2022届高考化学二轮复习专题05化学实验基础
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一、单选题,共13小题
1.(2022·全国·高三专题练习)关于下列仪器使用的说法错误的是
A.①、④不可加热 B.②、④不可用作反应容器
C.③、⑤可用于物质分离 D.②、④、⑤使用前需检漏
2.(2022·全国·高三专题练习)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
A
将铜丝插入浓硝酸中
制备
B
将密闭烧瓶中的降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入溶液中,加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束,将剩余固体放回原试剂瓶
节约试剂
A.A B.B C.C D.D
3.(2022·全国·高三专题练习)下列实验操作或方法,目的可实现的是
操作或方法
实验目的
A
向未知弱酸性试液中滴加含有SCN 的溶液
确证试液中Fe2+存在
B
等体积0.1 mol·L-1Ag+和[Ag(NH3)2]+溶液分别与大量1 mol·L-1葡萄糖碱性溶液形成银镜
判断多步过程中, 分步反应速率与浓度的关系
C
稀H2SO4酸化n(KBrO3): n(KBr)= 1 :5的混合液替代溴水
降低液溴的贮存与使用风险
D
向0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液中缓慢滴加0.2 mol·L-1盐酸
由浑浊情况测定单质硫的溶解度
A.A B.B C.C D.D
4.(2022·全国·高三专题练习)用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验,不能达到实验目的的是
A
B
C
D
配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液
检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫
检验溴乙烷消去产物中的乙烯
分离酒精和水
A.A B.B C.C D.D
5.(2022·全国·高三专题练习)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
6.(2022·全国·高三专题练习)针对下列实验现象表述不正确的是
A.用同一针筒先后抽取80 mL氯气、20 mL水,振荡,气体完全溶解,溶液变为黄绿色
B.在表面皿中加入少量胆矾,再加入3 mL浓硫酸,搅拌,固体由蓝色变白色
C.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液,再滴加双氧水,产生白色沉淀
D.将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶,镁条剧烈燃烧,有白色、黑色固体生成
7.(2022·全国·高三专题练习)下列实验操作不能达到实验目的是
选项
实验目的
实验操作
A
除去试管中附着的硫单质
加入适量氢氧化钠溶液并加热
B
配置银氨溶液
将氨水逐滴滴入硝酸银溶液至沉淀恰好溶解
C
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱
常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO溶液和CH3COONa 溶液的pH
D
检验加碘盐中的碘元素
取适量加碘盐溶解后,滴加数滴淀粉溶液
A.A B.B C.C D.D
8.(2022·全国·高三专题练习)氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体,易潮解,100℃时易升华。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.装置I中反应的离子方程式为MnO2+4HClMn2++Cl2↑+2Cl-+2H2O
B.装置II洗气瓶中加入饱和NaHCO3以除去Cl2中的少量HCl
C.装置III和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸
D.装置V的作用是为了防止倒吸
9.(2022·全国·高三专题练习)用下列装置完成相关实验,合理的是
A.图①:验证的酸性强于 B.图②:除去气体中的HCl杂质
C.图③:制取并收集乙酸乙酯 D.图④:收集
10.(2022·全国·高三专题练习)下列操作能达到相应实验目的的是
选项
实验目的
操作
A
除去粗盐中的
粗盐溶解后,依次加入、NaOH和溶液
B
探究同周期元素性质的递变规律
将Na、Mg、Al分别投入冷水中
C
验证丙烯醇中存在碳碳双键
向丙烯醇溶液中滴加适量酸性溶液
D
证明适当升高温度能促进醋酸的电离
向0.1的稀醋酸中滴入甲基橙,加热
