2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第十章第4课时　定性、定量探究型综合实验学案

第4课时定性、定量探究型综合实验1.具有较强的问题意识,能提出化学探究问题;能作出预测和假设;能依据实验目的和假设,设计解决简单问题的实验方案;能对实验方案进行评价。2.能预测物质的某些性质,并进行实验验证;能运用变量控制的方法初步探究反应规律。3.能与同学合作交流,对实验过程和结果进行反思,说明假设、证据和结论之间的关系,用恰当形式表达和展示实验成果。物质性质、反应原理的探究1.物质性质、反应原理探究命题角度探究对象思考方向氧化性、还原性强弱比较氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性;还原剂的还原性大于还原产物的还原性酸性强弱比较可通过强酸制弱酸、对应盐溶液的碱性、同浓度溶液导电能力或pH等方法来比较金属性强弱比较可通过单质与水或酸反应置换氢气的难易程度、最高价氧化物对应水化物的碱性、置换反应、原电池的正负极、电解池中阴极阳离子的放电顺序等方法来比较非金属性强弱比较可通过最高价氧化物对应水化物的酸性、气态氢化物的稳定性、单质与H2化合的难易程度、相互之间的置换、对应阴离子的还原性等方法来比较弱酸酸式盐的电离程度与水解程度的比较可通过测定溶液的酸碱性的方法来比较Ksp的大小比较(以AgCl、AgI为例)①向少量的AgNO3溶液中滴加NaCl溶液至不再有白色沉淀生成,再向其中滴加KI溶液,产生黄色沉淀;②向浓度均为0.1mol·L-1的NaCl、NaI混合溶液中滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液,先产生黄色沉淀一元酸、二元酸的判断可用NaOH溶液进行中和滴定测定消耗V(NaOH)来确定羟基的数目判断可通过取一定量试剂与足量Na反应测定放出氢气的量来确定羧基的数目判断可通过取一定量试剂与足量NaHCO3溶液反应测定放出CO2的量来确定2.设计探究实验方案需要注意的问题(1)有水蒸气生成时,先检验水蒸气再检验其他成分。(2)对于需要进行转化才能检验的成分要注意排除干扰。如CO的检验,要先检验CO中是否含有CO2,如果有CO2,先除去CO2后才能对CO实施转化,最后再检验CO转化生成的CO2。(3)若试题只给出部分药品和装置,则应给出必要的补充;若给出多余的试剂品种,则应进行筛选。(4)注重答题的规范性,有些题目要求指出试剂的名称。如无水硫酸铜、澄清石灰水、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液等。[典例示范](2021·山西运城调研改编)Na2CS3在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。某化学兴趣小组设计实验探究Na2CS3的部分性质并测定某Na2CS3溶液的浓度。实验Ⅰ探究Na2CS3的性质步骤操作及现象①取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水中,配制成溶液并分成两等份②向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变成红色③向另一份溶液中滴加用硫酸酸化的KMnO4溶液,紫色褪去(1)HCS3-是(2)已知步骤③中反应的氧化产物是SO42(3)某同学取步骤③反应后所得溶液于试管中,滴加足量盐酸和氯化钡溶液,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验中所用的Na2CS3的质量。你是否同意他的观点,并说明理由:。实验Ⅱ测定某Na2CS3溶液的浓度按如图所示装置进行实验:将50mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,通过分液漏斗向三颈烧瓶中滴入足量的2.0mol·L-1稀硫酸。已知:CS32-+2H+CS2+H2S↑。CS2和H2S均有毒,CS(4)反应开始前需要先通入一段时间的N2,其作用为。

(5)B中发生反应的离子方程式为

。

(6)为了计算Na2CS3溶液的浓度,可通过测定充分反应后B中生成沉淀的质量来计算。称量B中沉淀质量之前需要打开止水夹K,再缓慢通入一段时间的N2,然后取B中的混合物进行(填实验操作)、称量。若B中生成沉淀的质量为8.4g,则Na2CS3溶液的浓度是mol·L-1。

