1、课下限时集训（37） 化学综合实验(限时：45分钟)1(2015重庆高考)ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。图1图2(1)仪器D的名称是_。安装F中导管时，应选用图2中的_。(2)打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O，为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜_(填“快”或“慢”)。(3)关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是_。(4)已知在酸性条件下NaClO2
2、可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为_。在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是_。(5)已吸收ClO2气体的稳定剂和稳定剂，加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示。若将其用于水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂是_，原因是 。图32某同学欲在实验室中对Fe3与I的反应进行探究，实现Fe2与Fe3的相互转化。(1)该同学最初的实验操作和现象如表所示：编号操作现象先向2 mL 0.1 molL1 FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水先向2 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 molL1 KI溶
3、液滴加KSCN溶液后，溶液变成血红色；滴加KI溶液后，血红色无明显变化实验的现象为_。写出FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为：_。(2)该同学分析了导致实验现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如表所示：编号操作现象向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL01 molL1 FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成血红色根据实验，该同学认为Fe3有可能与I发生氧化还原反应，请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由：_。(3)该同学认为需要进一步设计实验，证明根据实验中现象得出的结论。
4、请补全表中的实验方案：编号操作预期现象及结论向2 mL 0.1 molL1 KI溶液中滴加1 mL0.1 molL1 FeCl3溶液，_(4)上述实验结果表明，Fe3有可能与I发生氧化还原反应。进一步查阅资料知，参加反应的Fe3与I的物质的量相同。该同学结合上述实验结论，分析了实验中加入KSCN后溶液变血红的原因，认为Fe3与I反应的离子方程式应写为_。3(2016泰州模拟)锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2、Cd2、Mn2，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如图1：图1请回答下列问题：(1)锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣进行再次浸出，其目的是_。(2)净化
5、是为了将Mn2转化为MnO2而除去，试写出该反应的离子方程式_。(3)90 时，净化溶液中残留铁的浓度受pH影响如图2。pH值较小时，虽有利于Fe2转化为Fe3，但残留铁的浓度仍高于pH为34时的原因是_。图2(4)滤渣的主要成分为_(填化学式)。(5)碳化在50 进行，“前躯体”的化学式为ZnCO32Zn(OH)2H2O，写出碳化过程生成“前躯体”的化学方程式_；碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn2充分沉淀，二是_。4某化学活动小组设计如图所示(部分夹持装置已略去)实验装置，以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。(1)写出装置A中发生反
6、应的化学方程式：_。(2)写出试剂Y的名称：_。(3)已知：通入一定量的Cl2后，测得D中只有一种常温下为黄棕色的气体，其为含氯氧化物。可以确定的是C中含氯化合物(盐)只有一种，且含有NaHCO3，现对C的成分进行猜想和探究。提出合理假设。假设1：存在两种成分：NaHCO3和_；假设2：存在三种成分：NaHCO3、_和_。设计方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。实验步骤预期现象和结论步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于a、
7、b试管中步骤2：步骤3：(4)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设1成立，可推知C中反应的化学方程式为_。5(2016云南统考)黄铁矿石的主要成分为FeS2和少量FeS(假设其他杂质中不含Fe、S元素，且高温下不发生化学变化)，它是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学兴趣小组对该黄铁矿石进行如下实验探究。将m1 g该黄铁矿石的样品放入如图装置(夹持和加热装置略)的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧黄铁矿样品至反应完全。其反应的化学方程式为4FeS211O22Fe2O38SO24FeS7O22Fe2O34SO2实验一测定硫元素的含量反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如图所
8、示处理： (1)鼓入空气的作用是_。(2)反应结束后乙瓶中的溶液加入足量H2O2溶液的目的是(用化学方程式表示)_。H2O2可以看做是一种很弱的酸，写出其电离方程式：_。(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为_(列出表达式即可)。实验二测定铁元素的含量 (4)中，若用铁粉作还原剂，则所测得的铁元素的含量_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(5)中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有_。(6)某同学一共进行了四次滴定实验，实验结果记录如表：第一次第二次第三次第四次消耗KMnO4溶液体积/mL25.0025.0320.0024.97根据所给数据，计算该稀释液中Fe2的物质的量浓度c(
