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文档简介
高考化学化学反应原理综合经典题附答案解析一、化学反应原理1.某研究学习小组要制备一种在水中溶解度很小的黄色化合物,并用滴定法测定其组成。已知在温度高于时易发生分解。实验操作如下:步骤一:将图甲分液漏斗中的草酸溶液滴入锥形瓶内,可生成黄色沉淀;步骤二:称取黄色产物于锥形瓶中,加入足量的硫酸并水浴加热至。待固体全部溶解后,用胶头滴管吸出一滴溶液点在点滴板上,用铁氰化钾溶液检验,无蓝色沉淀产生;步骤三:用标准液滴定步骤二所得的溶液;步骤四:向步骤三滴定后的溶液中加足量的Zn粉和硫酸溶液,几分钟后用胶头滴管吸出一滴点在点滴板上,用KSCN溶液检验,若不显红色,过滤除去Zn粉,并用稀硫酸洗涤Zn粉,将洗涤液与滤液合并,用标准液滴定,用去高锰酸钾标准液。(1)步骤一中将沉淀从反应混合物中分离出来的操作名称是________。(2)步骤二中水浴加热并控制温度的理由是________,加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀产生,此操作的目的是________。(3)步骤三盛装标准液的滴定管在滴定前后的液面如图乙所示,则消耗标准液的体积为________,该滴定管为________滴定管填“酸式”或“碱式”。(4)步骤四中滴定时发生反的离子方程式为________。若不合并洗涤液,则消耗标准液的体积将________填“增大”“减小”或“不变”。由以上数据计算黄色化合物的化学式为________。【答案】过滤加快固体溶解,防止草酸分解证明溶液中无存在,防止干扰草酸的测定酸式减小【解析】【详解】(1)固液分离的方法为过滤,故答案为:过滤;(2)水浴加热可加快固体溶解,控制温度可防止草酸分解;中的铁元素可能含有,与反应,高锰酸钾滴定草酸时,需要排除的干扰,故答案为:加快固体溶解,防止草酸分解;证明溶液中无存在,防止干扰草酸的测定;(3)滴定前读数为,滴定后读数为,则消耗溶液的体积为;具有强氧化性,应用酸式滴定管,故答案为:;酸式;(4)步骤四中滴定时发生反应的离子方程式为,洗涤液中含有,若不合并,消耗标准液的体积减小;根据方程式可知,
mol,
mol,,则:::5:10,黄色化合物的化学式为,故答案为:;减小;。【点睛】亚铁离子和草酸均能与酸性高锰酸钾溶液反应,实验时防止亚铁离子干扰草酸的测定是解答关键。2.叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(tBuNO2,以tBu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。(1)制备亚硝酸叔丁酯取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO2===2HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(tBuOH)在40℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式:____________。(2)制备叠氮化钠(NaN3)按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应的化学方程式为:tBuNO2+NaOH+N2H4===NaN3+2H2O+tBuOH。①装置a的名称是______________;②该反应需控制温度在65℃,采用的实验措施是____________________;③反应后溶液在0℃下冷却至有大量晶体析出后过滤。所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是____________。(3)产率计算①称取2.0g叠氮化钠试样,配成100mL溶液,并量取10.00mL溶液于锥形瓶中。②用滴定管加入0.10mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00mL(假设杂质均不参与反应)。③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00mL(滴定原理:Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。已知六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]与叠氮化钠反应生成硝酸铵、硝酸钠、氮气以及Ce(NO3)3,试写出该反应的化学方程式____________________________;计算叠氮化钠的质量分数为________(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是____________(填字母)。