1、高考资源网（） 您身边的高考专家第5课时探究型综合实验课时集训测控导航表知识点题号反应产物成分的实验探究2,4物质性质的探究1,3,5非选择题1.氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,其部分性质如下:物理性质化学性质常温下,Cl2O是棕黄色、刺激性气体;熔点:-120.6 ;沸点2.0 Cl2O不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水,同时反应生成次氯酸实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O,现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。(1)装置A中仪器X的名称为 。(2)若气体从左至右流动,装置连接顺序是A、(每个装置限用一次)。(
2、3)装置F中盛装试剂的名称为。(4)A中反应的离子方程式为。(5)当D中收集适量液态物质时停止反应,设计简单实验证明B中残留固体中含有NaHCO3: 。(6)实验完成后取E中烧杯内溶液滴加品红溶液发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。序号0.1 mol/L NaClO溶液/mL0.1 mol/L NaCl溶液/mL0.1 mol/L NaOH溶液/mLH2O/mL品红溶液现象5.0005.03滴较快褪色05.0a03滴不褪色5.005.003滴缓慢褪色a=。由上述实验得出的结论是 。解析:(1)根据装置图可知装置A中仪器X的名称为分液漏斗。(2)通过A装置制取Cl2,由于浓盐酸具有
3、挥发性,制取的Cl2中含有HCl杂质,为防止其干扰Cl2O的制取,要先通过F装置除去HCl杂质,再通过B装置发生反应2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O,制取得到Cl2O,由于易溶于水,同时与水反应生成次氯酸,所以收集之前要先通过C装置干燥,再通过D装置收集Cl2O并验证其沸点低、容易液化的特点,同时由于Cl2、Cl2O都会产生大气污染,所以最后要用E装置进行尾气处理。故按气体从左至右流动装置连接顺序是AFBCDE。(3)装置F是除去Cl2中的杂质HCl气体的,为减少Cl2的溶解消耗,要通过盛有饱和食盐水的溶液来除去HCl杂质。(4)A中浓盐酸与MnO2混合加热
4、制取Cl2,反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(5)在装置B中Na2CO3与Cl2反应制取Cl2O,所以要证明B中残留固体中含有NaHCO3,就要先加入过量的BaCl2溶液,振荡静置,使可能存在的Na2CO3转化为BaCO3沉淀除去,然后取上层清液于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,若有白色沉淀生成,证明发生反应2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3+Na2CO3+2H2O,产生了碳酸钡沉淀,从而可证明含有NaHCO3。(6)要保证每组实验时溶液的体积都是10 mL,所以 a=5.0;由上述实验可以看出:在其他条件不变时,溶液的碱性越弱,次氯酸钠溶液的漂
5、白性越强;溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液漂白能力越弱。答案:(1)分液漏斗(2)FBCDE(3)饱和食盐水(4)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(5)取B中固体少许于试管中,加蒸馏水溶解,滴加过量BaCl2溶液,振荡静置,取上层清液于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成(6)5.0在其他条件相同时,溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液漂白能力越弱2.草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O,M=180 g/mol)呈淡黄色,可用于晒制蓝图。某实验小组对其进行了一系列探究。.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:E中
6、盛装碱石灰的仪器名称为。按照气流从左到右的方向,上述装置的接口顺序为agf尾气处理装置(仪器可重复使用)。实验前先通入一段时间N2,其目的为 。实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为 。(2)小组成员设计实验证明了A中分解后的固体成分为FeO,则草酸亚铁晶体分解的化学方程式为 。(3)晒制蓝图时,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂,该反应的化学方程式为 。.草酸亚铁晶体样品纯度的测定工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:步骤1:称取m g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250 mL溶液;步骤2:取上述溶液25.00 mL,用c mol/ L KMn
