化学实验基础知识 阶段评估检测(九)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习

这是一份化学实验基础知识 阶段评估检测(九)（学生版+教师版）2025年高考化学总复习，共32页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 ml·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计③坩埚④分液漏斗
⑤容量瓶⑥烧杯⑦滴定管⑧酒精灯
A.①②④⑥B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧D.①⑤⑥⑧
2.下列实验操作不当的是( )
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D.二氧化硫可用铜与浓硫酸混合加热制备,用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集
3.下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
4.下列装置可以用于相应实验的是( )
5.某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色试验,通过钴玻璃可观察到紫色;③向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3D.MgSO4、NaCl
6.1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )
7.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A.①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
8.某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨,并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液,加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是( )
A.实验时,点燃a处酒精灯一段时间后,再点燃c处酒精喷灯
B.b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替
C.硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积
D.若d处锥形瓶中溶液变红,则说明硬质玻璃管中有NH3生成
9.(2024·茂名模拟)某兴趣小组利用下图装置探究SO2性质,观察到①中溶液不褪色,②③中溶液均褪色。下列判断正确的是( )
A.②、③均体现SO2的漂白性
B.SO2与品红分子直接反应使其褪色
C.②中存在SO32-、HSO3-
D.③中c(SO42-)增大,说明SO2具有氧化性
10.(2024·潍坊模拟)学习小组用废弃的铝制易拉罐按如图流程制备明矾,并测定明矾中结晶水的含量。
废易拉罐溶液Ⅰ溶液Ⅱ明矾晶体
上述实验中不需要用到的操作是( )
11.一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROHCH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH。
③加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c ml·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
对于上述实验,下列做法正确的是( )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
12.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
13.(2024·西安模拟)下列实验操作能达到实验目的的是( )
14.(2024·石家庄模拟)工业上利用软锰矿(MnO2)制备高锰酸钾的流程如图:
下列说法正确的是( )
A.MnO2可返回“水浸”步骤循环使用
B.“歧化”步骤可选用盐酸作酸化试剂
C.KMnO4晶体应保存在带有橡胶塞的试剂瓶中
D.“氧化”步骤的主要反应为K2S2O8+MnO2+4KOHK2MnO4+2K2SO4+2H2O
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)(2024·成都模拟)某学校兴趣小组在课余时间进行了以下两组化学实验。
实验一:利用如图所示装置来验证铜与浓硫酸的反应产物及产物的某些性质。
(1)请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式: ________________。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,则B中应放置的液体是_________________(填字母)。
A.氯水 B.NaOH溶液
C.饱和NaHSO3溶液D.酸性KMnO4溶液
(3)反应完毕,该小组发现烧瓶中还有铜片剩余,根据所学知识,他们认为还有一定量的硫酸剩余。下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中仍有余酸的是__________(填字母)。
A.银粉 B.BaCl2溶液 C.Na2CO3溶液
实验二:用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(4)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是______________反应。
