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押广东卷第17题化学实验综合题核心考点考情统计考向预测备考策略物质制备及性质探究类2021·广东卷,17考查物质的制备,并探究目标产物的性质;考查定量实验,并探究实验的原理。广东的实验综合题通常以变量控制的形式出现。1.回归教材,掌握典型物质的制备,尤其是气体类物质的制备。2.重点关注高中定量实验,掌握并熟练应用计算公式。要关注变量控制的本质。定量检测及原理探究类2023·广东卷,172022·广东卷,171.(2023广东卷,17)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。①上述滴定操作用到的仪器有。A.
B.
C.
D.
②该盐酸浓度为。(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为(c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。序号反应试剂体系温度/反应前反应后i溶液粉abii粉ac①温度:bc(填“>”“<”或“=”)。②(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是。提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和(用离子方程式表示)。实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为。(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用。【答案】(1)AD0.5500(2)(3)>或(4)抑制水解将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)【解析】(1)①滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴管、铁架台等,故选AD;②滴定时发生的反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O,故,故答案为0.5500;(2)由可得Q=××(50mL+50mL)×(T1-T2)=,故答案为;(3)溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,粉和粉的物质的量分别为0.021mol、0.01mol,实验i中有0.02molCuSO4发生反应,实验ii中有0.01molCuSO4发生反应,实验i放出的热量多,则b>c;若按实验i进行计算,;若按实验ii进行计算,,故答案为:>;或;(4)易水解,为防止水解,在配制溶液时需加入酸;用试纸测得溶液的不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生,说明溶液中还存在与酸的反应,其离子方程式为;乙同学根据相关原理,重新设计优化的实验方案的重点为如何防止与酸反应产生影响,可以借助盖斯定律,设计分步反应来实现溶液与的反应,故可将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为,故答案为:抑制水解;;将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为;(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛,化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用,另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用,故答案为:燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)。2.(2022广东卷,17)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用表示)。的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,的。(1)配制的溶液,需溶液的体积为_______mL。(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。(3)某小组研究25℃下电离平衡的影响因素。提出假设。稀释溶液或改变浓度,电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为的和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。序号Ⅰ40.00//02.86Ⅱ4.00/36.0003.36…Ⅶ4.00ab3:44.53Ⅷ4.004.0032.001:14.65①根据表中信息,补充数据:_______,_______。②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。③由实验Ⅱ~VIII可知,增大浓度,电离平衡逆向移动。实验结论假设成立。(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,的值逐渐接近的。查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于的。对比数据发现,实验VIII中与资料数据存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定溶液的浓度再验证。①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该溶液的浓度为_______。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。②用上述溶液和溶液,配制等物质的量的与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的和溶液,如何准确测定的?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。Ⅰ移取溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液Ⅱ_______,测得溶液的pH为4.76实验总结
得到的结果与资料数据相符,方案可行。(6)根据可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。【答案】(1)5.0(2)C(3)
3.00
33.00
正
实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1(4)
0.1104
