届高考化学一二轮衔接专题整合十六 化学综合实验作业.docx
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届高考化学一二轮衔接专题整合十六化学综合实验作业
专题整合(十六) 化学综合实验
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[一题串知·迁移练]
Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O
反应原理:
Na2SO3(aq)+S(s)
Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15gNa2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水。
另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·L-1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S2O
+I2===S4O
+2I-
Ⅲ.Na2S2O3的应用
[串知设计]
(1)在制备Na2S2O3·5H2O过程中硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是
________________________________________________________________________;
仪器a的名称是________,其作用是________;该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,其原因是________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(用离子方程式表示)
(2)测定产品纯度实验中,当滴定至终点时,溶液颜色的变化:
__________________________________________________________;
测定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为________mL。
产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)________________________________________________________。
(3)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO
,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为_____________________________________________________________。
答案:
(1)使硫粉易于分散到溶液中 冷凝管 冷凝回流 S2O
+2H+===S↓+SO2↑+H2O
(2)由无色变蓝色 18.10
×100%
(3)S2O
+4Cl2+5H2O===2SO
+8Cl-+10H+
[保分题目·综合练]
题组
(一) 物质制备类实验
1.亚硝酰氯(NOCl)是一种黄色气体,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水易水解,可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。
实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下制备亚硝酰氯。
(1)甲组同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如图所示。
为制备纯净干燥的气体,请补充表中缺少的药品。
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
①________
②________
制备纯净NO
Cu
③________
④________
(2)乙组同学利用甲组同学制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示。
(已知:
Cl2的熔点为-101℃,沸点为-34℃;NO的熔点为-163.6℃,沸点为-151℃)
①装置连接顺序为a→____________________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是________________________。
③装置Ⅶ的作用是_________________________________________________________。
④装置Ⅷ中吸收尾气时,NOCl发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)丙组同学查阅资料得知王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为____________________________________________。
解析:
(1)实验室用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2,分液漏斗中盛放浓盐酸,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,需要用装置Ⅱ除去氯化氢,因此装置Ⅱ中应盛放饱和食盐水。
常用铜和稀硝酸反应制备NO,分液漏斗中盛放稀硝酸,烧瓶中含有空气,制得的NO中含有NO2,因此通过水除去NO2。
(2)①NOCl的熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,收集的NOCl应放在冰水中,因此a应接e或f,NOCl遇水易水解,应防止水蒸气进入,因此f(或e)后接c,Cl2和NO有毒,必须进行尾气处理,b后接d,综上所述,装置连接顺序为a→e(或f)→f(或e)→c→b→d。
②装置Ⅳ、Ⅴ的另一个作用是观察气泡调节气体的流速。
③NOCl遇水易水解,装置Ⅶ可防止水蒸气进入装置Ⅸ中。
④NOCl和NaOH发生反应的化学方程式为NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2O。
(3)HNO3中N的化合价由+5降为+3,HCl中Cl的化合价由-1升为0,根据化合价升降相等进行配平,反应的化学方程式为HNO3(浓)+3HCl(浓)===NOCl↑+Cl2↑+2H2O。
答案:
(1)①浓盐酸 ②饱和食盐水 ③稀硝酸 ④水
(2)①e(或f)→f(或e)→c→b→d
