【新教材】高考化學21題等值模擬【第19題】及答案

新教材適用·高考化學第十九題綜合實驗探究1 (2012·山東理綜，30)實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4，主要流程如下：(1)為使Mg2、Al3同時生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入_(填“A”或“B”)，再滴加另一反應(yīng)物。(2)如下圖所示，過濾操作中的一處錯誤是_。(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是_。高溫焙燒時，用于盛放固體的儀器名稱是_。(4)無水AlCl3(183 升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是_。F中試劑的作用是_。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為_。答案(1)B(2)漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁(3)AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)坩堝(4)除去HCl吸收水蒸氣(或防止水蒸汽進入E)堿石灰(或NaOH與CaO混合物)2 氯化鐵是實驗室中的重要試劑。某同學用m g含有鐵銹(Fe2O3)的廢鐵屑來制取FeCl3·6H2O晶體，同時測定廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分數(shù)。為此設(shè)計了如圖裝置(夾持裝置略，氣密性已檢驗)：操作步驟如下：.打開彈簧夾K1，關(guān)閉彈簧夾K2，并打開活塞a，緩慢滴加鹽酸。.當時，關(guān)閉彈簧夾K1，打開彈簧夾K2，當A中溶液完全進入燒杯后關(guān)閉活塞a。.將燒杯中溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾后得到FeCl3·6H2O晶體。請回答：(1)A中發(fā)生的置換反應(yīng)的化學方程式是_。(2)操作中“”的內(nèi)容是_，燒杯中的現(xiàn)象是_，燒杯中相應(yīng)的離子方程式和化學方程式是_、_。(3)操作不采用直接加熱制FeCl3·6H2O晶體的原因是_。(用簡要文字并結(jié)合離子方程式解釋)。(4)測得B中所得的氣體是V mL(標準狀況下)，由此計算出該廢鐵屑中鐵的質(zhì)量分數(shù)是，該數(shù)值比實際數(shù)值偏低，若實驗過程中操作無誤，偏低的原因是_。(5)為了準確測定鐵的質(zhì)量分數(shù)，另取m g廢鐵屑和某種常見的還原性氣體在加熱條件下充分反應(yīng)到恒重，測得實驗后剩余固體質(zhì)量是w g。由此求出鐵的準確質(zhì)量分數(shù)是_(用含m和w的式子表示)。答案(1)Fe2HCl=FeCl2H2(2)A中固體完全消失淺綠色溶液逐漸變黃，有氣泡產(chǎn)生2Fe2H2O22H=2Fe32H2O2H2O22H2OO2(3)Fe33H2OFe(OH)33H，加熱會促進FeCl3水解，產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀(4)Fe3和Fe發(fā)生反應(yīng)消耗部分Fe，使與鹽酸反應(yīng)的Fe相應(yīng)減少(5)×100%或×100%解析(1)裝置A中發(fā)生的化學反應(yīng)是鐵與鹽酸的反應(yīng)和氧化鐵與鹽酸的反應(yīng)，其中前者為置換反應(yīng)。(2)裝置A中反應(yīng)完全的現(xiàn)象是固體溶解；裝置A中反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)成分是FeCl2，與過氧化氫混合后，被氧化為黃色的FeCl3，同時在氯化鐵的催化作用下過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣。(3)氯化鐵在水溶液中水解，加熱可促進其水解。(4)鹽酸與氧化鐵反應(yīng)生成的Fe3會與Fe反應(yīng)，這部分單質(zhì)鐵沒有生成氫氣，導致測得的結(jié)果偏低。(5)減少的質(zhì)量為雜質(zhì)Fe2O3中O的質(zhì)量，故Fe2O3的物質(zhì)的量為×，即混合物中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為m××160。3 某實驗小組的同學在獲得了如下資料的情況下，利用下面的裝置來探究二氧化氮與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)的產(chǎn)物及反應(yīng)的機理。資料：亞硝酸是一種弱酸，酸性較碳酸酸性強。亞硝酸不穩(wěn)定，很易分解：3HNO2=HNO32NOH2O。實驗步驟如下：檢查裝置氣密性。在U形管中盛滿蒸餾水，從b處通入二氧化氮氣體，在U形管的B處得到無色氣體，打開分液漏斗活塞，使少量氣體進入分液漏斗，在分液漏斗中看到有紅棕色氣體。在U形管中盛滿飽和碳酸氫鈉溶液，從b處通入二氧化氮氣體，在U形管的B處也得到無色氣體，打開分液漏斗活塞，使少量氣體進入分液漏斗，在分液漏斗中卻看不到紅棕色氣體。將中B處無色氣體通過導管b通入足量澄清石灰水中有白色沉淀生成。將U形管中盛滿氫氧化鈉溶液，從b處通入二氧化氮時在B處得不到任何氣體。請回答下列各題：(1)檢查裝置氣密性的方法為_。(2)在中B處得到的無色氣體是_；用兩個化學方程式表示二氧化氮與水反應(yīng)的化學反應(yīng)機理：_。(3)在中B處得到的無色氣體(單一純凈)是_；只得到該無色氣體的原因是_。(4)取出中得到的溶液，加入足量稀鹽酸，預(yù)測可觀察到的現(xiàn)象_。(5)寫出中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式_。