(5)向滴定后的混合液中加入20mLHAc溶液(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)【解析】(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL。(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误;综上所述,正确的是C项。(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00。②实验I所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1。(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L。(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈mol/L=10-2.88mol/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1mol/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:。(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mLNaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00mLHAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc)。(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂,H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。3.(2021广东卷,17)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_______。(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_______。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_______已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_______。(4)某合作学习小组进行以下实验探究。①实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。②查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25℃时,。③提出猜想。猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。猜想b:在水中的溶解度。④设计实验、验证猜想。取试样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验1~3,记录数据。实验序号试样测试温度/℃电导率/1Ⅰ:25℃的饱和溶液252Ⅱ:35℃的饱和溶液353Ⅲ:45℃的饱和溶液45⑤数据分析、交流讨论。25℃的饱和溶液中,_______。实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明③中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合②中信息,猜想不足以成立的理由有_______。⑥优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验1~3的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。实验序号试样测试温度/℃电导率/4Ⅰ_______5______________⑦实验总结。根据实验1~5的结果,并结合②中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_______。【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2Oc-d-b-a-eHClO向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-1.3410-5测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度45℃II45℃A3>B2>B1【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法为向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-;(4)⑤25℃时,,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的溶液中,所以有==1.3410-5;实验1~3中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验1~3无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.3410-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;⑥如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样Ⅰ在45℃下测试与实验3比较;设计试样II在45℃下测试与实验3比较。故答案为:45℃;II;45℃;⑦猜想成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。1.实验方案的设计(1)实验设计的基本原则原则内容科学性实验原理、实验操作程序和方法科学合理安全性实验方案、实验药品要做到人员、仪器、环境的安全可行性药品、仪器、设备和操作等在中学实验条件下能够得到满足简约性装置简单、步骤少、药品用量少、效果佳经济性在满足实验效果的前提下,尽量选用常见而价廉的仪器和药品(2)实验设计流程(3)三类常见实验的设计实验设计实验设计思路物质制备的设计实验原料→实验原理→途径设计(途径Ⅰ、途径Ⅱ、途径Ⅲ……)→最佳途径→实验仪器→实验方案→制得物质物质性质实验的设计根据物质的组成、分类,预测物质可能具有的性质,根据化学原理设计实验。探究性实验方案设计:物质的组成特点→性质推测→实验验证→结论;验证性实验方案设计:物质的化学性质→实验验证→科学理论→结论物质检验方案设计首先通过试样的外在特征(颜色、气味、状态等)作出初步判断。少量固体试样→溶于水配成溶液→检测溶液中存在的阴、阳离子→得出实验结论;少量试样→加酸(或碱)溶液使其转化为气体→检测气体的成分→得出实验结论2.实验方案的评价评价角度评价内容实验的可行性(1)实验原理是否正确、可行;(2)实验操作(如仪器的选择、连接)是否安全、合理;(3)实验步骤是否简单、方便;(4)实验效果是否明显;(5)原料的成本、转化率、产率等实验是否规范(1)仪器的安装与拆卸;(2)仪器的查漏、气密性检验;(3)试剂添加的顺序与用量;(4)加热的方式、方法和时机;(5)温度计的规范使用、水银球的位置;(6)实验数据的读取;(7)冷却、冷凝的方法等续表评价角度评价内容实验的安全性(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;(2)进行某些易燃、易爆实验时要防爆炸;(3)还原性物质防氧化;(4)污染性的气体要进行尾气处理;(5)易水解的物质要防吸水“绿色化学”(1)反应原料是否易得、安全、无毒;(2)反应速率是否较大;(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高;(4)合成过程中是否造成环境污染考点一物质制备及性质探究类1.(2024届广东省大湾区一模)氨基甲酸铵是一种重要的化工原料,可用于药物合成、制备化学肥料、灭火剂或洗涤剂等。某化学兴趣小组用如图所示装置制取氨基甲酸铵:已知:①制取氨基甲酸铵反应为:
