2019年高考化學三輪復習核心熱點總動員專題14化學實驗設計與評價含解析.doc
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2019年高考化學三輪復習核心熱點總動員專題14化學實驗設計與評價含解析 【名師精講指南篇】 【高考真題再現(xiàn)】 1.【xx新課標1卷】醋酸亞鉻[(CH3COO)2CrH2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示,回答下列問題: (1)實驗中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_________,儀器a的名稱是_______。 (2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關閉K3。 ①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色,該反應的離子方程式為_________。 ②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_____________。 (3)打開K3,關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d,其原因是________;d中析出磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。 (4)指出裝置d可能存在的缺點______________。 【答案】 去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+ 排除c中空氣 c中產(chǎn)生H2使壓強大于大氣壓 (冰?。├鋮s 過濾 敞開體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸 【解析】分析:在鹽酸溶液中鋅把Cr3+還原為Cr2+,同時產(chǎn)生氫氣排盡裝置中的空氣防止氧化。生成的氫氣導致c中壓強增大,可以把生成的CrCl2壓入d裝置發(fā)生反應,據(jù)此解答。 詳解:(1)由于醋酸亞鉻易被氧化,所以需要盡可能避免與氧氣接觸,因此實驗中所用蒸餾水均需煮沸后迅速冷卻,目的是去除水中溶解氧;根據(jù)儀器構造可知儀器a是分液(或滴液)漏斗; (2)①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色,說明Cr3+被鋅還原為Cr2+,反應的離子方程式為Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+; ②鋅還能與鹽酸反應生成氫氣,由于裝置中含有空氣,能氧化Cr2+,所以氫氣的作用是排除c中空氣; (3)打開K3,關閉K1和K2,由于鋅繼續(xù)與鹽酸反應生成氫氣,導致c中壓強增大,所以c中亮藍色溶液能流入d裝置,與醋酸鈉反應;根據(jù)題干信息可知醋酸亞鉻難溶于水冷水,所以為使沉淀充分析出并分離,需要采取的操作是(冰?。├鋮s、過濾、洗滌、干燥。 (4)由于d裝置是敞開體系,因此裝置的缺點是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產(chǎn)品不純。 點睛:本題主要是考查醋酸亞鉻制備原理的實驗探究,考查學生的化學實驗與探究的能力、從提供的新信息中,準確地提取實質性內容,并與已有知識整合,重組為新知識塊的能力,題目難度中等。明確實驗原理、有關物質的性質尤其是題干信息中提取和應用是解答的關鍵。 2.【xx新課標2卷】K3[Fe(C2O4)3]3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍圖?;卮鹣铝袉栴}: (1)曬制藍圖時,用K3[Fe(C2O4)3]3H2O作感光劑,以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為:2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應的化學方程式為______________。 (2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按下圖所示裝置進行實驗。 ①通入氮氣的目的是________________________________________。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有___________、___________。 ③為防止倒吸,停止實驗時應進行的操作是_____________________________。 ④樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗Fe2O3存在的方法是:________________。 (3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。 ①稱量m g樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是___________________________。 ②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質量分數(shù)的表達式為________________________________。 【答案】 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 隔絕空氣、使反應產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置 CO2 CO 先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮氣 取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3 粉紅色出現(xiàn) 【解析】分析:(1)根據(jù)亞鐵離子能與K3[Fe(CN)6]發(fā)生顯色反應解答; (2)①根據(jù)氮氣能隔絕空氣和排盡氣體分析; ②根據(jù)CO2、CO的性質分析; ③要防止倒吸可以根據(jù)外界條件對壓強的影響分析; ③根據(jù)鐵離子的檢驗方法解答; (3)①根據(jù)酸性高錳酸鉀溶液顯紅色 ; ②根據(jù)電子得失守恒計算。 詳解:(1)光解反應的化學方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑,反應后有草酸亞鐵產(chǎn)生,所以顯色反應的化學方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4。 (2)①裝置中的空氣在高溫下能氧化金屬銅,能影響E中的反應,所以反應前通入氮氣的目的是隔絕空氣排盡裝置中的空氣;反應中有氣體生成,不會全部進入后續(xù)裝置。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,說明反應中一定產(chǎn)生二氧化碳。