2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十單元 化學(xué)實驗基礎(chǔ) 小專題九 綜合實驗的探究課時練
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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十單元 化學(xué)實驗基礎(chǔ) 小專題九 綜合實驗的探究課時練 1.(2017屆四川廣元二模)氰化鈉是一種重要的化工原料,泄漏時會導(dǎo)致環(huán)境污染,可以通過噴灑雙氧水或硫代硫酸鈉溶液來處理。 (1)NaCN的電子式為____________。 (2)NaCN與雙氧水反應(yīng)為NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑,用H2O2處理1 mol NaCN時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。 (3)NaCN也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,產(chǎn)生對大氣無污染的氣體和Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式是_______________________________
2、___________。 (4)某化學(xué)興趣小組在實驗室制備硫代硫酸鈉(Na2S2O3),并檢測用硫代硫酸鈉溶液處理后的氰化鈉廢水能否達(dá)標(biāo)排放。 Ⅰ.實驗室通過下圖裝置制備Na2S2O3。 ①裝置中盛濃硫酸的儀器是________,b裝置的作用是________________。 ②c裝置中的產(chǎn)物有Na2S2O3和CO2等,d裝置中的溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,還可能有____________。 ③實驗結(jié)束后,在e處最好連接盛NaOH溶液的容器,再________________(填具體操作),防止拆除裝置時污染空氣。 Ⅱ.測定用硫代硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。 已
3、知:①廢水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50 mg·L-1。 ②Ag++2CN-===[Ag(CN)2]-,Ag++I(xiàn)-===AgI↓,AgI呈黃色,且CN-優(yōu)先與Ag+反應(yīng)。 ③實驗如下:取15.00 mL處理后的氰化鈉廢水于錐形瓶中,并滴加幾滴KI溶液作指示劑,用1.000 ×10-4 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的體積為1.50 mL。 ④滴定終點的判斷方法是______________________________________。 ⑤經(jīng)計算處理后的廢水中NaCN的濃度為 mg·L-1(保留兩位小數(shù)),處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)______
4、__(填“是”或“否”)。 2.(2018屆云南一模)中藥藥劑砒霜(主要成分As2O3,微溶于水)在醫(yī)療上用于治療急性白血病。某課題組以一種含砷精礦石粉(主要成分為As4S4、As2S3、FeS2及其他惰性雜質(zhì))為原料制取As2O3, 工藝流程簡圖如下: 回答下列問題: (1)過程Ⅰ中所得SO2氣體可回收再利用,下列有關(guān)SO2用途的說法正確的是________。 A.工業(yè)制硫酸 B.漂白紙張 C.自來水消毒 (2)過程Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)________(填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。 (3)過程Ⅴ中系列操作為________________(填化學(xué)實驗基本操作名稱)。
5、 (4)①過程Ⅰ中焙燒As2S3的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。 ②過程Ⅳ中生成As2O3的離子反應(yīng)方程式為_______________________________。 (5)有毒的AsO通過電解反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為無毒的AsO。用石墨為電極,在強(qiáng)堿性溶液中電解含AsO的溶液,陽極的電極反應(yīng)式為__________________________________。 (6)測定某As2O3粗產(chǎn)品(含As2O5雜質(zhì))中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實驗過程如下: a.稱取m g粗產(chǎn)品溶解于NaOH溶液,得到含AsO、AsO的混合溶液100 mL。 b.分別移取
6、25.00 mL上述溶液,用0.025 00 mol·L-1的I2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定(I2將AsO氧化為AsO,淀粉溶液為指示劑)。每次滴定開始時液面讀數(shù)如圖1所示,三次滴定結(jié)束時,I2標(biāo)準(zhǔn)溶液液面讀數(shù)如圖2~4所示。 圖1 圖2 圖3 圖4 ①描述滴定終點的現(xiàn)象____________________________________。 ②粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________ (用含有m的代數(shù)式表示)。 3.(2017年安徽安慶二模)SO2雖是大氣污染物之一,但也是重要的工業(yè)原料,某同學(xué)在實驗室設(shè)計如下實驗,對SO2的部分性質(zhì)進(jìn)行了探
