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文档简介
4<92建量今新保合宴珍
1.【2023年全国乙卷】元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化
合物进行C、H元素分析。
。2-
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt用埸和CuO放入石英管中,先,而后将已称重的U型管c、d与石英管连
接,检查__。依次点燃煤气灯,进行实验。
(2)Ch的作用有oCuO的作用是(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是、(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是o
A.CaChB.NaClC.碱石灰(CaO+NaOH)D.Na2SO3
(4)Pt生埸中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:o取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的
相对分子量为118,其分子式为0
【答案】(1)通入一定的。2装置气密性b、a
A
(2)为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中CO+CuO=Cu+CO2
(3)AC碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的02,冷却装置
(5)C4H6。4
【解析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量,这是一种经典的李比希元素测定法,
将样品装入Pt堪烟中,后面放置一CuO做催化剂,用于催化前置生埸中反应不完全的物质,后续将
产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手
段,从而得到有机物的分子式。
(1)实验前,应先通入一定的02吹空石英管中的杂质气体,保证没有其他产物生成,而后将已U型管
c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯,保证当a处发生反
应时产生的CO能被CuO反应生成CO2
(2)实验中02的作用有:为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;CuO的作用
A
是催化a处产生的CO,使CO反应为CO2,反应方程式为CO+CuO=Cu+CO2
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCL吸收,其中c管装有无水CaCh,d管装
有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定;
(4)反应完全以后应继续吹入一定量的02,保证石英管中的气体产物完全吹入两U行管中,使装置冷
却;
(5)c管装有无水CaCL,用来吸收生成的水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H
元素的物质的量〃(H)=曙=0.0012mol;d管装有碱石灰,用来吸收生成的CCh,
Az(H2(J)18g-mol
_m(CO9)0.0352g
则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量九©=-,六二、—胃
M(CO2)44g-mol
..,,,一士乩l曰im(O)0.00128g、、
=0.0008mol;有机物中O兀素的质量为0.0128g,其物质的量〃(0)=士M;-------^=0.0008mol;该
有机物中C、H、。三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2;质谱测得该有机物的
相对分子质量为118,则其化学式为C4H6。4;
【点睛】本实验的重点在于两U型管的摆放顺序,由于CCh需要用碱石灰吸收,而碱石灰的主要成分为
CaO和NaOH,其成分中的CaO也可以吸收水蒸气,因此在摆放U型管位置时应将装有碱石灰的U
型管置于无水CaCL之后,保证实验结果。
2.【2023年山东卷】三氯甲硅烷(SiHCb)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为
A
31.8℃,熔点为-1265C,易水解。实验室根据反应Si+3HCl=SiHCL+H2,利用如下装置制备
SiHCh粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
NaOH
溶液
(1)制备SiHCh时进行操作:”)……;(ii)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(出)通入HC1,一段时间
后接通冷凝装置,加热开始反应。操作(i)为—;判断制备反应结束的实验现象是—。图示装置
存在的两处缺陷是.
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为
(3)采用如下方法测定溶有少量HC1的SiHCl3纯度。
m】g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①—,②—(填操作名
称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为mzg,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依
次为一(填标号)。测得样品纯度为一(用含叫、mZ的代数式表示)。
【答案】(1)检查装置气密性当管式炉中没有固体剩余时C、D之间没有干燥装置,没有
处理氢气的装置
(2)SiHCh+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H2O
(3)高温灼烧冷却AC——-xlOO%
6。叫
【解析】氯化氢气体通入浓硫酸干燥后,在管式炉中和硅在高温下反应,生成三氯甲硅烷和氢气,由于三
氯甲硅烷沸点为31.8C,熔点为T265C,在球形冷凝管中可冷却成液态,在装置C中收集起来,氢
气则通过D装置排出同时D可处理多余吸收的氯化氢气体,据此解答。
(1)制备SiHCb时,由于氯化氢、SiHCb和氢气都是气体,所以组装好装置后,要先检查装置气密性,
然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中,通入氯化氢气体,排出装置中的空气,一段时候后,接通冷凝
装置,加热开始反应,当管式炉中没有固体剩余时,即硅粉完全反应,SiHCb易水解,所以需要在
C、D之间加一个干燥装置,防止D中的水蒸气进入装置C中,另外氢氧化钠溶液不能吸收氢气,需
要在D后面加处理氢气的装置,故答案为:检查装置气密性;当管式炉中没有固体剩余时;C、D之
间没有干燥装置,没有处理氢气的装置;
(2)已知电负性Cl>H>Si,则SiHCb中氯元素的化合价为-1,H元素的化合价为-1,硅元素化合价为
+4,所以氢氧化钠溶液和SiHCb反应时,要发生氧化还原反应,得到氯化钠、硅酸钠和氢气,化学方
程式为:SiHCb+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H20,故答案为:SiHCl3+5NaOH
=Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H2O;
(3)mig样品经水解,干燥等预处理过程得到硅酸水合物后,高温灼烧,在干燥器中冷却后,称量,所用
仪器包括用埸和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为nug,则二氧化硅的物质的量为
n(SiO2)=^-mol,样品纯度为需“(28+1+355x3)”]00%=If200%,故答案为:高温灼烧;
叫4
135.5m,
x
冷却;AC;——^100%o
3.【2023年广东卷】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Q=cpV£•AT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000molZNaOH溶液滴定至终点,消
耗NaOH溶液22.00mL。
①上述滴定操作用到的仪器有
一
”
一
一
“
一
」
一
史
厂
二
讯
D.)