裝置E中固體變?yōu)榧t色,說明氧化銅被還原為銅,即有還原性氣體CO生成,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有CO2、CO; ③為防止倒吸,必須保證裝置中保持一定的壓力,所以停止實驗時應進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮氣即可。 ④要檢驗Fe2O3存在首先要轉化為可溶性鐵鹽,因此方法是取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3。 (3)①高錳酸鉀氧化草酸根離子,其溶液顯紅色,所以滴定終點的現(xiàn)象是粉紅色出現(xiàn)。 ②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子,酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol,Mn元素化合價從+7價降低到+2價,所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質的量是0.005cVmol,則該晶體中鐵的質量分數(shù)的表達式為。 點睛:本題主要是考查物質分解產(chǎn)物檢驗、元素含量測定等實驗方案設計與評價,題目難度中等,明確實驗原理和相關物質的性質是解答的關鍵。關于化學實驗從安全角度??紤]的主要因素如下:凈化、吸收氣體及熄滅酒精燈時要防止液體倒吸;進行某些易燃易爆實驗時要防爆炸(如H2還原CuO應先通H2,氣體點燃前先驗純等);防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”,白磷切割宜在水中進行等);污染性的氣體要進行尾氣處理;有粉末狀物質參加的反應,要注意防止導氣管堵塞;防吸水(如實驗取用、制取易吸水、潮解、水解的物質時宜采取必要措施,以保證達到實驗目的)。 3.【xx新課標3卷】硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O,M=248 gmol?1)可用作定影劑、還原劑?;卮鹣铝袉栴}: (1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110?10,Ksp(BaS2O3)=4.110?5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質,選用下列試劑設計實驗方案進行檢驗: 試劑:稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液 實驗步驟 現(xiàn)象 ①取少量樣品,加入除氧蒸餾水 ②固體完全溶解得無色澄清溶液 ③___________ ④___________,有刺激性氣體產(chǎn)生 ⑤靜置,___________ ⑥___________ (2)利用K2Cr2O7標準溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下: ①溶液配制:稱取1.xx g某硫代硫酸鈉晶體樣品,用新煮沸并冷卻的蒸餾水在__________中溶解,完全溶解后,全部轉移至100 mL的_________中,加蒸餾水至____________。 ②滴定:取0.00950 molL?1的K2Cr2O7標準溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入過量KI,發(fā)生反應: Cr2O72?+6I?+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色,發(fā)生反應:I2+2S2O32?S4O62?+2I?。加入淀粉溶液作為指示劑,繼續(xù)滴定,當溶液__________,即為終點。平行滴定3次,樣品溶液的平均用量為24.80 mL,則樣品純度為_________%(保留1位小數(shù))。 【答案】 ③加入過量稀鹽酸 ④出現(xiàn)乳黃色渾濁 ⑤(吸)取上層清液,滴入BaCl2溶液 ⑥產(chǎn)生白色沉淀 燒杯 容量瓶 刻度 藍色褪去 95.0 【解析】分析:本題考查的是化學實驗的相關知識,主要包括兩個方面一個是硫酸根離子的檢驗,一個是硫代硫酸鈉的定量檢測。 詳解:(1)檢驗樣品中的硫酸根離子,應該先加入稀鹽酸,再加入氯化鋇溶液。但是本題中,硫代硫酸根離子和氫離子以及鋇離子都反應,所以應該排除其干擾,具體過程應該為先將樣品溶解,加入稀鹽酸酸化(反應為S2O32- + 2H+ = SO2↑+S↓+H2O),靜置,取上層清液中滴加氯化鋇溶液,觀察到白色沉淀,證明存在硫酸根離子。所以答案為:③加入過量稀鹽酸;④有乳黃色沉淀;⑤取上層清液,滴加氯化鋇溶液;⑥有白色沉淀產(chǎn)生。 ①配制一定物質的量濃度的溶液,應該先稱量質量,在燒杯中溶解,在轉移至容量瓶,最后定容即可。所以過程為:將固體再燒杯中加入溶解,全部轉移至100mL容量瓶,加蒸餾水至刻度線。 ②淡黃綠色溶液中有單質碘,加入淀粉為指示劑,溶液顯藍色,用硫代硫酸鈉溶液滴定溶液中的單質碘,滴定終點時溶液的藍色應該褪去。根據(jù)題目的兩個方程式得到如下關系式:Cr2O72-~3I2~6S2O32-,則配制的100mL樣品溶液中硫代硫酸鈉的濃度c=,含有的硫代硫酸鈉為0.004597mol,所以樣品純度為 點睛:本題考查的知識點比較基本,其中第一問中的硫代硫酸鈉樣品中硫酸根離子的檢驗,在xx的天津、山東、四川高考題中都出現(xiàn)過,只要注意到有刺激性氣味氣體就可以準確作答。 4.【xx北京卷】實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。 資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)制備K2FeO4(夾持裝置略) ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應方程式是________________(錳被還原為Mn2+)。 ②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。_______ ③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有________________。 (2)探究K2FeO4的性質 ①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設計以下方案: 方案Ⅰ 取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。 i.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能由________________產(chǎn)生(用方程式表示)。 ii.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是________________。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ實驗表明,Cl2和的氧化性強弱關系相反,原因是________________。 ③資料表明,酸性溶液中的氧化性>,驗證實驗如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性>。若能,請說明理由;若不能,進一步設計實驗方案。 理由或方案:________________。 【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能,理由:FeO42?在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色) 【解析】分析:(1)KMnO4與濃鹽酸反應制Cl2;由于鹽酸具有揮發(fā)性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl會消耗Fe(OH)3、KOH,用飽和食鹽水除去HCl;Cl2與Fe(OH)3、KOH反應制備K2FeO4;最后用NaOH溶液吸收多余Cl2,防止污染大氣。 (2)①根據(jù)制備反應,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,Cl2還會與KOH反應生成KCl、KClO和H2O。 I.加入KSCN溶液,溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身被還原成Fe3+。 II.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH洗滌除去KClO、排除ClO-的干擾,同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。 ②根據(jù)同一反應中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物。對比兩個反應的異同,制備反應在堿性條件下,方案II在酸性條件下,說明酸堿性的不同影響氧化性的強弱。 ③判斷的依據(jù)是否排除FeO42-的顏色對實驗結論的干擾。 詳解:(1)①A為氯氣發(fā)生裝置,KMnO4與濃鹽酸反應時,錳被還原為Mn2+,濃鹽酸被氧化成Cl2,KMnO4與濃鹽酸反應生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,反應的化學方程式為2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 ②由于鹽酸具有揮發(fā)性,所得Cl2中混有HCl和H2O(g),HCl會消耗Fe(OH)3、KOH,用飽和食鹽水除去HCl,除雜裝置B為。 ③ C中Cl2發(fā)生的反應有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,還有Cl2與KOH的反應,Cl2與KOH反應的化學方程式為Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反應的離子方程式為Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 (2)①根據(jù)上述制備反應,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,還可能含有KClO等。 i.方案I加入KSCN溶液,溶液變紅說明a中含F(xiàn)e3+。但Fe3+的產(chǎn)生不能判斷K2FeO4與Cl-發(fā)生了反應,根據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,自身被還原成Fe3+,根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,可能的反應為4FeO42-+20H+=3O2↑+4Fe3++10H2O。 ii.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾,同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。 ②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價,Cl2是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價,F(xiàn)e(OH)3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)物,根據(jù)同一反應中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物,得出氧化性Cl2FeO42-;方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,實驗表明,Cl2和FeO42-氧化性強弱關系相反;對比兩個反應的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案II在酸性條件下;說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧化性的強弱。 ③該小題為開放性試題。若能,根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色,說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-,所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。(或不能,因為溶液b呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)變小,溶液的紫色也會變淺;則設計一個空白對比的實驗方案,方案為:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)。 點睛:本題考查K2FeO4的制備和K2FeO4的性質探究。與氣體有關的制備實驗裝置的連接順序一般為:氣體發(fā)生裝置→除雜凈化裝置→制備實驗裝置→尾氣吸收。進行物質性質實驗探究是要排除其他物質的干擾。尤其注意最后一空為開放性答案,要注重多角度思考。 5.【xx天津卷】煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測其含量,選用如下采樣和檢測方法?;卮鹣铝袉栴}: Ⅰ.采樣 采樣步驟: ①檢驗系統(tǒng)氣密性;②加熱器將煙道氣加熱至140℃;③打開抽氣泵置換系統(tǒng)內空氣;④采集無塵、干燥的氣樣;⑤關閉系統(tǒng),停止采樣。 (1)A中裝有無堿玻璃棉,其作用是___________。 (2)C中填充的干燥劑是(填序號)___________。 A.堿石灰 B.無水CuSO4 C.P2O5 (3)用實驗室常用儀器組裝一套裝置,其作用是與D(裝有堿液)相同,在虛線框中畫出該裝置的示意圖,標明氣體的流向及試劑。 (4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是___________。 