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2008――2009學年度

高二上學期期末復習系列專題三――實驗專題

實驗題每次考試都會出現(xiàn)，本學期一～四章有很多演示實驗，復習時要加以重視，學生實驗共有  6 個，要對他們進行認真專門復習。主要的熱點有：酸堿中和滴定的儀器、操作、誤差分析及滴定分析方法的運用，氨氣的實驗室制法及性質(zhì)，銅與硝酸反應(yīng)實驗的改進，鐵與水反應(yīng)，弱電解質(zhì)溶液的電離平衡等，根據(jù)以上分析總結(jié)如下:

1、某學生中和滴定實驗的過程如下：⑴取一支堿式滴定管；⑵用蒸餾水洗凈；⑶即加入待測的NaOH溶液，趕走尖嘴出的氣泡；⑷記錄液面刻度讀數(shù)；⑸用酸式滴定管精確放出一定量標準酸液；⑹置于未經(jīng)標準酸液潤洗的潔凈錐形瓶中；⑺加入適量蒸餾水；⑻加入酚酞試液2滴；⑼滴定時邊滴邊搖蕩；⑽邊注視滴定管內(nèi)液面的變化；⑾當小心滴到溶液由無色變成粉紅色時，即停止滴定；⑿記錄液面刻度數(shù)；⒀根據(jù)滴定管的兩次讀數(shù)得出NaOH溶液體積為22mL。指出上述實驗過程中的錯誤之處（用編號表示）                    。

2．簡答用標準氫氧化鈉溶液滴定待測鹽酸的有關(guān)問題。

（1）盛放待測鹽酸的錐形瓶下方墊一張白紙的作用是                   。

（2）用酚酞作指試劑，滴定到達終點時，溶液顏色變化是                   。

（3）下列錯誤操作①堿式滴定管用蒸餾水洗凈后，未經(jīng)標準液潤洗就注入標準氫氧化鈉溶液。②用酸式滴定管取待測酸液前，尖嘴部分有氣泡，取用過程中氣泡消失。③滴定前，讀堿液體積時視線低于堿式滴定管中的液面，滴定后讀堿液體積時，視線高于堿式滴定管中的液面。④錐形瓶用待測酸液潤洗兩次。

 哪些錯誤操作會使鹽酸濃度的測定值偏低？答：          。

3、貴州市場銷售的某種食用精制鹽包裝袋上有如下說明：

產(chǎn)品標準

GB5461

產(chǎn)品等級

一級

配  料

食鹽、碘酸鉀、抗結(jié)劑

碘含量

35±15 mg/kg

（1）碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生如下反應(yīng)，配平化學方程式（化學計量數(shù)填于空白處）

              KIO₃＋    KI＋    H₂SO₄＝    K₂SO₄＋    I₂＋    H₂O

（2）某學生認為該碘鹽中碘酸鉀含量為20~50 mg/kg，你認為他的說法是否正確？請說明你的理由。                                                                      

（3）已知：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－。某學生測定食用精制鹽的碘含量，其步驟為：

     a. 準確稱取10.5g食鹽，加適量蒸餾水使其完全溶解；

     b.用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO₃與KI反應(yīng)完全；

     c.以淀粉為指示劑，用物質(zhì)的量濃度為2.0×10^－3mol?L^－1的Na₂S₂O₃標準溶液進行滴定，當達到滴定終點時消耗了Na₂S₂O₃標準溶液10.00mL。

①判斷c中滴定達到終點的依據(jù)是                       。

②b中反應(yīng)所產(chǎn)生的I₂的物質(zhì)的量是            mol。

③根據(jù)以上實驗和包裝袋說明，所測精制鹽的碘含量是                mg/kg。

 4、 實驗室用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質(zhì)量,反應(yīng)的化學方程式為: 2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O

試回答:(1)如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H₂O的質(zhì)量[m(CuO)、m(H₂O)]時，請用下列儀器設(shè)計一個簡單的實驗方案。

①    裝置b發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為：                                       

②    儀器連接的順序(用字母編號表示,儀器可重復使用)      ；d中濃硫酸的作用是          ，       ；實驗完畢時觀察到a中的現(xiàn)象是           ；

②列出計算Cu的相對原子質(zhì)量的表達式            ；

③下列情況將使測定結(jié)果偏大的是       。(以下選擇填空不限1個正確答案，均用字母編號填寫)