A.A B.B C.C D.D
11.(2022·重庆·模拟预测)下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的
方案设计
现象和结论
A
探究NO2生成N2O4反应的吸放热
将充有NO2的密闭烧瓶放入热水中
烧瓶内气体颜色变浅,NO2生成N2O4的反应为吸热反应
B
比较CH3COOH和HF的酸性强弱
相同条件下,分别用pH试纸测定0.lmol·L-1CH3COONa溶液、1.0mol·L-1NaF溶液的pH
NaF溶液的pH>CH3COONa溶液的pH,证明CH3COOH的酸性比HF的酸性强
C
比较氢氧化铜和氢氧化镁Ksp的大小
向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液
先出现蓝色沉淀,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2]
D
镀锌铁皮锌镀层厚度的测定
装有镀锌铁皮的烧杯中加入足量稀硫酸
产生气泡的速率突然减小,证明镀锌层完全反应
A.A B.B C.C D.D
12.(2022·北京东城·一模)下列实验对应的结论正确的是
选项
A
B
C
D
实验
2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)
有白色沉淀产生
均有白色沉淀
产生白色沉淀(AgSCN)
结论
正反应放热
白色沉淀一定
是BaSO3
待测液中含有Cl-和SO
Ag+与Fe2+不反应
A.A B.B C.C D.D
13.(2022·北京东城·一模)下列实验所用主要仪器合理的是
A.除去粗盐中的少量泥沙——分液漏斗
B.实验室用自来水制取蒸馏水——冷凝管
C.配制一定质量分数的NaCl溶液——容量瓶
D.用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液——碱式滴定管
二、非选择题,共6小题
14.(2022·河北·模拟预测)碳化镁可用于制备乙炔。制备的原理是。以海水为原料制备碳化镁的工艺如下:
海水溶液
(1)氢氧化镁中会混有少量,提纯的操作是_______。
(2)电解熔融的时,阳极的电极反应式为_______。
(3)实验室制备HCl的一种原理是,从图1中选择装置制备并收集一瓶纯净的氯化氢。
①按气流从左至右,装置中导管口连接顺序为_______(填管口字母代号)。
②D装置中球形干燥管的作用是_______;本实验利用浓硫酸的性质_______有(填字母)。
a.难挥发性 b.强氧化性 c.酸性 d.吸水性
(4)制备碳化镁的装置如图2所示(装置中试剂均足量)。已知:,副产物有、等。
①配制浓硫酸和乙醇的混合液(体积比3:1)方法是_______。
②B装置中盛装的试剂是_______。F装置中集气瓶收集的气体有(除水蒸气外)_______(填化学式)。
③根据下列“物理量”可以计算质量的是_______(填字母)
a.乙醇的体积和密度 b.乙烯体积(标准状况)
c.镁的质量 d.浓硫酸的体积和密度
15.(2022·广东·珠海市第二中学模拟预测)AgNO3为中学常用化学试剂,某学习小组研究其性质。
(1)测量 0.1 mol/LAgNO3溶液pH值为4,用离子方程式解释其原因___________。
(2)AgSCN为白色沉淀,设计实验证明Ksp(AgSCN)>Ksp(AgI),完善以下实验步骤:
取0.1 mL1 mol/L AgNO3溶液于洁净的试管中,加入___________,振荡,再加入___________,振荡,观察到白色沉淀变成黄色,则证明上述结论。
探究一:证明AgNO3具有氧化性
(3)往4 mL0.1 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2 [pH≈2]溶液中滴加几滴___________,把混合溶液均分到加a、b两支试管中。同学甲往a试管中滴加少量0.1 mol/L AgNO3溶液,观察到产生少量白色沉淀和___________(填实验现象),证明AgNO3具有氧化性。
(4)同学乙认为:氧化Fe2+的,可能是Ag+,也可能是。若向b试管中滴加少量“检测试剂”,无明显现象,则证明氧化剂为Ag+。写出这种“检测试剂”的配方:___________。
探究二:AgNO3溶液与过量铁粉的反应
向酸化的0.1 mol/L AgNO3溶液[pH≈2]中加入过量铁粉,搅拌后静置,随着反应进行,在不同时间取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,同时有白色沉淀生成,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
①
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
②
30
产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深
③
120