(5)甲和乙两个水浴的作用不相同。甲的作用是________________________;乙的作用是冷凝,使乙醛液化。
16.(14分)(2024·四平模拟)ClO2作为一种广泛的消毒剂,它密度比空气大,易溶于水而难溶于有机溶剂,实验室用NaClO2与干燥的Cl2反应制得ClO2和NaCl。如图是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中未反应的Cl2)。
(1)仪器P的名称是_______________________________。
(2)请写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式: ________________,
每转移4 ml电子时,产生Cl2分子的个数为______________ (用NA表示)。
(3)B、C装置中所盛试剂分别是________________、____________。
(4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是______________ (填序号),其中与装置E导管相连的导管口是__________(填接口字母)。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为______________________。
(6)Cl2与NaOH反应可以得到以NaClO为有效成分的漂白液,漂白液与洁厕灵(主要成分为HCl)同时使用会产生Cl2,请用离子方程式表示该反应: ____________________。
17.(14分)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.称量碱式碳酸镍、装置F、装置D(前一个)的质量并记录;
ⅱ.打开活塞K,缓缓通入空气;
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ⅱ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”)。
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3.77 g,其他数据如表所示:
该碱式碳酸镍的化学式为__________________。
18.(16分)FeCO3可用于制备补血剂。某研究小组制备FeCO3,并对FeCO3的性质和应用进行探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水;②Fe2++6SCN-Fe(SCN)64-(无色)。
Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略)
装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
(1)试剂a是____________________________。
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是______________________。
(3)C装置中制取FeCO3的离子方程式为______________________。
(4)有同学认为C中出现白色沉淀之后应继续通CO2,你认为是否合理?说明理由: ____________________。
Ⅱ.FeCO3的性质探究
(5)对比实验ⅱ和ⅲ,得出的实验结论是__________________________(写2个)。
(6)依据实验ⅱ的现象,写出加入10%H2O2溶液的离子方程式: _____________________。
Ⅲ.FeCO3的应用
(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂。该实验小组用KMnO4测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是________________________________(不考虑操作不当引起的误差)。
阶段评估检测(九)
(75分钟 100分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.实验室将粗盐提纯并配制0.100 0 ml·L-1的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计③坩埚④分液漏斗
⑤容量瓶⑥烧杯⑦滴定管⑧酒精灯
A.①②④⑥B.①④⑤⑥
C.②③⑦⑧D.①⑤⑥⑧
【解析】选D。粗盐提纯过程中有过滤和蒸发结晶操作,用到烧杯、漏斗、玻璃棒、蒸发皿和酒精灯;配制氯化钠溶液用到天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等,答案选D。
2.下列实验操作不当的是( )
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D.二氧化硫可用铜与浓硫酸混合加热制备,用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集
【解析】选B。加几滴CuSO4溶液发生反应:Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn与置换出来的Cu及稀H2SO4构成Cu-Zn原电池,加快了放出H2的速率,A项正确;用标准盐酸滴定NaHCO3溶液,滴定至终点时溶液呈弱酸性,应选用甲基橙作指示剂,B项错误;黄色是Na+的焰色,C项正确;铜与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫在亚硫酸氢钠溶液中溶解度比较小,故可以利用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集,D项正确。
