1、专练六化学综合实验探究 1某研究小组同学为探究Fe3 能否氧化SO2，设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。(1)甲同学利用实线框内的装置制取SO2，并进行探究实验。装置A中发生反应的化学方程式为_。装置B的作用是_。反应一段时间后，甲同学取出装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：Fe3 可以氧化SO2。(2)乙同学认为甲同学的实验不严谨，用虚线框内的装置代替装置A，先让装置E内的试剂反应一段时间后，关闭活塞1，打开活塞2，又反应片刻后，取装置C中的少量溶液，向其中加入酸性KMnO4溶液，观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由
2、此得出结论：Fe3 可氧化SO2，且可被SO2还原成Fe2。该实验制取H2时需用浓硫酸配制 450 mL 3 molL1 的稀硫酸，所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需用到_。配制过程中若其他操作无误，但没有洗涤烧杯与玻璃棒，则所配制溶液的浓度会_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。在该实验过程中，H2所起的作用是_。(3)丙同学认为甲、乙两位同学的实验均不严谨，为此利用乙同学的实验装置及操作重新进行实验。待装置F内的试剂反应一段时间后，取装置C中的少量溶液，向其中加入盐酸酸化的BaCl2溶液，得出与甲同学相同的结论。甲同学实验不严谨的原因是_(填序号)。ASO2的溶解度太小B
3、SO2与Fe3 不发生反应CH2SO3与BaCl2溶液不反应D装置中的空气与SO2进入水中可生成H2SO4乙同学的实验结论不严谨的原因是_。【答案】 (1)Na2SO3H2SO4(浓),Na2SO4SO2H2O防止倒吸(2)500 mL 容量瓶偏低排尽装置中的空气，防止空气中的O2氧化SO2气体(3)DSO2也能使酸性高锰酸钾溶液褪色【解析】 (1)硫酸的酸性强于亚硫酸，浓硫酸与亚硫酸钠反应的化学方程式为Na2SO3H2SO4(浓),Na2SO4SO2H2O。装置B的作用是防止倒吸。(2)要配制 450 mL 3 molL1 的稀硫酸，由于实验室中没有 450 mL 的容量瓶，故应选用 500
4、 mL 的容量瓶；配制过程中未洗涤烧杯与玻璃棒，会造成溶质损失，导致所配溶液的浓度偏低。乙同学用H2排尽装置中的空气，防止发生反应：2SO22H2OO2,2H2SO4。(3)乙同学设计用H2排尽装置中的空气来改进甲同学的实验，正是改进甲同学实验方案不严谨的地方，因为装置中的O2会把SO2溶于水生成的H2SO3氧化成H2SO4。丙同学改进了乙同学实验不够严谨的地方，Fe2 能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色。2氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中 AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：Al
5、NNaOHH2O,NaAlO2NH3【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图C装置中球形干燥管的作用是_。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_，再加入实验药品。接下来的实验操作是_，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_。(3)若去掉装置B，则导致测定结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_。【方案2】按以下步骤测定样品中AlN的纯度： (4)步骤生成沉淀的离子方程式为_。(5)步骤的
6、操作是_；AlN的纯度是_(用m1、m2表示)。【答案】 (1)防止倒吸(2)检查装置的气密性关闭K1，打开K2把装置中残留的氨气全部赶入C装置(3)偏高C装置出口处连接一个干燥装置(4)CO2AlO22H2O=HCO3Al(OH)3(5)过滤、洗涤100% 【解析】 (1)分析装置和仪器作用，氨气是能与浓硫酸发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(3)若去除装置B，生成NH3中的H2O会进入装置C，而使测定结果偏高；装置存在缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个干燥装置。(4)步骤中偏铝酸钠溶液中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式为CO
7、2AlO22H2O,HCO3Al(OH)3。(5)步骤的操作是过滤、洗涤。氧化铝的质量为m2 g，则AlN的质量为 g，即AlN的纯度是100%。3某兴趣小组为探究氮的化合物的性质，设计了如下图所示实验装置，A为气体发生装置。按上图连接好各仪器，检查装置气密性后，先将C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的无色气体通过后面装置。片刻后可观察到F中铜片慢慢溶解。请回答下列问题：(1)A制备气体A中所用试剂，从下列固体物质中选取：NH4HCO3、NH4Cl、Ca(OH)2相对应的装置可以是_(填字母)。(2)写出题干装置C中发生反应的化学方程式：_，C处加热片刻后撤去酒精灯，铂丝仍保持红热，原因是_。
