所属成套资源:2022届高三化学一轮复习实验专题强基练含解析
2022届高三化学一轮复习实验专题强基练4定性实验探究含解析
展开
这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题强基练4定性实验探究含解析,共34页。试卷主要包含了一氧化二氯等内容,欢迎下载使用。
定性实验探究
非选择题(共15题)
1.一氧化二氯(Cl2O)具有强氧化性,能与有机物发生剧烈反应,与水反应生成次氯酸,Cl2O的熔点为−120 ℃,沸点为2.0 ℃。Cl2的沸点为−34.6 ℃。制备原理:HgO(红色粉末)+2Cl2=HgCl2(白色粉末)+Cl2O。某小组设计如下实验制备一氧化二氯(导管接口有一段橡胶管省略):
回答下列问题:
(1)C中发生反应的现象是_______________。
(2)气流从左至右,导管口连接顺序为a→_______________________→j(填字母)。
(3)写出A中反应的离子方程式______________________________。
(4)C、D装置的橡胶管接口内衬锡箔,其目的是______________________________。
(5)取少量产品于试管中,____________________(补充步骤和现象),证明Cl2O的水溶液有漂白性。
(6)实验完毕后,为测定A装置烧瓶中残留溶液中盐酸的浓度进行如下实验:
取烧瓶中溶液100 mL按如图所示装置进行实验,实验前量气管读数为x mL,当Y形管不再产生气泡时,每隔半分钟读数一次,当两次读数相等时调平量气管和烧杯内液面,读数为y mL(都已折合成标准状况)。
①每隔半分钟读数一次,其目的是__________________。调平液面的操作是__________。
②该溶液中c(HCl)=_______________mol·L-1(用含x和y的代数式表示)。
2.亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。
(1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 A→_______→_______→________→_______ (按气流方向,用装置的大写字母表示)。
(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:
①实验室也可用 B装置制备NO,与B装置相比 X装置的优点为____________。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是______,然后打开K1,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是____,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_____。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)
3.某实验小组探究链状有机物X(H2C2O4)的结构及性质:
结构分析:
已知:双键碳上连羟基不稳定。
(1)推测X可能的结构___________ 、____________(填结构简式)(X分子中无-O-O-结构)。
核磁共振氢谱显示X分子中只有一种氢原子,可以确定X分子为乙二酸。
性质探究:
查资料可知:乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸,酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华。
类别角度:
(2)用化学方程式表征乙二酸类别通性中的两种性质:_________ 。
(3)在通性研究过程中,同学们发现:等物质的量的草酸和NaOH混合,溶液呈酸性,其原因可能与_____机理最接近。
a HCl溶液显酸性 b 苯酚溶液显酸性 c NaHSO3溶液显酸性
化合价角度:
(4)向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMO4溶液,振荡,发现溶液的紫红色褪去,说明乙二酸具有___________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:
____MnO4-+ ____H2C2O4+ ____H+=____ Mn2++____CO2↑+____H2O。
特性角度:
(5)同学网上查阅乙二酸性质,发现了以下实验:(夹持装置未标出)
A中盛放少量草酸晶体,实验发现:装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红,据此回答:上述装置中,D的作用是__________。写出上述实验中草酸发生反应的方程式_______。
(6)小结草酸的化学性质___________。
4.锌锰干电池是最早使用的化学电池,其基本构造如图1所示.
(1)锌锰干电池的负极电极反应式是 ______ ,电路中每通过0.4mol e-,负极质量减少 ______ g;工作时NH4+离子在正极放电产生2种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒,正极的电极反应式是 ______ 。
(2)某研究小组对电池内黑色糊状物进行了如图2所示实验
已知:Zn(OH)2是两性氢氧化物.完成下列实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量上述无色溶液于试管中,逐滴加入NaOH溶液,直至过量。
生成白色沉淀, ______
无色溶液中
存在Zn2+离子
② ______
______
无色溶液中
存在NH4+离子
(3)利用残渣中分离出的MnO2,研究其在H2O2制O2过程中的作用.实验装置如图3所示.将等物质的量浓度、等体积H2O2溶液加入分液漏斗中,分别进行2个实验(气体的体积在相同条件下测定)。
序号
烧瓶中的物质
实验记录
实验结论与解释
实验一
足量MnO2
收集到56mL气体
MnO2做催化剂
实验二
足量MnO2
和稀硫酸
黑色粉末部分溶解,
收集到112mL气体
______
______
①实验一、二中参加反应的H2O2的物质的量之比为 ______ ;
②实验二中反应的离子方程式为 ______ ;
③在测量气体体积时,除要注意待气体温度恢复至室温、平视读数外,还需要注意____ 。
5.某实验小组对KSCN的性质进行探究,设计如下实验:
试管中试剂
实验
滴加试剂
现象
2 mL 0.1 mol/L
KSCN溶液
Ⅰ
i.先加1 mL 0.1 mol/L FeSO4溶液
ii.再加硫酸酸化的KMnO4溶液
i.无明显现象
ii.先变红,后褪色
Ⅱ
iii.先滴加1 mL 0.05 mol/L Fe2(SO4)3溶液
iv.再滴加0.5 mL 0.5 mol/L FeSO4溶液
iii.溶液变红
iv.红色明显变浅
(1)①用离子方程式表示实验I溶液变红的原因___________
②针对实验I中红色褪去的原因,小组同学认为是SCN−被酸性KMnO4氧化为SO42−,并设计如图实验装置证实了猜想是成立的。
其中X溶液是_____________,检验产物SO42−的操作及现象是__________。
(2)针对实验Ⅱ“红色明显变浅”,实验小组提出预测。
原因①:当加入强电解质后,增大了离子间相互作用,离子之间牵制作用增强,即“盐效应”。“盐效应”使Fe3++SCN−[Fe(SCN)]2+平衡体系中的Fe3+跟SCN−结合成[Fe(SCN)]2+的机会减少,溶液红色变浅。
原因②:SCN−可以与Fe2+反应生成无色络合离子,进一步使Fe3++SCN−[Fe(SCN)]2+平衡左移,红色明显变浅。
已知:Mg2+与SCN−难络合,于是小组设计了如下实验:
由此推测,实验Ⅱ“红色明显变浅”的原因是___________________________。
6.SO2在工业生产和食品加工等行业用途广泛。某化学小组对SO2的一些性质和反应进行探究。回答下列问题:
I.为探究SO2和Na2O2的反应产物,进行如下实验。
(1)提出假设。假设一:反应产物为Na2SO3和O2;假设二:反应产物为___(填化学式)。
(2)实验验证。
①m的名称为___。
②A中若用稀硫酸代替70%的硫酸,不足之处为___。
③试剂X不宜选择___(填选项字母)。
a.生石灰 b.CaCl2 c.硅胶 d.P2O5
④B的作用___。
II.SO2可以用作葡萄酒的抗氧化剂和防腐剂。该小组同学通过下列操作测定某葡萄酒样品SO2的总含量:量取V1mL样品,加入足量稀H2SO4;将生成的SO2全部蒸出并用足量NaOH溶液吸收;调节溶液的pH后,用cmol/L的标准I 2溶液滴定至终点,消耗标准液的体积为V 2mL。
(3)滴定反应的离子方程式为___;样品中的总含量为___mg/L(用含c,V 1,V 2的代数式表示)。
(4)若用足量稀盐酸代替稀H2SO4,会导致所测SO2的总含量___(填偏高偏低或无影响)。
III.(5)设计实验证明H 2SO3的酸性强于H 2CO3:___。(供选试剂:NaHCO3溶液、CO2、SO2、KMnO4(H+)溶液、NaOH溶液、澄清石灰水)
7.某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下:
提出猜想:
问题1:在元素周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性弱于的Fe3+,Cu+的稳定性也弱于Cu2+吗?