。②氨基甲酸铵溶于水后生成和。回答下列问题:(1)仪器甲的名称是,装置2的作用是除去中的水蒸气,其盛装的试剂是。(2)装置7是实验室制备氨气,其化学方程式为。(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是。(4)实验制得产品,其中可能含有碳酸氢铵杂质(不考虑碳酸氢铵与一水合氨的之间的反应)。设计方案进行成分探究,请填写表中空格。限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、溶液、澄清石灰水、溶液、稀盐酸。实验步骤预期现象和结论步骤1:取固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解得到无色溶液步骤2:向试管中继续加入足量澄清石灰水步骤3:过滤、洗涤、后称量,沉淀质量为证明样品中有碳酸氢铵通过计算氨基甲酸铵的质量分数是。(保留小数点后两位)[、](5)氨基甲酸铵易分解,用如图所示装置测定时该分解反应的化学平衡常数,实验步骤如下:(Ⅰ)关闭,打开和,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭。(Ⅱ)关闭,,读取压强数值。测得时压强为。①请在空白处完善步骤Ⅱ的实验操作。②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭,测量值(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。【答案】(1)长颈漏斗浓硫酸/浓H2SO4(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(3)通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例(4)产生白色沉淀干燥79.80%(5)缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变偏大【分析】根据题中已知原理,制取氨基甲酸铵,需要二氧化碳和氨气,又由于氨基甲酸铵易分解、易吸水,所以二氧化碳和氨气必须干燥,且在冰水低温环境中反应,根据实验室制取二氧化碳和制氨气的原理,1中为碳酸钙和盐酸混合制二氧化碳的反应,经过2中浓硫酸干燥二氧化碳,7中为固体加热制氨气,6中碱石灰干燥氨气,干燥的氨气和二氧化碳分别通过5,3的液体石蜡鼓泡瓶,通过气泡硫酸控制反应物的用量,在4三颈烧瓶中发生反应制取氨基甲酸铵,尾气为氨气和二氧化碳,其中氨气有毒,在a处接酸液进行吸收处理。【解析】(1)仪器甲的名称是长颈漏斗,装置2的作用是除去CO2中的水蒸气,其盛装的试剂是浓硫酸/浓H2SO4,故答案为:长颈漏斗;浓硫酸/浓H2SO4;(2)装置7中氯化铵和消石灰反应生成氯化钙和氨水,其化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(3)液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例,故答案为:通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例;(4)向试管中继续加入足量澄清石灰水与碳酸氢根离子反应生成碳酸钙沉淀,过滤、洗涤、干燥后称量,沉淀质量为1.500g,样品与足量石灰水充分反应,碳元素全部转化为碳酸钙,所以氨基甲酸铵和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和一水合氨,反应的方程式为H2NCOONH4+Ca(OH)2+H₂O=CaCOз↓+2NHз・H₂O;设碳酸氢铵为xmol,氨基甲酸铵为ymol,由样品总质量可得:79g/mol×xmol+78g/mol×ymol=1.173g,又因为n(C)~n(CaCO3)=0.015mol,由碳原子守恒可得:xmol+ymol=0.015mol,解x=0.003,y=0.012,则m(H2NCOONH4)=0.012mol×78g/mol=0.936g,则氨基甲酸铵的质量分数×100%=79.80%,故答案为:产生白色沉淀;干燥;79.80%;(5)①关闭K3,打开K1和K2,开启真空泵抽气至测压仪数值稳定后关闭K1,关闭K2,缓慢开启K₃至U形管两边液面相平并保持不变,测得25°C时压强为12.0kPa.故答案为:缓慢开启K3至U形管两边液面相平并保持不变;②若步骤I中测压仪数值未稳定即关闭K1,则体系中的空气未被完全抽空,导致测量的压强偏大,则Kp测量值偏大,故答案为:偏大。2.(2024届广东省肇庆二模)二氧化硫是重要的化工原料。某实验小组欲制备SO2并探究其相关反应。Ⅰ.SO2的制备(1)实验小组以亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,并要求能够控制反应速率,下列可选用的仪器是(填标号)。Ⅱ.SO2与FeCl3溶液相关反应的探究实验事实:小组同学向1mL0.5mol/LFeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液先变成红色,静置5min后溶液红色变浅,慢慢变为黄色,静置9h后溶液变为绿色。提出问题:溶液变为红色与什么微粒有关?查阅资料:①Fe3+易与阴离子形成配合物,且Fe(Ⅲ)配合物常呈现特殊颜色。②SO2溶液中,存在的含有硫元素的微粒有SO2、H2SO3、和。提出猜想:a.溶液变为红色与有关;b.溶液变为红色与有关。实验验证:为验证猜想,小组同学做了如下实验。实验实验操作实验现象①取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入3mL1mol/LNa2SO3溶液,观察5min内的颜色变化溶液变为红色②取1mL1mol/LFeCl3溶液于试管中,加入___________溶液,观察5min内的颜色变化溶液变为红色(2)完成表格:实验②中加入溶液。上述两个实验中溶液都变为红色,因此无法得出实验结论。进一步验证:为进一步验证猜想,小组同学配制系列溶液并测量其吸光度,绘制出右图曲线。测量溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+amL1mol/LNa2SO3溶液+bmL1mol/LNaHSO3溶液参比溶液:0.5mL1mol/LFeCl3溶液+0.5mL1mol/LNa2SO3溶液+7mL蒸馏水图中A、B、C三点对应加入各试剂的体积如表所示。点1mol/LFeCl3/mL1mol/LNa2SO3/mL1mol/LNaHSO3/mLA0.54.00.0BabC0.04.0说明:①已知吸光度大小与溶液中红色物质浓度成正比。②参比溶液的作用是空白对照,设定参比溶液的吸光度为0。(3)补充上表中数值,其中a=,b=。实验结论(4)根据以上实验,可以推测:溶液变为红色与(填离子符号)有关。拓展探究将静置9h后变为绿色的溶液分为两份,向其中一份溶液中滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成;向另一份溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。(5)①写出溶液变为绿色所发生氧化还原反应的离子方程式:。②试从平衡移动的角度,分析溶液红色变浅直至消失的原因:。(6)写出二氧化硫在生产生活中的一种应用:。【答案】(1)a(2)3mL1mol/LNaHSO3(3)2.41.6(4)(5)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中H+浓度增大,+H+平衡正向移动,浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失)(6)制食品添加剂【分析】亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,选用装置a为制备装置,用控制变量的方式,探究SO2与FeCl3溶液的反应,小组同学向1mL0.5mol/LFeCl3溶液中通入SO2至饱和,溶液变成红色,静置5min后,溶液的颜色从红色慢慢变回黄色,静置9h后,溶液慢慢由黄色变为浅绿色,表明溶液中发生一系列变化,通过实验可确定先发生配位反应,后发生氧化还原反应。