7、究。 (1)二氧化硫的水溶液 ①SO2易溶于水,常溫常壓下溶解度為1∶40,其中有H2SO3生成。向SO2的飽和溶液中加入NaHSO3固體,有氣體冒出,原因是__________________________________________ _____________________。(結(jié)合有關(guān)平衡方程式簡要說明) ②欲驗證酸性:H2SO3>HClO,選用下面的裝置,其連接順序為:A→______________(按氣流方向用大寫字母表示即可)。能證明H2SO3的酸性強(qiáng)于HClO的實驗現(xiàn)象為__________________________。
8、 A B C D E F (2)二氧化硫的還原性 已知SO2具有還原性,可以還原I2,可以與Na2O2發(fā)生反應(yīng),按圖示裝置進(jìn)行實驗。(部分固定裝置未畫出) 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 關(guān)閉彈簧夾2,打開彈簧夾1,注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中的固體 若將帶火星的木條放在D試管口處,木條不復(fù)燃 SO2與Na2O2反應(yīng)無O2生成,可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為①_________________ 若將帶火星的木條放在D試管口處,木條復(fù)燃 SO2與Na2O2反應(yīng)有O2生成,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為:2SO2
9、+2Na2O2===2Na2SO3+O2 關(guān)閉彈簧夾1,打開彈簧夾2,殘余氣體進(jìn)入E、F中 E中②_______________ _______________ E中反應(yīng)的離子方程式為③_______________ ________________ F中④____________ __________________ F中反應(yīng)為2OH-+SO2===SO+H2O 4.(2018屆北京密云一模)Na2O2是一種常見的過氧化物,具有強(qiáng)氧化性和漂白性,通常可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑。 (1)某實驗小組通過下列實驗探究過氧化鈉與水的反應(yīng): ①用化學(xué)方程式解釋使酚酞試液
10、變紅的原因:______________________________,依據(jù)實驗現(xiàn)象推測紅色褪去的原因是__________________________。 ②加入MnO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。 (2)實驗小組兩名同學(xué)共同設(shè)計如下裝置探究過氧化鈉與二氧化硫的反應(yīng)。通入SO2,將帶余燼的木條插入試管C中,木條復(fù)燃。 請回答下列問題: ①甲同學(xué)認(rèn)為Na2O2與SO2反應(yīng)生成了Na2SO3和O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________,檢驗反應(yīng)后B中的白
11、色固體含有Na2SO3的方法是________________________________________________________________________。 乙同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)的后B中有Na2SO3還會有Na2SO4。乙同學(xué)猜想的理由是______________________________________。 ②為檢驗產(chǎn)物中Na2SO4的存在乙同學(xué)設(shè)計并實施了如下實驗方案: 甲同學(xué)認(rèn)為該實驗方案的現(xiàn)象不能證明有Na2SO4生成,其理由為______________________________。 ③請補(bǔ)充完整實驗小組測定B中反應(yīng)完全后固體組成的實驗方案。稱取樣
12、品a克加水溶解,______________________________,烘干,稱量沉淀質(zhì)量為b克,計算含量。 5.黃鐵礦因其具有淺黃銅色和明亮的金屬光澤,常被誤認(rèn)為是黃金,故又稱為“愚人金”。某化學(xué)興趣小組對某黃鐵礦石(主要成分為FeS2)進(jìn)行如下實驗探究。 [實驗一]測定硫元素的含量: Ⅰ.將m1 g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置(夾持和加熱裝置省略)的石英管中,從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝?,高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全得到紅棕色固體和一種有刺激性氣味的氣體。 Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后,將乙瓶中的溶液進(jìn)行如下處理: 問題討論: (1)寫出石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_
