高考化學專項小練綜合實驗題

綜合實驗題1.實驗小組制備高鐵酸鉀（K2FeO4）并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。（1）制備K2FeO4（夾持裝置略）①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是________________（錳被還原為Mn2+）。②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O，另外還有________________。（2）探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設計以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。i．由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________產(chǎn)生（用方程式表示）。ii．方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是________________。②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻?，Cl2和的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性＞，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性＞。若能，請說明理由；若不能，進一步設計實驗方案。理由或方案：________________。【答案】（1）①2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O②③Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O（2）①i.Fe3+4+20H+4Fe3++3O2↑+10H2Oii.排除ClO?的干擾②>溶液酸堿性不同③理由：在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是的顏色方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色【解析】（1）①A為氯氣發(fā)生裝置，KMnO4與濃鹽酸反應時，錳被還原為Mn2+，濃鹽酸被氧化成Cl2，KMnO4與濃鹽酸反應生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl（濃）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。②由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl會消耗Fe（OH）3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為。③C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，還有Cl2與KOH的反應，Cl2與KOH反應的化學方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反應的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。（2）①根據(jù)上述制備反應，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。i.方案I加入KSCN溶液，溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應，根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，自身被還原成Fe3+，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應為4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。ii.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產(chǎn)物，根據(jù)同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產(chǎn)物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關(guān)系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強弱。③該小題為開放性試題。若能，根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。點睛：本題考查K2FeO4的制備和K2FeO4的性質(zhì)探究。與氣體有關(guān)的制備實驗裝置的連接順序一般為：氣體發(fā)生裝置→除雜凈化裝置→制備實驗裝置→尾氣吸收。進行物質(zhì)性質(zhì)實驗探究是要排除其他物質(zhì)的干擾。尤其注意最后一空為開放性答案，要注重多角度思考。2.煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.采樣采樣步驟：①檢驗系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140℃；③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。（1）A中裝有無堿玻璃棉，其作用是___________。（2）C中填充的干燥劑是（填序號）___________。a.堿石灰b.無水CuSO4c.P2O5（3）用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用是與D（裝有堿液）相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標明氣體的流向及試劑。（4）采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________。Ⅱ.NOx含量的測定將vL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化為NO3?，加水稀釋至100.00mL。量取20.00mL該溶液，加入v1mLc1mol·L?1FeSO4標準溶液（過量），充分反應后，用c2mol·L?1K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗v2mL。（5）NO被H2O2氧化為NO3?的離子方程式是___________。（6）滴定操作使用的玻璃儀器主要有___________。（7）滴定過程中發(fā)生下列反應：3Fe2++NO3?+4H+NO↑+3Fe3++2H2OCr2O72?+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mg·m?3。（8）判斷下列情況對NOx含量測定結(jié)果的影響（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）若缺少采樣步驟③，會使測試結(jié)果___________。若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，會使測定結(jié)果___________。