解析:(1)向Na2CS3溶液中加入酚酞试剂,溶液变成红色,说明Na2CS3是强碱弱酸盐,则HCS3(2)步骤③中反应的氧化产物是SO42-,溶液紫色褪去,则还原产物是Mn2+,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒可知该步骤中发生反应的离子方程式为5CS32-+24MnO4-+52H+15SO(3)步骤③中加入的酸性高锰酸钾溶液是用硫酸酸化的,会引入SO42-,所以不能通过测定产生的BaSO4白色沉淀的质量计算实验中所用Na2(4)H2S为还原性气体,易被空气中的氧气氧化,故反应开始前需要先通入一段时间的N2,排尽装置中的空气,防止生成的H2S被氧化。(5)由反应CS32-+2H+CS2+H2S↑可知,A中发生的反应为Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑,生成的H2S与B中的CuSO4反应可生成CuS沉淀,B中发生反应的离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+。(6)充分反应后,再打开止水夹K缓慢通入N2一段时间,目的是将装置中生成的H2S全部排入B中,使其被完全吸收,然后取B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称量,得到的CuS的物质的量为8.4g96g·mol-1=0.0875mol,根据关系式Na2CS3～H2S～CuS可得,n(Na2CS答案:(1)弱(2)5CS32-+24MnO4-+52H+15SO42-+5CO2↑+24Mn2++26H2O(3)不同意,因为步骤③中加入的酸性高锰酸钾溶液是用硫酸酸化的,因引入SO42-而导致BaSO4白色沉淀的质量偏大(4)排尽装置中的空气,防止生成的H解答探究类综合实验题的思维模型1.(2021·福建福州模拟)某学习小组拟设计实验探究“铁与硝酸酸化的AgNO3溶液的反应”。(提出问题)向纯净铁粉中加入2mL0.1mol·L-1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2),振荡,静置,观察到溶液呈浅绿色,逐渐变成棕黄色,并伴有黑色沉淀生成。由此说明反应过程中先生成Fe2+,后Fe2+被氧化成Fe3+。氧化Fe、Fe(设计实验)实验一:探究Fe2+的来源提出假设假设1:Fe被酸性条件下的NO3假设2:;

假设3:铁被AgNO3和“H++NO3对照实验:取两支试管,标记甲、乙,分别加入等量纯铁粉,甲中加入2mL0.1mol·L-1AgNO3溶液;乙中加入2mL硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)。一段时间后,向试剂中滴加K3[Fe(CN)试剂溶液颜色加入铁氰化钾溶液(甲)0.1mol·L-1AgNO无色溶液橙红色沉淀,未观察到蓝色沉淀(乙)0.1mol·L-1硝酸酸化的NaNO绿色蓝色沉淀(1)假设2:(补充完整)。

(2)甲中产生的“橙红色沉淀”是一种银盐,它的化学式可能是。

(3)根据上述实验可得出结论:常温下Fe和AgNO3溶液反应极慢,Fe2+来自

(用离子方程式表示)。

实验二:探究Fe3+的来源对照实验:取两支试管标记丙、丁,分别加入2mL0.1mol·L-1新制的FeSO4溶液,再在丙试管中滴加10滴0.1mol·L-1AgNO3溶液;在丁试管中滴加10滴硝酸酸化的0.1mol·L-1NaNO3溶液(pH≈2)。充分反应后,向上层清液中滴加KSCN溶液,实验现象如下表所示。试剂溶液颜色加入硫氰化钾溶液(丙)0.1mol·L-1AgNO3溶液和新制FeSO4溶液黄色,伴有少量黑色颗粒深红色溶液,伴有白色沉淀(丁)0.1mol·L-1硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)和新制FeSO4溶液浅绿色极浅红色(4)丙中产生的黑色颗粒是。

