2022届高三化学一轮复习 实验专题强基练20 仪器组装型气体流程实验探究(提高题)(含解析).docx
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- 2022届高三化学一轮复习 实验专题强基练20 仪器组装型气体流程实验探究提高题含解析 2022 届高三 化学 一轮 复习 实验 专题 强基练 20 仪器 组装 气体 流程 探究 提高 解析
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1、仪器组装型气体流程实验探究(提高题)非选择题(共15题)1某化学小组在实验室中对SO2进行探究。回答下列问题:(1)学生甲用如图E装置制备SO2。写出该反应的化学方程式_,该反应中,硫酸体现的的性质有_A氧化性 B还原性 C酸性 D碱性学生乙以粉末和为原料制取SO2,反应的化学方程式是:_现欲收集一瓶干燥的SO2,选用下图中的A、B、C、D装置,其连接顺序(按气流方向,用小写字母表示,可重复选用)为:_(2)学生丙用浓H2SO4和蔗糖反应,得到的气体中含有SO2、CO2。现选择下图中的装置,验证混合气体中存在CO2和SO2,A和C中盛放的是品红溶液,B中盛放的是酸性高锰酸钾溶液。其中,能证明存
2、在CO2的现象是_。(3)学生甲实验中,大试管内产生了大量黑色固体。查阅资料知:黑色固体可能含有CuO、CuS、。CuS和不溶于稀盐酸、稀硫酸,但加热下可溶于稀硝酸。向含微量的溶液中滴加溶液,能产生红褐色沉淀。现取少量黑色沉淀,加入稀硫酸,充分振荡以后,再滴加溶液,未见红褐色沉淀,由此所得结论是_。另取少量黑色沉淀,加入足量稀硝酸并加热,发现黑色固体最终完全溶解,溶液变为蓝色,有无色气泡生成,管口处出现红棕色。试写出CuS溶于足量稀硝酸的离子方程式:_为测定黑色沉淀中的百分含量,取0.2000g黑色沉淀,在酸性溶液中用0.1000mol/LKMnO4溶液处理,发生反应:,,恰好用去KMnO4溶
3、液23.50mL。则混合物中的质量分数为_2草酸亚铁晶体(FeC2O42H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如图装置(可重复选用)进行实验:装置D的名称为_。按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为_尾气处理装置(填图中各仪器接口的字母编号)。实验前先通入一段时间N2,其目的为_。实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为_。(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其实验操作及现象为:_。(3)
4、依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为:_。.草酸亚铁晶体样品纯度的测定工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下(杂质不参与反应):步骤1:称取2g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。步骤2:取上述溶液25.00mL,向其中加入0.01molL1KMnO4溶液,恰好完全反应时消耗 KMnO4溶液30mL。已知:FeC2O4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O(未配平)(4)草酸亚铁晶体样品的纯度为_;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将_(填“偏高”、“偏低”或“
5、不变”)。3某化学兴趣小组欲制备摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)26H2O并探究其分解产物。查到如下信息:摩尔盐可由FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合制备;该物质能溶于水、不溶于乙醇,在空气中能逐渐被氧化;100开始分解,且分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。I.制备摩尔盐(1)向新制的FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体,加热,实验过程中最好采用_加热方式。(2)蒸发浓缩、冷却结晶使摩尔盐结晶析出,晶体过滤后用_洗涤。(3)该小组用滴定法测产品纯度。现称取a g该产品于锥形瓶中,加蒸馏水溶解,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定,到达滴定终点时,消耗KM
6、nO4溶液20.00 mL,则该产品的纯度为_。II.探究摩尔盐受热分解的产物(4)验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。所选用装置的正确连接顺序为_。(可选部分仪器,填装置的字母序号)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4_。(5)探究分解产物中的硫氧化物,按ADBF的顺序连接装置,进行实验。D装置中试剂的作用是_。实验过程中,仅B中有沉淀生成,其他实验证明摩尔盐受热分解除上述产物外,还有N2生成。写出摩尔盐受热分解的化学方程式_。4亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ,沸点:-5.5 )是一种黄色气体,遇水反应生成
7、一种氯化物和两种氮化物。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如下图所示:制备NO发生装置可以选用_(填写字母代号),请写出发生反应的离子方程式:_。欲收集一瓶干燥的氯气,选择装置,其连接顺序为:a _(按气流方向,用小写字母表示)。(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示:实验室也可用X装置制备NO,X装置的优点为_。检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开 _,通入一段时间气体,其目的为_,然后进行其他操作,当Z有一定量液体生成时,停止实验。若无装置Y,则Z中NOCl可
