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专题讲座(九) 化学实验中规范答题
第一部分:高考真题感悟
1.(2022·湖南·高考真题)某实验小组以 溶液为原料制备 ,并用重量法测定产品中
的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂: 晶体、 溶液、浓 、稀 、 溶液、蒸馏水
步骤1. 的制备
按如图所示装置进行实验,得到 溶液,经一系列步骤获得 产品。
步骤2,产品中 的含量测定
①称取产品 ,用 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 溶液,
③沉淀完全后, 水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为 。
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 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 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 的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1)HCl HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑
2 4 4
(2)防止倒吸 CuSO 溶液
4
(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)使钡离子沉淀完全
(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BaCl ·2H O,装置
2 2
III中硫酸铜溶液用于吸收生成的HS,防止污染空气。
2
(1)由分析可知,装置I为浓硫酸和氯化钠共热制取HCl气体的装置,在浓硫酸过量并微热时,浓硫酸与
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:HSO (浓)+NaCl NaHSO+HCl↑。
2 4 4
(2)氯化氢极易溶于水,装置II中b仪器的作用是:防止倒吸;装置II中氯化氢与BaS溶液反应生成
HS,HS有毒,对环境有污染,装置III中盛放CuSO 溶液,用于吸收HS。
2 2 4 2
(3)硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,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)为了使钡离子沉淀完全,沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。
(5)过滤用到的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。
(6)由题意可知,硫酸钡的物质的量为: =0.002mol,依据钡原子守恒,产品中BaCl ·2H O的
2 2
物质的量为0.002mol,质量为0.002mol 244g/mol=0.488g,质量分数为: 100%=97.6%。
2.(2022·河北·高考真题)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:①三颈烧瓶中加入 香菇样品和 水;锥形瓶中加入 水、 淀粉溶液,并预加
的碘标准溶液,搅拌。
②以 流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定
消耗了 碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了 碘标准溶液。
④用适量 替代香菇样品,重复上述步骤,测得 的平均回收率为95%。
已知: ,
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为_______、_______。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为_______(填标号)。
A. B. C.
(3)解释加入 ,能够生成 的原因:_______。
(4)滴定管在使用前需要_______、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为_______;滴定反应的离子方程式
为_______。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为_______ (以 计,结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)(球形)冷凝管 酸式滴定管
(2)C
(3)加入HPO 后,溶液中存在化学平衡HSO SO +H O,SO 的溶解度随着温度升高而减小,SO 逸
3 4 2 3 2 2 2 2