【解析】(1)亚硫酸钠(Na2SO3)粉末和70%的硫酸为原料制取SO2,反应无需加热,装置d错误,亚硫酸钠(Na2SO3)为粉末状,不能用启普发生器,装置c错误,装置b不能控制反应速率,装置b错误,故选装置a;(2)为控制变量,实验②中应加入3mL1mol/LNaHSO3溶液;(3)由图可知,B点,即b=0.4×4.0=1.6,a=4.0-1.6=2.4;(4)由图可知,越大,吸光度越低,红色物质浓度越低,推测溶液变红色与有关;(5)①滴加铁氰化钾溶液,有蓝色沉淀生成,即溶液中存在Fe2+,滴加盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,即溶液中存在,反应离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+;②2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中H+浓度增大,+H+平衡正向移动,浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失(或2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+,溶液中Fe3+浓度减小,Fe3+与的配合反应逆向移动,溶液红色变浅直至消失);(6)二氧化硫具有抗氧化、消毒杀菌的作用,在生产生活中可用与制食品添加剂。3.(2024届广东省江门一模)某化学兴趣小组模拟工业上用纯碱溶液与制备,并探究产品的性质和纯度。已知:25℃时,的电离常数:,;的电离常数:,;的溶度积常数:。Ⅰ.性质探究(1)若用与盐酸反应制备干燥时,净化、收集和尾气处理所需装置的接口连接顺序为,其中饱和溶液中发生反应的离子方程式为。(2)该小组同学用试管取2mL0.5mol/L溶液,逐滴加入2mL0.5mol/L溶液,振荡,溶液由黄色变为红褐色,未观察到气体和沉淀生成。①甲同学认为发生了相互促进的水解反应,生成了胶体,用激光笔照射试管,预期的现象为。②若上述水解过程存在反应:,则25℃时该反应的化学平衡常数K=(代入数据列出计算式)。③乙同学认为可能同时发生反应:,并设计实验验证:取少量用蒸馏水稀释后的反应液于试管中,再滴加溶液,观察现象。A.KSCN
B.
C.
D.Ⅱ.含量探究(3)已知所得产物含有少量(无其他杂质),25℃时相同质量的和分别溶于等量的水后,体积基本相同。①25℃时质量分数相同的两种溶液,溶液的pH溶液。A.大于
B.小于
C.等于
D.无法判断②丙同学设计实验探究实验产品是否符合化工行业标准。查阅资料
合格品的行业标准是质量分数高于93%。提出假设
实验产品中质量分数高于93%。实验方案
常温下完成下述实验:步骤1:用100.0mL水溶解0.7g和9.3g,测得;步骤2:,测得;数据分析:ab(填“>”、“<”或“=”)。实验结论
假设成立。【答案】(1)cdabefg(2)混合物中出现一条明亮的光路C(3)A用100.0mL水溶解10.0g实验产品>【分析】与盐酸反应生成二氧化硫,通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发的氯化氢,通过浓硫酸干燥,使用向上排空气法收集二氧化硫,尾气使用碱液吸收,防止污染;【解析】(1)与盐酸反应生成二氧化硫,通过饱和亚硫酸氢钠溶液除去挥发的氯化氢,通过浓硫酸干燥,使用向上排空气法收集二氧化硫,尾气使用碱液吸收,防止污染;故装置的接口连接顺序为cdabefg,其中饱和溶液HCl反应生成亚硫酸钠和水、二氧化硫气体,发生反应的离子方程式为;(2)①光束通过胶体时,光线能够发生散射作用而产生丁达尔效应,而通入其它分散系时不能产生丁达尔效应;甲同学认为发生了相互促进的水解反应,生成了胶体,用激光笔照射试管,则预期的现象为:混合物中出现一条明亮的光路。②若上述水解过程存在反应:,则25℃时该反应的化学平衡常数。③A.KSCN只能检验铁离子,不能检验亚铁离子,错误;
B.和亚硫酸根离子、亚铁离子都会发生氧化还原反应,错误;
C.亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀:;故检验亚铁离子的方法可以为:取少量溶液,加入K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,说明存在亚铁离子;正确;
D.和亚硫酸根离子、硫酸根离子均会生成沉淀,错误;故选C;(3)①由题干可知,碳酸酸性弱于亚硫酸,则25℃时质量分数相同的两种溶液,溶液的水解程度大于溶液,故溶液的碱性更强,pH值更大,故选A;②假设实验产品中质量分数高于93%,步骤1测定合格品的pH,若含量高于93%,结合①分析可知,样品的碱性应该小于a,故步骤2需进行对比实验:用100.0mL水溶解10.0g实验产品,测得,若a>b,则含量高于93%,假设成立。4.(2024届广东省茂名二模)可用于食品工业、农业、染料业等,以下进行其性质的探究。(1)的制备实验室可用固体和75%硫酸制备,其化学方程式为:。(2)的收集为收集纯净的可用如图所示装置,则连接顺序为发生装置→→e。(3)的性质探究ⅰ)探究与水的反应。将注射器中的水注入三颈烧瓶中,测得压强随时间变化如下图所示:①计算0~50s烧瓶内的变化速率。②ab段变化及溶液的pH减小,表明与水发生反应,其方程式为,该反应的产物不稳定,可通过以下实验证明,请补充操作填在表格横线中。操作100s内压强变化/kPa待烧瓶中压强稳定后,将其置于热水浴中,重新测定压强变化若,证明该反应产物不稳定。ⅱ)探究使品红溶液褪色的原因操作1:将通入品红溶液中,品红溶液褪色。③猜想:能使品红褪色的含硫微粒可能为、、。已知:品红是一种棕红色晶体状有机染料,微溶于水,溶于乙醇和酸,溶液呈红色。④实验设计:小组结合以上信息,设计如下实验证明使品红褪色的微粒不是请完成表格。操作2现象不褪色【答案】(1)(2)c→d→b→a(3)0.8将装有等量未溶解的蒸馏水的烧瓶置于热水浴中加热100s,测定压强变化
将通入品红的乙醇溶液【分析】固体和75%硫酸反应制备,用浓硫酸干燥二氧化硫,用向上排空气法收集,最后用氢氧化钠吸收尾气,防止污染。【解析】(1)固体和75%硫酸反应生成、硫酸钠、水反应的化学方程式为;(2)为收集纯净的,先用浓硫酸干燥,再用向上排空气法收集,最后用氢氧化钠吸收尾气,则连接顺序为发生装置→c→d→b→a→e。(3)①0~50s烧瓶内的变化速率。②ab段变化及溶液的pH减小,表明与水发生反应,其方程式为,待烧瓶中压强稳定后,将其置于热水浴中加热100s,测定压强变化为;将装有等量未溶解的蒸馏水的烧瓶置于热水浴中加热100s,测定压强变化;若,证明该反应产物不稳定。③含S微粒可能都能使品红褪色,能使品红褪色的含硫微粒可能为、、
。④二氧化硫通入无水的体系中,若品红不褪色,能证明使品红褪色的微粒不是,具体实验操作为:将通入品红的乙醇溶液,溶液不褪色,证明使品红褪色的微粒不是。5.(2024届广东省韶关一模)肼(N2H4)可作火箭发射的燃料。某实验兴趣小组利用氨气与次氯酸钠反应制备N2H4,并探究N2H4的性质,其制备装置如图所示。回答下列问题:(1)N2H4的电子式是。(2)仪器b的名称为,仪器a的作用是。(3)装置中发生反应的化学方程式为。(4)采用上述装置制备N2H4时产率较低,可能的原因是。(5)写出装置中生成N2H4的化学方程式。(6)探究N2H4的性质。将制得的N2H4分离提纯后,进行如下实验。【查阅资料】AgOH不稳定,易分解生成黑色的Ag2O,Ag2O可溶于氨水。【提出假设】黑色固体可能是Ag、Ag2O中的一种或两种。【实验验证】设计如下方案,进行实验。操作现象结论取少量黑色固体于试管中,加入足量,振荡黑色固体部分溶解黑色固体中有Ag2O取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硝酸,振荡黑色固体是Ag和Ag2O,则肼具有的性质是碱性和(7)肼是一种常用的还原剂,可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。理论上1kg肼可除去水中溶解的O2的质量为kg。