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热点题型十四综合实验探究1.实验室用图示实验装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。查阅资料.Cl2与KOH溶液在20 以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;.K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0 5 的强碱性溶液中较稳定。(1)仪器a的名称为;装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是。(2)装置B吸收的气体是,装置D的作用是。(3)装置C中得到足量KClO后,将三颈烧瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25 ,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。(4)K2FeO4粗产品中含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。过滤。搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤23次。在真空干燥箱中干燥。(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.220 0 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配制成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶中,用0.010 0 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积为30.00 mL。涉及的主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-Fe(OH)3+CrO42-+OH-2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2OCr2O72-+6Fe2+14H+6Fe3+2Cr3+7H2O则该K2FeO4样品的纯度为。2.CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl,并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题:(1)仪器X的名称是。(2)实验操作的先后顺序是ae(填操作的编号)。a.检查装置的气密性后加入药品b.熄灭酒精灯,冷却c.在“气体入口”处通入干燥HCld.点燃酒精灯,加热e.停止通入HCl,然后通入N2(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是。(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是。【探究反思】(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析:若杂质是CuCl2,则产生的原因是。若杂质是CuO,则产生的原因是。3.某班化学兴趣小组做如下实验,请你回答相关问题:.甲组同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(不考虑空气中N2),可利用的装置如下。(1)装置中盛放的药品是,若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有,其反应方程式为。(2)若规定气流方向从左到右,各仪器接口的连接顺序是:空气,接,接,接。(3)装置的作用是。.乙组同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质探究等实验(图中夹持装置已省略)。(4)为验证氯气不能使干燥的红布条褪色,将红布条置于装置B中,按ACBD连接成实验装置体系。装置A锥形瓶中试剂选用高锰酸钾晶体,则分液漏斗中的液体是;装置A中发生反应的化学方程式为,装置C中试剂是,装置D的作用是。4.(2017北京东城一模,28)资料显示“O2的氧化性随溶液pH的增大逐渐减弱”。某兴趣小组探究不同条件下KI与O2的反应。实验如下。装置烧杯中的液体现象(5分钟后)2 mL 1 mol/L KI溶液+5滴淀粉无明显变化2 mL 1 mol/L KI溶液+5滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L盐酸溶液变蓝2 mL 1 mol/L KI溶液+5滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L KCl溶液无明显变化2 mL 1 mol/L KI溶液+5滴淀粉+2 mL 0.2 mol/L CH3COOH溶液溶液变蓝,颜色较浅(1)实验中生成I2的离子方程式是。(2)实验的目的是。(3)实验比溶液颜色浅的原因是 。(4)为进一步探究KI与O2的反应,用上表中的装置继续进行实验:烧杯中的液体现象(5小时后)2 mL pH=8.5混有KOH的1 mol/L KI溶液+5滴淀粉溶液才略变蓝2 mL pH=10混有KOH的1 mol/L KI溶液+5滴淀粉无明显变化.对于实验的现象,甲同学提出猜想“pH=10时O2不能氧化I-”,设计了下列装置进行实验,验证猜想。.烧杯a中的溶液为。.实验结果表明,此猜想不成立。支持该结论的实验现象是:通入O2后,。.乙同学向pH=10的KOH溶液(含淀粉)中滴加碘水,溶液先变蓝后迅速褪色。经检测褪色后的溶液中含有IO3-,褪色的原因是(用离子方程式表示) 。(5)该小组同学对实验过程进行了整体反思,推测实验中现象产生的原因可能是 ;实验中现象产生的原因可能是。5.(2017北京西城一模,28)某化学小组研究盐酸被氧化的条件,进行如下实验。(1)研究盐酸被MnO2氧化。实验操作现象常温下将MnO2和12 molL-1浓盐酸混合溶液呈浅棕色,略有刺激性气味将中混合物过滤,加热滤液生成大量黄绿色气体加热MnO2和4 molL-1稀盐酸的混合物无明显现象 已知MnO2呈弱碱性。中溶液呈浅棕色是由于MnO2与浓盐酸发生了复分解反应,化学方程式是。中发生了分解反应,反应的化学方程式是。中无明显现象的原因,可能是c(H+)或c(Cl-)较低,设计实验进行探究:将实验、作对比,得出的结论是;将、作对比,得出的结论是。用下图装置(a、b均为石墨电极)进行实验:.K闭合时,指针向左偏转.向右管中滴加浓H2SO4至c(H+)7 molL-1,指针偏转幅度变化不大.再向左管中滴加浓H2SO4至c(H+)7 molL-1,指 针向左偏转幅度增大将和、作对比,得出的结论是。(2)研究盐酸能否被氧化性酸氧化。烧瓶中放入浓H2SO4,通过分液漏斗向烧瓶中滴加浓盐酸,烧瓶上方立即产生白雾,用湿润的淀粉KI试纸检验,无明显现象。由此得出浓硫酸(填“能”或“不能”)氧化盐酸。向试管中加入3 mL浓盐酸,再加入1 mL浓HNO3,试管内液体逐渐变为橙色,加热,产生棕黄色气体,经检验含有NO2。实验操作现象将湿润的淀粉KI试纸伸入棕黄色气体中试纸先变蓝,后褪色将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净Cl2中试纸先变蓝,后褪色通过实验、证明混合气体中含有Cl2,的操作是。