②该盐酸浓度为mol-L-1o
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(。0分别为
T。、工,则该过程放出的热量为J(c和P分别取4.18J-g'oC」和1.0g-mL\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Fe(s)+CuSO,(aq尸FeSC)4(aq)+Cu(s)的焰变AH(忽略温度对培
变的影响,下同)。实验结果见下表。
体系温度/℃
序号反应试剂
反应前反应后
i1.20gFe粉ab
0.20mol•I?CuSC>4溶液100mL
ii0.56gFe粉ac
①温度:bc(填“〈”或“=”)。
②AH=(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A:Fe(s)+Fe2(SOj(aq)=3FeSO4(aq)的焰变。
查阅资料:配制Fe2(S0j溶液时需加入酸。加酸的目的是0
提出猜想:Fe粉与Fe2(SOj3溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想:用pH试纸测得Fe2(S0j溶液的pH不大于1;向少量Fe2(S0j溶液中加入Fe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的焰变。
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的焰变。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)418(1;-1^)
(3)>-20.9(1?也)1<>1110「或-41.89出)口-1110广
+2+
(4)抑制Fe"水解Fe+2H=Fe+H2T将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe?(SO4,溶液
中反应,测量反应热,计算得到反应Cu+Fe2(SOj=CuSO4+2FeSO4的焰变AH厂根据(3)中实验计
算得到反应Fe+CuSC>4=Cu+FeSO4的焰变小应;根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SOj=3FeSO4的
焰变为AHi+AH?
(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
c(NaOH)V(NaOH)O.SOOOmol.L1?22.00mL……-位
cHC1=--------------------=--------------------------------=0.5500mol•L\故答案为0.5500;
V(HC1)20.00mL
11
(2)由、…「丫总2T可得Q=4.18J-g.℃^1.0g-mLx(50mL+50mL)x(Ti-T2)=418(T1-%),故答案为
418(下9);
(3)100mL0.20mol-L'CuSO,溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,1.20gFe粉和0.56gFe粉的物质的
量分别为0.021mol、0.01mol,实验i中有0.02molCuSCU发生反应,实验ii中有O.OlmolCuSCU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,
AH=418=-20.9(c-a)kJ-mol1;若按实验ii进行计算,
1000x0.02
AH=4.18X;*;(c-a)=41&(c-a)kJ.mo『,故答案为:>;-20.9(b-a)kJ•mo『或
-41.8(c-a)kJ•mol1;
(4)FeS+易水解,为防止Fe3+水解,在配制Fe2(SOj溶液时需加入酸;用pH试纸测得Fe2(S0j溶液的
pH不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量Fe2(SC>4)3溶液中加入Fe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Fe与酸的反应,其离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2,;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Fe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Fe?(SO,)溶液与Fe的反应,故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe?(SOJ3溶液中
反应,测量反应热,计算得到反应Cu+Fe2(SOj=CuSC)4+2FeSO4的焰变AH;根据(3)中实验计算
得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焰变AH2;根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焰
+2+
变为AHi+AH?,故答案为:抑制Fe"水解;Fe+2H=Fe+H2T;将一定量的Cu粉加入一定浓度的
Fe2(SOj溶液中反应,测量反应热,计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焰变A乩;根据
(3)中实验计算得到反应Fe+CuSC>4=Cu+FeSO4的焰变小兄;根据盖斯定律计算得到反应
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焰变为AH,+AH2;
