上海市奉贤区(2020-2022)三年高考化学模拟题分题型分层汇编-06化学实验基础(基础题)(答案)考试试卷
上海市奉贤区(2020-2022)三年高考化学模拟题分题型分层汇编-06化学实验基础(基础题)
一、单选题(共11题)
1.(2022·上海奉贤·一模)下列实验操作与物质的溶解性无关的是
A.用水洗气,能除去混在CO中的HCl B.用CCl4能萃取碘水中的碘单质
C.蒸馏海水,能得到淡水 D.冷却KNO3饱和溶液,能耗析出KNO3晶体
2.(2022·上海奉贤·一模)下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项 实验操作及现象 实验结论
A 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成 该溶液中一定含有
B 向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色;再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色 该溶液中一定含有
C 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色 该气体一定为
D 将少量有机物滴加到新制氢氧化铜溶液中,充分振荡,未见红色沉淀生成 该有机物不含醛基
A.A B.B C.C D.D
3.(2022·上海奉贤·统考二模)配制 NaOH溶液时浓度偏小的原因可能是
A.未洗涤烧杯和玻璃棒 B.未冷却至室温就定容
C.容量瓶中残留水 D.摇匀后液面低于刻度线
4.(2022·上海奉贤·统考二模)工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图,下列说法错误的是
A.吸收过程中有气体生成 B.结晶后母液中含有NaHCO3
C.气流干燥湿料时温度不宜过高 D.中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3
5.(2022·上海·统考一模)下列有机物的实验室制备方法正确的是
A.用饱和食盐水与电石在启普发生器中反应制取乙炔
B.收集乙酸乙酯时用到了饱和碳酸钠溶液
C.制取乙酸丁酯和乙酸乙酯时都加入了浓硫酸和过量的乙酸
D.制取乙烯时采用酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫杂质
6.(2022·上海·统考一模)下列关于从海带中提取碘的操作错误的是
A B C D
灼烧海带 过滤海带灰的悬浊液 用有机溶剂萃取碘单质 分液获得碘单质的有机溶液
A.A B.B C.C D.D
7.(2021·上海奉贤·统考二模)下列实验方案不能达到实验目的的是
序号 实验方案 实验目的
A 溴蒸气和碘蒸气分别与反应 比较溴和碘的非金属性强弱
B 将少量氯水滴入溶液中 比较硫和氯的非金属性强弱
C 分别向、溶液中滴加过量氨水 比较镁、铝的金属性强弱
D 向、中滴加同浓度的稀盐酸 比较铁、铜的金属性强弱
A.A B.B C.C D.D
8.(2021·上海奉贤·统考一模)利用图中实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是
A.利用图1装置可从胆矾晶体中获得无水硫酸铜
B.利用图2装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分
C.利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液
D.利用图4装置可进行酸碱中和滴定
9.(2020·上海奉贤·统考一模)实验是化学研究的基础。关于下列各实验装置图的叙述中正确的是( )
A.装置①常用于分离互不相溶的液态混合物
B.装置②可用于吸收氨气,且能防止倒吸
C.用装置③不可以完成“喷泉”实验
D.用装置④稀释浓硫酸和铜反应冷却后的混合液
10.(2020·上海奉贤·统考一模)下列关于实验室模拟侯德榜制碱法的操作正确的是( )
A.将CO2和NH3的混合气体同时通入饱和食盐水中
B.将析出的NaHCO3固体过滤后灼烧得到纯碱
C.在析出NaHCO3的母液中加入消石灰以循环利用NH3
D.在析出NaHCO3的母液中通入NH3,加入氯化钠粉末,析出Na2CO3固体
11.(2020·上海奉贤·统考一模)下列有机化合物中均含有酸性杂质,除去这些杂质的方法中正确的是
A.苯中含苯酚杂质:加入溴水,过滤
B.乙醇中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
C.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
D.乙酸丁酯中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液洗涤,分液
二、填空题(共1题)
12.(2020·上海奉贤·统考一模)NaNO2是一种白色易溶于水的固体,溶液呈碱性,其外观与氯化钠相似,有咸味,俗称工业盐;是一 种重要的化学试剂、漂白剂和食品添加剂。已知亚硝酸盐能被溴水氧化,在酸性条件下能氧化亚铁离子; 亚硝酸银是可溶于稀硝酸的白色沉淀。