②通过观察气泡调节气体的流速(说法合理即可)
③防止水蒸气进入装置Ⅸ中(说法合理即可)
④NOCl+2NaOH===NaCl+NaNO2+H2O
(3)HNO3(浓)+3HCl(浓)===NOCl↑+Cl2↑+2H2O
2.氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易分解、易水解的白色固体,可用于化肥、灭火剂、洗涤剂等。
某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵,反应原理如下:
2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4 ΔH<0
(1)如果使用如图甲所示的装置制取NH3,你所选择的试剂是____________。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图乙。
把氨和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,当悬浮物较多时,停止制备(注:
四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质)。
①发生器用冰水冷却的原因是____________________________________,液体石蜡鼓泡瓶的作用是____________________________,发生反应的仪器名称是________。
②从反应后的混合物中过滤分离出产品。
为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填字母)。
a.常压加热烘干 b.高压加热烘干
c.真空40℃以下烘干
(3)尾气对环境有污染,可用________吸收处理。
(4)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.1730g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.500g。
样品中氨基甲酸铵的质量分数为________。
[已知Mr(H2NCOONH4)=78,Mr(NH4HCO3)=79,Mr(CaCO3)=100]
解析:
(1)题图甲装置不加热,CaO、碱石灰与浓氨水中的水反应放热使氨气易于逸出,则选择浓氨水与生石灰、浓氨水与氢氧化钠固体、浓氨水与碱石灰均可。
(2)①由题给信息氨基甲酸铵易分解,生成氨基甲酸铵的反应为放热反应可知,用冰水冷却反应器可防止温度过高氨基甲酸铵分解,降温还可促使反应正向进行,提高反应物的转化率。
液体石蜡鼓泡瓶可观察单位时间通入气体的气泡数,用其控制通入气体的速率与调节通入气体的量。
②由题给信息知氨基甲酸铵是易分解的固体,不能加热烘干,应采用低温烘干,故选择真空40℃以下烘干。
(3)对环境有污染的尾气主要是NH3,用酸溶液吸收效果最好,可选用稀硫酸。
(4)设碳酸氢铵为xmol,氨基甲酸铵为ymol,由样品总质量可得:
79g·mol-1×xmol+78g·mol-1×ymol=1.173g,又因为n(C)=n(CaCO3)=
=0.015mol,由碳原子守恒可得:
xmol+ymol=0.015mol,解上述两个方程可得x=0.003,y=0.012,则m(H2NCOONH4)=0.012mol×78g·mol-1=0.936g,则氨基甲酸铵的质量分数=
×100%≈80%。
答案:
(1)浓氨水与NaOH固体(或CaO、碱石灰)(其他合理答案均可)
(2)①降低温度,提高反应物转化率或防止因为反应放热造成产物分解 通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例 三颈烧瓶 ②c
(3)稀硫酸(其他合理答案均可)
(4)80%
题组
(二) 定量测定类实验
3.碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料,陶瓷工业着色剂,电子、磁性材料的添加剂。
利用以下装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成。
已知:
碱式碳酸钴中钴为+2价,受热时可分解生成三种氧化物。
请回答下列问题:
(1)选用以上装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成,其正确的连接顺序为a→b→____________________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)样品分解完,打开活塞K,缓缓通入氮气数分钟,通入氮气的目的是
________________________________________________________________________。
(3)取碱式碳酸钴样品34.9g,通过实验测得分解生成的水和二氧化碳的质量分别为3.6g、8.8g,则该碱式碳酸钴的化学式为______________________________________。
(4)某兴趣小组以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种实验设计流程如下:
已知:
25℃时
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀(pH)
1.9
7.0
7.6
3.4
完全沉淀(pH)
3.2
9.0
9.2
4.7
①操作Ⅰ用到的玻璃仪器主要有_____________________________________________;
②加盐酸调整pH为2~3的目的为_______________________________________;
③操作Ⅱ的过程为_______________________________________________、洗涤、干燥。
解析:
(1)甲装置为分解装置,用戊装置吸收生成的水,用乙装置吸收生成的二氧化碳,用丙装置防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入实验装置影响实验结果。
(2)为了数据的准确性,通入氮气使产生的气体全部被吸收。
(3)生成的水的质量为3.6g,物质的量为
=0.2mol,生成的CO2的质量为8.8g,物质的量为
=0.2mol,碱式碳酸钴的质量为34.9g,氧化亚钴的质量为34.9g-3.6g-8.8g=22.5g,其物质的量为
=0.3mol,N(Co)∶N(H)∶N(C)=0.3∶(0.2×2)∶0.2=3∶4∶2,化学式为Co3(OH)2(CO3)2·H2O。
(4)①操作Ⅰ为过滤,用
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