ V/3_______________，___________ V/11.2 mol/L? __
本题解析：略
本题难度：一般
3、简答题 某同学根据Mg与CO2反应原理，推测钠也应能在CO2中燃烧．为了确定其生成产物并进行实验论证，请你参与以下研究过程．该同学按实验要求，用下列装置进行实验（已知PdCl2溶液能被CO还原得到黑色的Pd），请完成下列问题：
（1）装置1中玻璃仪器的名称是______，______；装置2的作用是______．
（2）若装置6中有黑色沉淀，装置4中的残留固体（只有一种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为：______；
（3）若装置6中溶液无明显现象，装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，则钠与二氧化碳反应的化学方程式为：______；
（4）指导老师认为，不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠还要检验其中是否有氧化钠和碳，当确认钠充分反应后，请你设计一个简单实验，验证装置4中得到的残留固体中是否含有碳：______．
参考答案：（1）装置1中玻璃仪器的名称是分液渥斗和锥形瓶，制得的氯气中含有氯化氢气体，可以用碳酸氢钠溶液除去Cl2中带有的HCl气体，
故答案为：分液渥斗；锥形瓶；除去Cl2中带有的HCl气体；
（2）由题意可知，装置4中的残留固体（只有一种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，说明生成碳酸钠，装置6中有黑色沉淀，说明PdCl2溶液能被CO还原得到黑色的Pd，所以反应物为碳酸钠和CO，反应的化学方程式为2Na+2CO2=Na2CO3+CO，故答案为：2Na+2CO2=Na2CO3+CO；
（3）装置4中残留固体（有两种物质）加盐酸有能使石灰水变浑浊的气体放出，其中一种固体为碳酸钠，另一种固体为C，反应的方程式为4Na+3CO2=2Na2CO3+C，
故答案为：4Na+3CO2=2Na2CO3+C；
（5）根据C不溶于水分析，将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C，故答案为：将4中固体加足量水，有不溶黑色固体，则生成物中有C．
本题解析：
本题难度：一般
4、实验题 甲酸为不溶于水易溶于乙醇的无色晶体，苯酚常温下能溶于水，易溶于酒精。酸性强弱为：盐酸>苯甲酸>碳酸>苯酚>碳酸氢钠。现有苯甲酸、苯酚一起溶于乙醇所得的混合液，设计一个简单的实验方案，把这三种物质分离为各自的纯净物。按分离的先后顺序的多种可能方案：
方案一：按酸性由弱到强顺序分离
方案二：按酸性由强到弱顺序分离；
……
供选择试剂：①10%氢氧化钠溶液②37%盐酸③Na2CO3溶液④NaHCO3溶液⑤大理石⑥KMnO4溶液⑦生石灰⑧10%H2SO4
（1）?甲同学按实验方案一进行，请填写相关内容。
| 实验步骤 | 写出相应的离子方程式 |
| ①取试样加入足量10%的NaOH溶液，充分振荡后再将反应混合物倒入蒸馏烧瓶中蒸馏得到乙醇、水的混合物和产品A | ①OH-+C6H5-OH→C6H5O-+H2O ②?? |
| ②向步骤①的馏分中加入足量的生石灰，再次蒸馏浓缩，蒸气冷凝后得乙醇。 | CaO+H2O=Ca(OH)2 |
| ③向产品A中通入足量CO2，静置后分液得?和溶液B。 | ? ? |
| ④再向溶液B中加入足量?、静置、过滤后可得苯甲酸。 | ? ? |
参考答案：
（1）方案一：7分（离子方程式与各空均为1分）
实验步骤
写出相应的离子方程式
?
OH-+C6H5-COOH→C6H5-COO-+H2O
?
?
?苯酚（C6H5-OH）
C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-
?盐酸、
C6H5COO-+H+→C6H5COOH↓
?（2）蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计（3分）
?（3）A；将导管连接上A中的玻璃管，再将导气管的末端置于水中，用酒精灯对A中的试管微热，如果看到有气泡冒出，冷却后导气管的末端能回流形成一段水柱，说明A装置气密性良好。（4分）
本题解析：略
本题难度：一般
5、实验题 （15分）某课外活动小组以胆矾为原料进行如下实验：
I、测定晶体中结晶水的含量：
测定硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨?②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量?③加热?④冷却?⑤称量?⑥重复③至⑤的操作?⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。
（1）第④步需要使用的仪器是?。
（2）判断晶体是否完全失水的方法是：?。
（3）根据实验数据计算得出硫酸铜结晶水的含量为5.3 ，估计造成误差的原因可能有?
?（提出两点可能的原因）。
II、用胆矾制得氧化铜固体来探究氧化铜的性质
（1）取一定质量的氧化铜固体和一定质量的氯酸钾固体，混合均匀后用如图所示的装置加热制取氧气。为证明氧化铜在氯酸钾的分解反应中起催化剂的作用，在上述实验后还应该进行的实验操作是（按实验先后填写字母顺序）?。然后进一步证明该固体为氧化铜。
a．过滤? b．烘干? c．溶解? d．洗涤? e．称量
（2）但有同学认为，还必须另外再设计一个实验才能证明氧化铜在氯酸钾受热分解的实验中起催化作用。你同意吗？若同意，要进行的另一个实验是?；若不同意，说明理由?。
参考答案：（15分）I.（1）干燥器；（2分）?
（2）连续两次称量的质量差不超过0.1g（3分）
（3）加热前所用坩埚未完全干燥; 加热时间过长导致CuSO4分解. （4分）
II.（1）cadbe；（3分）（2）另取相同质量的氯酸钾固体，不加氧化铜直接加热，对比放出氧气的速率。（3分）
本题解析：略
本题难度：简单