请完成以下填空:
(1)N原子最外层电子的轨道排布式为_______;用一个事实说明氮和氧非金属强弱_______。
(2)酸性条件下,NaNO2溶液只能将I-氧化为I2,同时生成NO。写出此反应①的离子方程式并标出电子转移的方向和数目______。
(3)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,工业上氧化卤水中的I-提取单质I2选择了价格并不便宜的亚硝酸钠,可能的原因是_______。
(4)在盐酸溶液中加入亚硝酸钠溶液至中性,则c(Cl-)_____c(HNO2)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)设计一种鉴别亚硝酸钠和氯化钠的实验方案。_______
三、实验题(共3题)
13.(2022·上海奉贤·一模)五水合硫代硫酸钠(Na2S2O3﹒5H2O,式量为248)俗称海波、大苏打,可用于纺织、造纸等领域。某学习小组制备Na2S2O3﹒5H2O,并测定产品纯度,实验方案如下。
I.制备Na2S2O3﹒5H2O
已知:S+Na2SO3Na2S2O3
按如图所示装置(加热及夹持装置省略)进行实验,再经多步操作制得Na2S2O3﹒5H2O的粗产品
(1)仪器F的名称为_____,装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的试剂最好选用_____。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
(2)用离子方程式表示Na2CO3溶液的作用:_____。
(3)C中溶液经过滤、_____、_____、过滤洗涤、干燥可制得粗产品。
Ⅱ.测定产品纯度
称取粗产品12.400g配制成100mL溶液,取25.00mL该溶液于锥形瓶中,用0.2500mol·L-1的I2标准液滴定,反应原理为:I2+2S2O→2I-+S4O,实验数据如表:
编号 初读数(mL) 末读数(mL)
① 0.00 19.99
② 1.00 21.01
③ 1.00 23.00
(4)用_____作为指示剂,滴定至终点时溶液的颜色由_____色变为_____色,且30s内溶液颜色不变。粗产品中Na2S2O3﹒5H2O的质量分数为_____。下列情况可能导致测量结果偏低的操作是_____ 。
a.粗产品中Na2S2O3﹒5H2O失去部分结晶水
b.滴定前装I2标准液的滴定管未用标准液润洗
c.锥形瓶用蒸馏水洗净后未用待测液润洗
d.滴定时锥形瓶中有少量液滴溅出
14.(2021·上海奉贤·统考二模)牙膏中的固体摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝和少量不与溶液、反应的成分组成,兴趣小组对摩擦剂的主要成分及含量进行探究。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。取适量摩擦挤样品,加水充分溶解后,过滤,向滤渣中加入过理溶液,再次过滤,向滤液中通入过理,有白色沉淀生成,则证明摩擦剂含有。已知:
(1)在过滤操作中,不需要用到的玻璃仪器有_______(选填编号)
(2)氢氧化铝与溶液反应的离子方程式是_______
(3)某同学认为向再次过滤的滤液中通后有白色沉淀生成,不能证明摩擦剂中一定含有,若要确认其含有,则取该白色沉淀少许,洗涤后滴入过量盐酸,若出现_______(填写实验现象),证明白色沉淀是,即摩擦剂中含有。
Ⅱ.摩擦剂中碳酸钙含量的测定。如图所示进行实验,滴入盐酸克分反应后,打开,持续通入一段时间空气后,取下C装置,过滤、洗涤沉淀、干燥、冷却、称重质量,计算样品中碳酸钙的质量分数。
完成下列填空:
(4)检查装置气密性后,如图加入试剂,关闭,打开和,持续鼓入空气一段时间后,关闭和,打开,再向锥形瓶中滴入盐酸。以上操作的目的是_______。
(5)有小组认为,过滤,称量质量,操作繁杂且易产生实验误差,故将图中C装置调换成E装置(如图),你认为是否合适?并简述原因_______。
(6)实验中称取样品,若测得平均质量为。则摩擦剂样品中碳酸钙的质量分数是_______(小数点后保留三位数字)。
15.(2020·上海奉贤·统考二模)氢气、氯气是中学实验室常见气体,在实验室可以利用该反应2KMnO4+16HCl(浓)→2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,制备Cl2,并在实验室模拟工业制备盐酸,请回答下列问题:
(1)甲组同学用下列装置制取H2和Cl2。
①实验室常用NaCl+H2SO4(浓)→NaHSO4+HCl↑反应制备HCl气体,该反应利用了浓硫酸的___性。
②用工业级锌粒(主要成分 Zn,含少量 FeS、Pb、Cu 等杂质)作原料,装置 I、Ⅱ均可以制取 H2,但装置 I 比装置Ⅱ更好,理由__________________________;检验氯气所用的试纸是_______________。
(2)乙组同学拟用甲组的装置 I、Ⅲ及下列装置(可以重复选用)模拟工业上制取盐酸。
