2019年高考化学二轮专题复习专题十四化学实验综合限时集训.doc

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1、1专题十四 化学实验综合1.三氯化磷(PCl 3)是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的 Cl2制取 PCl3,装置如图 Z14-1 所示(部分夹持装置已省略)。图 Z14-1已知:PCl 3熔点为-112 ,沸点为 75.5 ;易被氧化,遇水易水解;与 Cl2反应生成 PCl5。(1)A 中反应的化学方程式为 。 (2)B 中所装试剂名称是 ,E 中碱石灰的作用是 。 (3)实验时,检查装置气密性后,向 C 装置的曲颈甑中加入红磷,打开止水夹 K 通入干燥的CO2,一段时间后,关闭 K,加热曲颈甑至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥 CO2的作用是 。CO 2

2、(选填“能”或“不能”)用 Cl2代替,理由是 。 (4)D 中烧杯中盛装 ,其作用是 。 (5)PCl3水解得到亚磷酸(分子式为 H3PO3,二元弱酸),写出亚磷酸钠被浓硝酸氧化的离子方程式: 。 2.化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体生成。.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤。(1)往滤渣中加入过量 NaOH 溶液,过滤。氢氧化铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式是 。 (2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察到的现象是 。 .牙膏样品中碳

3、酸钙的定量测定2利用图 Z14-2 所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定 C 中生成的 BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题: (3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌 B、C 中的反应物外,还有 。 图 Z14-2(4)D 装置的作用是 。 (5)C 中反应生成 BaCO3的化学方程式是 。 (6)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是 (填标号)。 在加入盐酸之前,应排尽装置内的 CO2气体滴加盐酸不宜过快在 A、B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置在 B、C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(7)实验中准确称取 8.00 g

4、 样品三份,进行三次测定,测得 BaCO3平均质量为 3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为 。 (8)有人认为不必测定 C 中生成的 BaCO3质量,只要测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是 。 3.碱式碳酸镁可用于牙膏、医药和化妆品等工业,化学式为 Mg(OH)24MgCO35H2O,某碱式碳酸镁中含有 SiO2杂质,为测定其纯度,某兴趣小组设计了如下几个方案:方案取一定质量的样品,与硫酸充分反应,通过测定生成 CO2的质量计算纯度。实验所用装置如图 Z14-3 所示。3图 Z14-3(1)乙中发生反应的化学方

5、程式为 。 (2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a ,丁的作用是 。 (3)关闭止水夹 K,向样品中加入足量的稀硫酸,当样品充分反应完后,为了测定准确还应进行的操作是 。 方案 称取碱式碳酸镁样品 m g;将样品充分高温煅烧,冷却后称量;重复操作,测得剩余固体质量为 m1 g。(4)下列仪器中,该方案不会用到的是 。 图 Z14-4(5)判断样品完全分解的方法是 。 (6)有同学认为方案高温煅烧的过程中会发生 MgCO3+SiO2 MgSiO3+CO2,导致测定结果有误,你认为这位同学的观点正确吗? (填“正确”或“错误”),请说明自己的理由: 。 (7)碱式碳酸镁的纯度为 (用含有

6、 m,m1的式子表示)。 4.三硫代碳酸钠(Na 2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。某化学兴趣小组对 Na2CS3的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量三硫代碳酸钠样品,加水溶解,所得溶液 pH=10,由此可知 H2CS3是 (填“强”或“弱”)酸。向该溶液中滴加酸性 KMnO4溶液,紫色褪去,由此说明 Na2CS3具有 性。 4(2)为了测定某 Na2CS3溶液的浓度,按如图 Z14-5 所示装置进行实验。将 35.0 mL Na2CS3溶液置于下列装置 A 的三颈瓶中,打开仪器 d 的活塞,滴入足量 2.0 molL-1稀 H2S