问题3:硫酸铜溶液呈蓝色,铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗?
实验探究:
Ⅰ.解决问题1:
(1)实验需配制100mL0.50mol•L-1CuSO4溶液,必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、___、___。
(2)为达到目的,某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。
①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量,观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解;
②___。
Ⅱ.解决问题2的实验和现象如下:
①取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;
②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题:
(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式:___。
(4)从实验中可得出的结论:当温度在1000℃以上时___(填Cu2+或Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。
Ⅲ.解决问题3,某同学设计的实验如下:
取一铜片装入试管,加入适量的浓硝酸,观察溶液的颜色变化。
(5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷,原因是___。
(6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色,有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)。___
实验步骤
实验结论
8.某化学兴趣小组在实验室用除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)与浓硫酸共热制取SO2并完成相关性质探究(不考虑水蒸气)。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质,其化学式为___和___,原因是___。
(2)为验证气体成分,兴趣小组同学设计了如图所示装置进行了实验探究。
①为验证并吸收SO2,装置B中加入的试剂为___;装置C中品红溶液的作用是___。
②装置D中加入的试剂为___。
③装置G中可能出现的现象为___。
④装置H的作用为___。
(3)兴趣小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为___;
②为验证SO2的还原性,取试管b中充分反应后的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
方案III:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述方案中合理的是___(填I、II或III);试管b中发生反应的离子方程式为___。
9.某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2,FeCl3的升华温度为315℃。
实验操作和现象:
操作
现象
点燃酒精灯,加热
ⅰ.A中部分固体溶解,上方出现白雾
ⅱ.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴
ⅲ.B中溶液变蓝
(1)现象ⅰ中的白雾是___。
(2)分析现象ⅱ,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:
a.加热FeCl3·6H2O,产生白雾和黄色气体。
b.用KSCN溶液检验现象ⅱ和a中的黄色气体,溶液均变红。通过该实验说明现象ⅱ中黄色气体含有___。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外,推测还可能的原因是:
①实验b检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是___。经实验证实推测成立。
②溶液变蓝的另外一种原因是:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是___。
(4)为进一步确认黄色气体是否含有Cl2,小组提出两种方案,均证实了Cl2的存在。
方案1:在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C。
方案2:将B中KI淀粉溶液替换为NaBr溶液;检验Fe2+。
现象如下:
方案1
B中溶液变为蓝色
方案2
B中溶液呈浅橙红色,未检出Fe2+
①方案1的C中盛放的试剂是___(填字母)。
A.NaCl饱和溶液 B.NaOH溶液 C.NaClO溶液
②方案2中检验Fe2+的原因是___。
③综合方案1、2的现象,说明选择NaBr溶液的依据是___。
(5)将A中的产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A中产生Cl2的化学方程式是:___。
10.实验小组探究碳与浓硝酸的反应,进行下表中的实验:
实验操作
实验现象
a.用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸,加热。
/
b.把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。
红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应,同时有大量红棕色气体产生,液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。
(1)能证明浓硝酸表现氧化性的实验现象是___。
(2)反应产生的热量会使少量浓硝酸发生分解反应,产生红棕色气体、一种无色无味的单质气体X和水,气体X的化学式是___。
(3)实验现象中液面上木炭迅速燃烧,发出光亮。甲同学认为可能是木炭与气体X反应产生的现象;同学乙猜测NO2可能具有助燃性,木炭能在NO2中燃烧。他们设计了以下实验验证猜想。
Ⅰ.制取NO2气体
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO2的装置简图___(夹持仪器略)。
②NaOH溶液的作用是处理尾气,该反应生成两种物质的量相等的正盐,反应的化学方程式为___。
Ⅱ.木炭在NO2气体中燃烧。
实验操作:在空气中引燃木炭,使其燃烧并带有火焰,将带火焰的木炭伸入盛有NO2气体的集气瓶中。
实验现象:木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,集气瓶中气体颜色变浅直至无色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO2气体反应的化学方程式___。
②分析是否需要增加带火焰的木炭与纯净的X气体反应的实验并说明理由:___。
③由上述实验推断“液面上木炭迅速燃烧,发出光亮”的现象产生的原因为:___。
11.氯气是一种重要的工业原料。
(1)写出实验室制取氯气反应的化学方程式________________________。
(2)资料显示:。某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质。
在该实验中,甲部分的装置是_______填字母。
乙装置中溶液与反应的离子方程式是________________。