Ⅱ.NOx含量的測定 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化為NO3?,加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液,加入v1 mL c1 molL?1 FeSO4標準溶液(過量),充分反應后,用c2 molL?1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+,終點時消耗v2 mL。 (5)NO被H2O2氧化為NO3?的離子方程式是___________。 (6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有___________。 (7)滴定過程中發(fā)生下列反應: 3Fe2++NO3?+4H+NO↑+3Fe3++2H2O Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O 則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_________mgm?3。 (8)判斷下列情況對NOx含量測定結果的影響(填“偏高” 、“偏低”或“無影響 ”) 若缺少采樣步驟③,會使測試結果___________。 若FeSO4標準溶液部分變質,會使測定結果___________。 【答案】 除塵 c 防止NOx溶于冷凝水 2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O 錐形瓶、酸式滴定管 偏低 偏高 【解析】分析:本題主要考查了定量實驗的基本過程。首先要仔細分析題目的流程圖,注意分析每一步的作用和原理,再結合題目中每個問題的提示進行解答。 詳解:(1)A的過程叫“過濾”,所以其中玻璃棉的作用一定是除去煙道氣中的粉塵。 (2)堿石灰是堿性干燥劑可能與NOX反應,所以不能使用。硫酸銅的吸水能力太差,一般不用做干燥劑,所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥劑,與NOX不反應,所以選項c正確。 (3)實驗室通常用洗氣瓶來吸收氣體,與D相同應該在洗氣瓶中加入強堿(氫氧化鈉)溶液,所以答案為:。 (4)加熱煙道氣的目的是避免水蒸氣冷凝后,NOX溶于水中。 (5)NO被H2O2氧化為硝酸,所以反應的離子方程式為:2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。 (6)滴定中使用酸式滴定管(本題中的試劑都只能使用酸式滴定管)和錐形瓶。 (7)用c2 molL?1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2+,終點時消耗V2 mL,此時加入的Cr2O72-為c2V2/1000 mol;所以過量的Fe2+為6c2V2/1000 mol;則與硝酸根離子反應的Fe2+為(c1V1/1000-6c2V2/1000) mol;所以硝酸根離子為(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol;根據(jù)氮元素守恒,硝酸根與NO2的物質的量相等??紤]到配制100mL溶液取出來20mL進行實驗,所以NO2為5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 mol,質量為465(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3 g,即230(c1V1-6c2V2)/3 mg。這些NO2是VL氣體中含有的,所以含量為230(c1V1-6c2V2)/3V mgL-1,即為1000230(c1V1-6c2V2)/3V mgm-3,所以答案為: mgm?3。 (8)若缺少采樣步驟③,裝置中有空氣,則實際測定的是煙道氣和空氣混合氣體中NOX的含量,測定結果必然偏低。若FeSO4標準溶液部分變質,一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化,計算時仍然認為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的,所以測定結果偏高。 點睛:注意本題中的流程圖,裝置D實際不是為了測定含量進行吸收,裝置D相當于是尾氣吸收。樣品氣的吸收應該是在“采樣處”進行的。 6.【xx江蘇卷】3,4?亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機合成中間體,微溶于水,實驗室可用KMnO4氧化3,4?亞甲二氧基苯甲醛制備,其反應方程式為 實驗步驟如下: 步驟1:向反應瓶中加入3,4?亞甲二氧基苯甲醛和水,快速攪拌,于70~80 ℃滴加KMnO4溶液。反應結束后,加入KOH溶液至堿性。 步驟2:趁熱過濾,洗滌濾餅,合并濾液和洗滌液。 步驟3:對合并后的溶液進行處理。 步驟4:抽濾,洗滌,干燥,得3,4?亞甲二氧基苯甲酸固體。 (1)步驟1中,反應結束后,若觀察到反應液呈紫紅色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,轉化為_____________(填化學式);加入KOH溶液至堿性的目的是____________________________。 (2)步驟2中,趁熱過濾除去的物質是__________________(填化學式)。 (3)步驟3中,處理合并后溶液的實驗操作為__________________。 (4)步驟4中,抽濾所用的裝置包括_______________、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。 【答案】(1)SO42? 將反應生成的酸轉化為可溶性的鹽 (2)MnO2 (3)向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀 (4)布氏漏斗 【解析】分析:(1)反應結束后,反應液呈紫紅色,說明KMnO4過量,KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-。根據(jù)中和反應原理,加入KOH將轉化為可溶于水的。 (2)MnO2難溶于水,步驟2中趁熱過濾是減少的溶解,步驟2中趁熱過濾除去的物質是MnO2。 (3)步驟3中,合并后的濾液中主要成分為,為了制得,需要將合并后的溶液進行酸化。 (4)回憶抽濾裝置即可作答。 詳解:(1)反應結束后,反應液呈紫紅色,說明KMnO4過量,KMnO4具有強氧化性將HSO3-氧化成SO42-,反應的離子方程式為2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根據(jù)中和反應原理,加入KOH將轉化為可溶于水的。 (2)MnO2難溶于水,步驟2中趁熱過濾是減少的溶解,步驟2中趁熱過濾除去的物質是MnO2。 (3)步驟3中,合并后的濾液中主要成分為,為了制得,需要將合并后的溶液進行酸化;處理合并后溶液的實驗操作為:向溶液中滴加鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。 (4)抽濾所用的裝置包括布氏漏斗、吸濾瓶、安全瓶和抽氣泵。 點睛:本題以“3,4?亞甲二氧基苯甲酸的制備實驗步驟”為背景,側重了解學生對《實驗化學》模塊的學習情況,考查物質的分離和提純、實驗步驟的補充、基本實驗裝置和儀器、利用所學知識解決問題的能力,解題的關鍵是根據(jù)實驗原理,整體了解實驗過程,圍繞實驗目的作答。 