产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅
(5)用离子方程式解释实验中①出现红色的原因:,___________,___________。
(6)解释实验②的现象:___________。
(7)用离子方程式解释实验③中红色变浅的原因:___________。
16.(2022·全国·模拟预测)回答下列问题
(1)金属与硝酸反应通常不能生成H2,用3mol/L HNO3与过量铁粉反应,HNO3的还原产物主要是NO,请写出反应的离子方程式:___________。
有同学在查阅文献时发现文献有记载:HNO3与铁反应能产生H2。于是其小组进行了金属铁与硝酸反应能否产生H2及其有利条件的探究。
实验I:20℃,将过量铁粉溶于0.5mol·L-1 HNO3中,立即有无色气体生成,充分反应后,溶液几乎无色。
(2)检验气体:方法如图所示。
确认气体是H2,不含NO。实验证据是___________。
(3)检验溶液:取上层清液,等分两份
①向一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液,___________ (填现象),说明含有Fe2+。
②向另一份加入NaOH溶液,产生灰绿色沉淀;加热至沸,有刺激性气味气体逸出,用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。综合①、②,说明实验I中发生的反应有Fe+2H+=Fe2++H2↑,另外还有___________ (写出离子方程式)。
对H2产生的原因提出假设:在稀的酸性溶液中,HNO3中H+的氧化性大于NO,验证如下:
(4)实验II:将铜粉溶于0.5mol/L HNO3中。经检测,发现没有___________生成,初步证实假设不成立。
(5)再次查阅文献发现:在酸性介质中,尽管电极电势数据显示NO离子是个颇强的氧化剂,然而动力学原因导致它在稀酸中的反应一般都很慢。于是小组改变条件重复实验I,向2mL 0.5mol·L-1 HNO3中加入过量铁粉,结果如下:
实验序号
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
温度
20℃
40℃
60℃
生成H2体积
6.0mL
3.4mL
2.6mL
经检验,实验III、IV、V中,NO的还原产物与实验I相同。
从反应速率的角度解释温度升高H2体积减少的原因___________。
(6)综上所述,有利于金属与硝酸反应生成氢气的条件是___________。
17.(2021·浙江省杭州学军中学模拟预测)某固体化合物X由5种元素组成。某学习小组进行了如图实验:
已知气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答:
(1)X中含有的元素有___,气体B的电子式___。
(2)X的化学式__。
(3)X的水溶液可以与纤维素作用,工业上利用此性质得到产物名称__。
(4)写出X隔绝空气强热生成A、D、E的化学方程式___。
18.(2021·四川·成都七中一模)三氧化二(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料,催化剂和氧化剂等。以含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量MnO2,NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图所示:
已知:
Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。
Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表:
沉淀物
Fe(OH)3
Co(OH)2
Ni(OH)2
完全沉淀时的pH
3.7
9.0
9.2
回答下列问题:
(1)“滤渣1”的化学式为__,“酸浸”时Co2O3发生的反应的化学方程式是__。
(2)“酸浸”时加入H2O2的目的是__。生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,可能的原因是__。
(3)某萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示:
使用该萃取剂时应控制的pH约为__,理由是__。
(4)“操作1”所得副产品的一种用途为__。已知该物质的溶液加热到100℃时会变质,该物质的溶解度见表:
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
溶解度/g
70.6
73.0
75.4
78.0
81.0
84.5
88.0
操作1是__(填字母)。
A.蒸发结晶 B.降温结晶 C.减压蒸发结晶
(5)“沉钴”时发生反应的离子方程式为__。
