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广东省2023年高考化学模拟题汇编-20水的电离及溶液的酸碱性
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这是一份广东省2023年高考化学模拟题汇编-20水的电离及溶液的酸碱性,共23页。试卷主要包含了单选题,实验题,工业流程题等内容,欢迎下载使用。
广东省2023年高考化学模拟题汇编-20水的电离及溶液的酸碱性
一、单选题
1.(2023·广东·统考一模)拟在实验室完成一系列实验:①粗盐提纯;②利用提纯后的NaCl模拟“侯氏制碱法”制备纯碱;③用盐酸标准液滴定纯碱溶液以测定Na2CO3含量。在实验过程中,下列仪器不可能用到的是
A. B. C. D.
2.(2023·广东广州·统考一模)以酚酞为指示剂,用溶液滴定一元酸的溶液。溶液中,、分布系数(,比如的分布系数:)随的变化关系如图所示,下列叙述不正确的是
A.曲线①代表,曲线②代表
B.的数量级为
C.滴定过程中,溶液中不断减小
D.滴定终点时,
3.(2023·广东·校联考一模)邻苯二甲酸氢钾(KHP,摩尔质量为204)通常用于标定酸、碱的浓度。高氯酸溶液滴定含0.286g(约mol)KHP溶液的电位变化如图所示,滴定原理为,已知A为滴定终点。下列说法错误的是
A.根据图像可知邻苯二甲酸氢钾溶液呈酸性
B.邻苯二甲酸氢钾溶液中存在:
C.A点溶液中存在:
D.高氯酸的浓度约为0.100
4.(2023·广东深圳·统考一模)化学实验是化学探究的一种重要途径。下列有关实验的描述正确的是
A.用湿润的蓝色石蕊试纸检验
B.中学实验室中,可将未用完的钠放回原试剂瓶
C.进行焰色试验时,可用玻璃棒替代铂丝
D.酸碱中和滴定实验中,应先用待测液润洗锥形瓶
5.(2023·广东江门·校联考模拟预测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.加入镁粉产生H2的溶液:Na+、、I-、
B.加入酚酞变红的溶液:Na+、K+、、Br-
C.c(Ba2+)=0.1mol/L的溶液:K+、H+、、Cl-
D.由水电离出的c(OH-)=10-13mol/L的溶液:Al3+、Na+、ClO-、
6.(2023·广东清远·清新一中校考模拟预测)下列有关实验装置的说法错误的是
A.制备 B.乙烯喷泉实验
C.牺牲阳极的阴极保护法 D.酸性KMnO4溶液滴定K2C2O4溶液
7.(2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
配制一定物质的量浓度的NaCl溶液
容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒
蒸馏水、NaCl固体
B
测定NaOH溶液浓度
烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管
待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
C
制备胶体
烧杯、酒精灯、胶头滴管
蒸馏水、饱和溶液
D
制备乙酸乙酯
试管、量筒、导管、酒精灯
冰醋酸、无水乙醇、饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
8.(2023·广东·深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)配制一定物质的量浓度的溶液,并用其测定某未知浓度的溶液。完成以上实验所选择的装置正确的是。
选项
A
B
C
D
实验
称量一定质量的固体
配制一定物质的量浓度的溶液定容操作
量取20mL未知浓度的草酸
用溶液滴定草酸滴定终点读数为26.42mL
装置
A.A B.B C.C D.D
9.(2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测)广东人爱“饮茶”,毛泽东有“饮茶粤海未能忘”诗句。下列说法错误的是
A.茶饼浸泡前要掰成小块,可使之更快浸出茶香
B.使用沸水泡茶,可加速茶叶中物质的溶解
C.茶叶封装时常附带一包铁粉,可减慢茶叶的氧化
D.某温度下测得茶水的,则该茶水一定呈酸性
10.(2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测)下列关于实验仪器和操作说法不正确的是
A.研究浓度对化学平衡的影响 B.制备并检验乙烯
C.用盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液 D.除去溴苯中的苯
二、实验题
11.(2023·广东梅州·统考模拟预测)乙二酸俗称草酸(),是一种二元弱酸,易溶于水,具有还原性。25℃时,的电离平衡常数,。
Ⅰ.学习小组甲用酸性标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液。
(1)中C元素的化合价是___________,写出的电离方程式___________。
(2)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如图1所示,合理的是___________(填“a”或“b”),由图2可知消耗溶液体积为___________mL,若滴定终点时俯视滴定管刻度读数,则由此测得的草酸溶液的物质的量浓度会___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
Ⅱ.学习小组乙查阅文献获得以下信息:
①三水三草酸合铁酸钾[]为翠绿色晶体,光照易分解,是一种稳定的配离子,能类似于中的在溶液中稳定存在。和存在如下平衡:
ⅰ.
