高中化学知识点讲解《物质组成与性质实验方案的设计》典型例题(二)

时间:2021-06-11 07:16:12

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1、选择题  下列实验能达到预期目的的是(?)?
①用蒸馏的方法可将海水淡化 ②除去CO2中混有的CO:通入适量氧气点燃
③向溶液中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液可检验溶液中是否含有SO ④加入适量的盐酸可除去FeCl3溶液中的Fe(OH)3胶体
A.①②  
B.②③
C.①④
D.③④


参考答案:C


本题解析:略


本题难度:一般



2、实验题  有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应,都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体,将带余烬的木条插入试管C中,木条复燃。

请回答下列问题:
(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2,该反应的化学方程式是:_____________
(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
_________________________________
(3)第2小组同学认为Na2O2与SO2反应除了生成Na2SO3和O2外,还有Na2SO4生成。为检验是否有
Na2SO4生成,他们设计了如下方案:



上述方案是否合理?___________。请简要说明两点理由:①______________;②_____________。


参考答案:(1)2Na2O2+2SO2=2Na2SO3+O2
(2)取白色固体,加稀硫酸,产生能使晶红溶液褪色的气体
(3)不合理;稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡;如果反应后的固体中还残留Na2O2,它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根


本题解析:


本题难度:一般



3、实验题  (15分)氯酸钾是无机盐工业的重要产品之一,可通过反应:NaC1O3+KC1?KC1O3↓+NaC1制取。
(1)实验室制取氯酸钠可通过反应:3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O,今在—5℃的NaOH溶液中通入适量C12(平衡常数K=1.09×1012),此时C12的氧化产物主要是?;将溶液加热,溶液中主要离子浓度随温度的变化如右图所示,图中A、B、C依次表示的离子是?

(2)工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳通入氯气,然
后结晶除去氯化钙后,再加入一种钠盐,合适的钠盐是
?
(3)北美、欧洲国家生产氯酸钠用二级精制盐水。采用
无隔膜电解法获得,生产过程中涉及的主要的化学反应式如下:
总反应式:NaC1+3H2ONaC1O3+3H2↑
阳极:2C1——2e—?C12↑阴极:2H2O+2e—?H2↑+2OH—
液相反应:C12+H2OHC1O+H++C1—? HC1OH++C1O—
2HC1O+CO—?C1O3—+2C1—+2H+
精制食盐水时,要除去其中的Ca2+、Mg2+及SO42—并得到中性溶液,依次加入的化学试剂
???;过滤,滤液中再加入适量的稀盐酸,得一级精制盐水再经离子交换处理或膜处理得到二级精制盐水。
②电解时,必须在食盐水中加入Na2Cr2O7,其目的是防止?(填离子符号)电解过程中在阴极上放电。
(4)若NaC1O3与KC1的混合溶液中NaC1O3与KC1的质量分数分别为0.290和0.203(相关物质的溶解度曲线如右图)。从混合溶液中获得较多KC1O3晶体的实验操作依次
?(填操作名称)、干燥。
(5)样品中C1O3—的含量可用滴定法进行测定,实验步骤
如下:
步骤1:准确称取样品ag(约2.20g),经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2:从上述容量瓶中取出10.00mL于锥形瓶中,准确加入25mL1000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2。溶液(过量),加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸,静置10min。
步骤3:再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种氧化还原反应指示剂,用0.200mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定至终点。
步骤4:?
步骤5:数据处理与计算。
①步骤2,静置10min的目的是?
②步骤3中K2Cr2O2标准溶液应盛放在?中(填仪器名称)。
③为了确定样品中C1O3—的质量分数,步骤4的操作内容是?


参考答案:


本题解析:(1)在—5℃的NaOH溶液中通入适量C12时,主反应的方程式为:CL2 + 2NaOH ===== NaCL + NaCLO + H2O;此时CL2的氧化产物主要主要是NaCLO;将溶液加热,随温度的不断长高,主反应方程式为:3C12+6NaOH5NaC1+NaC1O3+3H2O,NaCLO不断减小,而NaCL不断增大,且NaCLO3不断增大。
(2)热的石灰乳通入氯气,反应的方程式为:2CL2 + 2Ca(OH)2===== CaCL2 + Ca(CLO)2 + 2H2O;除去CaCL2后主要成分为Ca(CLO)2,要加入钠盐得到NaCLO3,则需遵循复分解反应所需条件,即所加钠盐可以是Na2SO4、Na2CO3;
(3)精制食盐水时,要除去其中的Ca2+、Mg2+及SO42—并得到中性溶液所需试剂为:Na2CO3除去Ca2+、NaOH除去Mg2+、BaCL2除去SO42—;但所加入的试剂遵循的原则是:Na2CO3一定放于BaCL2之后,HCL一定放在最后。
电解时,必须在食盐水中加入Na2Cr2O7,其目的是防止CLO-在电解过程中在阴极放电;
(4)根据各物质的溶解度曲线图分析可知:要从NaC1O3与KC1的混合溶液中得到KC1O3,采用的措施为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤;
(5)K2Cr2O2标准溶液具有强氧化性,必须放于酸式滴定管中,因为强氧化性物质会腐蚀碱式滴定管的橡胶管;静置10min的目的是使溶液中的CLO-完全被Fe2+还原为CL-;为了使得实验结果更加准备而减少误差,一般需重复操作步骤2和步骤3两至三次。