【答案】(1)(2)恒压滴液漏斗导气和防倒吸(3)(4)C中浓盐酸进入B中,与NaOH反应导致NaClO的量减少;氯气过量,导致生成的N2H4进一步被氧化,产率降低(5)(6)氨水黑色固体全部溶解,产生无色气体,无色气体迅速变为红棕色还原性(7)1【分析】装置A用NH4Cl和Ca(OH)2固体制取氨气,C装置中用高锰酸钾和浓盐酸制取氯气,氯气通入NaOH溶液中制取NaClO,NaClO和氨气反应生成肼;【解析】(1)N2H4是共价化合物,2个氮原子和4个氢原子分别形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键,则其电子式是;(2)根据仪器的构造可知,仪器b的名称为恒压滴液漏斗,仪器a的作用是导气和防倒吸;(3)装置A试管中熟石灰与氯化铵共热制备氨气,同时生成氯化钙和水,发生反应产生氨气,化学方程式为;(4)采用上述装置制备N2H4时产率较低,可能的原因是C中浓盐酸进入B中,与NaOH反应导致NaClO的量减少;氯气过量,导致生成的N2H4进一步被氧化,产率降低;(5)装置中氨气与次氯酸钠反应生成N2H4、氯化钠和水,反应的化学方程式;(6)根据“Ag2O可溶于氨水”和“黑色固体部分溶解”即可知道操作1加入试剂是氨水;根据结论“黑色固体是Ag和Ag2O”可知,加入稀硝酸后的现象是黑色固体全部溶解,产生无色气体NO,无色气体迅速变为红棕色的NO2;黑色固体中Ag的存在说明肼具有还原性,Ag2O由AgOH分解产生,AgOH的存在说明肼具有碱性;(7)肼是一种常用的还原剂,可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀,发生反应的化学方程式为N2H4+O2=N2+2H2O。理论上1kg肼可除去水中溶解的O2的质量为=1kg。6.(2024届广东省韶关二模)某校化学学习小组探究与溶液的反应,装置如下图所示,分液漏斗中盛有浓硫酸,锥形瓶中装有固体。回答下列问题:【实验准备】(1)写出实验中制备的化学方程式。(2)配制100mL溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和。【实验探究】向3mL溶液中通入,观察到溶液立即由黄色变成红棕色,放置12小时后,,红棕色消失,溶液变为浅绿色。结合已有知识,针对溶液呈红棕色学习小组提出以下猜想:猜想1:水解产生了红棕色的胶体;猜想2:与溶液中某种价含硫微粒形成了红棕色的配合物。(3)为验证上述猜想,甲同学用激光笔照射该红棕色溶液,,证明猜想1不成立。(4)乙同学查阅文献得知猜想2正确,并设计了下表3组实验,以确定红棕色配合物的配体是、、中的哪一种(实验均在常温下进行)。组别溶液1(1mL)溶液2(2mL)现象a溶液的饱和溶液溶液1和溶液2混合后,组别a、b、c所得溶液红棕色依次加深。b的饱和溶液,用固体调节.c的饱和溶液,用固体调节已知:常温下,溶液中价含硫微粒物质的量分数随pH变化曲线如图所示。分析以上实验结果及有关信息可知,红棕色配合物中的配体是(填写微粒符号),依据的实验证据是。(5)丙同学查阅资料得知:利用分光光度计可测定溶液中有色物质的吸光度,吸光度,其中k为摩尔吸收系数;L为液层厚度即光路长度,在实验中液层厚度保持一致;c为有色物质的浓度。丙同学经过思考,认为乙同学的实验方案不严谨,除了pH会影响溶液红棕色的深浅,还有一个因素也可能会影响溶液红棕色的深浅。于是设计如下实验进行探究,请帮助该同学完成实验方案,填写下表中空白处。实验序号操作吸光度1把1mL0.1mol/L溶液与2mL饱和溶液混合均匀,溶液变成红棕色,测定溶液中红棕色物质的吸光度。2,测定溶液中红棕色物质的吸光度。实验结果讨论:若,则该因素不影响溶液红棕色的深浅;若,则该因素会影响溶液红棕色的深浅。(6)丁同学查阅资料得知:配合物在溶液中存在解离平衡,如:。丁同学设计实验,利用分光光度计测定上述溶液中红棕色物质的吸光度,证明解离平衡的存在。请完成表中内容。实验限选试剂为:溶液,溶液,固体,固体实验序号操作吸光度结论3向3mL0.1mol/L溶液中通入,溶液立即由黄色变成红棕色,测定溶液中红棕色物质的吸光度4,测定溶液中红棕色物质的吸光度(填“大于”、“小于”或“等于”)平衡向移动(填“左”或“右”)【答案】(1)(2)100mL容量瓶(3)溶液中无明显光路(或溶液中无丁达尔效应)(4)随着增大,溶液红棕色颜色加深(5)往实验1的红棕色溶液中加入少量NaCl固体,搅拌溶解(6)往实验3的红棕色溶液中加入少量固体搅拌溶解或加热实验3的红棕色溶液小于或大于左或右【分析】某校化学学习小组探究SO2与FeCl3溶液的反应,浓硫酸和Na2SO3固体反应生成硫酸钠和SO2,SO2通入FeCl3溶液中发生反应,观察到溶液立即由黄色变成红棕色,放置12小时后,红棕色消失,溶液变为浅绿色。提出猜想:
Fe3+水解产生了红棕色的
Fe(OH)3胶体;Fe3+与溶液中某种+4价含硫微粒形成了红棕色的配合物,通过调节pH或改变+4价含硫微粒的量来验证猜想,以此解答。【解析】(1)浓硫酸和固体反应生成硫酸钠和,化学方程式为:。(2)配制100mL溶液用到的主要玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、胶头滴管和100mL容量瓶。(3)胶体具有丁达尔效应,为验证上述猜想,甲同学用激光笔照射该红棕色溶液,溶液中无明显光路(或溶液中无丁达尔效应),证明猜想1不成立。(4)随着溶液pH的增大,溶液中浓度增大,所得溶液红色依次加深,因此说明配离子的配体为。(5)0.1mol/L溶液中含有Cl-,除了pH会影响溶液红棕色的深浅,Cl-的浓度也可能会影响溶液红棕色的深浅,实验4的操作为:往实验1的红棕色溶液中加入少量NaCl固体,搅拌溶解。(6)未证明解离平衡的存在,可以改变SO2的浓度,然后测定溶液中红棕色物质的吸光度,判断平衡移动方向,操作为:往实验3的红棕色溶液中加入少量固体搅拌溶解或加热实验3的红棕色溶液,小于或大于,平衡向左或右移动。7.(2024届广东省湛江二模)Fe(OH)2具有较强的还原性,新制的白色Fe(OH)2会逐渐转变为灰绿色,使学生误认为氢氧化亚铁的颜色是灰绿色。为能较长时间观察到白色Fe(OH)2,某实验小组做了如下探究实验。(1)配制实验所需一定物质的量浓度的溶液备用,配制溶液时所用仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、、。(2)实验时发现即使是用煮沸过的蒸馏水配制实验所用的溶液,新生成的Fe(OH)2也仅能存在几分钟,其原因可能是。(3)甲同学按如图a所示操作制备Fe(OH)2(溶液均用煮沸过的蒸馏水配制)。挤入少量NaOH溶液后,立即出现白色沉淀,但很快变成浅绿色,一会儿后变为灰绿色,最终变为红褐色。请分析固体变色的原因:。(4)乙同学经查阅资料后设计了如图b所示的装置(溶液均用煮沸过的蒸馏水配制),能较长时间观察到白色Fe(OH)2。①该反应的原理为(用离子方程式表示)。②结合原理和装置特点分析能较长时间观察到白色Fe(OH)2的原因:。(5)实验试剂最佳浓度探究:采用不同浓度的试剂进行实验,记录如下。c(NaHCO3)/(mol/L)c(FeSO4)/(mol/L)1.01.52.01.0现象产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡增多产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡产生速率较快产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡产生速率迅速稳定时间3.5min9min24min1.5现象产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡增多产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡产生速率较快产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡产生速率迅速稳定时间13min15min22min2.0现象产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡增多产生白色沉淀和气泡,沉淀逐渐变暗,气泡产生速率加快常温下无现象,加热后产生白色沉淀稳定时间3min8min30min①由以上实验可得到的规律是。