ⅱ.
②相同条件下,草酸根(C2O)的还原性强于
③为黄色固体,微溶于水,可溶于强酸
【实验】探究Fe3+和草酸根在溶液中的反应。
操作
现象
在避光处,向10mL 0.5 溶液中缓慢加入0.5 溶液至过量,搅拌,充分反应后,冰水浴冷却,过滤
得到翠绿色溶液和翠绿色晶体
(3)取实验中少量晶体洗净,配成溶液,滴加KSCN溶液,不变红,原因是___________(结合ⅰ、ⅱ平衡,用必要的化学用语和数据解释原因),继续加入硫酸,溶液变红,说明加入硫酸,与结合使ⅱ平衡___________移动(填“正向”或“逆向”)。经检验发现上述实验中和未发生氧化还原反应。
(4)取实验中少量的翠绿色溶液于试管中光照一段时间,产生黄色沉淀和气泡,反应的离子方程式为,用单线桥法表示该反应中的电子转移情况。__________
(5)写出一种利用盐类水解原理在生产或生活中应用的实例___________。
12.(2023·广东江门·校联考模拟预测)炭粉、CO、H2均可作为实验室还原CuO的还原剂,实验小组对CuO的还原反应及还原产物组成进行探究。
查阅资料:PdCl2溶液能吸收CO,生成黑色Pd沉淀、一种氢化物和一种氧化物。
回答下列问题:
(1)铜元素的焰色试验呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则铜元素的焰色对应的波长为_______。
A.577~492nm B.597~577 nm C.622~597 nm
(2)基态Cu原子的核外电子的空间运动状态有_______种。
(3)小组同学用如图所示装置探究炭粉与CuO反应的产物。
①实验结束后,打开开关K通氮气,其目的是_______。
②试剂X的作用为_______。
③若气体产物中含有CO,则观察到的现象为_______,其中反应的化学方程式为_______。
(4)某小组同学为测定炭粉还原CuO后固体混合物(仅有C和Cu2O两种杂质)中单质Cu的质量分数,设计如下实验:准确称取反应管中残留固体8.000g,溶于足量稀硝酸(恰好使固体溶解达到最大值),过滤、洗涤、干燥,所得沉淀的质量为0.160g;将洗涤液与滤液合并,配成500mL溶液;量取所配溶液25.00mL,加入适当过量的KI溶液;以淀粉为指示剂,用0.5000mol/L标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗标准溶液的体积为12.00mL。已知:2Cu2++5I-=2CuI+,+2=+3I-。
①还原后固体混合物中单质Cu的质量分数为_______%。
②若CuI吸附部分,会导致所测Cu单质的质量分数_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
13.(2023·广东惠州·统考三模)五氧化二氮(N2O5)是有机合成中常用的绿色硝化剂。N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成强酸,高于室温时不稳定。
(1)某化学兴趣小组设计臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为。实验装置如图,回答下列问题:
①装置C的名称_______,装置D的作用是_______;装置E的作用是_______。
②写出装置A中发生反应的化学方程式_______。
③实验时,将装置C浸入_______(填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气。
(2)判断C中反应已结束的简单方法是_______。
(3)用滴定法测定N2O5粗产品中N2O4的含量。取2.0 g粗产品,加入20.00 mL0.1250 mol⋅L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000 mol⋅L-1H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解)
①产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为_______。
②判断滴定终点的方法是_______。
③产品中N2O4的质量分数为_______。
14.(2023·广东清远·清新一中校考模拟预测)滴定分析法是化学定量分析中的重要方法之一。
(1)滴定分析对仪器的选择很严格。在滴定量取溴水时,应选用__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)甲醛法测定铵盐中的氮,其原理是甲醛与铵盐反应(一元酸),以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定混合液至浅红色。若称取硫铵试样的质量为m g,消耗V mL浓度为c mol/L的NaOH标准溶液,则硫铵样品中N的质量分数的表达式__________(用含m,V,c的代数式表示)。