8、能发生反应的化学方程式为_。若尾气处理装置连接上图烧杯中导管d,则烧杯中可加入 _溶液。5某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应,利用如图装置进行实验。已知PdCl2能被一氧化碳还原得到黑色的Pd。请回答下列问题:(1)请将上图各装置按气体从左到右连接完整:c_。(2)用稀盐酸与碳酸钙反应制备二氧化碳,在加稀盐酸时,发现碳酸钙与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是_(填字母)。A硝酸钠溶液 B四氯化碳 C苯 D稀硝酸(3)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是打开弹簧夹,让二氧化碳充满整个装置,当观察到_时,再点燃酒精灯。此步操
9、作的目的是_。(4)反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是_。(5)反应过程中二氧化碳足量,假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与二氧化碳反应的化学方程式。.装置PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体:_。.装置中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)二氧化碳气体,且溶液中还有固体残留:_。6我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO3、NaCl、NH4Cl等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料制得NaH
10、CO3,进而生产出纯碱。以下A、B、C、D四个装置可组装成实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的实验装置。装置中分别盛有以下试剂:B:稀硫酸C:盐酸、碳酸钙D:含氨的饱和食盐水、水四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表(说明:35NH4HCO3会有分解)请回答以下问题:(1)装置的连接顺序应是_(填字母);(2)A装置中盛放的试剂是_,其作用是_;(3)在实验过程中,需要控制D温度在3035,原因是_为了便于控制此温度范围,采取的加热方法为_;(4)将锥形瓶中的产物过滤后,所得的母液中含有_(以化学式表示),可加入氯化钠,并进行_操作,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl。
11、(5)测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品Wg,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加12滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-HHCO3-反应的终点),所用HCl溶液体积为V1 mL,再加12滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定溶液由黄变橙,所用HCl溶液体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:NaHCO3(%)_。7亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ,沸点:-5.5 )为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物与氯化氢,易溶于浓硫酸。常可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等
12、。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。其制备装置如图所示(其中III、IV中均为浓硫酸):(1)用图甲中装置制备纯净干燥的原料气,补充下表中所缺少的药品。装置装置烧瓶中分液漏斗中制备纯净Cl2MnO2浓盐酸_制备纯净NOCu稀硝酸_(2)将制得的NO和Cl2通入图乙对应装置制备NOCl。装置连接顺序为a_(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。装置、除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是_。有人认为可以将装置中浓硫酸合并到装置中,撤除装置,直接将NO、Cl2通入装置中,你同意此观点吗?_(填同意或不同意),原因是_。实验开始的时候,先通入氯气,再通入NO,原因为_。(3)有人认为多余
13、的氯气可以通过下列装置暂时储存后再利用,请选择可以用作氯气的储气的装置 _;(4)装置吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为_。(5)有人认为装置中氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl,不能吸收NO,经过查阅资料发现用高锰酸钾溶液可以吸收NO气体,因此在装置氢氧化钠溶液中加入高锰酸钾,反应产生黑色沉淀,写出该反应的离子方程式:_。(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4杂质,为测定产品纯度进行如下实验:称取1.6625 g样品溶于50.00 ml NaOH溶液中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至产生砖红色沉淀,消耗AgNO3溶液50.
