2019-2020年高考化學(xué) 考前三個(gè)月 專項(xiàng)突破 第八題 綜合實(shí)驗(yàn)題（含解析）新人教版.doc

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2019-2020年高考化學(xué) 考前三個(gè)月 專項(xiàng)突破 第八題 綜合實(shí)驗(yàn)題（含解析）新人教版 題組一　有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)過程分析 1．鄰叔丁基對苯二酚(TBHQ)是一種新型的食品抗氧化劑，其制備原理如下： 反應(yīng)物或生成物的有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 相對分 子質(zhì)量 熔點(diǎn) 沸點(diǎn) 在二甲苯中的溶解性 TBHQ 166 125～130 ℃ 276～281 ℃ 溶于熱的二甲苯 DTBHQ 215 ℃ 321 ℃ 易溶于冷的二甲苯 實(shí)驗(yàn)過程中的主要步驟如下： ①向儀器c中加入5.5 g(0.05 mol)對苯二酚、5.0 mL濃磷酸及20 mL 二甲苯(裝置如圖所示)，啟動攪拌器。 ②緩緩加熱到100～110 ℃，慢慢滴加7.5 mL(0.08 mol)叔丁醇和5 mL二甲苯組成的溶液，30～60 min滴完。 ③升溫到135～140 ℃，恒溫回流2.5 h。 ④將反應(yīng)液冷卻到120 ℃，直到反應(yīng)完成。 ⑤將反應(yīng)液倒入燒杯，并用熱水洗滌儀器c，洗滌并倒入燒杯中。 ⑥冷卻結(jié)晶，抽濾，回收濾液中的二甲苯和磷酸。 ⑦用二甲苯重結(jié)晶、脫色、冷水洗滌、干燥。 ⑧稱量產(chǎn)品的質(zhì)量為6.649 g。 (1)寫出圖中儀器名稱：a________，b________。 (2)磷酸在實(shí)驗(yàn)中的作用是______________________________________________________。 (3)步驟①中二甲苯的作用是____________________________________________________。 (4)步驟④中反應(yīng)完成的標(biāo)志是__________________________________________________。 (5)步驟⑥中回收濾液中二甲苯的方法是__________________________________________。 (6)步驟⑦脫色時(shí)，可用的脫色劑是________；重結(jié)晶時(shí)采用________(填“熱”或“冷”)的二甲苯。 (7)本次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為________。 答案　(1)溫度計(jì)　球形冷疑管　(2)催化劑 (3)作溶劑，稀釋叔丁醇　(4)不再有回流液　(5)蒸餾 (6)活性炭　冷　(7)80.1% 解析　題干圖中的儀器包括三頸燒瓶(c)、溫度計(jì)(a)、攪拌器、恒壓滴液漏斗、球形冷凝管(b)；本實(shí)驗(yàn)中利用磷酸作酸性催化劑，用二甲苯作溶劑，一是防止局部溫度過高，生成副產(chǎn)物DTBHQ，二是考慮DTBHQ溶于冷的二甲苯，可除去產(chǎn)品中的DTBHQ。TBHQ的理論產(chǎn)量為0.05 mol166 gmol－1＝8.3 g，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為100%≈80.1%。 2．冬青油是一種無色液體，某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置制備冬青油。 化學(xué)反應(yīng)原理和實(shí)驗(yàn)裝置如下所示： 產(chǎn)物的有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示： 相對分 子質(zhì)量 密度/gcm－3 沸點(diǎn)/℃ 溶解性 冬青油 152 1.180 222.2 微溶于水 實(shí)驗(yàn)步驟如下所示： ①向三頸瓶中加入6.9 g(0.05 mol)水楊酸和24 g(0.75 mol)甲醇，再小心地加入6 mL濃硫酸，搖勻。 ②加入2粒沸石(或碎瓷片)，裝上儀器a，在石棉網(wǎng)上保持溫度在85～95 ℃，回流1.5 h。 ③反應(yīng)完畢，將燒瓶冷卻，加入50 mL蒸餾水，然后轉(zhuǎn)移至分液漏斗，棄去水層，將有機(jī)層再倒入分液漏斗中，依次用50 mL 5%碳酸氫鈉溶液和30 mL水洗滌。 ④將產(chǎn)物移至干燥的錐形瓶中，加入0.5 g無水氯化鈣。 ⑤最后將粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸餾，收集221～224 ℃的餾分，其質(zhì)量為6.8 g。 請回答下列問題： (1)本實(shí)驗(yàn)中濃硫酸的作用是____________________。 (2)裝置中儀器a的名稱是________________，進(jìn)水口為________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。