【答案】（1）除塵（2）c（3）（4）防止NOx溶于冷凝水（5）2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O（6）錐形瓶、酸式滴定管（7）（8）偏低偏高【解析】本題主要考查了定量實驗的基本過程。首先要仔細分析題目的流程圖，注意分析每一步的作用和原理，再結(jié)合題目中每個問題的提示進行解答。（1）A的過程叫“過濾”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。（2）堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應，所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差，一般不用做干燥劑，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑，與NOX不反應，所以選項c正確。（3）實驗室通常用洗氣瓶來吸收氣體，與D相同應該在洗氣瓶中加入強堿（氫氧化鈉）溶液，所以答案為：。（4）加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后，NOX溶于水中。（5）NO被H2O2氧化為硝酸，所以反應的離子方程式為：2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。（6）滴定中使用酸式滴定管（本題中的試劑都只能使用酸式滴定管）和錐形瓶。（7）用c2mol·L?1K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+，終點時消耗V2mL，此時加入的Cr2O72-為c2V2/1000mol；所以過量的Fe2+為6c2V2/1000mol；則與硝酸根離子反應的Fe2+為(c1V1/1000－6c2V2/1000)mol；所以硝酸根離子為(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3mol；根據(jù)氮元素守恒，硝酸根與NO2的物質(zhì)的量相等。考慮到配制100mL溶液取出來20mL進行實驗，所以NO2為5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3mol，質(zhì)量為46×5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3g，即230(c1V1－6c2V2)/3mg。這些NO2是VL氣體中含有的，所以含量為230(c1V1－6c2V2)/3Vmg·L-1，即為1000×230(c1V1－6c2V2)/3Vmg·m-3，所以答案為：mg·m?3。（8）若缺少采樣步驟③，裝置中有空氣，則實際測定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量，測定結(jié)果必然偏低。若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化，計算時仍然認為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的，所以測定結(jié)果偏高。點睛：注意本題中的流程圖，裝置D實際不是為了測定含量進行吸收，裝置D相當于是尾氣吸收。樣品氣的吸收應該是在“采樣處”進行的。3.3，4?亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機合成中間體，微溶于水，實驗室可用KMnO4氧化3，4?亞甲二氧基苯甲醛制備，其反應方程式為實驗步驟如下：步驟1：向反應瓶中加入3，4?亞甲二氧基苯甲醛和水，快速攪拌，于70～80℃滴加KMnO4溶液。反應結(jié)束后，加入KOH溶液至堿性。步驟2：趁熱過濾，洗滌濾餅，合并濾液和洗滌液。步驟3：對合并后的溶液進行處理。步驟4：抽濾，洗滌，干燥，得3，4?亞甲二氧基苯甲酸固體。（1）步驟1中，反應結(jié)束后，若觀察到反應液呈紫紅色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，轉(zhuǎn)化為_____________（填化學式）；加入KOH溶液至堿性的目的是____________________________。（2）步驟2中，趁熱過濾除去的物質(zhì)是__________________（填化學式）。（3）步驟3中，處理合并后溶液的實驗操作為__________________。（4）步驟4中，抽濾所用的裝置包括_______________、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵?！敬鸢浮浚?）SO42?將反應生成的酸轉(zhuǎn)化為可溶性的鹽（2）MnO2（3）向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀（4）布氏漏斗【解析】（1）反應結(jié)束后，反應液呈紫紅色，說明KMnO4過量，KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-，反應的離子方程式為2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根據(jù)中和反應原理，加入KOH將轉(zhuǎn)化為可溶于水的。（2）MnO2難溶于水，步驟2中趁熱過濾是減少的溶解，步驟2中趁熱過濾除去的物質(zhì)是MnO2。（3）步驟3中，合并后的濾液中主要成分為，為了制得，需要將合并后的溶液進行酸化；處理合并后溶液的實驗操作為：向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。（4）抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。點睛：本題以“3，4?亞甲二氧基苯甲酸的制備實驗步驟”為背景，側(cè)重了解學生對《實驗化學》模塊的學習情況，考查物質(zhì)的分離和提純、實驗步驟的補充、基本實驗裝置和儀器、利用所學知識解決問題的能力，解題的關(guān)鍵是根據(jù)實驗原理，整體了解實驗過程，圍繞實驗目的作答。4.凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3+H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。回答下列問題：（1）a的作用是_______________。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。（3）清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進入c，原因是____________；打開k2放掉水，重復操作2~3次。（4）儀器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進入e。①d中保留少量水的目的是___________________。②e中主要反應的離子方程式為________________，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為cmol·L–1的鹽酸VmL，則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為_________%，樣品的純度≤_______%?！敬鸢浮浚?）