①乙组中氢气的部分实验装置连接是a-f-g-d……,其中装置Ⅴ的作用是_______,制取氯气并模拟合成盐酸的实验装置的合理连接顺序(用玻璃接口表示)为 c-__________。
②装置VII中仪器 X 的名称是_________ ,合成 HCl时需控制H2的体积略大于Cl2的体积,其目的是 ________;装置VII末端接抽气水泵的目的是___________。
(3)设计实验证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性:_____________________。
四、工业流程题(共3题)
16.(2022·上海·统考一模)侯氏制碱法为我国纯碱工业做出了重要贡献。
Ⅰ.某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_______。
(2)向母液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为_______、_______、_______、洗涤、干燥。
II.实验中制得的纯碱中含有少量NaCl,该小组设计如图所示装置,测定实验得到的纯碱中Na2CO3的含量。
(3)装置A中的试剂为_______,装置C中的试剂为_______。
(4)实验结束后通入空气的目的:_______。
(5)实验前称取26.50g样品,实验后测得D装置增重8.80g,则样品中Na2CO3的质量分数为_______(保留2位小数)。按照以上装置及操作,有同学提出测定结果可能会偏大,他的理由是_______。
17.(2021·上海奉贤·统考一模)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物 Fe(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀 7.5 3.4
完全沉淀 9.7 4.4
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3调节pH在4.4~7.5内,得到的滤渣成分为___________,写出滤渣中电解质的电离方程式___________;实验室进行过滤操作时需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和 ___________ 。
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出亚铁离子是否完全被氧化的检验方法___________,在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为___________ mol。
(3)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)聚合离子,该水解反应的离子方程式为___________。
为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:
准确量取20.00 mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00 mL。
已知:2Fe3++2I- → 2Fe2++I2 2S2O+I2 → 2I-+S4O
(4)则溶液中铁元素的总含量为___________g·L-1.若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
18.(2020·上海奉贤·统考一模)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。
(2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.洗气可除去易溶性气体,与溶解性有关,A错误;
B.萃取是利用物质在两种溶剂中的溶解度不同进行分离,与溶解性有关,B错误;
C.蒸馏与沸点有关,与溶解性无关,C正确;
D.溶解度随温度变化较大的物质,可用结晶的方法分离,故与溶解性有关,D错误;
故选C。
2.B
【分析】A. 根据硫酸根离子的检验方法分析是否有干扰离子存在;
B. 结合三价铁离子的检验方法进行分析判断;
C. 依据漂白性物质的漂白作用和二氧化硫的检验方法判断;
D. 实验操作可能因不当而无法达到预期效果。
【详解】A. 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,原溶液中可能含有Ag+,SO42 等,都可以生成沉淀,A项错误;
B. 向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,说明不含三价铁离子,再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色,说明生成了三价铁离子,证明溶液中一定含有亚铁离子,B项正确;
C. 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色,加热恢复原来的颜色证明是二氧化硫,使品红褪色的可以是二氧化硫气体,也可以是氯气等,气体不一定是二氧化硫,C项错误;