已知酸性:,丙装置中通入少量,可制得具有漂白、消毒的物质,这种物质是_______化学式。
有人认为该实验存在明显的缺陷,如何改进:______________,请你写出Cl2和“”中“最合适的化学试剂”反应的离子方程式_________________________。
(3)家庭中常用消毒液主要成分与洁厕灵主要成分盐酸清洁卫生。某品牌消毒液包装上说明如下图。
“与洁厕灵同时使用”会产生有毒的氯气,写出反应的离子方程式:__________。
漂粉精主要成分与消毒液有相同的消毒功效,也需“密封保存”,请用化学方程式解释漂粉精因保存不当而变质失效的原因_________。
12.某学习小组用硫酸酸化的FeSO4溶液探究Fe2+的稳定性,进行如下实验。
酸性
pH=1
pH=2
pH=3
pH=4
5小时后
淡绿色
略显橙色
浅红色
红色稍浑浊
(1)根据实验,Fe2+的稳定性与溶液酸性的关系是________。
(2)已知:i
开始沉淀pH
沉淀完全pH
Fe2+
7.0
9.0
Fe3+
1.9
3.2
ii pH=4的溶液中发生反应:4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3+8H+
依据以上信息分析5小时后pH=1的0.1 mol·L-1 FeSO4溶液仍显淡绿色的原因是________。
(3)测定0.1 mol·L-1 FeSO4溶液在pH=5.5条件下, Fe2+的氧化速率与时间的关系如图(实验过程中溶液温度几乎无变化)。反应0~10 min Fe2+氧化速率逐渐增大的原因可能是________。
(4)配制硫酸亚铁溶液时为防止变质,将称取的硫酸亚铁晶体于烧杯中,加入______,搅拌至完全溶解。
13.研究金属与硝酸的反应,实验如下。
实验 (20ºC)
现象
Ⅰ过量铜粉、2 mL 0.5mol∙L-1HNO3
无色气体(遇空气变红棕色),溶液变为蓝色
Ⅱ过量铁粉、2 mL 0.5mol∙L-1HNO3
6mL无色气体(经检测为H2),溶液几乎无色
⑴Ⅰ中产生的无色气体是______。
⑵研究Ⅱ中的氧化剂
①甲同学认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-没有发生反应。乙同学依据Ⅰ和Ⅱ证明了甲的说法不正确,其实验证据是______。
乙同学通过分析,推测出NO3-也能被还原,依据是______,进而他通过实验证实该溶液中含有NH4+,其实验操作是______。
补全Ⅱ中NO3-被还原为的过程:NO3- + ______e- + ______= NH4+ + ______H2O
⑶研究影响产生H2的因素
实验
现象
Ⅲ过量铁粉、2 mL 0.5mol∙L-1HNO3、40ºC
3.4m L气体(经检测为H2),溶液略带黄色
Ⅳ过量铁粉、2 mL 0.5mol∙L-1HNO3、60ºC
2.6m L气体(经检测为H2),黄色溶液
Ⅴ过量铁粉、2 mL 3mol∙L-1HNO3、20ºC
无色气体(遇空气变红棕色),深棕色溶液
资料:Fe[(NO)]2+在溶液中呈棕色。
④对比Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,温度不同时收集到氢气的体积不同,原因是______。
⑤Ⅴ中无色气体是混合气体,则一定含有遇空气变红棕色的气体和______。
⑷根据实验,金属与硝酸反应时,影响硝酸的还原产物不同的因素有______。
14.某实验小组学习了反应的相关知识后,欲探究镁是否与气体反应,设计了下列实验装置图注:石棉绒是一种耐火材料,不参与反应。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)若A中可供选择固体试剂有:木炭、铜片、亚硫酸钠固体,则装置A中发生反应的化学方程式为______。
(3)实验完毕后观察到石棉绒上有黄色物质生成,将石棉绒及其附着物投入到稀盐酸中,会产生具有臭鸡蛋气味的气体,则镁与SO2除发生SO2+2Mg2MgO+S反应外,还可能发生的反应是______。
(4)在装置C、D间插入图所示装置E,可以获得亚硫酸(H2SO3)溶液。
①实验完毕后,通过______实验操作名称可以将E中上、下两层液体分开。
②向亚硫酸溶液中通入空气,溶液的pH会______填“增大”、“减小”或“不变”,其原因是______用化学方程式表示。
15.某化学小组拟设计实验探究SO2与钙盐溶液的反应情况。
(文献资料)
①CaSO3是难溶于水、易溶于盐酸的白色固体;
②实验室用Na2SO3粉末和80%硫酸反应制备SO2;
③浓硫酸与水混合时放出大量的热,产生大量“酸雾”。
(设计实验)
实验Ⅰ:探究二氧化硫与氯化钙溶液反应。
(1)若气体从左至右流动,选择装置并排序为________(填代号)。
(2)D装置作用是___________________________________________
(用离子方程式表示)。
(3)连接装置进行实验,发现C装置中产生白色沉淀。
①甲同学对白色沉淀成分提出如下假设:
假设1:白色固体是CaSO3;
假设2:白色固体是CaSO4;
假设3:白色固体是CaSO4和CaSO3。
②乙同学设计实验证明白色沉淀是CaSO4,他的实验方案是_____________________________________。
③丙同学认为C中生成硫酸钙的原因是装置内O2氧化了SO2。
排除装置内O2干扰采取的措施是:在启动B中反应之前,____________(填实验步骤)
重新实验,C中无明显现象,所以SO2和CaCl2溶液不反应。
实验Ⅱ:探究SO2和Ca(ClO)2溶液反应。
丁同学仅将上述实验C装置中氯化钙溶液换成漂白精溶液,进行实验时产生了大量白色沉淀。
(4)化学反应有两种情况。
①若SO2过量,则发生反应为Ca(ClO)2+2SO2+2H2O===CaSO4↓+2HCl+H2SO4
②若SO2少量,则发生反应为_____________________________________________________。
(5)为了探究C中SO2是否过量,戊同学取少量C中上层清液于试管中,加入下列物质可以达到实验目的的是________(填字母)。
a.NaHCO3溶液 b.品红溶液
c.AgNO3溶液 d.紫色石蕊溶液
参考答案
1.红色粉末逐渐变为白色 hicbdefg MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 避免一氧化二氯腐蚀橡胶管 滴加品红溶液,溶液褪色 确保温度冷却至室温 上下移动烧杯
【分析】
A和C为制备装置,A用于制备Cl2,C用于制备Cl2O。用A装置制备的Cl2中含有杂质H2O和HCl,需要进行除杂,E饱和食盐水除去HCl,B浓硫酸除去水,F进行尾气处理,D用于吸收Cl2O。
【详解】
(1)依题意,氧化汞呈红色,氯化汞呈白色,反应时红色粉末逐渐变为白色。答案为红色粉末逐渐变为白色;
(2)实验顺序是,制备氯气、除氯化氢、干燥氯气、主体反应、收集产品和处理尾气,装置的顺序为AEBCDF,则导管口连接顺序为ahicbdefgj。答案为hicbdefg;
(3)浓盐酸中氯化氢能完全电离。制取氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;
(4)依题意,一氧化二氯具有强氧化性,能氧化橡胶等有机物,故通过一氧化二氯的橡胶管内衬锡箔。
(5)可用品红溶液等检验一氧化二氯水溶液的漂白性,操作及现象为滴加品红溶液,溶液褪色,故答案为滴加品红溶液,溶液褪色;
(6)连续两次读数相同时表明已冷却至室温,上下移动烧杯可以调平液面。Zn+2HClZnCl2+H2↑,n(HCl)=,c(HCl)=mol·L-1。
【点睛】