②NaHCO3溶液的浓度为1.5mol/L时,FeSO4溶液的最佳浓度为(填“1.0”“1.5”或“2.0”)mol/L。(6)实验创新:延长Fe(OH)2沉淀的稳定时间还可以采取的措施为(任写一条)。【答案】(1)容量瓶胶头滴管(2)空气中的氧气进入到溶液中氧化氢氧化亚铁(3)Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3(4)Fe2++2=Fe(OH)2↓+2CO2↑苯在液面上,可以隔绝空气,避免Fe(OH)2被氧化(5)NaHCO3溶液的浓度越大,Fe(OH)2的稳定时间就越长1.5(6)向配制好的FeSO4溶液中加入铁屑,进一步防止FeSO4被氧化【分析】Fe(OH)2具有较强的还原性,新制的白色Fe(OH)2会逐渐转变为灰绿色,为能较长时间观察到白色沉淀,需隔绝空气或通过调节NaHCO3溶液和FeSO4溶液的浓度来延长Fe(OH)3存在的时间。【解析】(1)配制实验所需一定物质的量浓度的溶液备用,配制溶液时所用仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、一定规格的容量瓶、胶头滴管;(2)实验时发现即使是用煮沸过的蒸馏水配制实验所用的溶液,新生成的Fe(OH)2也仅能存在几分钟,这是由于Fe(OH)2不稳定,具有强的还原性,容易被进入到溶液中的氧气氧化变为红褐色Fe(OH)3,用化学方程式表示为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;(3)Fe(OH)2固体变色的原因是Fe(OH)2逐渐被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,物质的颜色由白色迅速变为灰绿色,最后变为红褐色;(4)①该反应过程中NaHCO3溶液和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,同时反应产生CO2气体,反应的离子方程式为:Fe2++2=Fe(OH)2↓+2CO2↑;②结合原理和装置特点分析能较长时间观察到白色Fe(OH)2的原因是:在液面上覆盖了一层苯,苯在液面上可以隔绝空气,避免空气进入到溶液中,从而防止Fe(OH)2氧化变质;(5)①由以上实验可得到的规律是:NaHCO3的浓度越大,Fe(OH)2的稳定时间越长;②NaHCO3溶液的浓度为1.5mol/L时,FeSO4溶液的浓度为15mol/L时,Fe(OH)2的稳定时间就越长,故FeSO4溶液的最佳浓度为15mol/L;(6)延长Fe(OH)2沉淀的稳定时间还可以采取的措施为:向配制好的FeSO4溶液中加入铁屑,进一步防止FeSO4被氧化。8.(2024届广东省湛江一模)Na2S2O3标准溶液是氧化还原反应中常用的还原性标定试剂,但是固体通常含有一些杂质,且易风化和潮解,Na2S2O3溶液也容易被O2氧化。因此,Na2S2O3标准溶液配制好后常用进行标定。但是由于与Na2S2O3反应的产物有很多种,不能按确定的反应式进行,故无法通过氧化还原滴定法确定浓度。故应先用与过量的KI反应,定量生成,再用Na2S2O3滴定,发生反应的化学方程式为:、。我们将这种与联用的方法称为碘量法,碘量法是分析化学中常用的分析方法,常用于一些无法直接滴定的反应的物质的间接滴定。已知:与KI的反应需要一定时间才能进行得比较完全,故需放置约5min。(1)标准溶液的配制:①配制480mL0.1mol/L的标准溶液需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管、。②将下述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列。(2)标准溶液的标定:取20.00mL0.017mol/L溶液于250mL锥形瓶中,加5mL6mol/LHCl溶液,再加入10mL100g/LKI溶液,摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口,静置约5分钟。用溶液滴定至浅黄色后加入2mL淀粉指示剂,继续滴定至终点,平行测定3次,计算标准溶液的浓度。①用量取220.00mL0.017mol/L溶液。②加入KI摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口的目的是。③如何判定滴定结束?。④列式并计算标准溶液的浓度。溶液KI溶液20.00mL0.017mol/L10mL100g/L20.3520.4520.4021.20(3)借鉴(2)的方法,用碘量法测量溶液的物质的量浓度:量取25.00mL待测液于250mL锥形瓶中,加入2mol/L溶液25mL,再加入10%KI溶液10mL,然后用已知浓度的溶液滴定到淡黄色,加0.5%的淀粉溶液3mL,用溶液继续滴定至终点。①滴定时需加入硫酸。能否用盐酸代替硫酸,为什么?。②写出溶液与KI反应的离子方程式。(4)借鉴(3)的方法,某小组用碘量法测量磷酸铁锂溶液中的物质的量浓度。提出问题:与是可逆反应,的存在是否会影响滴定?实验验证:①在磷酸铁锂溶液中加入过量的KI,静置一段时间后,加入KSCN,观察到溶液颜色变红;请写出与反应的离子方程式:。②取标准量的磷酸铁锂溶液,分成两组,其中一组加入过量的KI溶液,另一组加入等量的水。再分别使用溶液进行标定,发现消耗的溶液体积相同。实验小结:是否会影响滴定:。【答案】(1)500mL容量瓶CBDFAE(2)酸式滴定管(或移液管)防止空气中氧气氧化I-滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色(3)不能,会与HCl发生反应生成(4)不影响【解析】(1)①配制480mL0.1mol/L的标准溶液需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管、量筒,故答案为:500mL容量瓶;②配制溶液的实验步骤为称量、溶解、溶液转移至容量瓶、洗涤烧杯玻璃棒、洗涤液转移至容量瓶、定容、摇匀,故答案为:CBDFAE;(2)①量取20.00mL0.017mol/L溶液应使用酸式滴定管或移液管,故答案为:酸式滴定管(或移液管);②加入KI摇匀后用牛皮纸扎紧瓶口的目的是防止I-被空气中氧气氧化,使测量结果偏高,故答案为:防止空气中氧气氧化I-;③判定滴定结束的现象是滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色,故答案为:滴入最后半滴溶液,溶液蓝色褪去,且30s内不恢复蓝色;④根据反应方程式、可,排除误差较大的第4次滴定数据,可计算标准溶液的浓度,故答案为:;(3)①滴定时若盐酸代替硫酸,会与HCl发生反应生成,故答案为:不能;②溶液与KI反应的离子方程式为,故答案为:;(4)与反应的离子方程式为。通过两组对比,消耗的溶液体积相同,可知不会影响滴定,故答案为:;不影响。9.(2024届广东省茂名一模)氯化铁常用于污水处理、印染工业、电子工业等领域。氯化铁易升华、易潮解,某化学兴趣小组设计实验制备氯化铁并探究其性质,回答下列问题:Ⅰ.制备固体。(1)仪器的名称是___________,仪器中的试剂是___________。(2)装置用浓盐酸和固体反应制备氯气,其反应的化学方程式为___________。(3)上述装置中有一处明显错误是___________。Ⅱ.探究影响水解平衡的因素。提出假设:外界条件改变,溶液水解平衡会发生移动设计方案并完成实验实验1:探究稀释溶液对水解平衡移动的影响将溶液分别稀释10倍和100倍,测定:实验序号ⅰ0.21.39ⅱ0.022.10ⅲ0.0022.74(4)实验证明稀释溶液,水解平衡正向移动,结合表中数据,给出判断理由:_______。