(5)如果在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象,由此推知丙中白色沉淀是(填化学式)。

(实验结论)(6)铁粉和0.1mol·L-1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2)反应的实质是

。

解析:(1)参照假设3,可能是硝酸银氧化铁粉生成亚铁离子,所以假设2为Fe被AgNO3氧化。(2)铁氰化钾的阴离子是[Fe(CN)6]3-,铁氰根离子与银离子结合得到Ag3[Fe(CN)6]。(3)根据实验现象可知Fe2+主要由“H++NO3-”氧化Fe生成,溶液中硝酸浓度很小,视为稀硝酸,则还原产物为NO,类似铜和稀硝酸反应,离子方程式为3Fe+2NO3-+8H+3Fe2+(4)根据实验现象可知,Ag+氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为Fe2++Ag+Ag↓+Fe3+,黑色颗粒是银粒。(5)在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象,溶液显深红色应是Fe3+和SCN-反应的结果,则该部分现象应是“伴有白色沉淀”,所以白色沉淀是AgSCN。(6)根据实验现象可知,铁粉与硝酸酸化的AgNO3溶液反应,硝酸先氧化铁粉生成亚铁盐,亚铁离子被银离子氧化生成铁离子,本身被还原成银粒。答案:(1)Fe被AgNO3氧化(2)Ag3[Fe(CN)6](3)3Fe+2NO3-+8H+3Fe2++2NO↑+4H2(4)银(或Ag)(5)AgSCN(6)硝酸氧化Fe,Ag+氧化Fe2+2.(2021·湖北武汉月考)据古籍记载,焙烧绿矾(FeSO4·7H2O)矿石能制备铁红,同时制得硫酸。某研究性学习小组对绿矾的焙烧反应进行探究,装置如图所示。回答下列问题:(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,无明显现象,再向试管中加入适量(填试剂名称),振荡,溶液变为红色。由此可知该样品(填“已”或“未”)变质。

(2)写出绿矾充分焙烧的过程中只生成一种酸性气体的化学方程式:。

(3)装置B中冷水的作用是

。(4)为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是

。(5)用KMnO4滴定法测定绿矾的纯度。称取2.850g绿矾样品,配制成250mL溶液,量取25.00mL待测液于锥形瓶中,用0.0100mol/LKMnO4酸性溶液滴定,反应消耗KMnO4酸性溶液体积的平均值为20.00mL。①配制绿矾样品溶液时需要用到的玻璃仪器:烧杯、玻璃棒、量筒、。②该实验滴定终点时溶液的颜色变为。

