1、实验题 (12分)氯酸钾热分解是实验室制取氧气的一种方法,某探究小组查阅资料得知,氯酸钾在不同条件下分解结果如下:
实验
| 反应体系
| 第一放热峰温度(℃)
| 第二放热峰温度(℃)
|
l
| KC1O3
| 400(无气体放出)
| 480(有少量气体放出)
|
2
| KC1O3+MnO2
| 350(有大量气体放出)
| ?
|
已知实验1在480℃时反应方程式为KClO4
KCl+2O2↑,请写出在400℃的化学反应方程式?(提示:反应中只有氯元素的化合价改变)。
该小组同学利用实验2来制取氧气时,在实验中发现生成的气体略带颜色、并有刺激性气味。
【提出问题】实验中生成的气体中除了氧气外还含有什么物质?
【查阅资料】1.二氧化氯常温下是黄色有强烈刺激性气味的气体
2.二氧化氯具有强氧化性,在溶液中能够把二价锰氧化成四价锰,使之形成不溶于水的二氧化锰(2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+12H++2Cl—),而氯气不能。
【提出假设】假设l:含有氯气;假设2:含有二氧化氯。
【设计实验】甲同学设计实验验证假设1成立。
实验步骤
| 实验现象
| 实验结论
|
将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸
| ?
| 假设l正确
|
乙同学设计实验验证假设2成立。
【思考与交流】你同意他们的实验方案吗,理由是?。
参考答案:4KClO3
3KClO4+KCl;试纸变蓝。将制得的气体通入一定量的硫酸锰溶液中;溶液出现黑色浑浊?不同意;实验方案都有片面性,混合气体也会产生相同现象。
本题解析:根据题意可知KClO3在400℃分解得到KClO4。根据元素守恒和电子守恒的知识可知在400℃KClO3分解的化学反应方程式4KClO3
3KClO4+KCl;将产生的气体接触湿润的淀粉碘化钾试纸,试纸变蓝。证明气体中含有氯气;将制得的气体通入一定量的硫酸锰溶液中;溶液出现黑色浑浊证明气体中含有二氧化氯气体。不同意他们的观点。因为这两个实验方案都有片面性,混合气体也会产生相同现象。3在不同的温度下分解的产物及实验方案的设计及评价的知识。
本题难度:一般
2、实验题 甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计如下实验流程:

实验中,先用制的的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。反应完毕后,黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

甲小组测得,反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。
乙小组测得,洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氨气在标准状况下的体积V2L。
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称?。
(2)检查A装置气密性的操作是?。
(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
?
| 实验装置
| 实验药品
| 制备原理
|
甲小组
| A
| 氢氧化钙、硫酸、硫酸铵
| 反应的化学方程式为? ①?。
|
乙小组
| ②
| 浓氨水、氢氧化钠
| 用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用:? ③?。
|
(4)甲小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为?。
(5)乙小组用所测得数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是?。为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器,重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氨气的体积,得出了合理的实验结果。该药品的名称是?。
参考答案:(1)圆底烧瓶(2分)(2)连接导管,将导管插入水中,加热试管,导管口有气泡产生,停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱(3分)(3)①Ca(OH)2+(NH4)2SO4
CaSO4+2NH3↑+ H2O;(2分)②B(2分)氢氧化钠溶于氨水后放热,增加氢氧根浓度,使NH3+H2O
NH3·H2O
NH4+ + OH-向逆反应方向移动,加快氨气逸出(2分)(4)5V1:7(m1- m2) (2分)(5)浓硫酸吸收了未参加反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高(2分)碱石灰(氯氧化钠、氧化钙等)(2分)。
本题解析:(1)写出仪器a是圆底烧瓶。(2)检查A装置气密性的操作是将导管接入盛水的水槽中,用水握住试管,有气泡产生,放手后能形成一段稳定的水柱,说明气密性良好。(3)①氢氧化钙和硫酸铵共热生成硫酸钙和氨气,方程式为Ca(OH)2+(NH4)2SO4
CaSO4+2NH3↑+ H2O;②乙小组用浓氨水、氢氧化钠固体制备氨气不需加热,故选用B装置。浓氨水中存在NH3+H2O
NH3·H2O
NH4+ + OH-,氢氧化钠固体溶于水,放出大量的热,使NH3的溶解度减小,NH3从氨水中析出,③同时氢氧化钠固体溶于水后发生电离,生成大量OH-,促使上述平衡向左移动,生成更多NH3,从而使NH3从氨水中析出。(4)甲小组2NH3+3CuO
3Cu+N2+3H2O,由此可知,m1- m2为参加反应的CuO中氧的质量,物质的量为(m1- m2)/16,即NH3中H的物质的量为(m1- m2)/8。测的N2在标准状况下体积为V1L,则N原子的物质的量为V1/22.4,则氨分子中氮、氢的原子个数之比为(V1/22.4): (m1- m2)/8,化简得V1/[2.8 (m1- m2)]
(5)洗气前装置D前后的质量差包含未参加反应的NH3,使得氢原子的物质的量增大,比值减小。要使没定值准确,只要找一种不吸收NH3的干燥剂即可,故可选用碱石灰。
【考点定位】本题通过NH3和氨气中N、H原子个数测定来考查化学实验基础知识,涉及到仪器的识别、气密性的检查、实验误差解释、相关计算、实验评价及设计。
本题难度:简单
3、实验题 (10分)镁及其合金是一种用途很广的金属材料,目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下:

