2022年高考化學一輪課時達標習題 第10章 化學實驗（4）（含解析）

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1、2022年高考化學一輪課時達標習題 第10章 化學實驗（4）（含解析） 1．過碳酸鈉(2Na2CO3·3H2O2)是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑，該晶體具有Na2CO3和H2O2的雙重性質。利用圖2裝置制備過碳酸鈉，在冷水浴中充分反應后，按圖1流程可獲得過碳酸鈉產品。 (1)恒壓滴液漏斗中支管的作用是__使液體順利流下__。 (2)制備過碳酸鈉的關鍵是__控制反應溫度__。 (3)如果配制過碳酸鈉的水中含有鐵離子，不僅會削弱洗滌劑的去污能力，甚至完全失去殺菌作用。試分析其中的原因：__2H2O22H2O＋O2↑或2Fe3＋＋3CO＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋

2、3CO2↑__(寫出其中一種即可，用化學方程式表示)。 (4)某化學學習小組為了定性探究鐵離子對這種新型漂白劑的不良影響，取該漂白劑100 mL，加入25 g FeCl3固體，產生大量無色無味氣體，用貯氣瓶收集氣體。請選用下列試劑和實驗用品完成氣體成分的探究過程：0.1 mol/L NaOH溶液、8.0 mol/L NaOH溶液、澄清石灰水、0.01 mol/L KMnO4溶液、BaCl2稀溶液、品紅溶液、蒸餾水、木條、酒精燈、火柴、洗氣瓶。 ①提出假設：對該氣體成分提出合理假設。 假設1：氣體是O2。 假設2：氣體是__CO2和O2__。 假設3：氣體是CO2。 ②設計方案：設計

3、實驗方案證明你的假設，在下表中完成實驗步驟、預期現(xiàn)象與結論。 實驗步驟 預期現(xiàn)象與結論 將氣體依次通入盛有__澄清石灰水__、__8.0_mol/L_NaOH溶液__的洗氣瓶中，__并將帶火星的木條放在最后一個洗氣瓶的出口處__ ①__若澄清石灰水不變渾濁，木條復燃，則假設1成立__ ②__若澄清石灰水變渾濁，木條復燃，則假設2成立__ ③__若澄清石灰水變渾濁，木條不復燃，則假設3成立__ 解析 (1)恒壓滴液漏斗中支管連接了上下兩端，使液體上下氣壓相等，使漏斗中的液體能順利流下。(2)溫度高時H2O2易分解，故控制好反應溫度是關鍵。(3)鐵離子可以作催化劑，使過氧化氫分解，

4、另外鐵離子和碳酸根離子可以發(fā)生水解相互促進的反應。(4)無色無味氣體可能是O2或CO2或CO2和O2二者的混合氣體。檢驗CO2用澄清石灰水，檢驗O2用帶火星的木條。 2．將綠礬(FeSO4·7H2O)在隔絕空氣條件下加強熱分解。已知產物全部為氧化物。為探究綠礬分解的產物，某同學進行了以下實驗： 【實驗一】　為探究固體產物中鐵元素的價態(tài)，該同學將固體產物溶于足量的稀硫酸得到相應溶液，進行以下猜想和實驗： 猜想 實驗步驟 預期現(xiàn)象與結論 猜想一：鐵元素只顯__＋2__價 ①向所得溶液中滴入KSCN溶液 ②向稀酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液 KSCN溶液無明顯現(xiàn)象；稀酸性KMnO

5、4溶液顏色__褪色__ 猜想二：鐵元素只顯__＋3__價 KSCN溶液呈__血紅__色；稀酸性KMnO4溶液顏色__無變化__ 猜想三：鐵元素既有＋2價又有＋3價 KSCN溶液呈__血紅__色；稀酸性KMnO4溶液顏色__褪色__ 【實驗二】　為進一步探究該反應的產物，進行了如下圖所示的實驗： (1)實驗開始時，點燃B處酒精噴燈之前應先打開A處活塞通CO2，其目的是__排凈裝置內的空氣__。 (2)圖中裝置C的作用是__防止產生倒吸__。 (3)該組同學稱取了55.6 g綠礬按如圖裝置進行實驗，待綠礬分解完全后，測得D瓶中沉淀的質量為23.3 g，根據這些數(shù)據，可以得知，綠

6、礬分解的化學方程式為__2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O__。 (4)該組同學設計的裝置存在著一個明顯的缺陷是__未進行尾氣處理__。 解析 【實驗一】　由題意知綠礬分解的產物全為氧化物，則鐵元素可能為＋2價，也可能為＋3價，或者既有＋2價又有＋3價。＋2價鐵具有還原性，可使酸性高錳酸鉀溶液褪色，＋3價鐵遇KSCN溶液生成血紅色物質，利用這些性質可以檢驗鐵元素的價態(tài)。 【實驗二】　(1)FeSO4具有還原性，能夠被空氣中的氧氣氧化，實驗開始時先通CO2的目的是排凈裝置內的空氣，防止FeSO4·7H2O被氧化。(2)本實驗有加熱裝置，反應產生氣體，氣體與氯化

