化学实验大题.doc
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化学实验大题.doc
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化学实验专题
1.某实验研究小组欲检验草酸晶体分解的产物并测定其纯度(杂质不发生反应)。
查阅资料:
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100℃开始失水,101.5℃熔化,150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。
下面是可供选择的实验仪器(图中某些加热装置已略去),实验所需药品不限。
(1)最适宜加热分解草酸晶体的装置是C。
若选装置A可能会造成的后果是________________________;若选装置B可能会造成的后果是______________________。
(2)三种气体检验的先后次序是________(填编号)。
A.CO2、H2O、CO B.CO、H2O、CO2
C.H2O、CO2、COD.H2O、CO、CO2
(3)实验利用装置“G(碱石灰)—F—D(CuO固体)—F”检验CO,则F中盛装的试剂是____________,证明含有CO的现象是______________。
(4)把分解装置与装有NaOH溶液的E装置直接组合,测量完全分解后所得气体的体积,测定ag草酸晶体的纯度。
经实验得到气体的体积为VmL(已换算成标准状况),则草酸纯度的表达式为________________。
(5)请设计实验方案测量草酸二级电离平衡常数Ka2的值,并根据方案中测得的物理量,写出计算Ka2的表达式________________________。
解析:
本题主要考查物质的检验,涉及化学实验方案的设计与评价等。
(1)要注意草酸晶体的熔化温度低于其分解温度,且分解时有水蒸气生成。
(2)检验CO2用澄清石灰水,检验水蒸气一般用无水硫酸铜,而检验CO一般使其通过炽热的氧化铜,再将生成的气体通入澄清石灰水,观察是否有沉淀生成,故设计实验时需要首先检验水蒸气,然后检验CO2并要确保将CO2除尽,再检验CO。
(3)碱石灰可以吸收CO2和H2O(g),前一个F的作用是检验CO2是否被除尽,后一个F的作用是检验生成的气体中是否含有CO2。
(4)由草酸分解的化学方程式H2C2O4H2O↑+CO↑+CO2↑可知,草酸的物质的量等于VmLCO气体的物质的量,则草酸的纯度为
×100%
=。
答案:
(1)固体药品熔化后会流到试管口 冷凝水会倒流到试管底,造成试管破裂
(2)C (3)澄清的石灰水 前一个F中没有浑浊,后一个F中有沉淀产生;D中固体反应后从黑色变成红色
(4)
(5)常温时,用pH计测量0.100mol·L-1草酸钠溶液的pH,则c(OH-)=,依据C2O+H2OHC2O+OH-,计算得=或Ka2=×KW或Ka2=或
2.硝基苯是重要的精细化工原料,是医药和染料的中间体,还可作有机溶剂。
制备硝基苯的过程如下:
①配制混酸,组装如图反应装置。
取100mL烧杯,用20mL浓硫酸与18mL浓硝酸配制混合酸,加入恒压滴液漏斗中。
把18mL苯加入三颈烧瓶中。
②向室温下的苯中逐滴加入混酸,边滴边搅拌,混合均匀。
③在50~60℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混合酸后,依次用蒸馏水和10%Na2CO3溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品。
已知:
(1)
(2)可能用到的有关数据列表如下:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度(20℃)/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
微溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
1,3二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
338
1.84
易溶于水
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入________。
(2)恒压滴液漏斗的优点是___________________________________________________。
(3)实验装置中长玻璃导管可用________代替。
(填仪器名称)
(4)反应结束后产品在液体的________(填“上”或者“下”)层,分离混酸和产品的操作方法为____________________。
(5)用10%Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净?