本题难度:简单



4、填空题  (14分)某研究性学习小组从网上查到绿矾(FeSO4·7H2O)受热分解的方程式为:
2FeSO4·7H2OFe2O3+SO3↑SO3↑+14H2O↑,就设计了如下实验装置来验证绿矾受热分解是否发生上述反应。

主要实验步骤如下:
①组装仪器并检查装置的气密性;
②称量绿矾样口及U型干燥管E的质量,将称量后的绿矾置于硬质玻璃管内;
③关闭活塞K,加强热使绿矾完全分解;
④打开活塞K,缓缓鼓入一定量的氮气;
⑤再次称量干燥管E的质量;
⑥重复④⑤的操作,直到干燥管E的质量基本不变为止;
⑦称量洗气瓶C中所得沉淀的质量。
试回答:
(1)洗气瓶D中浓H2SO4的作用为:?
(2)步骤⑦从溶液中获取生成沉淀质量的具体操作为:?
(3)实验小组的报告如下,请补充完整:

?
实验记录
分析或计算结果
现象
硬质管内绿色变为红棕色;
生成物有?
干燥管B中晶体白色变蓝色。
生成物有H2O
数据
称取绿矾样品16.68g;
反应的绿矾0.06mol
干燥管E最后增重2.24g;
生成SO2?mol
C中生成白色沉淀的质量为4.66g;
生成DO3 0.02mol
?(4)该实验所得到的数据与所样到的化学方程式中的定量关系不相符合,请分析可能的原因。
(5)为达到“验证绿矾受热分解是否发生上述反应”的目的,该实验的设计有多处不妥,请提出改进建议(两条即可)


参考答案:(1)除去SO2中的H2O(或干燥)?(2分)
(2)过滤、洗涤、干燥、称量?(2分)
(3)Fe2O3?(1分)? 0.035 mol?(1分)
(4)①高温下部分SO3分解为SO2和O2?;
②干燥管E吸收了空气中的H2O和CO2气体;
③绿矾分解不完全;
④反应生成的气体未被完全吸收……
(只要答案合理均可,一条合理原因2分,共4分)
(5)增加检验SO2气体的装置,如将干燥管E换成装有品红试剂的洗气瓶等;
不必称量质量;?
在装置最后再加上一个干燥管,防止空气中的水蒸气进入干燥管E中;
加尾气吸收装置,防止空气污染……
(其他合理答案均可,一条合理建议2分,共4分)


本题解析:该实验具有一定的开放性,是试题发展的新趋势。验证生成的产物中有氧化铁、二氧化硫、三氧化硫、水,因大部分物质的验证需要经过水溶液,因此验证水放在第一位,无水硫酸铜与水反应得到五水硫酸铜,颜色有白色变为蓝色;三氧化硫通入到氯化钡溶液中将有白色沉淀生成,从而验证三氧化硫的存在;浓硫酸干燥二氧化硫,二氧化硫被碱石灰吸收,通过称重法验证二氧化硫的存在;氧化铁为红棕色,通过观察固体颜色的变化确定有氧化铁生成。


本题难度:一般



5、实验题  溴水和氯化铁溶液均是中学化学实验中的常用试剂,浓度较小时,溶液均呈黄色。在探究铁的化合物相互转化时,进行下列实验。
实验操作:向足量20mL的FeSO4溶液中,滴入几滴浓溴水,振荡。
实验现象:溶液由浅绿色变成黄色。
(1)对该实验现象的解释:
①如果发生了化学反应,则使溶液呈黄色的微粒是______________(填化学式,下同);
②如果未发生化学反应,则使溶液呈黄色的微粒是______________。
(2)通过进一步实验,可证明Br2水和FeSO4溶液是否发生反应。下列是设计的一些实验方案和预测

方案1是否合理______________(填“合理”或“不合理”)。 方案2中,由于存在反应____________________________(用离子方程式表示),所以预测结论不正确。
(3)请你另外设计一个合理方案,证明已经反应。将有关内容填入下表。


参考答案:(1)①Fe3+;②Br2
(2)未发生反应;不合理;2Fe3++ 2I-==2Fe2++ I2(3)


本题解析:


本题难度:困难




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