排水量气法要读出正确数据,根据气体体积与温度、压强有关,则气体温度需要恢复至室温,装置内的压强和大气压要相同,所以左右装置的液面要相等。读数时,视线也要和凹液面的最低处相平。
2.A;MnO2+4H++2Cl−Mn2++Cl2↑+2H2O; (或B;2MnO4−+16H++10Cl−=2Mn2++5Cl2↑+8H2O); F D E G 排除装置内空气的干扰 可以随开随用,随关随停 排干净三颈瓶中的空气 滴入最后一滴标准溶液,溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化 %
【分析】
(1)由二氧化锰与浓盐酸加热(或高锰酸钾与浓盐酸)制备氯气,根据反应条件选择可得;
(2)制得的氯气混有HCl和水蒸气,一次用饱和食盐水、浓硫酸除去,氯气密度比空气大,选择导气管长进短出的收集方法,最后用碱石灰吸收多余的氯气,防止污染空气,据此分析可得;
(3)X制备NO气体,Y干燥NO气体,干燥的NO与氯气在Z中反应,
①X装置的优点是可以排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停;
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是排干净三颈瓶中的空气;
(4)已知:Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12)取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用cmol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,利用Ag2CrO4为砖红色沉淀来指示反应达到终点,氯元素守恒:ClNO~HCl~AgNO3,结合化学方程式定量关系计算亚硝酞氯(ClNO)的质量分数。
【详解】
(1)制取氯气可以用二氧化锰与浓盐酸加热或高锰酸钾与浓盐酸反应制得,选择A,发生的离子反应为:MnO2+4H++2Cl−Mn2++Cl2↑+2H2O,若选择B,发生的离子反应为:2MnO4−+16H++10Cl−=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,故答案为:A;MnO2+4H++2Cl−Mn2++Cl2↑+2H2O; (或B;2MnO4−+16H++10Cl−=2Mn2++5Cl2↑+8H2O);
(2)制得的氯气混有HCl和水蒸气,一次用饱和食盐水、浓硫酸除去,为保证除杂彻底,导气管均长进短出,氯气密度比空气大,选择导气管长进短出的收集方法,最后用碱石灰吸收多余的氯气,防止污染空气,故导气管连接顺序为a→f→g→c→b→d→e→j→h,装置F→D→E→G,故答案为:F;D;E;G;
(3)①用B装置制备NO,与之相比X装置可以排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停,故答案为:排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停;
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是排干净三颈瓶中的空气,故答案为:排干净三颈瓶中的空气;
(4)取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250mL 溶液,取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用cmol⋅L−1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准溶液,溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化,说明反应达到终点,
根据氯元素守恒:ClNO∼HCl∼AgNO3,
1 1
n cmol/L×20.00×10−3L×
n=cmol/L×20.00×10−3L×=c×20.00×10−3×10mol=0.2c mol,
亚硝酞氯(ClNO)的质量分数=×100%=%,故答案为:滴入最后一滴标准溶液,溶液中生成砖红色沉淀且半分钟内无变化;%。
3.HOOCCOOH HCOOCOOH +2NaOH+2H2O;+Na2CO3+CO2↑+H2O c 还原性 2 5 6 2 10 8 吸收CO2气体 H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O 酸的通性、还原性、热不稳定性
【分析】
(5)A装置加热分解乙二酸,B装置中CuSO4粉末可以检验是否有水生成,C装置中澄清石灰水可以检验是否有CO2生成,D装置除去CO2,E装置再对气体进行干燥,再与灼热的CuO粉末反应,若有CO生成则可以将CuO还原成Cu单质,可以看到粉末由黑色变为红色,且G中澄清石灰水变浑浊。
【详解】
(1)X的分子式为H2C2O4,不饱和度为2,应含有2个双键,又双键碳上连羟基不稳定,所以X可能的结构为HOOCCOOH或HCOOCOOH;
(2)乙二酸为二元中强酸,所以1mol草酸可以和2molNaOH反应,方程式为:+2NaOH+2H2O;乙二酸酸性强于碳酸,所以可以和碳酸钠反应生成二氧化碳,方程式为:+Na2CO3+CO2↑+H2O;
(3)等物质的量的乙二酸和NaOH混合反应生成NaHC2O4,溶液显酸性,说明HC2O4-的电离程度大于其水解程度,与NaHSO3溶液显酸性机理相似,所以选c;
(4)酸性高锰酸钾褪色说明高锰酸钾被还原,即乙二酸具有还原性;MnO4-→Mn2+,化合价降低5价,H2C2O4→CO2每个C化合价升高1价,则MnO4-与H2C2O4的系数比为2:5,再结合元素守恒可知方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(5)根据分析可知D装置是为了避免CO2对检验CO造成干扰而将二氧化碳吸收的装置;C中澄清石灰水变浑浊说明乙二酸分解产生二氧化碳,F中CuO粉末变红,G中澄清石灰水变浑浊说明有CO生成,B硫酸铜粉末变蓝说明有水生成,所以乙二酸发生的反应方程式为:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O;
(6)根据以上分析和实验可知草酸的化学性质为:酸的通性、还原性、热不稳定性。
4.Zn -2e- = Zn2+ 13.0 2NH4+ + 2 e- = 2 NH3↑+ H2↑ 白色沉淀逐渐溶解,产生刺激性气味的气体 将溶液加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒的一端置于试管口 红色石蕊试纸变蓝 MnO2做氧化剂 生成Mn2+离子 1:1 H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑ 上下移动B管,使A、B两管中液面相平
【分析】
⑴锌锰干电池的负极上Zn失去电子,负极反应为Zn -2e- = Zn2+,根据电子转移计算负极的质量减少,由NH4+离子在正极放电产生2种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒为氨气,另一种为氢气。
⑵①无色溶液中含Zn2+、NH4+,加碱均发生反应,先生成的白色沉淀能溶解在强碱溶液中,铵根离子与碱反应生成有刺激性气味的气体为氨气;②检验生成的氨气,则将溶液加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒的一端置于试管口,观察到红色石蕊试纸变蓝,证明含铵根离子。
⑶黑色粉末部分溶解,则二氧化锰反应生成锰离子,Mn元素的化合价降低;①等物质的量浓度、等体积H2O2溶液加入分液漏斗中,实验一中过氧化氢既是氧化剂又是还原剂,实验二中H2O2是还原剂,根据氧气的体积得出,等物质的量的过氧化氢均完全反应,则参加反应的H2O2的物质的量之比;②实验二中反应生成锰离子、水、氧气;③测量气体体积时,除要注意待气体温度恢复至室温、平视读数外,要注意上下移动B管,使A、B两管中液面相平。
