2019届二轮复习 化学实验基础 作业（全国通用） (2) 练习

化学实验基础

 (45分钟　100分)

一、选择题(本题包括5小题,每题7分,共35分)

1.下列实验操作正确的是(　　)

A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可

B.将1 mol CuSO4·5H2O溶解在1 L水中,配制1 mol·L-1的CuSO4溶液

C.洗净的量筒和容量瓶不能放进烘箱中烘干

D.Cl2能与Ca(OH)2反应,可以用澄清石灰水吸收尾气中的Cl2

【解析】选C。A.pH试纸测定新制氯水的pH,因氯水有漂白性,无法显示其真实变色情况,A错误;B.将1 mol CuSO4·5H2O溶解在1 L水中,溶液体积不是1 L,CuSO4溶液浓度也不是1 mol·L-1,B错误;C.量筒和容量瓶都是精密仪器,烘箱中烘干,它们易变形,C正确;D.因澄清石灰水中Ca(OH)2含量很少,不利于Cl2的完全吸收,应用NaOH吸收,D错误。

2.(2018·南开区模拟)下列叙述正确的是 (　　)

A.如图装置为碳酸氢钠受热分解实验的装置图

B.某溶液焰色反应的火焰呈黄色,则该溶液中不含钾离子

C.将铜丝在酒精灯上灼烧至红热,立即插入乙醇中,铜丝变为黑色

D.NaCl溶液蒸发结晶时,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热

【解析】选D。加热碳酸氢钠固体,有水生成,为防止试管炸裂,试管口应略向下倾斜,A错误;黄色可遮蔽紫色,应透过蓝色钴玻璃观察钾离子的焰色反应现象,B错误;氧化铜与乙醇发生氧化还原反应,铜丝先变黑后变红,C错误;蒸发时,应避免温度过高而导致固体迸溅,蒸发皿中有晶体析出并剩余少量液体即停止加热,D正确。

3.下述实验设计能够达到目的的是 (　　)

【解析】选B。通过导电性比较盐酸和醋酸的酸性强弱,必须使用相同浓度的盐酸和醋酸溶液,A错误;将CO2通入Na2SiO3溶液中,生成硅酸,为强酸制取弱酸反应,则碳酸酸性比硅酸强,B正确;金属钠投入CuCl2溶液中,钠与水反应生成NaOH,NaOH与Cu2+反应生成Cu(OH)2金属钠不能从CuCl2溶液中置换出铜,不能比较金属活动性的强弱,C错误;淀粉只能检验出碘单质,D错误。

【加固训练】

下列实验方案的设计、结论正确的是 (　　)

A.用NaHCO3溶液可一次鉴别出稀盐酸、NaOH溶液、AlCl3溶液、NaAlO2溶液

B.高锰酸钾试剂瓶内壁上黑色物质可用稀盐酸洗涤

C.除去SO2中少量HCl,将其通入饱和的Na2SO3溶液

D.将硝酸铵晶体溶于水,测得水温下降,证明硝酸铵水解是吸热的

【解析】选A。NaHCO3溶液分别与稀盐酸、NaOH溶液、AlCl3溶液、NaAlO2溶液混合的现象为气体生成、无现象、气体和沉淀生成、沉淀生成,现象不同,可鉴别,故A正确;黑色物质为二氧化锰,与稀盐酸不反应,应选浓盐酸加热洗涤,故B错误;二者均与Na2SO3溶液反应,应选饱和NaHSO3溶液除杂,故C错误;水温下降,可能为溶解时吸热,则不能说明硝酸铵水解是吸热的,故D错误。

4.气体X可能由NH3、Cl2、HBr、CO2中的一种或几种组成,已知X通入AgNO3溶液时产生浅黄色沉淀,该沉淀不溶于稀硝酸,若将X通入澄清石灰水中,无沉淀产生,则有关气体X的成分的下列说法正确的是              (　　)

①一定含有HBr,可能含有CO2

②一定不含CO2

③一定不含NH3、Cl2

④可能含有Cl2、CO2

A.只有①　  B.只有③　  C.①和③　  D.②和③

【解析】选C。气体X通入AgNO3溶液时产生浅黄色沉淀,浅黄色沉淀是溴化银,因此一定含有HBr;因NH3和Cl2都能与HBr反应,则一定没有NH3和Cl2;由于溴化氢的存在,即使含有CO2,也不可能和石灰水反应生成沉淀,所以CO2无法确定,故①③正确,选C。

5.(能力挑战题)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选),就能实现相应实验目的的是              (　　)