7、O4标准液滴定至终点,消耗标准液V1 mL;步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用c mol/ L KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2 mL。(4)步骤2中滴定终点的现象为 ;步骤3中加入锌粉的目的为。(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为 ;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化变质,则测定结果将(填“偏高”“偏低”或“不变”)。解析:(1)E中盛装碱石灰的仪器名称为U形管;根据上述分析可知,仪器使用的先后顺序为ADBECB,则按照气流从左到右的方向,装置的接口顺序为agfbchi(或ih)debc尾气处理装置;实验前先通入一段时间N2,其目的为排尽装置中
8、的空气,防止加热时产生的CO与装置内的空气混合加热发生爆炸事故;实验证明了气体产物中含有CO,装置C中CO与CuO反应生成Cu和CO2,实验现象为C中固体由黑色变为红色,装置C后的B装置中出现浑浊。(2)草酸亚铁晶体受热分解产生FeO、CO、CO2和水,根据电子守恒及原子守恒,可得分解的化学方程式为FeC2O42H2O FeO+CO+CO2+2H2O。(3)K3Fe(CN)6溶液遇FeC2O4,溶液变为蓝色,该反应的化学方程式为3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4。(4)在步骤2中用酸性KMnO4滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液,Mn被还原为无色的Mn
9、2+,所以滴定终点的现象为锥形瓶中溶液颜色变为浅红色,且30 s内不褪色。在步骤3中加入锌粉的目的为将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,以便于确定溶液H2C2O4的物质的量,并根据C元素守恒,计算出FeC2O4的物质的量。(5)根据上述分析可知,草酸消耗的KMnO4的物质的量为n(KMnO4)=c mol/L (V1-V2)10-3L=c(V1-V2)10-3 mol,根据反应过程和电子守恒可得,KMnO4与H2C2O4的物质的量关系为5H2C2O42KMnO4,H2C2O4是FeC2O42H2O与硫酸反应产生,根据元素守恒可知,5FeC2O42H2O5H2C2O42KMnO4,故 nFeC2O
10、42H2O=n(KMnO4)=c(V1-V2)10-3 mol,所以草酸亚铁晶体样品的纯度为100%=100%。若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化变质,则V1偏小,根据=100%可知,测定结果将偏低。答案:(1)U形管bchi(或ih)debc排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸C中固体由黑色变为红色,装置C后的B装置中出现浑浊(2)FeC2O42H2OFeO+CO+CO2+2H2O(3)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4(4)锥形瓶中溶液颜色变为浅红色,且30 s内不褪色将Fe3+还原为Fe2+(5)100%偏低3.三硫代碳酸钠(Na2CS3)常用作
11、杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。实验1:探究Na2CS3的性质步骤操作及现象取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份向其中一份溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液变红色向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去(1)H2CS3是(填“强”或“弱”)酸。(2)已知步骤的氧化产物是S,写出该反应的离子方程式:。(3)某同学取步骤所得溶液于试管中,滴加足量盐酸、BaCl2溶液产生白色沉淀,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验所用Na2CS3的量,你是否同意他的观点并说明理由: 。实验2:测定Na2CS3溶液的浓度按如图所示连接好装置,取50