3.下列实验操作能达到实验目的的是( )
A.用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物
B.用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO
C.配制氯化铁溶液时,将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D.将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2
【解析】选C。A项在浓硫酸、加热条件下,乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,并用饱和Na2CO3溶液吸收,由于乙酸乙酯难溶于Na2CO3溶液,吸收液中出现分层现象,最后用分液漏斗进行分液。B项NO易与空气中的O2反应生成NO2,故不能用向上排空气法收集NO,应用排水法收集。C项FeCl3易发生水解反应,故配制FeCl3溶液时,应将其固体溶于较浓的盐酸中再加水稀释,以抑制FeCl3的水解反应。D项将Cl2和HCl的混合气体通过饱和食盐水,可除去其中的HCl,但同时会混入水蒸气,欲得到纯净的Cl2,应先通过饱和食盐水,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。
4.下列装置可以用于相应实验的是( )
【解析】选D。Na2CO3固体受热不易分解,不能制备二氧化碳,A错误;乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分离,应采用蒸馏来分离,B错误;二氧化硫通入品红溶液中,可验证漂白性,不能验证酸性,C错误;测量氧气体积时,装置选择量气管、水准管,可用如图装置测量氧气的体积,D正确。
5.某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、CaCO3中的两种组成,进行如下实验:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色试验,通过钴玻璃可观察到紫色;③向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为( )
A.KCl、NaCl B.KCl、MgSO4
C.KCl、CaCO3D.MgSO4、NaCl
【解析】选B。①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,则不含CaCO3,排除C选项;②做焰色试验,通过钴玻璃可观察到紫色,可确定含有钾元素,即含有KCl,排除D选项;③向溶液中加碱,产生白色沉淀,则应含有MgSO4,排除A选项。综合以上分析,混合物由KCl和MgSO4两种物质组成,故选B。
6.1827年,英国科学家法拉第进行了NH3喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )
【解析】选B。氨气极易溶于水,此装置可实现喷泉实验,A正确;P2O5是酸性氧化物,能与氨气反应,不能用于干燥NH3,B错误;NH3密度比空气小,所以此法可以收集NH3,C正确;浓氨水与CaO混合后,可以制备NH3,D正确。
7.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A.①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
【解析】选B。制得的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质,由于酸性高锰酸钾溶液氧化氯化氢生成氯气,所以,应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气,同时除去氯化氢(易溶于水),再用酸性高锰酸钾溶液吸收硫化氢,最后用浓硫酸干燥,A项错误;氢气中混有空气加热易发生爆炸,故加热管式炉前需对氢气进行验纯,其操作为在④处收集气体点燃,发出“噗”声,则证明制取的氢气较纯,B项正确;类似氢气还原氧化铜,实验完毕后,先停止加热,再继续通入氢气一段时间,C项错误;启普发生器不能加热,适合块状固体与液体在常温下反应,而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热,且二氧化锰是粉末状固体,故不能用装置Q制备氯气,D项错误。
8.某学习小组设计了如图的实验装置(夹持装置已省略)模拟常压下工业合成氨,并检验氨的生成。Y形管左侧支管中盛有NH4Cl与NaNO2的混合溶液,加热后生成N2及少量NH3。下列有关描述不正确的是( )
A.实验时,点燃a处酒精灯一段时间后,再点燃c处酒精喷灯
B.b处装置可用盛有碱石灰的U形管代替
C.硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积
D.若d处锥形瓶中溶液变红,则说明硬质玻璃管中有NH3生成
【解析】选B。实验时,为防止氢气和氧气混合后加热爆炸,故用氮气排出装置内的空气后再加热铁粉,所以点燃a处酒精灯一段时间后,再点燃c处酒精喷灯,故A正确;b装置的作用是吸收氨气并干燥气体,碱石灰不能吸收氨气,b处装置不能用盛有碱石灰的U形管代替,故B错误;硬质玻璃管中的石棉可增大混合气体与铁粉的接触面积,加快反应速率,故C正确;氨气溶于水,溶液呈碱性,若d处锥形瓶中溶液变红,则说明硬质玻璃管中有NH3生成,故D正确。
9.(2024·茂名模拟)某兴趣小组利用下图装置探究SO2性质,观察到①中溶液不褪色,②③中溶液均褪色。下列判断正确的是( )
A.②、③均体现SO2的漂白性