【解析】选B。从溶液中分离生成的I2,需要萃取分液操作,使用分液漏斗,A错误;实验室通过蒸馏的方法除去自来水中含有的Cl-等杂质制取蒸馏水,需要的玻璃仪器有酒精灯、圆底烧瓶、冷凝管、尾接管、锥形瓶,B正确;植物油含有碳碳双键,能与溴发生加成反应,不能提取溴水中的Br2,C错误;NaOH固体溶解于水放热,用浓氨水和氢氧化钠固体制取氨气不需要加热,则不需要酒精灯,D错误。

二、非选择题(本题包括4小题,共65分)

6.(15分)常温下,氯化亚硝酰(NOCl)是一种红黄色气体,其熔点-64.5 ℃,沸点-5.5 ℃,可被水分解,其一种制备原理为Cl2+2NO2NOCl。实验装置如图所示,回答下列问题:

(1)实验前须排尽装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的空气,其原因是 _________________。 

(2)NO是用铜与稀硝酸反应制得,其离子方程式为 ______________。 

(3)图中各装置连接顺序为a→________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。 

(4)装置Ⅰ、Ⅱ的作用是观察气泡调节气体的流速和____________________。 

(5)装置Ⅴ是为了吸收尾气,防止污染环境,其中吸收NOCl时反应的化学方程式为 ____________________________________(非氧化还原反应)。 

【解析】由题中信息和装置图可知,氯气和一氧化氮在Ⅲ中反应生成NOCl,在Ⅵ中被冰盐冷凝为液态,尾气用氢氧化钠溶液吸收,为防止NOCl被水分解,应在Ⅲ和Ⅵ中间连上Ⅳ。

(1)实验前须排尽装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的空气,其原因是NO易与空气中的氧气反应生成NO2。

(2)NO是用铜与稀硝酸反应制得,其离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。

(3)图中各装置连接顺序为a→ef(或fe)→cb→d。

(4)装置Ⅰ、Ⅱ的作用是观察气泡调节气体的流速(理论上氯气和一氧化氮的流速之比为1∶2时,两者能恰好反应)和干燥NO和Cl2。

(5)装置Ⅴ是为了吸收尾气,防止污染环境,其中吸收NOCl时反应的化学方程式为NOCl+2NaOHNaCl+NaNO2+H2O。

答案:(1)NO易与空气中的氧气反应

(2)3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O

(3)ef(或fe)→cb→d　(4)干燥NO和Cl2

(5)NOCl+2NaOHNaCl+NaNO2+H2O

7.(16分)硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。实验步骤如下:

(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有________。 

a.容量瓶　　　　b.烧杯　　　　c.烧瓶

(2)步骤Ⅱ取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量,目的是________。 

a.控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比

b.确定下一步还原所需铁的量

c.确定氧化Fe2+所需NaClO3的量

d.确保铁的氧化物酸溶完全

(3)用NaClO3氧化时反应方程式如下:6FeSO4+NaClO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NaCl

+3H2O若改用HNO3氧化,则反应方程式如下6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2(SO4)3+NO↑+4H2O

已知1 mol HNO3价格0.16元、1 mol NaClO3价格0.45元,评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊,利是__________________,弊是____________________。聚合硫酸铁溶液中S与Fe3+物质的量之比不是3∶2。根据下列供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中S与Fe3+物质的量之比。 

(4)测定时所需的试剂________。 

a.NaOH　　b.FeSO4　　c.BaCl2　　d.NaClO3

(5)需要测定________和________的质量(填写化合物的化学式)。 

(6)选出测定过程中所需的基本操作_______________(按操作先后顺序列出)。 

a.萃取、分液　b.过滤、洗涤　c.蒸发、结晶

d.冷却、称量　e.烘干或灼烧

【解析】(1)配制一定量质量分数硫酸溶液需要的仪器有:胶头滴管、量筒、玻璃棒、烧杯,故选b。

(2)因为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+,所以确定下一步还原所需铁的量,然后Fe2+再被氧化Fe3+,需要确定氧化Fe2+所需NaClO3的量,故答案为b、c。

(3)从环保和成本方面考虑,利是原料成本较低,弊是产生气体对大气有污染。

(4)因S与Fe3+都采用沉淀法加以测定,测定硫酸根离子需要氯化钡,测定铁离子需要氢氧化钠,故答案为a、c。

(5)根据测定BaSO4的质量来测定S的物质的量,根据氧化铁的质量结合元素守恒计算铁离子的物质的量,所以需要测定物质质量的物质为Fe2O3、BaSO4。

(6)测定聚合硫酸铁溶液中S与Fe3+物质的量的原理:先后加入氯化钡、氢氧化钠并过滤,得到的沉淀先后洗涤,然后进行烘干或是灼烧,冷却,最后称量得到的固体的质量即可,所以顺序是b、e、d。

