2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)試題 化學(xué)（適用于山東、海南） 大題突破練2　化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題

大題突破練2化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題1.(2022山東德州二模)某課題小組利用硫渣與氯氣反應(yīng)制備四氯化錫,其過程如圖所示(夾持、加熱及控溫裝置略)。已知:四氯化錫(SnCl4)常溫下為無色液體、易水解。硫渣的化學(xué)組成:物質(zhì)SnCu2SPbAs其他雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)%64.4325.827.341.231.18氯氣與硫渣反應(yīng)相關(guān)產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn):物質(zhì)SnCl4CuClPbCl2AsCl3S熔點(diǎn)/℃-33426501-18112沸點(diǎn)/℃1141490951130444(1)儀器a的名稱為,A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)e中所加物質(zhì)為,作用為

。

(3)裝置中存在一處缺陷會(huì)導(dǎo)致SnCl4產(chǎn)率降低,改進(jìn)的方法是。

(4)三頸燒瓶中得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行提純的方法是;提純后剩余的固體渣經(jīng)過處理,可回收的主要金屬有。

(5)已知SnCl4產(chǎn)品中含有少量AsCl3雜質(zhì),碘量法可用于測(cè)量產(chǎn)品的純度:取10.00g產(chǎn)品溶于水,加入20.00mL0.100mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)I2溶液,并加入少量的淀粉溶液;用0.100×10-2mol·L-1的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的碘。滴定終點(diǎn)時(shí)消耗20.00mL硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。測(cè)定過程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng):①AsCl3+3H2OH3AsO3+3HCl;②H3AsO3+I2+H2OH3AsO4+2HI;③2S2O32-+I22I-+S則產(chǎn)品中SnCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(保留小數(shù)點(diǎn)后1位);若滴定后發(fā)現(xiàn)滴管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則測(cè)量結(jié)果(填“偏高”或“偏低”)。

2.(2022山東濟(jì)寧二模)TiCl4是制備鈦及其化合物的重要中間體,可利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室制備TiCl4(夾持裝置略去)。已知:①PdCl2溶液捕獲CO時(shí)生成Pd單質(zhì);②TiCl4能溶于有機(jī)溶劑,遇水會(huì)水解生成難溶于水的物質(zhì);CCl4難溶于水?；卮鹣铝袉栴}:(1)檢查裝置氣密性后,A裝置中加入的藥品為,管式爐中加入TiO2和C,先通入N2的目的是;

一段時(shí)間后,加熱管式爐,改通Cl2,對(duì)C處逸出的氣體用D、E裝置進(jìn)行后續(xù)處理。D中堿石灰的作用是,E中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)實(shí)驗(yàn)過程中,產(chǎn)生的高溫氣體在進(jìn)入裝置B之前要進(jìn)行“前期冷卻”,原因是

。

制得的TiCl4中常含有少量CCl4,從混合液體中分離出TiCl4的操作名稱為。

(3)TiCl4是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。某鈦合金的元素還有Al和Si等。已知在常溫下,鈦是一種耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的金屬,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)其中的Si元素:

。

(4)用TiCl4水解法制備納米TiO2的工藝流程如圖,成功地控制水解速率是制備納米TiO2的前提。已知:TiOSO4難溶于冷水,在熱水中易水解;TiCl4的水解是由水解、電離、水解三步進(jìn)行(如下):①水解:TiCl4+H2OTiOH3++H++4Cl-②電離:TiOH3+TiO2++H+③水解:TiO2++H2OTiO2+2H+其中①為快反應(yīng),對(duì)②③反應(yīng)的影響是

,

加入硫酸銨的目的是。

3.(2022福建泉州五模)某小組用四氫化萘(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:,無色有刺激性氣味的液體,沸點(diǎn)207℃)、液溴、蒸餾水和純鐵粉為原料,利用反應(yīng)C10H12+4Br2C10H8Br4+4HBr制取少量粗HBr溶液,同時(shí)獲得四溴化萘(常溫下為固態(tài),不溶于水)。實(shí)驗(yàn)步驟:①按一定質(zhì)量比把四氫化萘和水加入反應(yīng)器中,加入少量純鐵粉。②緩慢滴入液溴,不斷攪拌,直到四氫化萘反應(yīng)完全。③,得到粗HBr溶液。

回答下列問題:(1)圖中適合步驟①和②的裝置是乙,不選用甲的理由是。

(2)步驟②中,反應(yīng)完全、達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是。

(3)乙中玻璃導(dǎo)管的作用是、。

(4)請(qǐng)將步驟③補(bǔ)充完整:。

(5)粗HBr溶液在空氣中長(zhǎng)期放置,溶液呈黃色,其原因可能是(用離子方程式表示)。

(6)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所得HBr溶液中是否含有Fe2+:取少量粗HBr溶液加入過量AgNO3溶液,靜置,取上層清液滴入到酸性KMnO4溶液中,若紫色的酸性KMnO4溶液褪色,證明溶液中含F(xiàn)e2+,若紫色不褪色,則不含F(xiàn)e2+。該方法是否可行,并說明理由。

(7)有人認(rèn)為Fe3+起催化作用。欲驗(yàn)證該想法,按上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),只須改動(dòng)的是。

(8)若得到的粗HBr溶液濃度為4mol·L-1(ρ=1.2g·cm-3),則四氫化萘(M=132g·mol-1)和水的質(zhì)量比是(列式即可,設(shè)溴化反應(yīng)進(jìn)行完全)。