避免b中壓強過大（2）防止暴沸直形冷凝管（3）c中溫度下降，管路中形成負壓（4）①液封，防止氨氣逸出②+OH?NH3↑+H2O保溫使氨完全蒸出（5） 【解析】（1）a中導管與大氣相連，所以作用是平衡氣壓，以避免b中壓強過大。（2）b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名稱是直形冷凝管。（3）由于c、e及其所連接的管道內(nèi)水蒸氣冷凝為水后，氣壓遠小于外界大氣壓，在大氣壓的作用下，因此錐形瓶內(nèi)的蒸餾水被倒吸入c中。（4）①氨氣是氣體，因此d中保留少量水的目的是液封，防止氨氣逸出。②e中主要反應是銨鹽與堿在加熱條件下的反應，離子方程式為+OH?NH3↑+H2O；e采用中空雙層玻璃瓶的作用是保溫減少熱量損失，有利于銨根轉(zhuǎn)化為氨氣逸出。（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）樣品m克進行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為cmol·L–1的鹽酸VmL，根據(jù)反應NH3·H3BO3+HCl＝NH4Cl+H3BO3，可以求出樣品中n(N)＝n(HCl)＝cmol·L–1×V×10–3L＝0.001cVmol，則樣品中氮的質(zhì)量分數(shù)為，樣品中甘氨酸的質(zhì)量≤0.001cV×75g/mol，所以樣品的純度≤。5.水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下：Ⅰ．取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液（含有KI）混合，反應生成MnO(OH)2，實現(xiàn)氧的固定。Ⅱ．酸化、滴定將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I?還原為Mn2+，在暗處靜置5min，然后用標準Na2S2O3溶液滴定生成的I2（2+I2=2I?+）?；卮鹣铝袉栴}：（1）取水樣時應盡量避免擾動水體表面，這樣操作的主要目的是_____________。（2）“氧的固定”中發(fā)生反應的化學方程式為_______________。（3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和____________；蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除____及二氧化碳。（4）取100.00mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amol·L?1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現(xiàn)象為____________；若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為_________mg·L?1。（5）上述滴定完成時，若滴定管尖嘴處留有氣泡會導致測量結(jié)果偏___________。（填“高”或“低”）【答案】（1）使測定值與水體中的實際值保持一致，避免產(chǎn)生誤差（2）O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2（3）量筒氧氣（4）藍色剛好褪去80ab（5）低【解析】本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量，屬于氧化還原滴定。（1）取水樣時，若攪拌水體，會造成水底還原性雜質(zhì)進入水樣中，或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低而逸出。（2）根據(jù)氧化還原反應原理，Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2，Mn的化合價由＋2價→＋4價，化合價升高2，氧氣中O的化合價由0價→?2價，整體降低4價，最小公倍數(shù)為4，由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。（3）Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前還需要標定，因此配制該溶液時不需要精確配制，需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和量筒，并不需要容量瓶；Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，加熱可以除去蒸餾水中溶解的氧氣和二氧化碳，減少Na2S2O3的損失。（4）該實驗用硫代硫酸鈉標準液滴定I2，因此終點現(xiàn)象為藍色剛好褪去；根據(jù)題干，MnO(OH)2把I?氧化成I2，本身被還原成Mn2＋，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，即有n[MnO(OH)2]×2=n(I2)×2，因此建立關(guān)系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3?？傻盟畼又腥芙庋醯暮繛閇（ab×10?3）÷4×32×103]÷0.1=80ab。（5）終點讀數(shù)時有氣泡，氣泡占據(jù)液體應占有的體積，導致b減小，根據(jù)水樣中溶解氧的含量為80ab得，最終結(jié)果偏低。6.綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}：（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______________、_______________。（2）為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管（帶兩端開關(guān)K1和K2）（設為裝置A）稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2g。按下圖連接好裝置進行實驗。①儀器B的名稱是____________________。②將下列實驗操作步驟正確排序___________________（填標號）；重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g。a．點燃酒精燈，加熱 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉K1和K2d．打開K1和K2，緩緩通入N2 e．稱量A f．冷卻到室溫③根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學式中結(jié)晶水數(shù)目x=________________（列式表示）。若實驗時按a、d次序操作，則使x__________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。（3）為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將（2）中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩通入N2，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為_________（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_______________。a．