【详解】
⑴锌锰干电池的负极上Zn失去电子,负极反应为Zn -2e- = Zn2+,负极消耗1mol时转移2mol电子,每通过0.4mol e-,负极质量减少0.2mol ×65g∙mol-1 = 13.0g,由NH4+离子在正极放电产生2种气体,其中一种气体分子是含10e-的微粒为氨气,另一种为氢气,正极反应为2NH4+ + 2 e- = 2 NH3↑+ H2↑;故答案为:Zn -2e- = Zn2+;13.0;2NH4+ + 2 e- = 2 NH3↑+ H2↑。
⑵①无色溶液中含Zn2+、NH4+,加碱均发生反应,先生成的白色沉淀能溶解在强碱溶液中,铵根离子与碱反应生成有刺激性气味的气体为氨气;故答案为:白色沉淀逐渐溶解,产生刺激性气味的气体。
②检验生成的氨气,则将溶液加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒的一端置于试管口,观察到红色石蕊试纸变蓝,证明含铵根离子;故答案为:将溶液加热,并将湿润的红色石蕊试纸贴在玻璃棒的一端置于试管口;红色石蕊试纸变蓝。
⑶黑色粉末部分溶解,则二氧化锰反应生成锰离子,Mn元素的化合价降低,则MnO2做氧化剂,生成Mn2+离子,故答案为:MnO2做氧化剂;生成Mn2+离子。
①等物质的量浓度、等体积H2O2溶液加入分液漏斗中,实验一中过氧化氢既是氧化剂又是还原剂,实验二中H2O2是还原剂,由氧气的体积1:2可知,等物质的量的过氧化氢均完全反应,则参加反应的H2O2的物质的量之比为1:1,故答案为:1:1。
②实验二中反应生成锰离子、水、氧气,离子反应为H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑,故答案为:H2O2 + 2H+ + MnO2 = Mn2+ + 2H2O+ O2↑。
③测量气体体积时,除要注意待气体温度恢复至室温、平视读数外,要注意上下移动B管,使A、B两管中液面相平,故答案为:上下移动B管,使A、B两管中液面相平。
【点睛】
原电池、离子反应、氧化还原反应及实验设计,明确习题中的信息及物质的性质即可解答。
5.MnO4−+5Fe2++8H+==Mn2++5Fe3++4H2O、Fe3++3SCN−Fe(SCN)3 0.1 mol/L KSCN溶液 一段时间后取少量反应后的 KSCN 溶液,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀 两个原因都有可能
【分析】
(1)①实验Ⅰ溶液变红,与亚铁离子被高锰酸钾氧化有关,亚铁离子被氧化成铁离子;
②SCN-被酸性KMnO4氧化为SO42-,设计成原电池反应,由电子转移方向可知左边石墨为负极,SCN-被氧化,X溶液为KSCN溶液,右边石墨为正极,Y溶液为KMnO4溶液;检验硫酸根离子,可加入盐酸酸化,再加入氯化钡检验;
(2)实验分别加入水、等浓度的硫酸镁、硫酸亚铁,溶液颜色依次变浅,可说明浓度、盐效应以及亚铁离子都对颜色有影响。
【详解】
(1)①实验Ⅰ溶液变红,与亚铁离子被高锰酸钾氧化有关,亚铁离子被氧化成铁离子,涉及反应为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,Fe3++3SCN−Fe(SCN)3 ,
故答案为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,Fe3++3SCN−Fe(SCN)3 ;
②SCN-被酸性KMnO4氧化为SO42-,设计成原电池反应,由电子转移方向可知左边石墨为负极,SCN-被氧化,X溶液为KSCN溶液,右边石墨为正极,Y溶液为KMnO4溶液;检验硫酸根离子,可加入盐酸酸化,再加入氯化钡检验,方法是一段时间后取少量反应后的KSCN溶液,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀,
故答案为:0.1 mol·L-1 KSCN溶液;一段时间后取少量反应后的KSCN溶液,先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液,出现白色沉淀;
(2)实验分别加入水、等浓度的硫酸镁、硫酸亚铁,溶液颜色依次变浅,结合题意Mg2+与SCN-难络合,可说明浓度、盐效应以及亚铁离子都对颜色有影响,可解释为水溶液的稀释使溶液变浅;“盐效应”使Fe3+跟SCN-结合成[Fe(SCN)] 2+的机会减少;SCN-与Fe2+反应生成无色络合离子,三者可能均有,
故答案为:两个原因都有可能。
6.Na2SO4 蒸馏烧瓶 导致SO2溶解损失,降低反应速率 a 干燥SO2气体 SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+ 无影响 将SO2先通入NaHCO3溶液,再将所得气体通过足量KMnO4(H+)溶液除去SO2,最后将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明H2SO3的酸性强于H2CO3
【分析】
(1)利用Na2O2具有强氧化性,SO2具有还原性,进行分析;
(2)①根据仪器特点,得出仪器的名称;
②利用SO2易溶于水,浓度对反应速率的影响;
③装置A中气体为SO2,利用SO2为酸性氧化物,进行分析;
④因为Na2O2能与水反应,因此装置B的作用是干燥SO2;
(3)SO2被NaOH吸收,得到Na2SO3,利用I2的氧化性将SO32-氧化成SO42-,书写出氧化还原反应;根据反应方程式,求出结果;
(4)盐酸具有挥发性,蒸出的SO2中混有HCl,干扰实验;
(5)利用酸性强的制取酸性弱的。
【详解】
(1)过氧化钠具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,据此可知,反应产物还可能是,故答案为:;
(2)的名称为蒸馏烧瓶,故答案为:蒸馏烧瓶;
二氧化硫能溶于水,使用稀硫酸,会导致溶解而损失,同时反应物浓度减小,化学反应速率减缓,
故答案为:导致溶解损失,降低反应速率答出一点即可;
试剂X的作用是干燥二氧化硫,二氧化硫能与碱或碱性氧化物反应,不能使用氧化钙干燥,故a符合题意,
故答案为:a;
的作用是干燥气体,故答案为:干燥气体;
(3)二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠,亚硫酸钠能被碘单质氧化为硫酸钠,则滴定反应的离子方程式为;滴定过程中消耗的碘单质的物质的量为,由离子反应方程式可知,溶液中的,由S元素的守恒可知样品中的物质的量为,则样品中的总含量为=;
故答案为:;;
(4)盐酸的酸性强于亚硫酸,故使用稀盐酸代替稀硫酸不影响二氧化硫的生成,且挥发出来的氯化氢也不与碘单质反应,故使用稀盐酸代替稀硫酸对所测的总含量不影响,
故答案为:不影响;
(5)利用强酸制弱酸的原理可证明不同酸的酸性强弱,证明的酸性强于具体实验为将先通入溶液,再将所得气体通过足量溶液除去,最后将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明的酸性强于。
故答案为:将先通入溶液,再将所得气体通过足量溶液除去,最后将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明的酸性强于。
7.玻璃棒 100mL容量瓶 取实验①中所得沉淀,滴加稀硫酸(或稀盐酸等)至过量,观察沉淀是否溶解 Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O Cu+ Cu2+ 产生NO2气体,污染环境
实验步骤
实验结论