__________________________________________________。
(6)为了得到更纯净的硝基苯,还须先向液体中加入________除去水,然后蒸馏,最终得到17.5g硝基苯。
则硝基苯的产率为________(保留两位有效数字)。
若加热后,发现未加沸石,应采取的操作是_______________________________________________。
解析:
本题主要考查硝基苯的制备实验。
(1)配制混合酸和稀释浓硫酸的道理相同,应先加入浓硝酸再加入浓硫酸。
(3)长玻璃导管起冷凝回流的作用,可用冷凝管代替。
(4)硝基苯溶于苯,苯的密度比水小,产品在液体的上层,通过分液来分离混酸和产品。
(5)若洗涤干净,则不存在CO,可向最后一次洗涤液中加入氯化钙,无沉淀生成则说明洗净。
(6)可加入CaO除去水,根据表中数据,计算可知HNO3过量,根据苯的物质的量计算生成的硝基苯的理论产量为:
×123g·mol-1=24.98g,故产率为:
×100%=70%。
如果忘记加沸石,只能停止加热,冷却后补加。
答案:
(1)浓硝酸
(2)可以保持恒压滴液漏斗与三颈烧瓶内压强一致,使液体顺利滴下
(3)冷凝管(或球形、蛇形、直形冷凝管)
(4)上 分液
(5)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加氯化钙溶液,无沉淀生成,则说明已洗净(其他合理答案均可)
(6)氧化钙 70% 停止加热,冷却后补加
3.(14分)(长沙高三第二次联考)硼是第IIIA族元素,单质硼在加热条件下能与多种非金属反应。
某同学欲利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼。
已知BCl3的沸点为12.5℃,熔点为-107.3℃,遇水剧烈反应。
(1)选用下图所示的装置(可以重复选用)进行实验,装置依次连接的合理顺序为________。
(2)图中g管的作用是______,装置E的作用是_______。
(3)开始实验时,先点燃____(填“A”或“B”)处的酒精灯。
(4)请写出BCl3遇水变质的化学方程式___________。
(5)硼酸是一元弱酸,其钠盐化学式为Na[B(OH)4],则硼酸在水中电离方程式是______。
(6)实验完成后,某同学向F(溶液中含有0.05mol/LNaC10、0.05mol/LNaCl、0.1mol/LNaOH)中滴加品红溶液,发现溶液褪色。
现设计实验探究溶液褪色的原因,请将表中数据补充完整,完成实验方案。
实验序号
0.1mol/LNaClO溶液/mL
0.1mol/LNaCl溶液/mL
0.2mol/LNaOH溶液/mL
H2O/mL
品红溶液
现象
①
4.0
0
0
x
3滴
较快褪色
②
0
4.0
4.0
0
3滴
不褪色
③
4.0
0
4.0
0
3滴
缓慢褪色
x=_______,结论:
_______________。
3.(14分)答案
(l)ABDCEDF(2分)
(2)保持气压平衡,便于分液漏斗中的液体流入蒸馏烧瓶(l分);冷凝并收集BCl3(l分)
(3)A(2分)
(4)BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl(2分)
(5)H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+(2分)
(6)4.0(2分)NaClO使品红溶液褪色,溶液碱性越强褪色越慢。
4.(14分)草酸是植物(特别是草本植物)常具有的成分,具有广泛的用途。
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华,170℃以上分解。
常温下它的电离常数K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。
回答下列问题:
(1)拟用下列装置分解草酸制备少量纯净的CO,其合理的连接顺序为(填字母序号)。
(2)相同温度条件下,分别用3支试管按下列要求完成实验:
试管
A
B
C
加入试剂
4mL0.01mol/LKMnO4
1ml0.1moL/LH2SO4
2mL0.1mol/LH2C2O4
4mL0.02mol/LKMnO4
1ml0.1moL/LH2SO4
2mL0.1mol/LH2C2O4
4mL0.03mol/LKMnO4
1ml0.1moL/LH2SO4
2mL0.1mol/LH2C2O4
褪色时间
28秒
30秒
不褪色
写出试管B的离子方程式;上述实验能否说明“相同条件下,反应物浓度越大,反应速率越快”?
(选填“能”或“不能”);简述你的理由:
。
(3)设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的有(填序号)。
A.室温下,取0.010mol/L的H2C2O4溶液,测其pH=2;
B.室温下,取0.010mol/L的NaHC2O4溶液,测其pH>7;
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