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1、2022屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實驗 第四單元 定量分析與工藝流程實驗分析課后達標檢測 蘇教版
1.聚合硫酸鐵又稱聚鐵,化學(xué)式為
[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O),制備過程如下所示:
(1)驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體中含有SO2的方法是_________________________。
(2)制備綠礬時,向溶液X中加入過量________,充分反應(yīng)后,經(jīng)________操作得到溶液Y,再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。
(3)溶液Z的pH
2、影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù),用pH試紙測定溶液pH的操作方法為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若溶液Z的pH偏小,將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)____________________(填“偏大”
3、或“偏小”)。
解析:(1)利用SO2的漂白性來鑒別SO2。
(2)溶液X中有Fe3+,欲制綠礬,應(yīng)把Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,所以要加過量的鐵屑。
(3)用pH試紙測定溶液的pH,為了測定的準確性,應(yīng)選用干燥、潔凈的裝置。若pH偏小,酸性過強,則形成的聚鐵中OH-偏少,SO偏多,導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小。
答案:(1)將產(chǎn)生的氣體通入盛有品紅溶液的小試管中,若品紅溶液褪色,加熱能恢復(fù)原色,證明氣體中含有SO2
(2)鐵屑 過濾 (3)取一小塊pH試紙,放在干燥、潔凈的表面皿(或玻璃片)上,用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液,滴到pH試紙上,然后與標準比色卡比較 偏小
2.利用化學(xué)原
4、理可對工廠排放的廢水、廢渣等進行有效檢測與合理處理。
(一)染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO,可以在堿性條件下加入鋁粉除去(加熱處理后的廢水會產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體)。除去NO的離子方程式為________________________________________________________________________。
(二)某工廠對制鉻工業(yè)污泥中Cr(Ⅲ)回收與再利用工藝如下(硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Fe2+、Al3+、Ca2+、Mg2+):
常溫下部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
陽離子
Fe3+
5、
Fe2+
Mg2+
Al3+
Cu2+
Cr3+
開始沉
淀時的pH
1.9
7.0
-
-
4.7
-
沉淀完
全時的pH
3.2
9.0
11.1
8.0
6.7
9.0(>9.0溶解)
(1)酸浸時,為了提高浸取率可采取的措施是__________________________(至少寫一條)。
(2)調(diào)pH=8.0是為了除去________(填“Fe3+”“Al3+”“Ca2+”或“Mg2+”)。
(3)鈉離子交換樹脂的原理為Mn++nNaR―→MRn+nNa+,被交換的雜質(zhì)離子是________(填“Fe3+”“Al3+”“Ca2+”
6、或“Mg2+”)。
(三)印刷電路銅板腐蝕劑常用FeCl3溶液。腐蝕銅板后的混合溶液中,若Cu2+、Fe3+和Fe2+的濃度均為0.10 mol·L-1,請參照上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥品,簡述除去CuCl2溶液中Fe3+和Fe2+的實驗步驟:①____________________;②_____________________;③過濾。(提供的藥品:Cl2、濃H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)
解析:(一)在堿性條件下用鋁粉還原NO,根據(jù)題意知NO被還原的產(chǎn)物為NH3·H2O,鋁元素被氧化成AlO,然后進行書寫和配平。
(二)先對污泥處理過程作整體分析,過濾Ⅰ的目的是除去污泥中的
7、不溶性雜質(zhì),然后用H2O2將難以沉淀的Fe2+氧化成易沉淀的Fe3+,在此過程中Cr3+被氧化成Cr2O。再調(diào)節(jié)pH至8,通過對照陽離子沉淀pH表可知,此時Fe3+和Al3+完全沉淀,通過過濾Ⅱ后除去沉淀,溶液中還有雜質(zhì)離子Ca2+、Mg2+,通過鈉離子交換樹脂可以除去,最后用SO2還原Cr2O得到最終的產(chǎn)物。
(三)欲除去CuCl2溶液中的Fe3+和Fe2+,必須先將Fe2+氧化成Fe3+,然后再通過調(diào)節(jié)pH至3.2~4.7,可以將Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除去。為了不引入新的雜質(zhì),氧化時用Cl2,調(diào)節(jié)pH用CuO。
答案:(一)2Al+OH-+NO+2H2O===2AlO+NH
8、3·H2O
(二)(1)升高溫度、攪拌、過濾后再向濾渣中加入硫酸(多次浸取)、適當(dāng)延長浸取時間(只要答出任意一點即可,其他合理答案也可)