向反应后的溶液中通入足量空气
若溶液变蓝,则假设成立
【分析】
(1)根据配制一定物质的量浓度溶液的步骤,确认需要的玻璃仪器都有哪些,得出结果;
(2)问题1是氢氧化铜是否是两性氢氧化物,既能与酸反应,又能与碱反应,因此第2步是向沉淀中加入稀硫酸,观察沉淀是否溶解;
(3)根据实验现象进行分析,得出反应得到Cu和Cu2+;
(4)根据信息①完成;
(5)铜和浓硝酸反应生成NO2,NO2有毒,污染环境;
(6)向反应后的溶液中通入足量的空气,NO2和O2反应生成硝酸,据此分析。
【详解】
(1)配制 溶液还需要容量瓶和玻璃棒。
(2)两性是指既能与酸反应,又能与碱反应,所以还需进行的实验是与酸的反应,实验具体内容为取实验中所得沉淀,滴加稀硫酸或稀盐酸等至过量,观察沉淀是否溶解。
(3)溶液变蓝说明有生成,红色固体是Cu,结合得失电子守恒和元素守恒可得反应的离子方程式:。
(4)由题目信息可知受热分解先生成CuO,继续加热后生成,即在高温下更稳定。在酸性条件下会发生歧化反应,所以在酸性条件下更稳定。
(5)浓硝酸与铜反应生成的有毒气体会污染环境。
(6)设计实验的目的是除去,而向反应后的溶液中通入空气即可将除去:。
8.CO2 H2 铁钉中含C加热条件下会和浓硫酸反应生成CO2;随着反应进行,浓硫酸变稀,铁与稀硫酸反应产生氢气 酸性KMnO4溶液 验证SO2是否吸收完全 澄清石灰水 无水硫酸铜变蓝色 防止空气中H2O进入干燥管而影响杂质气体的检验 a试管中有淡黄色沉淀生成 II Cl2+SO2+2H2O=4H++2Cl-+SO42-
【解析】
【分析】
(1)铁钉为碳素钢,除铁外还含有C,C也能与浓硫酸反应据此分析;
(2)A装置为发生装置,产生的气体有SO2、CO2、H2,混有水蒸气,根据实验目的逐步进行分析;
(3)实验目的是验证SO2的化学性质,从SO2具有还原性、氧化性、酸性氧化物的角度进行分析。
【详解】
碳素钢中含有铁和C等元素,随着反应的进行浓硫酸变稀,会和铁反应生成,铁钉中有C加热条件下会和浓硫酸反应生成;故答案为: ;铁钉中含C加热条件下会和浓硫酸反应生成;随着反应进行,浓硫酸变稀,铁与稀硫酸反应产生氢气;
根据(1)的分析,可能含有的气体是CO2、SO2、H2等,实验目的是验证气体成分,
①B装置验证并吸收SO2,装置B的作用是验证并吸收SO2,即试剂为KMnO4溶液,装置C中品红溶液的作用是验证SO2是否完全被吸收;若被吸收完全,装置C中品红溶液不褪色;
②装置D中加入澄清石灰水,可检验气体中是否有;
③装置E中浓硫酸可干燥气体,装置F中CuO与反应生成,G中无水硫酸铜吸收水后变蓝;
④空气中含有水蒸气,对H2还原CuO产物的验证产生干扰,装置H的作用是防止空气中进入干燥管而影响杂质气体的检验;
故答案为: 酸性溶液;验证是否吸收完全;澄清石灰水;无水硫酸铜变蓝色;防止空气中进入干燥管而影响杂质气体的检验;
(3)和发生氧化还原反应生成S,故a试管中有淡黄色沉淀生成。
故答案为:a试管中有淡黄色沉淀生成;
Ⅱ合理,被氧化生成,和反应生成白色沉淀,据此能证明的还原性。
故答案为:II;。
9.盐酸小液滴 FeCl3 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 另取一支试管,向其中加入KI淀粉溶液,再滴入几滴HCl溶液,在空气中放置,观察溶液是否变蓝 A 排除Fe3+将Br-氧化成Br2的可能性 该实验条件下,Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2 3MnO2+4FeCl3⋅6H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O
【分析】
(1) FeCl36H2O 受热失去结晶水,同时水解,生成HCI气体,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴;
(2) FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,发生络合反应,用KSCN溶液检验现象ii和A中的黄色气体,溶液均变红,说明含有FeCl3;
(3)①氯化铁具有强氧化性,可以将碘离子氧化为碘单质;
②作对照实验,需要除去Cl2和Fe3+的干 扰才能检验酸性情况下的O2影响,所以最好另取溶液对酸性情况下氧气的影响进行检验。因为原题中存在HC1气体,所以酸化最好选用盐酸;
(4)①方案1:除去Cl2中的FeCl3和O2 (H+), 若仍能观察到B中溶液仍变为蓝色 则证明原气体中确实存在Cl2,Cl2中的氯化氢的去除使用饱和NaCl溶液,饱和NaCl溶液也可以让FeCl3溶解,并且除去O2影响过程中提供酸性的HCI气体,从而排除两个其他影响因素;
②方案2:若B中观察到浅橙红色,则证明有物质能够将Br-氧化成Br2,若未检查到Fe2+,则证明是Cl2氧化的Br-,而不是Fe3+ 另外,因为还原剂用的不是I-,可不用考虑O2 ( H+)的影响问题;
③方案2:将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液,结果B中溶液呈橙红色,且未检出Fe2+ ,Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br 2;
(5)二氧化锰与FeCl36H2O 反应生成Fe2O3、MnCl2、Cl2及水,据此结合原子守恒书写反应方程式。
【详解】
(1) FeCl3⋅6H2O受热失去结晶水FeCl3⋅6H2OFeCl3+6H2O,同时水解FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,生成HCl气体,HCl和H2O结合形成盐酸小液滴,而形成白雾,故答案为:HCl小液滴;
(2) FeCl3溶液中滴入KSCN溶液,发生络合反应,Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3,生成血红色的硫氰化铁,用KSCN溶液检验现象ii和A中的黄色气体,溶液均变红,说明含有FeCl3,故答案为:FeCl3;
(1) ①碘离子具有还原性,氯化铁具有强氧化性,两者反应,碘离子被氧化为碘单质,反应离子方程式为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,故答案为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2;
②FeCl3⋅6H2O受热水解,生成HCl气体,作对照实验,需用盐酸酸化,另取一支试管,向其中加入KI-淀粉溶液,再滴入几滴HCl溶液,在空气中放置,观察一段时间后溶液是否变蓝,若一段时间后溶液变蓝则推测成立,故答案为:另取一支试管,向其中加入KI淀粉溶液,再滴入几滴HCl溶液,在空气中放置,观察溶液是否变蓝,进行推测;
(4) ①方案1:氯化铁能氧化碘离子,氧气在酸性条件下,能氧化碘离子,所以需除去Cl2中的FeCl3和O2(H+),若仍能观察到B中溶液仍变为蓝色,则证明原气体中确实存在Cl2,使用饱和NaCl溶液,可以让FeCl3溶解,并且除去O2影响过程中提供酸性的HCl气体,从而排除两个其他影响因素,故答案为:A;
方案2:若B中观察到浅橙红色,为溴水的颜色,则证明有物质能够将Br-氧化成Br2,铁离子不能氧化溴离子,若未检查到Fe2+,则证明是Cl2氧化的Br-,而不是Fe3+另外,因为还原剂用的不是I-,可不用考虑O2(H+)的影响问题,故答案为:排除Fe3+将Br-氧化成Br2的可能性;
选择NaBr溶液的依据是Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被氧化为Br2,故答案为:该实验条件下,Br-可以被Cl2氧化成Br2,但不会被Fe3+氧化为Br2 ;