(3)某学习小组按照(2)中甲醛法测定铵盐中的氮,发现实验数据与真实值有所偏差。经过讨论分析,小组同学提出假设:NaOH标准溶液的浓度可能存在偏差。于是用基准试剂草酸和邻苯二甲酸氢钾(KHP)对NaOH标准溶液分别标定,取两份25 mL 0.2000 mol/L的NaOH标准溶液分别与KHP和充分反应,消耗KHP和分别为__________g和__________g。分析天平的称量误差一般为,经计算KHP和造成的相对误差分别为和,这个结果,学习小组可以得出的结论是______________________________。
最后小组同学得出结论:NaOH标准溶液的浓度存在误差,是成立的。
(4)小组同学继续对甲醛法测定铵盐中氮含量存在的误差进行讨论。
①假设甲醛中含有微量的甲酸,常以酚酞为指示剂,用__________溶液中和,使溶液呈淡红色即可。
②已知常温下,时,蒸馏水的酸碱度对实验有影响。经测定某蒸馏水中,计算该蒸馏水pH为____________(25℃时,的电离常数:,,)。
15.(2023·广东·深圳市光明区高级中学校联考模拟预测)四氯化碳主要用作优良的溶剂、干洗剂、灭火剂、制冷剂、香料的浸出剂以及农药等,也可用于有机合成,工业上可用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备四氯化碳。
已知:
①可与溴水反应生成硫酸和氢溴酸;
②与在铁作催化剂的条件下,在85℃~95℃反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445℃,的沸点46.5℃,的沸点76.8℃、密度。
(1)上述仪器的连接顺序为a→____→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。
A装置中导管k的作用为_______。
(2)A装置中发生反应的离子方程式为_______。
(3)反应结束后关闭,,此时F装置的作用为_______。
(4)B装置中发生反应的化学方程式为_______。
(5)反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过_______(填操作名称)可得到。
(6)经分离提纯后的中有少量,量取加入锥形瓶中(密度近似等于纯的密度),然后加入20.00mL蒸馏水,用作指示剂,用标准溶液来滴定溶液中的[已知为砖红色沉淀],平行实验三次,所得滴定数据如下表。
计算制得的中杂质的质量分数为_______(保留两位有效数字)。
实验序号
实验数据
第一次
第二次
第三次
溶液体积/mL
滴定前
0.00
0.12
0.20
滴定后
14.98
15.52
15.22
三、工业流程题
16.(2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测)三氯化六氨合钻[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。
②Ksp[Co(OH)2]=1×10-14.2、Ksp[Co(OH)3]=1×10-43.7、Ksp[Fe(OH)3]=1×10-37.4、Ksp[Al(OH)3]=1×10-32.9。溶液中金属离子物质的量浓度低于1.0×10-5 mol/L时,可认为沉淀完全。
③Co2+还原性较弱,但[Co(NH3)6]2+具有较强还原性。
回答下列问题:
(1)Co位于元素周期表_______,基态Co2+价层电子的电子排布图为_______。
(2)写出除杂过程中NaClO3参与反应的化学方程式_______。
(3)“除杂”过程中加Na2CO3调节pH后会生成两种沉淀,同时得到含c(Co2+)=0.1 mol/L的滤液,调节pH的范围为_______。
(4)下列说法错误的是_______。
A.制备[Co(NH3)6]3+时,“混合”过程中加入NH4C1的作用是抑制NH3·H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀,同时参与反应提供
B.稳定常数是指中心原子(或离子)与配体发生反应形成配合物的平衡常数,用K稳表示,K稳值越大,表示生成的配合物越稳定。[Co(NH3)6]2+的K稳值比[Co(NH3)6]3+小
C.“氧化”过程后分离提纯时,将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸的目的是:增大c(Cl-),降低[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度,有利于其结晶析出
D.为了得到较大颗粒的[Co(NH3)6]Cl3晶体,可采取的措施是将滤液快速冷却