③该绿矾样品中FeSO4·7H2O的质量分数为(计算结果保留3位有效数字)。

解析:(1)检验亚铁离子的方法是取样品溶于水,滴入硫氰化钾溶液,无现象,再滴入新制氯水或双氧水,溶液变红色,这说明含有亚铁离子;由此可知,该样品未变质。(2)绿矾充分焙烧的过程中发生反应的化学方程式为4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O。(3)水和三氧化硫的反应是放热反应,降低温度有利于三氧化硫的吸收。(4)为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是先熄灭酒精喷灯,继续通入空气至冷却到室温。(5)①用固体配置一定物质的量浓度溶液时的步骤为计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶,所需要的玻璃仪器为烧杯、玻璃棒、量筒、250mL容量瓶、胶头滴管。②此实验到达滴定终点时,滴入的高锰酸钾恰好被消耗完,故滴入最后一滴高锰酸钾溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内无变化。③设25.00mL待测液中含有的绿矾晶体的物质的量为xmol,根据得失电子守恒可知:5FeS5xmol=10.01mol/L×0答案:(1)氯水(或双氧水)未(2)4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O(3)水和三氧化硫的反应是放热反应,降低温度有利于三氧化硫的吸收(4)熄灭酒精喷灯,继续通入空气至冷却到室温(5)①250mL容量瓶、胶头滴管②浅红色 ③97.5%物质组成、含量的探究1.定量测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应,可以通过测定一定条件下气体体积的方法测定样品纯度。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量变化,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。(4)滴定法利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。(5)热重法只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。2.物质组成、含量计算的常用方法(1)物质含量计算根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等,求出混合物中某一成分的量,再除以样品的总量,即可得出其含量。(2)确定物质化学式的计算①根据题给信息,计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒,确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒,确定出结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比。(3)热重曲线计算①设晶体为1mol。②失重一般是先失水再失气态非金属氧化物。③计算每步的m余,m余④晶体中金属粒子质量不减少,仍在m余中。⑤失重最后一般为金属氧化物,由质量守恒得m0,由n金属∶n0即可求出失重后物质的化学式。(4)多步滴定计算①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量。[典例示范]碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]是一种绿色晶体,常用作催化剂和陶瓷着色剂,为确定其组成,某小组进行了实验探究。[查阅资料]碱式碳酸镍在300℃以上分解生成3种氧化物。NiO为绿色粉末,Ni2O3为灰黑色固体。[实验探究]选用下图所示部分装置进行实验(夹持装置略)。实验Ⅰ.定性探究:确定3种氧化物的组成。(1)预测三种氧化物分别是Ni、H、C三种元素的氧化物的理论依据是。

(2)经检验生成的三种氧化物分别为NiO、H2O和CO2,装置连接顺序为AB(填装置的字母序号)。其中装置B中的现象为。

实验Ⅱ.定量分析:确定碱式碳酸镍的组成。连接装置ABFDD进行实验。实验步骤如下:ⅰ.打开止水夹K,缓缓通入空气;ⅱ.称量碱式碳酸镍、装置F、装置D(前一个)的质量并记录;ⅲ.点燃酒精灯,加热;ⅳ.熄灭酒精灯,冷却到室温,关闭K;ⅴ.再次称量装置F、装置D(前一个)的质量并记录。(3)步骤ⅰ的目的是。

(4)若缺少装置A,将导致所测得的x值(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(5)重复操作ⅱ～ⅴ至时,可判断碱式碳酸镍已完全分解。

(6)实验前测得石英玻璃管中的样品质量为3.77g,其他数据如下表所示:装置F质量/g装置D(前一个)质量/g实验前132.0041.00实验后133.0841.44该碱式碳酸镍的化学式为。解析:(1)碱式碳酸镍[Nix(OH)y(CO3)z·nH2O]共含4种元素,其中一种为氧元素,根据元素守恒可知,生成的三种氧化物只能是Ni、H、C三种元素的氧化物。(2)生成的氧化物NiO、H2O和CO2中,NiO可通过固体状态变化检验,检验H2O和CO2时先用无水硫酸铜检验水蒸气,再用澄清石灰水检验CO2,故装置连接顺序为ABEC。反应后B中绿色晶体变成绿色粉末。(3)打开止水夹K,缓慢通入空气,目的是排出装置中空气中的H2O和CO2,防止水蒸气和二氧化碳的质量测量产生误差。(4)若缺少装置A,则会导致C、H元素质量偏大,Ni元素质量偏小,即x值偏小。(5)碱式碳酸镍完全分解时,装置F、装置D(前一个)的质量均保持不变。(6)装置F中增加的质量为生成H2O的质量,其质量为(133.08-132.00)g=1.08g,则n(H2O)=1.08g18g·mol-1=0.06mol,装置D(前一个)中增加的质量为生成CO2的质量,其质量为(41.44-41.00)g=0.44g,则n(CO2)=0.44g44g·mol-1=0.01mol,则生成的n(NiO)=答案:(1)化学反应前后元素种类不变(2)EC绿色晶体变成绿色粉末(3)防止水蒸气和二氧化碳的质量测量产生误差(4)偏小(5)装置F、装置D(前一个)的质量与前一次测量值相比不变(6)Ni3(OH)4CO3·4H2O解答定量实验综合题的思维模型物质组成(成分)探究1.(2021·广东肇庆三模)硫酸亚铁在印染、医药、化肥等多个行业有广泛应用。某学习小组对硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)的热分解产物进行探究。回答下列问题:(1)装置A中石棉绒的作用为;装置D中的仪器名称为。

