2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十七)　定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(題型課)

1、第 11 頁(yè) 共 11 頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(四十七)定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)(題型課)1(2021南平模擬)CN有劇毒，含氰電鍍廢水需處理達(dá)標(biāo)后才能排放，某興趣小組在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，測(cè)定CN被處理的百分率。具體原理及部分操作步驟如圖所示：步驟原理操作1在TiO2催化作用下，用NaClO將CN氧化成CNO(CN和CNO中N元素均為3價(jià))將1 L含氰電鍍廢水經(jīng)濃縮后與過(guò)量NaClO溶液混合，倒入甲中，塞上橡皮塞2在酸性條件下CNO與NaClO反應(yīng)生成N2、CO2和Cl2一段時(shí)間后，打開(kāi)橡皮塞和活塞，使溶液全部進(jìn)入乙中，關(guān)閉活塞已知：含氰電鍍廢水中CN濃度為a mgL1；玻璃棉不參與反應(yīng)。

2、(1)寫(xiě)出甲中的反應(yīng)的離子方程式_。(2)乙中反應(yīng)的離子方程式為2CNO6ClO8H=N22CO23Cl24H2O，該反應(yīng)的氧化劑是_。(3)上述實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)定CO2的量來(lái)確定對(duì)CN的處理效果。丙裝置中的試劑是_，丁裝置中主要發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，丁裝置中玻璃棉的作用是_；干燥管的作用是_。(4)若干燥管增重b mg，則CN被處理的百分率是_。(用含a、b的代數(shù)式來(lái)表示)(5)該裝置氣密性良好，假定每一個(gè)裝置都充分反應(yīng)，則利用該裝置測(cè)得的CN被處理的百分率與實(shí)際值相比_(填“偏高”或“偏低”)，簡(jiǎn)述可能的原因：_。解析：(1)甲中的反應(yīng)為NaClO將CN氧化成CNO，NaClO具有強(qiáng)氧化性

3、，被還原為Cl，離子方程式為CNClOCNOCl。(2)根據(jù)反應(yīng)：2CNO6ClO8H=N22CO23Cl24H2O，ClO中的1價(jià)Cl元素被還原為0價(jià)，則NaClO(或ClO)為氧化劑。(3)實(shí)驗(yàn)原理為測(cè)量干燥管吸收的二氧化碳的質(zhì)量來(lái)確定對(duì)CN的處理效果，由于乙裝置中產(chǎn)生N2、CO2、Cl2、H2O，氯水與水都能被堿石灰吸收，影響二氧化碳質(zhì)量的測(cè)定，所以進(jìn)入干燥管的氣體應(yīng)除去氯氣與水，用濃硫酸吸水，用銅網(wǎng)除去氯氣，同時(shí)應(yīng)防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管干擾實(shí)驗(yàn)，所以丙裝置的試劑是濃硫酸，丁裝置中發(fā)生的反應(yīng)為CuCl2CuCl2，為了防止CuCl2固體粉末堵塞導(dǎo)管(或吸附CuCl2固體)，

4、丁裝置中需要使用玻璃棉；干燥管的作用是吸收CO2，干燥管的作用是防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管，影響CO2的測(cè)量。(4)含氰電鍍廢水中CN濃度為a mgL1，1 L該廢水中含有CN的質(zhì)量為a mgL11 La mg，干燥管增重的b mg為CO2的質(zhì)量，結(jié)合C元素守恒可得關(guān)系式：CNCO2， 26 44 m(CN) b mg則m(CN) mg，CN被處理的百分率是100%100%。(5)裝置中殘留有CO2未被完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的CO2質(zhì)量偏低，測(cè)得的CN被處理的百分率與實(shí)際值相比偏低。答案：(1)CNClOCNOCl(2)NaClO(或ClO)(3)濃硫酸CuCl2CuCl2防止CuCl2

5、固體粉末堵塞導(dǎo)管(或吸附CuCl2固體)防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管，影響CO2的測(cè)量(4)100%(5)偏低前面裝置中殘留有CO2未被完全吸收2為測(cè)定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點(diǎn)酸)蒸出，再滴定測(cè)量。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：(1)a的作用是_，儀器d的名稱(chēng)是_。(2)檢查裝置氣密性：_(填操作)，關(guān)閉K，微熱c，導(dǎo)管e末端有氣泡冒出；停止加熱，導(dǎo)管e內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，說(shuō)明裝置氣密性良好。(3)c中加入一定體積的高氯酸和m g氟化稀土樣品，f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加熱b、c，使b中產(chǎn)生的