14、00ml。样品的纯度为_%(保留1位小数)已知常温下,Ksp(AgCl)=1.810-10,Ksp(Ag2CrO4)=210-12,若在滴定终点时测得溶液中Cr2O42-的浓度是5.010-3 mol/L,此时溶液中Cl-浓度是_。8FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2(二氯苯)FeCl3FeCl2溶解性不溶于水,易溶于苯、乙醇不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水熔点/-4553易升华沸点/132173(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如
15、下:H2还原无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_。按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_(填字母,装置可多次使用);C中盛放的试剂是_。该制备装置的缺点为_。(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按下图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。仪器a的名称是_。反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是_,回收滤液中C6H5C1的操作方法是_。反应后将锥形瓶中溶液配
16、成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/LNaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL,则氯化铁的转化率为_。9硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是分析化学中的重要试剂。隔绝空气加热至500时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。实验探究某化学小组选用如图所示部分装置进行实验(夹持装备略)实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。(1)所选用装置的正确连接顺序为_(填装置的字母序号)。(2)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4:_。实验探究分解产
17、物中的硫氧化物,连接装置AEFB进行实验。(3)实验过程中观察到:E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是_。(4)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除生成上述产物外,还有N2产生,写出A中反应的化学方程式_。、为测定硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)26H2O晶体纯度,某学生取mg硫酸亚铁铵样品配成500mL溶液,根据物质组成,设计了如下三个实验方案,请回答:方案一:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液于锥形瓶,用0.1000molL-1的酸性KMnO4溶液进行滴定。方案二:取20.00mL硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。方案三:(通过NH4+测定)实验设计如图所示。取20.00m
18、L硫酸亚铁铵溶液进行该实验。(5)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因是_。(6)方案三选择装置_(填图一或图二)较为合理,判断理由是_。若测得NH3的体积为VL(已折算为标准状况下),则该硫酸亚铁铵晶体的纯度为_(列出计算式即可,不用简化)。10某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。供选试剂:30%H2O2溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验,记录如下(请补充完整甲组实验仪器的名称。)操 作现 象甲向的锥形瓶中加入MnO2,向的_中加入30%的H2O2溶液,连接
19、、,打开活塞中产生无色气体并伴随大量的白雾;中有气泡冒出,溶液迅速变蓝乙向中加入KMnO4固体,连接、,点燃酒精灯中有气泡冒出,溶液不变蓝丙向中加入KMnO4固体,中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液,连接、,点燃酒精灯中有气泡冒出,溶液变蓝(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是_。(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是_。为进一步探究该条件对反应速率的影响,可采取的实验措施是_。(4)由甲、乙、丙三实验推测,甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列_(填字母)溶液,证明了白雾中含有H2O2。A酸性 KMnO4 BFeCl2 C Na