(5)计算实验ⅱ中的水解度(转化率)为______(只列出计算式,忽略水自身电离的影响)。实验2:探究温度对水解平衡移动的影响已知:水解程度越大,其溶液颜色越深,透光率越低。分别将溶液和溶液持续加热,当温度上升至时停止加热,让溶液自然冷却,测定该过程中溶液透光率的变化,实验结果如下图:(6)结合图像分析,小组推测溶液颜色(透光率)随温度变化的改变并不一定是仅由水解平衡所致,理由是________。查阅资料:溶液中存在配位平衡:(黄色);不与配位,稀溶液接近无色。优化实验与实验结论:向溶液(黄色)中,加入适量溶液酸化,溶液颜色变为无色,加热和降温过程中溶液透光率均无明显变化,对照图2,可证明酸化条件下,温度对的水解平衡影响不大。(7)上述实验中加入适量溶液的目的是_______;请参考上述实验,设计实验证明溶液颜色(透光率)随温度变化的改变与配位平衡的移动有关,简述实验方案并预测实验现象:___________。【答案】(1)①.分液漏斗②.无水氯化钙(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O(3)缺少HCl吸收装置(4)FeCl3溶液稀释10倍,溶液pH变化小于1(5)×100%(6)50℃后停止加热,自然冷却,两者透光率不同(7)①.抑制水解②.向0.2mol/LFe(NO3)3溶液中加入适量HNO3溶液,使溶液呈无色,再加入几滴NaCl溶液,溶液变为黄色,测此溶液透光率随温度改变的变化情况,溶液透光率随温度升高而减加热透光率下降,降温透光率上升【分析】由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中铁与氯气共热反应制备氯化铁,装置D为冷凝收集氯化铁的装置,其中盛有无水氯化钙的干燥管b用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入收集氯化铁的装置中导致氯化铁潮解,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,题给装置的缺陷是没有盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,会导致铁与氯化氢反应生成氯化亚铁。【小问1详解】由实验装置图可知,仪器a为分液漏斗,由分析可知,盛有无水氯化钙的干燥管b用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入收集氯化铁的装置中导致氯化铁潮解,故答案为:分液漏斗;无水氯化钙;【小问2详解】由分析可知,装置A中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;【小问3详解】由分析可知,题给装置的缺陷是没有盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,会导致铁与氯化氢反应生成氯化亚铁,故答案为:缺少HCl吸收装置;【小问4详解】由表格数据可知,氯化铁溶液稀释10倍时,溶液中pH的变化小于1,说明稀释氯化铁溶液时,水解平衡向正反应方向移动,故答案为:FeCl3溶液稀释10倍,溶液pH变化小于1;【小问5详解】铁离子在溶液中存在如下平衡:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,由表格数据可知,实验ⅱ中氯化铁的水解度为×100%,故答案为:×100%;【小问6详解】由图可知,等浓度的氯化铁溶液和硝酸铁溶液持续加热,当温度上升至50℃后停止加热,自然冷却时,硝酸铁溶液的透光率强于氯化铁溶液,说明氯化铁溶液颜色随温度变化的改变可能不完全是由水解平衡引起的,可能与溶液中阴离子种类有关,故答案为:50℃后停止加热,自然冷却,两者透光率不同;【小问7详解】由题给信息可知,验证溶液颜色(透光率)随温度变化的改变与配位平衡的移动有关的实验操作为向0.2mol/L硝酸铁溶液中加入适量硝酸溶液,使溶液呈无色,再加入几滴NaCl溶液,溶液变为黄色,测此溶液透光率随温度改变的变化情况,溶液透光率随温度升高而减加热透光率下降,降温透光率上升说明溶液颜色(透光率)随温度变化的改变与配位平衡的移动有关,故答案为:向0.2mol/LFe(NO3)3溶液中加入适量HNO3溶液,使溶液呈无色,再加入几滴NaCl溶液,溶液变为黄色,测此溶液透光率随温度改变的变化情况,溶液透光率随温度升高而减加热透光率下降,降温透光率上升。10.(2024届广东省南粤名校联考)科学探究要实事求是、严谨细致。某化学兴趣小组设计实验进行有关氯化物的探究实验,回答下列问题:Ⅰ.在工业生产中应用广泛,某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水。经查阅资料得知:无水在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了以Fe粉和为原料制备无水的实验方案,装置示意图如下:(1)仪器F的名称是。(2)装置A中设计g管的作用是。(3)装置A中发生反应的离子方程式为。Ⅱ.利用惰性电极电解溶液,探究外界条件对电极反应(离子放电顺序)的影响。(4)实验数据如表所示:实验编号电压/VpH阳极现象阴极现象11.51.00无气泡,滴加KSCN显红色较多气泡,极少量金属析出21.55.52无气泡,滴加KSCN显红色无气泡,银白色金属析出33.05.52少量气泡,滴加KSCN显红色无气泡,银白色金属析出44.55.52大量气泡,滴加KSCN显红色较多气泡,极少量金属析出①由实验1、2现象可以得出结论:增大pH,优先于放电;②若由实验2、3、4现象可以得出结论:。Ⅲ.为了探究外界条件对氯化铵水解平衡的影响,兴趣小组设计了如下实验方案:实验编号温度/℃待测物理量X实验目的50.530a___________61.5ⅰb探究浓度对氯化铵水解平衡的影响71.535cⅱ82.040d探究温度、浓度同时对氯化铵化解平衡的影响(5)该实验限选药品和仪器:恒温水浴、pH传感器、烧杯、硝酸银溶液、蒸馏水和各种浓度的溶液。①实验中,“待测物理量X”是;②为了探究浓度对氯化铵水解平衡的影响,实验6可与实验作对照实验;③实验目的ⅱ是;④上述表格中,bd(填“>”、“<”或“=”)。⑤氯化铵在生产生活中有很多实用的用途,请写出一种应用:。【答案】(1)球形干燥管(2)既能导气,又能平衡压强,使浓盐酸顺利滴下(3)(4)相同pH时,增加电压,阳极上失去电子能力增强,阴极上优先于放电(5)溶液的pH5或8(任答一个都可)探究温度对氯化铵水解平衡的影响(其他合理回答也可)>可做金属的除锈剂、可做农业中的氮肥、可用来制备氨气等(任答一个都可,其他合理答案也可)【分析】在装置A中发生制取氯气,A中g管的作用是保持压强平衡,使浓盐酸能顺利流下,但由于浓盐酸易挥发,得到的氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,所以B中用饱和食盐水除去氯化氢气体,C中用浓硫酸除去水蒸气,纯净干燥的氯气进去D中和Fe在加热条件下发生反应,制得氯化铁,最后E装置在冷却液中冷凝收集FeCl3,球形干燥管中用碱石灰处理尾气和防止空气中的水蒸气进入装置,据此回答。【解析】(1)由分析知,F的名称为球形干燥管;(2)由分析知,装置A中g管的作用是:保持压强平衡,使浓盐酸能顺利流下;(3)A中发生反应的离子方程式;(4)在实验1、2中在电压为1.5时阳极上无气泡,滴加KSCN显红色,说明是失去电子变为,电极反应式是;阴极上有较多气泡是放电产生;银白色金属是放电析出的单质Fe;故可知pH越大,比先放电;在实验2、3、4中电压增大至4.5,阳极上现象是大量气泡,滴加KSCN显红色,说明电压增大,阳极上失去电子能力增强,发生反应:;而在pH相同时,溶液电压越大,阴极产生的气泡就越多,产生的金属单质就越少,说明优先于放电;(5)①由提供的药品和仪器可知,pH计是准确测定溶液的pH的,所以待测物理量X是溶液的pH。