6、水蒸氣進(jìn)入c。下列物質(zhì)可代替高氯酸的是_(填字母)。A硝酸B鹽酸C硫酸 D磷酸實(shí)驗(yàn)中除有HF氣體外，可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將_(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。若觀察到f中溶液紅色褪去，需要向f中及時(shí)補(bǔ)加NaOH溶液，否則會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低，原因是_。(4)向餾出液中加入V1 mL c1 molL1La(NO3)3溶液，得到LaF3沉淀，再用c2 molL1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余La3(La3與EDTA按11配合)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液V2 mL，則氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。(5)用樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需要用0.084 g氟化鈉代替樣品進(jìn)行實(shí)

7、驗(yàn)，改變條件(高氯酸用量、反應(yīng)溫度、蒸餾時(shí)間)，測(cè)量并計(jì)算出氟元素質(zhì)量，重復(fù)多次。該操作的目的是_。解析：(1)a的作用是平衡壓強(qiáng)，防止圓底燒瓶中壓強(qiáng)過(guò)大，引起爆炸。儀器d的名稱(chēng)是直形冷凝管。(2)檢查裝置氣密性時(shí)在b和f中加水，使水浸沒(méi)a和e的末端，從而形成密閉體系。(3)此實(shí)驗(yàn)是利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為HF(低沸點(diǎn)酸)蒸出。硝酸和鹽酸易揮發(fā)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；硫酸和磷酸沸點(diǎn)高，難揮發(fā)，C、D正確。答案：(1)平衡壓強(qiáng)直形冷凝管(2)在b和f中加水，水浸沒(méi)導(dǎo)管a和e的末端(3)CD不受影響此實(shí)驗(yàn)需要充分吸收HF氣體，防止其揮發(fā)損失(4)%(5)尋找最佳實(shí)驗(yàn)條件3某淺綠色晶體X

8、x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O在分析化學(xué)中常用作還原劑。為確定其組成，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：.NH含量的測(cè)定采用蒸餾法，蒸餾的裝置如圖所示：相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：準(zhǔn)確稱(chēng)取58.80 g晶體X，加水溶解后，將溶液注入三頸燒瓶中；準(zhǔn)確量取50.00 mL 3.030 molL1 H2SO4溶液于錐形瓶中；向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮?dú)?，加熱，蒸氨結(jié)束后取下錐形瓶；用0.120 molL1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過(guò)量的硫酸，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗25.00 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。(1)儀器M的名稱(chēng)為_(kāi)。(2)步驟中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。蒸氨結(jié)束后，為了減少實(shí)驗(yàn)誤

9、差，還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是_。(3)步驟中，若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出，則所測(cè)得的n(NH)的值將_(填“偏大”“偏小”或“不變”)。.SO含量的測(cè)定采用重量分析法，實(shí)驗(yàn)步驟如下：另準(zhǔn)確稱(chēng)取58.80 g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過(guò)量的BaCl2溶液；將得到的溶液用無(wú)灰濾紙(灰分質(zhì)量很小，可忽略)過(guò)濾，洗滌沉淀34次；用濾紙包裹好沉淀取出，灼燒濾紙包至濾紙完全灰化；繼續(xù)灼燒沉淀至恒重，稱(chēng)量，得沉淀質(zhì)量為69.90 g。(4)步驟中，判斷BaCl2溶液已過(guò)量的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是_。(5)步驟中，采用冷水洗滌沉淀，其主要目的是_。(6)結(jié)合實(shí)驗(yàn)、通過(guò)計(jì)算得出

10、晶體X的化學(xué)式為_(kāi)。解析：(2)Fe2與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀，隨后被氧化為氫氧化鐵，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；蒸氨結(jié)束后，直形冷凝管中會(huì)殘留一些液氨，會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響，因此為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道23次，將洗滌液注入錐形瓶中。(3)步驟中，若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出，消耗NaOH的量減少，則測(cè)定錐形瓶?jī)?nèi)溶液中剩余的硫酸的量減少，與氨氣反應(yīng)的硫酸的量增多，造成所測(cè)得的n(NH)的值偏大。(5)用冷水洗滌可以降低固體的溶解度，減少固體的溶解。(6)過(guò)量的H的物質(zhì)的量為