B.SO2与品红分子直接反应使其褪色
C.②中存在SO32-、HSO3-
D.③中c(SO42-)增大,说明SO2具有氧化性
【解析】选C。②中的品红褪色体现了SO2的漂白性,③中的酸性KMnO4溶液褪色体现SO2的还原性,A错误;SO2与水反应生成H2SO3能与品红分子结合,使其褪色,无水存在时,SO2分子不能使其褪色,B错误;SO2与水反应生成H2SO3弱电解质,H2SO3H++HSO3-,HSO3-H++SO32-,C正确;KMnO4中Mn元素为+7价,处于最高价态,体现氧化性,则SO2中S元素+4价体现还原性,D错误。
10.(2024·潍坊模拟)学习小组用废弃的铝制易拉罐按如图流程制备明矾,并测定明矾中结晶水的含量。
废易拉罐溶液Ⅰ溶液Ⅱ明矾晶体
上述实验中不需要用到的操作是( )
【解析】选D。废弃的铝制易拉罐加入氢氧化钾碱溶后过滤得到滤液,然后加入硫酸调节pH得到硫酸铝钾溶液,然后经过一系列操作得到明矾晶体;溶液Ⅱ得到明矾晶体需要蒸发浓缩操作,故A不符合题意;测定明矾中结晶水的含量,故实验中需要灼烧操作,故B不符合题意;加入氢氧化钾溶解铝后需要过滤分离出滤液,故C不符合题意;实验中不需要萃取分液操作,不用分液漏斗,故D符合题意。
11.一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROHCH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH。
③加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c ml·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
对于上述实验,下列做法正确的是( )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
【解析】选C。进行容量瓶检漏时,倒置一次,然后玻璃塞旋转180度后再倒置一次,故A错误;滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不变回原色才可判定达滴定终点,故B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,故C正确、D错误。
12.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
【解析】选A。检验1-氯丁烷中氯元素,向1-氯丁烷中加入氢氧化钠溶液,加热条件下水解,再加入硝酸酸化的硝酸银,若产生白色沉淀,则含有氯元素,故A错误;向上层清液中加入氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,说明SO42-已经沉淀完全,故B正确;向2 mL 10%的氢氧化钠溶液中滴加5滴5%的硫酸铜溶液,制得新制氢氧化铜,且氢氧化钠过量,检验醛基时产生砖红色沉淀,故C正确;硫酸四氨合铜在乙醇溶液中溶解度小,加入乙醇,析出硫酸四氨合铜晶体,故D正确。
13.(2024·西安模拟)下列实验操作能达到实验目的的是( )
【解析】选A。A.反应中碘离子过量,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液,若溶液变红色,说明KI与FeCl3的反应存在限度,故A符合题意;B.不能向浓硫酸中加入水,故B不符合题意;C.浓硝酸受热分解也会产生二氧化氮气体,故C不符合题意;D.浓硫酸溶解放出大量的热,应该首先加入乙醇再沿器壁慢慢加入浓硫酸、乙酸,故D不符合题意。
14.(2024·石家庄模拟)工业上利用软锰矿(MnO2)制备高锰酸钾的流程如图:
下列说法正确的是( )
A.MnO2可返回“水浸”步骤循环使用
B.“歧化”步骤可选用盐酸作酸化试剂
C.KMnO4晶体应保存在带有橡胶塞的试剂瓶中
D.“氧化”步骤的主要反应为K2S2O8+MnO2+4KOHK2MnO4+2K2SO4+2H2O
【解析】选D。MnO2应返回“氧化”步骤循环使用,A错误;盐酸能够还原KMnO4,“歧化”步骤不能选用盐酸作酸化试剂,B错误;KMnO4晶体应保存在带有玻璃塞的棕色试剂瓶中,C错误;“氧化”步骤的主要反应为K2S2O8+MnO2+4KOHK2MnO4+2K2SO4+2H2O,D正确。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)(2024·成都模拟)某学校兴趣小组在课余时间进行了以下两组化学实验。
实验一:利用如图所示装置来验证铜与浓硫酸的反应产物及产物的某些性质。
(1)请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式: ________________。
【解析】实验一:铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成的二氧化硫在C中用向上排空气法收集,通入D中验证二氧化硫的漂白性,B可用于储存过量的二氧化硫气体;
实验二:无水乙醇经热水浴加热,使乙醇挥发,与鼓入的空气一起进入硬质玻璃管中,在铜催化作用下乙醇被氧气氧化为乙醛,乙醛进入乙中经冷水浴冷凝,在试管a中得到乙醛,最后排水法收集得到氮气。(1)铜跟浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象时,关闭弹簧夹K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,则B中应放置的液体是_________________(填字母)。
A.氯水 B.NaOH溶液
C.饱和NaHSO3溶液D.酸性KMnO4溶液
【解析】实验一:铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成的二氧化硫在C中用向上排空气法收集,通入D中验证二氧化硫的漂白性,B可用于储存过量的二氧化硫气体;
