2022年高考化学二轮专题复习 专题十四 化学实验综合限时集训

2022年高考化学二轮专题复习 专题十四 化学实验综合限时集训1.三氯化磷(PCl3)是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如图Z14-1所示(部分夹持装置已省略)。图Z14-1已知:PCl3熔点为-112 ,沸点为75.5 ;易被氧化,遇水易水解;与Cl2反应生成PCl5。(1)A中反应的化学方程式为。(2)B中所装试剂名称是,E中碱石灰的作用是。(3)实验时,检查装置气密性后,向C装置的曲颈甑中加入红磷,打开止水夹K通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K,加热曲颈甑至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥CO2的作用是。CO2(选填“能”或“不能”)用Cl2代替,理由是。(4)D中烧杯中盛装,其作用是。(5)PCl3水解得到亚磷酸(分子式为H3PO3,二元弱酸),写出亚磷酸钠被浓硝酸氧化的离子方程式:。 2.化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体生成。.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤。(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是。(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察到的现象是。.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用图Z14-2所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题: (3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有。图Z14-2(4)D装置的作用是。(5)C中反应生成BaCO3的化学方程式是。(6)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是(填标号)。在加入盐酸之前,应排尽装置内的CO2气体滴加盐酸不宜过快在A、B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(7)实验中准确称取8.00 g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为。(8)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是。3.碱式碳酸镁可用于牙膏、医药和化妆品等工业,化学式为Mg(OH)24MgCO35H2O,某碱式碳酸镁中含有SiO2杂质,为测定其纯度,某兴趣小组设计了如下几个方案:方案取一定质量的样品,与硫酸充分反应,通过测定生成CO2的质量计算纯度。实验所用装置如图Z14-3所示。图Z14-3(1)乙中发生反应的化学方程式为。(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a,丁的作用是。(3)关闭止水夹K,向样品中加入足量的稀硫酸,当样品充分反应完后,为了测定准确还应进行的操作是。方案 称取碱式碳酸镁样品m g;将样品充分高温煅烧,冷却后称量;重复操作,测得剩余固体质量为m1 g。(4)下列仪器中,该方案不会用到的是。图Z14-4(5)判断样品完全分解的方法是。(6)有同学认为方案高温煅烧的过程中会发生MgCO3+SiO2MgSiO3+CO2,导致测定结果有误,你认为这位同学的观点正确吗?(填“正确”或“错误”),请说明自己的理由:。(7)碱式碳酸镁的纯度为(用含有m,m1的式子表示)。4.三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行探究。回答下列问题:(1)在试管中加入少量三硫代碳酸钠样品,加水溶解,所得溶液pH=10,由此可知H2CS3是(填“强”或“弱”)酸。向该溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,由此说明Na2CS3具有性。(2)为了测定某Na2CS3溶液的浓度,按如图Z14-5所示装置进行实验。将35.0 mL Na2CS3溶液置于下列装置A的三颈瓶中,打开仪器d的活塞,滴入足量2.0 molL-1稀H2SO4,关闭活塞。图Z14-5已知:C+2H+CS2+H2S,CS2和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸点为46 ,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。仪器d的名称是。反应开始时需要先通入一段时间N2,其作用为。B中发生反应的离子方程式是。反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是。为了计算三硫代碳酸钠溶液的浓度,可测定B中生成沉淀的质量。称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作名称是,若B中生成沉淀的质量为8.4 g,则35.0 mL三硫代碳酸钠溶液的物质的量浓度是。