4.(2022四川成都三診)純品氯化鈉可用于食品、制藥、氯堿工業(yè)等許多領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室中利用下列裝置進(jìn)行從海水提取純品氯化鈉的實(shí)驗(yàn)。海水中主要離子及濃度如表所示:離子Cl-Na+Mg2+SOCa2+K+濃度54646853.328.110.49.97回答下列問題。(1)盛放BaCl2溶液的儀器名稱為,球形冷凝管的出水管為(填“a”或“b”)。

(2)在95℃下對(duì)30mL海水混合物進(jìn)行加熱攪拌,同時(shí)緩慢滴加約2mL1mol·L-1BaCl2溶液,加熱10min后取下,確定沉淀完全的實(shí)驗(yàn)方法是,能否用CaCl2代替BaCl2為沉淀劑(填“能”或“否”)。

(3)減壓過濾(第一次)出泥沙與BaSO4,減壓過濾的主要優(yōu)點(diǎn)是(寫一條)。

(4)加熱濾液至沸,分別加入2mL3mol·L-1NaOH溶液和2mL飽和Na2CO3溶液,10min后減壓過濾(第二次)。進(jìn)行兩次過濾而不是合并一次過濾的主要目的是:①防止泥沙溶于NaOH溶液;②防止發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化:

(寫出離子方程式)。工業(yè)上不宜選擇用Ba(OH)2同時(shí)除去Mg2+和SO42-,可能的合理考慮是(填字母,雙選)。已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=1.A.Ba(OH)2比較貴B.Ba(OH)2的溶解度比較低C.Ba(OH)2屬于二元強(qiáng)堿D.SO42-恰好沉淀完全時(shí)(5)在濾液中滴加2mol·L-1鹽酸,直至溶液pH在2~3之間,攪拌。有人認(rèn)為調(diào)節(jié)溶液酸堿性呈中性即可,這樣做的后果是

。

(6)根據(jù)如圖所示,將調(diào)節(jié)pH后的溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,小火加熱,再經(jīng)、,乙醇洗滌,干燥,得到純品氯化鈉。

5.(2022廣東韶關(guān)二模)KMnO4是一種常用的氧化劑。某實(shí)驗(yàn)小組利用氯氣氧化K2MnO4制備KMnO4并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行探究。資料:①錳酸鉀(K2MnO4)在濃強(qiáng)堿溶液中可穩(wěn)定存在,堿性減弱時(shí)易發(fā)生反應(yīng):3MnO42-+2H2O2MnO4-+MnO②酸性條件下的氧化性:KMnO4>KIO3>I2Ⅰ.KMnO4的制備(1)從A~D中選擇合適的裝置制備KMnO4,正確的連接順序是a→(按氣流方向,用小寫字母表示);裝置A中m的作用是。

(2)若沒有使用裝置C,造成的影響是

。

Ⅱ.KMnO4性質(zhì)探究取適量制取的KMnO4溶液稀釋至約0.01mol·L-1(用硫酸酸化至pH=1),取配制好的KMnO4溶液2mL于試管中,逐滴滴加0.1mol·L-1KI溶液,KMnO4紫色溶液迅速變?yōu)樽睾稚珣覞嵋?然后沉淀逐漸消失,最終溶液變?yōu)樽攸S色。(3)最終溶液呈現(xiàn)棕黃色推測(cè)生成了

(寫化學(xué)式)。(4)實(shí)驗(yàn)小組對(duì)初始階段的產(chǎn)物成分進(jìn)行探究:①黑色固體是MnO2,試劑X是(寫化學(xué)式)。

②在“紫色清液”中存在IO3-,寫出生成IO3-的離子方程式:③下列實(shí)驗(yàn)方案中,可用于檢驗(yàn)“紫色清液”中是否存在IO3-的是(填字母A.用潔凈的玻璃棒蘸取紫色清液滴在淀粉-KI試紙上,觀察試紙是否變藍(lán)色。B.取少量紫色清液于試管中,向其中加入幾滴淀粉溶液,溶液不變藍(lán),再加入過量NaHSO3溶液,觀察溶液是否變色。C.取少量紫色清液于試管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入幾滴硝酸銀溶液,觀察是否生成黃色沉淀。(5)探究實(shí)驗(yàn)Ⅱ中棕褐色沉淀消失的原因:用離子方程式解釋步驟③中固體消失的原因:。

(6)由上述實(shí)驗(yàn)可知,KMnO4的還原產(chǎn)物與有關(guān)。

6.(2022遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)二模)1-溴丁烷主要用于生產(chǎn)染料和香料。實(shí)驗(yàn)室可通過正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)和氫溴酸反應(yīng)制得,其反應(yīng)原理如下:NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O,副產(chǎn)物有1-丁烯、正丁醚等。名稱相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)/℃密度溶解性正丁醇74117.70.80微溶于水,易溶于濃硫酸及有機(jī)溶劑1-溴丁烷137101.61.28不溶于水,易溶于醇、醚等有機(jī)溶劑正丁醚130142.21.77不溶于水,易溶于濃硫酸及有機(jī)溶劑實(shí)驗(yàn)步驟:(一)1-溴丁烷的合成在10mL三頸燒瓶中,加入2.60g(約0.025mol)研細(xì)的溴化鈉、1.85mL正丁醇并放入一粒攪拌子,安裝好回流吸氣裝置(圖1)。加入預(yù)先混合的2.80mL濃硫酸和2.00mL水的混合液,攪拌,硅油浴回流tmin,反應(yīng)完畢,稍冷卻后,改成蒸餾裝置,蒸出粗產(chǎn)物。圖1(二)粗產(chǎn)物洗滌將餾出液依次用等體積水、濃硫酸、水、飽和碳酸氫鈉溶液及水洗滌后,用無水氯化鈣干燥。(三)蒸餾得純1-溴丁烷將干燥好的液體轉(zhuǎn)入干燥的蒸餾燒瓶中,空氣浴加熱,收集99~102℃的餾分,得到1-溴丁烷1.15mL?；卮鹣铝袉栴}:(1)圖1冷凝管的進(jìn)水口是(填“a”或“b”),實(shí)驗(yàn)中使用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是。