实验二:无水乙醇经热水浴加热,使乙醇挥发,与鼓入的空气一起进入硬质玻璃管中,在铜催化作用下乙醇被氧气氧化为乙醛,乙醛进入乙中经冷水浴冷凝,在试管a中得到乙醛,最后排水法收集得到氮气。(2)装置B的作用是贮存多余的气体,则所选试剂不能与二氧化硫发生反应,氯水和酸性高锰酸钾溶液能氧化二氧化硫,NaOH溶液能与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,因此不能选,饱和NaHSO3溶液不与二氧化硫反应,故选C。
(3)反应完毕,该小组发现烧瓶中还有铜片剩余,根据所学知识,他们认为还有一定量的硫酸剩余。下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中仍有余酸的是__________(填字母)。
A.银粉 B.BaCl2溶液 C.Na2CO3溶液
实验二:用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
【解析】实验一:铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成的二氧化硫在C中用向上排空气法收集,通入D中验证二氧化硫的漂白性,B可用于储存过量的二氧化硫气体;
实验二:无水乙醇经热水浴加热,使乙醇挥发,与鼓入的空气一起进入硬质玻璃管中,在铜催化作用下乙醇被氧气氧化为乙醛,乙醛进入乙中经冷水浴冷凝,在试管a中得到乙醛,最后排水法收集得到氮气。(3)证明反应结束后的烧瓶中仍有余酸,应检验反应后溶液中是否存在氢离子,A、B均不与氢离子反应,碳酸钠与氢离子反应生成二氧化碳气体,可观察气泡产生判断有余酸,故选C。
(4)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是______________反应。
【解析】实验一:铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成的二氧化硫在C中用向上排空气法收集,通入D中验证二氧化硫的漂白性,B可用于储存过量的二氧化硫气体;
实验二:无水乙醇经热水浴加热,使乙醇挥发,与鼓入的空气一起进入硬质玻璃管中,在铜催化作用下乙醇被氧气氧化为乙醛,乙醛进入乙中经冷水浴冷凝,在试管a中得到乙醛,最后排水法收集得到氮气。(4)在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是放热反应,反应放出的热量可维持反应进行。
(5)甲和乙两个水浴的作用不相同。甲的作用是________________________;乙的作用是冷凝,使乙醛液化。
【解析】实验一:铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,生成的二氧化硫在C中用向上排空气法收集,通入D中验证二氧化硫的漂白性,B可用于储存过量的二氧化硫气体;
实验二:无水乙醇经热水浴加热,使乙醇挥发,与鼓入的空气一起进入硬质玻璃管中,在铜催化作用下乙醇被氧气氧化为乙醛,乙醛进入乙中经冷水浴冷凝,在试管a中得到乙醛,最后排水法收集得到氮气。(5)甲的作用是使乙醇挥发,进入发生装置。
答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)C (3)C (4)放热
(5)使乙醇挥发,进入发生装置
16.(14分)(2024·四平模拟)ClO2作为一种广泛的消毒剂,它密度比空气大,易溶于水而难溶于有机溶剂,实验室用NaClO2与干燥的Cl2反应制得ClO2和NaCl。如图是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO2的装置(某些夹持装置和垫持用品省略)。其中E中盛有CCl4液体(用于除去ClO2中未反应的Cl2)。
(1)仪器P的名称是_______________________________。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(1)仪器P的名称是分液漏斗。
(2)请写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式: ________________,
每转移4 ml电子时,产生Cl2分子的个数为______________ (用NA表示)。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(2)二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、氯化锰、水:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑;每转移4 ml电子时,产生Cl2分子的个数为2NA。
(3)B、C装置中所盛试剂分别是________________、____________。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(3)由分析可知,B、C装置中所盛试剂分别是饱和食盐水、浓硫酸。
(4)F为ClO2收集装置,应选用的装置是______________ (填序号),其中与装置E导管相连的导管口是__________(填接口字母)。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(4)由分析可知,F为ClO2收集装置,应选用的装置是向上排空气法装置②,气体应该长进短出,故其中与装置E导管相连的导管口是c。