答案(1)關(guān)閉分液漏斗的活塞，夾緊止水夾b，從長頸漏斗加水，長頸漏斗中有一段水柱不下降，證明氣密性良好(2)NO2NO2H2O=HNO2HNO3、3HNO2=HNO32NOH2O(3)CO2NO2與水反應(yīng)生成HNO2和HNO3，二者都比碳酸的酸性強，因而與NaHCO3反應(yīng)生成CO2(4)產(chǎn)生無色氣體，在空氣中變?yōu)榧t棕色(5)2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O解析解答該題的關(guān)鍵是能及時遷移應(yīng)用資料卡中的信息，結(jié)合已掌握的氮及其化合物的性質(zhì)，合理解釋每步實驗現(xiàn)象。帶有長頸漏斗的裝置檢查氣密性，一般都采用“液差法”，首先應(yīng)注意密封一端。說明NO2與水反應(yīng)生成NO，印證3NO2H2O=2HNO3NO的存在。，說明NO2與NaHCO3溶液反應(yīng)，氣體產(chǎn)物只有CO2，沒有NO，從而否定NO2CO2的常規(guī)認識，再根據(jù)資料卡中的信息，預(yù)測可能是NO2與水反應(yīng)生成HNO3和HNO2，生成的HNO2立即與NaHCO3反應(yīng)生成了穩(wěn)定的NaNO2，不能分解產(chǎn)生NO。更進一步驗證了上述推測的正確性。4 氮及其化合物在生產(chǎn)、生活中有重要的作用。(1)NH3是制堿工業(yè)中不可缺少的重要物質(zhì)。繼侯德榜“聯(lián)合制堿法”后，上世紀50年代某些化工專家開始研究有機胺制堿法，其工藝流程如下：已知：NR3CO2NaClH2O=NaHCO3NR3·HCl，NR3HCl=NR3·HCl，且NR3·HCl易溶于有機溶劑。操作名稱為_；某實驗小組同學查閱資料知，有機溶劑和有機胺的沸點差別較大，現(xiàn)欲將A中各成分進行分離，請寫出除了導管、酒精燈、牛角管、錐形瓶外，該分離操作所需的玻璃儀器名稱_；(2)N2在化工生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航天航空等領(lǐng)域用途廣泛?，F(xiàn)提供以下裝置(連接儀器略去)：某化學興趣小組甲同學欲用加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2，應(yīng)該選擇的發(fā)生裝置是_，在添加藥品、制取氣體前必須進行的操作是_。在加熱條件下，用NH3還原CuO可制得N2，同時獲得銅粉，此反應(yīng)的化學反應(yīng)方程式是_。乙同學用此法制得干燥、純凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料。按氣流從左到右的方式，整套裝置的連接順序是_(填寫字母序號)；最后一個裝置中試劑的作用是_。答案(1)分液蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管(或直形冷凝管)(2)A檢查氣密性3CuO2NH3N23Cu3H2ODEBC干燥N2并除去其中的NH3解析(1)操作是分離兩種互不相溶的液體，顯然是分液，分離兩種互溶但沸點差別較大的液體使用蒸餾。(2)制取N2是固液加熱制取裝置，故選A。用濃氨水與生石灰制NH3，選用裝置D，注意干燥NH3只能用堿石灰，要獲取純凈、干燥的N2必須除去未反應(yīng)的NH3及生成的水蒸氣。5 碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。(1)合成該物質(zhì)的步驟如下：步驟1：配制0.5 mol·L1MgSO4溶液和0.5 mol·L1NH4HCO3溶液。步驟2：用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口燒瓶中，開啟攪拌器。溫度控制在50 。步驟3：將250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1 min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。步驟4：放置1 h后，過濾、洗滌。步驟5：在40 的真空干燥箱中干燥10 h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品(MgCO3·nH2On15)?；卮鹣铝袉栴}：步驟3中加氨水后的離子方程式_。步驟4為加快過濾速度，常用_(填過濾方法)。(2)測定合成的MgCO3·nH2O中的n值。稱量1.000 g碳酸鎂晶須，放入如圖所示的廣口瓶中加入水滴入稀硫酸與晶須反應(yīng)，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應(yīng)45 h，反應(yīng)后期將溫度升到30 ，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測得CO2的總量；重復上述操作2次。圖中氣球的作用是_。上述反應(yīng)后期要升溫到30，主要目的是_。設(shè)3次實驗測得每1.000 g碳酸鎂晶須與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2平均值為a mol，則n值為_(用含a的表達式表示)。(3)稱取100 g上述晶須產(chǎn)品進行熱重分析，熱重曲線如圖。則該條件下合成的晶須中，n_(選填1、2、3、4、5)。答案(1)NH3·H2OMg2HCO=MgCO3NHH2O減壓過濾(或抽濾)(2)暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩(wěn)定使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收(184a)/18a(3)1解析(1)加入氨水促進HCO離子的電離，適當增大CO離子的濃度。加快過濾的方法只能是減壓過濾。(2)開始時產(chǎn)生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率，氣球逐漸脹大，暫時儲存CO2，避免產(chǎn)生的CO2使內(nèi)部壓強過大，造成泄露；后期CO2被NaOH吸收時，氣球逐漸變小。升高溫度，氣體的溶解度減小。找出關(guān)系：MgCO3·nH2OCO2 8418n 1 1 a得n(184a)/18a(3)從圖中看，剩余質(zhì)量為82.3 g時，即為失去的結(jié)晶水的質(zhì)量，剩余39.2 g時，減少的質(zhì)量為分解出的CO2的質(zhì)量，列式：100×18n/(8418n)10082.3，得n1。