9、Fe2)_。参考答案与解析1.解析：(1)仪器D是锥形瓶；安装F中导管时，应遵循“长进短出”的原则，所以应选择装置b。(2)为使ClO2被充分吸收，必须控制ClO2的生成速率，因此滴加盐酸的速率宜慢不宜快。(3)F溶液中的颜色不变说明没有Cl2通入，即Cl2被装置C所吸收。(4)参加反应的离子有ClO和H，生成的微粒有Cl和ClO2，根据化合价升降法配平离子方程式即可。因为ClO2的性质与Cl2相似，所以能使淀粉KI溶液变蓝，利用此性质可以验证是否有ClO2生成。(5)稳定剂相对于稳定剂，可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度。答案：(1)锥形瓶b(2)慢(3)吸收Cl2(4)4H
10、5ClO=Cl4ClO22H2O验证是否有ClO2生成(5)稳定剂稳定剂可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度2.解析：(1)Fe2和SCN不反应，加入新制氯水发生反应：Cl22Fe2=2Cl2Fe3，Fe3和SCN反应生成血红色溶液。(2)I2溶解在水中呈黄色(因浓度较小)，所以可测Fe3把I氧化成I2。(3)因为Fe3把I氧化成I2，I2遇淀粉变蓝，在CCl4中呈紫色，生成的Fe2与铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀。(4)当把Fe3和I等物质的量反应后，加入KSCN溶液后仍变血红色，说明该反应为可逆反应，即2Fe32I2Fe2I2。答案：(1)滴加KSCN后溶液无明显变
11、化，加入氯水后溶液变成血红色2Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)溶液变成黄色，推测生成了I2(其他合理答案也可)(3)编号操作预期现象及结论再滴加淀粉溶液(或CCl4或铁氰化钾溶液)预期现象：溶液变蓝(或溶液分层，下层溶液为紫色；或生成蓝色沉淀)结论：Fe3能与I发生氧化还原反应，生成I2和Fe2(其他合理答案也可)(4)2Fe32I2Fe2I23.解析：由工业生产流程可知，锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2、Cd2、Mn2，加入稀硫酸浸出过滤，得到滤渣 为SiO2，净化 加入(NH4)2S2O8溶液，pH5.4是为了将Mn2转化为MnO2而除去，过滤得到滤渣 为MnO2，滤液加入H2
12、O2氧化Fe2为Fe3，调节溶液pH，Fe3生成FeOOH，过滤得到滤液中加入锌置换镉，过滤得到的金属为Cd，滤液中加入NH4HCO3碳化，得到(NH4)2SO4和CO2及“前躯体”ZnCO32Zn(OH)2H2O，最后通过“前驱体”得到超细活性氧化锌。(1)锌浮渣利用硫酸浸出后，滤渣进行再次浸出的目的是提高锌元素的浸出率。(2)(NH4)2S2O8溶液具有氧化性，在pH5.4 时是为了将Mn2 转化为MnO2而除去，发生氧化还原反应。(3)90 时，净化溶液中残留铁的浓度受pH影响如图2。pH值较小时，虽有利于Fe2 转化为Fe3，但残留铁的浓度仍高于pH为34时的原因是依据Fe3水解显酸性
13、可知，H浓度大有利于抑制Fe3的水解。(4)上述分析可知发生ZnCd2=Zn2Cd，滤渣 为被还原出的Cd。(5)“前躯体”的化学式为ZnCO32Zn(OH)2H2O，结合反应物为ZnSO4和NH4HCO3，滤液中加入NH4HCO3碳化，得到(NH4)2SO4和CO2及“前躯体”的化学式。利用原子守恒配平书写化学方程式，碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn2充分沉淀，二是NH4HCO4受热分解损失或NH4HCO3消耗H，避免H浓度过大溶解 ZnCO32Zn(OH)2H2O。答案：(1)提高锌元素的总浸出率(2)Mn2S2O2H2O=MnO22SO4H(3
14、)H抑制Fe3水解(4)Cd(5)3ZnSO46NH4HCO3=ZnCO32Zn(OH)2H2O3(NH4)2SO45CO2碳酸氢铵受热分解损失或 NH4HCO3 消耗H，避免H浓度过大溶解 ZnCO32Zn(OH)2H2O4.解析：(1)先制备Cl2，由MnO2可以确定试剂X为浓盐酸，发生反应的化学方程式为4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O。(2)Cl2中除了含有水蒸气外还含有一定量的HCl气体，必须除去，试剂Y为饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)。(3)根据反应物Cl2、Na2CO3、H2O，从组成的角度来看，生成物可能有 NaHCO3、NaCl、NaClO、NaClO3等，确定的
15、是C中含氯盐只有一种，只能是NaCl，排除NaClO、NaClO3。D中收集到的气体是氯的一种氧化物，且在D中没有其他气体，则Na2CO3只是转化成NaHCO3。这样就可以假设有两种可能：NaHCO3和NaCl与Na2CO3、NaHCO3和NaCl。再将产物探究转化为离子的验证即可确定固体种类，即验证Cl、CO，检验CO可用BaCl2或CaCl2溶液；检验Cl用AgNO3溶液，但要注意CO的干扰，应先滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液。(4)二者等物质的量反应的通式为：xCl2xNa2CO3H2O=xNaHCO3xNaClClmOn，Cl2与Na2CO3的物质的量之比为 11，由氧
16、原子守恒，可得 mn21，可推出氯的一种氧化物为Cl2O。答案：(1)4HCl(浓)MnO2MnCl2Cl22H2O(2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)(3)NaClNa2CO3NaCl实验步骤预期现象和结论步骤2：向a试管中滴加BaCl2溶液若无明显现象，证明固体中不含Na2CO3；若溶液变浑浊，证明固体中含Na2CO3步骤3：向b试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液若溶液变浑浊，结合步骤2中，则假设1成立；结合步骤2中，则假设2成立(4)2Cl22Na2CO3H2O=2NaHCO32NaClCl2O5.解析：(1)(3)测定S元素含量的实验原理为黄铁矿石在无CO2的空气中完
17、全反应(防止生成BaCO3沉淀影响测定结果)，生成的SO2用NaOH溶液吸收、H2O2将吸收液中的SO氧化成SO，加入过量BaCl2溶液，硫元素全部转化为BaSO4沉淀，经过滤、洗涤、烘干、称量等操作，得到的m2 g BaSO4固体，根据关系式SBaSO4可求出m1 g该黄铁矿石中S元素的质量为m2 g，则该黄铁矿石中S元素的质量分数为100%100%。(4)若用铁粉作还原剂，则会引入铁元素，故测得的铁元素的含量偏大。(6)由实验数据看出，第三次实验测得的数据偏差较大，应该舍弃，其他三次滴定实验消耗KMnO4溶液体积的平均值为25.00 mL，根据得失电子守恒可知滴定反应的关系式为5Fe2MnO，则该稀释液中Fe2的物质的量浓度c(Fe2)50.500 0 molL1。答案：(1)提供反应物O2，排出装置中生成的SO2使之完全被乙瓶中溶液吸收(2)Na2SO3H2O2=Na2SO4H2OH2O2HHO(3)100%(或 100%)(或其他合理答案) (4)偏大(5)250 mL 容量瓶(6)0.500 0 molL1