(5)二氧化锰与FeCl3⋅6H2O反应生成Fe2O3、MnCl2、Cl2及水,反应方程式为:3MnO2+4FeCl3⋅6H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O,故答案为:3MnO2+4FeCl3⋅6H2O2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O。
【点睛】
本题根据FeCl3的强氧化性,进行解答;根据Fe3++3SCN-= Fe(SCN)3,生成血红色的硫氰化铁,选择用KSCN溶液检验Fe3+。
10.有大量红棕色气体生成 O2 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O 2NO2+2CN2+2CO2 当木炭燃烧时,体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度,所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验 主要是NO2具有助燃性,使木炭燃烧,同时也会发生与氧气的燃烧反应
【分析】
(1)碳与浓硝酸的反应中,碳被氧化为二氧化碳,浓硝酸中的氮被还原为二氧化氮,据此推断,浓硝酸被还原为二氧化氮红棕色气体;
(2)浓硝酸受热分解,产生红棕色气体应为二氧化氮,根据氧化还原反应的原理可知,氮的化合价降低,则氧的化合价升高,结合产生一种无色无味的单质气体可知该气体为氧气,据此答题;
(3)|①铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应,不需要加热,生成的NO2的能和水反应,密度比空气大,所以要用向上排空气法收集,据此可画出装置图; NaOH 溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐为硝酸钠和亚硝酸钠,根据氧化还原反应的原理结合元素守恒可写出化学方程式;
II. ①木炭在NO2气体中燃,结合元素守恒分析,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳,另一种无色气体且遇空气不变色,则为氮气;据此写出化学方程式;
②木炭在NO2气体中持续燃烧,火焰迅速变亮,本身就能说明碳与NO2气体能发生反应,另外在反应过程中体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度,所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验,据此答题;
③液面上木炭迅速燃烧,发出光亮,结合后面的对比实验可以看出,碳主要是和NO2的燃烧反应,也会发生与氧气的燃烧反应,因为两种气体在液面.上方均存在,据此答题。
【详解】
(1)碳与浓硝酸的反应中,碳被氧化为二氧化碳,浓硝酸中的氮被还原为二氧化氮,能证明浓硝酸表现氧化性的实验现象是,有大量红棕色气体生成,故答案为:有大量红棕色气体生成;
(2)浓硝酸受热分解,产生红棕色气体应为二氧化氮,根据氧化还原反应的原理可知,氮的化合价降低,则氧的化合价升高,结合产生一种无色无味的单质气体可知该气体为氧气,故答案为:O2;
(3)Ⅰ铜与浓硝酸反应为固体和液体的反应,不需要加热,生成的NO2的能和水反应,密度比空气大,所以要用向上排空气法收集,据此可画出装置图为,NaOH溶液的作用是吸收多余的NO2,NaOH溶液与NO2反应生成两种物质的量相等的正盐硝酸钠和亚硝酸钠,根据氧化还原反应的原理结合元素守恒可写出化学方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O;
故答案为:;2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O;
Ⅱ木炭在NO2气体中燃,结合元素守恒分析,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳,另一种无色气体且遇空气不变色,则为氮气;据此写出化学方程式为:2NO2+2CN2+2CO2,故答案为:2NO2+2CN2+2CO2;
因为在反应过程中体系中有NO2气体存在,所以氧气浓度低于空气中氧气浓度,所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验,
故答案为:当木炭燃烧时,体系中氧气浓度低于空气中氧气浓度,所以不用补充木炭在纯氧中燃烧的实验;
液面上木炭迅速燃烧,发出光亮,结合后面的对比实验可以看出,碳主要是和NO2的燃烧反应,也会发生与氧气的燃烧反应,因为两种气体在液面上方均存在,
故答案为:主要是NO2具有助燃性,使木炭燃烧,同时也会发生与氧气的燃烧反应。
11.MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O c 增加尾气处理装置 Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 2HClO2HCl+O2↑
【分析】
(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气。
(2) 用反应制取氯气,应选择固体和液体在加热条件下反应的装置。
乙装置中溶液与反应生成FeCl3。
碳酸钠溶液中通入少量,制得的具有漂白、消毒的物质是NaClO。
氯气有毒,不经处理就排放会造成环境污染,该实验没有尾气处理装置,应该用NaOH溶液吸收过量的氯气。
(3) NaClO与盐酸反应会生成氯气,发生了氯气和水反应的逆反应。
漂粉精的有效成分能与二氧化碳和水生成次氯酸,次氯酸不稳定,见光分解,所以应该密封保存。据此写出发生反应的化学方程式。
【详解】
浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生氧化还原反应生成氯化锰、氯气、水,反应化学方程式为 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
故答案为: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
甲中发生反应:,根据该反应知,反应物是固液混合的,反应条件是加热,应选择装置c;
故答案为:c;
氯气具有强氧化性,与氯化亚铁反应生成氯化铁,反应离子方程式为: ;
故答案为: ;
氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,盐酸和足量碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,由于酸性:,所以次氯酸和碳酸钠反应生成次氯酸钠和碳酸氢钠,所以化学方程式为:,具有漂白、消毒的物质是NaClO;
故答案为:NaClO;
氯气是有毒气体,所以不能直接排放到空气中,故应在丙装置后连接一个盛有NaOH溶液的洗气瓶防止氯气污染空气,改进措施为增加尾气处理装置;氯气与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为;
故答案为:;
次氯酸根离子与氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氯气和水,离子方程式为:;
故答案为:;
漂粉精的有效成分能与二氧化碳和水生成次氯酸,次氯酸不稳定,见光分解,所以应该密封保存。化学方程式为:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 2HClO2HCl+O2↑。
12.溶液酸性越强,Fe2+越稳定 c(H+)越大,不利于反应正向进行,抑制Fe2+被氧化 pH=5.5时,反应生成的Fe(OH)3有加快反应的作用 pH<1的稀硫酸
【详解】