(6)有机相提取的Ni2+再生时可用于制备氢电池,该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+M=NiOOH+MH。则放电时负极的电极反应式为__。
19.(2022·全国·高一)含氯消毒剂和过氧化物消毒剂均可有效灭杀新冠病毒。
Ⅰ.二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂。制备ClO2常见的方法有:
方法1:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O
方法2:在酸性条件下,由NaClO3和双氧水反应制备ClO2。
(1)ClO2中氯元素的化合价是___,H2O2的电子式是___。
(2)方法1的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比是___。
(3)方法2发生反应的离子方程式是___。
(4)和方法2比较,方法1的不足之处是___(写出一点即可)。
Ⅱ.过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),俗名固态双氧水,具有去污杀菌等功效。其制备原理为:2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)=2Na2CO3·3H2O2(aq) ΔH<0。
(5)结合过氧化氢和碳酸钠的性质,推测制备过碳酸钠的原料中,碳酸钠与过氧化氢的物质的量之比应___(填“>”、“<”或“=”)2∶3,且加入Na2CO3溶液速度不能过快,原因是__。
(6)过碳酸钠的储存稳定性是重要的品质指标。以不同种类的稳定剂制备的过碳酸钠产品,测得其活性氧质量分数随时间的变化如图所示。
由图可知,制备过碳酸钠时应选择的稳定剂是__(填图中字母序号),理由是___。
参考答案:
1.A
【解析】
①是锥形瓶,②是酸式滴定管,③是蒸馏烧瓶,④是容量瓶,⑤是梨形分液漏斗
A.锥形瓶可以加热,但需要加石棉网,容量瓶不能加热,A项符合题意;
B.酸式滴定管用于量取一定体积的溶液,容量瓶只能用于配制一定物质的量浓度的溶液,都不能作反应容器,B项不符合题意;
C.蒸馏烧瓶用于蒸馏操作,分离相互溶解的液体,分液漏斗用于分液操作,分离相互不溶解的液体,两者均可用于物质分离,C项不符合题意;
D.酸式滴定管带有旋塞、容量瓶带有瓶塞、分液漏斗带有瓶塞和旋塞,使用前均需检查是否漏水,D项不符合题意;
故选A。
2.B
【解析】
A.将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮,不能达到实验目的,A不符合题意;
B.二氧化氮气体在一定条件下存在平衡:,正反应为放热反应,NO2为红棕色气体,将密闭烧瓶中NO2降温,会使该平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,因此可达到实验目的,B符合题意;
C.乙醇与水互溶,不能作碘单质的萃取剂,做法不正确,C不符合题意;
D.一般情况下,剩余试剂需放到指定的容器中,不能放回原试剂瓶,以防污染原试剂,操作错误,D不符合题意;
故选B。
3.C
【解析】
A.向未知弱酸性试液中滴加含有SCN 的溶液,Fe3+与SCN反应溶液出现血红色,可确定试液中Fe3+存在,而与Fe2+不反应,A与题意不符;
B.Ag+与葡萄糖碱性溶液不能发生银镜反应,应该用银氨溶液,B与题意不符;
C.液溴易挥发,有毒;稀H2SO4酸化n(KBrO3):n(KBr)=1:5的混合液反应生成单质溴,混合液替代溴水可降低液溴的贮存与使用风险,C符合题意;
D.向0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液中缓慢滴加0.2 mol·L-1盐酸反应生成单质硫和二氧化硫气体,单质硫不溶于水,不便于通过测定盐酸的体积测定硫的物质的量,D与题意不符;
答案为C。
4.D
【解析】
A.图示为配制一定量浓度溶液的转移操作,图示操作正确,故A 能达到实验目的;
B.浓硫酸和铜在加入条件下反应生成二氧化硫,二氧化硫具有漂白性,通入到品红溶液中,若品红褪色,则证明生成二氧化硫,二氧化硫气体是大气污染物,不能排放到空气中,试管口用浸有氢氧化钠溶液的棉花团吸收二氧化硫,图示正确,故B能达到实验目的;
C.溴乙烷在氢氧化钠醇溶液加热作用下发生消去反应生成乙烯,由于乙醇易挥发,制得的乙烯中含有乙醇蒸汽,先通过水,使乙醇溶于水,在将气体通入酸性高锰酸钾溶液中,若酸性高锰酸钾溶液褪色,则可以证明反应中产生乙烯,故C能达到实验目的;
D.乙醇和水任意比互溶,分液操作无法分离,故D不能达到实验目的;
答案选D。
5.D
【解析】
在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。
A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;
D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。
