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题型特训12第8题化学综合实验题B1.(2019湖北武汉一模)氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,用作氯化剂,其部分性质如下:物理性质化学性质常温下,Cl2O是棕黄色、有刺激性气味的气体。熔点是-120.6 ;沸点是2.0 Cl2O不稳定,接触一般有机物易爆炸;它易溶于水,同时反应生成次氯酸实验室制备原理:2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O。现用下列装置设计实验制备少量Cl2O,并探究相关物质的性质。(1)装置A中仪器X的名称为。(2)若气体从左至右流动,装置的连接顺序是A、(每个装置限用一次)。(3)装置F中盛装试剂的名称为。(4)A中反应的离子方程式为。(5)当D中收集适量液态物质时停止反应,设计简单实验证明B中残留固体中含有NaHCO3:。(6)实验完成后取E中烧杯内溶液滴加品红溶液发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。序号0.1 molL-1NaClO溶液/mL0.1 molL-1NaCl溶液/mL0.1 molL-1NaOH溶液/mLH2O/mL品红溶液现象5.0005.03滴较快褪色05.0a03滴不褪色5.005.003滴缓慢褪色a=。由上述实验得出的结论是。2.(2019山东日照一模)为测定某样品中氟元素的质量分数进行如下实验,利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(氢氟酸为低沸点酸,含量低,不考虑对玻璃仪器的腐蚀),用水蒸气蒸出,再通过滴定测量。实验装置如下图所示,加热装置省略。(1)A的名称是,长导管用于平衡压强,实验过程中其下端(填“能”或“不能”)在液面以上。(2)仪器C是直形冷凝管,实验过程中,冷却水应从(填“a”或“b”)口出。(3)实验时,首先打开活塞K,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即。(4)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳,其作用是。(5)B中加入一定体积高氯酸和1.00 g氟化稀土矿样,D中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加热A、B,使A中产生的水蒸气进入B。下列物质不可代替高氯酸的是(填标号)。a.醋酸b.硝酸c.磷酸d.硫酸D中主要反应的离子方程式为。(6)向馏出液中加入25.00 mL 0.100 molL-1 La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀,再用0.100 molL-1 EDTA标准溶液滴定剩余La3+(La3+与EDTA按11络合),消耗EDTA标准溶液20.00 mL,则氟化稀土样品中氟的质量分数为。3.(2019广东珠海一模)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易水解、受热易分解的白色固体,某研究小组用下图所示的实验装置制备氨基甲酸铵,反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)H0。(1)仪器B的名称是。(2)打开活塞K,装置E中由固体药品所产生的气体就立即进入装置D,则该固体药品的名称为。(3)装置D为制备氨基甲酸铵的反应器(CCl4充当惰性介质),在合适催化剂下搅拌一段时间。反应在冰水浴中进行的原因为。当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应,(填操作名称)分离得到粗产品。(4)仪器G的作用有:。(5)该实验装置中有一处不足,改进方法是。(6)已知氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵,则该反应的化学方程式为。(7)为测定某样品中氨基甲酸铵的质量分数,某研究小组用该样品进行实验,已知杂质不参与反应,请补充完整测定某样品中氨基甲酸铵质量分数的实验方案限选试剂:蒸馏水、澄清石灰水、Ba(OH)2溶液:用天平称取一定质量的样品,加水溶解,测量的数据取平均值进行计算。参考答案题型特训12第8题化学综合实验题B1.答案 (1)分液漏斗(2)F、B、C、D、E(3)饱和食盐水(4)MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O(5)取B中固体少许置于试管中,加蒸馏水溶解,滴加过量BaCl2溶液,振荡后静置,取上层清液置于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成(6)5.0在其他条件相同时,溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液漂白能力越弱解析 (1)根据装置图可知装置A中仪器X的名称为分液漏斗。(2)通过A装置制取Cl2,由于浓盐酸具有挥发性,制取的Cl2中含有HCl杂质,为防止其干扰Cl2O的制取,要先通过F装置除去HCl杂质,再通过B装置发生反应2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O制取Cl2O。由于Cl2O易溶于水,同时与水反应生成次氯酸,所以收集之前要先通过C装置干燥,再通过D装置收集Cl2O并验证其沸点低,容易液化的特点。同时由于Cl2、Cl2O都会产生大气污染,所以最后要用E装置进行尾气处理。故按气体从左至右流动装置的连接顺序是A、F、B、C、D、E。(3)装置F是除去Cl2中的杂质HCl气体,为减少Cl2的溶解消耗,可通过盛有饱和食盐水的装置来除去HCl杂质,故装置F中盛装的试剂为饱和食盐水。