7、O4,关闭活塞。图 Z14-5已知:C +2H+ CS2+H2S,CS 2和 H2S 均有毒;CS 2不溶于水,沸点为 46 ,与 CO2某些性质相似,与 NaOH 作用生成 Na2COS2和 H2O。仪器 d 的名称是 。反应开始时需要先通入一段时间 N2,其作用为 。 B 中发生反应的离子方程式是 。 反应结束后打开活塞 k,再缓慢通入热 N2一段时间,其目的是 。 为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可测定 B 中生成沉淀的质量。称量 B 中沉淀质量之前需要进行的实验操作名称是 ,若 B 中生成沉淀的质量为 8.4 g,则35.0 mL 三硫代碳酸钠溶液的物质的量浓度是 。 若反应结束后将通

8、热 N2改为通热空气,通过测定 C 中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度时,计算值 (填“偏高” “偏低”或“无影响”)。 5.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体( Na 2S2O35H2O)。查阅资料知:Na 2S2O35H2O 是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与 BaCl2溶液混合无沉淀生成。向 Na2CO3和 Na2S 混合溶液中通入 SO2 可制得 Na2S2O3。BaSO 3难溶于水,可溶于稀盐酸。实验装置如图 Z14-6 所示(省略夹持装置)。图 Z14-6(1)仪器 a 的名称是 ;C 中的试剂可以是 (选填下列字母编号)。 5A.稀 H2

9、SO4 B.酸性 KMnO4溶液 C.饱和 NaHSO3 溶液 D.NaOH 溶液(2)此实验装置设计有缺陷,其改进方法是 。 (3)写出 B 中反应的离子方程式: 。 (4)A、B 中反应完后,在拆装置前,应将其中污染空气的有毒气体除去,采用的方法和具体操作是 。 (5)该法所得产品中常含有少量 Na2SO3 和 Na2SO4。为验证产品中含有 Na2SO3和 Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀 HNO3、稀 H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,加足量 BaCl2 溶液,有白色沉淀生成, ,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,

10、则可确定产品中含有 Na2SO3和 Na2SO4。 (6)测定产品纯度:准确称取 W g 产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用 0.100 0 molL-1碘的标准溶液滴定。(反应原理为 2S2 +I2 S4 +2I-)滴定至终点时,溶液颜色的变化是 。 滴定记录数据如下表:滴定前读数/mL 滴定后读数/mL第一次 0.10 16.12第二次 1.10 17.08第三次 1.45 19.45第四次 0.00 16.00产品的纯度为(设 Na2S2O35H2O 相对分子质量为 M) 。 专题限时集训(十四)1.(1)4HCl(浓)+MnO 2 MnCl2+Cl2 +2H 2O(2)浓硫酸

11、吸收未反应完的氯气,防止污染空气,防止空气中水蒸气进入产品收集装置(3) 排尽曲颈甑中的空气,防止发生副反应 不能 防止氯气过量,生成 PCl5(4)冷水 冷凝,便于收集 PCl3产品6(5)HP +4H+2N H3PO4+2NO2+H 2O解析 (1)A 中利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为 4HCl(浓)+MnO 2 MnCl2+Cl2 +2H 2O。(2)B 中所装试剂用于干燥氯气,名称是浓硫酸,E中碱石灰的作用是吸收未反应完的氯气,防止污染空气,防止空气中水蒸气进入产品收集装置。(3)通干燥 CO2的作用是排尽曲颈甑中的空气,防止发生副反应。CO 2不

12、能用 Cl2代替,防止氯气过量,生成 PCl5。(4)D 中烧杯中盛装冷水,其作用是冷凝,便于收集 PCl3产品。(5)PCl3水解得到亚磷酸(分子式为 H3PO3,二元弱酸),亚磷酸钠被浓硝酸氧化生成磷酸,同时生成二氧化氮和水,反应的离子方程式为 HP +4H+2N H3PO4+2NO2+H 2O。2.(1)Al(OH)3+OH- Al +2H2O(2)通入过量 CO2气体有白色沉淀生成,加过量稀盐酸后沉淀全部溶解,同时产生气泡(3)将样品与盐酸反应后生成的 CO2吹入 C 中,全部被 Ba(OH)2溶液吸收(4)防止空气中 CO2进入 C,影响实验(5)CO2+Ba(OH)2 BaCO3+