(2)按气流方向,上述装置合理的连接顺序为a→、→、→、→h(填装置口小写字母)。(3)该小组同学按上述顺序连接各装置并进行实验,请为他们补全表格:装置编号填装试剂实验现象实验结论AFeSO4·7H2O绿色固体逐渐变为红色粉末B①

②

分解产物中含有SO2CBaCl2溶液产生白色沉淀③

D无水CuSO4粉末白色固体逐渐变为蓝色分解产物中含有水蒸气E④

(4)硫酸亚铁晶体分解的化学方程式为

。

(5)设计实验证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素:

(简述实验操作及现象)。解析:(1)装置A中石棉绒可防止固体粉末堵塞导管;装置D中盛放无水CuSO4的仪器名称为(球形)干燥管。(2)由实验目的和原理知,A中发生FeSO4·7H2O的分解,装置D用于检验水蒸气,装置C用于检验SO3,装置B用于检验SO2,装置E用于尾气处理,按气流方向,装置合理的连接顺序为agfedcbh。(3)装置B用于检验SO2,可以用品红溶液褪色证明分解产物中含有SO2;装置C中BaCl2溶液产生白色沉淀可以证明分解产物中含有SO3;装置E的作用为尾气处理,应填装的试剂为NaOH溶液。(4)根据现象可知硫酸亚铁晶体分解的生成物为Fe2O3、水蒸气、SO3和SO2,化学方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。(5)证明A中得到的红色粉末不含+2价铁元素的实验方案:取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀。答案:(1)防止固体粉末堵塞导管(球形)干燥管(2)gfedcb(3)①品红溶液②溶液由红色褪为无色③分解产物中含有SO3④NaOH溶液(4)2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑(5)取实验后反应管中少量固体,溶于稀盐酸后,向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀物质含量测定2.(2021·湖南永州三模)检测某明矾样品(含砷酸盐)中砷的含量是否超标,实验步骤如下:实验1:配制砷标准溶液①取0.132gAs2O3,用NaOH溶液完全溶解后,配制成1LNa3AsO3溶液(此溶液1mL相当于0.10mg砷)。②取一定量上述溶液,配制1L含砷量为1mg·L-1的砷标准溶液。(1)步骤①中,必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需。步骤②需取用步骤①中Na3AsO3溶液mL。

实验2:制备砷标准对照液(实验装置如图,夹持装置已略去)①往B瓶中加入2.00mL砷标准溶液,再依次加入一定量的盐酸、KI试液和SnCl2溶液,室温放置10min,使砷元素全部转化为H3AsO3。②往B瓶中加入足量锌粒(含有ZnS杂质),立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管C,并使C管右侧末端插入比色管D中银盐吸收液的液面下,控制反应温度25～40℃。45min后,生成的砷化氢气体被完全吸收,Ag+被还原为红色胶态银。③取出C管,在D中添加氯仿至刻度线,混匀,得到砷标准对照液。(2)乙酸铅棉花的作用是。

(3)完成生成砷化氢反应的离子方程式:Zn+H3AsO3+H++Zn2++

(4)控制B瓶中反应温度的方法是;反应中,通入N2的作用是

。(5)C管右侧末端导管口径不能过大(一般为1mm),原因是

。实验3:判断样品中砷含量是否超标称取ag明矾样品替代实验2①中“2.00mL砷标准溶液”,重复实验2后续操作。对比实验2、3比色管D中液体的颜色,若实验3中液体颜色浅,说明该样品含砷量未超标,反之则超标。(6)国标规定砷限量为百万分之二(质量分数)。实验测得明矾样品中砷的含量恰好达标,则a的值为。