D.在碱性条件下,新制氢氧化铜悬浊液可与醛基反应产生砖红色沉淀,若将少量有机物滴加到新制氢氧化铜溶液中,充分振荡,可能因为新制氢氧化铜悬浊液不是碱性环境,所以未见红色沉淀生成,所以结论不准确,D项错误;
答案选B。
【点睛】本题综合考查离子的检验与物质的性质,其中A项是常考点,也是学生易错点。在进行离子检验时,要注意排除干扰杂质离子的干扰,高中阶段常见阴离子的检验方法与操作可归纳如下:
1.CO32-:取少许原溶液于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,沉淀溶液稀盐酸或稀硝酸,生成无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体,证明原溶液中有CO32-;
2. SO42-:取少许原溶液于试管中,滴加几滴稀盐酸,若无明显现象,再加入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则证明原溶液中有SO42-;
3. Cl-:取少许原溶液于试管中,滴加几滴稀硝酸,然后加入几滴AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中有Cl-。
3.A
【详解】A.未洗涤溶解NaOH的烧杯,溶质的质量减少,浓度偏小,故A符合题意;
B.NaOH刚刚溶解完全就立即转入容量瓶中,这是热溶液体积大,一旦冷却下来,液面下降低于刻度线,溶液浓度偏大,故B不符合题意;
C.容量瓶不需要干燥,容量瓶中残留水对测定结果无关,故C不符合题意;
D.摇匀后液面低于刻度线,对测定结果无关,故D不符合题意;
故选:A。
4.B
【分析】根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为NaHSO3,则母液为饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为:H2SO3+2Na2CO3= Na2SO3+ 2NaHCO3,NaHSO3+ Na2CO3= Na2SO3+ NaHCO3,所以调节pH为8进行中和后得到Na2SO3和NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生反应为:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3↓,SO2+ NaHCO3= CO2+ NaHSO3↓,此时会析出大量NaHSO3晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到NaHSO3产品,据此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A正确;
B.结晶后母液中含饱和NaHSO3和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在NaHCO3,则其会与生成的NaHSO3发生反应,且NaHCO3溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B错误;
C.NaHSO3高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C正确;
D.结合上述分析可知,中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3,D正确;
故选B。
5.B
【详解】A.电石(CaC2)与水的反应剧烈放热,若使用启普发生器会发生爆炸,A错误;
B.饱和碳酸钠溶液可以吸收乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,因此收集乙酸乙酯时使用饱和碳酸钠溶液,B正确;
C.由于乙醇价格比较低廉,实验室制备乙酸乙酯时,为了提高乙酸的转化率,会使乙醇过量,C错误;
D.乙烯可以被KMnO4氧化,因此不能用酸性KMnO4除杂,D错误;
故选B。
6.A
【详解】A.灼烧海带需要在坩埚中进行,而不是蒸发皿,A错误;
B.过滤可以分离悬浊液和溶液,图示过滤操作无误,B正确;
C.碘更易溶于有机溶剂,可以用有机溶剂萃取碘单质,萃取可在分液漏斗中进行,振荡分液漏斗时下口朝上,C正确;
D.有机溶液与水不互溶,可以用分液漏斗分液分离,D正确;
综上所述答案为A。
7.C
【详解】A.非金属单质与H2化合的难易程度与其非金属性一致,故可以通过溴蒸气和碘蒸气分别与H2反应来比较溴和碘的非金属性强弱,A不合题意;
B.将少量氯水滴入Na2S溶液中可以看到有淡黄色沉淀生成,Na2S+Cl2=2NaCl+S,说明Cl2的氧化性强于S的,非金属单质的氧化性与其非金属性一致,B不合题意;
C.分别向、溶液中滴加过量氨水都只能生成白色沉淀,MgCl2+2NH3 H2O=Mg(OH)2↓+2NH4Cl,AlCl3+3 NH3 H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl,故不能比较镁、铝的金属性强弱,C符合题意;
