特训十六综合实验题

1、特训十六综合实验题填空题1.(2016·徐州、连云港、宿迁第三次模拟)ClO2气体是一种高效、广谱、安全的杀菌消毒剂，可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得。无水草酸100 可以升华。某学习小组用下图装置模拟工业制取收集ClO2。(1)实验时装置A需在60 100 进行的原因是_，控制所需温度的方法是_。(2)电动搅拌棒的作用是_。装置A中反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2等，该反应的化学方程式为_。(3)在装置C中ClO2和NaOH反应生成等物质的量的两种盐，其中一种盐为NaClO2，写出反应的离子方程式_。(4)用ClO2处理过的饮用水(pH为5.56.5)往往残留

2、少量ClO2和一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO)。ClO2被I还原为ClO、Cl的转化率与溶液pH的关系如图所示当pH2.0时，ClO也能被I还原成Cl2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI根据上述信息，请补充完整测定饮用水中ClO含量的实验方案：取一定体积的饮用水，加入NaOH溶液调节pH为7.08.0；_；再重复上述操作12次，计算得出结果。(实验中需使用的试剂：淀粉溶液、标准Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸)解析(1)温度低，反应速率慢。由题给信息“无水草酸100 可以升华”，温度不能超过100 。水浴加热。(2)搅拌的目的是混合均匀。A装置中反应物有NaClO3、H2C

3、2O4，生成物有Na2CO3、ClO2、CO2及H2O，配平。(3)ClO2中氯显4价，NaClO2中氯显3价，发生歧化反应生成等物质的量的两种盐，另一种盐为NaClO3。(4)碱性条件下，利用I将ClO2还原为I2，利用Na2S2O3滴定I2，计算出ClO2。调节pH2.0，ClO继续将I氧化成I2，利用Na2S2O3滴定I2，计算出总的ClO，减去ClO2生成的，可计算出结果。答案(1)温度过低，化学反应速率较慢，温度过高草酸升华或分解水浴加热(2)将反应物充分混合(或充分反应、或使反应物受热均匀)2NaClO3H2C2O4Na2CO3CO22ClO2H2O(3)2ClO22OH=ClOC

4、lOH2O(4)加入足量KI溶液，加2滴淀粉溶液；用标准Na2S2O3溶液滴定至终点(或蓝色褪去)，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积；加入稀硫酸调节溶液的pH2.0；继续用标准Na2S2O3溶液滴定至终点，记录消耗标准Na2S2O3溶液的体积 2.如下图所示(B中冷却装置未画出)，将氯气和空气(不参与反应)以体积比约13混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。已知：Cl2O极易溶于水并与水反应生成HClO；Cl2O的沸点为3.8 ，42 以上分解为Cl2和O2。(1)实验中控制氯气与空气体积比的方法是_。为使反应充分进行，实验中采取的措施有_。(2)装置B

5、中产生Cl2O的化学方程式为：_。若B无冷却装置，则进入C中的Cl2O会大量减少。其原因是_。(3)装置C中采用棕色圆底烧瓶是因为_。(4)已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl。测定C中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为：用_取20.00 mL次氯酸溶液，_。(可选用的试剂：H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液。除常用仪器外须使用的仪器有：电子天平，真空干燥箱)解析(1)通过观察装置A中通入Cl2和空气的气泡，来控制两者的通入速率。图中B和C都采用了多孔球泡，目的是增加气体与溶液的接触面积，使得反应充分进行。(2)B中为Cl2与Na2CO3溶液反应生成Cl2O，Cl的化

6、合价升高，根据氧化还原反应的规律知，一定有元素的化合价降低，则为Cl由0价降低为1价，对应的产物为NaCl，根据得失守恒配平反应。由题中给出的Cl2O的信息知，温度超过42 时会分解，所以装置B需要冷却。(3)B中生成的Cl2O通入装置C中会生成HClO，而HClO见光会分解，所以用棕色瓶保存HClO。(4)HClO为酸性，且精确到0.01 mL，所以用酸式滴定管量取HClO。根据提供的试剂，可选用H2O2来还原HClO生成Cl，再用AgNO3与生成的Cl反应生成AgCl沉淀，对之洗涤、干燥、称量，由Cl守恒可得出HClO的物质的量。本题不可以选用FeCl2还原HClO，因为FeCl2会带入C