(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)。
4.【2022年北京卷】煤中硫的存在形态分为有机硫和无机硫(CaSC)4、硫化物及微量单质硫等)。库仑滴
定法是常用的快捷检测煤中全硫含量的方法。其主要过程如下图所示。
净化后干燥库伦测
气体
的空气装置'硫仪
己知:在催化剂作用下,煤在管式炉中燃烧,出口气体主要含。2、CO2,HQ、N2,SO2O
(1)煤样需研磨成细小粉末,其目的是o
(2)高温下,煤中CaSO,完全转化为SO?,该反应的化学方程式为。
(3)通过干燥装置后,待测气体进入库仑测硫仪进行测定。
c(U)
已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中一*保持定值时,电解池不工作。待
中)
C传)
测气体进入电解池后,SO,溶解并将二还原,测硫仪便立即自动进行电解到一昌又回到原定值,测定
结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
CH3coOH-KI溶液
①S0?在电解池中发生反应的离子方程式为o
②测硫仪工作时电解池的阳极反应式为o
(4)煤样为ag,电解消耗的电量为x库仑,煤样中硫的质量分数为0
已知:电解中转移Imol电子所消耗的电量为96500库仑。
(5)条件控制和误差分析。
①测定过程中,需控制电解质溶液pH,当pH<l时,非电解生成的R使得测得的全硫含量偏小,生成
的离子方程式为
②测定过程中,管式炉内壁上有SC>3残留,测得全硫量结果为。(填“偏大域“偏小”)
【答案】(1)与空气的接触面积增大,反应更加充分
催化剂
(2)2CaSO4=2CaO+2SO2T+O2T
高温
+
(3)SO2+Ii+2H2O=3I+SOj+4H312e=13
(4)叵%
965a
(5)I2+I=1;偏小
【解析】(1)煤样研磨成细小粉末后固体表面积增大,与空气的接触面积增大,反应更加充分,故答案
为:与空气的接触面积增大,反应更加充分;
(2)由题意可知,在催化剂作用下,硫酸钙高温分解生成氧化钙、二氧化硫和水,反应的化学方程式为
催化剂催化剂
2CaSO4=2CaO+2so2T+O2T,故答案为:2CaSO4=2CaO+2sO2T+O2T;
高温高温
(3)①由题意可知,二氧化硫在电解池中与溶液中L反应生成碘离子、硫酸根离子和氢离子,离子方程
+
式为SO2+I3+2H2O3I—+SO:+4H+,故答案为:S02+13+2H2O=3WSO+4H;
②由题意可知,测硫仪工作时电解池工作时,碘离子在阳极失去电子发生氧化反应生成碘三离子,电极反
应式为3L—2e—=L,故答案为:3I-—2e-=I3;
(4)由题意可得如下关系:S—S02—8一2e一,电解消耗的电量为x库仑,则煤样中硫的质量分数为
2x96500xlOO%=二%,故答案为:高%;
------------------965a965a
a
(5)①当pH<l时,非电解生成的碘三离子使得测得的全硫含量偏小说明碘离子与电解生成的碘反应生成
碘三离子,导致消耗二氧化硫的量偏小,反应的离子方程式为L+I—=1;,故答案为:L+I—=11;
②测定过程中,管式炉内壁上有三氧化硫残留说明硫元素没有全部转化为二氧化硫,会使二氧化硫与碘三
离子反应生成的碘离子偏小,电解时转移电子数目偏小,导致测得全硫量结果偏低,故答案为:偏
小。
5.(2021•福建真题)NaNC^溶液和NH4a溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl=N2T+NaCl+2H2Oo为探
究反应速率与c(NaNC)2)的关系,利用下列装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积(V)的2.0mol.L」NaNC)2溶液、2.0mol.L-NH4cl溶液和水,充分搅拌。控
制体系温度,通过分液漏斗往A中加入LOmoLU醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水
法收集气体。用秒表测量收集LOniLN?所需的间,重复多次取平均值①。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为。
(2)检验装置气密性的方法:关闭止水夹K,
(3)若需控制体系的温度为36℃,采取的合理加热方式为。
(4)每组实验过程中,反应物浓度变化很小,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。
V/mL
实验编号t/s
NaNO2溶液NH4cl溶液醋酸水
14.0v.4.08.0334
2V24.04.0V3150
38.04.04.04.083
412.04.04.00.038
①Y=,Y=o
②该反应的速率方程为v=k.cm(NaNO2)•c(NH4Cl)-c(H+),k为反应速率常数。利用实验数据计算得
m=(填整数)。
③醋酸的作用是O
(5)如果用同浓度的盐酸代替醋酸进行实验1,NaNO2与盐酸反应生成HNOz,HNO,分解产生等物质的
量的两种气体.反应结束后,A中红棕色气体逐渐变浅装置中还能观察到的现象有oHNC>2分
解的化学方程式为。
【答案】
(1)锥形瓶
(2)通过分液漏斗往A中加水,一段时间后水难以滴入,则气密性良好
(3)水浴加热
(4)4.06.02加快反应速率
(5)量筒中收集到无色气体导管里上升一段水柱2HNO2=NOT+NO2T+H2O
【解析】
(1)仪器A的名称为锥形瓶;
(2)气体发生装置要检验装置的气密性,检验装置气密性的方法关闭止水夹K,通过分液漏斗往A中加
水,一段时间后水难以滴入,则气密性良好;
(3)若需控制体系的温度为36℃,采取水浴加热使温度均匀平稳;
(4)①为探究反应速率与c(NaNC>2)的关系,NH4cl浓度不变,根据数据3和4可知溶液总体积为