答案:(1)b　(2)b、c　(3)原料成本较低　产生气体对大气有污染　(4)a、c　(5)Fe2O3　BaSO4　(6)b、e、d

8.(16分)(2018·和平区模拟)锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知:Sn的熔点为231 ℃;Sn2+易水解、易被氧化;SnCl4极易水解、熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。请回答下列问题:

(1)元素锡比同主族碳的周期数大3,锡的原子序数为________。 

(2)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定(已知锡的相对原子质量为119):①取1.19 g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+;②加入过量的Fe2(SO4)3;③用0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价),消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是______________________________;此锡粉样品中锡的质量分数为________。若在滴定终点时俯视读数,则会导致测得的样品中锡的质量分数________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 

(3)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下:

①步骤Ⅰ加入锡粉的作用:______________及调节溶液pH。 

②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。 

③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式: _____________________________。 

④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是________________________________________,证明已洗净。 

⑤步骤Ⅴ操作依次为_________、 _________过滤、洗涤、低温干燥。 

(4)实验室欲用下图装置制备少量SnCl4(夹持装置略),该装置存在明显缺陷,改进方法是________________________________________________。 

【解析】(1)元素锡比同主族碳的周期数大3,所以锡在第五周期第ⅣA族,所以锡的原子序数是6+8+18+18=50。

(2)Fe3+能把Sn2+氧化为Sn4+,加入硫酸铁将Sn2+全部氧化为Sn4+;根据关系式3Sn～3Sn2+～3Fe2(SO4)3～K2Cr2O7,n(K2Cr2O7)= 0.02 L×0.1 mol·L-1=0.002 mol,

n(Sn)=0.002 mol×3=0.006 mol;锡粉样品中锡的质量分数为×100%=60%。若在滴定终点时俯视读数,消耗K2Cr2O7溶液的体积偏小,锡的质量分数偏低。

(3)①Sn2+易被氧气氧化为Sn4+,加入锡粉可以防止Sn2+被氧化为Sn4+。②步骤Ⅱ是过滤,使用的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒。③步骤ⅢSn2+与HC发生双水解反应,反应的离子方程式是Sn2++2HCSnO↓+2CO2↑+H2O。④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是检验洗涤液中是否含有氯离子,操作方法是取最后一次滤液(水洗液)少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀,则洗涤干净。⑤硫酸锡溶液加热浓缩、降温结晶可得硫酸锡晶体,获得硫酸锡晶体的操作依次为加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、低温干燥。

(4)利用图示装置制取的氯气含有氯化氢和水蒸气,生成的SnCl4容易发生水解反应,改进方法是在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去氯化氢和水蒸气。

答案:(1)50

(2)将Sn2+全部氧化为Sn4+　 60% 　偏低

(3)①防止Sn2+被氧化为Sn4+

②漏斗(或普通漏斗)　玻璃棒   ③Sn2++2HCSnO↓+2CO2↑+H2O　

④取最后一次滤液(水洗液) 少许于试管中,依次滴加足量硝酸、少量硝酸银溶液,观察到无白色沉淀　⑤蒸发(加热)浓缩　冷却结晶

(4)在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶

9.(18分)(2018·全国卷Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:

(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:

试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液

(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:

①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的________中,加蒸馏水至________。 

②滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应: Cr2+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2S4+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液________,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为

24.80 mL,则样品纯度为________%(保留1位小数)。 

【解析】(1)该实验的目的是检验市售硫代硫酸钠中是否含有硫酸根,所以在加酸时不能加稀硫酸,应加入稀盐酸与硫代硫酸钠反应:Na2S2O3+2HClS↓+SO2↑+2NaCl+H2O;该反应的实验现象除有无色刺激性气味的气体逸出外,还有淡黄色沉淀生成;静置后,应取上层清液加入BaCl2溶液来检验S的存在。

(2)①在配制溶液时,应先将固体放在烧杯中溶解,然后再转移到100 mL容量瓶中,接着加入蒸馏水,待凹液面最低处与刻度线相切时,即定容。

②滴定时,依据淀粉遇碘单质变蓝色,所以滴定终点的判断为当溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色。

结合题中所给信息可得反应物之间的关系为

K2Cr2O7　～　3 I2　　～　 6Na2S2O3·5H2O　　

1 mol　　　　　　　　　　　 6 mol

0.009 50 mol·L-1

×20.00 mL　　　   　 c×24.80 mL

可得:

=,

n(Na2S2O3·5H2O)= mol·L-1×0.1 L

m(Na2S2O3·5H2O)= mol·L-1×0.1 L×248 g·mol-1

则样品纯度=×100%=95.0%

答案: (1)③加入过量稀盐酸　④出现淡黄色浑浊　⑤(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液　⑥产生白色沉淀

(2)①烧杯　容量瓶　刻度　②蓝色褪去　95.0