出后,促进了化学平衡HSO SO +H O向右移动
2 3 2 2(4)检验其是否漏水 蓝色 I+ SO +2H O=2I-+4H++
2 2 2
(5)偏低
(6)
【解析】由题中信息可知,检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是:用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐
反应生成SO ,用氮气将SO 排入到锥形瓶中被水吸收,最后用碘标准溶液滴定,测出样品中亚硫酸盐含
2 2
量。
(1)根据仪器a、b的结构可知,装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和酸式滴定管;
(2)三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400 mL水,向其中加入HPO 的体积不超过10 mL。在加热时,
3 4
三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的 ,因此,三颈烧瓶适宜的规格为1000 mL 选C。
(3)虽然K (H PO )=7.1×10-3<K (H SO ) =1.3×10-2,但是HPO 为难挥发性的酸,而HSO 易分解为
a1 3 4 a1 2 3 3 4 2 3
SO 和水,SO 的溶解度随着温度升高而减小,SO 逸出后,促进了化学平衡HSO SO +H O向右移
2 2 2 2 3 2 2
动,因此,加入HPO 能够生成SO 的原因是:加入HPO 后,溶液中存在化学平衡HSO
3 4 2 3 4 2 3
SO +H O,SO 的溶解度随着温度升高而减小,SO 逸出后,促进了化学平衡HSO SO +H O向右移
2 2 2 2 2 3 2 2
动;
(4)滴定管在使用前需要检验其是否漏水、洗涤、润洗;滴定前,溶液中的碘被SO 还原为碘离子,溶液
2
的颜色为无色,滴加终点时,过量的1滴或半滴标准碘液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟点之内不变色,因
此,滴定终点时溶液为蓝色;滴定反应的离子方程式为I+ SO +2H O=2I—+4H++ ;
2 2 2
(5)若先加磷酸再通氮气,则不能将装置中的空气及时排出,有部分亚硫酸盐和SO 被装置中的氧气氧化,
2
碘的标准液的消耗量将减少,因此会使测定结果偏低。
(6)实验中SO 消耗的标准碘液的体积为0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL,减去空白实验消耗的0.10 mL,则
2
实际消耗标准碘液的体积为1.20mL,根据反应I+ SO +2H O=2I—+4H++ 可以计算出n(SO )= n(I )=
2 2 2 2 2
1.20mL 10-3L·mL-1 0.010 00 mol· L-1=1.20 10-5 mol,由于SO 的平均回收率为95%,则实际生成的
2n(SO )= ,则根据S元素守恒可知,该样品中亚硫酸盐含量为
2
mg•kg -1
。
3.(2022·辽宁·高考真题) 作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备 原理及装置如下:
已知: 、 等杂质易使 催化剂中毒。回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式为___________。
(2)装置B应为___________(填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,打开活塞___________,控温 。
一段时间后,仅保持活塞b打开,抽出残留气体。随后关闭活塞b,打开活塞___________,继续反应一段
时间。关闭电源和活塞,过滤三颈烧瓶中混合物,加水萃取,分液,减压蒸馏,得产品。
(4)装置F的作用为___________。
(5)反应过程中,控温 的原因为___________。
(6)氢醌法制备 总反应的化学方程式为___________。(7)取 产品,加蒸馏水定容至 摇匀,取 于锥形瓶中,用 酸性 标准
溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为 、 、 。假设其他杂质不干
扰结果,产品中 质量分数为___________。
【答案】(1)
(2)②
(3)a、b c、d
(4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒
(5)适当升温加快反应速率,同时防止温度过高 分解
(6)
(7)17%
【解析】从 的制备原理图可知,反应分两步进行,第一步为 在 催化作用下与乙基葱醌反应生成
乙基蒽醇,第二步为 与乙基蒽醇反应生成 和乙基蒽醌。启普发生器A为制取 的装置,产生的
中混有 和 ,需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入