溫度計(jì)的適宜規(guī)格為__________(填代號)。 ①50 ℃?、?00 ℃?、?00 ℃ (3)用碳酸氫鈉溶液洗滌的目的是__________________；用水洗滌時(shí)，產(chǎn)品在________(填“上”或“下”)層。 (4)加入無水氯化鈣的目的是__________________。 (5)本次實(shí)驗(yàn)中冬青油的產(chǎn)率為________。 答案　(1)催化劑、吸水劑　(2)冷凝管?、瘛、? (3)除去水楊酸和硫酸　下　(4)除去粗產(chǎn)品中的水分 (5)89.5% 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理是酯化反應(yīng)，濃硫酸是酯化反應(yīng)的催化劑，同時(shí)，利用濃硫酸吸收生成的水，促進(jìn)平衡向右移動，提高產(chǎn)率。 (2)儀器a叫冷凝管，水從下口流入，上口流出，可提高水的利用率。實(shí)驗(yàn)溫度控制在85～95 ℃，應(yīng)選擇量程為100 ℃的溫度計(jì)。 (3)用碳酸氫鈉溶液洗滌除去粗產(chǎn)品中未反應(yīng)的水楊酸和硫酸。根據(jù)密度的數(shù)據(jù)知冬青油的密度大于水的密度，故產(chǎn)品在下層，水溶液在上層。 (4)用無水氯化鈣吸收粗產(chǎn)品中的水分，避免蒸餾時(shí)水分進(jìn)入產(chǎn)品中。 (5)理論上甲醇過量是使水楊酸完全反應(yīng)，可生成冬青油0.05 mol，m＝0.05 mol152 gmol－1＝7.6 g，則冬青油的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率為100%≈89.5%。 3．某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備乙酸乙酯(如圖1)： (1)實(shí)驗(yàn)過程中，用酒精燈緩慢加熱，“緩慢加熱”目的是 ________________________________________________________________________。 (2)燒瓶B中加幾塊碎瓷片，其作用是__________。長導(dǎo)管L的作用是________________。 (3)圖1方案有明顯缺陷，請?zhí)岢龈倪M(jìn)建議：_______________________________________。 經(jīng)改進(jìn)后，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________________________________。 簡述分離乙酸乙酯的操作方法：________________，需要用到的下列儀器有________(填代號)。 (4)①能否用圖2的D裝置替代圖1的C裝置？______(填“能”或“否”)，理由是__________ ______________________________________________________________； ②能否用圖2的E裝置替代圖1的C裝置？________(填“能”或“否”)，理由是___________ _____________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)中，若濃硫酸量過多，會導(dǎo)致后果是___________________________________________ _____________________________ (答兩點(diǎn)即可)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，可以用硫酸氫鈉固體替代濃硫酸完成本實(shí)驗(yàn)，硫酸氫鈉不溶于有機(jī)物，其優(yōu)點(diǎn)是______________________________。 答案　(1)減少乙酸和乙醇的揮發(fā)，提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率 (2)防暴沸　冷凝兼導(dǎo)氣 (3)C中溶液換成飽和碳酸鈉溶液　C燒杯里液體分層、上層液體具有果香味、且呈油狀　將C燒杯里液體混合物用玻璃棒引流注入分液漏斗里，靜置、分層，打開分液漏斗活塞，將下層碳酸鈉等無機(jī)層液體放入燒杯中，上層乙酸乙酯液體從上口倒出　afg (4)①否　導(dǎo)管插入碳酸鈉溶液，易引起液體倒吸　②否　乙酸乙酯在氫氧化鈉溶液中會水解生成乙酸鈉和乙醇，使乙酸乙酯量減小 (5)產(chǎn)生雜質(zhì)如乙烯、乙醚等；會使乙醇炭化并產(chǎn)生二氧化硫；易形成酸霧等　使用硫酸氫鈉可減少副產(chǎn)物，同時(shí)可以循環(huán)使用 題組二　無機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)過程分析 1．硼位于ⅢA族，三鹵化硼是物質(zhì)結(jié)構(gòu)化學(xué)的研究熱點(diǎn)，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。 [查閱資料]?