解析:(1)步骤①中,必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有1000mL容量瓶;1mL相当于0.10mg砷,配制1L含砷量为1mg·L-1的砷标准溶液,步骤②需取用步骤①中Na3AsO3溶液10.0mL。(2)锌粒中含有ZnS杂质,ZnS和酸反应生成H2S,乙酸铅棉花的作用是除去H2S气体,以免干扰D中反应。(3)Zn和H3AsO3在酸性条件下反应生成AsH3、Zn2+和H2O,离子方程式为3Zn+H3AsO3+6H+AsH3↑+3Zn2++3H2O。(4)控制B中反应温度25～40℃,可采用水浴加热;反应中,通入N2可以将AsH3气体完全带入D管,并且AsH3易被氧化,通入N2可排净装置内空气,防止AsH3被氧化。(5)C管右侧末端导管口径不能过大(一般为1mm),原因是增大反应接触面积,使AsH3气体被充分吸收,确保形成胶态银。(6)配制1L含砷量为1mg·L-1的砷标准溶液,2.00mL砷标准溶液含砷2.0×10-3mg,以国标规定砷限量为百万分之二计算,则有ag×2×10-6=2×10-3L×1×10-3(g·L-1),解得a=1.0。答案:(1)1000mL容量瓶10.0(2)除去H2S气体,以免干扰D中反应(3)316AsH3↑33H2O(4)水浴加热将AsH3气体完全带入D管、防止AsH3被氧化(5)增大反应接触面积,使AsH3气体被充分吸收,确保形成胶态银(6)1.0[备用题]1.(测组成)著名化学反应“法老之蛇”曾令无数人叹服。某兴趣小组为探究Hg(SCN)2分解产物的成分,在连接好如图所示装置,检验装置气密性后,点燃A处酒精灯。已知:Ksp(HgS)=4.0×10-5(CN)2沸点为-21.2℃,熔点为-34.4℃,化学性质与卤素单质相似,有剧毒,燃烧时火焰呈紫红色,边缘略带蓝色CS2沸点为46.5℃,熔点为-111.9℃,能与酯互溶回答下列问题:(1)仪器a的名称为。

(2)已知Hg(SCN)2微溶于水,可由KSCN溶液与Hg(NO3)2溶液反应制得,若以Fe3+作指示剂,则当溶液变为色时,Hg2+沉淀完全。

(3)待A中固体充分分解后,取下B装置,B瓶中有无色液体,并有类似氯仿的芳香甜味,与酯混合能够互溶,经查证,B中液体为CS2,CS2可用于制造人造丝、杀虫剂,请举出一种其在实验室中的用途。(4)取下C装置,点燃C中气体,气体燃烧火焰呈紫红色,边缘略带蓝色,则E中反应的化学方程式为

。(5)取下D装置,将燃着的镁条伸入瓶中,镁条会继续燃烧,取出燃烧产物,加入少量热水,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明Hg(SCN)2分解产物中含有。

(6)取出A中剩余固体,加水溶解,固体不溶,加入王水固体溶解,则证明含有HgS。记溶解后的溶液为X。该固体(填“能”或“不能”)溶于稀盐酸,原因是。

(7)经上述推断,写出Hg(SCN)2分解的化学方程式:。(8)若要测定Hg(SCN)2的分解率,可用NH4SCN滴定法测定溶液X中离子浓度。已知:①3HgS+2HNO3+12HCl3H2[HgCl4]+3S↓+2NO↑+4H2O;②H2[HgCl4]+2SCN-Hg(SCN)2↓+4Cl-+2H+;③NH4SCN标准溶液中含有NH4Fe(SO4)2指示液。若取上述溶液X,用浓度为cmol/L的NH4SCN标准溶液进行滴定,消耗VmL,忽略反应前后溶液体积变化,原Hg(SCN)2固体质量为mg,滴定终点的现象为,Hg(SCN)2的分解率为。