(2)Fe3+、Al3+ (3)Ca2+、Mg2+
(三)通入足量Cl2將Fe2+氧化成Fe3+ 加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2~4.7
3.菱錳礦的主要成分是碳酸錳,還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工廠用廢鹽酸(質(zhì)量分數(shù)約為20%)與菱錳礦制備MnCl2·4H2O(106 ℃時失去一分子結(jié)晶水,198 ℃時失去全部結(jié)晶水),部分工藝流程如下:
(1)鹽酸與菱錳礦中的碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________
9、___。
(2)酸浸取時,浸出時間對浸出率的影響如圖所示,工業(yè)上采用的浸取時間是60 min,其可能的原因是_____________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)圖中“凈化劑X”可能是_________________
10、___。
(4)加入MnSO4后控制實驗條件可析出含某種雜質(zhì)離子的鹽Y,鹽Y的主要成分是________________。
(5)濃縮結(jié)晶時,一出現(xiàn)晶膜就必須立刻停止加熱,其原因是____________________。
解析:菱錳礦溶于鹽酸得到氯化錳、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂等。加入氧化劑(如雙氧水、氯水等)將氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵,控制溶液的酸度使Fe3+完全沉淀。根據(jù)流程圖提示,加入凈化劑X使鈣離子沉淀,鈣離子通常以碳酸鈣形式沉淀。加入硫酸錳粉末是為了除去鎂離子:MnSO4+MgCl2===MgSO4(晶體)+MnCl2。最終產(chǎn)物是四水合氯化錳晶體,如果加熱時間過長,晶體會
11、失去一部分結(jié)晶水。
答案:(1)MnCO3+2HCl===MnCl2+CO2↑+H2O
(2)由圖可知浸取時間為60 min時浸出率出現(xiàn)第一個峰值,此后時間延長對浸出率沒有明顯影響,從提高生產(chǎn)效率的角度考慮,選擇浸出時間為60 min較為合理
(3)碳酸錳
(4)MgSO4
(5)如果加熱時間過長,晶體會失去一部分結(jié)晶水
4.(2018·石家莊高三模擬)某淺綠色晶體 X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學(xué)上常用作還原劑。為確定其組成,某小組同學(xué)進行如下實驗:
Ⅰ.NH的測定
采用蒸餾法,蒸餾裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。
實驗步驟如下:
①準確
12、稱取19.6 g晶體X,加水溶解,注入圓底燒瓶中;
②準確量取50.00 mL 1.010 0 mol·L-1 H2SO4溶液于錐形瓶中;
③向圓底燒瓶中加入足量NaOH溶液,加熱蒸餾;
④用0.040 0 mol·L-1NaOH標準溶液滴定錐形瓶中過剩的酸,到終點時消耗NaOH標準溶液25.00 mL。
(1)步驟②中,準確量取H2SO4溶液所用的玻璃儀器為____________________。
(2)步驟③中,加熱蒸餾時間需長達30分鐘,其目的為______________________。
(3)步驟④中,若滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失,則所測n(NH)的值將_
13、_______(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
Ⅱ.SO的測定
采用重量分析法,實驗步驟如下:
①另準確稱取19.6 g晶體X于燒杯中,加水溶解,邊攪拌邊加入過量的 BaCl2溶液;
②用無灰濾紙(灰分質(zhì)量很小,可忽略)過濾,洗滌沉淀3~4次;
③用濾紙包裹好沉淀取出,灼燒濾紙包至濾紙完全灰化;
④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重,得沉淀質(zhì)量23.3 g。
(4)步驟①中,判斷 BaCl2溶液已過量的實驗操作和現(xiàn)象是_________________________
______________________________________________________________
14、__________。
(5)步驟②中,所用洗滌劑最合適的是________(填選項字母)。
A.冷水 B.稀硫酸 C.濾液
(6)步驟③灼燒操作中,除三腳架外,還需要用到下列儀器中的________(填選項字母)。
A.燒杯 B.坩堝 C.表面皿
D.泥三角 E.蒸發(fā)皿 F.酒精燈
(7)綜合實驗Ⅰ、Ⅱ,通過計算得出晶體X的化學(xué)式為__________________。
解析:Ⅰ.(1)酸性溶液用酸式滴定管量取,所以準確量取硫酸應(yīng)該選用酸式滴定管。(2)晶體X與NaOH反應(yīng)生成氨氣,氨氣易溶于水,加熱可以使氨氣
15、完全逸出,被硫酸溶液完全吸收。(3)滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失,則消耗的NaOH標準溶液的體積偏大,計算出與NaOH反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量偏大,則與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量偏小,所以計算得到的氨氣的物質(zhì)的量偏小。Ⅱ.(4)判斷氯化鋇是否過量,可以在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇,若沒有新的沉淀生成則說明溶液中沒有硫酸根離子,即氯化鋇已經(jīng)過量。(5)用冷水洗滌可以減少固體的溶解,用硫酸洗滌會使沉淀上附著硫酸根離子,濾液中也含有硫酸根離子,所以不能用硫酸洗滌沉淀,應(yīng)該選用冷水洗滌。(6)做灼燒的實驗時,固體在坩堝中灼燒,用酒精燈加熱,坩堝放置在有泥三角的三腳架上,所以用到的儀器為坩堝、三腳架、