②探究浓度对氯化铵水解平衡的影响,则温度必须相同,所以实验6的温度可与实验5相同,即为30度;可与实验8相同,即为40度。③实验6和实验7浓度相同,温度不同,所以是探究温度对氯化铵水解平衡的影响。④水解反应属于吸热反应,温度越高水解程度越大,氢离子浓度增大,浓度越高,水解生成的氢离子浓度越大,则溶液的酸性越强,已知实验8的浓度大,温度高,所以溶液的pH小,即b>d。考点二定量检测及原理探究类11.(2024届广东省广州市黄浦区二模)冰糖雪梨银耳汤是经典粤式甜品之一、保鲜银耳的传统处理方法是用SO2熏蒸,但可能会造成亚硫酸盐残留,亚硫酸盐含量过多不利于人体健康。某研究小组为了更准确检测银耳中亚硫酸盐的含量,设计实验如下:实验操作:将10g银耳样品和200mL水装入三颈烧瓶,再加入过量磷酸,加热煮沸。通入氮气将产生的蒸汽带入装有100mL水、指示剂和0.30mL0.010mol∙L-1碘标准溶液的锥形瓶中。同时用该碘标准溶液滴定至终点,消耗了碘标准溶液1.00mL。做空白实验,仪器a中消耗了碘标准溶液0.10mL。(1)Na2SO3溶液呈碱性,原因是(用离子方程式表示)。(2)仪器的名称是。(3)实验中的指示剂可选用。(4)已知:。解释加入H3PO4,能够生成SO2的原因。(5)实验中,与SO2反应的V(I2)=mL。该银耳样品中亚硫酸盐的含量为mg∙kg-1(以SO2计算,结果保留三位有效数字)。(6)进一步研究锥形瓶内发生的化学反应。某资料显示,HI可能是水溶液中SO2歧化反应的催化剂,反应过程如下:反应I:反应ii:为探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将10mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)编号2mL试剂的成分现象A溶液变黄,一段时间后出现浑浊B无明显现象C溶液变黄,出现浑浊比A快D棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊比A快①对比实验A、B、C,可得出的结论是。②比较反应i和反应ii的速率:v(i)v(ii)(填“>”“<”或“=”)。③依据以上实验,实验D中出现浑浊比A快的原因是。【答案】(1)+H2O+OH-(2)酸式滴定管(3)淀粉(4)加入H3PO4后,溶液中存在平衡H2SO3SO2+H2O,SO2的溶解度随温度升高而减小,SO2逸出后,促进了化学平衡H2SO3SO2+H2O正向移动(5)1.2076.8(6)I-是SO2歧化反应的催化剂,氢离子单独存在不具有催化作用,但氢离子可加快歧化反应速率<D中由反应ⅱ产生的氢离子使反应ⅰ加快【分析】将10g银耳样品和200mL水装入三颈烧瓶,再加入过量磷酸,加热煮沸,银耳中的Na2SO3转化为H2SO3,加热时分解生成SO2,通入氮气将产生的蒸汽带入装有100mL水、指示剂和0.30mL0.010mol∙L-1碘标准溶液的锥形瓶中,发生反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,反应后,又用该碘标准溶液滴定至终点,消耗了碘标准溶液1.00mL,去除空白实验所用碘标准溶液的体积,可计算出银耳中二氧化硫的含量。【解析】(1)Na2SO3为强碱弱酸盐,在水溶液中发生水解,使其溶液呈碱性,原因是+H2O+OH-。(2)仪器带有活塞,名称是酸式滴定管。(3)实验中检验I2的指示剂可选用淀粉。(4),,虽然H2SO3的酸性强,但其热稳定性差,最终可以生成SO2气体。则加入H3PO4,能够生成SO2的原因:加入H3PO4后,溶液中存在平衡H2SO3SO2+H2O,SO2的溶解度随温度升高而减小,SO2逸出后,促进了化学平衡H2SO3SO2+H2O正向移动。(5)实验中,与SO2反应的V(I2)=0.30mL+1.00mL-0.10mL=1.20mL。该银耳样品中亚硫酸盐的含量为=76.8mg∙kg-1。(6)①实验A表明,加入KI可促进SO2歧化反应的发生;实验B表明,单独加入酸,不影响SO2的歧化反应;实验C表明,在酸性条件下,KI对SO2歧化反应速率的促进作用更大,对比实验A、B、C,可得出的结论是:I-是SO2歧化反应的催化剂,氢离子单独存在不具有催化作用,但氢离子可加快歧化反应速率。②从实验D可以看出,SO2饱和溶液中同时加入KI和I2,溶液棕褐色很快褪色,变成黄色,则反应i和反应ii的速率:v(i)<v(ii)。③实验D中发生反应,则出现浑浊比A快的原因是:D中由反应ⅱ产生的氢离子使反应ⅰ加快。12.(2024届广东省名校4月联考)碘是生物必需的一种微量元素,海带、海藻等食物含碘量最为丰富.某小组通过实验提取并测定干海带中碘的含量.回答下列问题:Ⅰ.从海带中提取碘.该小组同学按如图实验流程进行实验:(1)步骤i中需要用到含硅酸盐材质的仪器有(填仪器名称)。(2)步骤iii中双氧水的作用是(用离子方程式表示)。Ⅱ.滴定法测海带中碘的含量。用滴定的水溶液,淀粉溶液作指示剂。原理为:,(3)用酸式滴定管量取的水溶液时常需要排出气泡,操作是。(4)小组同学进行了实验测定,在滴定终点附近,反复变回蓝色,一直测不到终点。①提出猜想猜想1:碘离子被氧化;猜想2:碘离子被步骤iii中过量的氧化;②验证猜想序号实验操作实验现象结论1取少量原海带浸出液,加入硫酸酸化,再滴加几滴淀粉溶液,鼓入空气待测液始终保持无色猜想1不成立2将2mLKI溶液、2滴溶液、2滴淀粉溶液和1滴溶液混合配制待测液,用溶液滴定猜想2不成立③查阅资料
小组同学认为可能是反应速率不同造成的,氧化的速率(填“快于”或“慢于”)还原的速率,导致待测液反复变为蓝色。④优化设计
鉴于反应终点无法到达的问题,请提出合理的修正方案。⑤完成实验
小组同学修正方案后,取5.000g干海带进行测定,消耗15.75mL溶液,则干海带中碘的含量为mg/g(保留2位有效数字)。【答案】(1)坩埚、三脚架、泥三角(2)(3)将酸式滴定管稍稍倾斜,迅速打开活塞,气泡随溶液的流出而被排出(4)空气中氧气待测溶液变无色后反复变回蓝色慢于将待测液加热煮沸使得过氧化氢完全分解或将待测液静置足够长时间40【分析】海带灼烧后水浸分离出浸出液,加入稀硫酸和过氧化氢,将碘离子氧化为碘单质;【解析】(1)灼烧需要使用坩埚、三脚架、泥三角;(2)步骤iii中双氧水的作用是将碘离子氧化为碘单质,;(3)酸式滴定管量取的水溶液时常需要排出气泡,操作:将酸式滴定管稍稍倾斜,迅速打开活塞,气泡随溶液的流出而被排出;(4)①空气中氧气具有氧化性,由实验操作1可知,猜想1为碘离子被空气中氧气氧化;猜想2为碘离子被步骤iii中过量的氧化,实验操作2中滴入1滴溶液,通过实验操作2说明猜想2不成立,则操作2中的实验现象为:待测溶液变无色后反复变回蓝色;③查阅资料
小组同学认为可能是反应速率不同造成的,碘单质能使淀粉变为蓝色,溶液变蓝色说明生成碘单质的反应速率较慢,故氧化的速率慢于还原的速率,导致待测液反复变为蓝色。④由分析可知,应该除去待测液中的过氧化氢,故合理的修正方案为:将待测液加热煮沸使得过氧化氢完全分解或将待测液静置足够长时间;⑤原理为:,则干海带中碘的含量为。13.(2024届广东省深圳一模)实验室利用以铜为电极电解稀溶液的方法测定的值。Ⅰ.电解液的配制:(1)将溶液配制为溶液。①量取浓时,适宜的量筒规格为(填标号)。A.10mL
B.25mL
C.50mL
D.100mL②配制溶液时,进行如下操作:溶解→冷却→操作ⅰ→洗涤→注入一混匀→定容→操作ⅱ→装瓶贴标签下图、(填标号)所示操作依次为操作ⅰ、操作ⅱ。Ⅱ.值的测定:通过测定阳极铜片质量的变化量和通过电路的电量,结合两者之间的关系进行计算(已知:一个电子的电量为,)。(2)在20℃、101kPa下,电流为0.2A,以精铜片为电极,电解溶液,10min后关闭电源。观察和测量结果如下:a.阳极上有少量气泡产生,且铜片质量减少;b.阴极上有大量气泡产生;c.电解质溶液变蓝
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