如果加熱一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)沒有通冷凝水,應(yīng)該采取的措施是。

(2)圖2表示1-溴丁烷產(chǎn)量隨時(shí)間的變化,反應(yīng)進(jìn)行選擇的適宜時(shí)間為20min,其原因是

。

圖2(3)合成1-溴丁烷時(shí),為了防止反應(yīng)中生成的HBr揮發(fā),燒杯中盛放(填字母)作吸收劑。

A.氫氧化鈉溶液 B.濃鹽酸C.四氯化碳 D.二硫化碳(4)洗滌粗產(chǎn)物時(shí),用到的玻璃儀器有,加入濃硫酸洗滌的目的是。

(5)實(shí)驗(yàn)中1-溴丁烷的產(chǎn)率是(保留3位有效數(shù)字)。

(6)不同的物料比對(duì)1-溴丁烷的產(chǎn)量有影響,如果反應(yīng)開始時(shí)多增加1.00mL濃硫酸,其余實(shí)驗(yàn)條件不變,測(cè)得1-溴丁烷的產(chǎn)量是0.80mL,產(chǎn)量減小可能的原因是(答一點(diǎn)即可)。

7.(2022遼寧省協(xié)作體二模)硫酸亞鐵銨是一種重要的化工原料,其晶體(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O為淺藍(lán)綠色晶體,較硫酸亞鐵不易被氧化。(1)硫酸亞鐵銨晶體的制備:①鐵屑需先用堿洗后,再用少量酸洗,酸洗的目的是。

②制備硫酸亞鐵過程中,初始時(shí)活塞a、b、c的開關(guān)狀態(tài)依次是,

反應(yīng)一段時(shí)間后,調(diào)整活塞a、b、c的開關(guān)狀態(tài)依次為,最后得到晶體產(chǎn)品。

(2)產(chǎn)品的相關(guān)實(shí)驗(yàn):①硫酸亞鐵銨晶體在500℃時(shí)隔絕空氣加熱完全分解,將方程式補(bǔ)充完整(合理即可)。(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O2FeO+1Fe2O3+NH3↑+N2↑+SO2↑+SO3↑+H2O(系數(shù)為1②為驗(yàn)證甲中殘留物含有Fe2O3可選用的試劑有(填字母)。

a.稀硝酸 b.稀硫酸c.新制氯水 d.硫氰化鉀③裝置乙中HCl的作用是。實(shí)驗(yàn)中,觀察到裝置丙中有白色沉淀生成,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)樣品純度的測(cè)定:準(zhǔn)確稱量20.00g硫酸亞鐵銨晶體樣品,配制成100mL溶液。取所配溶液20.00mL于錐形瓶中,加稀硫酸酸化,實(shí)驗(yàn)測(cè)定其與20.00mL0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液恰好完全反應(yīng)。已知:(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的摩爾質(zhì)量是392g·mol-1,則產(chǎn)品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

8.(2022山東泰安二模)氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種重要的化工原料,易分解,極易水解。實(shí)驗(yàn)室利用下列反應(yīng)和相關(guān)裝置制備氨基甲酸銨:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0。常壓下,有關(guān)物質(zhì)的熔沸點(diǎn):物質(zhì)CO2H2NCOONH4熔點(diǎn)/℃-78.4559.61沸點(diǎn)/℃-56.5558.76請(qǐng)回答:(1)儀器a的名稱為;實(shí)驗(yàn)室用A或F裝置均可制備氨氣,其中F裝置反應(yīng)的化學(xué)方程式是。裝置B內(nèi)盛放的試劑是。

(2)E裝置能控制原料氣按反應(yīng)計(jì)量數(shù)充分反應(yīng),若反應(yīng)初期觀察到E裝置內(nèi)濃硫酸中產(chǎn)生氣泡,接下來的具體操作是

。

此外,裝置E還能防倒吸、、。

(3)對(duì)比大理石和鹽酸反應(yīng)制CO2,該實(shí)驗(yàn)利用干冰升華產(chǎn)生CO2氣體的優(yōu)點(diǎn)有(填字母)。

A.提供-78℃低溫環(huán)境,避免氨基甲酸銨分解B.避免了CO2的除雜干燥C.增大了反應(yīng)物氨氣的轉(zhuǎn)化率D.加快了氨基甲酸銨的生成速率(4)產(chǎn)品純度分析:①稱取產(chǎn)品1.845g[內(nèi)含雜質(zhì)(NH4)2CO3·H2O],用蒸餾水溶解,定容于100mL容量瓶中。②移取20.00mL上述溶液于錐形瓶,加入足量BaCl2溶液。③向上述溶液加入足量甲醛(HCHO)溶液,放置5min,再加入20.00mL1.000mol·L-1NaOH溶液。④向上述溶液中滴加1~2滴酚酞溶液,用1.000mol·L-1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,實(shí)驗(yàn)三次,測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液11.00mL。已知:H2NCOONH4+H2O(NH4)2CO3、4NH4++6HCHO[(CH2)6N4H]++3H++6H2O、[(CH2)6N4H]++OH-(CH2)6N4+H2O氨基甲酸銨純度為(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位),若無操作②,所測(cè)純度(填“偏大”或“偏小”)。

