选修实验化学专题三达标突破训练

1．某固体混合物可能是由Al、(NH4)2SO4、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或几种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示(气体体积数据已换算成标准状况下的体积)：下列说法中不正确的是()A．该固体中一定没有FeCl2，可能含有AlCl3B．该固体中含有2.70gAlC．该固体中含有6.60g(NH4)2SO4D．该固体中含有4.75gMgCl2解析：选A。14.05g固体中加入过量NaOH溶液，产生的5.60L气体通过浓硫酸后，体积变为3.36L，说明该气体为NH3与H2的混合气体。其中H2的体积为3.36L，据此可计算出Al的质量为2.70g；NH3的体积为2.24L，据此可计算出(NH4)2SO4的质量为6.60g。产生的白色沉淀久置无明显变化，说明不是Fe(OH)2，原混合物中不含FeCl2，故2.90g白色沉淀全部是Mg(OH)2，据此可计算出MgCl2的质量为4.75g。原固体中含有的Al、(NH4)2SO4和MgCl2的质量之和刚好等于14.05g，故该固体中一定不含AlCl3。2．在氯化铝和氯化钠的混合溶液中，Cl－的浓度为0.4mol/L，当加入等体积0.4mol/LNaOH溶液时，生成的沉淀恰好完全溶解。则反应后溶液中Na＋的浓度约为()A．0.225mol/L B．0.25mol/LC．0.45mol/L D．0.9mol/L解析：选B。设原溶液的体积为1L，则n(Cl－)＝0.4mol。所加NaOH溶液中，n(OH－)＝0.4mol。反应后溶液中存在的物质是NaAlO2和NaCl，n(NaAlO2)＝n(OH－)/4＝0.1mol。n(Na＋)＝0.1mol＋0.4mol＝0.5mol，c(Na＋)＝0.5mol/2L＝0.25mol/L。3．常温下，用惰性电极以直流电串联电解分装在甲、乙两烧杯中的200mL0.3mol·L－1NaCl溶液和300mL0.2mol·L－1AgNO3溶液，当产生0.56L(标准状况下)Cl2时停止电解，取出电极，将两烧杯溶液混合，则混合液的pH(设混合后溶液的总体积为500mL)为()A．1.4 B．7C．5.6 D．12.6解析：选B。电解产生0.56LCl2时，电路中流过的电子的物质的量为(0.56L÷22.4L·mol－1)×2＝0.05mol，故盛NaCl溶液的烧杯中产生的OH－的物质的量为0.05mol(此时氯化钠还未完全电解)，AgNO3溶液中产生H＋的物质的量为0.05mol(此时AgNO3也未被完全电解)，故两溶液混合，H＋与OH－恰好中和，两溶液中剩余的Cl－与Ag＋恰好反应，混合液为NaNO3溶液，所以混合液呈中性，在常温下该混合液的pH＝7。4．为了鉴别硝酸铝溶液、氢氧化钠溶液并测定其物质的量浓度。某同学将溶液编号为甲、乙并将甲逐滴加入乙中，实验测得有关数据如下表所示：实验序号物质及物理量123甲200mL60mL60mL乙60mL220mL200mL沉淀agag2ag下列推断正确的是()A．甲为氢氧化钠溶液、乙为硝酸铝溶液，浓度都为eq\f(a,1.56)mol·L－1B．甲为氢氧化钠溶液，浓度为eq\f(a,1.56)mol·L－1；乙为硝酸铝溶液，浓度为eq\f(2a,1.56)mol·L－1C．甲为硝酸铝溶液，浓度为eq\f(a,1.56)mol·L－1；乙为氢氧化钠溶液，浓度为eq\f(2a,1.56)mol·L－1D．甲为硝酸铝溶液、乙为氢氧化钠溶液，浓度都为eq\f(a,1.56)mol·L－1解析：选D。本题切入点是从第2组、3组的实验数据入手，逆向思考：第2组数据可以看成是在第3组数据基础上，再加入20mL乙，发现沉淀质量减少了，该沉淀一定是氢氧化铝，说明乙为氢氧化钠溶液。即20mL氢氧化钠溶液溶解了ag氢氧化铝。由Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O知c(NaOH)＝eq\f(\f(ag,78g·mol－1),20×10－3L)＝eq\f(a,1.56)mol·L－1。选择第2组或第3组数据计算硝酸铝溶液的浓度，如选择第3组数据：n(NaOH)＝eq\f(0.2a,1.56)mol，生成2ag氢氧化铝，消耗氢氧化钠：eq\f(2a,78)×3＝eq\f(0.6a,7.8)(mol)。剩余氢氧化钠与硝酸铝反应生成偏铝酸钠：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，n(AlOeq\o\al(－,2))＝(eq\f(0.2a,1.56)－eq\f(0.6a,7.8))mol×eq\f(1,4)＝eq\f(a,78)mol。60mL硝酸铝溶液中，含硝酸铝的物质的量：n[Al(NO3)3]＝eq\f(a,78)mol＋eq\f(2a,78)mol＝eq\f(3a,78)mol，c[Al(NO3)3]＝eq\f(3a,78)mol×eq\f(1,0.002L)＝eq\f(a,1.56)mol·L－1。5．