故选D。
本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
6.A
【解析】
A.氯气可溶于水,在常温时,1体积水大约能溶解2体积氯气,因而20mL水大约能溶解40mL氯气,气体大约剩余40mL未溶解,A项错误;
B.胆矾指的是五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O),其显蓝色,而浓硫酸具有吸水性,CuSO4·5H2O变为CuSO4,CuSO4为白色固体,B项正确;
C.双氧水将SO2氧化,离子方程式为H2O2+SO2 =SO42-+2H+,氯化钡溶液中Ba2+与SO42-生成BaSO4白色沉淀,C项正确;
D.将点燃后的镁条伸入充满二氧化碳的集气瓶,发生反应的化学方程式为,MgO为白色固体,C是黑色固体,D项正确。
故答案选A。
7.D
【解析】
A.根据反应3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O,故可以用加入适量氢氧化钠溶液并加热的方法来除去试管中附着的硫单质,A不合题意;
B.将氨水逐滴滴入硝酸银溶液至沉淀恰好溶解,这样制备得到银氨溶液,B不合题意;
C.根据盐类水解的规律“越弱越水解”可知,常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO溶液和CH3COONa 溶液的pH,发现前者pH大,说明前者水解程度大,则说明HClO的酸性比CH3COOH的弱,C不合题意;
D.检验加碘盐中的碘元素是以KIO3的形式存在,不能使淀粉溶液变蓝,故通过滴加数滴淀粉溶液到加碘盐溶液中不能检验出碘元素, D符合题意;
故答案为:D。
8.C
【解析】
装置I为制备氯气的发生装置,装置II中盛有饱和食盐水,可除去氯气中的HCl;装置III为干燥氯气的装置,应该盛装浓硫酸,干燥的氯气通过与铁粉共热生成氯化铁,因为氯化铁易潮解,为防止氯化铁水解,装置IV应盛装浓硫酸,过量的氯气可利用氢氧化钠溶液进行尾气处理,又因为氯化铁100℃时易升华,所以装置V是为了防止氯化铁升华溢出,据此分析解答。
A.浓盐酸在书写离子方程式中需拆分,所以装置I中反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,A错误;
B.NaHCO3会与HCl反应,不能达到除杂目的,所以装置II洗气瓶中应该加入饱和NaCl以除去Cl2中的少量HCl,B错误;
C.根据上述分析可知,装置III和装置IV洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸,其作用为吸收水蒸气,C正确;
D.因为氯化铁在100℃时易升华,所以装置V的作用是防止氯化铁升华溢出,D错误;
故选C。
9.D
【解析】
A.浓盐酸易挥发,盐酸与硅酸钠反应,不能比较碳酸、硅酸的酸性,故A错误;
B.碳酸钠溶液会与二氧化碳反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠从溶液中析出来,将二氧化碳也除去了,故B错误;
C.图③:收集乙酸乙酯应该用饱和碳酸钠溶液,故C错误;
D.氨气密度小于空气,用向下排空气法收集氨气,故D正确;
故选D。
10.D
【解析】
A.加过量的NaOH溶液可以将沉淀,加入过量的溶液可以将沉淀,及剩余的可以用溶液沉淀,加入的顺序为NaOH、或,A错误;
B.Mg、Al与冷水均不反应,B错误;
C.碳碳双键和—均能被酸性溶液氧化,C错误;
D.稀醋酸中存在电离平衡,加热,平衡正向移动,溶液pH减小,甲基橙出现颜色的变化,能证明适当升高温度促进醋酸的电离,D正确;
故选D。
11.C
【解析】
A.NO2生成N2O4是放热反应,温度升高,反应向生成红棕色气体二氧化氮的方向移动,现象和结论不正确,故A错误;
B.方案设计中CH3COONa和NaF的浓度不相同,方案设计不正确,不能比较CH3COOH和HF的酸性强弱,B错误;
C.氢氧化镁和氢氧化铜是同类型的物质,向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,先出现蓝色沉淀,说明氢氧化铜更难溶,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],C正确;
D.锌铁都能和酸反应,方案设计不合理,锌反应的同时,可能就有铁发生反应,D错误。
故选C。
12.A
【解析】
A.2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色)在热水中呈红棕色,说明加热平衡逆向移动,正反应是放热反应,故A正确;
B.3Ba2++2NO+3SO2+2H2O =3BaSO4 +2NO+4H+,产生的白色沉淀是硫酸钡,故B错误;
C.碳酸钠加硝酸银和氯化钡产生碳酸银和碳酸钡均为白色沉淀,不一定是待测液中含有Cl-和SO,故C错误;