、貰Cl3的熔點(diǎn)為－107.3 ℃，沸點(diǎn)為12.5 ℃；②2B＋6HCl2BCl3↑＋3H2↑；③硼與鋁的性質(zhì)相似，也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。 [設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]　某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備三氯化硼： 請回答下列問題： (1)常溫下，高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸發(fā)生的反應(yīng)可替代A裝置中的反應(yīng)，兩個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物中錳的價(jià)態(tài)相同。寫出高錳酸鉀固體粉末與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式：__________________。 (2)E裝置的作用是____________________。如果拆去B裝置，可能的后果是__________________。 (3)寫出D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________；實(shí)驗(yàn)中可以用一個(gè)盛裝________(填試劑名稱)的干燥管代替F＋G裝置，使實(shí)驗(yàn)更簡便。 (4)三氯化硼遇水劇烈反應(yīng)生成硼酸(H3BO3)和白霧，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。實(shí)驗(yàn)室保存三氯化硼的注意事項(xiàng)是______________。 (5)為了順利完成實(shí)驗(yàn)，正確的操作是________(填序號)，并解釋原因__________。 ①先點(diǎn)燃A處酒精燈，后點(diǎn)燃D處酒精燈 ②先點(diǎn)燃D處酒精燈，后點(diǎn)燃A處酒精燈 ③同時(shí)點(diǎn)燃A、D處酒精燈 (6)請你設(shè)計(jì)一個(gè)簡易實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證制得的產(chǎn)品中是否含有硼粉：________________。 答案　(1)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5Cl2↑ (2)冷卻和收集三氯化硼　硼粉與氯化氫反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有氫氣，加熱氫氣與氯氣的混合氣體，易發(fā)生爆炸 (3)2B＋3Cl22BCl3　堿石灰 (4)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl↑　密封冷暗處保存 (5)①　排盡裝置中的空氣，避免氧氣和硼粉反應(yīng)生成B2O3(或避免生成的三氯化硼與水蒸氣反應(yīng)) (6)取少量樣品于試管中，滴加濃氫氧化鈉溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產(chǎn)生，則樣品中無硼粉 2．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作傳統(tǒng)照相業(yè)的定影劑、鞣革時(shí)重鉻酸鹽的還原劑及紙漿漂白時(shí)的脫氯劑等。某化學(xué)探究小組通過查閱資料，利用下圖所示裝置及試劑可制備硫代硫酸鈉。 (1)裝置A中的“硫酸”最好選用________(填字母序號)。 A．發(fā)煙硫酸 B．濃硫酸 C．80%的硫酸 D．10%的硫酸 (2)裝置C中除生成目標(biāo)產(chǎn)物硫代硫酸鈉外，還生成一種溫室氣體。則裝置C中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。 (3)裝置B的作用是____________________，裝置D的作用是__________________。 (4) 若將分液漏斗中的硫酸換為濃鹽酸，裝置C中除生成硫代硫酸鈉外，還生成一種鈉鹽，該鈉鹽的化學(xué)式為____________，為防止該鈉鹽的生成，有同學(xué)在上述裝置中增加了如圖裝置E。該裝置E應(yīng)該添加的位置為________(填字母序號)。 A．只能在裝置A和裝置B之間 B．只能在裝置B和裝置C之間 C．在裝置A和裝置B或裝置B和裝置C之間都可以 D．只能在裝置C和裝置D之間 該裝置中盛放的試劑為__________(填字母序號)。 A．NaOH溶液 B．Na2SO3溶液 C．NaHCO3溶液 D．NaHSO3溶液 答案　(1)C (2)4SO2＋2S2－＋CO===3S2O＋CO2 (3)防止裝置C中的液體倒吸入裝置A中(或作安全瓶)　吸收尾氣中的SO2 (4)NaCl　A　D 解析　(1)SO與H＋反應(yīng)可生成SO2，故所用硫酸不能是分子狀態(tài)的硫酸，必須能電離出H＋，硫酸的濃度大則反應(yīng)速率快，故選取80%的硫酸。