(1)从表中数据可知,酸性越弱,5小时候溶液变色越明显,说明溶液酸性越强,Fe2+越稳定;
(2)pH=1的溶液总,c(H+)最大,说明c(H+)越大,不利于反应正向进行,抑制Fe2+被氧化;
(3)对于该反应而言,影响反应速率的因素有反应物的浓度、催化剂;随着反应的进行,反应物的浓度减小,反应速率减小,不符合图中曲线的走势,故影响氧化速率的是催化剂,且经排除后体系中5种物质,仅Fe(OH)3可以作催化剂,故0~10min Fe2+氧化速率逐渐增大的原因可能是pH=5.5时,反应生成的Fe(OH)3有加快反应的作用;
(4)根据题中的信息可知,pH=1的溶液中,Fe2+越稳定,故配制硫酸亚铁溶液时,须加入pH<1的稀硫酸。
13.NO 硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但Ⅰ中溶液变蓝,同时没有氢气放出 NO3-中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性 取Ⅱ中反应后的溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 8 10H+ 3 相同条件下,温度升高时,化学反应速率增大,但NO3-的还原速率增大的更多 H2 金属的种类、硝酸的浓度、温度
【分析】
⑴Ⅰ中无色气体NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体。
⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但Ⅰ中生成NO,因此可得NO3-没有发生反应不正确。
②NO3-中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性,证明NH4+的方法是去一定量溶液加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
③根据化合价降低得到电子配平得到。
⑶④根据现象和温度升高时,化学反应速率增大。
⑤根据元素分析和前面的信息得到答案。
⑷根据实验和几个反应现象得出答案。
【详解】
⑴Ⅰ中产生的无色气体遇空气变为红棕色,则为NO遇空气生成红棕色的二氧化氮气体;
故答案为:NO。
⑵①依据Ⅰ和Ⅱ硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但Ⅰ中溶液变蓝,同时没有氢气放出,故认为该浓度的硝酸中H+的氧化性大于NO3-,所以NO3-没有发生反应不正确,故答案为:硝酸浓度相同,铜的还原性弱于铁,但Ⅰ中溶液变蓝,同时没有氢气放出。
②元素的最高级具有氧化性,故NO3-中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性,推测出NO3-也能被还原;证实该溶液中含有NH4+的方法为:取Ⅱ中反应后的溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,故答案为:NO3-中氮元素的化合价为最高价,具有氧化性;取Ⅱ中反应后的溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体。
③NO3-被还原为NH4+的反应为:NO3- + 8e- + 10H+= NH4+ + 3H2O,故答案为:8;10H+;3。
⑶④根据现象可得,Ⅱ、Ⅲ生成氢气,Ⅳ生成有NO,因为相同条件下,温度升高时,化学反应速率增大,但NO3-的还原速率增大的更多,故答案为:相同条件下,温度升高时,化学反应速率增大,但NO3-的还原速率增大的更多。
⑤Ⅴ中无色气体是混合气体,根据元素分析,则一定含有遇空气变红棕色的NO气体和H2,故答案为:H2。
⑷根据实验,金属与硝酸反应时,影响硝酸的还原产物不同的因素有金属的种类、硝酸的浓度、温度,故答案为:金属的种类、硝酸的浓度、温度。
14.(球形)干燥管 Na2SO3+H2SO4 (浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O Mg+SMgS(或SO2+3MgMgS+2MgO) 分液 减小
【分析】
装置A制备二氧化硫,B是干燥装置,C是发生装置,D是尾气处理装置,结合实验原理和相关物质的性质分析解答。
【详解】
(1)观察仪器a可知为名称为球形干燥管,在尾气处理过程中的作用是为防止倒吸。
(2)装置A是制取SO2气体装置,但Cu或木炭与浓硫酸反应需要加热,根据装置不加热特点可知反应为浓硫酸和亚硫酸钠反应,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;
(3)实验完毕后观察到石棉绒上有黄色物质生成,将石棉绒及其附着物投入到稀盐酸中,会产生具有臭鸡蛋气味的气体,说明生成物中含有硫化物MgS,则镁与SO2除发生SO2+2Mg2MgO+S反应外,还可能发生的反应是Mg+SMgS(或SO2+3MgMgS+2MgO)。
(4)①实验完毕后,液体分为上、下两层,可采用分液方法分离。
②亚硫酸是弱酸,亚硫酸有强还原性,极易被氧气氧化生成强酸硫酸,溶液的酸性增强,反应的化学方程式为2H2SO3+O2=2H2SO4,因此向亚硫酸溶液中通入空气,溶液的pH会减小。
【点睛】
本题以探究SO2的性质为载体,侧重考查性质实验方案的设计与评价,掌握SO2的性质为解答关键,注意掌握性质实验方案的设计原则。
15.BDCA +H+===SO2↑+H2O 取少量白色固体于试管,加入盐酸,白色固体不溶解 打开K,通入一定时间N2(或Ar) Ca(ClO)2+SO2+H2O===CaSO4↓+HClO+HCl bd
【分析】
(1)浓硫酸与亚硫酸钠反应时会形成酸雾,酸雾中含有硫酸,所以SO2中混有硫酸;
(2)用饱和亚硫酸氢钠溶液除去SO2中的“酸雾”;
(3)②利用硫酸钙不溶于盐酸,亚硫酸钙溶于盐酸;
③打开K,向装置内通入N2(或Ar)等惰性气体,将装置内空气排出来,避免干扰。
(4)观察、分析SO2过量、少量的产物不完全相同;
(5)将问题转化成“检验次氯酸、硫酸”,利用次氯酸具有漂白性。
【详解】
(1)阅读文献知,浓硫酸与亚硫酸钠反应时会形成酸雾,酸雾中含有硫酸,所以SO2中混有硫酸,如果不净化SO2,硫酸与氯化钙反应产生硫酸钙。实验装置顺序:制备SO2、除去SO2中酸雾、SO2与氯化钙溶液反应、吸收尾气等。
(2)类似除去CO2气体中氯化氢,用饱和亚硫酸氢钠溶液除去SO2中的“酸雾”,化学方程式为2NaHSO3+H2SO4===Na2SO4+2SO2↑+2H2O。
(3)②利用硫酸钙不溶于盐酸,亚硫酸钙溶于盐酸。不能选择硝酸与白色沉淀反应,因为3CaSO3+2HNO3===3CaSO4↓+2NO↑+H2O。
③空气中氧气干扰,其过程为SO2+H2O===H2SO3,2H2SO3+O2===2H2SO4,CaCl2+H2SO4===CaSO4↓+2HCl。装置B中还有导管未用,可以打开K,向装置内通入N2(或Ar)等惰性气体,将装置内空气排出来,避免干扰。
(4)观察、分析SO2过量、少量的产物不完全相同。如果SO2少量,部分次氯酸没有被还原,即产物有次氯酸。
(5)将问题转化成“检验次氯酸、硫酸”,利用次氯酸具有漂白性,用品红溶液、紫色石蕊溶液检验,故选bd。
相关试卷
这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题强基练33物质含量的测定实验探究含解析,共29页。
这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题强基练15猜想型综合实验探究评价含解析,共31页。试卷主要包含了SO3和O2中的一种,SO3等内容,欢迎下载使用。
这是一份2022届高三化学一轮复习实验专题强基练4定性实验探究含解析,共34页。试卷主要包含了一氧化二氯等内容,欢迎下载使用。