20mL,故V1为4mL;根据变量单一可知V?为6mL,V3为6mL;
②浓度增大速率加快,根据1和3组数据分析,3的c(NaNOz)是1的2倍,1和3所用的时间比^^4,
根据分析可知速率和浓度的平方成正比,故m=2;
③醋酸在反应前后没变,是催化剂的作用是加快反应速率;
(5)浓度的盐酸代替醋酸进行实验1,NaNOz与盐酸反应生成HNC>2,HNO2分解产生等物质的量的两种
气体,根据氧化还原气化反应可知反应方程式为:2HNO2=NOT+NO2T+H2O,反应结束后量筒收
集到NO,A中红棕色气体逐渐变浅,因为NO2溶于水生成NO,颜色变浅,锥形瓶压强降低,导管
里上升一段水柱。
6.【2022年上海卷】天然气中常混有H?S,现用如下方法测定天然气中H2s的含量。反应中涉及的方程
式有:
①H?S+Zn(NH3)4(OH),=ZnS+4NH3T+2H2O
(2)ZnS+1,=Znl,+S
③L+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI
(1)反应①中,H2s体现(选填“酸性”“氧化性”或,还原性”)。
采用以下方法测定H°S的含量。
步骤I:将1L天然气中的H2s溶于水并进行反应①,配制成500mL溶液。
Zn(NH3)4(OH)2C11SO4溶液
步骤II:加入0.001mol的L(过量)使ZnS完全转化为ZnL,加入淀粉溶液作为指示剂,用O.lmolLi的
Na2s2O3滴定过量的L,做几组平行实验,平均消耗15.00mL。
(2)①滴定达到终点的现象为:溶液由_______色变_______色,且半分钟不恢复原色。
②根据条件计算天然气中H2s的含量为mg-L>o
③若在步骤I收集H2s的过程中,有少量硫化氢进入CuSO,溶液中,则测得H2s的含量______(选填“偏
高”“偏低”或“无影响”)。
(3)假设在反应②中,碘单质全部转化为易溶于水的ZnL,如何检验体系中的ro
(4)利用硫碘循环处理H2s的方法如图所示:
写出上述流程中A、B、C的化学式。
A:;B:;C:
【答案】(1)酸性
(2)蓝无8.5偏低
(3)取样,加入淀粉,无现象,再加适量氯水,溶液变蓝,则证明有碘离子(合理即可)
(4)H2SO4HII2
【解析】(1)反应①为非氧化还原反应,故H2s在该反应中体现酸性;
(2)碘单质遇淀粉溶液变蓝色,达到滴定终点时L完全反应,溶液由蓝色变为无色。根据反应①、②、③
可得H2S~ZnS~U、I2~2Na2S2O3,则天然气中H2s的含量为
-1
0.00Imol-0.Imol-Lx0.015Lx^x34g-moP1
g-L1=8.5mg-L->o在步骤I收集H2s的过程
=0.0085
IL
中,若有少量112s进入CuSC>4溶液,则112s未被Zn(NH3)4(OH)2完全吸收,测得的H2s含量偏低;
(3)检验溶液中的「,可将「氧化为L单质,利用L遇淀粉变蓝色的性质进行检验,方法为取样,加入淀
粉,无现象,再加适量氯水,溶液变蓝,则证明有碘离子存在;
(4)硫碘循环中凡S与浓硫酸反应生成S和SO?,12和SO?、凡0反应生成HI和H2s。3HI分解生成H2
和12,因此A为H2SO4,B为HLC为12,反应如图所示
7.【2022年广东卷】食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电
离平衡密切相关。25℃时,HAc的Ka=1.75x10-5=10-76。
(1)酉己制250mL0.ImoLL-的HAc溶液,需5moi.L-HAc溶液的体积为mLo
(2)下列关于250mL容量瓶的操作,正确的是。
(3)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为
O.lmoLLT的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定pH,记录数据。
序号v(HAc)/mLv(NaAc)/mLV(H2O)/mLn(NaAc):n(HAc)PH
I40.00//02.86
114.00/36.0003.36
vn4.00ab3:44.53
V1D4.004.0032.001:14.65
①根据表中信息,补充数据:a=,b=o
②由实验I和II可知,稀释HAc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:o
③由实验^~V^I可知,增大Ac-浓度,HAc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F鼠;的增加,c(H)的值逐渐接近HAc的K,。
查阅资料获悉:一定条件下,按:*;=1配制的溶液中,c(M)的值等于HAc的K,。
对比数据发现,实验VIII中pH=4.65与资料数据Ka=10-476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HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00mLHAc溶液,加入2滴酚酥溶液,用O.lOOOmolL'NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为
22.08mL,则该HAc溶液的浓度为mol-L10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HAc溶液和O.lOOOmoLLTNaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc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O.lmollT的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc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20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液YmL