(2)結(jié)合反應(yīng)物碳酸鈉可知生成的溫室氣體為二氧化碳，因此該反應(yīng)的反應(yīng)物為二氧化硫、硫化鈉和碳酸鈉，生成物為硫代硫酸鈉和二氧化碳。(3)裝置B中的兩個(gè)導(dǎo)管均為短管，作安全瓶；裝置D中的氫氧化鈉溶液可以與二氧化硫反應(yīng)，防止污染環(huán)境。(4)若將硫酸換為濃鹽酸，則生成的二氧化硫中混有HCl，HCl可與碳酸鈉、硫化鈉反應(yīng)生成氯化鈉；裝置E的作用是除去HCl，則其應(yīng)放置在安全瓶前；二氧化硫與氫氧化鈉、亞硫酸鈉、碳酸氫鈉溶液均能發(fā)生反應(yīng)，因此只能選取NaHSO3溶液。 3．無水AlCl3是一種重要的有機(jī)合成催化劑，該物質(zhì)在183 ℃時(shí)升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧。某中學(xué)化學(xué)興趣小組擬利用中學(xué)常見儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備無水AlCl3，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 請回答下列問題： (1)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先檢查裝置的氣密性，接下來的操作依次是________。 a．加入MnO2粉末 b．點(diǎn)燃A處酒精處 c．加入濃鹽酸 d．點(diǎn)燃D處酒精處 (2)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________。 (3)裝置B和C中的試劑分別是________、________。 (4)甲同學(xué)認(rèn)為F和G可以用一種儀器替代，且加入一種藥品即可達(dá)到相同效果。這種藥品可以是________。 (5)E中得到少量白色粉末，打開軟木塞后可明顯觀察到錐形瓶中有白霧產(chǎn)生，用化學(xué)方程式表示其原因：______________________。 (6)制備過程中隨著鹽酸濃度的下降，氯氣的制取反應(yīng)會停止。為測定殘余液中鹽酸的濃度，某同學(xué)量取殘余液10.00 mL，加水稀釋到250.00 mL。然后從中取出20.00 mL，用0.100 0 molL－1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00 mL。則該殘余液體中鹽酸的濃度為________。 答案　(1)acbd　(2)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　(3)飽和食鹽水　濃硫酸　(4)堿石灰(或氧化鈣)　(5)AlCl3＋3H2O===Al(OH)3＋3HCl (6)3.00 molL－1 解析　(1)操作順序是加入試劑(先在燒瓶中加入MnO2粉末，再通過分液漏斗加入適量的濃鹽酸)，然后點(diǎn)燃A處酒精燈進(jìn)行加熱；最后點(diǎn)燃D處酒精燈，使氯氣與鋁反應(yīng)。(2)裝置A中發(fā)生的是氯氣的制備反應(yīng)，即MnO2與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2。(3)用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備的氯氣中含有HCl和水蒸氣，故裝置B中盛飽和食鹽水除去HCl，裝置C中盛濃硫酸除去水蒸氣。(4)F中裝有濃硫酸，可防止G中水蒸氣進(jìn)入收集裝置，裝置G中NaOH溶液是除去多余的氯氣，故可用干燥管盛堿石灰或氧化鈣來達(dá)到干燥和除去氯氣的目的。(5)AlCl3遇空氣中的水蒸氣發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3和HCl(白霧)。(6)殘余液體中鹽酸的濃度為＝3.00 molL－1。 題組三　組成與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià) 1．碳銨是一種較常使用的化肥，它在常溫下易分解。某化學(xué)興趣小組對碳銨的成分存在疑問，進(jìn)行了如下探究。 [定性實(shí)驗(yàn)]　檢驗(yàn)溶液中的陰、陽離子。 取少量固體放入試管中，加入鹽酸，把生成的氣體通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。再另取少量碳銨放入試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)生成的氣體，石蕊試紙變藍(lán)色。 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推測碳銨中所含有的陰離子可能是________和________。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，碳銨與足量NaOH溶液加熱反應(yīng)的離子方程式可能是____________。 [定量實(shí)驗(yàn)]　測定碳銨中C元素和N元素質(zhì)量比。 該興趣小組準(zhǔn)確稱取a g碳銨，加熱使之分解，并把產(chǎn)物通入堿石灰中，如下圖所示。 (3)碳銨固體應(yīng)放在________中進(jìn)行加熱。 