9.(2022遼寧沈陽(yáng)第120中學(xué)四模)保險(xiǎn)粉(Na2S2O4)大量用于印染業(yè),并用來漂白紙張、紙漿和陶土等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)用甲酸法制取保險(xiǎn)粉的裝置如圖所示(加持裝置略去)。已知:保險(xiǎn)粉易溶于水,不溶于甲醇,具有強(qiáng)還原性,在空氣中易被氧化:2Na2S2O4+O2+2H2O4NaHSO3或Na2S2O4+O2+H2ONaHSO3+NaHSO4。實(shí)驗(yàn)時(shí)先把甲酸(HCOOH)與溶于甲醇和水混合溶劑的NaOH混合,再通入SO2氣體。回答下列問題:(1)儀器a的名稱是;裝置B的作用是。

(2)裝置C中甲醇不參加反應(yīng),甲醇的作用是;生成Na2S2O4的離子方程式為。

(3)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是(填字母)。

A.可用硝酸和BaCl2溶液檢驗(yàn)制得的Na2S2O4中是否混有NaHSO4B.實(shí)驗(yàn)中甲酸和NaOH最合適的物質(zhì)的量之比為1∶1C.用N2排盡裝置內(nèi)的空氣,有利于提高的Na2S2O4純度D.得到Na2S2O4固體后可用甲醇洗滌(4)測(cè)定產(chǎn)品中Na2S2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù),其實(shí)驗(yàn)步驟如下,準(zhǔn)確稱取0.5000g產(chǎn)品放入錐形瓶中,加入適量水使其溶解,然后加入足量甲醛,充分反應(yīng),再滴加幾滴指示劑,用0.2000mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)I2溶液滴定,至終點(diǎn)時(shí),消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)I2溶液。實(shí)驗(yàn)過程中涉及的反應(yīng):Na2S2O4+2HCHO+H2ONaHSO3·HCHO+NaHSO2·HCHO;NaHSO2·HCHO+2I2+2H2ONaHSO4+HCHO+4HI。該實(shí)驗(yàn)加入指示劑是,

產(chǎn)品Na2S2O4(M=174g·mol-1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%(保留一位小數(shù))。

(5)探究Na2S2O4的性質(zhì)。隔絕空氣加熱Na2S2O4固體完全分解得到固體產(chǎn)物Na2SO3、Na2S2O3和氣體SO2,但該興趣小組沒有做到完全隔絕空氣,得到的固體產(chǎn)物中還含有Na2SO4。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明該分解產(chǎn)物中含有Na2SO4。實(shí)驗(yàn)方案是。(可選試劑:稀鹽酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、酸性KMnO4溶液)

10.(2022福建龍巖三模)某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組探究SO2與FeCl3溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)一:用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制備SO2,并將足量SO2通入FeCl3溶液中,溶液迅速變?yōu)榧t色;停止通入氣體,將紅色溶液密閉放置5小時(shí)后,溶液變?yōu)闇\綠色。(1)制備SO2的化學(xué)方程式為;

(2)儀器a的名稱為,按圖示裝好藥品后,打開K之前的操作是。

(3)某同學(xué)取適量酸性KMnO4溶液于試管中,滴入幾滴紅色溶液,溶液的紫色褪去,據(jù)此推斷紅色溶液中含有Fe2+。此結(jié)論(填“正確”或“不正確”),理由是。

實(shí)驗(yàn)二:探究紅色溶液產(chǎn)生的原因?qū)嶒?yàn)過程如表:實(shí)驗(yàn)序號(hào)假設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)論①與溶液中c(H+)有關(guān)取適量上述紅色溶液,滴入Y溶液,溶液又變?yōu)辄S色假設(shè)不成立②與c(H2SO3)或c(SO2)有關(guān)向?qū)嶒?yàn)①溶液中,滴入1mol·L-1NaHSO3溶液,溶液呈紅色,再逐滴滴入HCl溶液,出現(xiàn)×××現(xiàn)象假設(shè)不成立③與c(HSO3-)或c(SO在FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,立即變?yōu)榧t色(4)實(shí)驗(yàn)①中,Y是(填化學(xué)式);實(shí)驗(yàn)②中現(xiàn)象是;實(shí)驗(yàn)③的結(jié)論是。

(5)為了進(jìn)—步探究紅色物質(zhì)產(chǎn)生的主要原因,又進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):在0.5mL1mol·L-1的FeCl3溶液中,加入濃度相同的Na2SO3溶液V1mL、NaHSO3溶液V2mL并混合均勻,改變V1、V2的值并維持V1+V2=4.0進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn),測(cè)得混合溶液的吸光度與V2V1+V2的關(guān)系如圖所示①維持V1+V2=4.0的目的是。