D.Fe2++Ag+ Ag+Fe3+是可逆反应,产生白色沉淀(AgSCN),不能说明Ag+与Fe2+不反应,故D错误;
故选A。
13.B
【解析】
A. 分离固体和溶液,用过滤法,除去粗盐中的少量泥沙用漏斗,故A错误;
B. 实验室用自来水制取蒸馏水采用蒸馏的方法,仪器要用蒸馏烧瓶、冷凝管等,故B正确;
C. 配制一定质量分数的NaCl溶液用烧杯、玻璃棒和天平,故C错误;
D. 酸性KMnO4溶液具有强氧化性,不能用碱式滴定管盛装,用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液要用酸式滴定管,故D错误;
故选B。
14.(1)在浊液中加入足量的[或等]溶液,搅拌、过滤
(2)
(3) ebacdf 防倒吸 ad
(4) 将一定量的浓硫酸沿烧杯壁缓缓注入盛有适量乙醇的烧杯中,用玻璃棒搅拌,冷却至室温 NaOH溶液 、 c
【解析】
(1)氢氧化镁的溶解度小于氢氧化钙,在氢氧化镁浊液中加入溶液,发生反应:,过滤得到较纯的氢氧化镁。
(2)电解熔融氯化镁时在阴极上析出镁,在阳极产生氯气。
(3)①制取并收集氯化氢:发生装置(C)、干燥装置(A)、收集装置(B)、尾气处理装置(D),导管口连接顺序为acdf[注意:干燥装置中长导管进气,短导管出气;氯化氢的密度大于空气,用向上排空气法收集氯化氢]。
②氯化氢易溶于水,吸收尾气用球形干燥管防倒吸。浓硫酸是高沸点酸,难挥发,用高沸点酸制备低沸点酸原理来制备氯化氢,干燥装置(A)中盛装的浓硫酸利用了其吸水性。
(4)①浓硫酸的密度大于乙醇,配制混合液时将浓硫酸注入乙醇中,避免液体飞溅。
②用氢氧化钠溶液除去乙烯中的等酸性气体,再用浓硫酸干燥。E装置用于吸收水蒸气,避免碳化镁与水反应生成氢氧化镁和乙炔。F中收集到的气体有D中生成的和未反应的乙烯。
③由于乙醇制备乙烯时会产生副产物,不能用乙醇的体积和密度作计算依据;浓硫酸只是作催化剂,不能作为计算依据;乙烯只有部分参与反应,未反应的乙烯进入尾气中,乙烯的体积不能作为计算依据。可以根据镁的质量计算碳化镁的质量。
15.(1)Ag++H2OAgOH+H+
(2) 过量KSCN溶液(或加KSCN溶液至不再有白色沉淀产生) 几滴KI溶液
(3) KSCN溶液(或NH4SCN溶液) 溶液变红色
(4)配制0.1 mol/L AgNO3溶液中,滴入适量硝酸,调pH为4或向0.1 mol/L NaNO3溶液中,滴加0.1 mol/L硝酸,调pH为4
(5) Fe2++Ag+=Fe3++Ag Fe3++3SCN-Fe(SCN)3
(6)此时主要发生反应为,c(Ag+)比3 min时减小,产生的AgSCN的白色沉淀减少;c(Fe3+)较3 min时增大,生成Fe(SCN)3增多,溶液红色加深
(7)Fe+2Fe3+=3Fe2+
【解析】
(1)
AgNO3是强酸弱碱盐,在溶液中Ag+会发生水解反应,消耗水电离产生的OH-产生AgOH和H+,水解反应的离子方程式为:Ag++H2OAgOH+H+,水解反应的发生使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-),因此溶液显酸性,pH=4;
(2)
向0.1 mL1 mol/L的AgNO3溶液中加入过量KSCN溶液(或加KSCN溶液至不再有白色沉淀产生),会发生沉淀反应:Ag++SCN-=AgSCN↓,产生AgSCN白色沉淀,AgSCN在溶液中存在沉淀溶解平衡:AgSCN(s)Ag+(aq)+SCN-(aq),再向溶液中加入几滴KI溶液,I-与AgSCN溶解电离产生的Ag+反应产生AgI黄色沉淀,从而证明在溶液中存在沉淀转化,说明溶度积常数:Ksp(AgSCN)>Ksp(AgI);
(3)
往4 mL0.1 mol/L(NH4)2Fe(SO4)2 [pH≈2]溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液显无色,说明溶液中无Fe3+。然后把混合溶液均分到加a、b两支试管中。同学甲往a试管中滴加少量0.1 mol/L AgNO3溶液,观察到产生少量白色沉淀,同时看到溶液变为红色,说明溶液中产生了Fe3+,Fe2+被氧化产生Fe3+;
(4)
同学乙认为:氧化Fe2+的,可能是Ag+,也可能是。若向b试管中滴加少量“检测试剂”,无明显现象,则证明氧化剂为Ag+。则该溶液应该含有,同时溶液pH=4,进行实验对比,故这种“检测试剂”的配方为:向0.1 mol/L NaNO3溶液中,滴加0.1 mol/L硝酸,调pH为4;
(5)
①白色沉淀可能为Ag+与SCN-反应生成的AgSCN,Ag++SCN-=AgSCN↓,溶液变为红色的原因可能是由于:Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,Fe2++Ag+=Fe3++Ag,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;
(6)