(3)由上述实验得出:盐酸能否被氧化与氧化剂的种类、有关。答案精解精析热点题型十四综合实验探究1.答案(1)分液漏斗防止Cl2与KOH反应生成KClO3 (2)HCl吸收多余的Cl2,防止污染空气 (3)3ClO-+2Fe3+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O (4)将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液(5)90% 解析(1)仪器a的名称是分液漏斗;Cl2与KOH溶液在20 以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3,冰水浴的目的是防止Cl2与KOH反应生成KClO3 。(2)浓盐酸具有挥发性,故装置B吸收的气体是HCl;因为装置A中会不断产生Cl2,故装置D的作用是吸收多余的Cl2,防止污染空气。(3)KClO具有强氧化性,其氧化Fe3+的离子方程式为:3ClO-+2Fe3+10OH-2FeO42-+3Cl-+5H2O。(4)K2FeO4易溶于水,所以先过滤除去Fe(OH)3,K2FeO4微溶于浓KOH溶液,而且在0 5 的强碱性溶液中较稳定,再将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,可得到K2FeO4晶体。(5)由题给反应可得关系式:6Fe2+Cr2O72-2CrO42-2FeO42-,n(Fe2+)=0.010 0 mol/L30.0010-3 L=3.0010-4 mol,故样品中K2FeO4纯度为133.0010-4mol198 g/mol250 mL25.00 mL0.220 0 g=90%。2.答案(1)干燥管(2)cdb(3)先变红,后褪色(4)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O(5)加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足解析(1)X为干燥管。(2)根据资料可知,由CuCl22H2O热分解制备CuCl要防止Cu+被空气中氧气氧化,故应先通入干燥的HCl以排尽装置中的空气,然后再加热使CuCl22H2O分解,最后必须在无氧环境中冷却,结合上述思路,操作的顺序为acdbe。(3)实验过程中,HCl会进入C中,另外当温度高于300 时,试管中发生反应:2CuCl2 2CuCl+Cl2,故进入C的气体既有HCl又有Cl2,所以C中湿润蓝色石蕊试纸先变红,后褪色。(4)根据(3)可知进入D中的气体有HCl和Cl2,则装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式为Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(5)根据资料可知,含CuCl2杂质的原因是CuCl2没有完全分解,而造成此现象的原因是加热温度偏低或加热时间不足。杂质CuO产生的原因是水的存在引起CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2,再受热分解产生CuO,故原因是通入HCl的量不足。3.答案(1)NaOH溶液Na2CO32Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2(2)hgfea(或b)b(或a)c(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置(4)浓盐酸(填“盐酸”也可)2KMnO4+16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O浓硫酸吸收氯气以防污染环境(“除去氯气”等合理答案也可)解析(1)空气进入装置之前需除去CO2和水蒸气。装置中盛NaOH溶液可除去CO2,再通过装置中浓硫酸除去水蒸气,装置中发生反应:2Na+O2 Na2O2,最后连接装置以隔绝空气中的CO2和水蒸气,以防Na2O2变质。(4)浓盐酸与KMnO4晶体常温下可反应生成Cl2、KCl、MnCl2和H2O;Cl2在通入装置B之前需干燥,干燥Cl2用浓硫酸,最后用装置D进行尾气处理。4.答案(1)4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O(2)验证Cl-是否影响KI与O2的反应(3)其他条件相同时,CH3COOH是弱电解质,溶液中c(H+)较盐酸小,O2的氧化性减弱(4).pH=10的KOH溶液.电流表指针偏转,烧杯b中的溶液颜色变深.3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O(5)中性条件下,O2的氧化性比较弱,反应速率慢,短时间内难以生成“一定量”碘单质使溶液颜色发生变化I-被氧化生成I2,I2迅速发生歧化反应变为IO3-和I-解析(1)在酸性条件下,用氧气氧化I-生成碘单质的离子方程式为4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O。(2)对比实验可知,实验的目的是验证Cl-是否影响KI与O2的反应。(3)两实验中H+的浓度不同,现象不同,其原因是H+浓度小时,O2的氧化性弱。(4).猜想不成立,即pH=10时O2能氧化I-生成I2,则电路中有电流产生,且b中溶液颜色变深;.褪色后的溶液中含有IO3-,说明I2与KOH发生了反应,离子方程式为3I2+6OH- IO3-+5I-+3H2O。5.答案(1)MnO2+4HCl MnCl4+2H2OMnCl4 Cl2+MnCl2中没有明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-)较低,需要增大到一定程度才能被MnO2氧化MnO2氧化盐酸的反应中c(H+)变化的影响大于c(Cl-)HCl的还原性与c(H+)无关;MnO2的氧化性与c(H+)有关,c(H+)越大,MnO2的氧化性越强 (2)不能将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO2中 (3)c(Cl-)、c(H+)(或浓度)解析(1)依据复分解反应的特征可得该反应的化学方程式为MnO2+4HCl MnCl4+2H2O;滤液中含有MnCl4,MnCl4发生分解反应生成MnCl2和Cl2,化学方程式为MnCl4 Cl2+MnCl2;实验与实验对比,实验中增大了c(H+)产生氯气,中增大了c(Cl-)也产生了氯气,由此可得中没有明显现象的原因是c(H+)、c(Cl-)较低,需要增大到一定程度才能被MnO2氧化;将实验中、作对比知,MnO2氧化盐酸的反应中c(H+)变化的影响大于c(Cl-);对比实验和、知,HCl的还原性与c(H+)无关;MnO2的氧化性与c(H+)有关,c(H+)越大,MnO2的氧化性越强; (2)烧瓶上方白雾不能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,说明白雾中无氯气,即浓硫酸不能氧化盐酸;分析可知,若纯净的NO2不能使湿润的淀粉KI试纸先变蓝,后褪色,则可证明混合气体中含有Cl2,故的操作是将湿润的淀粉KI试纸伸入纯净的NO2中。
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