②該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

。

參考答案大題突破練2化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題1.答案(1)恒壓分液漏斗K2Cr2O7+14HCl(濃)+3Cl2↑+7H2O(2)堿石灰吸收多余的氯氣,防止污染空氣;防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中引起SnCl4水解(3)在裝置A與B之間加盛有飽和食鹽水的洗氣瓶(4)蒸餾Cu、Pb(5)96.4%偏低解析(1)為了使?jié)恹}酸順利滴入燒瓶中,使用的儀器a為恒壓分液漏斗,裝置A用于制備Cl2,反應(yīng)原理為K2Cr2O7+14HCl(濃)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;(2)e中加入堿石灰,可以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入三頸燒瓶中引起SnCl4水解,同時(shí)又能吸收多余的氯氣,防止污染空氣;(3)裝置A用于制備Cl2,Cl2中含有雜質(zhì)HCl和水蒸氣,都會(huì)使SnCl4產(chǎn)率降低,除了B裝置用于除去水蒸氣之外,在裝置A與B之間加盛有飽和食鹽水的洗氣瓶,用于除去雜質(zhì)HCl;(4)根據(jù)氯氣與硫渣反應(yīng)相關(guān)產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn)可知,三頸燒瓶中得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行提純的方法是蒸餾,且控制溫度為114℃,硫渣中含有的金屬元素為Sn、Cu和Pb,與氯氣反應(yīng)提純后剩余的固體渣經(jīng)過處理,可回收的主要金屬有Cu和Pb;(5)根據(jù)滴定反應(yīng)原理可知,過量的碘的物質(zhì)的量為n(I2)剩余=12×0.100×10-2mol·L-1×20.00×10-3L=1×10-5mol,則與H3AsO3發(fā)生反應(yīng)的碘的物質(zhì)的量為n(I2)=0.100mol·L-1×20.00×10-3L-1×10-5mol=1.99×10-3mol,即可得雜質(zhì)n(AsCl3)=1.99×10-3mol,故產(chǎn)品中SnCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.00g-1.99×12.答案(1)濃硫酸排盡裝置中的空氣,以免干擾實(shí)驗(yàn)吸收過量的氯氣以免污染空氣,同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入錐形瓶中,引起TiCl4水解PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl(2)氣體溫度過高會(huì)導(dǎo)致冷凝管炸裂蒸餾(3)取少量合金樣品于試管中,滴加過量NaOH溶液,振蕩,靜置后取上層清液,再滴入稀鹽酸至過量,如有沉淀產(chǎn)生且沉淀不完全溶解,則證明樣品中含Si(4)產(chǎn)生大量H+,抑制了②③反應(yīng)的進(jìn)行生成TiOSO4,促進(jìn)了反應(yīng)②的進(jìn)行解析(1)檢查裝置氣密性后,A裝置的作用是干燥氣體,故其中加入的藥品為濃硫酸,管式爐中加入TiO2和C,由于空氣中的O2會(huì)與C反應(yīng),則先通入N2的目的是排盡裝置中的空氣,以免干擾實(shí)驗(yàn),一段時(shí)間后,加熱管式爐,改通Cl2,對(duì)C處逸出的氣體用D、E裝置進(jìn)行后續(xù)處理,D中堿石灰的作用是吸收過量的氯氣以免污染空氣,同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入錐形瓶中,引起TiCl4水解,E中反應(yīng)的化學(xué)方程式為PdCl2+H2O+COPd↓+CO2+2HCl。(2)實(shí)驗(yàn)過程中,產(chǎn)生的高溫氣體在進(jìn)入裝置B之前要進(jìn)行“前期冷卻”,原因是氣體溫度過高會(huì)導(dǎo)致冷凝管炸裂,由題干已知信息②TiCl4能溶于有機(jī)溶劑,遇水會(huì)水解生成難溶于水的物質(zhì);CCl4難溶于水,制得的TiCl4中常含有少量CCl4,且CCl4和TiCl4均為分子晶體,TiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量更大,即TiCl4的熔點(diǎn)更高,故從混合液體中分離出TiCl4的操作名稱為蒸餾。(3)某鈦合金的元素還有Al和Si等,已知在常溫下,鈦是一種耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的金屬,而Si、Al均能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成Na2SiO3和NaAlO2,Na2SiO3和NaAlO2溶液與過量的酸反應(yīng)現(xiàn)象不同,前者為生成白色沉淀且沉淀不溶解,后者是先生成白色沉淀后沉淀逐漸溶解直至消失,故檢驗(yàn)其中的Si元素的實(shí)驗(yàn)可設(shè)計(jì)為:取少量合金樣品于試管中,滴加過量NaOH溶液,振蕩,靜置后取上層清液,再滴入稀鹽酸至過量,如有沉淀產(chǎn)生且沉淀不完全溶解,則證明樣品中含Si。(4)TiOSO4難溶于冷水,在熱水中易水解;TiCl4的水解是由水解、電離、水解三步組成,其中①為快反應(yīng),產(chǎn)生大量的H+,從而抑制了反應(yīng)②③的進(jìn)行,加入硫酸銨則可以生成TiOSO4沉淀,從而促進(jìn)反應(yīng)②的進(jìn)行。3.答案(1)溴易揮發(fā),會(huì)污染空氣;溴會(huì)腐蝕膠頭滴管的膠帽(2)滴入最后半滴液溴時(shí),溶液呈淺黃色(3)冷凝回流平衡氣壓(4)過濾(5)4Br-+4H++O22Br2+2H2O(6)不可行,NO3-在酸性條件下能將Fe2+氧化成Fe3+,觀察不到紫色的酸性KMnO(7)將步驟①中的鐵粉改為FeBr3(8)11解析四氫化萘和溴單質(zhì)在一定條件下反應(yīng),四溴化萘常溫下是固體不溶于水,故可過濾分離。