A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内(4)叠氮化钠有毒,可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁,反应后溶液碱性明显增强,且产生无色无味的无毒气体,试写出反应的离子方程式:____________________【答案】tBuOH+HNO2tBuNO2+H2O恒压滴液漏斗(滴液漏斗)水浴加热降低叠氮化钠的溶解度,防止产物损失2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3===4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑65%ACClO-+2N3-+H2O===Cl-+2OH-+3N2↑【解析】【分析】【详解】(1)制备亚硝酸叔丁酯的反应物有亚硝酸和叔丁醇,反应类型属于有机的酯化反应,所以方程式为:;(2)①装置a的名称即为恒压滴液漏斗;②反应要控制温度在65℃,参考苯的硝化实验,该反应加热时,应当采用水浴加热;③题干中提到了叠氮酸钠易溶于水,而微溶于乙醇;因此,洗涤产品时,为了减少洗涤过程中产品的损耗,应当用无水乙醇洗涤;(3)通过题干提示的反应产物分析,可知反应过程中Ce4+和中的元素发生了变价,所以反应的方程式为:;在计算叠氮化钠的含量时,一定要注意叠氮酸钠溶液配制完成后只取了与过量的六硝酸铈铵反应,再用Fe2+去滴定未反应完的正四价的Ce,因此有:,考虑到Fe2+与Ce4+的反应按照1:1进行,所以2.0g叠氮化钠样品中叠氮化钠的物质的量为:,所以叠氮化钠样品的质量分数为:;A.润洗锥形瓶,会使步骤②消耗的六硝酸铈铵的量增加,通过分析可知,会使最终计算的质量分数偏大,A项正确;B.量取40mL六硝酸铈铵溶液时若前仰后俯,则会量取比40ml更多的六硝酸铈铵溶液,那么步骤③会需要加入更多的Fe2+来消耗叠氮酸钠未消耗掉的Ce4+,通过分析可知,最终会导致计算的质量分数偏低,B项错误;C.步骤③用Fe2+标定未反应的Ce4+,若开始尖嘴无气泡,结束后出现气泡,则记录的Fe2+消耗量比实际的偏小,通过分析可知,最终会使质量分数偏大,C正确;D.将挂在锥形瓶壁上的Fe2+溶液冲入锥形瓶,相当于让溶液混合更均匀,这样做会使结果更准确,D项不符合;答案选AC;(4)反应后溶液碱性增强,所以推测生成了OH-;产生的无色无味无毒气体,推测只能是氮气,所以离子方程式为:。【点睛】滴定计算类的题目,最常考察的形式之一是配制完待测样品溶液后,只取一部分进行滴定,在做计算时不要忘记乘以相应的系数;此外,常考察的形式也有:用待测物A与过量的B反应,再用C标定未反应的B,在做计算时,要注意A与C一同消耗的B。3.纳米TiO2是一种重要的光催化剂。以钛酸酯Ti(OR)4为原料制备纳米TiO2的步骤如下:①组装装置如图所示,保持温度约为65℃,先将30mL钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶,再加入3mL乙酰丙酮,充分搅拌;②将含水20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,得到二氧化钛溶胶;③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶,灼烧凝胶得到纳米TiO2。已知:钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂,遇水剧烈水解;Ti(OH)4不稳定,易脱水生成TiO2。回答下列问题:(1)仪器a的名称是__,冷凝管的作用是__。(2)加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率,其原理可能是__(填字母)。A.增加反应的焓变B.增大反应的活化能C.减小反应的焓变D.降低反应的活化能制备过程中,减慢水解反应速率的措施还有_。(3)步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为__。如图所示实验装置中,可用于灼烧二氧化钛凝胶的是__(填字母)。(4)测定样品中TiO2纯度的方法是:精确称取0.2000g样品放入锥形瓶中,加入硫酸和硫酸铵的混合溶液,加强热使其溶解。冷却后,加入一定量稀盐酸得到含TiO2+的溶液。加入金属铝,将TiO2+全部转化为Ti3+。待过量的金属铝完全溶解并冷却后,加入指示剂,用0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点。重复操作2次,消耗0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液的平均值为20.00mL(已知:Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外,另一个作用是__。②滴定时所用的指示剂为__(填字母)。a.酚酞溶液b.KSCN溶液c.KMnO4溶液d.淀粉溶液③样品中TiO2的质量分数为__%。(Ti相对分子质量为48)【答案】温度计冷凝回流B用含水20%的乙醇溶液代替水,缓慢滴加Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OHa与酸反应生成氢气,形成氢气氛围,防止Ti3+在空气中被氧化b80【解析】【分析】以钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料,在三颈烧瓶中反应可得到二氧化钛溶胶,再经过干燥、灼烧即可得纳米TiO2。