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Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途o
【答案】⑴5.0
(2)C
(3)3.0033.00正实验n相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验n的pH增大值小于1
(6)HC10: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,因止匕250mLx(Hmol/L=Vx5mol/L,解得V=5.0mL,故答案
为:5.0o
(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w(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因止匕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(H20)=40.00mL-4.00mL-
3.00mL=33.00mL,即b=33.00,故答案为:3.00;33.00„
②实验I所得溶液的pH=2.86,实验H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H所得溶液的pH=2.86+l=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中
"(H+)增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验n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lo
(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,
〃(HAc)="(NaOH),因此22.08mLx0.1mol/L=20.00mLxc(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为:
0.1104o
+476288
(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H)=jKa-c(HAc)~7IQ-xO.lmol/L=10-mol/L,溶液的
pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,”(NaAc)=”(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O.lmol/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VimLNaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当
“(NaAc)V,
时,溶液中c(H+)的值等于HAc的K。,因此另取20.00mlHAc,加入,mL氢氧化钠,使
n(HAc)2
溶液中〃(NaAc)=〃(HAc),故答案为:另取20.00mlHAc,加入;1mL氢氧化钠。
(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HC1O具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2sCh具
有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2s03可用作防腐剂,H3P04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,故答案为:HC10:漂白剂和消毒液(或
H2s03:还原剂、防腐剂或H3PCU:食品添加剂、制药、生产肥料)。
8.【2022年山东卷】实验室利用FeCl「4HQ和亚硫酰氯(SOC1Q制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及
夹持装置略)。已知SOCL沸点为76C,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)实验开始先通N一一段时间后,先加热装置______(填“a”或"b")。装置b内发生反应的化学方程式
为o装置C.d共同起到的作用是。
(2)现有含少量杂质的FeCLnH?。,为测定n值进行如下实验:
实验I:称取nijg样品,用足量稀硫酸溶解后,用cmol-L」K2c2。?标准溶液滴定Fe?+达终点时消耗VmL
(滴定过程中er2。夕转化为C产,cr不反应)。
实验H:另取m|g样品,利用上述装置与足量SOC1?反应后,固体质量为n^g。
则";下列情况会导致n测量值偏小的是(填标号)。
A.样品中含少量FeO杂质
B.样品与SOC1?反应时失水不充分
C.实验I中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置、根据反应122+(3。42P口4+(202制备丁(14。已知TiCl,与CCL分子结构相似,与
CC:互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸储装置对TiCL、CC.混合物进行蒸榴提纯(加热及
夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧(填序号),先储出的物质为o
1000^-m)
(2)2
108cV
(3)⑥⑩③⑤CC14
【解析】
S0C12与H2O反应生成两种酸性气体,FeC12-4H2O与SOC12制备无水FeCh的反应原理为:SOCh吸收
FeCb4H2。受热失去的结晶水生成SO2和HCLHC1可抑制FeCh的水解,从而制得无水FeCl2»
(1)实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCI2气体充满b装置
A
后再加热b装置,装置b中发生反应的化学方程式为FeC04H2O+4SOC12(g)=FeC12+4SO2+8HCl;装
A
置C.d的共同作用是冷凝回流SOCb;答案为:a;FeCl2-4H2O+4SOCl2(g)=FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝
回流SOCL。
3+2+
(2)滴定过程中C^O丁将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr,反应的离子方程式为6Fe+Cr2o2-
+3+3+3
+14H=6Fe+2Cr+7H2O,则〃“g样品中n(FeCl2)=6«(Cr2O^)=6cVx10-mol;〃”g样品中结晶水的质量
为(""-m2)g,结晶水物质的量为里一生mol,"(FeCb):n(H2O)=1:z?=(6cVx10-3mol):——mol,解
1818
A.样品中含少量FeO杂质,溶于稀硫酸后生成Fe2+,导致消耗的KzCnCh溶液的体积V偏大,使w的测
量值偏小,A项选;
B.样品与SOC12反应时失水不充分,贝IJ"22偏大,使〃的测量值偏小,B项选;
C.实验I称重后,样品发生了潮解,样品的质量不变,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变,使〃的测量值
不变,C项不选;
D.滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,导致消耗的KzCnCh溶液的体积V偏小,使〃的测量
值偏大,D项不选;
答案选ABo
(3)组装蒸储装置对TiC14、CC14混合物进行蒸储提纯,按由下而上、从左到右的顺序组装,安装顺序为
①⑨⑧,然后连接冷凝管,蒸储装置中应选择直形冷凝管⑥、不选用球形冷凝管⑦,接着连接尾接管
⑩,TiCk极易水解,为防止外界水蒸气进入,最后连接③⑤,安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤;由于
TiCL、CC14分子结构相似,TiCk的相对分子质量大于CC14,TiCk分子间的范德华力较大,TiCk的沸
点高于CC14,故先蒸出的物质为CC14;答案为:⑥⑩③⑤;CC14»
9.【2022年湖南卷】某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCyZHz。,并用重量法测定产品中BaCl?々凡。
的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓HAO”、稀H2so八CuSO,溶液、蒸储水
步骤LBaCLtHq的制备
按如图所示装置进行实验,得到BaCl?溶液,经一系列步骤获得BaCL2HQ产品。
步骤2,产品中BaCL(HQ的含量测定
①称取产品0.5000g,用100mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.lOOmol.L」H2s溶液,
③沉淀完全后,60℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为Q4660g。
回答下列问题:
(1)I是制取气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为;
(2)I中b仪器的作用是;III中的试剂应选用;
(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2sO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方
法是;
(4)沉淀过程中需加入过量的H2s0,溶液,原因是;
(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是(填名称);
(6)产品中BaCl2.2H2。的质量分数为(保留三位有效数字)。
一微热
【答案】(1)HC1H2so4(浓)+NaCl=NaHSO4+HClT
(2)防止倒吸CuSCU溶液
(3)静置,取上层清液于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全
(4)使领离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
【解析】装置I中浓硫酸和氯化钠共热制备HCL装置II中氯化氢与BaS溶液反应制备BaCb-2H2O,装置
Ill中硫酸铜溶液用于吸收生成的H2S,防止污染空气。
(1)由分析可知,装置I为浓硫酸和氯化钠共热制取HC1气体的装置,在浓硫酸过量并微热时,浓硫酸
微热
与氯化钠反应生成硫酸氢钠和氯化氢,发生主要反应的化学方程式为:H2SO4(浓)+NaCl='
NaHSO4+HClfo
(2)氯化氢极易溶于水,装置n中b仪器的作用是:防止倒吸;装置n中氯化氢与BaS溶液反应生成
H2S,H2s有毒,对环境有污染,装置ni中盛放CuSCU溶液,用于吸收H2S。
(3)硫酸与氯化钢
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