11、0.120 molL10.025 L0.003 mol，與NH3反應(yīng)的H的物質(zhì)的量為3.030 molL10.05 L20.003 mol0.3 mol，即n(NH)0.3 mol；69.90 g沉淀為BaSO4，則n(SO)0.3 mol；利用電荷守恒：n(NH)2n(Fe2)2n(SO)，得n(Fe2)0.15 mol；再利用質(zhì)量守恒得m(H2O)58.80 gm(NH)m(SO)m(Fe2)16.2 g，則n(H2O)0.9 mol，故n(NH)n(Fe2)n(SO)n(H2O)2126，晶體X的化學(xué)式為(NH4)2SO4FeSO46H2O。答案：(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2O2

12、2H2O=4Fe(OH)3用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道23次，將洗滌液注入錐形瓶中(3)偏大(4)待濁液分層后，向上層清液中加入12滴BaCl2溶液，若無(wú)白色渾濁出現(xiàn)，則說(shuō)明BaCl2溶液已過(guò)量(5)盡可能減少沉淀的溶解損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差(6)(NH4)2SO4FeSO46H2O4(2021青島模擬)氨基鈉(NaNH2)常用作有機(jī)合成的還原劑、脫水劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖1裝置，以NH3和Na為原料加熱至350360 制備氨基鈉，并檢驗(yàn)其生成的產(chǎn)物和測(cè)定產(chǎn)品的純度。已知：NaNH2極易水解且易被空氣氧化。回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉K2，打開(kāi)K1，通一段時(shí)間He，目的是_。(2)儀器M名稱(chēng)為_(kāi)

13、，試劑X為_(kāi)。(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)，能證明氣體產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_。(4)裝置C的作用是_。(5)制備時(shí)，通入的氨氣過(guò)量，待鈉充分反應(yīng)后，取m g產(chǎn)品，按如圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(產(chǎn)品所含雜質(zhì)與水反應(yīng)不放出氣體)。用注射器向試管中緩慢加入H2O至恰好完全反應(yīng)立即停止，G中液面從刻度V1變?yōu)閂2(已知V2V1，數(shù)據(jù)已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況，單位mL)，若忽略固體體積，讀取刻度時(shí)保持兩處液面相平，則產(chǎn)品純度為_(kāi)；若讀取V1時(shí)，G中液面低于漏斗側(cè)液面，則所測(cè)得的純度比實(shí)際產(chǎn)品純度_(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。解析：(1)根據(jù)題干可知，NaNH2極易水解且易被空氣氧化，所以在實(shí)驗(yàn)前需排盡裝置

14、中的空氣，即實(shí)驗(yàn)時(shí)，通一段時(shí)間He，目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱E時(shí)發(fā)生爆炸。(2)試劑X的作用是檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的水蒸氣，無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)色，則X為無(wú)水硫酸銅。(3)裝置A中Na和氨氣在加熱條件下生成NaNH2和H2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2NH32NaNH2H2；當(dāng)C中試紙無(wú)變化，E中黑色粉末變紅，F(xiàn)中白色粉末變藍(lán)時(shí)，說(shuō)明A中有H2生成。(4)裝置C中濕潤(rùn)紅色石蕊試紙是為了檢驗(yàn)氨氣是否除盡。(5)設(shè)產(chǎn)品純度為x，則NaNH2H2O=NaOHNH3，39 g22.4 Lm gx103(V2V1)L產(chǎn)品純度x100%，若讀取V1時(shí)，G中液面低于漏斗側(cè)液面，此時(shí)G中壓強(qiáng)大于1個(gè)大氣壓強(qiáng)

15、，V1相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積偏小，則(V2V1)偏大，導(dǎo)致所測(cè)得的純度比實(shí)際產(chǎn)品純度偏高。答案：(1)排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱E時(shí)發(fā)生爆炸(2)三頸燒瓶無(wú)水硫酸銅(3)2Na2NH32NaNH2H2C中試紙無(wú)變化，E中黑色粉末變紅，F(xiàn)中白色粉末變藍(lán)(4)檢驗(yàn)氨氣是否除盡(5)%偏高5(2021中山模擬)某學(xué)習(xí)小組根據(jù)高中知識(shí)設(shè)計(jì)如下測(cè)定室內(nèi)甲醛含量的裝置(夾持裝置已略)：.配制銀氨溶液(1)盛裝AgNO3溶液的儀器D的名稱(chēng)_。(2)關(guān)閉K2和K3，打開(kāi)K1和分液漏斗活塞，將飽和食鹽水滴入圓底燒瓶中，當(dāng)觀察到D中最初生成的白色沉淀恰好完全溶解時(shí)，關(guān)閉K1和分液漏斗活塞。請(qǐng)寫(xiě)出A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)

