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專題51 實驗方案的設計與評價 （滿分60分 時間30分鐘） 姓名： 班級： 得分： 1．NaCN為劇毒無機物。某興趣小組查資料得知，實驗室里的NaCN溶液可用Na2S2O3溶液進行解毒銷毀，他們開展了以下三個實驗，請根據(jù)要求回答問題： 實驗Ⅰ．硫代硫酸鈉晶體（Na2S2O35H2O）的制備： 已知Na2S2O35H2O對熱不穩(wěn)定，超過48℃即開始丟失結晶水?，F(xiàn)以Na2CO3和Na2S物質的量之比為2∶1的混合溶液及SO2氣體為原料，采用如圖裝置制備Na2S2O35H2O。 （1）將Na2S和Na2CO3按反應要求的比例一并放入三頸燒瓶中，注入150 mL蒸餾水使其溶解，在蒸餾燒瓶中加入Na2SO3固體，在分液漏斗中注入____________（填以下選擇項的字母），并按下圖安裝好裝置，進行反應。 A．稀鹽酸 B．濃鹽酸 C．70%的硫酸 D．稀硝酸 （2）pH小于7會引起Na2S2O3溶液的變質反應，會出現(xiàn)淡黃色渾濁。反應約半小時，當溶液pH接近或不小于7時，即可停止通氣和加熱。如果通入SO2過量，發(fā)生的化學反應方程式為________________； 實驗Ⅱ．產品純度的檢測： （3）已知：Na2S2O35H2O的摩爾質量為248 g/mol；2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。取晶體樣品a g，加水溶解后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.010 mol/L碘水滴定到終點時，消耗碘水溶液v mL。①滴定終點的現(xiàn)象是 ；②該樣品純度是______________________； （4）滴定過程中可能造成實驗結果偏低的是___________________； A．錐形瓶未用Na2S2O3溶液潤洗 B．錐形瓶中溶液變藍后立刻停止滴定，進行讀數(shù) C．滴定終點時仰視讀數(shù) D．滴定管尖嘴內滴定前無氣泡，滴定終點發(fā)現(xiàn)氣泡 實驗Ⅲ．有毒廢水的處理： （5）興趣小組的同學在采取系列防護措施及老師的指導下進行以下實驗： 向裝有2 mL 0.1 mol/L 的NaCN溶液的試管中滴加2 mL 0.1mol/L 的Na2S2O3溶液，兩反應物恰好完全反應，但無明顯現(xiàn)象，取反應后的溶液少許滴入盛有10 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液的小燒杯，溶液呈現(xiàn)血紅色，請寫出Na2S2O3解毒的離子反應方程式____________________。 【答案】（1）C；（2）Na2S2O3+ SO2+H2O=2 NaHSO3+S↓； （3）①最后滴入一滴碘水，溶液顏色變成藍色，且半分鐘內部變色；②%； （4）BD；（5）CN-+S2O32-=SCN-+SO32-。 考點：考查了物質的制備實驗方案的設計、氧化還原反應的滴定實驗及其計算的相關知識。 2．用下圖裝置可以進行測定SO2轉化成SO3的轉化率的實驗．已知SO3的熔點是16，8℃，沸點是445.8℃．已知發(fā)生裝置中所涉及反應的化學方程式為：Na2SO3（s）+H2SO4（98%）═Na2SO4+H2O+SO2↑ （1）根據(jù)實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置．請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中． Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是__________、__________、__________． （2）從乙處均勻通入O2，為使SO2有較高的轉化率，實驗中在加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是__________________． （3）將SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，若有1.56.021023個電子轉移時，該反應的化學方程式______________ （4）用amolNa2SO3粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續(xù)通入O2一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了bg，則實驗中SO2的轉化率為______%（用含a、b的代數(shù)式填寫） （5）尾端球形干燥管的作用是__________________． 【答案】（1）B； A；E（或C）；（2）先加熱催化劑再滴入濃硫酸；. （3）SO2+2HClO3=H2SO4+2ClO2；（4）； （5）防止空氣中的CO2及水蒸氣干擾，造成誤差 考點：考查物質性質及轉化率測定等實驗設計 3．利用下圖裝置,進行NH3與金屬氧化物MxOy反應生成M、N2、H2O,通過測量生成水的質量來測定M的相對原子質量。a中試劑是濃氨水。 （1）儀器a的名稱為 ,儀器b中裝入的試劑可以是 。 （2）按氣流方向正確的裝置連接順序為(填序號,裝置可重復使用)： 。 （3）裝置C的作用： 。 （4）實驗結束時，應首先 (填序號)； 這樣做的原因是 。 Ⅰ.熄滅A裝置的酒精燈 Ⅱ.停止從a中滴加液體 （5）若金屬氧化物為CuO，反應的化學方程式為 。 （6）若實驗中準確稱取金屬氧化物的質量為m g,完全反應后,測得生成水的質量為n g,則M的相對原子質量為 (用含x、y、m、n的式子表示)。 （7）某同學仔細分析上述裝置后認為仍存在缺陷，你認為該如何改進？ 。 【答案】（1）分液漏斗， NaOH或生石灰或堿石灰（2）B D A D C （3）尾氣處理，吸收未反應的NH3；同時防止空氣中的水蒸氣進入。 （4）Ⅰ；使反應產生的水蒸氣全部被堿石灰吸收。（5）2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O（6） （7）在尾氣吸收的濃硫酸前加安全瓶防倒吸。 考點：考查了氨的化學性質、物質組成和產物的實驗測定和分析的相關知識。 4．實驗室用MnO2、KOH及KClO3為原料制取高錳酸鉀的實驗流程如下： 回答下列問題： （1）實驗中采用 (填“鐵坩堝”或“瓷坩堝”)加熱KOH和KClO3固體混合物。 （2）熔融時，MnO2轉化為K2MnO4，KClO3轉化為KCl，其反應的化學方程式為 。 （3）幾種物質的溶解度曲線如圖所示。 ①通入CO2至pH為10～11，K2MnO4轉化為KMnO4和MnO2。其反應的離子方程式為 。 ②不能通入過量CO2的原因是 。 （4）趁熱過濾的目的是 ；用冷水洗滌KMnO4晶體較好的原因是 。 （5）計算經過上述轉化，最多可制得KMnO4的質量為 (結果保留2為小數(shù))。 【答案】（1）鐵坩堝（2）3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O （3）①3MnO42-+2CO2=2MnO4-+2CO32- ②二氧化碳過量會生成溶解度比K2CO3小得多的KHCO3，KHCO3可能與KMnO4同時析出。 （4）防止KMnO4結晶析出；減少高錳酸鉀的溶解（5）6.45g 【考點定位】考查制備實驗方案的設計、化學計算 【名師點晴】本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀獲取信息能力、物質推斷、氧化還原反應、工藝條件的控制等，難度中等，是對所學知識的綜合運用與能力的考查，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力。