(4)A中浓盐酸与MnO2混合加热制取Cl2,反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Mn2+Cl2+2H2O。(5)在装置B中Na2CO3与Cl2反应制取Cl2O,所以要证明B中残留固体中含有NaHCO3,就要先加入过量的BaCl2溶液,振荡静置,使可能存在的Na2CO3转化为BaCO3沉淀除去,然后取上层清液置于另一试管中,再滴加Ba(OH)2溶液,若有白色沉淀生成,证明发生反应2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3+Na2CO3+2H2O,产生了碳酸钡沉淀,从而可证明含有NaHCO3。(6)要保证每组实验时溶液的体积都是10mL,所以a=5.0;由题中实验可以看出,在其他条件不变时,溶液的碱性越弱,次氯酸钠溶液的漂白性越强;溶液的碱性越强,次氯酸钠溶液的漂白能力越弱。2.答案 (1)圆底烧瓶不能(2)b(3)打开活塞K(4)保温,避免水蒸气冷凝(5)abHF+OH-F-+H2O(6)2.85%解析 A是水蒸气发生装置,长导管可起到平衡压强的作用,防止烧瓶内压强过大。实验时,首先打开活塞K,目的是让烧瓶内压强和外界一致,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即打开活塞K,和外界连通降低压强,B是制取HF的装置,利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢,用水蒸气蒸出,冷凝到D装置,被氢氧化钠中和吸收,再采用滴定法定量测定氟元素的质量分数。(1)A的名称是圆底烧瓶,长导管用于平衡压强,实验过程中其下端在液面以下。(2)实验过程中,直形冷凝管中的冷却水应从a进b出,这样可使冷却水充满外管,有利于带走热量。(3)从实验安全角度考虑,实验时,首先打开活塞K,目的是让烧瓶内压强和外界一致,待水沸腾时,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏时因反应装置局部堵塞造成长导管水位急剧上升,应立即打开活塞K,和外界连通降低压强。(4)连接水蒸气发生装置和反应装置之间的玻璃管常裹以石棉绳,石棉绳的隔热效果比较好,主要起到保温防止水蒸气冷凝的作用。(5)根据题干知识可知反应原理为高沸点酸(难挥发性酸)制取低沸点酸(易挥发性酸),醋酸和硝酸易挥发,不可代替高氯酸。D中是氢氧化钠与HF发生酸碱中和反应生成盐和水,反应的离子方程式为HF+OH-F-+H2O。(6)设馏出液中F-的物质的量为x。根据题意可得如下关系式:x3+0.1molL-120.0010-3L=0.100molL-125.0010-3L得x=1.510-3mol=0.0015mol则氟化稀土样品中氟元素的质量分数为0.0015mol19gmol-11.00g100%=2.85%。3.答案 (1)蒸馏烧瓶(2)干冰(3)防止产品受热分解过滤(4)除去过量的氨气,防止污染环境(5)在D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置(6)NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O或NH2COONH4+H2ONH4HCO3+NH3(7)加入足量Ba(OH)2溶液,充分反应后,过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、干燥后称量沉淀的质量,重复23次解析 利用装置B制取氨气,通过装置C的干燥作用使干燥的氨气进入装置D,与由E装置产生的CO2气体发生反应得到产品氨基甲酸铵。氨气是大气污染物,在排放前要进行尾气处理,可用G中稀硫酸作吸收试剂吸收多余的NH3。为防止倒吸现象,装置F起安全瓶的作用,以防止倒吸。(1)根据图示可知仪器B的名称是蒸馏烧瓶。(2)装置E的作用是产生CO2气体,若打开阀门K,装置E中由固体药品直接产生CO2,则该固体药品的名称为干冰(即固体CO2)。(3)在装置D中氨气与CO2气体发生反应2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)。由于该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,反应在冰水浴中就可防止产品受热分解,可以得到更多的固体产物。当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,即停止反应。在装置D中既有反应产生的固体氨基甲酸铵,也有液氨,所以可通过过滤的方法分离得到粗产品。(4)氨气是大气污染物,在排放前要进行尾气处理,由于氨气的水溶液显碱性,所以仪器G中盛有硫酸,就可以吸收过量的氨气,防止污染环境。(5)根据图示可知在制取氨基甲酸铵的D装置与尾气吸收的G装置中没有吸收水分的装置,这样稀硫酸中的水蒸气就会进入到D中,氨基甲酸铵是弱酸弱碱盐,水和氨基甲酸铵发生反应,导致物质变质。改进的方法是在装置D和F之间增加一个装有碱石灰的干燥装置。(6)由于氨基甲酸铵可完全水解为碳酸氢铵,该反应的化学方程式为NH2COONH4+2H2ONH4HCO3+NH3H2O或NH2COONH4+H2ONH4HCO3+NH3。(7)氨基甲酸铵可完全水解为NH4HCO3,用天平称取一定质量的样品,加水溶解,配制成溶液,向该溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,发生反应NH4HCO3+Ba(OH)2BaCO3+NH3+2H2O,然后过滤、用蒸馏水洗涤所得沉淀、再干燥后称量沉淀的质量,重复操作23次,求出BaCO3的平均质量,利用反应中的碳元素守恒可得NH2COONH4的质量,从而可计算得到样品中氨基甲酸铵的质量分数。
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