化学 第1部分 第14讲 化学实验综合应用课后热点强化

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE8-学必求其心得，业必贵于专精第一部分专题四第14讲1．（2017·全国Ⅱ卷)水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:eq\x(导学号43864477）Ⅰ.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度.将水样与Mn（OH)2碱性悬浊液(含有KI）混合，反应生成MnO（OH)2，实现氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO（OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2（2S2Oeq\o\al(2－，3）＋I2＝2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6）)。回答下列问题:（1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是__使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差__。(2）“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__O2＋2Mn(OH）2=2MnO（OH)2__。(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和__量筒__；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除__氧气__及二氧化碳.（4）取100.00mL水样经固氧、酸化后，用amol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为__蓝色刚好褪去__；若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL，则水样中溶解氧的含量为__80ab__mg·L－1。(5）上述滴定完成后，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏__低__。(填“高"或“低”)[解析]本题结合水中溶解氧量的测定主要考查化学实验基本操作与实验误差分析。(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同,以减小实验误差。(2）根据水样与Mn(OH）2碱性悬浊液反应生成MnO（OH）2，可写出固氧的反应为O2＋2Mn（OH)2=2MnO(OH）2。(3）由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,这样能除去水中溶解的氧气和CO2,且能杀菌。(4)根据Ⅱ可知MnO（OH）2能将水样中的I－氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂,在滴定终点前I2遇淀粉变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去.根据关系式O2～2MnO(OH）2～2l2～4Na2S2O2,结合消耗n（Na2S2O3)＝amol·L－1×b×10－2L＝ab×10－3mol，可求出100。00mL水样中溶解氧的质量为eq\f（1，4）ab×10－3mol×32g·mol－1＝8ab×10－3g＝8abmg，则该水样中溶解氧的含量为8abmg÷0。10000L＝80abmg·L－1.(5）滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O2～4Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。2．(2017·天津）用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c（I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。eq\x（导学号43864478）Ⅰ.准备标准溶液a．准确称取AgNO3基准物4.2468g（0.0250mol）后,配制成250mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b．配制并标定100mL0.1000mol·L－1NH4SCN标准溶液，备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a．取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。b．加入25。00mL0.1000mol·L－1AgNO3溶液（过量），使I－完全转化为AgI沉淀。c．加入NH4Fe（SO4）2溶液作指示剂。d．用0.1000mol·L－1NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色，停止滴定.e．重复上述操作两次.三次测定数据如下表:实验序号123消耗NH4SCN标准溶液体积/mL10。2410。029。98f.数据处理。回答下列问题：(1）将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__250mL（棕色)容量瓶、胶头滴管__.(2）AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是__AgNO3，见光分解__。（3）滴定应在pH＜0。5的条件下进行，其目的是__防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解）__。（4）b和c两步操作是否可以颠倒__否__，说明理由__若颠倒，Fe3＋与I－反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点__。(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为__10。00__mL，测得c(I－)＝__0.060_0__mol·L－1.(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为__用NH4SCN标准溶液进行润洗__。（7)判断下列操作对c（I－）测定结果的影响(填“偏高"、“偏低”或“无影响”)①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果__偏高__。②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面,则测定结果__偏高__。