品紅 b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________?！敬鸢浮浚?）樣品中沒有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+（2）①干燥管②dabfce③ 偏?。?）①c、a 生成白色沉淀、褪色②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑【解析】（1）樣品溶于水滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中無Fe3+；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，這說明有鐵離子產(chǎn)生，即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵，鐵離子遇KSCN溶液顯紅色。（2）①根據(jù)儀器構(gòu)造可知B是干燥管。②由于裝置中含有空氣，空氣能氧化硫酸亞鐵，所以加熱前需要排盡裝置中空氣，利用氮氣排出空氣，為了使生成的水蒸氣完全排除，應該先熄滅酒精燈，再冷卻，然后關(guān)閉K1和K2，最后稱量，即正確的排序是dabfce。③樣品的質(zhì)量是（m2－m1）g，加熱后剩余固體是硫酸亞鐵，質(zhì)量為（m3－m1）g，生成水的質(zhì)量為（m2－m3）g，F(xiàn)eSO4·xH2OFeSO4+xH2O15218x（m3－m1）g（m2－m3）g則：，解得：；若實驗時按a、d次序操作，在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵，導致m3增加，使測得生成的水偏小，生成的硫酸亞鐵偏大，因此x偏小。（3）①最終得到紅色粉末，說明有氧化鐵生成，即分解過程發(fā)生了氧化還原反應，根據(jù)化合價變化可知一定有SO2生成，這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸，硫酸和鋇離子結(jié)合生成白色沉淀硫酸鋇，由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性，能氧化SO2，所以應該用氯化鋇，檢驗SO2用品紅溶液，所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液，實驗現(xiàn)象是C中溶液變渾濁，產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色。②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3，根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。7.氯化亞砜（SOCl2）常用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料工業(yè)，也可在有機合成工業(yè)中作氯化劑。已知：SOCl2的相關(guān)性質(zhì)如下表所示：顏色、狀態(tài)熔點沸點腐蝕性水解無色或微黃液體-105℃78℃強極易水解現(xiàn)利用如圖裝置制備SOCl2。請回答下列問題：Ⅰ．制備SO2和Cl2。（1）本實驗選用裝置甲制備SO2和Cl2，裝置甲中儀器x的名稱為_________；若以KMnO4和濃鹽酸反應制備Cl2，反應的離子方程式為_______________。Ⅱ．制備SOCl2。以活性炭作為催化劑，SO2和C12可以和S粉在180~200℃時反應合成SOCl2，選用裝置A、B、C、D進行制備（夾持、加熱裝置略去）。（2）按氣流從左到右的方向，裝置A、B、C、D的連接順序為_________（填儀器接口的字母編號）。（3）試劑y為_________（填選項字母，下同）；試劑z為____________。A．熱水B．乙醇C．石蠟油D．冰水（4）裝置A中U形管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為__________________。（5）裝置C的作用為____________；若裝置A處通入的SO2和Cl2的物質(zhì)的量之比為1：3，則裝置C中生成的鹽為______（填化學式）；請設計實驗驗證裝置C中生成的鹽中含有SO42-：_____________?！敬鸢浮浚?）分液漏斗2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O（2）afg（gf）bcde（3）CD（4）SO2+2Cl2+S2SOCl2（5）尾氣處理（或吸收未反應的SO2和Cl2）NaC1、NaClO和Na2SO4取裝置C中少量溶液于試管中，加稀鹽酸酸化，無氣體生成，繼續(xù)滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，證明有SO42-【解析】Ⅰ.（1）裝置甲中儀器x的名稱為分液漏斗；若選用裝置甲以高錳酸鉀和濃鹽酸反應制備Cl2，反應的離子方程式為2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。Ⅱ.（2）按氣流從左到右的方向，A為制備裝置，D為收集裝置，B為干燥裝置，連接在D后防止C中的水蒸氣進入，C為尾氣處理裝置，連接順序為afg（gf）bcde。（3）試劑y為石蠟油，能保持油浴溫度為180～200℃；試劑z為冰水，冷凝收集生成的氯化亞砜。（4）裝置A中U形管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為SO2+2Cl2+S2SOCl2。（5）裝置C的作用為吸收未反應的SO2和Cl2；若裝置A處通入的SO2和Cl2的物質(zhì)的量之比為1：3，Cl2過量，則裝置C中發(fā)生的反應為SO2+Cl2+4NaOH===2NaCl+Na2SO4+2H2O、Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O，生成的鹽為NaCl、Na2SO4和NaClO；驗證裝置C中生成的鹽中含有的具體操作為取裝置C中少量溶液于試管中，加稀鹽酸酸化，無氣體生成，繼續(xù)滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀，證明有SO42-。8.某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+，發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸銀溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。（1）檢驗產(chǎn)物①取少量黑色固體，洗滌后，_______（填操作和現(xiàn)象），證明黑色固體中含有Ag。②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，說明溶液中含有_______________。（2）針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有Fe3+，乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+，乙依據(jù)的原理是___________________（用離子方程式表示）。