(5)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钻元素的含量。称取0.10 g产品加入稍过暈的NaOH溶液并加热,将Co完全转化为难溶的Co(OH)3,过滤洗涤后将滤渣完全溶于硫酸中,向所得的溶液中加入过量的KI和2~3滴淀粉溶液,再用0.010 mol/L的Na2S2O3溶液滴定(反应原理:Co3++I-→Co2++I2、I2+→I-+),达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液24.00 mL,以下说法正确的是_______。
A.装有Na2S2O3溶液的酸式滴定管装液前要先检漏、蒸馏水洗、标准液润洗
B.滴定时要适当控制滴定速度,边滴边摇动锥形瓶(接近终点时改为滴加半滴Na2S2O3溶液),直到溶液颜色从无色变为蓝色,达到滴定终点
C.平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
(6)计算产品中钴元素的含量为_______。(答案保留三位有效数字)
参考答案:
1.D
【详解】A.粗盐提纯中需要过滤操作,能用到漏斗,故A不符合题意;
B.模拟“侯氏制碱法”制备纯碱需要向溶有氨气的饱和食盐水中通入二氧化碳生成小苏打,需要B装置,故B不符合题意;
C.用盐酸标准液滴定纯碱溶液以测定Na2CO3含量,需要使用酸式滴定管,故C不符合题意;
D.系列实验中没有使用到冷凝管,故D符合题意;
故选D。
2.C
【详解】A.随着溶液的滴加,HA电离程度增大,溶液中减小、增大,则减小、增大,所以曲线①代表,曲线②代表,曲线③代表pH变化,A正确;
B.由图可知当溶液中时,,,,故的数量级为,B正确;
C.根据电离平衡常数:,,在滴定过程中,不变,减小,增大,C错误;
D.滴定达到终点时,生成,在溶液中发生水解,溶液显碱性,溶液中离子浓度的大小为:,D正确;
故选C。
3.A
【详解】A.图像的纵坐标为电位,无法推断邻苯二甲酸氢钾溶液的酸碱性,选项A错误;
B.根据滴定原理KHP+HClO4=H2P+KClO4可知,邻苯二甲酸氢钾是弱酸的酸式盐,因此邻苯二甲酸氢钾溶液中存在,选项B正确;
C.邻苯二甲酸氢钾和高氯酸1∶1反应,A点为滴定终点,根据物料守恒可知,选项C正确;
D.,,选项D正确;
答案选A。
4.B
【详解】A.溶于水呈碱性,可以用湿润的红色石蕊试纸检验,故A错误;
B.易燃物如钠、钾等不能随便丟弃,中学实验室可以将未用完的钠、钾等放回原试剂瓶,故B正确;
C.玻璃的成分里边有硅酸钠,钠盐的焰色试验为黄色,对其他元素的试验存在干扰,进行焰色试验时,不可用玻璃棒替代铂丝,故C错误;
D.酸碱中和滴定实验中,洗锥形不能用待测液润洗,否则会导致测量结构偏大,故D错误;
故选B。
5.B
【详解】A.加入镁粉产生H2的溶液显酸性,I-、与H+发生氧化还原反应6I-+2+8H+=3I2+2NO↑+4H2O,不能大量共存,A项不符合题意;
B.加入酚酞变红的溶液呈碱性,Na+、K+、、Br-相互间不反应,且与OH-不反应,能大量共存,B项符合题意;
C.Ba2+与反应形成BaSO4沉淀,不能大量共存,C项不符合题意;
D.由水电离出的c(OH-)=10-13mol/L的溶液可能显酸性也可能呈碱性,ClO-不能与H+大量共存,Al3+不能与OH-大量共存,D项不符合题意;
答案选B。
6.C
【详解】A.氯气和铁在加热条件下生成氯化铁,A正确;
B.乙烯可以和溴发生加成反应,消耗乙烯,导致烧瓶内压强降低,从而导致喷泉发生,B正确;
C.铜没有铁活泼,当两者形成原电池的时候,是铁被腐蚀,C错误;
D.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,容易腐蚀橡胶,应该放在酸式滴定管中,D正确;
故选C。
7.C
【详解】A.配制100mL一定物质的量浓度的NaCl溶液的步骤为:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管等,A不符合题意;
B.用标准稀盐酸溶液滴定待测氢氧化钠溶液可测定出氢氧化钠的浓度,取待测液时需选取碱式滴定管,酸式滴定管则盛装标准盐酸溶液,所以所选仪器还应有碱式滴定管,B不符合题意;
C.往烧杯中加入适量蒸馏水并加热至沸腾,向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色停止加热,得到氢氧化铁胶体,所选玻璃仪器和试剂均准确,C符合题意;
D.制备乙酸乙酯时需要用浓硫酸作催化剂和吸水剂,所选试剂中缺少浓硫酸,D不符合题意;
故答案为:C。
8.C
【详解】A.高锰酸钾具有腐蚀性,应该在烧杯中称量,A错误;
B.读数视线要与凹液面最低处保持水平,B错误;
C.取草酸使用酸式移液管,C正确;
D.由图可知,读数为25.50mL,D错误;
故选C。
9.D
【详解】A.茶饼浸泡前要掰成小块,增大其与水的接触面积,可使之更快浸出茶香,A正确;
B.使用沸水泡茶,温度升高,可加速茶叶中物质的溶解,B正确;
C.茶叶封装时常附带一包铁粉,铁粉吸收包装袋内的氧气,可减慢茶叶的氧化,C正确;
D.溶液呈酸性指氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,某温度下水的离子积未知,pH=6.6不能判断溶液的酸碱性,D错误;