D.金属单质与酸反应的剧烈程度与其金属性强弱成正比,故向、中滴加同浓度的稀盐酸通过比较放出气泡的速度来比较铁、铜的金属性强弱,D不合题意;
故答案为:C。
8.D
【详解】A.通过在坩埚中加热胆矾晶体可获得无水硫酸铜,A错误;
B.图2装置中的温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,B错误;
C.乙醇与乙酸乙酯互溶,不能用分液漏斗进行分离,C错误;
D.酸碱中和滴定时,酸盛放在酸式滴定管内,碱及2到3滴指示剂盛放在锥形瓶内,进行中和滴定,D正确;
答案选D。
9.D
【详解】A、该装置为蒸馏装置,互溶的液体根据其沸点不同采用蒸馏的方法分离,互不相溶的液体采用分液的方法分离,故A错误;
B、氨气极易溶于水,有缓冲装置的能防止倒吸,该装置中苯没有缓冲作用,所以不能防止倒吸,故B错误;
C、氯气与氢氧化钠溶液反应,可以形成压强差,从而形成喷泉实验,故C错误;
D、浓硫酸溶于水放出大量热,且浓硫酸的密度大于水,稀释时需要将浓硫酸缓缓加入水中,图示操作合理,所以D选项是正确的;
综上所述,本题应选D。
10.B
【详解】A. 氨气极易溶于水,二氧化碳在水中的溶解度较小,依据侯德榜制碱的原理:向氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳气体析出碳酸氢钠,加热反应制备,则应该先向饱和食盐水中通入过量的氨气,再通入过量的二氧化碳,故A错误;
B. NaHCO3固体加热会分解成纯碱Na2CO3,故B正确;
C. 侯德榜制碱法中,在析出NaHCO3的母液中加入生石灰(CaO),可以循环利用NH3,故C错误;
D. 析出NaHCO3的母液中主要含NH4Cl,氯化钠粉末溶解度较大,有利于增加Cl-含量;通入氨气,增加NH4+量,有利于NH4Cl析出,故D错误;
正确答案是B。
【点睛】本题考查了侯德榜制碱的工作原理和流程分析,明确碳酸钠、碳酸氢钠、氨气、二氧化碳的性质,掌握工艺流程和反应原理是解题关键,题目难度中等。
11.D
【详解】A.溴易溶于苯,溴水与苯发生萃取,苯酚与溴水发生取代反应生成三溴苯酚,用溴水除杂,生成的三溴苯酚和过量的溴都能溶于苯,不能得到纯净的苯,并引入新的杂质,不能用溴水来除去苯中的苯酚,应向混合物中加入NaOH溶液后分液,故A错误;
B.乙醇中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液,乙酸与碳酸钠反应生成乙酸钠和水和二氧化碳,但乙酸钠和乙醇互溶在水中,不分层,不能采用分液的方法,故B错误;
C.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液,乙酸与氢氧化钠反应生成乙酸钠和水,但乙酸钠和乙醛互溶在水中,不分层,不能采用分液的方法,故C错误;
D.乙酸丁酯不溶于饱和碳酸钠,乙酸的酸性比碳酸强,能与碳酸钠反应生成二氧化碳而被吸收,然后分液可得到纯净的乙酸丁酯,故D正确;
答案选D。
12. 氢化物稳定性:H2O>NH3,氧强于氮 氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾氧化性太强,还能继续氧化I2 = 取样溶于水,分别测定它们的pH值, 一种pH值大于7,一种pH值等于7, pH值大于7的为亚硝酸钠,pH值等于7的为氯化钠
【分析】(1)氮原子最外层有5个电子,先排2s轨道,另外3个排在3个2p轨道里;元素的非金属性越强,形成的气态氢化物就越稳定;
(2)亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮、碘和水;
(3)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质;
(4)根据亚硝酸钠溶液中水解平衡和酸碱中和解答;
(5)根据亚硝酸钠和氯化钠的不同性质来进行区分。
【详解】(1)氮原子最外层有5个电子,先排2s轨道,另外3个排在3个2p轨道里,氮原子最外层电子排布轨道表示式为:;元素的非金属性越强,形成的气态氢化物就越稳定,氢化物稳定性:H2O>NH3,非金属性氧强于氮;
(2)亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下,二者发生氧化还原反应生成一氧化氮、碘和水,离子反应方程式为:2I-+2NO2-+4H+=I2+2NO+2H2O,电子转移的方向和数目为:;
(3)氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质,故工业上氧化卤水中I-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠;故答案为:氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强,还能继续氧化碘单质;
(4)亚硝酸钠溶液中发生水解反应NO2-+H2OHNO2+OH-而呈碱性,在盐酸溶液中加入亚硝酸钠溶液至中性说明亚硝酸钠水解产生的氢氧根等于盐酸溶液中的氢离子,即c(OH-)= c(H+),又因为c (OH-)= c(HNO2),盐酸溶液中c (H+)= c(Cl-),所以c(Cl-)=c(HNO2);