13、_______________________________。 (2)Ⅰ中,干燥管甲內(nèi)所盛試劑是__________,有同學(xué)提出該實驗裝置存在安全隱患,請用簡潔的文字說明:______________________________________。 (3)該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。 [實驗二]設(shè)計以下實驗方案測定鐵元素的含量: ―→―→―→ 問題討論: (4)②中,若選用鐵粉作還原劑,會使測量結(jié)果________(填“不影響”“偏高”或“偏低”)。 (5)③中,需要用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還有____________。 (6)
14、④中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________。 小專題九 綜合實驗的探究 1.(1)Na+[∶C??N∶]- (2)2 (3)8H++2MnO+2CN-===2CO2↑+N2↑+2Mn2++4H2O (4)Ⅰ.①分液漏斗 安全瓶,防止倒吸 ②Na2SO3、Na2SO4 ③關(guān)閉K2,打開K1 Ⅱ.④出現(xiàn)黃色沉淀,且半分鐘內(nèi)不消失 ⑤0.98 否 解析:(2)在NaCN+H2O2+H2O===NaHCO3+NH3↑中,碳元素從+2價升高為+4價,H2O2中氧元素從-1價降為-2價,則H2O2處理1 mol Na
15、CN時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol。(3)NaCN在酸性高錳酸鉀溶液被氧化,生成CO2、N2和Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式是為8H++2MnO+2CN-===2CO2↑+N2↑+2Mn2++4H2O。(4)實驗Ⅰ:a裝置制備二氧化硫,c裝置中制備Na2S2O3,反應(yīng)導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小,b為安全瓶,防止溶液倒吸,d裝置吸收多余的二氧化硫,防止污染空氣。②d裝置吸收二氧化硫,d中溶質(zhì)有NaOH、Na2CO3,堿過量,還有亞硫酸鈉生成,生成的Na2SO3 又易被空氣中的氧氣氧化為Na2SO4,則溶質(zhì)還可能有Na2SO3和Na2SO4。③實驗結(jié)束后,裝置b中還有殘留的二氧化硫,為防止污染空氣
16、,應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收,氫氧化鈉和二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水,為防止拆除裝置時污染空氣,應(yīng)關(guān)閉K2打開K1。實驗Ⅱ:④Ag+與CN-反應(yīng)生成[Ag(CN)2]-,當(dāng)CN-反應(yīng)結(jié)束時,滴入最后一滴硝酸銀溶液,Ag+與I-生成AgI黃色沉淀,且半分鐘內(nèi)不消失,說明反應(yīng)到達(dá)滴定終點。⑤消耗AgNO3的物質(zhì)的量為1.5×10-3 L×1.000×10-4 mol·L-1=1.50× 10-7mol,根據(jù)Ag++2CN-===[Ag(CN)2]-,處理的廢水中氰化鈉的質(zhì)量為1.50×10-7mol×2×49 g·mol-1=1.47×10-5g,廢水中氰化鈉的含量為=0.98 mg·L-1>0.50
17、 mg·L-1,處理后的廢水未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),不能排放。 2.(1)AB (2)不是 (3)過濾、洗滌、干燥 (4)①2As2S3+9O22As2O3+6SO2 ②2AsO+2SO2+2H+===As2O3↓+2SO+H2O (5)AsO+2OH--2e-===AsO+H2O (6)①當(dāng)最后一滴I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化 ②×100% 解析:(1)SO2催化氧化生成SO3,再溶于水可得硫酸,故A正確;SO2有漂白性,可漂白紙張,故B正確;SO2無強(qiáng)氧化性,不可用于自來水消毒,故C錯誤。(2)過程Ⅱ中是As2O3溶于NaOH溶液生成Na3A
18、sO3,As元素的化合價沒有發(fā)生改變,此反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。(3)過程Ⅴ是將As2O3的懸濁液通過過濾、洗滌、干燥,最終獲得As2O3固體。(4)①過程Ⅰ中焙燒As2S3生成SO2和As2O3,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為2As2S3+9O22As2O3+6SO2。②過程Ⅳ是AsO和SO2在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成As2O3和SO,發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 2AsO+2SO2+2H+===As2O3↓+2SO+H2O。(5)AsO通過電解轉(zhuǎn)化為AsO的過程是氧化過程,應(yīng)在陽極周圍發(fā)生,在強(qiáng)堿性溶液中電解含AsO的溶液,陽極的電極反應(yīng)式為AsO+2OH--2e-===AsO+H2O。(6