[解析］本题考查沉淀滴定法测定NaI溶液中c（I－）.(1）配制一定物质的量浓度的标准溶液,除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器有250mL(棕色）容量瓶、胶头滴管。(2）AgNO3见光容易分解,因此需要保存在棕色试剂瓶中。(3）滴定实验中用NH4Fe（SO4)2溶液作指示剂，Fe3＋容易发生水解，影响滴定终点判断，因此控制pH〈0。5，目的是抑制Fe3＋的水解。（4）Fe3＋能与I－发生氧化还原反应:2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，因此b、c不能颠倒，否则指示剂耗尽,无法判断滴定终点。（5)第1组数据误差较大，舍去，取第2组、第3组实验数据的平均值，消耗NH4SCN标准溶液的体积为（10。02＋9.98）mL×eq\f(1，2)＝10。00mL。根据滴定原理，则n（Ag＋)＝n(I－)＋n(SCN－）,故n(I－）＝n(Ag＋)－n（SCN－)＝0。025L×0.1000mol·L－1－0。01L×0.1000mol·L－1＝0.0015mol，则c（I－）＝eq\f(0.0015mol,0.025L）＝0。0600mol·L－1。(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前,要先用NH4SCN标准溶液润洗滴定管.（7）①配制AgNO3标准溶液时，若烧杯中溶液有少量溅出，配制的AgNO3标准溶液的浓度偏低,则滴定时消耗的NH4SCN标准溶液的体积偏小，测得的c(I－)偏高。②滴定管0刻度在上,读数时从上往下读数,读取体积偏小，计算所用NH4SCN的物质的量偏低，测得的c（I－）偏高。3．（2017·江苏）[实验化学]1－溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃,密度为1。36g·cm－3。实验室制备少量1－溴丙烷的主要步骤如下:eq\x（导学号43864479）步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。步骤2:如图所示搭建实验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。步骤3:将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12mLH2O、12mL5％Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤，分液,得粗产品，进一步提纯得1－溴丙烷。(1)仪器A的名称是__蒸馏烧瓶__；加入搅拌磁子的目的是搅拌和__防止暴沸__.(2）反应时生成的主要有机副产物有2－溴丙烷和__丙烯、正丙醚__。（3）步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是__减少1－溴丙烷的挥发__。（4）步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是__减少HBr挥发__。(5）步骤4中用5％Na2CO3溶液洗涤有机相的操作:向分液漏斗中小心加入12mL5％Na2CO3溶液，振荡，__将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体__，静置，分液.［解析］本题考查1－溴丙烷的制备实验，涉及仪器的识别、实验基本操作、实验原理的分析。(1)仪器A为蒸馏烧瓶，搅拌磁子的作用是搅拌和防止暴沸。（2)反应物中的正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能发生分子间脱水反应生成正丙醚。（3）向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中，降低了接收瓶内的温度，减少了1－溴丙烷的挥发。（4）HBr易挥发，故需缓慢加热。（5）振荡后，要排出分液漏斗中的气体。4．(2017·淄博市仿真模拟（打靶卷）)某同学设计如图装置,用过量浓硫酸与铜反应制取SO2,并探究SO2与Na2O2反应的产物。eq\x（导学号43864480）Ⅰ。制取SO2（1）写出烧瓶中生成SO2的化学方程式：__Cu＋2H2SO4（浓）eq\o（=,\s\up7(△）)CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。(2)写出实验现象：①细铜丝表面：__细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解__。②实验过程中，烧瓶内液体始终保持澄清，并__逐渐变为蓝色__。(3)欲使反应停止,应进行的操作是：__先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯__。烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：__有白色固体生成，溶液变为无色__.Ⅱ。探究SO2与Na2O2反应后的固体产物。(4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液,__滴加足量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解,则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体,则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解,并产生刺激性气味气体，则产物中有Na2SO3和Na2SO4__。（5)把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：__使Na2O2与SO2充分接触__。若Na2O2未完全反应，对实验结果的影响是（用必要的文字和化学方程式表示)__不能确定是否产生Na2SO4，Na2SO3＋Na2O2＋H2O=Na2SO4＋2NaOH__.Ⅲ.装置改进（6）老师指出该实验装置需做如下改进（只答出一种即可)：__在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶（其他合理答案均给分)。或：烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。__。［解析］Ⅰ.（1）烧瓶中铜与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2的化学方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△)）CuSO4＋SO2↑＋2H2O；（2)实验现象为：①细铜丝表面有气泡产生，细铜丝溶解；②实验过程中,烧瓶内液体始终保持澄清，并逐渐变为蓝色；（3）欲使反应停止,应进行的操作是：先抽拉粗铜丝使细铜丝与浓硫酸脱离接触，再撤去酒精灯；烧瓶中液体冷却后，可观察到的现象是：有白色固体生成，溶液变为无色；Ⅱ.