20、2S D品红(5)资料显示:KI溶液在空气中久置会被缓慢氧化:4KI+O2 +2H2O=2I2 +4KOH。该小组同学取20ml久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确:_。11二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为11,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究ClO2与Na2S的反应。回答下列问题:(l)ClO2的制备:(已知:SO2+2NaClO3+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4)装置A中反应的化学方程式为_。欲收集干燥的
21、ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为 a_(按气流方向,用小写字母表示)装置D的作用是_。(2)ClO2与 Na2S 的反应将上述收集到的ClO2用 N2稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的ClO2通入上图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液。一段时间后,通过下列实验探究 I 中反应的产物。操作步骤实验现象结论取少量中溶液于试管甲中,加入Ba(OH)2溶液,振荡_有硫酸根离子生成另取少量中溶液于试管乙中,滴加品红溶液和盐酸品红溶液不翅色 无_生成若在试管甲中继续加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙_有白色沉淀生成有Cl-生成ClO2与Na2S反应的离子方程式为_。用于处理
22、含硫废水时,ClO2相对于Cl2的优点是_(任写2条)。12氯化铁在现代生产和生活中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水氯化铁并对产物做了如下探究实验。经查阅资料得知:无水氯化铁在空气中易潮解,加热易升华;工业上,向500600的铁屑中通入氯气可生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁和氢气。请回答下列问题:(1)装置的连接顺序为_(用a、b、ch表示)。(2)若缺少装置E对本实验造成的影响是_。(3)工业生产中,会将D中干燥剂换成无水氯化钙,通过D后产生的过量氯气再用氯化亚铁溶液吸收,得到氯化铁溶液作为副产品。氯化亚铁溶液因吸收C12失去作用而失效,下列试
23、剂中能够检验氯化亚铁溶液是否完全失效的是_。a硫氰酸钾溶液 b铁氰化钾溶液 c高锰酸钾溶液 d烧碱溶液(4)实验结束并冷却后,将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡),充分反应后,进行如下实验: 淡红色溶液中加入过量H2O2后溶液红色加深的原因是_(用离子方程式表示)。 已知红色褪去的同时有气体生成,经检验为O2。该小组对红色褪去的原因进行探究。根据实验现象判断,以下说法正确的是_。(填标号)a实验I说明是SCN发生了反应而不是Fe3+发生反应b实验I说明是Fe3+发生了反应而不是SCN-发生反应c实验I中第3份溶液中生成的白色沉淀为
24、BaSO3d实验排除H2O2分解产生的O2氧化SCN-的可能由实验I和得出结论为_。13二氯化砜(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂,实验室可利用SO2与Cl2反应制取少量的SO2Cl2,装置如图(有些支持装置省略了)所示。已知:SO2Cl2的熔点为-54.1,沸点为69.1,遇水能发生剧烈的水解反应,产物之一为氯化氢气体。(1)E中的试剂是饱和食盐水,戊是贮气装置,则F瓶中气体的实验室制法是_(用方程式表示);(2)B处反应管冷却水应从_(填“a”或“b”)接口通入;(3)装置乙和丁的作用是_;(4)恒压漏斗具有特殊的结构,主要目的是_;(5)写出二氯化砜(SO2Cl2)水解反应的方程式
25、_;(6)SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸的酸性强于次氯酸,选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性性强弱装置连接顺序为A、_、_、_、D、F,其中装置C的作用是_,通过_现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。14无水FeCl2易吸湿、易被氧化,常作为超高压润滑油的成分。某实验小组利用无水FeCl3和氯苯(无色液体,沸点132.2)制备少量无水FeCl2,并测定无水FeCl2的产率。实验原理:2FeCl3C6H5Cl2FeCl2C6H4Cl2HCl实验装置:按如图所示组装好的装置,检查气密性后,向三颈烧瓶A中加入16.76g无水FeCl3和22.5g氯苯。回答下列问题:(1)利用工业氮气(含有
26、H2O、O2、CO2)制取纯净干燥的氮气。请从下列装置中选择必要的装置,确定其合理的连接顺序:a_上图中的j口(按气流方向,用小写字母表示)。实验完成后通入氮气的主要目的是_。(2)装置C中的试剂是_(填试剂名称),其作用是_。(3)启动搅拌器,在约126条件下剧烈搅拌30min,物料变成黑色泥状。加热装置A最好选用_(填字母)。a酒精灯 b水浴锅 c电磁炉 d油浴锅(4)继续升温,在128139条件下加热2h,混合物颜色逐渐变浅,黏度降低。该步骤中加热温度已经接近或超过氯苯沸点,但氯苯实际损失量却非常小,其原因是_。(5)继续加热1h后放置冷却,在隔绝空气条件下过滤出固体,用洗涤剂多次洗涤所