19、)①因I2遇淀粉溶液變藍(lán)色,則滴定終點的現(xiàn)象是當(dāng)最后一滴I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,且半分鐘內(nèi)溶液顏色不再發(fā)生變化。②已知I2+AsO===AsO+2I-,則As2O3~2AsO~2I2。三次滴定中,第二次的讀數(shù)明顯偏差較大,第一次和第三次的平均消耗體積為20.00 mL,則I2的物質(zhì)的量為0.025 00 mol·L-1×0.02 L=0.5×10-3mol,則樣品中As2O3的物質(zhì)的量為×=1×10-3mol,粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%。 3.(1)①SO2的水溶液中存在如下平衡SO2+H2OH2SO3H++HSO,加入NaHSO3固體,c(HSO)
20、增大,平衡左移,降低了SO2的溶解度 ②C→B→E→D→F D中品紅不褪色,F(xiàn)中產(chǎn)生白色沉淀 (2)①Na2O2+SO2===Na2SO4?、谌芤核{(lán)色褪去 ③SO2+I(xiàn)2+2H2O===2I-+SO+4H+ ④紅色變淺或褪色 解析:(1)②次氯酸具有強(qiáng)氧化性,二氧化硫具有還原性,不能利用二氧化硫與次氯酸鈣直接反應(yīng)判斷亞硫酸與次氯酸的酸性強(qiáng)弱,可先驗證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng),再結(jié)合碳酸酸性比HClO強(qiáng)來間接判斷。A裝置制備二氧化硫,由于鹽酸易揮發(fā),制備的二氧化硫中混有HCl,用飽和的亞硫酸氫鈉溶液除去HCl,再通過碳酸氫鈉溶液,可以驗證亞硫酸酸性比碳酸強(qiáng),用酸性高錳酸鉀溶液氧化除去二氧化碳
21、中的二氧化硫,用品紅溶液檢驗二氧化碳中二氧化硫是否除盡,再通入F中,故裝置連接順序為A→C→B→E→D→F,D中品紅不褪色,F(xiàn)中出現(xiàn)白色沉淀,可證明亞硫酸的酸性強(qiáng)于次氯酸。(2)A中制備二氧化硫,X干燥二氧化硫,C中檢驗SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成,D中氫氧化鈉溶液吸收剩余的二氧化硫,防止污染空氣,E裝置檢驗I-還原性弱于SO2,F(xiàn)裝置驗證二氧化硫為酸性氣體,并吸收二氧化硫,防止污染空氣。 4.(1)①2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 反應(yīng)生成的H2O2具有漂白作用?、?H2O22H2O+O2↑ (2)①2Na2O2+2SO2===2Na2SO3+O2 取反應(yīng)生成的白
22、色固體少許,滴入稀硫酸,生成的無色氣體能使品紅溶液褪色,說明含Na2SO3 過氧化鈉具有強(qiáng)氧化性,二氧化硫有較強(qiáng)的還原性 ②稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇 ③加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,過濾,洗滌 解析:(1)①Na2O2溶解于水生成NaOH和氧氣,溶液顯堿性,滴加酚酞變紅色;紅色褪去說明溶液里有強(qiáng)氧化性的物質(zhì),具有漂白性,可能是反應(yīng)生成的H2O2。(2)②該方案不能證明有Na2SO3生成,因為稀硝酸能將亞硫酸鋇氧化為硫酸鋇,如果反應(yīng)后的固體中還殘留Na2O2,它溶于水后能將亞硫酸根離子氧化成硫酸根離子。③為測定B中反應(yīng)完全后固體組成,需要將溶液中的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀,同時避免SO的干擾,應(yīng)
23、加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,過濾,洗滌。 5.(1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 (2)堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體) 裝置乙易發(fā)生倒吸 (3)×100% (4)偏高 (5)250 mL容量瓶 (6)5Fe2++MnO+8H+===Mn2++5Fe3++4H2O 解析:[實驗一]測定硫元素的含量:黃鐵礦石(主要成分為FeS2)在空氣中高溫灼燒生成Fe2O3和SO2,結(jié)合實驗裝置圖及流程圖可得,從干燥管a端通入空氣,除去二氧化碳,在石英管中高溫氧化FeS2,產(chǎn)生的SO2氣體通過盛氫氧化鈉溶液的錐形瓶乙被吸收;乙瓶中的吸收液被H2O2氧化后,與BaCl2溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Ba
24、SO4沉淀,再通過稱量沉淀的質(zhì)量測定該黃鐵礦石中硫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(2)為防止空氣中的二氧化碳對測定硫元素含量造成影響,干燥管中應(yīng)盛有堿石灰(或氫氧化鈉或氧化鈣),吸收空氣中的二氧化碳;由于產(chǎn)生的SO2氣體較易溶于水,所以乙裝置左邊應(yīng)加一個防倒吸裝置,防止裝置乙發(fā)生倒吸。(3)由已知可得,S元素質(zhì)量=g,所以m1 g黃鐵礦樣品中S元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。 [實驗二]測定鐵元素的含量:稀硫酸溶解石英管中生成的Fe2O3,再還原為Fe2+,用酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定,從而測定鐵元素的含量。(4)②中,若選用鐵粉作還原劑,發(fā)生反應(yīng):Fe+2Fe3+===3Fe2+,使Fe2+增多,消耗的酸性高錳酸鉀增多,則鐵元素的含量測定結(jié)果偏高。
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