A．試管 B．蒸發(fā)皿 C．燒瓶 D．坩堝 (4)從安全的角度考慮，尾氣處理的裝置可以選用_________________________________。 (5)若灼燒后沒有固體殘余，稱量U形管在實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量差為b g。由此測得N元素的質(zhì)量是________ g。 (6)為了測定碳銨中碳元素的質(zhì)量，他們設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是將a g碳銨完全溶解于水，加入過量BaCl2，然后測定生成沉淀的質(zhì)量。請你評價(jià)該方案是否合理。________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________。 答案　(1)HCO　CO　(2)NH＋OH－NH3↑＋H2O、HCO＋OH－===CO＋H2O(或NH＋HCO＋2OH－===NH3↑＋CO＋2H2O) (3)A　(4)A　(5)(a－b) (6)①不合理　因?yàn)樘间@中可能含有HCO，不能與BaCl2產(chǎn)生沉淀，所測得碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不準(zhǔn)確?、诤侠怼∫?yàn)樘间@中只含有CO，加入BaCl2能完全生成沉淀，可準(zhǔn)確測得碳元素的質(zhì)量　③不合理　測得的結(jié)果不準(zhǔn)確(答案合理即可) 解析　(1)HCO和CO均能與HCl反應(yīng)產(chǎn)生CO2氣體，加堿產(chǎn)生的堿性氣體只有NH3，因而碳銨是(NH4)2CO3或NH4HCO3。(3)由于灼燒固體后對氣體成分探究，故不能用坩堝加熱，要用試管。(4)尾氣主要成分是氨氣，B、C均不能起到防倒吸作用。(5)堿石灰的干燥管吸收CO2和H2O蒸氣，原樣品減輕的質(zhì)量(a－b)為氨氣的質(zhì)量。 2．如圖是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合裝置，部分固定裝置未畫出。 (1)在組裝好裝置后，若要檢驗(yàn)A～D裝置的氣密性，其操作是首先________________，往D中裝入水，然后微熱A，觀察到D中有氣泡冒出，移開酒精燈或松開雙手，D中導(dǎo)管有水柱形成且高度保持不變，說明裝置氣密性良好。 (2)裝置B中試劑X是________，裝置D中盛放NaOH溶液的作用是____________________。 (3)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固體，檢驗(yàn)SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的操作及現(xiàn)象是______________________________。 (4)關(guān)閉彈簧夾1后，打開彈簧夾2，殘余氣體進(jìn)入E、F、G中，能說明I－還原性弱于SO2的現(xiàn)象為____________________；發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________。 (5)為了驗(yàn)證E中SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 取E中的溶液，往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，說明SO2與FeCl3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。上述方案是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，原因是____________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)過程中G中含酚酞的NaOH溶液逐漸褪色，此實(shí)驗(yàn)證明SO2具有漂白性還是其溶于水顯酸性？請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：__________________________。 答案　(1)關(guān)閉彈簧夾2和分液漏斗活塞，打開彈簧夾1 (2)濃硫酸　吸收未反應(yīng)的SO2，防止污染空氣 (3)將帶火星的木條放在D試管口處，看木條是否復(fù)燃 (4)F中溶液藍(lán)色褪去　SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===2I－＋SO＋4H＋ (5)不合理　E中溶解的SO2與稀硝酸反應(yīng)也生成SO (6)取褪色后的溶液，滴加較濃的NaOH溶液，若變紅，則證明褪色是因SO2溶于水顯酸性(或取褪色后的溶液，加熱，若未變紅色，則證明SO2溶于水顯酸性) 解析　(1)檢驗(yàn)裝置的氣密性時(shí)首先要形成密封系統(tǒng)。(2)Na2O2能與水蒸氣反應(yīng)，故證明SO2與Na2O2反應(yīng)時(shí)要先除去水蒸氣；SO2是有毒的酸性氧化物，能被NaOH溶液吸收。