7、l，也会与AgNO3反应生成AgCl沉淀，而造成干扰。答案(1)通过观察A中产生气泡的速率调节流速搅拌、使用多孔球泡(2)2Cl2Na2CO3=Cl2O2NaClCO2该反应放热，温度升高Cl2O会分解(3)HClO见光易分解(4)酸式滴定管加入足量的H2O2溶液，再加入足量的硝酸银溶液，过滤，洗涤，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量3.亚硝酸钠(NaNO2)是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组用下图所示装置制备NaNO2并对其性质作如下探究(A中加热装置已略去)。【背景素材】2NONa2O2=2NaNO2；NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2

8、。在酸性条件下NaNO2能把I氧化为I2；S2O能把I2还原为I。【制备NaNO2】(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为_。(2)B装置的目的是_，_。(3)为保证制得的亚硝酸钠的纯度，C装置中盛放的试剂可能是_(填序号)。A.P2O5 B.碱石灰C.无水CaCl2 D.生石灰(4)E装置的作用是_。【测定NaNO2纯度】(5)本小题可供选择的试剂有：A.稀硫酸 B.c1 mol·L1 KI溶液C.淀粉溶液 D.c2 mol·L1 Na2S2O3溶液E.c3 mol·L1酸性KMnO4溶液利用NaNO2的还原性来测定其纯度，可选择的试剂是_(填序号)。利用

9、NaNO2的氧化性来测定其纯度的步骤是：准确称取质量为m的NaNO2样品放入锥形瓶中，加适量水溶解_(请补充完整实验步骤)。答案(1)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(2)将NO2转化为NO铜与稀硝酸反应生成NO(3)BD(4)吸收有毒的NO气体，避免污染空气(5)E加入过量的c1 mol·L1 KI溶液、淀粉溶液，然后滴加稀硫酸，用c2 mol·L1 Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不变色，读数，重复以上操作23次4.工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如下：已知：Br2常温下呈液态，易挥发，有毒；3Br23CO=5BrBrO3CO2(

10、1)上述流程中，步骤的目的是_；(2)反应釜2中发生反应的离子方程式为_；(3)实验室使用下图所示装置模拟上述过程。A装置中先通入Cl2一段时间后，再通入热空气。通入热空气的目的是_；B装置中导管D的作用是_；C装置中溶液X为_。(4)对反应后烧瓶B中的溶液进行如下实验，请补充完整相关实验步骤。限选用的试剂为：稀硫酸、四氯化碳、澄清石灰水检验烧瓶B的溶液中是否含有CO。取烧瓶B中的溶液适量，加入试管中，再加入过量的稀硫酸酸化；_。提取反应后烧瓶B溶液中的溴单质。向烧瓶B中加入过量的稀硫酸酸化；_。解析(1)海水中含有Br，用Cl2将Br氧化生成Br2，然后用热空气吹出，使Br2进入吸收塔，当吸

11、收塔中溴达到一定量时，再加入稀H2SO4，使其中大量的Br2反应而出，所以为溴的富集。(2)吸收塔中溴以Br、BrO 存在，加入H时，两者发生归中反应生成Br2。(3)烧瓶A相当于反应，目的是将A中Br2吹出；热空气的吹入可使得A、B中的压强变大，所以用D导管可平衡内部压强；Br2可用碱液吸收，以免污染空气。(4)B溶液中加入稀H2SO4后，会生成Br2和CO2，若直接通入澄清石灰水中，Br2溶于水显酸性，则看不到CO2使其变浑浊，所以应用CCl4将Br2吸收后，再检验CO2，从而检验CO。Br2的水溶液，可用CCl4萃取后分液，再蒸馏，也可以直接对溴水蒸馏得Br2。答案(1)使海水中的溴元素

12、富集(2)5BrBrO6H=3Br23H2O(3)使A中Br2进入B瓶中平衡压强NaOH溶液或Na2CO3溶液(4)将酸化后产生的气体通过盛有四氯化碳的洗气瓶后，再通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明烧瓶B的溶液中含有CO将酸化后的溶液加入到蒸馏烧瓶中进行蒸馏，得到溴单质(或用四氯化碳进行萃取并分液后蒸馏)5.实验室用MnO2、KOH及KClO3为原料制取高锰酸钾的实验流程如下：(1)熔融时需用铁坩埚和铁制搅拌棒而不能用玻璃仪器，其原因是_。(2)熔融时，MnO2转化为K2MnO4，KClO3转化为KCl，其反应的化学方程式为_。(3)几种物质的溶解度曲线如图所示。歧化时，通入CO2至pH