【详解】(1)由装置图可知,仪器a为温度计;冷凝管可起到冷凝回流的作用;故答案为:温度计:冷凝回流;(2)加入催化剂,不能改变焓变(只与反应的始末状态有关),可降低或增大活化能,而该处减缓反应速率,则增加活化能的作用,导致反应速率减小;另外为减慢水解反应速率,还可用含有20%的乙醇溶液代替水,缓慢滴加;故答案为:B;用含水20%的乙醇溶液代替水,缓慢滴加;(3)Ti(OC4H9)4发生水解生成TiO2和丁醇,方程式为Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH;灼烧二氧化钛凝胶,应在坩埚中进行;故答案为:Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH;a;(4)①加入铝,可与TiO2+反应生成Ti3+,与酸反应生成氢气,避免Ti3+被氧化;②用NH4Fe(SO4)2溶液滴定,含有铁离子,可用KSCN做指示剂,滴定终点溶液颜色变为红色;③根据方程式可得关系式TiO2~Ti3+~Fe3+~NH4Fe(SO4)2,n(NH4Fe(SO4)2)=0.1000mol•L-l×0.02L=0.002mol,则n(TiO2)=0.00200mol,m(TiO2)=0.00200mol×80g/mol=0.16g00,则质量分数为;故答案为:与酸反应生成氢气,形成氢气氛围,防止Ti3+在空气中被氧化;b;80。4.亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。完成下列填空:(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为___________。装置③的作用是_____________。(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:①减压,55℃蒸发结晶;②__________;③_______;④低于60℃干燥,得到成品。(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+4I-+4H+→2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。配制待测液需用到的定量玻璃仪器是____________;(4)取25.00mL待测液,用2.0mol/LNa2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-→2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为__________。重复滴定2次,测得Na2S2O3溶液平均值为20.00mL。该样品中NaClO2的质量分数为_____________。(5)通过分析说明装置①在本实验中的作用_______________________________。【答案】2NaClO3+Na2SO3+H2SO4→2ClO2+2Na2SO4+H2O防止倒吸趁热过滤用38-60℃的温水洗涤250mL容量瓶溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色90.5%当关闭K2时,打开K1,可以吸收反应产生的气体。【解析】【分析】【详解】(1)根据反应物NaClO3、Na2SO3、H2SO4,生成物为ClO2和2Na2SO4,配平方程式为2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O;装置③为安全瓶,防止装置②中气体温度降低而产生倒吸;(2)因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl,若要得到NaClO2晶体,需在38-60℃得到晶体,故操作为趁热过滤;用38-60℃的温水洗涤;(3)容量瓶要指明规格;(4)有碘单质参和生成的反应,一般采用淀粉溶液做指示剂,该反应是Na2S2O3标准液滴定碘,终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;计算时一般找出关系式,由此进行计算,关系式为ClO2-——2I2——4S2O32-n(ClO2-)=1/4n(S2O32-)=1/4×20×10-3×2=0.01molm(NaClO2)=0.01×90.5=9.05g该样品中NaClO2的质量分数为9.05g÷10g=0.905(5)本实验产生污染性气体,直接排放会污染环境,故需要尾气处理,装置①就是用碱吸收反应产生的ClO2等尾气。5.无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体.某活动小组通过实验,探究不同温度下气体产物的组成.实验装置如下:每次实验后均测定B、C质量的改变和E中收集到气体的体积.实验数据如下(E中气体体积已折算至标准状况):实验组别温度称取CuSO4质量/gB增重质量/gC增重质量/gE中收集到气体/mL①T10.6400.32000②T20.64000.256V2③T30.6400.160Y322.4④T40.640X40.19233.6(1)实验过程中A中的现象是______.D中无水氯化钙的作用是_______.(2)在测量E中气体体积时,应注意先_______,然后调节水准管与量气管的液面相平,若水准管内液面高于量气管,测得气体体积______(填“偏大”、“偏小”或“不变”).(3)实验①中B中吸收的气体是_____.实验②中E中收集到的气体是______.(4)推测实验②中CuSO4分解反应方程式为:_______.(5)根据表中数据分析,实验③中理论上C增加的质量Y3=_______g.(6)结合平衡移动原理,比较T3和T4温度的高低并说明理由________.