C中发生反应生成 和乙基蒽醌,F中装有浓 ,与C相连,防止外界水蒸气进入C中,使催化剂
中毒。
(1)A中锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的离子方程式为 ;
(2) 、 等杂质易使 催化剂中毒,需通过碱石灰除去HX和HO,所以装置B应该选②;
2
(3)开始制备时,打开活塞a、b,A中产生的 进入C中,在 催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽
醇,一段时间后,关闭a,仅保持活塞b打开,将残留 抽出,随后关闭活塞b,打开活塞c、d,将 通入C中与乙基蒽醇反应生成 和乙基蒽醌。
(4) 容易使 催化剂中毒,实验中需要保持C装置为无水环境,F的作用为防止外界水蒸气进入C
中。
(5)适当升温加快反应速率,同时防止温度过高 分解,所以反应过程中控温 ;
(6)第一步为 在 催化作用下与乙基葱醌反应生成乙基蒽醇,第二步为 与乙基蒽醇反应生成
和乙基蒽醌,总反应为 。
(7)滴定反应的离子方程式为 ,可得关系式:
。三组数据中 偏差较大,舍去,故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为
, 的质量分数 。
第二部分:最新模拟精练
完卷时间:50分钟
1.(20分)亚硫酰氯(SOCl )是无色液体,其熔点为-101℃、沸点75.6℃,广泛用于生产有机中间体、除
2
草剂、杀虫剂、医药、染料等领域,也常作为原电池的非水电解质。140℃以上会分解,遇水剧烈反应。
实验室合成SOCl 的原理为SO +PCl POCl + SOCl 。实验装置如图所示(夹持仪器已略)。
2 2 5 3 2(1)盛放70%H SO 的仪器名称_______,装置甲中制备SO 的化学方程式_______。
2 4 2
(2)反应需控制温度在40℃-80℃,采用的加热方式_______。
(3)装置乙所盛试剂的化学式为_______;装置丁的作用为_______。
(4)反应后将产物SOCl 从丙中的液态混合物中蒸馏出来,在蒸馏操作中,仪器选择及安装正确的是
2
_______。
(5)向盛有20ml水的锥形瓶中,小心滴加ag产品SOCl ,立即可观察到剧烈反应,有带刺激性气味且使品
2
红溶液褪色的气体产生,轻轻振荡锥形瓶,向溶液中加入足量AgNO 溶液,产生不溶于HNO 的白色沉淀,
3 3
过滤、洗涤、烘干、称量得bg固体。
①根据实验现象,写出SOCl 与水反应的化学方程式_______。
2
②蒸干FeCl 溶液不能得到无水FeCl ,让SOCl 与FeCl ·6H O混合并加热,可得到无水FeCl ,试解释原因
3 3 2 3 2 3
_______。
③该产物SOCl 的纯度为_______。
2
【答案】(除标注外,每空2分)(1)恒压滴定漏斗(滴液漏斗) NaSO +H SO = Na SO +SO↑+H O
2 3 2 4 2 4 2 2
(2)水浴加热
(3)浓HSO 吸收SO 等气体,防止污染空气,同时防止空气中水蒸气进入装置丙中
2 4 2
(4)b
(5)SOCl +H O=SO ↑+2HCl FeCl ·6H O受热分解产生HO,SOCl 与生成的水反应,消耗了HO,同时产生
2 2 2 3 2 2 2 2的HCl抑制了FeCl 的水解 (4分)
3
【解析】装置甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应,制得二氧化硫;亚硫酰氯怕水,则装置乙中装有浓硫酸干燥二
氧化硫;装置丙中,发生目标反应,合成亚硫酰氯;最后装置丁吸收SO 等气体,防止污染空气,同时防
2
止空气中水蒸气进入装置丙中,据此分析作答。
(1)盛放70%H SO 的仪器名称为恒压滴定漏斗(滴液漏斗);室验室制SO ,利用较浓HSO 的强酸性,
2 4 2 2 4
强酸制弱酸,化学方程式为:NaSO +H SO = Na SO +H O+SO ↑,故答案为:恒压滴定漏斗(滴液漏斗);
2 3 2 4 2 4 2 2
NaSO +H SO = Na SO +SO↑+H O;
2 3 2 4 2 4 2 2
(2)反应需控制温度在40℃-80℃,水浴加热可以控制100℃以下的反应温度,故答案为:水浴加热;
(3)结合SOCl 的性质遇水剧烈反应,故制备前后都应严格控制防止水蒸气的进入接触SOCl ,乙中盛浓
2 2
HSO 干燥SO ;丁的作用为吸收SO 等气体,防止污染空气,同时防止空气中水蒸气进入装置丙中,故答
2 4 2 2
案为:浓HSO ;吸收SO 等气体,防止污染空气,同时防止空气中水蒸气进入装置丙中;
2 4 2
(4)蒸馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口,不能用球形冷凝管,因为管内低凹处会残留液体不能
流出,则选用b,故答案为:b;
(5)①根据刺激性气味及使品红溶液褪色可知反应为SOCl +H O=SO ↑+2HCl↑,故答案为:
2 2 2
SOCl +H O=SO ↑+2HCl;
2 2 2