(1)为了使
转化为
,试剂①可以选用?,要使
?完全转化为沉淀,加入试剂①的量应?;
(2)加入试剂①后,能够分离得到
沉淀的方法是?;
(3)试剂②可以选用?;
(4)无水
在熔融状态下,通电后会产生
和
,该反应的化学方程式为:
?。
参考答案:(1)? Ca(OH)2,?过滤量;?(1)Ca(OH)2(或NaOH、KOH等)
(2)?过滤?;(3)盐酸?;
(4)? MgCl2(熔融)
Mg + Cl2 ↑
本题解析:略
本题难度:简单
4、实验题 某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
?
CO的制备原理:HCOOH
CO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如下图)

请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出制备丙烯的化学方程式:?。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a的作用是?,装置中b的作用是?,c中盛装的试剂是?。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是?(填序号)
①饱和Na2SO3溶液;②酸性KMnO4溶液;③石灰水;④无水CuSO4;⑤品红溶液
(4)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)
RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,
1-丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:

试剂1为 ?,操作2为?,操作3为?。
参考答案:(1)(CH3)2CHOH
CH2=CHCH3↑+H2O;(2分)
(2)保证分液漏斗内外压强平衡,便于液体顺利流下。(2分)
作为安全瓶,防倒吸 (2分)? NaOH溶液 (2分)
(3)④⑤①⑤③②(答④⑤①③②也给分)(2分)
(4)饱和NaHSO3溶液(2分)?萃取(2分)?蒸馏(2分)
本题解析:(1)氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备,氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气,方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;2-丙醇通过消去反应即到达丙烯,方程式为:(CH3)2CHOH
CH2=CHCH3↑+H2O,故答案为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;(CH3)2CHOH
CH2=CHCH3↑+H2O;
(2)甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO,由于甲酸易挥发,产生的CO中必然会混有甲酸,所以在收集之前需要除去甲酸,可以利用NaOH溶液吸收甲酸.又因为甲酸易溶于水,所以必需防止液体倒流,即b的作用是防止倒吸,最后通过浓硫酸干燥CO.为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出,就必需保持压强一致,因此a的作用是保持恒压;若用以上装置制备氢气,就不再需要加热,所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶;氢气密度小于空气的,因此要收集干燥的氢气,就只能用向下排空气法,而不能用排水法收集;故答案为:恒压,防倒吸;?NaOH溶液,浓H2SO4;分液漏斗、蒸馏烧瓶;
;
(3)检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液,检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水,检验CO2可以石灰水,检验水蒸气可以无水CuSO4,所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序.只要通过溶液,就会产生水蒸气,因此先检验水蒸气;然后检验SO2并在检验之后除去SO2,除SO2可以用饱和Na2SO3溶液,最后检验CO2和丙烯,因此顺序为④⑤①②③(或④⑤①③②),故答案为:④⑤①②③(或④⑤①③②);
(4)粗品中含有正丁醛,根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去;由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇.因为1-丁醇和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开.
故答案为:饱和NaHSO3溶液;过滤;萃取;蒸馏.
本题难度:一般
5、实验题 (16分)实验室用氯化钠固体配制1.00 mol /L的NaCl溶液100 mL,回答下列问题:
1.主要仪器
托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还需要的玻璃仪器是_______________。
2.配制步骤
(1)计算:根据n=c·V,m=n·M ,则m(NaCl)=__________ g。
(2)称量:用托盘天平准确称取NaCl固体__________g。
(3)溶解:将称好的NaCl固体放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解;用玻璃棒搅拌,并冷却至室温。
(4)移液:
(5)洗涤:用蒸馏水洗涤烧杯内壁及玻璃棒2-3次,并将洗涤液都注入容量瓶中,轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
(6)定容:将蒸馏水注入容量瓶,当液面距容量瓶颈刻度线1 cm~2 cm时,
改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低处与刻度线相切。
(7)摇匀:盖好瓶塞,反复上下颠倒,摇匀。
右图是该同学转移溶液的示意图,指出图中的错误:

_____________________________________________。
3.若实验遇到下列情况,对NaCl溶液的物质的量浓度有何影响(填写“偏高”、“偏低”或“不变”)?
①为加速固体溶解,可稍微加热并不断搅拌。在未降至室温时,立即将溶液转移至容量瓶定容。?。
②溶解的NaCl溶液转移到容量瓶中后未洗涤烧杯:?。
③定容后,加盖倒转摇匀后,发现液面低于刻度线,又滴加蒸馏水至刻度。??。
参考答案:1.主要仪器:100 mL容量瓶。2.配制步骤:(1)5.85 。(2)5.9 。(3)转移液体时没有用玻璃棒引流;容量瓶用的是150 mL应该用100 mL。 3.误差分析:①偏高。②偏低。③偏低。
本题解析:1、实验室配制一定体积准确浓度的溶液。需要的主要仪器托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还有容量瓶(指出规格)。2.配制步骤。(1)计算:根据n=c·V,m=n·M ,将数值代入计算出m(NaCl)=5.85g。(2)称量:由于托盘天平只能读到0.1g,用托盘天平准确称取NaCl固体5.9g。指出图中的错误:转移液体时没有用玻璃棒引流;容量瓶用的是150 mL应该用100 mL规格的。根据误差分析:
,①由于热胀冷缩的原因,在未降至室温时,立即将溶液转移至容量瓶定容。实际体积小于100 mL。即V减小了,n不变,故C偏高了。②溶液转移到容量瓶中后未洗涤烧杯,在烧杯中会残留较多的溶质致使n减小,V准确,故C偏低了。③定容后,摇匀后,又滴加蒸馏水至刻度。实际上V增大,n不变,故C偏低了。
点评:配制一定体积准确浓度的溶液需要用到的仪器以及配制步骤,还有误差分析。这是高考的常考点。希望考生加以记忆。
本题难度:一般