(5)根据亚硝酸钠和氯化钠的不同性质来进行区分,根据所给的信息及我们所学的氯化钠的性质可以知道:亚硝酸钠是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,而氯化钠溶液时中性,所以可以取样溶于水,分别测定它们的pH值, 一种pH值大于7,一种pH值等于7, pH值大于7的为亚硝酸钠,pH值等于7的为氯化钠。
13.(1) 长颈漏斗 c
(2)
(3) 蒸发浓缩 冷却结晶
(4) 淀粉溶液 无 蓝 d
【详解】(1)由图可知,仪器F的名称为长颈漏斗。
装置B的作用是通过气泡的溢出多少观察SO2的生成速率,所以二氧化硫不能溶于所盛溶液或与所盛溶液反应。
a.二氧化硫能溶于蒸馏水,a错误;
b.Na2SO3溶液会吸收二氧化硫,b错误;
c.饱和NaHSO3溶液不能与二氧化硫反应,c正确;
d.二氧化硫能与饱和NaHCO3溶液反应,d正确;
故选c。
(2)在装置C中SO2和可以反应生成,而后再和单质S反应。SO2和反应离子方程式为:。
(3)C中溶液经过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥可制得粗产品。
(4)滴定实验用碘作标准液,所以选用淀粉溶液作为指示剂,滴定至终点时溶液的颜色由无色变为蓝色,且30s内溶液颜色不变。根据反应原理为:I2+2S2O→2I-+S4O,可知,3组实验数据舍去③号数据,求平均值求得碘标准溶液消耗体积为20.00mL,粗产品中Na2S2O3﹒5H2O的质量分数为。a.产品中硫代硫酸钠晶体失去部分结晶水,固体质量偏高,测量结果偏高,a错误;
b.滴定前装I2标准液的滴定管未用标准液润洗,标准液消耗偏多,测量结果偏高,b错误;
c.锥形瓶不需要用待测液润洗,实验结果正确,c错误;
d.滴定过程中,锥形瓶振荡太剧烈,有少量液滴溅出,待测液减少,标准液消耗偏少,测量结果偏低,d正确;
故选d。
14. a 沉淀溶解,无气泡产生 排尽装置中的,防止对实验产生干扰 不合适,因为盐酸挥发产生的气体及水蒸气会被碱石灰吸收,使测量结果偏高 12.5%
【分析】I.将适量牙膏放入烧杯中,加水充分搅拌后过滤,使难溶性物质与可溶性物质分离, 然后向滤渣中加入过量NaOH溶液, Al(OH)3反应产生可溶性NaAlO2,CaCO3不能溶解, 过滤后滤液中含有NaAlO2及过量NaOH,向其中通入足量CO2气体,NaOH变为NaHCO3,NaAlO2变为Al(OH)3,结合物质的溶解性判断产生沉淀的成分;
II.实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量,进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数。实验前先通入空气,排出装置中的空气,A可以除去空气中的CO2,B中盐酸与CaCO3反应产生CO2气体, 气体进入C与Ba(OH)2反应产生BaCO3沉淀, 装置D可以防止空气中CO2与Ba(OH)2反应。
【详解】I.(1)牙膏与水混合,充分搅拌过滤时使用的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故不需要使用的实验仪器序号为:a
(2) Al(OH)3是两性氢氧化物, 能够与强酸、强碱发生反应,Al(OH)3与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2O,该反应的离子方程式为:;
(3)若摩擦剂中无Al(OH)3, 向加入NaOH后的滤液中通入足量CO2气体, 发生反应:NaOH+ CO2=NaHCO3, 若产生的NaHCO3比较多, 而其溶解度又比较小, 则产生的沉淀可能是NaHCO3沉淀;若摩擦剂中含有Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应变为可溶性物质NaAlO2,此时的滤液中含有过量NaOH及反应产生的NaAlO2, 再向该滤液中通入足量CO2气体时,NaOH先发生反应产生Na2CO3,然后发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,NaAlO2+CO2+2H2O= Al(OH)3+ NaHCO3, 则此时产生的沉淀可能是Al(OH)3、NaHCO3的混合物,故有同学认为滤液中通CO2后有白色沉淀生成不能证明摩擦剂中一定含有Al(OH)3若要进一步证明含Al(OH)3,可将该沉淀过滤出来洗涤干净,向其中加入适量盐酸,若沉淀溶解,无气泡产生,说明含有Al(OH)3;
(4)实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量,实验前先通入空气,排出装置中的空气,A可以除去空气中的CO2, 防止对实验产生干扰;
(5)换成E装置吸收CO2,直接测定CO2的质量,是不合适的;原因为:盐酸挥发产生的气体及水蒸气会被碱石灰吸收,使测量的CO2偏高,故不可以;