7.【xx新課標1卷】(15分) 凱氏定氮法是測定蛋白質中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉化成銨鹽,利用如圖所示裝置處理銨鹽,然后通過滴定測量。已知:NH3+H3BO3=NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl= NH4Cl+ H3BO3。 回答下列問題: (1)a的作用是_______________。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是__________________。 (3)清洗儀器:g中加蒸餾水;打開k1,關閉k2、k3,加熱b,蒸氣充滿管路;停止加熱,關閉k1,g 中蒸餾水倒吸進入c,原因是____________;打開k2放掉水,重復操作2~3次。 (4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關閉k3,d中保留少量水。打開k1,加熱b,使水蒸氣進入e。 ①d中保留少量水的目的是___________________。 ②e中主要反應的離子方程式為________________,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是________。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進行測定,滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL–1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質量分數(shù)為_________%,樣品的純度≤_______%。 【答案】(1)避免b中壓強過大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c中溫度下降,管路中形成負壓 (4)①液封,防止氨氣逸出 ②+OH?NH3↑+H2O 保溫使氨完全蒸出 (5) (2)b中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名稱是直形冷凝管。 (3)由于c、e及其所連接的管道內水蒸氣冷凝為水后,氣壓遠小于外界大氣壓,在大氣壓的作用下,因此錐形瓶內的蒸餾水被倒吸入c中。 (4)①氨氣是氣體,因此d中保留少量水的目的是液封,防止氨氣逸出。②e中主要反應是銨鹽與堿在加熱條件下的反應,離子方程式為+OH?NH3↑+H2O;e采用中空雙層玻璃瓶的作用是保溫減少熱量損失,有利于銨根轉化為氨氣逸出。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m 克進行測定,滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL–1的鹽酸V mL,根據(jù)反應NH3H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3,可以求出樣品中n(N)=n(HCl)=c molL–1V10–3 L=0.001cV mol,則樣品中氮的質量分數(shù)為,樣品中甘氨酸的質量≤0.001cV75g/mol,所以樣品的純度≤。 【名師點睛】明確相關物質的性質和實驗原理是解答的關鍵,注意掌握解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程:原理→反應物質→儀器裝置→現(xiàn)象→結論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為:(1)實驗是根據(jù)什么性質和原理設計的?實驗的目的是什么?(2)所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實驗目的和相關的化學反應原理,進行全面的分析比較和推理,并合理選擇)。(3)有關裝置:性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。(4)有關操作:技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。(5)實驗現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。(6)實驗結論:直接結論或導出結論。實驗方案的設計要點:(1)設計要點:實驗方案的設計要明確以下要點:①題目有無特殊要求;②題給的藥品、裝置的數(shù)量;③注意實驗過程中的安全性操作;④會畫簡單的實驗裝置圖;⑤注意儀器的規(guī)格;⑥要防倒吸、防爆炸、防燃燒、防暴沸、防氧化、防吸水、冷凝、冷卻、水浴加熱時采取相應措施;⑦同一儀器在不同位置的相應作用等;⑧要嚴格按照“操作(實驗步驟)+現(xiàn)象+結論”的格式敘述。 8.【xx新課標2卷】(14分) 水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示: 回答下列問題: (1)在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是__________,還可使用___________代替硝酸。 (2)沉淀A的主要成分是_________________,其不溶于強酸但可與一種弱酸反應,該反應的化學方程式為____________________________________。 (3)加氨水過程中加熱的目的是___________。沉淀B的主要成分為_____________、____________(寫化學式)。 (4)草酸鈣沉淀經(jīng)稀H2SO4處理后,用KMnO4標準溶液滴定,通過測定草酸的量可間接獲知鈣的含量,滴定反應為:+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。實驗中稱取0.400 g水泥樣品,滴定時消耗了0.0500 molL?1的KMnO4溶液36.00 mL,則該水泥樣品中鈣的質量分數(shù)為______________。 【答案】(1)將樣品中可能存在的Fe2+氧化為Fe3+ H2O2 (2)SiO2 (或H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(或H2SiO3+4HF= SiF4↑+3H2O) (3)防止膠體生成,易沉淀分離 Fe(OH)3 Al(OH)3 (4)45.0% 【解析】(1)根據(jù)題中信息,水泥中含有一定量的鐵、鋁、鎂等金屬氧化物,根據(jù)流程需要除去這些雜質,因為 Fe3+容易在pH較小時以氫氧化物的形式沉淀出來,因此加入硝酸的目的是將樣品中可能存在的Fe2+轉化成Fe3+;加入的物質具有氧化性,同時不能引入新的雜質,同時因為過氧化氫被稱為綠色氧化劑,因此可以選擇雙氧水。 (2)根據(jù)水泥中成分,二氧化硅不溶于一般酸溶液,所以沉淀A是二氧化硅;SiO2溶于氫氟酸,發(fā)生的反應是:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。 (3)加熱可以使膠體聚沉,防止膠體生成,易沉淀分離;pH為4~5時Ca2+、Mg2+不沉淀,F(xiàn)e3+、Al3+沉淀,所以沉淀B為Fe(OH)3、(OH)3。 (4)草酸鈣的化學式為CaC2O4,作氧化劑,化合價降低5價,H2C2O4中的C化合價由+3價→+4價,整體升高2價,最小公倍數(shù)為10,因此的系數(shù)為2,H2C2O4的系數(shù)為5,運用關系式法:5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4 n(KMnO4)=0.0500 mol/L36.0010?3 mL=1.8010?3 mol n(Ca2+)=4.5010?3 mol 水泥中鈣的質量分數(shù)為4.5010?3 mol40.0 g/mol0.400 g100%=45.0%。 【名師點睛】化學工藝流程題是高考的熱點內容,每年都會涉及,體現(xiàn)了化學知識與生產(chǎn)實際的緊密聯(lián)系;工藝流程題一般由多步連續(xù)的操作組成,每一步操作都有其具體的目標、任務;解答時要看框內,看框外,里外結合;邊分析,邊思考,易處著手;先局部,后全盤,逐步深入;而且還要看清問題,不能答非所問。要求用理論回答的試題應采用“四段論法”:本題改變了什么條件(或是什么條件)→根據(jù)什么理論→所以有什么變化→結論;化學工藝流程一般涉及氧化還原反應方程式的書寫、化學反應原理知識的運用、化學計算、實驗基本操作等知識,只要理解清楚每步的目的,加上夯實的基礎知識,此題能夠很好的完成。 9.【xx新課標2卷】(15分) 水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下: Ⅰ.取樣、氧的固定 用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合,反應生成MnO(OH)2,實現(xiàn)氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 將固氧后的水樣酸化,MnO(OH)2被I?還原為Mn2+,在暗處靜置5 min,然后用標準Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2+I2=2I?+)。 回答下列問題: (1)取水樣時應盡量避免擾動水體表面,這樣操作的主要目的是_____________。 (2)“氧的固定”中發(fā)生反應的化學方程式為_______________。 (3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,使用前需標定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和 ____________;蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用,其目的是殺菌、除____及二氧化碳。 (4)取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后,用a molL?1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示劑,終點現(xiàn)象為_________;若消耗Na2S2O3溶液的體積為b mL,則水樣中溶解氧的含量為_________mgL?1。 (5)上述滴定完成時,若滴定管尖嘴處留有氣泡會導致測量結果偏___________。(填“高”或“低”) 【答案】(1)使測定值與水體中的實際值保持一致,避免產(chǎn)生誤差 (2)O2+2Mn(OH)2 =2MnO(OH)2 (3)量筒 氧氣 (4)藍色剛好褪去 80ab (5)低 【解析】本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量,屬于氧化還原滴定。 (1)取水樣時,若攪拌水體,會造成水底還原性雜質進入水樣中,或者水體中的氧氣因攪拌溶解度降低而逸出。 (2)根據(jù)氧化還原反應原理,Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2,Mn的化合價由+2價→+4價,化合價升高2,氧氣中O的化合價由0價→?2價,整體降低4價,最小公倍數(shù)為4,由此可得方程式O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2。 (3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,使用前還需要標定,因此配制該溶液時不需要精確配制,需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和量筒,并不需要容量瓶;Na2S2O3溶液不穩(wěn)定,加熱可以除去蒸餾水中溶解的氧氣和二氧化碳,減少Na2S2O3的損失。 (4)該實驗用硫代硫酸鈉標準液滴定I2,因此終點現(xiàn)象為藍色剛好褪去;根據(jù)題干,MnO(OH)2把I?氧化成I2,本身被還原成Mn2+,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,即有n[MnO(OH)2]2=n(I2)2,因此建立關系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3??傻盟畼又腥芙庋醯暮繛閇(ab10?3)432103]0.1=80ab。 (5)終點讀數(shù)時有氣泡,氣泡占據(jù)液體應占有的體積,導致b減小,根據(jù)水樣中溶解氧的含量為80ab得,最終結果偏低。 【名師點睛】本題考查滴定實驗、溶液的配制、化學計算等,本題的難點是問題(4)和(5),本題弄清楚實驗的目的和原理,圍繞這兩項展開,實驗目的是測定水中溶解的氧的量,實驗原理是2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2,MnO(OH)2把I?氧化成I2,本身被還原成Mn2+,2+I2=2I?+,計算氧的含量采用關系式進行,即O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3,得出已知物和未知物之間的關系,從而得出結果,誤差的分析是建立在正確的關系式的基礎上,進行分析,主要考查學生分析問題、解決問題以及化學計算能力。 10.【xx新課標3卷】(14分) 綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究?;卮鹣铝袉栴}: (1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:______________、_______________。 (2)為測定綠礬中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為 m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。 ①儀器B的名稱是____________________。 ②將下列實驗操作步驟正確排序___________________(填標號);重復上述操作步驟,直至A恒重,記為m3 g。 a.點燃酒精燈,加熱 b.