故选D。
10.B
【详解】A.由图可知,两个实验只有KSCN的浓度不同,即可研究浓度对化学平衡的影响,A项正确;
B.由装置可知,用乙醇制取乙烯,浓硫酸做催化剂,浓硫酸具有脱水性和强氧化性,所以制得的乙烯中混有二氧化碳、二氧化硫和水蒸气等杂质,二氧化硫具有还原性,也能使溴水褪色,所以不能用溴水检验乙烯,B项错误;
C.用盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液,左手旋转活塞,右手拿锥形瓶,C项正确;
D.溴苯中的苯互溶,要除去溴苯中的苯可利用蒸馏的方法分离,D项正确;
答案选B。
11.(1) +3 NaHC2O4=Na+ +
(2) b 26.10 mL 偏小
(3) K=5.7×10-18,该反应的K值极小该反应很难发生 正向
(4)
(5)明矾净水或泡沫灭火器等
【详解】(1)利用物质化合价为0,设C的化合价为x,2+2x+(-2)×4=0,则x=+3。NaHC2O4为弱酸的酸式盐,电离方程式为NaHC2O4=Na+ + 、。答案为+3;NaHC2O4=Na+ + ;
(2)酸性高锰酸钾溶液为强氧化剂对橡胶有腐蚀性不能用碱式滴定管装,正确的装置为b。滴定管的精度为0.01mL,由图读取消耗高锰酸钾的体积为26.10 mL。由电子守恒得出关系式为,则c(H2C2O4)= 。滴定终点时俯视读数会导致V(KMnO4)偏小,所以c(H2C2O4)偏小。答案为b;26.10 mL;偏小;
(3) K=5.7×10-18,该反应的K值极小该反应很难发生。所以无法看到红色。加入酸之后H+消耗平衡ii的,促使平衡正向。答案为 K=5.7×10-18,该反应的K值极小该反应很难发生;正向;
(4)反应中Fe3+被还原为Fe2+。答案为 ;
(5)明矾净水,利用Al3+水解产生胶体Al(OH)3吸附净水;泡沫灭火器利用NaHCO3和Al2(SO4)3的双水解产生大量气泡和Al(OH)3达到灭火的目的等。答案为明矾净水或泡沫灭火器等。
12.(1)A
(2)15
(3) 将生成的气体赶出,使其被装置C、D吸收 检验是否有CO2生成 装置D中产生黑色沉淀 PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl
(4) 80 偏小
【详解】(1)红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的波长逐渐减小,则绿色对应的辐射波长为577~492mm。故答案为:A;
(2)基态Cu原子的核外电子排布为:,核外电子分布在15个原子轨道中,空间运动状态有15种,故答案为:15;
(3)①通入氮气的目的是将生成的气体排出,使其被装置C、D充分吸收。
②为判断反应是否发生,需检验产物CO2的存在,所以试剂X为澄清石灰水,作用为检验是否有CO2生成。③试剂Y为PdCl2溶液,它能将CO氧化为,同时自身被还原为黑色的Pd,所以若气体产物中含有CO,则观察到的现象为装置D中产生黑色沉淀,其中反应的化学方程式为PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl。故答案为:将生成的气体赶出,使其被装置C、D吸收;检验是否有CO2生成;装置D中产生黑色沉淀;PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl;
(4)①加入稀硝酸后,铜及铜的氧化物都发生溶解,则0.16g固体为过量的炭的质量,从而得出含铜元素物质的质量为8.000g-0.160g=7.84g;由反应可建立如下关系式Cu2+~,则样品中含铜元素的质量为7.68g,由此计算可得7.84g固体中氧元素的质量为0.16g,氧元素的物质的量为0.01mol,则Cu2O的物质的量为0.01mol,质量为1.44g,铜单质的质量为7.84g-1.44g=6.4,还原后固体混合物中单质Cu的质量分数为80%。
②若CuI吸附部分I-,会导致所用Na2S2O3标准溶液的体积偏小,铜元素的质量偏小,产品中氧元素的含量偏大,Cu2O的含量偏高,Cu单质的含量偏小,所测Cu单质的质量分数偏小。
故答案为:80%;偏小;
13.(1) 三颈烧瓶 安全瓶,防止倒吸 防止空气中的水蒸气进入C中 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 冰水
(2)红棕色褪去
(3) 5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+ 溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色 20.7%