溴化氫具有還原性,能被空氣中的氧氣氧化。Fe2+能在酸性條件下被NO3-氧化。根據(jù)物質(zhì)的量濃度計(jì)算其物質(zhì)的量(1)甲中使用的膠頭滴管,溴易揮發(fā),會(huì)污染空氣;溴會(huì)腐蝕膠頭滴管的膠帽,故不選用甲;(2)該反應(yīng)到終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后半滴液溴時(shí),溶液呈淺黃色;(5)溴化氫能被空氣中的氧氣氧化生成溴單質(zhì),顯黃色,反應(yīng)的離子方程式為4Br-+4H++O22Br2+2H2O;(6)NO3-在酸性條件下能將Fe2+氧化成Fe3+,觀察不到紫色的酸性KMnO4溶液褪色,故該實(shí)驗(yàn)不可行(8)假設(shè)溴化氫溶液為1L,則溴化氫的物質(zhì)的量為4mol,說明四氫化萘的物質(zhì)的量為1mol,溴單質(zhì)為4mol,則水的質(zhì)量為1.2g·cm-3×1000cm3-4×81g·mol-1=876g,則四氫化萘和水的質(zhì)量比為1328764.答案(1)恒壓分液漏斗b(2)靜置,向上層清液中滴加BaCl2溶液,若不再產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀完全否(3)分離速率快,固液分離徹底,分離效率高(任寫一條,合理即可)(4)BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO4(5)導(dǎo)致CO32-未除干凈,最終所得產(chǎn)品中含有NaHCO3或者Na(6)蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過濾解析(1)由題干實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,盛放BaCl2溶液的儀器名稱為恒壓分液漏斗,球形冷凝管中冷卻水應(yīng)該下進(jìn)上出,以提高冷凝效果,故球形冷凝管中的出水管為b。(2)在95℃下對(duì)30mL海水混合物進(jìn)行加熱攪拌,同時(shí)緩慢滴加約2mL1mol·L-1BaCl2溶液,加熱10min后取下,確定沉淀完全的實(shí)驗(yàn)方法是靜置,向上層清液中滴加BaCl2溶液,若不再產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀完全,由于CaSO4是微溶物,若用CaCl2代替BaCl2為沉淀劑,則使SO42-沉淀不完全,即SO42-不能完全除去,故不能用(4)加熱濾液至沸,分別加入2mL3mol·L-1NaOH溶液和2mL飽和Na2CO3溶液,10min后減壓過濾(第二次)。進(jìn)行兩次過濾而不是合并一次過濾即先過濾出泥沙和BaSO4,再過濾出Mg(OH)2和BaCO3、CaCO3等,其主要目的是①由于泥沙中的SiO2等能與NaOH發(fā)生反應(yīng)生成可溶性的硅酸鹽,引入新的雜質(zhì),則能防止泥沙溶于NaOH溶液;②防止發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化即BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,導(dǎo)致SO42-除不干凈,該轉(zhuǎn)化的離子方程式為BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),由于Ba(OH)2比較貴,工業(yè)生產(chǎn)中需考慮成本,原料的價(jià)格是工業(yè)生產(chǎn)中必須考慮的因素,A正確;Ba(OH)2的溶解度雖然比較低,但能溶于水中,足以沉淀Mg2+和SO42-,B錯(cuò)誤;沉淀Mg2+和SO42-與幾元堿無關(guān),故Ba(OH)2屬于二元強(qiáng)堿不屬于工業(yè)生產(chǎn)中考慮的問題,C錯(cuò)誤;Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=1.6×10-12,且溶液中的Mg2+濃度和SO(5)二次過濾之后的濾液中主要含有過量的OH-和CO32-,已知NaHCO3溶液顯弱堿性,碳酸顯弱酸性,則若調(diào)節(jié)pH呈中性,則溶液中可能含有碳酸氫鈉和碳酸,導(dǎo)致CO32-未除干凈,最終所得產(chǎn)品中含有NaHCO3(6)由題干圖示可知,KCl的溶解度隨溫度變化明顯,而NaCl的溶解度隨溫度變化不明顯,將調(diào)節(jié)pH后的溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,小火加熱,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾,乙醇洗滌,干燥,得到純品氯化鈉。5.答案(1)d→e→c→b→f(或d,e→c,b→f)平衡氣壓,使液體能順利流下(2)HCl進(jìn)入B裝置使溶液堿性減弱生成MnO2,導(dǎo)致KMnO4的產(chǎn)率降低(3)I2(4)①H2O2②2MnO4-+I-+2H+2MnO2↓+IO3-+H2O(5)MnO2+2I-+4H+Mn2++I2+2H2O(6)還原劑的用量、溶液的酸堿性、氧化劑的濃度解析(1)裝置A制備氯氣,經(jīng)裝置C除去HCl,進(jìn)入裝置B中發(fā)生反應(yīng)制備KMnO4,最后用裝置D吸收尾氣。從A~D中選擇合適的裝置制備KMnO4的正確的連接順序是a→d→e→c→b→f或d,e→c,b→f(按氣流方向,用小寫字母表示);裝置A中m的作用是平衡氣壓,使液體能順利流下。(2)若沒有使用裝置C,造成的影響是HCl進(jìn)入B裝置使溶液堿性減弱生成MnO2,導(dǎo)致KMnO4的產(chǎn)率降低。(3)低濃度碘水的顏色為黃色,KI和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的生成物中使溶液呈棕黃色只可能是生成I2,在酸性條件下,KMnO4將I-氧化生成I2,最終溶液呈現(xiàn)棕黃色推測(cè)生成了I2。