13、H 2O(6) (7)25%(8)样品与盐酸反应生成的 CO2中混有 HCl 和 H2O,均会造成溶液质量增加解析 .(1)滤渣中含有 Al(OH)3,Al(OH)3溶于 NaOH 溶液生成 NaAlO2和 H2O。(2)NaAlO 2溶液呈碱性,通入过量 CO2时生成 Al(OH)3和 NaHCO3, Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于强酸溶液,所以产生的沉淀溶于稀盐酸中。整个过程看到的现象为通入过量 CO2气体有白色沉淀生成,加入过量稀盐酸有气体产生、沉淀 全部溶解。.(3)持续缓缓通入空气的作用是把生成的二氧化碳气体全部排入 C 中,使之完全被氢氧化钡溶液吸收。 (4)装置 C 是用来

14、吸收反应生成的二氧化碳气体,由于空气中也含有二氧化碳气体,因此 D 装置的作用是防止空气中 CO2进入 C 装置,影响实验。 (5)二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水。(6)在加入盐酸之前,应排尽装置内的 CO2气体,防止影响碳酸钡质量的测定,可以提高测定准确度;滴加盐酸过快, CO2气体来不及被吸收,就排出装置 C,滴加盐酸不宜过快,使二氧化碳吸收完全,可以提高测定准确度;在 A、B 之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响 CO2气体的量,不能提高测定准确度;在 B、C 之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,CO 2中混有的 HCl 与碳酸氢钠反应生成 CO2,影响了 CO2的量

15、,不能提高测定准确度。(7)碳酸钡 质量为 3.94 g,则碳酸钡的物质的量为7=0.02 mol,根据碳原子守恒,碳酸钙的物质的量为 0.02 mol,质量为 0.02 mol100 gmol-1=2 g,所以样品中碳酸钙的质量分数为 100%=25%。(8)样品与盐酸反应生成的 CO2中混有 HCl 和 H2O,均会造成溶液质量增加,所以测定装置 C 在吸收 CO2前后的质量差,确定碳酸钙的质量分数,结果明显偏高。3.(1)Mg(OH)24MgCO35H2O+5H2SO4 5MgSO4+11H2O+4CO2(2)debcb 除去 CO2中的水蒸气(3)打开止水夹 K,缓慢通入空气 (4)E

16、(5)样品连续两次高温煅烧,冷却后称量质量相差 0.1 g 以内(6)错误 该反应的发生不影响生成 CO2和水蒸气的量(7) 100%解析 (1)Mg(OH)24MgCO35H2O 与硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳 和水。(2)样品与硫酸反应产生的二氧化碳气体中含有水蒸气,先通过丁装置进行干燥,然后进入丙装置进行吸收,为防止外界空气中的二氧化碳、水蒸气进入丙,干扰实验,再重复用丙装置;仪器接口的连接顺序为 adebcb;丁中装有浓硫酸,吸收二氧化碳中的水蒸气。 (3)关闭止水夹 K,向样品中加入足量的稀硫酸,当样品充分反应完后,装置内会残存一些二氧化碳气体,因此,要打开止水夹 K,缓慢通入空气,

17、把反应产生的二氧化碳气体全部排出,被丙中的碱石灰吸收,以减小实验误差。(4)该实验中要高温煅烧样品,用到 A、 B、 C、 D 仪器,而蒸发皿是用来蒸发液体的,本实验过程中用不到。 (5)样品连续两次高温煅烧,冷却后称量质量相差 0.1 g 以内,说明样品已完全分解。(6)样品高温分解产生二氧化碳和水蒸气,高温煅烧的过程中会发生反应 MgCO3+SiO2 MgSiO3+CO2,不会影响生成 CO2和水蒸气的量,所以不会影响测定结果。 (7)碱式碳酸镁高温下分解为氧化镁、水蒸气和 CO2,固体质量减少( m-m1) g,即生成的水蒸气和 CO2的质量为( m-m1) g,根据质量守恒可得关系式