(6) BaCO3质量为1.97g。则n(BaCO3)==0.01mol,根据C元素守恒可知在8.0g样品中含有CaCO3的物质的量是0.01mol, 其质量m(CaCO3) =1.0g,所以样品中碳酸钙的质量分数为=12.5%。
15. 难挥发性(高沸点性) 装置Ⅰ可以实现即开即用,即关即停 淀粉-KI试纸 除氢气中的HCl及H2S等其他杂质气体 c—j—k—d—e—i 冷凝管 使氯气完全反应,防止氯气混入盐酸中 形成负压,使产生的HCl被水充分吸收 用滴有石蕊的水进行HCl的喷泉实验,形成红色喷泉,既证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性
【分析】(1)I、II、III装置为常见的固液制气装置,其中I为启普发生器原理,可以通过控制止水夹让反应即开即用,即关即停。(2)利用甲组的III装置制取Cl2,再利用乙组可选用的装置除去Cl2中的杂质;利用甲组的I装置制取H2,再利用乙组可选用的装置除去H2中的杂质,将得到的纯净的Cl2和H2通入VII装置,为使其充分混合并反应,密度小的H2从h通入,密度大的Cl2从i通入,在VII装置中生成盐酸。(3) 证明HCl极易溶于水可利用喷泉实验,证明其水溶液呈酸性可用酸碱指示剂。
【详解】(1)①NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑,该反应的原理是难挥发性酸制取挥发性酸。
②装置 I为启普发生器原理,可以通过控制止水夹让反应即开即用,即关即停;氯气具有强氧化性,检验氯气所用的试纸是湿润的淀粉-KI试纸,现象是变蓝然后褪色。
(2)①由上述分析可知,利用甲组的III装置制取Cl2,再利用乙组可选用的装置除去Cl2中的杂质,先用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气,利用甲组的I装置制取H2,再利用V装置的氢氧化钠除去H2中的HCl及H2S等杂质,之后将得到的纯净的Cl2和H2通入VII装置,为使其充分混合并反应,密度小的H2从h通入,密度大的Cl2从i通入,在VII装置中生成盐酸。所以制取氯气并模拟合成盐酸的实验装置的合理连接顺序为c—j—k—d—e—i。
②由图可知,X为冷凝管;合成 HCl时需控制H2的体积略大于Cl2的体积,是为了使氯气完全反应,防止氯气混入盐酸中;抽气水泵可以形成负压,使产生的HCl被水充分吸收。
(3) 证明HCl极易溶于水可利用喷泉实验,证明其水溶液呈酸性可用酸碱指示剂,即用滴有石蕊的水进行HCl的喷泉实验,形成红色喷泉,既证明HCl极易溶于水且水溶液呈酸性。
【点睛】气体的制备分为发生装置、除杂装置、收集装置、尾气处理装置四个部分,熟悉常见气体发生装置的选取、除杂试剂的选取、收集方法的选取,能够正确的连接实验装置。
16.(1)NH3·H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
(2) 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤
(3) 氢氧化钠溶液 浓硫酸
(4)把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收
(5) 0.80 反应前没有将装置中的空气(二氧化碳)除去
【分析】制备Na2CO3工艺流程为:氨盐水中加入NaCl粉末得到饱和氨盐水,通入CO2气体,发生反应的方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O═NaHCO3↓+NH4Cl,过滤得到NaHCO3固体和母液,NaHCO3受热分解得到纯碱Na2CO3,反应的方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑,CO2气体可循环使用,母液中加入NaCl粉末,发生反应NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s),可采用冷却、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl固体和食盐水,食盐水可循环使用;
【详解】(1)氨盐水中加入NaCl粉末得到饱和氨盐水,通入CO2气体,发生反应的方程式为NH3·H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓;
(2)根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线可知,从NaCl和NH4Cl混合溶液中分离NH4Cl固体可用冷却结晶方法,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NH4Cl固体;
(3)装置A是为了吸收空气中二氧化碳,避免影响碳酸钠含量的测定,可以用氢氧化钠溶液(或其他强碱的溶液);装置C是浓硫酸干燥生成的二氧化碳气体,在D装置中吸收后称量至恒重,故答案为:氢氧化钠溶液;浓硫酸;
(4)实验结束后通入空气把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收,减小误差,故答案为:把生成的二氧化碳气体全部排入装置D中吸收;