12、 mL Na2CS3溶液置于A中,打开仪器d的活塞,滴入足量2.0 mol/ L稀H2SO4,关闭活塞。已知:Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S;CS2和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸点46 ,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。(4)盛放Na2CS3溶液的仪器名称是,B中发生反应的离子方程式是 。(5)反应结束后打开弹簧夹K,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是 。(6)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2 g固体,则A中Na2CS3的物质的量浓度为。(7)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量
13、的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,计算值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析:(1)根据实验中信息,向其中一份溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液变红色,说明Na2CS3为强碱弱酸盐,故H2CS3是弱酸。(2)已知步骤向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,氧化产物是S,还原产物为Mn2+,同时应产生二氧化碳气体,根据氧化还原反应原理进行配平得该反应的离子方程式为5C+24Mn+52H+5CO2+15S+24Mn2+26H2O。(3)某同学取步骤所得溶液于试管中,滴加足量盐酸、BaCl2溶液产生白色沉淀,但因为KMnO4溶液用H2SO4酸化,
14、含有S引起实验误差,故根据白色沉淀的质量不能求出实验所用Na2CS3的量。(4)根据仪器的结构可知,盛放Na2CS3溶液的仪器的名称是三颈烧瓶,A中发生反应:Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S,H2S气体进入B中,与硫酸铜反应生成不溶于硫酸的硫化铜沉淀和硫酸,故B中发生反应的离子方程式是Cu2+H2SCuS+2H+。(5)反应结束后打开弹簧夹K,再缓慢通入热N2一段时间,将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收。(6)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2 g固体,n(H2S)=n(CuS)=0.2 mol,根
15、据反应Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S可知,n(Na2CS3)=n(H2S)=0.2 mol,则A中Na2CS3的物质的量浓度为=4.0 mol/L。(7)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,空气中含有CO2能被氢氧化钠溶液吸收,导致C中的质量偏大,从而求得的Na2CS3偏多,因此通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度时,计算值偏高。答案:(1)弱(2)5C+24Mn+52H+5CO2+15S+24Mn2+26H2O(3)不同意,因为KMnO4溶液用H2SO4酸化,含有S引起
16、实验误差(4)三颈烧瓶Cu2+H2SCuS+2H+(5)将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收(6)4.0 mol/ L(7)偏高4.已知:NOx能与Na2O2反应;NO和NO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成N和Mn2+。.用如图所示装置(略去夹持仪器)可制得少量亚硝酸钠(2NO+Na2O22NaNO2)。(1)B、D的仪器名称是,D的作用是。(2)通NO前,需先通一段时间N2,目的是。(3)E中主要反应的离子方程式为 。 (4)常温下,测得实验前后C的质量差值为0.30 g,则制得NaNO2 g。.NO2和Na2O2都有较强氧化性,为探究NO2与Na2O2反应的产物
17、,提出如下假设:假设.NO2氧化Na2O2;假设.Na2O2氧化NO2。甲同学设计如图所示实验装置:请回答下列问题:(5)单向阀在实现气体单向流通的同时,还有一个作用是。(6)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃,甲同学据此认为假设正确。乙同学认为该装置不能达到实验目的,为达到实验目的,应在F、G之间增加一个M装置,M中应盛装(可供选择的试剂:碱石灰、浓硫酸、饱和氯化钠溶液);乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃。得到结论:假