【分析】装置A中Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;装置B中装有无水氯化钙可以干燥NO2,在密闭系统中存在可逆反应:2NO2N2O4,装置C中发生的反应为N2O4+O3=N2O5+O2,N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,故二氯甲烷的作用为溶解反应物NO2、充分混合反应物使其反应更加充分、溶解生成物N2O5;装置D是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;N2O5微溶于水且与水反应生成强酸,则装置E是为了防止空气中的水蒸气进入C中。
【详解】(1)①根据装置图可知装置C名称是三颈烧瓶;
装置D的作用是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;
装置E的作用是干燥,以防止空气中的水蒸气进入C中;
②在装置A中Cu与浓硝酸混合发生氧化还原反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
③由于N2O5在高于室温时对热不稳定,所以实验时,将装置C浸入冰水中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气;
(2)装置C中,NO2溶于CH2Cl2,使溶液变为红棕色,故当红棕色褪去可推断C中反应已结束;
(3)①N2O4与酸性KMnO4溶液反应生成硝酸锰和硝酸,该反应的离子方程式为:5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+;
②酸性KMnO4溶液呈紫红色,用H2O2溶液滴定被还原为无色的Mn2+,故判断滴定终点的方法是:滴入最后一滴0.1000 mol/LH2O2标准溶液时,锥形瓶中溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色,说明滴定达到终点;
③KMnO4的总物质的量为n(KMnO4)总=c·V=0.1250 mol/L×0.020 L=2.5×10-3 mol,根据电子守恒可知H2O2与KMnO4反应的比例关系为:5H2O2~2KMnO4,剩余KMnO4物质的量为n(KMnO4)剩=n(H2O2)=×0.1000 mol/L×0.0175 L=7.0×10-4 mol;所以与N2O4反应的KMnO4物质的量为n(KMnO4)=2.5×10-3 mol -7.0×10-4 mol =1.8×10-3 mol,由反应方程式5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+,可得关系式:5N2O4~ 2KMnO4,n(N2O4) = n(KMnO4)=×1.8×10- 3 mol=4.5×10- 3 mol,则N2O4的质量m(N2O4)=n·M=4.5×10- 3 mol ×92 g/ mol=0.414 g,故产品中N2O4的质量分数为。
14.(1)酸式
(2)
(3) 1.0200g 0.3150 用草酸和邻苯二甲酸氢钾(KHP)对NaOH标准溶液标定的浓度存在偏差
(4) NaOH溶液 7.68
【详解】(1)溴水具有强氧化性,能腐蚀橡胶,在滴定量取溴水时,应选用酸式滴定管;
(2)根据反应原理得关系式,mg硫酸铵式样中N元素的物质的量为c mol/L×V×10-3L= cV×10-3mol,硫铵样品中N的质量分数的表达式。
(3)草酸是二元酸,1mol草酸消耗2mol氢氧化钠,25 mL 0.2000 mol/L的NaOH标准溶液消耗草酸的物质的量为0.025 L× 0.2000 mol/L÷2=0.0025mol,消耗的质量为0.0025mol ×126g/mol=0.3150g;1molKHP消耗1mol氢氧化钠,25 mL 0.2000 mol/L的NaOH标准溶液消耗草酸的物质的量为0.025 L× 0.2000 mol/L=0.0050mol,消耗KHP的质量为0.0050mol ×204g/mol=1.0200g;
根据分析,可以得出的结论是用草酸和邻苯二甲酸氢钾(KHP)对NaOH标准溶液标定的浓度存在偏差。最后小组同学得出结论:NaOH标准溶液的浓度存在误差,是成立的。
(4)①假设甲醛中含有微量的甲酸,常以酚酞为指示剂,用NaOH溶液中和,使溶液呈淡红色即可。
②已知常温下,某蒸馏水中,,c(H+)=2.1×10-8,该蒸馏水pH为7.68。
15.(1) i、j→f、g→d、e→b、c→h 平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
(2)Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(3)平衡气压做安全瓶,同时储存氯气
(4)CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2
(5)蒸馏
(6)0.51%