針對兩種觀點繼續(xù)實驗：①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān)，對比實驗記錄如下：序號取樣時間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀；較3min時量少；溶液紅色較3min時加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀；較30min時量少；溶液紅色較30min時變淺（資料：Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN）②對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設：假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3+；假設b：空氣中存在O2，由于________（用離子方程式表示），可產(chǎn)生Fe3+；假設c：酸性溶液中NO3-具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3+；假設d：根據(jù)_______現(xiàn)象，判斷溶液中存在Ag+，可產(chǎn)生Fe3+。③下列實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。實驗Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液（pH≈2）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。實驗Ⅱ：裝置如圖。其中甲溶液是________，操作及現(xiàn)象是________________。（3）根據(jù)實驗現(xiàn)象，結(jié)合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因：______。【答案】加硝酸加熱溶解固體，再滴加稀鹽酸，產(chǎn)生白色沉淀。（或者加入足量稀鹽酸（或稀硫酸），固體未完全溶解）Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O白色沉淀0.05mol·L-1NaNO3溶液FeCl2溶液（或FeSO4溶液）按圖連接好裝置，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，后者紅色更深溶液中存在反應：①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應①②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應③為主，c(Fe3+)減小【解析】（1）①黑色固體中含有過量鐵，如果同時含有銀，則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而銀不能溶解。或者先用硝酸溶解固體，再用HCl檢驗Ag+。②K3[Fe(CN)3]是檢驗Fe2+的試劑，所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2+。（2）過量鐵粉與Fe3+反應生成Fe2+，即Fe+2Fe3+=3Fe2+。②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反應為4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以實驗可以說明含有Ag+，Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+。③證明假設abc錯誤，就是排除Ag+時實驗比較，相當于沒有Ag+存在的空白實驗，考慮其他條件不要變化，可以選用0.05mol·L-1NaNO3溶液。原電池實驗需要證明的是假設d的反應Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠?qū)崿F(xiàn)，所以甲池應當注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假設d成立，則上述原電池中能夠產(chǎn)生電流，左側(cè)溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時紅色會更深。（3）由于存在過量鐵粉，溶液中存在反應有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag，反應生成的Fe2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+與過量鐵粉發(fā)生反應③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時，c(Ag+)大，以反應①②為主，c(Fe3+)增大。約30分鐘后，c(Ag+)小，以反應③為主，c(Fe3+)減小。9.為測定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分數(shù)進行如下實驗。利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點酸)蒸出，再通過滴定測量。實驗裝置如圖所示。（1）a的作用是________，d的名稱是__________。（2）檢查裝置氣密性：________________________________________________(填操作)，關(guān)閉k，微熱c，導管e末端有氣泡冒出；停止加熱，導管e內(nèi)有一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好。（3）c中加入一定體積高氯酸和mg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)生的水蒸氣進入c。①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是________(填序號)。A．硝酸 B．鹽酸 C．硫酸 D．磷酸②實驗中除有HF氣體外，可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成，實驗結(jié)果將________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。③若觀察到f中溶液紅色褪去，需要向f中及時補加NaOH溶液，否則會使實驗結(jié)果偏低，原因是____________________________________________。（4）向餾出液中加入V1mLc1mol·L－1La(NO3)溶液，得到LaF3沉淀，再用c2mol·L－1EDTA標準溶液滴定剩余La3＋(La3＋與EDTA按1∶1絡合)，消耗EDTA標準溶液V2mL，則氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分數(shù)為________。（5）用樣品進行實驗前，需要用0.084g氟化鈉代替樣品進行實驗，改變條件(高氯酸用量、反應溫度、蒸餾時間)，測量并計算出氟元素質(zhì)量，重復多次。該操作的目的是________________?！敬鸢浮浚?）平衡壓強直形冷凝管（2）在b和f中加水，水浸沒a和e的末端（3）①CD②不受影響③充分吸收HF氣體，防止其揮發(fā)損失（4）eq\f(0.057(c1V1－c2V2),m)或eq\f(5.7(c1V1－c2V2),m)%（5）尋找最佳實驗條件【解析】（1）a的作用是平衡壓強，防止圓底燒瓶中壓強過大，引起爆炸，d的名稱是直形冷凝管；（2）檢查裝置氣密性在b和f中加水，水浸沒a和e的末端；（3）①利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點酸)蒸出，A．