②蒸干FeCl 溶液促进FeCl +3H O Fe(OH) +3HCl平衡正向移动且HCl易挥发只能得到Fe(OH) ,
3 3 2 3 3
FeCl ·6H O受热分解产生HO,SO⇌Cl 与生成的水反应,消耗了HO,同时产生的HCl抑制了FeCl 的水解,
3 2 2 2 2 3
故答案为:FeCl ·6H O受热分解产生HO,SOCl 与生成的水反应,消耗了HO,同时产生的HCl抑制了
3 2 2 2 2
FeCl 的水解;
3
③由方程式可知关系式为:SOCl →2HCl→2AgCl,则n(SOCl )= n(AgCl)= ,则m(SOCl )=
2 2 2
,SOCl 纯度= ,故答案为: 。
2
2.(2022·四川泸州·模拟预测)(16分)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,主要用于合成树脂、杀虫杀
菌剂等。某小组通过实验制备硫氰化钾,探究其性质,测定其含量。已知:
①NH 不溶于CS,CS 密度比水大且不溶于水;
3 2 2
②3NH +CS NH SCN+NH HS,该反应比较缓慢。NH SCN、NH HS和(NH )CO 的分解温
3 2 4 4 4 4 4 2 3
度依次是170℃、105℃、58℃;
③SCN-+Ag+=AgSCN↓(白色)。回答下列问题:
I.制备:
(1)在反应釜中加入固体催化剂与CS,加压条件下通入氨气,水浴加热充分反应。加压的目的是____、
2
____。
(2)反应后将反应釜保持105℃一段时间,其目的是____。
(3)适宜温度下向反应釜中滴入适量的KCO 溶液,过滤。反应的化学方程式是____。滤液继续进行的操作
2 3
是减压____、____过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。
II.性质探究:
(4)向氯化亚铁溶液中滴加KSCN溶液,再滴加少量氯水,观察到的现象是____,继续滴加氯水颜色先变深
后消失,可推断出离子还原性的结论是____。
III.含量测定:
(5)测定晶体中KSCN的含量(KSCN的摩尔质量为Mg/mol):取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液;
取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴Fe(NO ) 作指示剂;用0.1000mol/LAgNO
3 3 3
标准溶液滴定至终点,平行滴定三次,平均消耗AgNO 标准溶液12mL。
3
晶体中KSCN的含量为____%(用含a、M的代数式表示);若其它操作及读数均正确,下列操作会导致所测
定KSCN的含量偏高的是____(填字母)。
A.滴加AgNO 标准溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
3
B.滴加AgNO 标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
3
C.配制AgNO 标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出
3
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的AgNO 标准溶液用蒸馏水冲进瓶内
3
【答案】(每空2分)(1)增加氨气浓度,加快反应速率 使平衡正向移动,提高原料利用率
(2)可以使NH HS分解为NH 、HS,使平衡正向移动,提高NH SCN产率
4 3 2 4
(3)2NH SCN+K CO=2KSCN+(NH )CO 蒸发 冷却结晶
4 2 3 4 2 3
(4)溶液变红 Fe2+>SCN->Cl-
(5) C
【解析】本实验的目的是制备KSCN晶体。采用NH 和HS反应先制备NH SCN,再让NH SCN与KCO
3 2 4 4 2 3
溶液反应得到KSCN晶体。
(1)加压,增加氨气浓度,加快反应速率,使平衡正向移动,提高原料利用率;
(2)NH HS分解温度为105oC,保持温度在105oC一段时间,可以使NH HS分解为NH 、HS,使平衡正
4 4 3 2
向移动,提高NH SCN产率;
4(3)在反应釜中加入碳酸钾溶液的目的是为了制备KSCN晶体,化学方程式为:
2NH SCN+K CO=2KSCN+(NH )CO;滤液继续进行的操作是减压、蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
4 2 3 4 2 3
得到KSCN晶体;
(4)Fe2+遇KSCN不变色,Fe2+遇氯气被氧化为Fe3+,Fe3+与KSCN生成Fe(SCN) ,显红色,故现象是:溶
3
液变红,继续滴加氯水,颜色消失,是因为SCN-被氯水氧化,故还原性:Fe2+>SCN->Cl-;
(5)根据方程式,Ag+与SCN-是1:1反应,故原溶液中KSCN的物质的量为: ,
KSCN的质量分数为: ;
A. 滴加AgNO 标准溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数,读出的标准溶液的体积偏小,导致测定