熄滅酒精燈 c.關閉K1和K2 d.打開K1和K2,緩緩通入N2 e.稱量A f.冷卻到室溫 ③根據(jù)實驗記錄,計算綠礬化學式中結晶水數(shù)目x=________________(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作,則使x__________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 (3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開K1和K2,緩緩通入N2,加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為_________(填標號)。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為_______________。 a.品紅 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.濃H2SO4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應的化學方程式_____________________。 【答案】(1)樣品中沒有Fe3+ Fe2+易被氧氣氧化為Fe3+ (2)①干燥管 ② dabfce ③ 偏小 (3)①c、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 【解析】(1)樣品溶于水滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化,說明樣品中無Fe3+;再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅,這說明有鐵離子產(chǎn)生,即硫酸亞鐵易被空氣氧化為硫酸鐵,鐵離子遇KSCN溶液顯紅色。 (2)①根據(jù)儀器構造可知B是干燥管。 ②由于裝置中含有空氣,空氣能氧化硫酸亞鐵,所以加熱前需要排盡裝置中空氣,利用氮氣排出空氣,為了使生成的水蒸氣完全排除,應該先熄滅酒精燈,再冷卻,然后關閉K1和K2,最后稱量,即正確的排序是dabfce。 ③樣品的質量是(m2-m1)g,加熱后剩余固體是硫酸亞鐵,質量為(m3-m1)g,生成水的質量為(m2-m3)g, FeSO4xH2OFeSO4 + xH2O 152 18x (m3-m1)g (m2-m3)g 則:,解得:; 若實驗時按a、d次序操作,在加熱過程中部分硫酸亞鐵被空氣氧化為硫酸鐵,導致m3增加,使測得生成的水偏小,生成的硫酸亞鐵偏大,因此x偏小。 (3)①最終得到紅色粉末,說明有氧化鐵生成,即分解過程發(fā)生了氧化還原反應,根據(jù)化合價變化可知一定有SO2生成,這說明硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、SO2和三氧化硫。三氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸和鋇離子結合生成白色沉淀硫酸鋇,由于硝酸鋇在酸性溶液中有氧化性,能氧化SO2,所以應該用氯化鋇,檢驗SO2用品紅溶液,所以C、D的溶液依次為氯化鋇溶液和品紅溶液,實驗現(xiàn)象是C中溶液變渾濁,產(chǎn)生白色沉淀,D中品紅溶液褪色。 ②根據(jù)以上分析可知硫酸亞鐵高溫分解生成氧化鐵、SO2和SO3,根據(jù)電子守恒和原子守恒得此反應的方程式為2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。 【名師點睛】以綠礬為載體考查無機物的性質實驗方案的探究,通常解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程:原理→反應物質→儀器裝置→現(xiàn)象→結論→作用意義→聯(lián)想。具體分析為:①實驗是根據(jù)什么性質和原理設計的?實驗的目的是什么?②所用各物質名稱、狀態(tài)、代替物(根據(jù)實驗目的和相關的化學反應原理,進行全面的分析比較和推理,并合理選擇)。③有關裝置:性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規(guī)格等。④有關操作:技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。⑤實驗現(xiàn)象:自下而上,自左而右全面觀察。⑥實驗結論:直接結論或導出結論。 11.【xx北京卷】(16分)某小組在驗證反應“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。 (1)檢驗產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體,洗滌后,_______(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍色沉淀,說明溶液中含有_______________。 (2)針對“溶液呈黃色”,甲認為溶液中有Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是___________________(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗: ①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關,對比實驗記錄如下: 序號 取樣時間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀;較3 min時量少;溶液紅色較3 min時加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀;較30 min時量少;溶液紅色較30 min時變淺 (資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN) ② 對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設: 假設a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+; 假設b:空氣中存在O2,由于________(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+; 假設c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+; 假設d:根據(jù)_______現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。 ③ 下列實驗Ⅰ可證實假設a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設d成立。 實驗Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時間取上層清液滴加KSCN溶液,3 min時溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。 