（4)实验方案如下：取洗涤玻璃棉所得溶液，滴加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀；再滴加足量稀盐酸，若白色沉淀不溶解，则产物只有Na2SO4；若白色沉淀全部溶解，并产生刺激性气味气体，则产物只有Na2SO3；若白色沉淀部分溶解，并产生刺激性气味气体,则产物中有Na2SO3和Na2SO4；（5）把Na2O2粉末散附在玻璃棉上的目的是：使Na2O2与SO2充分接触；若Na2O2未完全反应，则不能确定是否产生Na2SO4,Na2SO3＋Na2O2＋H2O=Na2SO4＋2NaOH；Ⅲ。(6）在烧杯和硬质玻璃管之间加安全瓶或烧杯中导管接倒置的漏斗，且漏斗口刚好接触溶液。5．（2017·沈阳市第三次模拟）研究物质的合成或制备是有机化学、无机化学的重要任务之一。eq\x（导学号43864481）（1)某实验小组探究实验室制备无水氯化镁的方法，设计了图1装置。①分液漏斗中的A物质是__浓硫酸__（填试剂名称)。②利用中学常见的仪器，空白方框内补充完整实验装置。可选择的试剂有:A．稀NaOH溶液B．无水氯化钙C．稀硫酸D．浓硫酸③假设实验过程中MgCl2·6H2O未水解，不用任何试剂用最简单的方法检验MgCl2·6H2O是否完全转化为MgCl2。写出实验方法__称量所得的产物，若质量为95_m/203_g，则说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2，否则未完全__。（2）实验室制备并收集纯净乙烯。①有的同学通过乙醇制备乙烯，写出相关化学方程式__CH3CH2OHeq\o（→,\s\up7（浓H2SO4),\s\do5（170℃))CH2=CH2↑＋H2O__；该实验除乙醇外，所需的试剂或用品（不包括仪器）有__浓硫酸、沸石、氢氧化钠溶液__.②有的同学探究其它制备乙烯的方法，他设计了图2装置制备乙烯.实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体。请分析气体产率很低的原因主要是__加热温度过高，溴乙烷大量挥发，（或溴乙烷发生了副反应）__.为增大气体产率，在下图装置的基础上,提出一点改进措施：__增加冷凝回流装置__.[解析]（1）加热氯化镁晶体失去结晶水得到无水氯化镁，由于氯化镁易水解，应在HCl氛围中加热分解,A中液体为浓硫酸，与圆底烧瓶中浓盐酸混合,产生大量的热,利用HCl逸出，洗气瓶中浓硫酸干燥HCl，利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，注意防止倒吸，还要防止氢氧化钠溶液中水蒸气导致氯化镁水解，尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管(或盛放浓硫酸的洗气瓶）；①由上述分析可知，分液漏斗中的A物质是浓硫酸；②利用氢氧化钠溶液吸收尾气中HCl，防止污染空气，且防止倒吸，还要在尾气处理装置与加热装置之间需要连接盛放氯化钙的干燥管（或盛放浓硫酸的洗气瓶),防止氯化镁水解，需要补充完整实验装置为：；③实验过程中MgCl2·6H2O未水解,mg晶体的物质的量为m/203mol,完全分解得到氯化镁为m/203mol×95g/mol＝95m/203g，称量所得产物质量，若质量为95m/203g，说明MgCl2·6H2O完全转化为MgCl2,否则未完全;(2)①乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应生成乙烯，反应方程式为:CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸），\s\do5（170℃)）CH2=CH2↑＋H2O；反应中会发生副反应,有二氧化碳、二氧化硫生成,用氢氧化钠溶液吸收除去二氧化碳、二氧化硫，液体加热需要防止暴沸,还需要加入沸石，除乙醇外,所需的试剂或用品（不包括仪器)有：浓硫酸、氢氧化钠溶液、沸石；②方案中利用溴乙烷发生消去反应生成乙烯,利用图中装置制备乙烯，实验结果是量筒内壁附着较多无色油状液体，且得到很少量的气体,说明生成乙烯很少，大量的溴乙烷挥发,气体产率很低的原因主要是：加热温度过高,溴乙烷大量挥发，也可能是溴乙烷发生副反应等；为增大气体产率，可以增加冷凝回流装置，有利于溴乙烷冷凝回流，可以利用水浴加热，便于控制温度等，减少溴乙烷挥发。6．（2017·石家庄市冲刺模考）某学习小组在实验室中利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。eq\x(导学号43864482）(一)硫化物（FexSy)的组成实验步骤:步骤Ⅰ:如图连接装置，检査装置气密性，装入药品；步骤Ⅱ：打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯;步骤Ⅲ:当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；步骤Ⅳ：实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250mL溶液；……请回答：(1)仪器a的作用为__防止倒吸__。(2)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2,其目的为__使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收__。（3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有__250_mL容量瓶、胶头滴管__。（4）取25.00mL步骤Ⅳ中所配溶液,加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66g。则FexSy的化学式为__FeS2__。(5)问题讨论:有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案__否__（填“是”或“否”)合理,原因为__部分SO2被氧化，且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重__。(二）探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。理论推测：溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。实验探究：滴定法测定溶液中Na2SO3的含量.可供选择的试剂:①0.10mol·L－1KMnO4酸性溶液②30%H2O2③0.10mol·L－1KI淀粉溶液（6）所选试剂为__①__(填序号）;所选试剂应装在__酸式__（填