硝酸易揮發(fā)，故A錯誤；B．鹽酸易揮發(fā)，故B錯誤；C．硫酸難揮發(fā)，沸點高，故C正確；D．磷酸難揮發(fā)，沸點高，故C正確。②實驗中除有HF氣體外。可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成HF，若有SiF4生成，實驗結(jié)果將不受影響；③若觀察到f中溶液紅色褪去，需要向f中及時補加NaOH溶液，否則會使實驗結(jié)果偏低，原因是充分吸收HF氣體，防止其揮發(fā)損失；（4）氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(3×19×(c1V1－c2V2)×10－3,m)×100%＝eq\f(0.057(c1V1－c2V2),m)；（5）用樣品進行實驗前，需要用0.084g氟化鈉代替樣品進行實驗，改變條件(高氯酸用量、反應溫度、蒸餾時間)，測量并計算出氟元素質(zhì)量，重復多次。該操作的目的是通過做對比實驗，尋找最佳實驗條件。10．為測定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)，并探究鐵與濃硫酸的反應設計了圖示實驗裝置。(1)在裝藥品開始實驗前要進行的操作是_____(2)a克鐵碳合金中加入過量濃硫酸，未點燃酒精燈前，A無明顯現(xiàn)象，其原因是常溫下①_____；②_____。(3)寫出加熱時A中碳與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式_____。(4)B中的現(xiàn)象是：_____；C的作用是：_____。(5)待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E并稱重，E增重bg。則鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為_____(寫含a、b的表達式)。(6)經(jīng)測定，(5)中測得結(jié)果偏小，原因可能是_____?！敬鸢浮浚?）檢查裝置氣密性碳與濃硫酸不反應鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O品紅溶液褪色，或“顏色變淺”除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體(11a－3b)/11aSO2未除盡，與E中堿石灰反應導致E增重偏大,故測定結(jié)果偏小【解析】（1）在裝藥品開始實驗前要檢查裝置的氣密性，故答案為：檢查裝置氣密性；（2）常溫下Fe在濃硫酸中鈍化，碳不與濃硫酸反應，故A、B均無明顯現(xiàn)象，故答案為：碳與濃硫酸不反應；鐵與濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象；（3）加熱條件下，F(xiàn)e、碳都與濃硫酸反應，碳與濃硫酸反應生成二氧化硫、二氧化碳與水，反應方程式為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案為：C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O；（4）由于二氧化硫具有漂白性，所以B裝置中品紅溶液褪色；由裝置可知，實驗是通過測定E裝置堿石灰增重，測定二氧化碳的質(zhì)量，進而測定鐵的含量，堿石灰可以吸收二氧化硫，二氧化硫具有還原性，可以被酸性高錳酸鉀氧化二除去，根據(jù)顏色變化確定二氧化硫是否除盡，故C的作用是除去二氧化硫并檢驗二氧化硫以除盡，故答案為：品紅溶液褪色；除盡反應產(chǎn)物中的SO2氣體；（5）稱取mg鐵碳合金，加入過量濃硫酸，加熱待A中不再逸出氣體時，停止加熱，拆下E裝置并稱重，E增重bg，則生成二氧化碳的質(zhì)量為bg，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則mg鐵碳合金中含碳元素的質(zhì)量為×12g/mol=g，則含鐵的質(zhì)量為(a-)g，鐵的質(zhì)量分數(shù)為×100%=×100%，故答案為：×100%；（6）若沒有完全除去混合氣體中的二氧化硫，二氧化硫與堿石灰反應導致E增重偏大，鐵的質(zhì)量分數(shù)減小，故答案為：SO2未除盡，與E中堿石灰反應導致E增重偏大,故測定結(jié)果偏小。11．無水MgBr2可用作催化劑，實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下：步驟1三頸瓶中裝入10g鎂屑和150mL無水乙醚；裝置B中加入15mL液溴。步驟2緩慢通入干燥的氮氣，直至溴完全導入三頸瓶中。步驟3反應完畢后恢復至常溫，過濾，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0℃，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。步驟4室溫下用苯溶解粗品，冷卻至0℃，析出晶體，過濾、洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160℃分解得無水MgBr2產(chǎn)品。已知：①Mg與Br2反應劇烈放熱；MgBr2具有強吸水性。②MgBr2＋3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5請回答：(1)儀器A的名稱是________。實驗中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是_____________________________________________________________________。(2)如將裝置B改為裝置C(圖2)，可能會導致的后果是_______________________。(3)步驟3中，第一次過濾除去的物質(zhì)是________。(4)有關(guān)步驟4的說法，正確的是________。A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B．洗滌晶體可選用0℃的苯C．加熱至160℃的主要目的是除去苯D．該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴(5)為測定產(chǎn)品的純度，可用EDTA(簡寫為Y4－)標準溶液滴定，反應的離子方程式：Mg2＋＋Y4－=MgY2－。①滴定前潤洗滴定管的操作方法是____________________________________。②測定時，先稱取0.2500g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0.0500mol·L－1的EDTA標準溶液滴定至終點，消耗EDTA標準溶液26.50mL，則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________(以質(zhì)量分數(shù)表示)。【答案】(1)干燥管防止鎂屑與氧氣反應，生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應(2)會將液溴快速壓入三頸瓶，反應過快大量放熱而存在安全隱患(3)鎂屑(4)BD(5)①從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕內(nèi)壁，然后從下部放出，