若反应结束后将通热N2改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度时,计算值(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。5.硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体( Na2S2O35H2O)。查阅资料知:Na2S2O35H2O 是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。向Na2CO3和Na2S 混合溶液中通入SO2 可制得Na2S2O3。BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。实验装置如图Z14-6所示(省略夹持装置)。图Z14-6(1)仪器a的名称是;C 中的试剂可以是(选填下列字母编号)。A.稀H2SO4 B.酸性KMnO4溶液 C.饱和NaHSO3 溶液 D.NaOH 溶液(2)此实验装置设计有缺陷,其改进方法是。(3)写出B 中反应的离子方程式:。(4)A、B 中反应完后,在拆装置前,应将其中污染空气的有毒气体除去,采用的方法和具体操作是。(5)该法所得产品中常含有少量Na2SO3 和Na2SO4。为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,加足量BaCl2 溶液,有白色沉淀生成,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(6)测定产品纯度:准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 molL-1碘的标准溶液滴定。(反应原理为2S2+I2S4+2I-)滴定至终点时,溶液颜色的变化是。滴定记录数据如下表:滴定前读数/mL滴定后读数/mL第一次0.1016.12第二次1.1017.08第三次1.4519.45第四次0.0016.00产品的纯度为(设Na2S2O35H2O相对分子质量为M)。专题限时集训(十四)1.(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2 +2H2O(2)浓硫酸吸收未反应完的氯气,防止污染空气,防止空气中水蒸气进入产品收集装置(3) 排尽曲颈甑中的空气,防止发生副反应不能防止氯气过量,生成PCl5(4)冷水冷凝,便于收集PCl3产品(5)HP+4H+2NH3PO4+2NO2+H2O解析 (1)A中利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2 +2H2O。(2)B中所装试剂用于干燥氯气,名称是浓硫酸,E中碱石灰的作用是吸收未反应完的氯气,防止污染空气,防止空气中水蒸气进入产品收集装置。(3)通干燥CO2的作用是排尽曲颈甑中的空气,防止发生副反应。CO2不能用Cl2代替,防止氯气过量,生成PCl5。(4)D中烧杯中盛装冷水,其作用是冷凝,便于收集PCl3产品。(5)PCl3水解得到亚磷酸(分子式为H3PO3,二元弱酸),亚磷酸钠被浓硝酸氧化生成磷酸,同时生成二氧化氮和水,反应的离子方程式为HP+4H+2NH3PO4+2NO2+H2O。2.(1)Al(OH)3+OH-Al+2H2O(2)通入过量CO2气体有白色沉淀生成,加过量稀盐酸后沉淀全部溶解,同时产生气泡(3)将样品与盐酸反应后生成的CO2吹入C中,全部被Ba(OH)2溶液吸收(4)防止空气中CO2进入C,影响实验(5)CO2+Ba(OH)2BaCO3+H2O(6)(7)25%(8)样品与盐酸反应生成的CO2中混有HCl和H2O,均会造成溶液质量增加解析 .(1)滤渣中含有Al(OH)3,Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O。(2)NaAlO2溶液呈碱性,通入过量CO2时生成Al(OH)3和NaHCO3, Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于强酸溶液,所以产生的沉淀溶于稀盐酸中。整个过程看到的现象为通入过量CO2气体有白色沉淀生成,加入过量稀盐酸有气体产生、沉淀全部溶解。.(3)持续缓缓通入空气的作用是把生成的二氧化碳气体全部排入C中,使之完全被氢氧化钡溶液吸收。 (4)装置C是用来吸收反应生成的二氧化碳气体,由于空气中也含有二氧化碳气体,因此D装置的作用是防止空气中CO2进入C装置,影响实验。 (5)二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水。(6)在加入盐酸之前,应排尽装置内的CO2气体,防止影响碳酸钡质量的测定,可以提高测定准确度;滴加盐酸过快, CO2气体来不及被吸收,就排出装置C,滴加盐酸不宜过快,使二氧化碳吸收完全,可以提高测定准确度;在A、B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响CO2气体的量,不能提高测定准确度;在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,CO2中混有的HCl与碳酸氢钠反应生成CO2,影响了CO2的量,不能提高测定准确度。(7)碳酸钡质量为3.94 g,则碳酸钡的物质的量为=0.02 mol,根据碳原子守恒,碳酸钙的物质的量为0.02 mol,质量为0.02 mol100 gmol-1=2 g,所以样品中碳酸钙的质量分数为100%=25%。