27、得固体,置于真空中干燥,得到成品。若D中所得溶液恰好与25mL2.0molL1NaOH溶液完全反应,则该实验中FeCl2的产率约为_(保留3位有效数字)。15.探究的酸性强于HClO(可能所需要的装置和试剂如图所示)所需装置的连接顺序为:纯净的_,_ (填装置标号),装置K中反应的离子方程式为_。过二硫酸盐可以用作聚合反应促进剂、电池去极剂等,可以用电解饱和溶液制备获得(过二硫酸铵),回答下列问题:(1)一个过二硫酸铵中过氧键的个数为_。(2)取(过二硫酸铵)溶液少许于甲、乙两支试管中,进行下列实验:向甲试管中滴入酸化的KI和淀粉溶液并微热,溶液变蓝,说明过二硫酸铵具有_ (填“氧化”或“还原
28、”)性;向乙试管中滴入酸化的溶液及1滴溶液(催化)并微热,溶液显紫色,能说明该现象的离子方程式为_。(3)与NaOH溶液在约55时可制取(温度超过90时,可将还原为),装置如图所示。组装合适的加热装置,还需要的玻璃仪器有烧杯和_。接口a应连接的装置是_ (填标号)。A. B. C. D. 通的目的是_。参考答案1Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O AC H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2 abcedf或abcedbcf C装置品红溶液不褪色,D装置澄清石灰水变浑浊 一定不含CuO 30 【详解】(1)学生甲用浓硫酸与铜反应制备,其反应的化学方程式为Cu+
29、2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O,生成二氧化硫体现浓硫酸的氧化性,生成硫酸铜体现浓硫酸的酸性,故答案为AC。亚硫酸钠粉末和70 H2SO4硫酸反应生成硫酸钠、水、SO2,反应的化学方程式是H2SO4+Na2SO3=Na2SO4+H2O+SO2;通过分析A、B、C、D四个装置,可知装置A制取二氧化硫装置,装置B是气体干燥装置,装置C是收集气体装置,装置D是尾气处理装置,欲收集一瓶干燥的SO2,则装置的连接顺序是ABCD或为了防止尾气处理中的水汽进入到集气瓶中,也可在收集装置和尾气处理装置之间再加个干燥装置,即ABCBD,则导管的连接顺序为abcedf或abcedbcf(2)检验二
30、氧化硫用品红溶液,检验二氧化碳用澄清石灰水,为了防止二氧化硫对二氧化碳的检验造成干扰,需先选检验二氧化硫,然后把二氧化硫除去,再检验二氧化碳,所以A装置先检验二氧化硫,然后B装置除尽,再通过C装置品红溶液不褪色确认已除干净,最后用D装置澄清石灰水检验CO2,澄清石灰水变浑浊,证明存在;(3)加入稀硫酸,充分振荡以后,滴加溶液,未见红褐色沉淀可知,黑色固体中一定不含CuO;另取少量黑色沉淀,加入足量稀硝酸并加热,发现黑色固体最终完全溶解,溶液变为蓝色,生成铜离子,有无色气泡生成,管口处出现红棕色,生成一氧化氮气体,则CuS溶于足量稀硝酸的离子方程式为;根据发生的反应:,设、CuS的物质的量分别为
31、x、y,结合方程式,可得关系式:,解得,的质量分数:。2(球形)干燥管 agfbchi(或ih)de(或ed)bc 排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸 C处反应管中固体由黑变红,其后的澄清石灰水变浑浊 取固体少许溶于稀硫酸,无气体生成说明无铁存在,只有氧化亚铁(其他答案合理即可) FeC2O42H2OFeO+CO+CO2+2H2O 45% 偏低 【分析】气体产物成分的探究,草酸亚铁晶体在装置A中加热分解,生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在,通过装置B中澄清石灰水检验CO2的生成,通过装置E干燥气体后通入装置C中和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再通过B装置检验生成的二氧化碳气体,用于检
32、验CO,最后尾气处理。【详解】I (1)装置D的名称为:(球形)干燥管;气体产物成分的探究,草酸亚铁晶体在装置A中加热分解,生成的气体通过装置D中硫酸铜检验水蒸气的存在,通过装置B中澄清石灰水检验CO2的生成,通过装置E干燥气体后通入装置C中和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再通过B装置检验生成的二氧化碳气体,用于检验CO。按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为:agfbchi(或ih)de(或ed)bc,最后连接尾气处理装置;草酸亚铁分解气体中有CO,与O2混合加热会爆炸,实验前先通入一段时间N2,其目的为:排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;实验证明了气体产物中含有CO,CuO会转化为