(3)檢驗(yàn)氧氣用帶火星的木條，木條復(fù)燃則證明有氧氣。(4)SO2的還原性強(qiáng)于I－，聯(lián)想I2與SO2的反應(yīng)便可得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和離子方程式。(5)評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要考慮引入物質(zhì)與原溶液中粒子的反應(yīng)是否會對實(shí)驗(yàn)造成干擾。 3．某化學(xué)學(xué)習(xí)小組為了解氧族元素的一些典型化合物的性質(zhì)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。 經(jīng)查知：硫酸銅受熱分解生成氧化銅和氣體，受熱溫度不同，該氣體成分也不同。氣體成分可能是SO2、SO3和O2中的一種、兩種或三種。某化學(xué)課外活動小組通過設(shè)計(jì)一探究性實(shí)驗(yàn)，測定反應(yīng)產(chǎn)生的SO2、SO3和O2的物質(zhì)的量，并經(jīng)計(jì)算確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而確定CuSO4分解的化學(xué)方程式。實(shí)驗(yàn)用到的儀器如圖所示： 提出猜想 Ⅰ.所得氣體的成分可能只含__________一種； Ⅱ.所得氣體的成分可能含有__________兩種； Ⅲ.所得氣體的成分可能含有SO2、SO3、O2三種。 實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)操作過程(略)。已知實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，硫酸銅完全分解。 請回答下列問題： (1)請你組裝探究實(shí)驗(yàn)的裝置，按從左至右的方向，則儀器接口的連接順序?yàn)開_______(填序號)。 (2)由于加熱時(shí)的溫度不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測得相關(guān)數(shù)據(jù)也不同。數(shù)據(jù)如下： 實(shí)驗(yàn) 稱取CuSO4的質(zhì)量/g 儀器C增加的質(zhì)量/g 量筒中水的體積折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積/mL 第①次 6.4 2.88 224 第②次 6.4 2.56 448 請通過計(jì)算，推斷出第①次和第②次的實(shí)驗(yàn)條件下CuSO4分解反應(yīng)的化學(xué)方程式： 第①次________________________________________________________________________； 第②次________________________________________________________________________。 答案　Ⅰ.SO3?、?SO2、O2 (1)①③④⑥⑤② (2)4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑ 2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑ 解析　根據(jù)猜想Ⅲ可知，猜想Ⅰ所得氣體的成分可能只含SO3一種，猜想Ⅱ所得氣體的成分可能含有SO2、O2兩種。(1)根據(jù)所給的裝置可判斷，堿石灰是吸收SO2或SO3的，最后通過排水法收集氧氣，并測量氧氣的體積，所以正確的連接順序是①③④⑥⑤②。(2)通過數(shù)據(jù)分析：n(CuSO4)＝0.04 mol，第1次收集到的O2為0.01 mol，由原子守恒和電子守恒知反應(yīng)化學(xué)方程式為4CuSO44CuO＋2SO3↑＋2SO2↑＋O2↑；同理，第②次反應(yīng)化學(xué)方程式為2CuSO42CuO＋2SO2↑＋O2↑。 4．利用生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)品綠礬制備還原鐵粉的工藝流程如下： (1)從綠礬中浸出FeSO4，下列試劑可選的是________(填字母序號)，理由是____________________。 a．H2O b．稀H2SO4 c．濃H2SO4 d．HCl (2)實(shí)驗(yàn)室過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和__________，確定沉淀是否洗滌干凈的方法是________________________。 (3)干燥過程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，該過程中會有少量FeCO3nH2O被空氣氧化為FeO(OH)，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明有FeO(OH)生成：____________________。 (4)還原鐵粉中含有少量的FexC，用下列裝置來測定還原鐵粉中碳的含量。 