16、泥三角、酒精燈。(7)與NaOH反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為n(H2SO4)=n(NaOH)=×0.040 0 mol·L-1×0.025 0 L,與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.050 0 L×1.010 0 mol·L-1-×0.040 0 mol·L-1×0.025 0 L=0.05 mol,則氨氣的物質(zhì)的量為n(NH3)=2n(H2SO4)=0.1 mol。準確稱取19.6 g晶體X于燒杯中,加水溶解,邊攪拌邊加入過量的 BaCl2溶液,得到硫酸鋇沉淀23.3 g,則n(SO)==0.10 mol,由題意知,則x+y=2x,即x=y(tǒng)。令x=1,則×2=0.1,則z=6,即其化學(xué)式為(NH4)
17、2SO4·FeSO4·6H2O,令x=2,則×4=0.1,則z=12,即其化學(xué)式與x=1相同,綜上可推知晶體X的化學(xué)式。
答案:(1)酸式滴定管 (2)將生成的NH3全部蒸出,被硫酸溶液完全吸收 (3)偏小 (4)待濁液分層后,在上層清液中加入1~2滴BaCl2溶液,無白色渾濁出現(xiàn),則BaCl2溶液已過量 (5)A (6)BDF (7)(NH4)2SO4· FeSO4· 6H2O
5.(2015·高考浙江卷)某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程探究海帶中碘含量的測定和碘的制取。
實驗(一) 碘含量的測定
取0.010 0 mol·L-1的AgNO3標準溶液裝入滴定管,取100.00 mL海帶浸
18、取原液至滴定池,用電勢滴定法測定碘含量。測得的電動勢(E)反映溶液中c(I-)的變化,部分數(shù)據(jù)如下表:
V(AgNO3)/mL
15.00
19.00
19.80
19.98
20.00
20.02
21.00
23.00
25.00
E/mV
-225
-200
-150
-100
50.0
175
275
300
325
實驗(二) 碘的制取
另制海帶浸取原液,甲、乙兩種實驗方案如下:
已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。
請回答:
(1)實驗(一)中的儀器名稱:儀器A________,儀器B_________
19、_______。
(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線:
②該次滴定終點時用去AgNO3溶液的體積為________mL,計算得海帶中碘的百分含量為________%。
(3)①分液漏斗使用前須檢漏,檢漏方法為_____________________________________
________________________________________________________________________。
②步驟X中,萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_______________________________
________________________
20、________________________________________________。
③下列有關(guān)步驟Y的說法,正確的是________。
A.應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積
B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進入水層
C.主要是除去海帶浸取原液中的有機雜質(zhì)
D.NaOH溶液可以由乙醇代替
④實驗(二)中操作Z的名稱是________。
(4)方案甲中采用蒸餾不合理,理由是_____________________________________。
解析:(1)實驗(一)中干海帶需要灼燒,故儀器A為坩堝,根據(jù)最后得到的含I-的溶液的體積可以判斷儀器B(定容)為500 mL容量瓶。
21、
(2)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)描點,連線即可得到對應(yīng)的滴定曲線。
②根據(jù)滴定曲線,滴定突變在20.00 mL附近發(fā)生,故可判斷AgNO3溶液的體積為20.00 mL,海帶中碘的質(zhì)量分數(shù)為w=×100%=0.635%。
(3)①分液漏斗使用前要檢漏,主要是檢驗旋塞及玻璃塞處是否漏水,檢查方法:向分液漏斗中加入少量水,檢查旋塞處是否漏水;將漏斗倒轉(zhuǎn)過來,檢查玻璃塞是否漏水。
②用CCl4萃取后,CCl4的密度比水大,故有機層在下層,現(xiàn)象為溶液分層,上層幾乎為無色,下層呈紫紅色。
③A項,如果NaOH的濃度過大,導(dǎo)致使用的溶液太少,不利于溶液的分離,如果NaOH的濃度太小,導(dǎo)致溶液體積太大,不利
22、于物質(zhì)的濃縮,A項正確;B項,步驟Y加入NaOH溶液后I2轉(zhuǎn)變?yōu)镮-和IO,進入水層,B項正確;C項,加入NaOH溶液主要目的是與碘反應(yīng),將碘從四氯化碳層轉(zhuǎn)移到水層,C項錯誤;D項,四氯化碳與乙醇互溶,不分層,無法提取碘,D項錯誤。
④碘在水溶液中的溶解度較小,因此可以通過過濾的方法分離碘和水。
(4)采用蒸餾不合理,主要是因為碘易升華,會導(dǎo)致碘的損失。
答案:(1)坩堝 500 mL容量瓶
(2)①
②20.00 0.635
(3)①向分液漏斗中加入少量水,檢查旋塞處是否漏水;將漏斗倒轉(zhuǎn)過來,檢查玻璃塞是否漏水
②液體分上下兩層,上層幾乎無色,下層呈紫紅色
③AB
④過濾
(4)碘易升華,會導(dǎo)致碘的損失