3
结果偏低,A错误;B. 滴加AgNO 标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡,读出的标准溶
3
液体积偏小,导致测定结果偏低,B错误;C. 配制AgNO 标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,配置
3
的溶液浓度偏低,消耗的标准溶液体积偏大,测定结果偏高,C正确;D. 滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上
的AgNO 标准溶液用蒸馏水冲进瓶内,对测定结果无影响,D错误;故选C。
3
3.(2022·河南开封·一模)(20分)过碳酸钠(2Na CO·3H O)俗称固体双氧水,是一种集洗涤、漂白、
2 3 2 2
杀菌于一体的氧系漂白剂。50℃开始分解,具有NaCO 和HO 的双重性质。某兴趣小组制备过碳酸钠的
2 3 2 2
实验方案和装置示意图如下:
(1)图中仪器a的名称是_______。
(2)步骤①的关键是控制温度,其措施有_______、_______和_______。
(3)三颈烧瓶中发生的主反应是_______。
(4)步骤③中洗涤液选用无水乙醇的目的是_______。(5)过碳酸钠溶于水显碱性的原因是_______(用离子方程式表示)。
(6)过碳酸钠产品中往往含有少量碳酸钠,可用加入氯化钡溶液的重量法测定过碳酸钠的质量分数。实验步
骤为:称量i→溶解→沉淀→过滤→洗涤→干燥→称量ii。
①写出“沉淀”反应的离子方程式_______。
②若“称量i”的质量为m、“称量ii”的质量为m,则产品中过碳酸钠质量分数的表达式为_______(用含
1 2
m、m 的代数式表示)。
1 2
【答案】(除标注外,每空2分)(1)球形冷凝管
(2)冷水浴 缓慢滴加 HO 溶液 磁力搅拌
2 2
(3)2Na CO+ 3H O=2Na CO·3H O
2 3 2 2 2 3 2 2
(4)洗去水分,减少过碳酸钠溶解,利于干燥
(5) +H O +OH—
2
(6)Ba2++ =BaCO ↓ ×100%(4分)
3
【解析】由题给流程图可知,过氧化氢溶液和碳酸钠溶液在控制温度条件下反应后,静置30min过滤、洗
涤、干燥得到过碳酸钠。
(1)由实验装置图可知,仪器a球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)步骤①的关键是控制温度,其措施有向碳酸钠溶液中缓慢滴加过氧化氢溶液,防止反应放出热量使
反应温度升高,导致过氧化氢分解,在冰水浴和磁力搅拌条件下使过氧化氢溶液和碳酸钠溶液充分反应,
故答案为:冰水浴;缓慢滴加 HO 溶液;磁力搅拌;
2 2
(3)由分析可知,三颈烧瓶中发生的主反应是过氧化氢溶液和碳酸钠溶液在控制温度条件下反应生成过
碳酸钠,反应的化学方程式为2NaCO+ 3H O=2Na CO·3H O,故答案为:2NaCO+
2 3 2 2 2 3 2 2 2 3
3HO=2Na CO·3H O;
2 2 2 3 2 2
(4)步骤③中洗涤液选用无水乙醇的目的是洗去过碳酸钠固体水分利于干燥,减少过碳酸钠溶解减少溶
解造成的损失,故答案为:洗去水分,减少过碳酸钠溶解,利于干燥;
(5)过碳酸钠溶液中碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子在溶液中分步水解使溶液呈碱性,所以过碳酸钠
溶于水显碱性,水解的离子方程式为 +H O +OH—,故答案为: +H O +OH
2 2
—;(6)①沉淀时发生的反应为溶液中的碳酸根离子与加入的钡离子反应生成碳酸钡沉淀,反应的离子方程
式为Ba2++ =BaCO ↓,故答案为:Ba2++ =BaCO ↓;
3 3
②设过碳酸钠产品中过碳酸钠、碳酸钠的物质的量分别为amol、bmol,由题意可得:157a+106b=m ①,
1
197a+197b=m ②,解联立方程式可得a= ,则产品中过碳酸钠质量分数的表达式为
2
×100%,故答案为: ×100%。
4.(2022·云南保山·一模)(18分)亚硝酸钠是一种工业盐,外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品中
添加亚硝酸钠必须严格控制用量。NaNO 既有氧化性又有还原性,回答下列问题:
2
(1)将等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中即可制得NaNO ,反应的化学方程式为
2
_______。
(2)现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应生成气体的成分。已知:NO 和
2
NO的沸点分别是21℃和-152℃。
①盛装70%硫酸的仪器名称是_______,如图组装好实验仪器,在加入药品前应先_______。
②打开弹簧夹K,关闭K,通入N 一段时间后,关闭K 打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸,A中产生红
1 2 2 1.