②实验②中产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深,可能是由于此时主要发生反应为Fe2++Ag+=Fe3++Ag,导致c(Ag+)比3 min时减小,产生的AgSCN的白色沉淀减少;c(Fe3+)较3 min时增大,生成Fe(SCN)3增多,c[Fe(SCN)3]增大,溶液红色加深;
(7)
③在120 min时溶液红色较30 min时变浅,可能是由于溶液中生成的Fe3+与加入的过量的Fe发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,导致c(Fe3+)较30 min时减小,生成Fe(SCN)3的量减少,c[Fe(SCN)3]减小,因而溶液红色变浅。
16.(1)3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O
(2)气体遇空气未见红棕色,点燃肥皂泡,发出爆鸣声
(3) 产生蓝色沉淀 4Fe+NO+10H+=4Fe2++NH+3H2O
(4)H2
(5)温度升高,H+、NO被还原的速率均增大,NO被还原的速率增大的更多;H+同时被消耗,H+得电子机会减少,导致产生的H2体积减少
(6)较低温度、低浓度硝酸
【解析】
已知铁粉与稀硝酸反应会生成H2,根据图示所做实验,产生的气体为无色,点燃时,有尖锐的爆鸣声,容器壁出现无色液滴,其气体为氢气,铁粉过量,则铁变为亚铁离子;反应后溶液,加入足量NaOH溶液并加热,产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,铁粉与硝酸还能反应生成铵根离子。
(1)
稀HNO3与过量铁粉反应生成亚铁离子,还原产物主要是NO,离子方程式:3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O。
(2)
NO遇氧气生成二氧化氮变红棕色,而氢肥皂泡中氢气可燃烧,不纯的话有爆鸣声,所以确认气体是H2,不含NO的实验证据是气体遇空气未见红棕色,点燃肥皂泡,发出爆鸣声。
(3)
①如产物有亚铁离子,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,会产生蓝色沉淀,离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓;②加入NaOH溶液,加热至沸,有刺激性气味气体逸出,用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,说明产物有,则另外发生的反应为:4Fe++10H+=4Fe2+++3H2O。
(4)
同样是0.5mol/L HNO3,Fe反应能产生H2,铜粉能反应但不产生氢气,则无法证明0.5mol/L HNO3中H+的氧化性大于。
(5)
H+、都有氧化性,可被还原,温度升高,H+、被还原的速率均增大,被还原的速率增大的更多,导致H2体积减少。
(6)
较低温度和低浓度的硝酸有利于金属与硝酸反应生成氢气。
本题考查性质检验实验,解答这类题时要根据物质的化学性质,知道发生的化学反应以及有关产物,最后得出结论,难度中等。
17.(1) Cu、N、S、O、H
(2)Cu(NH3)4SO4•2H2O
(3)铜氨纤维
(4)2Cu(NH3)4SO4•2H2O2CuO+8NH3↑+2SO2↑+O2↑+2H2O
【解析】
气体A用碱石灰吸收后剩余气体B,且气体B能使湿润红色石蕊试纸变蓝,则B为NH3,其物质的量为,质量为0.4mol×17g/mol=6.8g,则气体A中除NH3外的气体总质量为10.4g-6.8g=3.6g,此气体被碱石灰吸收,应为水蒸气,物质的量为;固体C的质量为26.4g-10.4g=16g;加热分解后生成的黑色固体D应为CuO,混合气体E通入足量BaCl2溶液生成的白色沉淀23.3g,应为BaSO4,其物质的量,根据原子守恒可知,若气体为SO3应为0.1mol,质量为8g,则混合气体应为0.1molSO2和0.05molO2;则黑色固体D质量为8g,其物质的量为,故X分解后生成的NH3、H2O、CuO、SO2和O2的物质的量之比为(0.4mol):(0.2mol):(0.1mol):(0.1mol):(0.05mol)=8:4:2:2:1,此化合物中含有Cu、N、S、H、O一共5种元素,结合原子守恒和质量守恒分析解题。
(1)
由分析知X中含有的元素有Cu、N、S、H、O;气体B为NH3,电子式是;
(2)
此化合物中含有Cu2+:NH4+:SO42-:H2O的物质的量之比为0.1mol:0.4mol:0.1mol:0.2mol=1:4:1:2,X的化学式Cu(NH3)4SO4•2H2O;
(3)
Cu(NH3)4SO4•2H2O的水溶液可以与纤维素作用,工业上利用此性质得到产物名称铜氨纤维;
(4)
X分解后生成的NH3、H2O、CuO、SO2和O2的物质的量之比为(0.4mol):(0.2mol):(0.1mol):(0.1mol):(0.05)=8:4:2:2:1,则Cu(NH3)4SO4•2H2O隔绝空气强热生成A、D、E的化学方程式为:2Cu(NH3)4SO4•2H2O2CuO+8NH3↑+2SO2↑+O2↑+2H2O。