KMnO4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液，由于KMnO4的强氧化性，它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原，生成难溶性物质MnO(OH)2，因此配制KMnO4标准溶液的操作是：①称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中，将溶液加热并保持微沸1h；②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2；③把过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中，放在暗处；④利用氧化还原滴定方法，在70℃～80℃条件下用基准试剂(纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度。请回答下列问题：(1)准确量取一定体积的KMnO4溶液需要使用的仪器是________________________。(2)在下列物质中，用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用________。A．H2C2O4·2H2OB．FeSO4C．浓盐酸D．Na2SO3(3)若准确称取Wg你选的基准试剂溶于水配成500mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，用KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。KMnO4溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。(4)若用放置两周的KMnO4标准溶液去测定水样中Fe2＋的含量，测得的浓度值将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。解析：(1)KMnO4溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管氧化，所以不能用碱式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取。(2)H2C2O4·2H2O在常温常压下是稳定的结晶水合物；FeSO4在空气中不稳定易被氧化，铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价；浓盐酸易挥发；Na2SO3在空气中不稳定易被氧化成Na2SO4。(3)根据得失电子守恒原理有关系式：5(H2C2O4·2H2O)～2KMnO4，则KMnO4溶液的浓度为：c(KMnO4)＝eq\f(\f(Wg,126g·mol－1)×\f(25.00mL,500mL)×\f(2,5),V×10－3L)＝eq\f(10W,63V)mol·L－1。(4)在放置过程中，由于空气中还原性物质的作用，使KMnO4溶液的浓度变小了，再去滴定水样中的Fe2＋时，需要消耗KMnO4溶液(标准溶液)的体积会增大，导致计算出来的c(Fe2＋)值会增大，测定的结果偏高。答案：(1)酸式滴定管(2)A(3)eq\f(10W,63V)(4)偏高6．汞不溶于水，易挥发，易与许多金属形成合金，汞是对人体危害较大的一种金属，据统计世界上有80多种工业以汞为原料，生产过程中产生的汞的污染越来越引起人们的重视，水体中的无机汞主要有Hg2＋、Hgeq\o\al(2＋,2)。(1)实验时倘若不慎，将汞溅落地面时，可先用涂上X溶液的锌片去粘拾，然后再用足量的X溶液溶解锌片回收汞，X溶液可以是________(填试剂名称)。(2)检测水体中的Hg2＋可用KI及CuSO4溶液与其反应生成橙红色Cu2HgI4沉淀，用漫反射光谱直接测定汞沉淀物，该反应的离子方程式可表示为：________________________________________________________________________。(3)冶金厂治理含汞、含硫的烟气并回收汞，中国冶金工作者在研究Hg－I－H2O系热力学的基础上，查明KI溶液能有效吸收汞，吸收总反应为：2Hg＋SO2＋8I－＋4H＋=2HgIeq\o\al(2－,4)＋S↓＋2H2O，最后进行电解吸收液(K2HgI4)，阴极的电极反应式为：________________________________________________________________________。(4)国家制定的工业废水排放标准：汞的含量≤0.05mg/L。某合作学习小组的同学拟用硫化钠法处理含汞废水，其步骤为：先将溶液pH调至8～10，然后加入稍过量的硫化钠溶液，最后加入一定量的FeSO4溶液，过滤后排放。已知：25℃时HgS的Ksp＝4×10－52；Hg2S的Ksp＝1.0×10－47；FeS的Ksp＝6.3×10－18；HgS＋Na2SNa2HgS2(易溶)。①若操作程序完全正确，且废水中只含无机汞，上述处理后的废水能否达标排放________(选填：“能”或“不能”)。②加入FeSO4溶液的作用是________________________________________________________________________。解析：(1)能溶解锌的溶液是酸(最好为稀盐酸或稀硫酸)。