棕色气体,确认产生的气体中还有NO的依据是_______。
③反应结束后还需要继续通入N 的目的是_______。
2
(3)人体正堂的血红蛋白含有Fe2+,若误食NaNO ,则导致血红蛋白中的Fe(Ⅱ)转化为Fe(Ⅲ),形成高铁血
2
红蛋白而中毒。为证明酸性条件下NaNO 具有氧化性,实验操作为_______ (可选用的试剂;1mol/L稀硫酸、
2
1 mol/L稀硝酸、淀粉碘化钾试纸、0.1mol/L高锰酸钾溶液等)。(4)称取m g NaNO 试样于锥形瓶中,加入适量水溶解,c mol/L的酸性KMnO 溶液进行滴定,当锥形瓶中
2 4
的溶液变为浅红色,且半分钟内不褪色即为滴定终点。重复上述操作2次,滴定至终点时平均消耗V mL
标准溶液。滴定过程中发生反应的离子方程式为_______,产品的纯度为_______(用含c、m、V的代数式
表示)。
【答案】(除标注外,每空2分)(1)NO+NO +2NaOH = 2NaNO+HO
2 2 2
(2)分液漏斗 检查装置气密性 打开K,向D中通入氧气,D中气体变成红棕色 把装置中残留的有毒气
2
体全部排入E中被吸收
(3)取少量NaNO 于试管中加水溶解,加入少量稀硫酸酸化后用淀粉碘化钾试纸检验,观察颜色变化
2
(4)5 +2 +6H+=5 +2Mn2++3H O (4分)
2
【解析】组装好装置后打开K 关闭K,利用氮气将装置中的空气排干净,开始实验时关闭K,A中稀硫
1 2 1
酸与亚硝酸钠反应,B中浓硫酸干燥气体,C中可将产生的二氧化氮冷凝下来,要验证有NO生成,可打
开K,向D中通入氧气,E装置为尾气处理装置。
2
(1)等物质的量的一氧化氮和二氧化氮通入氢氧化钠溶液中即可制得NaNO ,反应的化学方程式为:NO
2
+NO +2NaOH = 2NaNO+HO;
2 2 2
(2)盛装70%硫酸的仪器是分液漏斗;组装好实验仪器,在加入药品前应先:检查装置气密性;NO 的沸
2
点低,在冰盐水中冷凝下来,若含NO,打开K,向D中通入氧气,D中气体变成红棕色;反应结束后还
2
需要继续通入N 的目的是:把装置中残留的有毒气体全部排入E中被吸收;
2
(3)酸性条件下若NaNO 有氧化性,则能将碘离子氧化为碘单质,使淀粉碘化钾试纸变蓝,故实验操作
2
为:取少量NaNO 于试管中加水溶解,加入少量稀硫酸酸化后用淀粉碘化钾试纸检验,观察颜色变化;
2
(4)亚硝酸钠与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,离子方程式为:5 +2 +6H+=5 +2Mn2+
+3H O;产品的纯度为:
2
5.(2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测)(14分)四水醋酸锰[ ]用于染色催化
剂和分析试剂等。
(1)以四水醋酸锰为电解液,控制适当电压电解,降低温度后减压抽滤,用乙酸洗涤干燥,制得
。将 在氮气气氛中加热,以热重分析仪测量分解时温度变化和失重。
剩余
阶段 热效应 失重
物
Ⅰ 吸热 A 29.1%
Ⅱ 放热 B 70.5%
①第一阶段释放出2种等物质的量的物质,它们的分子式分别为_______。
②剩余物B的化学式为_______。
(2)用四水醋酸锰和乙酰氯( )为原料制备无水二氯化锰流程如下:
已知:a无水二氯化锰极易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸、不溶于苯。
b.制备无水二氯化锰的主要反应:
c.乙酰氯遇水发生反应: 。
请回答:
①步骤Ⅰ所获固体主要成分是_______(用化学式表示)。
②步骤Ⅰ在室温下反应,步骤Ⅱ在加热回流下反应,加热回流的目的是_______。
③测定无水 的含量,将ag样品溶于一定量硫酸和磷酸的混合溶液中,加入稍过量 ,使
氧化为 。待充分反应后持续加热一段时间,冷却后用bmol/L硫酸亚铁铵[ ]滴定,滴定过程中发生的反应为: ,消耗cmL硫酸亚铁按溶液。“持续加热”的目
的是_______。样品中 的质量分数多少(写出计算过程)。_______
【答案】(除标注外,每空2分)(1)CH COOH、HO MnO
3 2 2 3
(2)(CH COO) Mn 促进反应生成无水MnCl 使Mn2+完全氧化为Mn3+ ×100%(4分)
3 2 2
【解析】由题给流程可知,四水醋酸锰和乙酰氯溶解在苯中搅拌抽滤得到醋酸锰固体,向加入醋酸锰固体
中加入苯和乙酰氯回流搅拌,醋酸锰和乙酰氯反应得到氯化锰沉淀,抽滤、洗涤得无水二氯化锰。
(1)① 的相对分子质量为268,由化学式可知, 受热第一阶
段释放出等物质的量的醋酸蒸气和水蒸气后,晶体失重为 ×100%=29.1%,故答案为:CHCOOH、
3
HO;
2
②设晶体质量为268g,由第二阶段释受热失重70.5%可知,剩余固体的质量为268g—
268g×70.5%=79.06g,由锰原子个数守恒可知,剩余固体中锰元素的质量为55g,则固体中氧元素的质量为
79.06g—55g=2:4.06g,所以固体中锰、氧的原子个数比为1: ≈3:2,固体的化学式为MnO,故答
2 3
案为:MnO;