解析:(1)根据装置图,可知仪器a的名称是(球形)冷凝管。(2)KSCN溶液与Fe3+反应,溶液呈红色,若以Fe3+作指示剂,当溶液变为红色时,说明Hg2+沉淀完全。(3)硫单质易溶于CS2,可用CS2清洗试管壁上残留的硫。(4)点燃C中气体,气体燃烧火焰呈紫红色,边缘略带蓝色,说明Hg(SCN)2分解产物有(CN)2,(CN)2与氯气性质相似,(CN)2与氢氧化钠反应的化学方程式是(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O。(5)镁在氮气中燃烧生成氮化镁,氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气,取下D装置,将燃着的镁条伸入瓶中,镁条会继续燃烧,取出燃烧产物,加入少量热水,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明Hg(SCN)2分解产物中含有氮气。(6)Ksp(HgS)太小,溶解平衡难以正向移动,所以HgS不溶于盐酸。(7)经上述推断,可知Hg(SCN)2分解生成HgS、N2、(CN)2、CS2;反应的化学方程式是4Hg(SCN)24HgS+2CS2+3(CN)2↑+N2↑。(8)NH4SCN标准溶液中含有NH4Fe(SO4)2指示液,溶液呈红色,若滴入标准液后溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色,说明H2[HgCl4]完全被消耗,反应达到终点;滴定过程的反应关系式是Hg(SCN)2～HgS～H2(HgCl4)～2NH4SCN,反应消耗NH4SCN的物质的量是Vc×10-3mol,则分解Hg(SCN)2的物质的量是0.5Vc×10-3mol,Hg(SCN)2的分解率为0.5Vc×10答案:(1)(球形)冷凝管(2)红(3)清洗试管壁上残留的硫(或溶解硫单质)(4)(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O(5)N2(6)不能Ksp(HgS)太小,溶解平衡难以正向移动(7)4Hg(SCN)24HgS+2CS2+3(CN)2↑+N2↑(8)溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色0.158cV2.(2021·天津三模)(测含量)为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分数,某化学兴趣小组进行了如下实验。利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸点酸)蒸出,再进行酸碱中和滴定来测定含量。实验装置如图所示。(1)装置c的名称是。玻璃管a的作用为。(2)实验步骤:①连接好实验装置,检查装置气密性;②往c中加入mg氟化稀土样品和一定体积的高氯酸,f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加热装置b、c。①下列物质可代替高氯酸的是(填序号)。

a.硫酸b.盐酸c.硝酸d.磷酸②水蒸气发生装置b的作用是

。

(3)定量测定:将f中得到的馏出液配成100mL溶液,取其中20mL加入V1mLamol·L-1La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀(不考虑其他沉淀的生成),再用cmol·L-1EDTA标准溶液滴定剩余La3+(La3+与EDTA按1∶1配合),消耗EDTA标准溶液V2mL,则氟化稀土样品中氟的质量分数为。