(4)實(shí)驗(yàn)Ⅱ初始階段I-的氧化產(chǎn)物不是I2,則有機(jī)溶劑四氯化碳中未溶解I2而呈無色,但四氯化碳不溶于水、密度比水大,導(dǎo)致液體分層;①KI和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的黑色生成物能催化H2O2分解,黑色固體是MnO2,二氧化錳催化雙氧水分解,試劑X是H2O2。②KI和酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成KIO3和MnO2,根據(jù)電子守恒和電荷守恒配平寫出的離子方程式為2MnO4-+I-+2H+2MnO2↓+IO3-+H③酸性條件下氧化性:KIO3>I2,可加入不含I元素的還原劑將IO3-還原為I2,利用淀粉遇到碘單質(zhì)變藍(lán)色檢驗(yàn)I2的存在,間接證明IO3用潔凈的玻璃棒蘸取紫色清液滴在淀粉KI試紙上,引入碘元素,A錯(cuò)誤;取少量紫色清液于試管中,向其中加入幾滴淀粉溶液,溶液不變藍(lán),再加入過量NaHSO3溶液,HSO3-與IO3-反應(yīng),生成I2,觀察溶液是否變色,B正確;取少量紫色清液于試管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入幾滴AgNO3溶液(5)MnO2、KI和硫酸反應(yīng)生成的棕黃色溶液中含有I2,根據(jù)化合價(jià)升降規(guī)律可知還生成MnSO4,結(jié)合分析,用離子方程式解釋步驟③中固體消失的原因:MnO2+2I-+4H+Mn2++I2+2H2O。(6)由上述實(shí)驗(yàn)可知,所得產(chǎn)物成分與試劑的相對(duì)用量(滴加順序)有關(guān),由探究實(shí)驗(yàn)Ⅱ中棕褐色沉淀消失原因的實(shí)驗(yàn)可知,所得產(chǎn)物成分與溶液酸性強(qiáng)弱有關(guān),實(shí)際上,物質(zhì)的變化主要與其自身的性質(zhì)有關(guān),還與外界條件,如濃度大小、用量多少、溶液的酸堿性等因素有關(guān)。6.答案(1)a球形冷凝管的接觸面積大,冷凝效果好停止加熱,待冷凝管冷卻到室溫后,再先通冷凝水后重新加熱(2)反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)1溴丁烷產(chǎn)量較大接近1.15mL,再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,對(duì)其產(chǎn)量變化不大,且浪費(fèi)能源(3)A(4)燒杯和分液漏斗除去1溴丁烷中的正丁醇(5)53.7%(6)濃硫酸能催化正丁醇分子間脫水轉(zhuǎn)化為正丁醚或者濃硫酸能催化正丁醇分子內(nèi)脫水發(fā)生消去反應(yīng)轉(zhuǎn)化為1丁烯解析(1)冷凝管中冷卻水的流向?yàn)椤跋逻M(jìn)上出”,則題圖1冷凝管的進(jìn)水口是a,球形冷凝管的接觸面積大,冷凝效果好,則實(shí)驗(yàn)中使用球形冷凝管而不用直形冷凝管,如果加熱一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)沒有通冷凝水,應(yīng)該采取的措施是停止加熱,待冷凝管冷卻到室溫后,再先通冷凝水后重新加熱;(2)由題圖2表示的信息可知,反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)1溴丁烷產(chǎn)量較大,再延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,對(duì)其產(chǎn)量變化不大,且浪費(fèi)能源,則一般反應(yīng)進(jìn)行選擇的適宜時(shí)間為20min;(3)合成1溴丁烷時(shí),為了防止反應(yīng)中生成的HBr揮發(fā),HBr為酸性氣體,能與NaOH溶液反應(yīng),難溶于CCl4和CS2等非極性溶劑,則燒杯中盛放氫氧化鈉溶液為吸收劑;(4)1溴丁烷不溶于水,易溶于醇、醚等有機(jī)溶劑,正丁醇微溶于水,易溶于濃硫酸及有機(jī)溶劑,則洗滌粗產(chǎn)物時(shí)用分液操作進(jìn)行分離,用到的玻璃儀器有燒杯和分液漏斗,加入濃硫酸洗滌的目的是除去1溴丁烷中的正丁醇;(5)在10mL三頸燒瓶中,加入2.60g(約0.025mol)研細(xì)的溴化鈉,1.85mL正丁醇并放入一粒攪拌子,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式NaBr+H2SO4+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O可知,NaBr稍微過量,按正丁醇的量進(jìn)行計(jì)算可知,理論上生成的1溴丁烷的物質(zhì)的量為n=n(正丁醇)=1.85mL×0.80g·mL-174g·mol-1=0.02mol,則實(shí)驗(yàn)中的理論產(chǎn)量為0.02(6)不同的物料比對(duì)1溴丁烷的產(chǎn)量有影響,如果反應(yīng)開始時(shí)多增加1.00mL濃硫酸,其余實(shí)驗(yàn)條件不變,測(cè)得1溴丁烷的產(chǎn)量為0.80mL,產(chǎn)量減小可能的原因是濃硫酸能催化正丁醇分子間脫水轉(zhuǎn)化為正丁醚或者濃硫酸能催化正丁醇分子內(nèi)脫水發(fā)生消去反應(yīng)轉(zhuǎn)化為1丁烯。7.答案(1)①去除表面的氧化物②活塞a關(guān)閉,活塞b、c打開活塞a打開,活塞b、c關(guān)閉(2)①4614431(或4427134)②bd③保持酸性環(huán)境,防止SO2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,干擾SO3的檢驗(yàn)SO2+H2O2+Ba2+BaSO4↓+2H+(3)98.00%解析(1)①鐵表面會(huì)因潮濕腐蝕生成Fe2O3等氧化物,加酸洗是為了去除表面的氧化物;②制取硫酸亞鐵過程中,先打開活塞b、c,同時(shí)關(guān)閉活塞a,平衡裝置內(nèi)的大氣壓,排除氧氣防止Fe2+被氧化;反應(yīng)一段時(shí)間后,為了將錐形瓶中的硫酸亞鐵進(jìn)入飽和硫酸銨中反應(yīng)制取產(chǎn)品,則應(yīng)關(guān)閉活塞b、c,打開活塞a,利用產(chǎn)生的氫氣的壓強(qiáng)差將硫酸亞鐵溶液壓至飽和硫酸銨中反應(yīng)。