8、(3)铜片完全溶解后，发现F装置中溶液呈绿色，加水稀释后呈蓝色，有同学得出两种结论：浓Cu(NO3)2溶液呈绿色，稀Cu(NO3)2溶液呈蓝色；Cu(NO3)2溶液呈蓝色，呈绿色是由于溶液溶解过量的NO2。试设计实验验证哪一种结论正确：_。(4)该兴趣小组同学共同设计了如图所示的实验装置，利用装置、制取气体，请回答下列问题：甲同学认为：利用装置可以收集H2、NH3等气体，但不能收集O2和NO，理由是_。乙同学认为：利用装置作简易改进(不改变仪器装置)，可收集NO、O2，改进的方法是_。【答案】 (1)a(2)4NH35O24NO6H2O反应放热，停止加热后放出的热量能维持反应继续进行(3)可在
9、稀释后的硝酸铜溶液中再加入适量硝酸铜固体，如溶液仍为蓝色，则结论正确；否则正确(4)O2密度比空气大，应用向上排空气法收集；NO易与空气中O2反应，不能用排空气法收集在装置中加入水，用排水法收集【解析】 本题主要考查气体的制备、化学方程式的书写、实验设计、实验的改进等。(1)加热NH4HCO3固体或NH4Cl和Ca(OH)2均可在a装置中进行。(2)在C中发生氨的催化氧化反应，反应方程式为4NH35O24NO6H2O；反应放热，停止加热后放出的热量能维持反应继续进行。(4)O2密度比空气大，应用向上排空气法收集，NO易与空气中O2反应，不能用排空气法收集；由于NO、O2都不溶于水，可在装置中加
10、入水，用排水法收集。4用电解方法制取金属镁时需要用无水MgCl2，而直接加热MgCl26H2O晶体却得不到无水MgCl2。某化学小组利用下图实验装置(夹持装置已略去)，通过测定反应物及生成物的质量来确定MgCl26H2O晶体受热分解的产物。请回答：(1)按气流方向连接各装置，其顺序为_(填仪器接口字母)。(2)实验过程中，装置B中的 CCl4层始终为无色。装置B的作用为_。实验结束后，需通入一段时间的空气，其目的为_。(3)实验中称取 8.12 g MgCl26H2O晶体，充分反应后，装置A中残留固体质量为 3.06 g，装置B增重 1.46 g，装置C增重 3.60 g，则装置A中发生反应的
11、化学方程式为_。(4)直接加热 MgCl26H2O 晶体得不到无水 MgCl2的原因为_。(5)某同学采用如图装置(夹持装置已略去)由MgCl26H2O晶体制得了无水MgCl2。方框中所缺装置从上图 A、B、C、D 中选择，按气流方向连接依次为_(只填仪器字母，不必填接口顺序)。圆底烧瓶中盛装的液体甲为_。【答案】 (1)gabfecd(2)吸收HCl，防止倒吸将生成的气体全部吹入B、C装置充分吸收(3)MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2O其中Mg(OH)Cl只要原子配比正确即可，不要求必须写成此形式(4)加热分解出的水会使MgCl2水解(只需答出水解即可)(5)CAB(写成CAC
12、B也可)浓盐酸【解析】 (2)装置 B 的作用为吸收氯化氢、防倒吸；实验结束后，需通入一段时间的空气，其目的是将气体全部吹入 B、C 装置被吸收。(3)8.12 g MgCl26H2O 晶体(物质的量为 0.04 mol)，装置 B 增重 1.46 g(HCl，物质的量为 0.04 mol)，装置C增重 3.60 g(水，物质的量为 0.2 mol)，则装置A中发生反应的化学方程式为 MgCl26H2OMg(OH)ClHCl5H2O。(4)直接加热MgCl26H2O晶体得不到无水MgCl2的原因为加热分解出的水会使MgCl2水解。(5)方框中所缺装置按气流方向连接依次为C、A、B；圆底烧瓶中盛
13、装的液体甲为浓盐酸。5利用生产钛白粉的副产品绿矾制备还原铁粉的工艺流程如下：(1)从绿矾中浸出FeSO4，下列试剂可选的是_(填字母序号)，理由是_。aH2O b稀硫酸 c浓硫酸 dHCl(2)实验室过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和_，确定沉淀是否洗涤干净的方法是_。(3)干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，该过程中会有少量FeCO3nH2O被空气氧化为FeO(OH)，请设计实验证明有FeO(OH)生成：_。(4)还原铁粉中含有少量的FexC，用下列装置来测定还原铁粉中碳的含量。请完成下列问题：若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取氧气，可选择的装置是_。为完成该实验，依据气流方向，装置的连
14、接顺序为_连_，_连_，_连_(装置不可重复选用)；该实验有一明显的缺陷，将导致含碳量的测量值_(填“偏大”或“偏小”)，改进措施是_。【答案】 (1)bH可抑制Fe2 水解，同时防止引入新的杂质(2)玻璃棒取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入BaCl2溶液，若无明显现象，则已洗涤干净，否则未洗涤干净(3)取样品少许，用煮沸的稀硫酸溶解，向溶液中加入KSCN溶液，溶液变血红色(4)Bbhifgd(其中f、g顺序可以互换)偏大在D的末端再连接一个与D相似的装置【解析】 (1)Fe2 易水解，为防止其在溶液中水解和引入新的杂质，应选用稀H2SO4。(3)证明有FeO(OH)生成，实际上就是检验Fe3，故可以用煮沸的稀硫酸(除去其中溶解的O2)溶解样品，用KSCN溶液检验。(4)H2O2分解不需要加热，故应选择装置B。从原理上分析，装置连接顺序应该是制取O2干燥O2氧化还原铁粉吸收CO2防止空气中的CO2和水进入装置。为定量测量生成的CO2，选择装置D；装置F可作为干燥氧气的装置。由于装置D与空气相连，容易吸收空气中的CO2和水蒸气，导致测量结果偏大。