33、Cu,并有CO2生成,随后的澄清石灰水会变浑浊,依据的实验现象为:C处反应管中固体由黑变红,其后的澄清石灰水变浑浊;(2)充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。黑色固体可能为Fe或FeO,小组成员设计实验证明了其成分只有FeO的方法:取固体少许溶于稀硫酸,无气体生成说明无铁存在,只有氧化亚铁;(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应是草酸亚铁晶体分解生成氧化亚铁、一氧化碳、二氧化碳和水,反应的化学方程式为:FeC2O42H2O FeO+CO+CO2+2H2O;(4)杂质不参与反应,根据FeC2O4+KMnO4+H2SO4Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O(
34、未配平),Fe的化合价从2升高到3,C2O42中C的化合价为3,化合价升高到4,则总共升高3价,KMnO4中Mn的化合价从7降低到2,降低5价,化合价升降守恒,则可以关系式5FeC2O43KMnO4;设配成的草酸亚铁溶液的浓度c,有, 3c(FeC2O4)25mL=50.01mol/L30mL,求得c(FeC2O4)=0.02mol/L。样品中FeC2O4的物质的量n=0.02mol/L0.25L=5103mol,样品质量m=nM=5103mol180gmol1=0.9g,其质量分数为100%=45%;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则消耗的KMnO4偏小,则样品质量偏小,测定结果偏低。
35、3热水浴 乙醇 AEFC 取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3而不含FeO和Fe3O4; 检验是否含有SO3,并防止SO2和NH3一同进入D装置生成白色沉淀,干扰SO3的检验 2(NH4)2Fe(SO4)26 H2O Fe2O3+4SO2+2NH3+N2+17H2O 【分析】I.(1)摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)26H2O不稳定,在温度超过100时分解;(2)摩尔盐能溶于水、不溶于乙醇;(3)根据5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O可知:5(NH4)2Fe(SO4)26H2O5Fe2
36、+MnO4-,滴定时消耗的KMnO4物质的量为0.1mol/L0.02L=0.002mol,则(NH4)2Fe(SO4)26H2O的物质的量为50.002mol=0.01mol,由此计算该产品的纯度;II.(4)实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气,选择装置A先通入氮气排净装置中的空气,加热分解硫酸亚铁铵,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等,通过装置E中无水硫酸铜检验生成的水,再通过装置F中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物,通过装置C检验氨气的生成,通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气;设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计;(5) 检验SO3气体并排除S
37、O2的干扰;实验过程中,D中无沉淀,而B中有沉淀生成,说明分解产物中含有SO2,而没有SO3。【详解】I.(1)摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)26H2O不稳定,在温度超过100时分解,则实验过程中最好采用热水浴加热方式;(2)摩尔盐能溶于水、不溶于乙醇,则晶体过滤后用乙醇洗涤;(3)根据5Fe2+MnO4-+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O可知:5(NH4)2Fe(SO4)26H2O5Fe2+MnO4-,滴定时消耗的KMnO4物质的量为0.1mol/L0.02L=0.002mol,则(NH4)2Fe(SO4)26H2O的物质的量为50.002mol=0.01mol,该产品的纯度为=;II.
38、(4)实验I验证分解产物中含有氨气和水蒸气,选择装置A先通入氮气排净装置中的空气,加热分解硫酸亚铁铵,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等,通过装置E中无水硫酸铜检验生成的水,再通过装置F中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物,通过装置C检验氨气的生成,通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气,所选用装置的正确连接顺序为AEFC;设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4,设计实验利用亚铁离子具有还原性可以使酸性高锰酸钾溶液褪色设计,取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解,向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则残留固体是Fe2O3而不含Fe
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