【答案】白色固体变黑吸收水蒸气,防止影响C的质量变化冷却至室温偏小SO3O22CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑0.128T4温度更高,因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应,温度高有利于生成更多的O2【解析】【分析】(1)根据无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体分析A中的现象,根据碱石灰和无水氯化钙的作用分析;(2)气体温度较高,气体体积偏大,应注意先冷却至室温,若水准管内液面高于量气管,说明内部气压大于外界大气压,测得气体体积偏小;(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体,C的作用是吸收二氧化硫,E的作用是收集到氧气;(4)0.64g硫酸铜的物质的量为=0.004mol,分解生成氧化铜的质量为:0.004mol×80g/mol=0.32g;SO2的质量为:0.256g,物质的量为:=0.004mol,氧气的质量为:0.64﹣0.32﹣0.256=0.064g,物质的量为:=0.002mol,CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2:2:2;1,则实验②中CuSO4分解反应方程式为2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑;(5)0.64g硫酸铜的物质的量为=0.004mol,分解生成氧化铜的质量为:0.004mol×80g/mol=0.32g;SO3的质量为:0.16g,氧气的质量为:32=0.032g,根据质量守恒实验③中理论上C增加的质量Y3=0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032=0.128g;(6)根据表中实验③④的数据可知,T4温度生成氧气更多,因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应,温度高有利于生成更多的O2。【详解】(1)因为无水硫酸铜在加热至650℃时开始分解生成氧化铜和气体,故实验过程中A中的现象是白色固体变黑,因为碱石灰能够吸水,D中无水氯化钙的作用是吸收水蒸气,防止装置E中的水进入装置C,影响C的质量变化,故答案为:白色固体变黑;吸收水蒸气,防止影响C的质量变化;(2)加热条件下,气体温度较高,在测量E中气体体积时,应注意先冷却至室温,若水准管内液面高于量气管,说明内部气压大于外界大气压,测得气体体积偏小,故答案为:冷却至室温偏小;(3)实验中B中浓硫酸的作用是吸收三氧化硫气体,C的作用是吸收二氧化硫,E的作用是收集到氧气,故答案为:SO3;O2;(4)0.64g硫酸铜的物质的量为=0.004mol,分解生成氧化铜的质量为:0.004mol×80g/mol=0.32g;SO2的质量为:0.256g,物质的量为:=0.004mol,氧气的质量为:0.64﹣0.32﹣0.256=0.064g,物质的量为:=0.002mol,CuSO4、CuO、SO2、O2的物质的量之比等于2:2:2;1,则实验②中CuSO4分解反应方程式为2CuSO42CuO+2SO2↑+O2↑;(5)0.64g硫酸铜的物质的量为=0.004mol,分解生成氧化铜的质量为:0.004mol×80g/mol=0.32g;SO3的质量为:0.16g,氧气的质量为:32=0.032g,实验③中理论上C增加的质量Y3=0.64﹣0.32﹣0.16﹣0.032=0.128g;(6)根据表中实验③④的数据可知,T4温度生成氧气更多,因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应,温度高有利于生成更多的O2,故T4温度更高,故答案为:T4温度更高,因为SO3分解为SO2和O2是吸热反应,温度高有利于生成更多的O2。6.二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用,是大气主要污染物之一,具有一定的还原性,探究SO2气体还原Fe3+、I2,可以使用的药品和装置如图所示:(1)写出由铜和浓硫酸制取SO2的化学方程式_____________________。(2)装置A中的现象是__________。若要从A中的FeCl3溶液中提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在过滤操作中有用到的玻璃仪器有_______(填编号)。A酒精灯B烧瓶C漏斗D烧杯E玻璃棒F坩埚(3)根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3发生氧化还原反应。①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式___________________;②请设计实验方案检验有Fe2+生成__________________________;(4)B中蓝色溶液褪色,表明I-的还原性比SO2__________(填“强”或“弱”)。(5)若C中所得溶液只有一种溶质且pH>7,则溶液中各离子浓度大小顺序为_________。(6)工业上通过煅烧黄铁矿产生SO2来进一步得到硫酸,已知煅烧1gFeS2产生7.1kJ热量,写出煅烧FeS2的热化学反应方程式____________________。