(a)CuO未全部還原為Cu            (b)CuO受潮              (c)CuO中混有Cu

(2)如果仍采用上述儀器裝置,其他方案可選用測定的物理量有  

    (a)m(Cu)和m(CuO)   (b)m(N₂)和m(H₂O)   (c)m(Cu)和m(H₂O)    (d)m(NH₃)和m(H₂O)

思路分析：根據(jù)本題的意圖是需要測定反應(yīng)物氧化銅和生成物水的質(zhì)量，從而利用氨和加熱條件下的氧化銅在化學反應(yīng)中的關(guān)系求出銅的相對原子質(zhì)量。氧化銅的質(zhì)量可直接從所取的藥品稱量中得知，測反應(yīng)生成的水的質(zhì)量時，應(yīng)考慮制得的氨氣中混有的水蒸氣對測量有干擾作用，應(yīng)予以排除，反應(yīng)后的氣體中必然夾雜著未反應(yīng)完的氨氣，吸收水蒸氣時也要考慮不能用濃硫酸作吸收劑，否則會同時吸入水蒸氣和氨氣，造成測量數(shù)據(jù)偏大。

（1）①NH₄Cl和Ca(OH)₂反應(yīng)可生成NH₃，經(jīng)堿石灰干燥后（不能用濃H₂SO₄干燥），因為濃H₂SO₄要吸收NH₃）把NH₃通入a裝置發(fā)生主體反應(yīng)，將反應(yīng)后生成的水蒸氣用C吸收（不能用濃H₂SO₄吸收），因為還有未反應(yīng)的NH₃也可被濃H₂SO₄吸收，這樣測量水的質(zhì)量就偏大，多余的NH₃用濃H₂SO₄吸收，同時也防止空氣中的水蒸氣進入第二個C裝置中。

②2NH₃+3CuO=N₂+3Cu+3H₂O（設(shè)銅的相對原子質(zhì)量為x）

       3(x+16)        3×18

       m(CuO)       m(H₂O)   x=18 m(CuO)/ m(H₂O)-16

或考慮計算銅的相對原子質(zhì)量的思路是：

n(CuO)=m(H₂O)/18  M(CuO)=m(CuO)/n(H₂O)=18m(CuO)/m(H₂O)  M(Cu)=M(CuO)-16如果測量反應(yīng)前后硬質(zhì)玻璃管的質(zhì)量，則可測出反應(yīng)生成的銅的質(zhì)量，從測得的氧化銅的質(zhì)量可計算銅的相對原子質(zhì)量為：

M(Cu)=m(Cu)/n(CuO)=18m(Cu)/m(H₂O)。

從測得的生成的水的質(zhì)量，也可計算銅的相對原子質(zhì)量為：

M(Cu)=m(Cu)/n(H₂O)=18m(Cu)/m(H₂O)。

③要使測定結(jié)果偏大，則m(H₂O)m要偏小，其中（a）導致m(H₂O)偏小  （b）導致m(H₂O)偏大   （c）相當于m(H₂O)偏小。故選a、c。

（2）由于氣體的質(zhì)量難于測量，也難于收集，所以（b）（d）是不可選用的。

答案：(1)①b c a c d  吸收未反應(yīng)的氨   防止空氣中水分進入   固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色  ②    ③a、c    (2)a、c

5、實驗室模擬合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知實驗室可用飽和亞硝酸鈉（NaNO₂）溶液與飽和氯化銨溶液經(jīng)加熱后反應(yīng)制取氮氣。

（1）從右圖中選擇制取氣體的合適裝置：氮氣   、氫氣     ，a中反應(yīng)方程式為                      

（2）氮氣和氫氣通過甲裝置，甲裝置的作用除了將氣體混合外，還有            、                  

（3）氨合成器出來經(jīng)冷卻的氣體連續(xù)通人乙裝置的水中吸收氨，         （“會”或“不會”）發(fā)生倒吸，原因是：                    。

（4）用乙裝置吸收一段時間氨后，再通入空氣，同時將經(jīng)加熱的鉑絲插入乙裝置的錐形瓶內(nèi)，能使鉑絲保持紅熱的原因是：                                     ，錐形瓶中還可觀察到的現(xiàn)象是：                                             。

（5）寫出乙裝置中氨氧化的化學方程式：                             

（6）反應(yīng)結(jié)束后錐形瓶內(nèi)的溶液中含有H^＋、OH^－、        、       離子。

【答案】（1）a、b  （2）干燥氣體  控制氫氣和氮氣的流速   （3）不會  因為混合氣體中含有大量難溶于水的氮、氫兩種氣體     （4）說明氨的氧化反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)  有紅棕色氣體產(chǎn)生      （5）4NH₃十5O₂4NO＋6H₂O      （6）NH₄^＋  NO₃^－
6、某興趣小組設(shè)計出下圖所示裝置來完成教材中“銅與硝酸反應(yīng)”實驗，以探究化學實驗的綠色化。