(5)装置D中发生反应的化学方程式为______________________。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(5)NaClO2与干燥的Cl2反应制得ClO2和NaCl,NaClO2中氯元素化合价由+3变为+4、氯气中氯元素化合价由0变为-1,结合电子守恒可知,反应的化学方程式为2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl。
(6)Cl2与NaOH反应可以得到以NaClO为有效成分的漂白液,漂白液与洁厕灵(主要成分为HCl)同时使用会产生Cl2,请用离子方程式表示该反应: ____________________。
【解析】装置A中浓盐酸和二氧化锰共热制备氯气,装置B中盛放饱和食盐水用于除去氯气中的氯化氢,装置C中盛放浓硫酸用于干燥氯气,装置D中干燥的氯气和NaClO2反应,装置E中的CCl4液体用于除去ClO2中未反应的Cl2,ClO2易溶于水密度比空气大,装置F可用向上排空气法收集,装置G作为安全瓶,最后选用碱液处理尾气,防止污染空气。
(6)漂白液中次氯酸钠与洁厕灵中HCl发生归中反应生成氯气、水,反应的离子方程式为Cl-+ClO-+2H+Cl2↑+H2O。
答案:(1)分液漏斗
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NA (3)饱和食盐水 浓硫酸 (4)② c
(5)2NaClO2+Cl2===2ClO2+2NaCl
(6)Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O
17.(14分)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____________________。
【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)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.称量碱式碳酸镍、装置F、装置D(前一个)的质量并记录;
ⅱ.打开活塞K,缓缓通入空气;
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。
【解析】(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)步骤ⅱ的目的是_____________________________。
【解析】(3)步骤ⅱ,打开活塞K,缓缓通入空气,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将导致所测得的x值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【解析】(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,故x值偏小。
(5)重复操作ⅱ～ⅴ至____________________时,可判断碱式碳酸镍已完全分解。
【解析】(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)实验前测得石英玻璃管中的样品质量为3.77 g,其他数据如表所示:
该碱式碳酸镍的化学式为__________________。
【解析】(6)F中增加的质量为生成H2O的质量,其质量为(133.08-132.00) g=1.08 g,则n(H2O)=1.08 g18 g·ml-1=0.06 ml,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=0.44 g,则n(CO2)=0.44 g44 g·ml-1=0.01 ml,则生成的n(NiO)=3.77-1.08-0.4475 ml=0.03 ml,故Ni、C、H的个数比为0.03∶0.01∶(0.06×2)=3∶1∶12,由化学式Nix(OH)y(CO3)z·nH2O,可知x=3z、y+2n=12z;根据电荷守恒可知2x=y+2z,解得y=4z,n=4z,故该碱式碳酸镍的化学式为Ni3(OH)4CO3·4H2O。
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
18.(16分)FeCO3可用于制备补血剂。某研究小组制备FeCO3,并对FeCO3的性质和应用进行探究。
已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水;
②Fe2++6SCN-Fe(SCN)64-(无色)。
Ⅰ.FeCO3的制取(夹持装置略)
装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11.9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。
(1)试剂a是____________________________。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(1)在装置A中,是为了制取二氧化碳,其化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳常混有氯化氢气体,可通过饱和的NaHCO3溶液除去其中的氯化氢气体;
(2)向Na2CO3溶液通入CO2的目的是______________________。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(2)碳酸钠溶液碱性强,溶液中c(OH-)大,就会出现生成氢氧化亚铁与制备的FeCO3成为竞争反应,而导致制备的FeCO3纯度低,NaHCO3溶液碱性弱,制得FeCO3纯度高;