7、鋇溶液反應產生白色沉淀，導氣管內壓強減小，容易發(fā)生倒吸，C為防倒吸裝置。(3)55.6 g綠礬的物質的量為＝0.2 mol，那么分解前硫元素的物質的量為0.2 mol，白色沉淀為硫酸鋇，其物質的量為＝0.1 mol，所以除了SO3以外還應有SO2，其物質的量也為0.1 mol，因此綠礬分解的化學方程式是2FeSO4·7H2OFe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O。(4)二氧化硫會污染環(huán)境，應添加尾氣處理裝置。 3．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是重要的化工原料，可用作分析試劑及鞣革的還原劑，易溶于水，受熱、遇酸易變質。Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體，易溶于水，其稀溶液與BaCl2溶

8、液混合無沉淀生成。工業(yè)上常利用含硫廢水生產Na2S2O3·5H2O，某化學興趣小組在實驗室中用如圖所示裝置(部分夾持裝置已略去)模擬其生產過程并探究其化學性質。 燒瓶C中發(fā)生的反應如下： Na2S(aq)＋H2O(l)＋SO2(g)===Na2SO3(aq)＋H2S(aq)① 2H2S(aq)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)?、? S(s)＋Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)　③ Ⅰ.制備Na2S2O3·5H2O (1)加入藥品之前須進行的操作是__檢查裝置氣密性__；裝置D的作用是__防止倒吸__；裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，其中的試劑最好選

9、用__c__(填字母)。 a．蒸餾水　　　　 b．飽和Na2SO3溶液 c．飽和NaHSO3溶液　　　　 d．飽和NaHCO3溶液 (2)為保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中產生的SO2不能過量，原因是__若SO2過量，溶液顯酸性，產物分解，產率降低__；所制得的粗產品可以通過__重結晶__方法進一步提純得到純Na2S2O3·5H2O。 Ⅱ.測定產品純度 準確稱取w g產品，用適量蒸餾水溶解，以淀粉作指示劑，用0.10 mol·L－1 I2標準溶液滴定。反應原理為2S2O＋I2===S4O＋2I－。 (3)滴定至終點時的現(xiàn)象：__溶液由無色變藍色，且半分鐘內不褪色__。滴定起始和終點時I

10、2標準溶液液面位置如圖所示，則消耗I2標準溶液的體積為__18.10__mL。產品的純度為　%　(設Na2S2O3·5H2O的相對分子質量為M，列出用M、w表示的表達式)。 Ⅲ.探究Na2S2O3的部分化學性質 (4)【提出假設】 假設一：Na2S2O3與Na2SO4的結構相似，化學性質也應該相似，因此，室溫時Na2S2O3溶液的pH＝7。 假設二：從S的化合價推測Na2S2O3具有較強的還原性。 【驗證假設】　配制適量Na2S2O3溶液，進行如下實驗，請將實驗補充完整。 實驗操作 實驗結論或現(xiàn)象 現(xiàn)象解釋(用離子方程式表示) 假設一 __用玻璃棒蘸取Na2S2O3

11、溶液點在pH試紙中部，再與標準比色卡對照(或用pH計測量Na2S2O3溶液的pH)__ 溶液pH＝8 __S2O＋H2O===HS2O＋OH－__ 假設二 向溴水中滴入適量Na2S2O3溶液 溴水褪色 __S2O＋4Br2＋5H2O===2SO＋8Br－＋10H＋__ 實驗結論：__Na2S2O3溶液呈堿性，且具有還原性(或假設一不成立，假設二成立)__。 Ⅳ.Na2S2O3的應用 (5)Na2S2O3的商品名為“海波”，俗稱“大蘇打”，化學上常用于滴定實驗。為測定某K2Cr2O7溶液的濃度，研究小組的同學準確量取10.00 mL K2Cr2O7溶液于錐形瓶中，加入過量KI固

12、體和適量稀H2SO4，滴加幾滴指示劑，用0.10 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，進行3次平行實驗后，測得平均消耗Na2S2O3溶液的體積為30.00 mL，則c(K2Cr2O7)＝__0.05__mol·L－1。(已知：Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O) Ⅴ.探究與反思 (6)為驗證產品中含有Na2SO3和Na2SO4，該小組設計了以下實驗方案，請將實驗方案補充完整。 取適量產品配成稀溶液，__滴加足量BaCl2溶液有白色沉淀生成，過濾，用蒸餾水洗滌沉淀，向沉淀中加入足量稀鹽酸，若沉淀部分溶解，并產生有刺激性氣味的氣體，則可確定產品中含有N