(2)①根據(jù)已知化學(xué)方程式(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O→2FeO+1Fe2O3+NH3+N2+SO2+SO3+H2O,根據(jù)鐵原子守恒可知(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O前化學(xué)計(jì)量數(shù)為4,令化學(xué)方程式為4(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O2FeO+1Fe2O3+aNH3↑+bN2↑+cSO2↑+dSO3↑+eH2O,根據(jù)得失電子守恒,則有6b+2=2c,當(dāng)b=1時(shí),則c=4<8,滿足質(zhì)量守恒定律,且a=6、d=4、e=31,配得化學(xué)方程式為4(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O2FeO+1Fe2O3+6NH3↑+1N2↑+4SO2↑+4SO3↑+31H2O;當(dāng)b=2時(shí),則c=7<8,滿足質(zhì)量守恒定律,且a=4、d=1、e=34,配得化學(xué)方程式為4(NH4②先用稀硫酸溶解甲中殘留物,得到溶液,向所得溶液中滴加幾滴KSCN溶液,若溶液變紅,說明含有Fe3+,若無明顯現(xiàn)象,說明不含有Fe3+,則可選用的試劑有:bd;③產(chǎn)生的氣體有SO2和SO3,加稀鹽酸可排除BaSO3沉淀的影響,生成不溶于稀鹽酸的BaSO4才能證明氣體含有SO3,則HCl的作用是:保持酸性環(huán)境,防止SO2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀,干擾SO3的檢驗(yàn);裝置丙中H2O2具有氧化性,能將+4價(jià)的S氧化成+6價(jià),再與Ba2+結(jié)合生成BaSO4沉淀,反應(yīng)的離子方程式為SO2+H2O2+Ba2+BaSO4↓+2H+。(3)用酸性KMnO4滴定是利用其與樣品中Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,則存在關(guān)系式MnO解得n=0.01mol,則20.00g硫酸亞鐵銨晶體樣品中鐵元素的物質(zhì)的量為n(Fe2+)=0.01mol×100mL20mL=0.05mol,則樣品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的物質(zhì)的量為0.05mol,質(zhì)量為m=nM=0.05mol×392g·mol-1=19.8.答案(1)恒壓分液漏斗2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O堿石灰(2)通過調(diào)節(jié)漏斗旋塞控制濃氨水的滴加速度,使E中不產(chǎn)生氣泡,也不倒吸吸收未反應(yīng)的氨氣,防止污染空氣防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品水解(3)BC(4)84.55%偏小解析(1)由題圖可知,儀器a的名稱為恒壓分液漏斗;利用F裝置可以是固體和固體加熱反應(yīng)制備氨氣,可以選擇氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng),化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;利用裝置A制備的氨氣中含有水蒸氣,可以用裝置B干燥,則裝置B內(nèi)盛放的試劑是堿石灰;(2)E裝置內(nèi)濃硫酸中產(chǎn)生氣泡,則氣體應(yīng)該是二氧化碳,說明二氧化碳沒有充分反應(yīng),氨氣物質(zhì)的量不夠,則應(yīng)該通過調(diào)節(jié)漏斗旋塞控制濃氨水的滴加速度,使E中不產(chǎn)生氣泡,也不倒吸;除此之外氨氣可以被硫酸吸收,且產(chǎn)品極易水解,要保持環(huán)境干燥,故裝置E的作用還有:吸收未反應(yīng)的氨氣,防止污染空氣;防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使產(chǎn)品水解;(3)干冰在裝置C中只能保證裝置C處于低溫狀態(tài),另外干冰升華利用的是干冰的沸點(diǎn),即-56.55℃,不是-78℃,A錯(cuò)誤;該制備二氧化碳的過程中沒有用到鹽酸,就不會(huì)引入水蒸氣和氯化氫雜質(zhì),避免了CO2的除雜干燥,B正確;制備氨基甲酸銨為放熱反應(yīng),干冰升華確實(shí)降低了溫度,反應(yīng)正向移動(dòng),增大了反應(yīng)物氨氣的轉(zhuǎn)化率,C正確;干冰升華降低了反應(yīng)體系溫度,減慢了氨基甲酸銨的生成速率,D錯(cuò)誤。(4)由題給反應(yīng)可知H2NCOONH4~2NH4+,由4NH4++6HCHO[(CH2)6N4H]++3H++6H2O可知,參加反應(yīng)的NaOH當(dāng)中,有14n(NaOH)和[(CH2)6N4H]+反應(yīng),則1.845g產(chǎn)品中n(NH4+)=4n{[(CH2)6N4H]+}=4×(20.00×10-3L×1.000mol·L-1-11.00×10-3L×1.000mol·L-1)×14×100mL20mL=45×10-3mol,設(shè)產(chǎn)品中有H2NCOONH4的物質(zhì)的量為x,有(NH4)2CO3·H2O的物質(zhì)的量為y,則根據(jù)銨根的量可得2x+2y=45×10-3mol,根據(jù)質(zhì)量關(guān)系,可得78g·mol-1x+114g·mol-1y=