(8)样品与盐酸反应生成的CO2中混有HCl和H2O,均会造成溶液质量增加,所以测定装置C在吸收CO2前后的质量差,确定碳酸钙的质量分数,结果明显偏高。3.(1)Mg(OH)24MgCO35H2O+5H2SO45MgSO4+11H2O+4CO2(2)debcb除去CO2中的水蒸气(3)打开止水夹K,缓慢通入空气(4)E(5)样品连续两次高温煅烧,冷却后称量质量相差0.1 g以内(6)错误该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的量(7)100%解析 (1)Mg(OH)24MgCO35H2O与硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水。(2)样品与硫酸反应产生的二氧化碳气体中含有水蒸气,先通过丁装置进行干燥,然后进入丙装置进行吸收,为防止外界空气中的二氧化碳、水蒸气进入丙,干扰实验,再重复用丙装置;仪器接口的连接顺序为adebcb;丁中装有浓硫酸,吸收二氧化碳中的水蒸气。 (3)关闭止水夹K,向样品中加入足量的稀硫酸,当样品充分反应完后,装置内会残存一些二氧化碳气体,因此,要打开止水夹K,缓慢通入空气,把反应产生的二氧化碳气体全部排出,被丙中的碱石灰吸收,以减小实验误差。(4)该实验中要高温煅烧样品,用到A、 B、 C、 D仪器,而蒸发皿是用来蒸发液体的,本实验过程中用不到。 (5)样品连续两次高温煅烧,冷却后称量质量相差0.1 g以内,说明样品已完全分解。(6)样品高温分解产生二氧化碳和水蒸气,高温煅烧的过程中会发生反应MgCO3+SiO2MgSiO3+CO2,不会影响生成CO2和水蒸气的量,所以不会影响测定结果。 (7)碱式碳酸镁高温下分解为氧化镁、水蒸气和CO2,固体质量减少(m-m1) g,即生成的水蒸气和CO2的质量为(m-m1) g,根据质量守恒可得关系式Mg(OH)24MgCO35H2O6H2O+4CO2,Mg(OH)24MgCO35H2O的物质的量为 mol,质量为 mol484 gmol-1,碱式碳酸镁的纯度为100%100%。4.(1)弱还原(2)分液漏斗排尽装置中的空气,防止A中生成的H2S被氧化Cu2+H2SCuS+2H+将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收;将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收过滤、洗涤、干燥2.5 molL-1偏高解析 (1) 将三硫代碳酸钠样品加水溶解,所得溶液pH=10,说明三硫代碳酸钠是一种强碱弱酸盐,由此可知H2CS3是弱酸;向该溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,因此酸性KMnO4溶液与三硫代碳酸钠发生氧化还原反应,说明Na2CS3具有还原性。(2)仪器d的名称是分液漏斗;A中生成的H2S易被空气中的氧气氧化,应排尽装置中的空气。CuSO4和H2S反应生成CuS沉淀和H2SO4,离子方程式为Cu2+H2SCuS+2H+。装置中残留一部分H2S和CS2,通入热N2一段时间可以将残留的H2S全部排入B,将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收。通过过滤、洗涤、干燥可以得到CuS沉淀;由C+2H+CS2+H2S和Cu2+H2SCuS+2H+可得关系式CuSNa2CS3,所以c(Na2CS3)=2.5 molL-1。空气中含有的CO2能被C中NaOH溶液吸收,导致C中的质量偏大,从而求得的Na2CS3偏多,因此通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度时,计算值偏高。5.(1)烧杯BD(2)在AB、BC 之间增加防倒吸的安全瓶(3)C+2S2-+4SO23S2+CO2(4)先向A中烧瓶加适量的NaHCO3溶液,再滴加稀H2SO4,直到产生的CO2气体将装置中有毒气体排尽为止(5)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸(6)由无色变蓝色,且在半分钟内不褪色%解析 (1)仪器a的名称是烧杯;装置A中产生的SO2与Na2S和Na2CO3的混合溶液反应,从B中出来的气体中除有CO2外,还可能含有H2S、SO2等有毒的污染环境的气体,所以装置C用于尾气吸收,H2S、SO2都具有还原性,可与氧化性物质酸性KMnO4溶液反应,H2S、SO2的水溶液都可与碱反应,所以装置C中的试剂可以为B、D。(2)实验过程中,气流不一定稳定,所以应在AB、BC 之间增加防倒吸的安全瓶。(4)为除去装置内的有毒气体,可用无害气体将装置内残留气体排入装置C中,具体操作是先向A 中烧瓶加适量的NaHCO3 溶液,再滴加稀H2SO4,直到产生的CO2 气体将装置中有毒气体排尽为止。(5)将沉淀过滤出来,再用蒸馏水洗涤,然后向沉淀中加入足量稀盐酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(6)根据反应原理2S2+I2S4+2I-,用淀粉作指示剂,终点时溶液颜色的变化是由无色变蓝色,并在半分钟内不褪色;分析四次实验数据可知,第三次实验数据误差太大,不可信,所以用其他三次实验数据求得所用碘的标准溶液的体积为16.00 mL,则n(I2)=1.610-3 mol,所以产品的纯度=100%= %。