16、方程式_；飽和食鹽水的用途是_。(3)已知銀氨溶液的成分是Ag(NH3)2OH，寫(xiě)出D中生成銀氨溶液的化學(xué)方程式_。.測(cè)定室內(nèi)空氣中甲醛含量(4)用熱水浴加熱D，打開(kāi)K3，將滑動(dòng)隔板由最左端抽到最右端，吸入1 L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K3，后續(xù)操作是_，共計(jì)進(jìn)行上述操作十次。(5)裝置中毛細(xì)管的作用是_。(6)已知甲醛被銀氨溶液氧化的化學(xué)方程式為HCHO4Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO34Ag6NH32H2O，測(cè)得共生成Ag 2.16 mg。則空氣中甲醛的含量為_(kāi) mgL1(空氣中其他物質(zhì)不與銀氨溶液反應(yīng))。(7)該設(shè)計(jì)裝置存在一個(gè)明顯的不足之處是_。解析：.(2)A中飽和食鹽水和氮化鎂反應(yīng)制

17、取氨氣，同時(shí)生成氫氧化鎂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3；氮化鎂與水反應(yīng)速率很快，所以飽和食鹽水的作用是降低氮化鎂與水的反應(yīng)速率。(3)硝酸銀與氨水反應(yīng)生成Ag(NH3)2OH和硝酸銨、水，則D中生成銀氨溶液的化學(xué)方程式為AgNO33NH3H2O=Ag(NH3)2OHNH4NO32H2O。.(4)用熱水浴加熱三頸燒瓶，打開(kāi)K3，將滑動(dòng)隔板由最左端抽到最右端，吸入1 L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K3，后續(xù)操作是打開(kāi)K2，向左緩慢推動(dòng)滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，再關(guān)閉K2。(5)裝置中毛細(xì)管的作用是減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛氣體被完全吸收。(6)甲醛和銀氨溶液反應(yīng)生成銀和

18、碳酸鹽，根據(jù)甲醛被氧化為碳酸鹽，氫氧化二氨合銀被還原為單質(zhì)銀，甲醛中碳元素化合價(jià)由0價(jià)4價(jià)，銀由1價(jià)0價(jià)，生成Ag 2.16 mg，根據(jù)電子守恒規(guī)律：設(shè)消耗甲醛的物質(zhì)的量為x，則4x2105 mol，x5106 mol，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)進(jìn)行了10次操作，所以測(cè)得1 L空氣中甲醛的含量為5107 mol，即為5107 mol30103 mgL10.015 mgL1。(7)甲醛被銀氨溶液氧化會(huì)生成氨氣，會(huì)污染空氣，因此該裝置缺少一個(gè)尾氣處理裝置。答案：.(1)三頸燒瓶(2)Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3降低氮化鎂與水的反應(yīng)速率(3)AgNO33NH3H2O=Ag(NH3)2OHNH4NO32

19、H2O.(4)打開(kāi)K2，向左緩慢推動(dòng)滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，再關(guān)閉K2(5)減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛氣體被完全吸收(6)0.015(7)缺少尾氣處理裝置6(2021遂寧模擬)兩個(gè)化學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下探究活動(dòng)：第一組：探究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)。(1)稱(chēng)取鐵釘(碳素鋼)15.0 g放入40.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3外還可能含有Fe2。若要確認(rèn)其中是否含有Fe2，應(yīng)選擇加入的試劑為_(kāi)。(填標(biāo)號(hào))a酸性KMnO4溶液b鐵粉和KSCN溶液c濃氨水 dKSCN溶液和氯水乙同學(xué)取448 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)

20、SO2Br22H2O=2HBrH2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體2.33 g。據(jù)此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)。分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有H2和CO2氣體。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)：(2)寫(xiě)出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式： _。(3)裝置A中試劑的作用是_，裝置G中試劑的作用是_。(4)如果氣體Y中含有H2，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是_。第二組：擬用下列裝置定量分析空氣中SO2的含量。(5)已知該實(shí)驗(yàn)中氣體的流速為8 Lmin1、從氣體通入溶液到紫色恰好褪去用時(shí)8 min，消耗2 molL1酸性KMnO4溶液的體積為500 mL，則此次取樣處的空氣中二氧化硫含量為_(kāi) gL1。(已知KMnO4被還原的產(chǎn)物通常為Mn2)解析：(1)碳素鋼放入濃硫酸中，在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2Fe6H2SO4(濃)Fe2(SO4)33SO26H2O，C2H2SO4(濃)CO22SO22H2O，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)酸溶液變稀后會(huì)發(fā)生反應(yīng)：FeH2SO4