(4)问题讨论:若观察到f中溶液红色褪去,可采用最简单的补救措施是。否则会使实验结果(填“偏高”“偏低”或“不受影响”,下同)。实验中除有HF气体外,可能还有少量SiF4(易水解)气体生成。若有SiF4生成,实验结果将。理由是。解析:(1)装置c的名称为三颈烧瓶;玻璃管a与外界连通,作用为平衡气压,防止仪器b中压强过大。(2)①本实验利用的是高氯酸的高沸点的性质,即不易挥发的性质,硫酸和磷酸都不易挥发,盐酸和硝酸易挥发,所以正确选项为ad。②水蒸气发生装置b的作用是使水蒸气进入到c中,把c中产生的HF全部赶到f中,减少实验误差。(3)La3+分为两个部分,一部分与F-反应,比例为1∶3,另一部分与EDTA结合,比例为1∶1,EDTA消耗的La3+为cV2×10-3mol,F-消耗的La3+为(aV1-cV2)×10-3mol,20mL溶液中F-的物质的量为(aV1-cV2)×10(4)f中的NaOH溶液是为了吸收挥发出来的HF,避免F元素的损失,当溶液红色褪去,说明NaOH几乎没有剩余,此时需要再添加NaOH溶液,否则会影响HF的吸收;SiF4气体进入到f中进行水解,重新生成HF,被溶液吸收,氟元素没有损失,所以对实验结果没有影响。答案:(1)三颈烧瓶平衡气压,防止仪器b中压强过大(2)①ad②水蒸气进入到c中,把c中产生的HF全部赶到f中,减小实验误差(3)0.095(a(对应学生用书第288页)1.(2021·湖南卷,15)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下:步骤Ⅰ.Na2CO3的制备步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定①称取产品2.500g,用蒸馏水溶解,定容于250mL容量瓶中;②移取25.00mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1mL;③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2mL;④平行测定三次,V1平均值为22.45,V2平均值为23.51。已知:(ⅰ)当温度超过35℃时,NH4HCO3开始分解。(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100gH2O)温度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列问题:(1)步骤Ⅰ中晶体A的化学式为,晶体A能够析出的原因是。

(2)步骤Ⅰ中“300℃加热”所选用的仪器是(填标号)。

(3)指示剂N为,描述第二滴定终点前后颜色变化。(4)产品中NaHCO3的质量分数为(保留三位有效数字)。

(5)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

解析:步骤Ⅰ.制备Na2CO3的工艺流程中,先将NaCl加水溶解,制成溶液后加入NH4HCO3粉末,水浴加热,根据不同温度条件下各物质的溶解度不同,为了得到NaHCO3晶体,控制温度在30～35℃发生反应,最终得到的滤液为NH4Cl溶液,晶体A为NaHCO3,再将其洗涤抽干,利用NaHCO3受热易分解的性质,在300℃加热分解NaHCO3制备Na2CO3。步骤Ⅱ.测定产品中碳酸氢钠的含量,第一次滴定发生的反应为Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,因为Na2CO3、NaHCO3溶于水显碱性,所以可借助酚酞指示剂的变化来判断滴定终点,结合颜色变化可推出指示剂M为酚酞;第二次滴定时溶液中的溶质为NaCl,同时还存在反应生成的CO2,溶液呈现弱酸性,因为酚酞的变色范围为8～10,所以不适合利用酚酞指示剂检测判断滴定终点,可选择甲基橙,所以指示剂N为甲基橙,发生的反应为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,再根据关系式求出总的NaHCO3的物质的量,推导出产品中NaHCO3的物质的量,最终通过计算得出产品中NaHCO3的质量分数。(1)根据题给信息中盐在不同温度下的溶解度不难看出,控制温度在30～35℃,目的是为了使NH4HCO3不发生分解,同时析出NaHCO3固体,得到晶体A,因为在30～35℃时,NaHCO3的溶解度最小。(2)300℃加热抽干后的NaHCO3固体,需用坩埚、泥三角、三脚架进行操作,所以符合题意的为D项。(3)根据上述分析可知,第二次滴定时,使用的指示剂N为甲基橙,滴定到终点前溶液的溶质为碳酸氢钠和氯化钠,滴定到达终点后溶液的溶质为氯化钠,所以溶液的颜色变化为由黄色变为橙色,且半分钟内不褪色。(4)第一次滴定发生的反应是Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl,则n(Na2CO3)=n生成(NaHCO3)=n(HCl)=0.1000mol·L-1×22.45×10-3L=2.245×10-3mol,第二次滴定消耗的盐酸的体积V2=23.51mL,则根据化学方程式NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知,消耗的NaHCO3的物质的量n总(NaHCO3)=0.1000mol·L-1×23.51×10-3L=2.351×10-3mol,则