18.(1)
(2) 将+3价的钴还原为,将氧化为,便于后续调节pH后除去 酸浸反应放热,使双氧水分解;废料中的或生成的催化双氧水分解
(3) 2.5~3.3 萃取剂在该pH时对、萃取率差别大,能分离、两种离子
(4) 做氮肥 c
(5)
(6)
【解析】
(1)
由已知I可知,酸浸后浸出液中含有的阳离子为、、、,再由已知II可知,当调节pH至3.7时,会先以沉淀的形式析出,所以“滤渣1”的化学式为;酸浸时在酸性条件下与发生氧化还原反应生成、氧气和水,依据得失电子守恒、质量守恒,化学方程式为:。
(2)
由分析可知,加入过氧化氢的目的是酸性条件下,氧化钴与过氧化氢发生氧化还原反应生成,四氧化三铁中的与过氧化氢发生氧化还原反应生成;过氧化氢的稳定性差,酸浸时,反应放热,放出的热量能使过氧化氢分解,同时,废料中的二氧化锰或溶液中的也可以做过氧化氢分解的催化剂,加快过氧化氢的分解,导致实际消耗的过氧化氢的量大于理论值。
(3)
使用该萃取剂萃取,单纯从萃取率考虑,萃取率越高越好,但同时还要考虑到尽可能的不被萃取,两方面综合考虑,pH应控制在2.5~3.3;因为萃取剂在该pH时对、萃取率差别大,能分离、两种离子。
(4)
整个过程中加入的物质有:硫酸、过氧化氢、氨水和碳酸氢铵,过氧化氢和碳酸氢根在反应过程中反应完全,依据质量守恒,溶液中还有的物质为硫酸铵,可用作氮肥;从溶解度角度看,硫酸铵的溶解度随温度升高有所增大,但变化量不大,且硫酸铵受热易分解,因此操作1应采取减压蒸发结晶,选c。
(5)
沉钴时发生的反应为向水相中加入氨水和碳酸氢铵溶液,亚钴离子转化为沉淀,钴元素化合价不变,因此发生非氧化还原反应,离子方程式为:。
(6)
由电池充电时的总反应可知,放电时负极为MH,失电子化合价升高,发生氧化反应生成M,因此放电时负极电极反应式为:。
19.(1) +4
(2)1∶2
(3)2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O
(4)产生的氯气会污染环境、生成等量的ClO2消耗的酸多、产生的废液多等
(5) < H2O2与Na2CO3快速反应将放出大量的热,造成H2O2的分解而损失
(6) a 采用复合稳定剂制备的产品中活性氧质量分数最高,且随着存储时间的延长活性氧质量分数变化不大
【解析】
(1)
已知ClO2中O的化合价为-2价,根据化学式中所有元素的化合价代数和为0,可知ClO2中氯元素的化合价是+4价,H2O2是共价化合物,故其电子式是,故答案为:+4;;
(2)
方法1的反应中,分析反应方程式2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O可知,NaClO3中的Cl的化合价由+5价降低到ClO2中的+4价,被还原,故ClO2还原产物,NaCl的Cl的化合价由-1价升高到Cl2中的0价,被氧化,Cl2为氧化产物,则氧化产物与还原产物的物质的量之比是1:2,故答案为:1:2;
(3)
方法2即在酸性条件下,由NaClO3和双氧水反应制备ClO2,反应中Cl的化合价由+5降低到+4,故H2O2中的O的化合价升高,即由-1升高到0价,根据氧化还原反应配平可知,发生反应的离子方程式是2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O,故答案为:2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O;
(4)
比较方法1:2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2↑+Cl2↑+2Na2SO4+2H2O和方法2:2ClO+H2O2+2H+=2ClO2↑+O2↑+2H2O,不难方法1的不足之处是产生的氯气会污染环境、生成等量的ClO2消耗的酸多、产生的废液多等,故答案为:产生的氯气会污染环境、生成等量的ClO2消耗的酸多、产生的废液多等;
(5)
结合过氧化氢和碳酸钠的性质,推测制备过碳酸钠的原料中,由于H2O2能够分解生成H2O和O2,受热后加快其分解,Na2CO3性质较稳定,反应过程中H2O2应适当过量,故碳酸钠与过氧化氢的物质的量之比应<2∶3,由题干信息可知2Na2CO3(aq)+3H2O2(aq)=2Na2CO3·3H2O2(aq) ΔH<0该反应是个放热反应,故若加入Na2CO3溶液速度过快,则导致溶液的温度快速上升,H2O2分解加速造成损失,故答案为:<;H2O2与Na2CO3快速反应将放出大量的热,造成H2O2的分解而损失;
(6)
由题干图示信息可知,采用复合稳定剂制备的产品中活性氧质量分数最高,且随着存储时间的延长活性氧质量分数变化不大,故答案为:a;采用复合稳定剂制备的产品中活性氧质量分数最高,且随着存储时间的延长活性氧质量分数变化不大。
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