18、设正确。请做出正确判断,写出NO2和Na2O2反应的化学方程式: 。解析:本实验分两部分,的实验目的是制取少量亚硝酸钠,根据反应2NO+Na2O22NaNO2,Na2O2可以与水反应,所以该实验的关键是完全干燥。.(1)B、D的仪器名称是(球形)干燥管,B、D的作用都是防止水蒸气进入C装置。(2)通NO前,需先通一段时间N2,就是要将装置中的空气排出去,因为产物NaNO2容易被氧化。(3)装置E的作用是吸收未反应完的NO,根据题中信息“NO和NO2均能与酸性KMnO4溶液反应生成N和Mn2+”可知,E中主要反应的离子方程式为4H+3Mn+5NO3Mn2+5N+2H2O。(4)常温下,测得实验前
19、后C的质量差值为0.30 g,根据反应原理2NO+Na2O22NaNO2,装置增重即为NO的质量,故n(NO)=n(NaNO2)=0.01 mol,m(NaNO2)=0.69 g。.该实验的目的是探究NO2与Na2O2反应的产物,NO2和Na2O2都有较强氧化性。(5)单向阀在G和H之间,单向阀内部有一个关键的圆锥状结构,实现气体单向流通的同时,还有一个作用是可以阻隔液体,防止倒吸。(6)待试管G中收集满气体,向试管G中加入适量Na2O2粉末,塞紧塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃,说明NO2反应完了,且生成O2,但可能是F中的水蒸气进
20、入G,和NO2、Na2O2反应,故F、G之间增加一个M装置,用来吸收水蒸气,M中应盛装浓硫酸;用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失,带火星的木条未复燃,说明NO2反应完了,但未生成O2,所以是Na2O2氧化NO2,将其氧化成NaNO3,故其反应方程式为2NO2+Na2O22NaNO3。答案:(1)(球形)干燥管防止水蒸气进入C装置(2)排出装置中的空气(3)4H+3Mn+5NO3Mn2+5N+2H2O(4)0.69(5)防止倒吸(6)浓硫酸2NO2+Na2O22NaNO35.二氧化氯(ClO2)与亚氯酸钠(NaClO2)都具有强氧化性。两者作漂白剂时,不伤害织物;作
21、饮用水消毒剂时,不残留异味。某研究性学习小组由二氧化氯制备亚氯酸钠,并探究其性质的实验如下:资料査阅SO2可将NaClO3还原为ClO2;NaClO2酸化生成NaCl,并放出ClO2。实验步骤如下:.组装仪器并检查气密性。仪器组装完毕(如图所示),关闭三个止水夹及b的活塞,打开a的活塞,向A的圆底烧瓶中注入水,检查装置的气密性。.制备亚氯酸钠。在各装置中分别加入相应的试剂,关闭止水夹和b的活塞,打开止水夹及a的活塞,向A的圆底烧瓶中滴入75%硫酸。.探究亚氯酸钠的性质。打开止水夹,关闭止水夹和a的活塞,通入一段时间空气;关闭止水夹和,打开止水夹和b的活塞,向C的三颈烧瓶中滴入稀硫酸。试回答下列
22、问题:(1)步骤中,装置气密性良好的现象是 ;仪器a或b在使用前应。(2)步骤中,B中反应的化学方程式为,C中H2O2的作用为。(3)步骤中,先通入一段时间空气的目的是,试管D中的现象为 。(4)步骤中,开始时C中反应缓慢,稍后产生气体的速率却迅速加快。试解释可能的原因: 。(5)步骤中,实验前若向C的三颈烧瓶中加入25 mL8.0 molL-1H2O2溶液充分反应,分离提纯得到18.88 g NaClO2晶体,则H2O2的有效利用率为(保留两位有效数字)。解析:(1)若装置气密性良好,关闭三个止水夹及b的活塞,打开a的活塞,向A中注入水,水滴的速度会越来越慢,一段时间后,仪器a中液面不再下降
23、;仪器a和b为分液漏斗,使用前必须检查是否漏水。(2)B中SO2可将NaClO3还原为ClO2,反应方程式为2NaClO3+SO22ClO2+Na2SO4;C中发生反应 2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+2H2O+O2,过氧化氢被氧化生成氧气,H2O2作还原剂。(3)步骤探究亚氯酸钠的性质,原理是NaClO2酸化生成NaCl,并放出ClO2,装置中剩余的SO2和ClO2会造成干扰,需要先通入一段时间空气,排除装置中残留的SO2和ClO2气体,避免干扰实验;ClO2具有强氧化性,能够将碘离子氧化成碘单质,所以试管D中溶液由无色变为蓝色。(4)步骤中NaClO2酸化生成NaCl和Cl
24、O2,由于开始时氯离子浓度较小,之后逐渐增大,所以开始时C中反应缓慢,稍后产生气体的速率却迅速加快;另外该反应为放热反应,溶液温度逐渐升高,反应速率加快。(5)步骤中,实验前若向C三颈烧瓶中加入25 mL8.0 molL-1H2O2溶液充分反应,n(H2O2)=8.0 mol/L0.025 L=0.2 mol,根据2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+2H2O+O2可知,生成18.88 g NaClO2晶体消耗的n(H2O2)=n(NaClO2)=0.104 mol,所以H2O2的有效利用率为100%=52%。答案:(1)一段时间后,仪器a中液面不再下降检查是否漏水(2)2NaClO3+SO22ClO2+Na2SO4作还原剂(3)排除装置中残留的SO2和ClO2气体,避免干扰实验溶液由无色变为蓝色(4)反应生成的氯离子起催化作用(或该反应放热使温度升高,反应速率加快)(5)52%- 16 - 版权所有高考资源网