2 3
(2)①由分析可知,步骤Ⅰ所获固体主要成分是醋酸锰固体,故答案为:(CHCOO) Mn;
3 2
②步骤Ⅱ在加热回流下反应的目的是使醋酸锰完全反应,促进反应生成无水氯化锰,故答案为:促进反应
生成无水MnCl ;
2
③由题意可知,持续加热可以使二价锰离子完全氧化为三价锰离子,减少实验误差;由方程式可得如下转
化关系: — —Fe3+,由滴定消耗cmLbmol/L硫酸亚铁按溶液可知,样品中氯化锰的质量分数为
×100%= ×100%,故答案为: ×100%。
6.(2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测)(12分)氧钒(IV)碱式碳酸按为紫色晶体,难溶于水,是制
备热敏材料 的原料,其化学式为 。实验室以 为原料合成用于制备 的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如下:
已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,能被 氧化。
(1) 为离子化合物, 中含有的σ键数目为_______。
(2)步骤1中生成 的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为_______。
(3)步骤2可在下图装置(气密性良好)中进行。
制备过程中,需向锥形瓶中通入 ,作用是_______,所得紫色晶体残留的杂质离子主要为_______。
(4)步骤3洗涤晶体时需用饱和 溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,选择饱和 溶液
的原因是_______。
(5)已知:①去除溶液中 可依次加入尿素溶液(还原 )、亚硝酸钠溶液(氧化尿素)。
②滴定反应: 。
补充完整测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案:称量5.1000g样品于锥形瓶中,_______。
(实验中须使用的试剂是 溶液、 溶液、尿素溶液、亚硝酸钠溶液、0.0800mol/L的 标准溶液,滴定终点的现象描述不作要求)
【答案】(1)7N
A
(2)2 + +6HCl=4 +N ↑+6H O
2 2
(3)排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化 VO2+
(4)除去晶体表面的氯化铵,减少晶体的溶解
(5)用 溶液溶解后,加入 溶液至稍过量,充分反应后继续滴加亚硝酸
钠溶液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的 标准溶液滴定
至终点
【解析】由题给流程可知,向五氧化二钒中加入盐酸、 混合溶液,将五氧化二钒还原为
VOCl ,VOCl 溶液与碳酸氢铵溶液反应后,抽滤、洗涤得到氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体。
2 2
(1)离子化合物 含有的离子为NH 离子和氯离子,NH 离子含有7个σ键,则
2 2
中含有的σ键数目为7N ,故答案为:7N ;
A A
(2)由题意可知,五氧化二钒与盐酸、 混合溶液反应生成VOCl 、氮气和水,反应的化学方
2
程式为2 + +6HCl=4 +N ↑+6H O,故答案为:2 + +6HCl=4
2 2
+N ↑+6H O;
2 2
(3)由题给信息可知,+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,能被氧气氧化,所以制备过程中,需向锥形
瓶中通入二氧化碳排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化;若VOCl 溶液过量,所得紫色晶体会残留
2
VO2+离子,故答案为:排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化;VO2+;
(4)VOCl 溶液与碳酸氢铵溶液反应得到的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体表面会附有可溶的氯化铵,所以用饱
2
和 溶液洗涤晶体可以除去除去晶体表面的氯化铵,同时减少晶体的溶解,故答案为:除去晶体
表面的氯化铵,减少晶体的溶解;
(5)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案为称量5.1000g样品于锥形瓶中,用溶液溶解后,加入 溶液至稍过量,充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶
液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的 标准溶液滴定至终
点,故答案为:用 溶液溶解后,加入 溶液至稍过量,充分反应后继
续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的
标准溶液滴定至终点。