(3)C装置中制取FeCO3的离子方程式为______________________。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(3)实验中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)有同学认为C中出现白色沉淀之后应继续通CO2,你认为是否合理?说明理由: ____________________。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(4)碳酸正盐溶液均可以与二氧化碳反应,生成碳酸酸式盐,C中出现白色沉淀FeCO3之后继续通CO2,CO2会和FeCO3反应生成Fe(HCO3)2,降低了产量;或者:出现白色沉淀之后继续通CO2,可防止空气中氧气氧化FeCO3,提高产物的纯度;
Ⅱ.FeCO3的性质探究
(5)对比实验ⅱ和ⅲ,得出的实验结论是__________________________(写2个)。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(5)对比实验ⅱ和ⅲ,可知Fe2+与SCN-络合生成可溶于水的Fe(SCN)64-,会促进FeCO3固体的溶解;且FeCO3固体在KSCN溶液中溶解度比在KCl溶液中大;
(6)依据实验ⅱ的现象,写出加入10%H2O2溶液的离子方程式: _____________________。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(6)依据实验ⅱ的现象,可知在含有Fe2+的溶液中滴加10% H2O2溶液后,红褐色沉淀说明有Fe(OH)3生成,红色溶液说明有Fe(SCN)3生成,发生反应的离子方程式为6Fe(SCN)64-+3H2O22Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN-;
Ⅲ.FeCO3的应用
(7)FeCO3溶于乳酸[CH3CH(OH)COOH]能制得可溶性乳酸亚铁补血剂。该实验小组用KMnO4测定补血剂中亚铁含量进而计算乳酸亚铁的质量分数,发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是________________________________(不考虑操作不当引起的误差)。
【解析】装置A发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,制取的二氧化碳混有氯化氢气体,可通过装置B饱和的NaHCO3溶液除去,装置C中产生FeCO3的离子方程式为2HCO3-+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。
(7)乳酸根离子中羟基也能被高锰酸钾溶液氧化导致消耗高锰酸钾的量增大,而计算中按亚铁离子被氧化,故计算所得乳酸亚铁的质量偏大,产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%。
答案:(1)饱和NaHCO3溶液
(2)降低溶液中OH-浓度,防止生成Fe(OH)2
(3)2HCO3-+Fe2+===FeCO3↓+CO2↑+H2O
(4)不合理,CO2会和FeCO3反应生成Fe(HCO3)2(或合理,排除氧气的影响)
(5)Fe2+与SCN-的络合会促进FeCO3的溶解;FeCO3固体在KSCN溶液中溶解度比在KCl溶液中大
(6)6Fe(SCN)64-+3H2O2===2Fe(OH)3↓+4Fe(SCN)3+24SCN- (7)乳酸根离子中的羟基被KMnO4氧化,也消耗了KMnO4
选项
A
B
目的
检验1-氯丁烷中氯元素
检验SO42-是否沉淀完全
操作
选项
C
D
目的
制备检验醛基用的Cu(OH)2
制备晶体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
操作
选项
实验目的
操作
A
探究KI与FeCl3反应的限度
取5 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
B
证明Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4
向少量铜与浓H2SO4反应后的溶液中慢慢加水,溶液变蓝
C
证明木炭在加热时能与浓硝酸发生反应
将灼热的木炭加入浓硝酸中,有红棕色气体产生
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热,蒸出的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液收集
项目
装置F质量/g
装置D(前一个)质量/g
实验前
132.00
41.00
实验后
133.08
41.44
选项
A
B
目的
检验1-氯丁烷中氯元素
检验SO42-是否沉淀完全
操作
选项
C
D
目的
制备检验醛基用的Cu(OH)2
制备晶体 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
操作
选项
实验目的
操作
A
探究KI与FeCl3反应的限度
取5 mL 0.1 ml·L-1 KI溶液于试管中,加入1 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液
B
证明Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4
向少量铜与浓H2SO4反应后的溶液中慢慢加水,溶液变蓝
C
证明木炭在加热时能与浓硝酸发生反应
将灼热的木炭加入浓硝酸中,有红棕色气体产生
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热,蒸出的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液收集
项目
装置F质量/g
装置D(前一个)质量/g
实验前
132.00
41.00
实验后
133.08
41.44