（1）    實驗前，關(guān)閉活塞b，試管d中加水至浸沒長導管口，塞緊試管c和d的膠塞，加熱試管c，其目的的________________________________

（2）    在d中加適量的NaOH溶液，c中放一小塊銅片，由分液漏斗a向c中加入2mL濃硝酸，c中反應(yīng)的化學方程式是                             

      再由a向c中加入2ml蒸餾水，c中的實驗現(xiàn)象是                   。 

（3）    下表是制取硝酸銅的一種方案，能體現(xiàn)綠色化學理念的最佳方案是

                                 ，理由是                  。.                                 

方案

反應(yīng)物

甲

Cu、 濃HNO₃

乙

Cu、稀HNO₃

丙

Cu  、O₂、稀HNO₃

 

【答案】（1）檢查裝置的氣密性   （2）Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂   +2H₂O+2NO₂

反應(yīng)變緩，氣體顏色變淡        （3）丙  耗酸量少，無污染

7．噴泉是一種常見的實驗現(xiàn)象(如圖)，其產(chǎn)生原因是存在壓強差。

   (1)圖Ⅰ為化學教學中所用的噴泉實驗裝置。在燒瓶中充滿干燥氣體，膠頭滴管及燒杯中分別盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是(填編號字母)       。

 A.HCl 和H₂o  B.C1₂和H₂o   C.NH₃和H₂o   D.Co₂和NaOH溶液

(2)某學生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè)計了圖Ⅱ所示的裝置。 在圖Ⅱ的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是(填編號字母)         

A． CaCO₃和稀H₂SO₄         B．NH₄HCO₃與稀HCl

 C．Zn與稀HCl               D．Al與濃HNO₃

(3)比較圖Ⅰ和圖Ⅱ兩套裝置，從產(chǎn)生噴泉的原理分析，二者的不同點在于                                      。

(4)城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述       （填“圖Ⅰ”或“圖Ⅱ”）裝置的原理相似。

 

8、（18分）某校化學小組學生利用下圖所列裝置進行“鐵與水反應(yīng)”的實驗，并利用產(chǎn)物進一步制取FeCl₃?6H₂O晶體。（圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去）

（1）裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是                                     。

（2）裝置E中的現(xiàn)象是                                                    。

（3）停止反應(yīng)，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應(yīng)，過濾。簡述檢驗濾液中Fe^3＋的操作方法：                                             

（4）該小組學生利用上述濾液制取FeCl₃?6H₂O晶體，設(shè)計流程如下：濾液→FeCl₃溶液→FeCl₃?6H₂O晶體，①步驟I中通入Cl₂的作用是                                       。

②步驟II從FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶體的主要操作包括：              

③該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是（結(jié)合離子方程式簡要說明）           

【答案】（1）3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂  （2）黑色固體變紅，右端管壁有水珠
（3）取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色
（4）①將Fe^2＋氧化成Fe^3＋；②加熱濃縮。冷卻結(jié)晶，過濾

9、（11分）已知某混合金屬粉末，除鋁處還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請設(shè)計合理實驗探究該混合物金屬粉末中鐵、銅元素的存在。

僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下實驗探究過程：

（1）提出假設(shè)：假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有      元素；假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有      元素；假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素；

（2）設(shè)計實驗方案  ：基于假設(shè)3，設(shè)計出實驗方案

（3）實驗過程  ：根據(jù)（2）的實驗方案，敘述實驗操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。

【提示】Ⅰ．在答題卡上按以下方式作答，注意前后內(nèi)容對應(yīng)； Ⅱ．注意文字簡潔。

步驟

實驗操作

預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論

①

 

 

②

 

 

③

 

 

④

 

 

【答案】（1）Cu；Fe（順序可交換）
（3）①  用藥匙取少許樣品，加入試管A中，再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應(yīng)后，靜置，棄去上層清液，剩余固體備用  樣品部分溶解，并有氣體放出
②  往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置。取上層清液于試管B中，剩余固體備用  固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵
③  往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液  溶液先變黃色，加KSCN后顯血紅色，結(jié)合②可知，一定含鐵
④  往②剩余固體中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液  固體溶解，有無色刺激性氣體產(chǎn)生并很快變成紅棕色，溶液顯藍色，加NaOH溶液后有藍色沉淀產(chǎn)生，一定含銅。