(5)实验前称取26.50g样品,实验后测得D装置增重8.80g,为二氧化碳质量,物质的量,结合碳元素守恒计算,样品中Na2CO3的物质的量等于二氧化碳物质的量,Na2CO3质量为m=nM=0.2mol×106g/mol= 21.2g,则碳酸钠质量分数=;测定结果可能会偏大,理由是反应前没有将装置中的空气(二氧化碳)除去D装置增重多,会使测定结果偏高。
17. Al(OH)3,Fe H++AlO+H2OAl(OH)3 Al3++3OH- 玻璃棒 取样,滴入酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色说明Fe2+未被完全氧化,若酸性KMnO4溶液不褪色说明Fe2+完全被氧化 2 2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)+2H+ 5.6 偏高
【详解】(1)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4~7.5之间可以让Al3+完全沉淀而Fe2+不沉淀,废铁屑过量,反应后有铁单质剩余。Al(OH)3可以酸式电离也可以碱式电离,故电离方程式为:H++AlO+H2OAl(OH)3Al3++3OH-。实验室进行过滤操作时需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,故答案为:Al(OH)3,Fe;H++AlO+H2OAl(OH)3Al3++3OH-玻璃棒;
(2) NaNO2可氧化亚铁离子为铁离子,本身变为NO,故反应方程式为2H+ + Fe2++ NO2- = Fe3+ + NO↑ + H2O,检验亚铁离子可以用高锰酸钾,也可以用铁氰化钾检验,取样,滴入酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色说明Fe2+未被完全氧化,若酸性KMnO4溶液不褪色说明Fe2+完全被氧化。11.2L(标准状况) O2为0.5mol, ,,可知0.5mol O2得电子数为:,相当于节约NaNO2的物质的量为2mol,故答案为:取样,滴入酸性KMnO4溶液,若酸性KMnO4溶液褪色说明Fe2+未被完全氧化,若酸性KMnO4溶液不褪色说明Fe2+完全被氧化;2。
(3)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)聚合离子,该水解反应的离子方程式为:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)+2H+,故答案为:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)+2H+。
(4)根据反应方程式可以得出关系式为:,,铁元素的总含量为:,若滴定前溶液中H2O2没有除尽,则H2O2也可氧化I-得到I2,消耗的Na2S2O3将偏多,导致所测定的铁元素的含量偏高,故答案为:5.6;偏高。
18. 碱煮水洗 加快反应 热水浴 C 将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解 加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) NH4Fe(SO4)2 12H2O
【详解】(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下容易水解,所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗;
(2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持80~95 ℃,由于保持温度比较恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C装置;
(3)步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,且H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质,故理由是:将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5;
(4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤);
(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2 xH2O,其相对分子质量为266+18x,1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27,则27/(266+18x)=5.6%,解得x=12,则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2 12H2O。
答案第1页,共2页
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