13、a2SO3和Na2SO4__。(所需試劑從BaCl2溶液、稀HNO3、稀H2SO4、稀鹽酸、蒸餾水中選擇) 解析 (1)加入藥品前應先檢查裝置的氣密性；裝置D為安全瓶，防倒吸；裝置B的作用之一是觀察SO2的生成速率，故所選試劑應不與SO2反應，且SO2在其中的溶解度較小，故最好選用飽和NaHSO3溶液。(2)由題意可知硫代硫酸鈉受熱、遇酸易變質，若SO2過量，溶液顯酸性，產物變質，產率降低；通常采用多次結晶的方法，即重結晶法提純晶體產物。(3)Na2S2O3與I2反應產生I－，因此當Na2S2O3反應完全，過量的I2遇淀粉溶液變?yōu)樗{色。故滴定至終點時，溶液顏色的變化是由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘

14、內不褪色。根據滴定起始和終點的液面位置圖可知反應消耗I2標準溶液的體積為18.10 mL。n(I2)＝0.10 mol·L－1×0.018 1 L＝1.81×10－3 mol；根據關系式2S2O～I2可知n(Na2S2O3)＝2×1.81×10－3mol＝3.62×10－3 mol，所以產品的純度為3.62×10－3 mol×M g·mol－1÷w g×100%＝%。(4)假設一的實驗結論是溶液的pH＝8，故實驗目的是測定溶液的pH，具體操作是用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液點在pH試紙中部，將試紙顏色與標準比色卡對照。溶液呈堿性，原因是S2O在溶液中水解，離子方程式是S2O＋H2OHS2O

15、＋OH－。假設二的實驗現(xiàn)象是溴水褪色，證明Na2S2O3有還原性，發(fā)生反應的離子方程式是S2O＋4Br2＋5H2O===2SO＋8Br－＋10H＋，故實驗結論是Na2S2O3溶液呈堿性，且Na2S2O3具有還原性。(5)根據所給離子方程式可得對應關系式：K2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3，則c(K2Cr2O7)＝×n(Na2S2O3)÷V＝×0.10 mol·L－1×0.03 L÷0.01 L＝0.05 mol·L－1。(6)題干中給出Na2S2O3稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成，則可取適量產品配成稀溶液，滴加足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成。因Na2S2O3在酸性環(huán)境中易分解，

16、故需要過濾并用蒸餾水洗滌沉淀，再向沉淀中加入足量稀鹽酸，若固體部分溶解，產生無色有刺激性氣味的氣體，證明產品中含有Na2SO3和Na2SO4。 4．氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質，為測定AlN的含量，設計如下三種實驗方案。(已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋ NH3↑) 【方案1】　取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。 (1)上圖裝置C中球形干燥管的作用是__防倒吸__。 (2)完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先__檢查裝置氣密性__，再加入實驗藥品，接下來的實驗操作是__關閉K1，打開

17、K2__，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定裝置C反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是__把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C__。 (3)由于裝置存在缺陷，導致測定結果偏高，請?zhí)岢龈倪M意見：__裝置C出口處連接一個干燥裝置__。　 【方案2】　用下圖裝置測定m g樣品中AlN的純度(部分夾持裝置已略去)。 (4)為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是__ab__(填字母)。 a．CCl4　　　　 b．C6H6　　　　 c．NH4Cl溶液　　　　 d．H2O (5)若m g樣品完全反應，測得生成氣體的體積為V mL(已轉

18、換為標準狀況)，則AlN的質量分數(shù)是　×100%　(用含m、V的數(shù)學表達式表示)。 【方案3】　按以下步驟測定樣品中AlN的純度： (6)步驟②生成沉淀的離子方程式為__AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO__。 (7)若在步驟③中未洗滌，測定結果將__偏高__(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 解析 (1)根據裝置和儀器作用分析，氨氣與濃硫酸發(fā)生反應生成硫酸銨，易發(fā)生倒吸，裝置C中球形干燥管的作用是防止倒吸。(2)組裝好實驗裝置后，由原理可知氣體制備需要先檢查裝置氣密性，再加入實驗藥品，接下來的實驗操作是關閉K1，打開K2，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液

19、，至不再產生氣體。為了將裝置內的氨氣全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準確測定裝置C的增重，打開K1，通入氮氣一段時間，測定裝置C反應前后的質量變化。(3)裝置中存在的缺陷是空氣中的水蒸氣也可以進入裝置C，使測定結果偏高，改進的方法是在裝置C出口處連接一個干燥裝置。(4)由于氨氣極易溶于水，難溶于有機溶劑(苯或CCl4 )，所以為了測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是苯或CCl4，選ab項。(5)若m g樣品完全反應，測得生成氣體的體積為V mL(已轉換為標準狀況)，設AlN的質量為x，則： AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑ 41 g　　　　　　　　　　　　22.4 L x　　　　　　　　　　　　 V×10－3 L x＝ g 則AlN的質量分數(shù)為×100%。 (6)步驟②生成的沉淀是氫氧化鋁，反應的離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(7)若在步驟③中未洗滌，得到濾渣質量會增大，測定結果會偏高。