【答案】Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O溶液由黄色变为浅绿色A、B、F2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+取少量A中反应后的溶液于试管中,滴入2~3滴K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成弱c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+)4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)ΔH=-3408kJ/mol【解析】【分析】(1)Cu与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水;(2)三价铁离子具有强的氧化性,在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,自身被还原为亚铁离子;过滤用到的仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗;(3)①三价铁离子具有强的氧化性,在溶液能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,自身被还原为亚铁离子;②用K3[Fe(CN)6]溶液检验,有蓝色沉淀生成;(4)B中蓝色溶液褪色,明发生了氧化还原反应,反应的离子方程式为:I2+SO2+2H2O=4H++2I-+SO42-,还原剂的还原性大于还原产物的还原性;(5)若C中所得溶液只有一种溶质且pH>7,则溶质为Na2SO3,SO32-水解溶液呈碱性,氢氧根离子源于SO32-的水解、水的电离;(6)发生反应:4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2,计算4molFeS2燃烧放出的热量,注明物质的聚集状态与反应热书写热化学方程式。【详解】(1)铜和浓硫酸在加热条件下发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O;(2)装置A中SO2做还原剂,被氧化为硫酸根离子,Fe3+作氧化剂,被还原为Fe2+,反应离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO42-+4H+,则A中反应的现象为溶液颜色由黄色逐渐变为浅绿色;过滤用到漏斗、烧杯、玻璃棒,没有用到蒸发皿、石棉网和坩埚,故答案为ABF;(3)①SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+;②检验有Fe2+生成的操作方法为取少量A中反应后的溶液于试管中,滴入2~3滴K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成;(4)B中蓝色溶液褪色,说明SO2将I2还原为I-,可知I-的还原性比SO2弱;(5)NaOH溶液吸收SO2后所得溶液只有一种溶质且pH>7,则溶液中的溶质为Na2SO3,各离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(SO32—)>c(OH—)>c(HSO3—)>c(H+);(6)黄铁矿(主要成分为FeS2)其燃烧产物为SO2和Fe2O3,1gFeS2完全燃烧放出7.1kJ热量,480gFeS2完全燃烧放出3408kJ热量,反应的热化学方程式为:4FeS2(s)+11O2(g)=2Fe2O3(s)+8SO2(g)△H=-3408kJ/mol。7.现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理(如图1所示),并测定电离平衡常数Kb。(1)实验室可用浓氨水和X固体制取NH3,X固体不可以是___;A.五氧化二磷B.生石灰C.碱石灰D.无水氯化钙(2)检验三颈瓶集满NH3的方法是___。(3)关闭a,将带有装满水的胶头滴管的橡皮塞塞紧c口,___,引发喷泉实验,电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线如图2所示。图2中___点时喷泉最剧烈。(4)从三颈瓶中用___(填仪器名称)量取20.00mL氨水至锥形瓶中,用0.05000mol/LHC1滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如图3所示。(5)据图3计算,当pH=11.0时,NH3·H2O电离平衡常数Kb近似值,Kb≈___。【答案】AD将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝色,证明NH3已收满;或:将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c,有白烟生成,证明NH3已收满;打开b,挤压胶头滴管使水进入烧瓶C碱式滴定管1.8×10-5【解析】【分析】(1)浓氨水易挥发,生石灰、碱石灰溶于水与水反应放出大量的热,能够促进氨气的逸出,而无水氯化钙、五氧化二磷都能够与氨气反应,所以不能用来制氨气;(2)因为氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,红色石蕊试液遇碱蓝色,氨气也能和HCl反应生成白烟,所以检验氨气的方法可以用湿润的红色石蕊试纸或者用蘸有浓盐酸的玻璃棒;(3)要形成喷泉实验,应使瓶内压强小于外界压强,形成压强差;(4)氨水显碱性,量取碱性溶液,应选择碱式滴定管;(5)利用中和酸碱滴定的图像,判断滴定终点,计算出氨水中一水合氨的物质的量浓度,结合滴定前溶液的pH,计算一水合氨的电离平衡常数。【详解】(1)A.五氧化二磷是酸性干燥剂,能与氨气反应,A不能制取氨气;B.浓氨水易挥发,生石灰溶于水与水反应放出大量的热,能够促进氨气的逸出,B正确;C.浓氨水易挥发,碱石灰溶于水与水反应放出大量的热,能够促进氨气的逸出,C正确;D.