請完成下列問題： ①若用過氧化氫和催化劑二氧化錳制取氧氣，可選擇的裝置是____________。 ②為完成該實(shí)驗(yàn)，依據(jù)氣流方向，裝置的連接順序?yàn)開_______連________，________連________，________連________(裝置不可重復(fù)選用)；該實(shí)驗(yàn)有一明顯的缺陷，將導(dǎo)致含碳量的測量值________(填“偏大”或“偏小”)，改進(jìn)措施是________________________。 答案　(1)b　H＋可抑制Fe2＋水解，同時(shí)防止引入新的雜質(zhì)　(2)玻璃棒　取最后一次洗滌液于試管中，向其中加入BaCl2溶液，若無明顯現(xiàn)象，則已洗滌干凈，否則未洗滌干凈 (3)取樣品少許，用煮沸的稀硫酸溶解，向溶液中加入KSCN溶液，溶液變血紅色 (4)①B?、赽　h　i　f　g　d(其中f、g順序可以互換)　偏大　在D的末端再連接一個(gè)與D相似的裝置 解析　(1)Fe2＋易水解，為防止其在溶液中水解和引入新的雜質(zhì)，應(yīng)選用稀H2SO4。(3)證明有FeO(OH)生成，實(shí)際上就是檢驗(yàn)Fe3＋，故可以用煮沸的稀硫酸(除去其中溶解的O2)溶解樣品，用KSCN溶液檢驗(yàn)。(4)H2O2分解不需要加熱，故應(yīng)選擇裝置B。從原理上分析，裝置連接順序應(yīng)該是制取O2→干燥O2→氧化還原鐵粉→吸收CO2→防止空氣中的CO2和水進(jìn)入的裝置。為定量測量生成的CO2，選擇裝置D；裝置F可作為干燥氧氣的裝置。由于裝置D與空氣相連，容易吸收空氣中的CO2和水蒸氣，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大。 5．亞鐵離子是血紅蛋白的重要組成成分，起著向人體組織傳送O2的作用，如果缺鐵就可能出現(xiàn)缺鐵性貧血，但是攝入過量的鐵也有害。下面是一種常見補(bǔ)鐵藥品說明書中的部分內(nèi)容：該藥品含F(xiàn)e2＋ 33%～36%，不溶于水但能溶于人體中的胃酸；與Vc(維生素C)同服可增加本品吸收。 (一)甲同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)檢測該補(bǔ)鐵藥品中是否含有Fe2＋并探究Vc的作用： (1)加入新制氯水后溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__________________________、Fe3＋＋SCN－[Fe(SCN)]2＋。 (2)加入KSCN溶液后溶液變?yōu)榈t色，說明溶液中有少量Fe3＋。該離子存在的原因可能是________(填字母)。 A．藥品中的鐵本來就應(yīng)該以三價(jià)鐵的形式存在 B．在制藥過程中生成少量三價(jià)鐵 C．藥品儲存過程中有少量三價(jià)鐵生成 (3)藥品說明書中“與Vc(維生素C)同服可增加本品吸收”請說明理由__________________。 (二)乙同學(xué)采用在酸性條件下用高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定的方法測定該藥品是否合格，反應(yīng)原理為5Fe2＋＋8H＋＋MnO===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。準(zhǔn)確稱量上述藥品10.00 g，將其全部溶于試劑2中，配制成1 000 mL溶液，取出20.00 mL，用0.020 0 molL－1的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00 mL。 (4)該實(shí)驗(yàn)中的試劑2與甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中的試劑1都可以是________(填序號)。 A．蒸餾水 B．稀鹽酸 C．稀硫酸 D．稀硝酸 (5)本實(shí)驗(yàn)滴定過程中操作滴定管的圖示正確的是________(填編號)。 (6)請通過計(jì)算，說明該藥品含“鐵”量是否合格(寫出主要計(jì)算過程)。 答案　(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(2)BC (3)Fe2＋在人體血紅蛋白中起傳送O2的作用，F(xiàn)e3＋沒有此功能，服用Vc可防止藥品中的Fe2＋被氧化成Fe3＋(或人體只能吸收Fe2＋，F(xiàn)e2＋在人體血紅蛋白中起傳送O2的作用，服用Vc可防止藥品中的Fe2＋被氧化成Fe3＋) (4)C　(5)A (6)n(Fe2＋)＝0.020 0 molL－112.0010－3 L5＝0.060 0 mol m(Fe2＋)＝0.060 0 mol56 gmol－1＝3.36 g 含“鐵”量為100%＝33.6%，故該藥品含“鐵”量合格。 解析　根據(jù)題干信息和流程圖知，加KSCN變淺紅，說明原混合液中有少量Fe3＋，加氯水紅色加深，F(xiàn)e2＋被化為Fe3＋，加Vc溶液褪色，說明Vc具有還原性將Fe3＋還原為Fe2＋。HCl能被KMnO4氧化，HNO3具有氧化性，因而用H2SO4酸化。最后根據(jù)關(guān)系式5Fe2＋～MnO計(jì)算n(Fe2＋)。