18、Mg(OH)24MgCO35H2O6H2O+4CO2,Mg(OH)24MgCO35H2O 的物质的量为 mol,-1186+4448质量为 mol484 gmol-1,碱式碳酸镁的纯度为-1186+444100% 100%。4.(1)弱 还原(2)分液漏斗 排尽装置中的空气,防止 A 中生成的 H2S 被氧化Cu 2+H2S CuS+2H +将装置中的 H2S 全部排入 B 中被充分吸收;将装置中的 CS2全部排入 C 中被充分吸收过滤、洗涤、干燥 2.5 molL -1 偏高解析 (1) 将三硫代碳酸钠样品加水溶解,所得溶液 pH=10,说明三硫代碳酸钠是一种强碱弱酸盐,由此可知 H2CS3

19、是弱酸;向该溶液中滴加酸性 KMnO4溶液,紫色褪去,因此酸性 KMnO4溶液与三硫代碳酸钠发生氧化还原反应,说明 Na2CS3具有还原性。(2)仪器 d 的名称是分液漏斗;A 中生成的 H2S 易被空气中的氧气氧化,应排尽装置中的空气。CuSO 4和 H2S 反应生成 CuS 沉淀和 H2SO4,离子方程式为 Cu2+H2S CuS+2H +。装置中残留一部分 H2S 和CS2,通入热 N2一段时间可以将残留的 H2S 全部排入 B,将装置中的 CS2全部排入 C 中被充分吸收。通过过滤、洗涤、干燥可以得到 CuS 沉淀;由 C +2H+ CS2+H2S和 Cu2+H2SCuS+2H +可得

20、关系式 CuSNa2CS3,所以 c(Na2CS3)= =2.5 molL-1。空气8.4 96 -10.035 中含有的 CO2能被 C 中 NaOH 溶液吸收,导致 C 中的质量偏大,从而求得的 Na2CS3偏多,因此通过测定 C 中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶 液的浓度时,计算值偏高。5.(1)烧杯 BD(2)在 AB、BC 之间增加防倒吸的安全瓶(3)C +2S2-+4SO2 3S2 +CO2(4)先向 A 中烧瓶加适量的 NaHCO3溶液,再滴加稀 H2SO4,直到产生的 CO2气体将装置中有毒气体排尽为止(5)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸9(6)由无色变蓝

21、色,且在半分钟内不褪色 %0.32解析 (1)仪器 a 的名称是烧杯;装置 A 中产生的 SO2与 Na2S 和 Na2CO3的混合溶液反应,从B 中出来的气体中除有 CO2外,还可能含有 H2S、SO 2等有毒的污染环境的气体,所以装置 C用于尾气吸收,H 2S、SO 2都具有还原性,可与氧化性物质酸性 KMnO4溶液反应,H 2S、SO 2的水溶液都可与碱反应,所以装置 C 中的试剂可以为 B、D。(2)实验过程中,气流不一定稳定,所以应在 AB、BC 之间增加防倒吸的安全瓶。(4)为除去装置内的有毒气体,可用无害气体将装置内残留气体排入装置 C 中,具体操作是先向 A 中烧瓶加适量的 NaHCO3 溶液,再滴加稀H2SO4,直到产生的 CO2 气体将装置中有毒气体排尽为止。(5)将沉淀过滤出来,再用蒸馏水洗涤,然后向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有 Na2SO3和 Na2SO4。(6)根据反应原理 2S2 +I2 S4 +2I-,用淀粉作指示剂,终点时溶液颜色的变化是由无色变蓝色,并在半分钟内不褪色;分析四次实验数据可知,第三次实验数据误差太大,不可信,所以用其他三次实验数据求得所用碘的标准溶液的体积为 16.00 mL,则 n(I2)=1.610-3 mol,所以产品的纯度=100%= %。0.32