无水氯化钙能够与氨气反应,不能用来制氨气,D错误;答案选AD。(2)氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离出氢氧根离子而导致氨水溶液呈碱性,红色石蕊试液遇碱蓝色,氨气也能和HCl反应生成白烟,所以氨气的检验方法为:将湿润的红色石蕊试纸靠近瓶口c,试纸变蓝色,证明NH3已收满;或:将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口c,有白烟生成,证明NH3已收满;(3)要形成喷泉实验,应使瓶内外形成负压差,而氨气极易溶于水,所以打开b,挤压胶头滴管使水进入烧瓶,氨气溶于水,使瓶内压强降低,形成喷泉;三颈瓶内气体与外界大气压压强之差越大,其反应速率越快,C点压强最小、大气压不变,所以大气压和C点压强差最大,则喷泉越剧烈,故答案为:打开b,挤压胶头滴管使水进入烧瓶;C;(4)氨水显碱性,量取碱性溶液,应选择碱式滴定管;故答案为:碱式滴定管;(5)设氨水中NH3•H2O的物质的量浓度为c,则:c×20mL=0.05000mol/L×22.40mL,解得c=0.056mol/L,弱电解质电离平衡常数Kb=,pH=11的氨水中c(OH-)=0.001mol/L,c(OH-)≈c(NH4+)=0.001mol/L,则:Kb==1.8×10-5;故答案为:1.8×10-5。【点睛】解答综合性实验题注意以下几点:(1)实验目的。实验目的决定实验原理,据此选择仪器和试剂;(2)物质的性质。物质的性质决定实验细节。(3)注重多学科知识应用。8.某小组同学利用如图所示装置进行铁的电化学腐蚀原理的探究实验:装置分别进行的操作现象i.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加酚酞ii.连好装置一段时间后,向烧杯中滴加K3[Fe(CN)6]溶液铁片表面产生蓝色沉淀(1)小组同学认为以上两种检验方法,均能证明铁发生了吸氧腐蚀。①实验i中的现象是___。②用电极反应式解释实验i中的现象:___。(2)查阅资料:K3[Fe(CN)6]具有氧化性。①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是___。②进行下列实验,在实验几分钟后的记录如下:实验滴管试管现象0.5mol·L-1K3[Fe(CN)6]溶液iii.蒸馏水无明显变化iv.1.0mol·L-1NaCl溶液铁片表面产生大量蓝色沉淀v.0.5mol·L-1Na2SO4溶液无明显变化以上实验表明:在有Cl-存在条件下,K3[Fe(CN)6]溶液可以与铁片发生反应。为探究Cl-的存在对反应的影响,小组同学将铁片酸洗(用稀硫酸浸泡后洗净)后再进行实验iii,发现铁片表面产生蓝色沉淀。此补充实验表明Cl-的作用是___。(3)有同学认为上述实验仍不够严谨。为进一步探究K3[Fe(CN)6]的氧化性对实验ii结果的影响,又利用(2)中装置继续实验。其中能证实以上影响确实存在的是__(填字母序号)。实验试剂现象A酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)产生蓝色沉淀B酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)产生蓝色沉淀C铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀D铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)产生蓝色沉淀(4)综合以上实验分析,利用实验ii中试剂能证实铁发生了电化学腐蚀的实验方案是:连好装置一段时间后,___(回答相关操作、现象),则说明负极附近溶液中产生了Fe2+,即发生了电化学腐蚀。【答案】碳棒附近溶液变红O2+4e-+2H2O=4OH-K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验Cl-破坏了铁片表面的氧化膜AC取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀【解析】【分析】(1)①实验i中,发生吸氧腐蚀,在碳棒附近溶液中生成OH-,使酚酞变色。②在碳棒上,发生O2得电子生成OH-的电极反应。(2)①据此有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性,就可直接与Fe作用。②用稀硫酸酸洗后,铁片表面的氧化膜去除,再进行实验iii,铁片表面产生蓝色沉淀,则Cl-的作用与硫酸相同。(3)A.酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀,表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe2+;B.酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2)反应产生蓝色沉淀,可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,也可能是铁片发生了吸氧腐蚀;C.铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀,只能是Cl-破坏氧化膜,然后K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+;D.铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀,可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2+,也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+。(4)为证实铁发生了电化学腐蚀,可连好装置一段时间后,不让K3[Fe(CN)6]与Fe接触,而是取Fe电极附近的溶液,进行Fe2+的检验。【详解】(1)①实验i中,发生吸氧腐蚀,碳棒为正极,发生O2得电子生成OH-的反应,从而使碳棒附近溶液变红。答案为:碳棒附近溶液变红;②在碳棒上,O2得电子生成OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-;(2)①有同学认为仅通过ii中现象不能证明铁发生了电化学腐蚀,理由是既然K3[Fe(CN)6]具有氧化性,就有可能发生K3[Fe(CN)6]与Fe的直接作用。答案为:K3[Fe(CN)6]可能氧化Fe生成Fe2+,会干扰由于电化学腐蚀负极生成Fe2+的检验;②用稀硫酸酸洗后,铁片表面的氧化膜被破坏,再进行实验iii,铁片表面产生蓝色沉淀,则Cl-的作用与硫酸相同,也是破坏铁表面的氧化膜。答案为:Cl-破坏了铁片表面的氧化膜;(3)A.已除O2的铁片不能发生吸氧腐蚀,只能发生铁片、K3[Fe(CN)6]溶液的反应,从而表明K3[Fe(CN)6]能与铁作用生成Fe2+,A符合题意;B.酸洗后的铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(未除O2),同时满足两个反应发生的条件,既可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,也可能是铁片发生了吸氧腐蚀,B不合题意;C.铁片、K3[Fe(CN)6]和NaCl混合溶液(已除O2),不能发生吸氧腐蚀,只能是Cl-破坏氧化膜,然后K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,C符合题意;D.铁片、K3[Fe(CN)6]和盐酸混合溶液(已除O2)反应产生蓝色沉淀,可能是铁片与盐酸直接反应生成Fe2+,也可能是K3[Fe(CN)6]与铁作用生成Fe2+,D不合题意。答案为:AC;(4)为证实铁发生了电化学腐蚀,可连好装置一段时间后,取Fe电极附近的溶液,放在另一仪器中,加入K3[Fe(CN)6]溶液,进行Fe2+的检验。答案为:取铁片(负极)附近溶液于试管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀。【点睛】在进行反应分析时,我们需明确Cl-的作用,它仅能破坏铁表面的氧化膜,而不是充当铁与K3[Fe(CN)6]反应的催化剂,从硫酸酸洗铁片,命题人就给我们做了暗示。9.利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。已知:2CrO+2H+===Cr2O+H2OBa2++CrO===BaCrO4↓步骤Ⅰ移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL。步骤Ⅱ:移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中,加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol·L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL。滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________mol·L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。【答案】上方偏大【解析】【详解】酸式滴定管的“0”刻度位于滴定管的上方;步骤Ⅱ:待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol•L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL,则发生2CrO42-+2H+═Cr2O72-+H20的盐酸的物质的量为:V1×10-3×bmol,步骤Ⅰ:用bmol•L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL,加入的总盐酸的物质的量:V0×10-3×bmol,Ba2++CrO42-═BaCrO4↓,与Ba2+反应的CrO42-的物质的量为V0×10-3×bmol-V1×10-3×bmol=(V0-V1)b×10-3mol,步骤Ⅱ:移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中,所以BaCl2溶液的浓度为:mol/L=mol/L;若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,V1减小,则Ba2+浓度测量值将偏大。10.三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂,实验室制取POCl3并测定产品含量的实验过程如下:I.制备POCl3采用氧气氧化液态的PCl3法。实验装置(加热及夹持装置省略》及相关信息如下。物质熔点/℃沸点/℃相对分子质量其他PCl3―112.076.0137.
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