【分析】由实验装置图可知,装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应制备四氯化碳,装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则装置的连接顺序为AFDCBAFBE,仪器的接口的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h。
【详解】(1)由分析可知,仪器的接口的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h;A装置中导管k能起到平衡气压,便于浓盐酸顺利流下的作用,故答案为:i、j→f、g→d、e→b、c→h;平衡气压,便于浓盐酸顺利流下;
(2)由分析可知,装置A中发生的反应为重铬酸钾固体与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化铬、氯气和水,反应的离子方程式为Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O,故答案为:Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O;
(3)由实验装置图可知,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中反应结束后关闭K1,K2后,长颈漏斗还能起到平衡气压做安全瓶的作用,同时还可以储存未反应的氯气,故答案为:平衡气压做安全瓶,同时储存氯气;
(4)由分析可知,B装置中发生的反应为二硫化碳与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,反应的化学方程式为CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2,故答案为:CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2;
(5)由分析可知,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应生成四氯化碳和硫,反应制得的四氯化碳中混有未反应的二硫化碳和反应生成的溶于四氯化碳的硫,所以反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过蒸馏得到四氯化碳,故答案为:蒸馏;
(6)由题给数据可知,三次实验消耗硝酸银溶液的体积分别为14.98mL、15.40mL、15.02mL,其中第二次实验结果误差较大应舍去,则滴定消耗硝酸银溶液的平均体积为=15.00mL,由方程式可得如下转化关系:FeCl3—3AgCl—3AgNO3,由滴定消耗硝酸银溶液的体积可知四氯化碳中杂质氯化铁的质量分数为×100%≈0.51%,故答案为:0.51。
16.(1) 第4周期第Ⅷ族
(2)NaClO3 + 6FeCl2 + 6HCl = NaCl + 6 FeCl3 + 3H2O
(3)4.7~7.4
(4)D
(5)C
(6)14.2%
【分析】以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3:用盐酸溶解废料,过滤出滤渣,得到含Co2+、Fe2+、Al3+的酸性滤液,向滤液中加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,再加Na2CO3调pH,沉淀Al3+、Fe3+为Fe(OH)3和Al(OH)3,过滤得滤渣[主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3]和滤液,向含有Co2+的溶液中加入活性炭和NH4Cl溶液得到CoCl2·6H2O,再依次加入氨水和H2O2,发生反应依次为:CoCl2+6NH3·H2O=[Co(NH3)6]Cl2+6H2O;H2O2+2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl=2[Co(NH3)6]Cl3 +2NH3↑+2H2O,再将溶液在HCl氛围下蒸发浓缩、冷却结晶、减压过滤得到产品,据此分析解题。
【详解】(1)Co为27号元素,位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,基态Co2+的价层电子排布式为3d7,基态Co2+价层电子的电子排布图为: 。
(2)向滤液中加入适量的NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,除杂过程中NaClO3参与反应的化学方程式:NaClO3 + 6FeCl2 + 6HCl = NaCl + 6 FeCl3 + 3H2O。
(3)“除杂”过程中加Na2CO3调pH后会生成两种沉淀,即使Fe3+和Al3+完全沉淀,而Co2+不产生沉淀,由题干信息、可知Ksp[Fe(OH)3]
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