13、为1011，K2MnO4绿色溶液转化为KMnO4和MnO2。其反应的离子方程式为_。歧化时不能通入过量CO2的原因是_。通入CO2后，用玻璃棒蘸取溶液点于滤纸上，观察到_，证明歧化反应已发生。歧化后得到KMnO4晶体的操作依次为过滤、_、_及干燥。(4)在此实验流程中可循环使用的物质的化学式为_。解析(1)高温灼烧熔融KOH，玻璃仪器的主要成分有SiO2，能与KOH在高温下反应：2KOHSiO2=K2SiO3H2O。(2)反应物为MnO2、KClO3、KOH，生成物有K2MnO4、KCl，配平，注意反应条件。(3)碱性条件下，通CO2调节pH，MnO发生歧化反应生成MnO、MnO2，注意碱性条

14、件下CO2生成CO。若CO2过量，过量的CO2能与生成的K2CO3反应生成KHCO3，结合溶解度曲线分析。若歧化反应发生，则有KMnO4和MnO2生成，KMnO4溶液呈紫红色。(注意蘸取溶液不检验MnO2)。歧化所得溶液为K2CO3、KMnO4的混合溶液，由溶解度曲线可知，采用加热浓缩、趁热过滤。(4)歧化反应中生成MnO2可以循环利用。答案(1)高温下KOH能与玻璃中的SiO2发生反应(2)3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O(3)3MnO2CO2=2MnOMnO22CO二氧化碳过量会生成溶解度比K2CO3小得多的KHCO3，可能与KMnO4同时析出滤纸上有紫红色加热浓缩

15、趁热过滤(4)MnO26.以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料，制取氧化钴的流程如下：(1)溶解：溶解后过滤，将滤渣洗涤23次，洗液与滤液合并，其目的是_。(2)氧化：加热搅拌条件下加入NaClO3，将Fe2氧化成Fe3，其离子方程式_。已知：铁氰化钾化学式为K3Fe(CN)6；亚铁氰化钾化学式为K4Fe(CN)6·3H2O。3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(蓝色沉淀)4Fe33Fe(CN)64 =Fe4Fe(CN)63(蓝色沉淀)确定Fe2是否氧化完全的方法是_。(可供选择的试剂：铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)(3)除铁：加入

16、适量的Na2CO3调节酸度，生成黄钠铁矾Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，写出该反应的化学方程式_。(4)沉淀：生成沉淀碱式碳酸钴(CoCO3)2·3Co(OH)2，沉淀需洗涤，洗涤的操作是_。(5)溶解：CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸，边加热边搅拌至完全溶解后，需趁热过滤，其原因是_。(6)灼烧：准确称取所得CoC2O4 1.470 g，在空气中充分灼烧得0.830 g氧化钴，写出氧化钴的化学式_。解析(1)将滤渣洗涤，提高利用率。(2)注意前面加H2SO4溶液，溶液呈酸性，配平。(3)由题给信息，取样，加K3Fe(CN)6，看是否产生蓝色沉淀

17、。(3)注意化学方程式，反应物有Fe2(SO4)3(经NaClO氧化)、Na2CO3，生成物有Na2Fe6(SO4)4(OH)12，先根据铁元素守恒配平有：3Fe2(SO4)3Na2CO3Na2Fe6(SO4)4(OH)12，SO多，判断有Na2SO4生成：3Fe2(SO4)3Na2CO3Na2Fe6(SO4)4(OH)125Na2SO4，根据Na守恒配Na2CO3：3Fe2(SO4)36Na2CO3Na2Fe6(SO4)4(OH)125Na2SO4，根据碳守恒、H、O守恒，补水和CO2。(5)过滤为了除去不溶性杂质，因CoCl2溶解度随温度升高而增大，温度高时过滤，CoCl2晶体不析出。(6

18、)n(CoC2O4)0.010 00 mol，氧化钴中m(Co)0.590 g，m(O)0.8300.5900.240 g，N(Co)N(O)0.010 023，氧化钴化学式为Co2O3。答案(1)提高钴等元素的利用率(2)6Fe26HClO6Fe3Cl3H2O取氧化后的溶液少许于试管中，滴加几滴铁氰化钾溶液，若无蓝色沉淀生成，则Fe2已全部被氧化(3)3Fe2(SO4)36H2O6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)125Na2SO46CO2(4)向漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，静置使滤液流出。重复操作23次(5)防止因温度降低，CoCl2晶体析出(6)Co2O37.铝铁合金在微电机

19、中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：(1)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为Fe2(OH)x(SO4)yn。聚合硫酸铁可用于净水的原理是_。有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷，请提出改进意见：_；浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是_。加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为_；溶液的pH对Fe2(OH)x(SO4)yn中x的值有较大影响(如图1所示)，试分析pH过小(pH3)导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因：_。(2)明矾是一种常见铝钾硫酸盐。为充分利用原料， 试剂X应为_。请结合图2所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