(2)Hg2＋有氧化性，可将I－氧化为I2：2Cu2＋＋Hg2＋＋6I－=Cu2HgI4↓＋I2。(3)阴极HgIeq\o\al(2－,4)发生还原反应生成Hg。(4)在工业废水中加入稍过量的硫化钠溶液时，c(Hg2＋)≤2×10－26mol/L，c(Hg＋)≈1×10－15mol/L，所以汞的含量≤200×10－15g/L<0.05mg/L，能达到排放标准。加入FeSO4溶液可以除去过量的Na2S，同时可以使平衡HgS＋Na2SNa2HgS2逆向移动，将Na2HgS2转化为HgS沉淀。答案：(1)稀盐酸或稀硫酸(2)2Cu2＋＋Hg2＋＋6I－=Cu2HgI4↓＋I2(3)HgIeq\o\al(2－,4)＋2e－=Hg＋4I－(4)①能②除去过量的硫化钠，并将Na2HgS2转化为HgS2沉淀；同时作混凝剂7．过氧化尿素[CO(NH2)2·H2O2]是一种无毒、无味的白色结晶粉末，具有尿素和过氧化氢的双重性质，是一种新型的氧化剂和消毒剂，广泛应用于漂白、纺织、医药、农业、养殖业等领域。其合成路线如下：试回答下列问题：(1)实验生产中需控制n(H2O2)∶n[CO(NH2)2]＝1.2∶1，并控制合成温度在25～30℃，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)从母液中分离出H2O2和尿素，采用的操作是________。a．盐析过滤b．分液过滤c．减压蒸馏结晶d．常压蒸馏萃取(3)为测定产品中活性氧的含量(活性氧16%，相当于H2O234%)，称取干燥样品12.000g，溶解，在250mL容量瓶中定容。准确量取25.00mL于锥形瓶中，加入1mL6mol/L的硫酸，然后用0.2000mol/LKMnO4标准溶液滴定，至滴入最后一滴时，溶液显浅红色且半分钟内不褪色，三次滴定平均消耗KMnO4溶液20.00mL(KMnO4溶液与尿素不反应)。①KMnO4溶液应盛放在________式(选填：“酸”或“碱”)滴定管中。②完成并配平方程式：eq\x()MnOeq\o\al(－,4)＋eq\x()H2O2＋eq\x()H＋=eq\x()Mn2＋＋eq\x()H2O＋eq\x()________。③根据滴定结果，可确定产品中活性氧的质量分数为：________。④若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，会使测得的活性氧含量________(选填：“偏高”、“偏低”或“不变”)。⑤根据本次实验测得的活性氧含量，可判断该实验产品所含的一种主要杂质为________。解析：(1)因为H2O2受热易分解，所以实际生产中H2O2的物质的量要比CO(NH2)2的大，且要控制合成温度在25～30℃。(2)因为H2O2受热易分解，所以从母液中分离出H2O2和尿素时，应使溶液在较低温度下蒸发，采用的操作是减压蒸馏，然后结晶。(3)①酸性KMnO4溶液有强氧化性和酸性，应盛放在酸式滴定管中。②反应中MnOeq\o\al(－,4)是氧化剂，H2O2是还原剂，氧化产物是O2。从化合价升降角度分析，可知MnOeq\o\al(－,4)和H2O2的物质的量之比是2∶5，得离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。③n(H2O2)＝2.5n(KMnO4)＝2.5×0.2000mol/L×0.02L＝0.01mol，则样品中含0.1molH2O2，H2O2的质量分数为eq\f(3.4,12)×100%，产品中活性氧的含量为eq\f(3.4,12)×100%×eq\f(16%,34%)＝13.3%。④若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则耗用KMnO4溶液的体积偏大，所测结果偏高。⑤CO(NH2)2·H2O2中活性氧的含量为17%，本次实验测得的活性氧含量偏低，其中可能含有尿素或水杨酸稳定剂。答案：(1)H2O2在实验过程中会有部分分解，增大过氧化氢的量可提高过氧化尿素的纯度(2)c(3)①酸②256285O2↑③13.3%④偏高⑤尿素(或水杨酸稳定剂)8．二甲酸钾是一种白色晶体，商品名为弗米(Formil)，是一种能替代抗生素的促生长剂，化学式为KH(HCOO)2，具有吸湿性，易溶于水。二甲酸钾的生产工艺流程如下：(1)以甲酸和碳酸钾为原料生产二甲酸钾，实验测得反应条件对产品回收率的影响如下：表1反应温度对产品回收率的影响反应温度(℃)20304050607080产品回收率(%)75.678.480.682.683.182.173.7表2反应物料比对产品回收率的影响反应物料比2∶13∶14∶15∶16∶17∶1产品回收率(%)038.482.683.684.584.8备注：表2中反应物料比为甲酸和无水碳酸钾的物质的量之比。①写出甲酸和碳酸钾生产二甲酸钾的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②实际生产二甲酸钾时应选择的最佳反应条件是反应温度应控制在________℃～________℃，反应物料比应选择______。由表1可知反应温度过高，产品回收率反而会降低，其原因可能是____________________________________________