實驗Ⅱ:裝置如圖。其中甲溶液是________,操作及現(xiàn)象是________________。 (3)根據(jù)實驗現(xiàn)象,結合方程式推測實驗ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:______。 【答案】(1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀 ②Fe2+ (2)Fe+2Fe3+=3Fe2+ ②4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 ③0.05 molL-1 NaNO3溶液 FeSO4溶液(或FeCl2溶液) 分別取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液,同時滴加KSCN溶液,后者紅色更深 (3)溶液中存在反應:①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ,②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時,c(Ag+)大,以反應①、②為主,c(Fe3+)增大。約30分鐘后,c(Ag+)小,以反應③為主,c(Fe3+)減小。 【解析】(1)①黑色固體中含有過量鐵,如果同時含有銀,則可以加入HCl或H2SO4溶解Fe,而銀不能溶解?;蛘呦扔孟跛崛芙夤腆w,再用HCl檢驗Ag+。②K3[Fe(CN)3]是檢驗Fe2+的試劑,所以產(chǎn)生藍色沉淀說明含有Fe2+。(2)過量鐵粉與Fe3+反應生成Fe2+,即Fe+2Fe3+=3Fe2+。②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反應為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀AgSCN,所以實驗可以說明溶液中含有Ag+,故可以假設Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+。③證明假設a、b、c錯誤,就是排除Ag+對實驗的干擾,相當于沒有Ag+存在的空白實驗,考慮其他條件不要變化,可以選用0.05 molL-1 NaNO3溶液。原電池實驗需要證明的是假設d的反應Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能夠實現(xiàn),所以甲池應當注入FeCl2(或者FeSO4溶液)。假設d成立,則上述原電池中能夠產(chǎn)生電流,左側溶液中生成的Fe3+遇到KSCN時紅色會更深。(3)由于加入過量鐵粉,溶液中存在反應有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag,反應生成的Fe2+能夠被Ag+氧化發(fā)生反應②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,生成的Fe3+與過量鐵粉發(fā)生反應③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反應開始時,c(Ag+)大,以反應①②為主,c(Fe3+)增大。約30分鐘后,c(Ag+)小,以反應③為主,c(Fe3+)減小。 【名師點睛】該題是一個探究性試題,主要考查部分基礎化學反應原理、物質的檢驗、實驗分析、有鹽橋的原電池結構、實驗設計等知識,考查考生實驗理解能力、根據(jù)要求進行實驗設計的能力和對問題的綜合分析能力。注意控制變量思想方法的應用,探究實驗異?,F(xiàn)象成為近幾年實驗探究命題的熱點,突出對實驗能力的考查。該題為實驗探究題,裝置圖、流程圖很簡單,但探究過程較復雜,準確全面獲取信息、通過控制變量思想進行邏輯分析是解題的關鍵,憑感覺做題,不容易準確獲取題中信息。該類試題的解題策略為:(1)確定變量:解答這類題目時首先要認真審題,理清影響實驗探究結果的因素有哪些。(2)定多變:在探究時,應該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。(3)數(shù)據(jù)有效;解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設置實驗)要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法做出正確判斷。另外探究性題型中考慮問題的思路不能局限于個別問題、不能局限于固定的知識,需要全面考慮。如本題最后的一問解答以及中間涉及的Fe與Fe3+反應在本題中的理解。證明一個問題時,為了防止干擾,一般都需要做對比試驗、空白試驗。 12.【xx天津卷】(18分)用沉淀滴定法快速測定NaI等碘化物溶液中c(I?),實驗過程包括準備標準溶液和滴定待測溶液。 Ⅰ.準備標準溶液 a.準確稱取AgNO3基準物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。 b.配制并標定100 mL 0.1000 molL?1 NH4SCN標準溶液,備用。 Ⅱ.滴定的主要步驟 a.取待測NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。 b.加入25.00 mL 0.1000 molL?1 AgNO3溶液(過量),使I?完全轉化為AgI沉淀。 c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。 d.用0.1000 molL?1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+,使其恰好完全轉化為AgSCN沉淀后,體系出現(xiàn)淡紅色,停止滴定。 e.重復上述操作兩次。三次測定數(shù)據(jù)如下表: 實驗序號 1 2 3 消耗NH4SCN標準溶液體積/mL 10.24 10.02 9.98 f.數(shù)據(jù)處理。 回答下列問題: (1)將稱得的AgNO3配制成標準溶液,所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有__________。 (2)AgNO3標準溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是___________________________。 (3)滴定應在pH<0.5的條件下進行,其原因是___________________________________。 (4)b和c兩步操作是否可以顛倒________________,說明理由________________________。 (5)所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為_____mL,測得c(I?)=_________________ molL?1。 (6)在滴定管中裝入NH4SCN標準溶液的前一步,應進行的操作為________________________。 (7)判斷下列操作- 配套講稿:
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