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第2讲 物质的制备、分析、反应条件的控制及电化学研究
1.适用于倾析法进行分离的是
A.沉淀的结晶颗粒较细
B.沉淀的结晶颗粒较大
C.沉淀较难沉降
D.沉淀的质量较少
【解析】 当沉淀的比重较大或结晶的颗粒较大，静置后能较快沉降至容器底部时，可用倾析法分离。
【答案】 B
2.（2011安徽黄山模拟)下列各装置,夹紧②、③、④中的弹簧夹,并做相关操作,会漏气的装置是 ( )
A. 对装置①,手移开后,导管中水面与烧杯水面相平
B.对装置②,长颈漏斗内液面高度保持不变
C.对装置③,长导管内形成一段稳定的水柱
D.对装置④,上移a管后,a、b两端液面形成一段稳定的高度差
【解析】 对装置①,手移开后,导管中水面与烧杯水面相平,说明装置漏气,否则水应该倒吸入导管中;对装置②,长颈漏斗内液面高度保持不变,说明装置气密性良好,否则长颈漏斗内液面会下降;对装置③,长导管内形成一段水柱,说明装置不漏气,否则长导管内的液面会与集气瓶内的液面相平;对装置④,上移a管后,a、b两端液面形成一段稳定的高度差,说明装置气密性良好。
【答案】 A
3.
2012（上海松江模拟,改编)定量实验是中学化学中的重要实验内容,下列定量实验选用实验仪器正确的是 … ( )
A. 测定胆矾结晶水含量的实验需要用到的实验仪器之一为蒸发皿
B.酸碱中和滴定可以任意选用酚酞、石蕊、甲基橙等常用指示剂
C.配制一定物质的量浓度的盐酸,需要的定量仪器只有量筒和容量瓶
D.测定1摩尔气体体积的实验所需要的玻璃仪器有气体发生装置、储液瓶和液体量瓶
【解析】 加热胆矾使之失去结晶水需要坩埚,A项错误;石蕊一般不用作酸碱中和滴定的指示剂,且指示剂要根据酸碱恰好完全反应后所得溶液的酸碱性进行选择，B项错误;D项还缺少温度计,错误。
【答案】 C
4. 关于下列各实验装置的叙述中,不正确的是 ( )
A.装置①可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体
B.装置②可用于钾在空气中的燃烧
C.装置③可用于中和反应反应热的测定
D.装置④可用于验证牺牲阳极的阴极保护法实验
【解析】 C项中温度计的感温泡没有插到反应混合溶液中,错误。
【答案】 C
5. 对含微量I-的某样品进行化学定量分析。I-测定有以下两种途径,最后均是以淀粉作指示剂、用Na2S2O3标准溶液滴定以求得I-的浓度。下列分析正确的是 ( )
已知:5I-+IO-3+6H+ ==== 3H2O+3I2,
I-+3Br2(过量)+3H2O ==== 6H++6Br- + IO-3。
I-
A. 方法二对样品做处理操作简便,用作微量I-的测量更准确
B.当待测液由无色到蓝色时即达到滴定终点
C.方法一与方法二测量出的样品浓度之比为6∶1
D.假设各步骤操作均得当,方法一所消耗Na2S2O3标准溶液的量是方法二的6倍
【解析】 从反应原理上看,方法一因加入了KI,使I2的量增大,方法一更准确,A项错误,D项正确;两种方法的滴定终点都是溶液由蓝色变为无色,B项错误。
【答案】 D
6.通过纸层析分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，自上而下依次为 ( )
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B.胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素
C.叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素
D.叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
【解析】 色素可以溶解在有机溶剂中，不同色素扩散速度不同。溶解度越大的物质，在层析液中的扩散速度越快。我们知道，叶绿素易溶于水，而胡萝卜素难溶于水，在色带最上端的物质，应为在水中溶解度最小的，所以其应为胡萝卜素；在色带最下面的应为叶绿素。
【答案】 A
7. CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空：
（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象： 、 。
（2） 如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质
是 、 ，除去这种杂质的实验操作称为 。
（3）已知：CuSO4+2NaOH ==== Cu(OH)2↓+Na2SO4
称取0.100 0 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.100 0 mol·L-1氢氧化钠溶液28.00 mL,反应完全后，过量的氢氧化钠用0.100 0 mol·L-1盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL,则0.100 0 g该试样中含CuSO4·5H2O g。
（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用 。
（5）如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：
① ②加水溶解、 ③加氯化钡溶液，沉淀 ④过滤（其余步骤省略）
在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是 。
（6） 如果1.040 g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015 g,而实验测定结果是1.000 g,测定的相对误差为 。
【解析】 （1）向含有铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，由于硝酸的强氧化性，铜粉溶解，溶液呈蓝色、有红棕色气体产生。（2）反应的产物中有Cu(NO3)2生成，在硫酸铜晶体析出过程中也同时析出硝酸铜；可用重结晶方法加以提纯。（3）因NaOH+HCl ==== NaCl+H2O，与盐酸反应消耗的氢氧化钠的物质的量为：0.100 0 mol·L-1×0.020 16 L=2.016×10-3mol；又因Cu2++2OH-==== Cu(OH)2↓，进而求得样品中含CuSO4·5H2O的质量为0.098 0 g。（4）中和滴定过程中，滴定管用蒸馏水洗净后，应再用标准盐酸溶液润洗2~3次。（5）称量样品；检验沉淀是否完全的操作方法是：在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生。（6）因准确值为1.015 g，而实验测定结果是1.000 g，故相对误差为(1.000 g-1.015 g)/1.015 g=-1.48%。
【答案】（1）溶液呈蓝色 有红棕色气体产生 （2）Cu(NO3)2 （3）0.098 0
（4）标准盐酸润洗2~3次
（5）称量样品、 在上层清液中继续滴加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生
（6）-1.5%(-1.48%)
8.
2012北京西城模拟)某同学设计了如下图所示装置(部分夹持装置已略去)进行实验研究。
请回答:
(1) 用上述装置探究影响化学反应速率的因素。
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式是 。
②用上述装置进行实验,以生成9.0 mL气体为计时终点,结果为t1>t2。
比较实验Ⅰ和Ⅱ可以得出的实验结论是 。
实验过程中,对量气管的操作是 。
③若将锌片换成含杂质的粗锌片,且控制其他条件使其与上述实验完全一致,所测得的反应速率均大于上述实验对应的数据。粗锌片中所含杂质可能是(填序号) 。
a.石墨
b.银
c.铜
d.沙粒(二氧化硅)
(2) 用上述装置验证生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀。
①圆底烧瓶中的试剂可选用(填序号)
a.NaOH溶液
b.C2H5OH
c.NaCl溶液
d.稀硫酸
②能证明生铁在潮湿空气中会发生吸氧腐蚀的现象
是
【解析】 (1)③根据题意可知锌与所含杂质形成原电池,且锌作负极,故所含杂质为比锌不活泼的金属或碳。
(2)吸氧腐蚀应在中性或偏碱性的环境中进行。
【答案】 (1)①Zn+2H+ ==== Zn2++H2↑
②在其他条件一定时,化学反应速率随反应物浓度的增大而增大
调整量气管,使其左右管中水面始终持平
③abc
(2)①ac
②量气管左管的水面上升,右管的水面下降
9.
对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在CCl4溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用), 45 ℃反应1 h。反应结束后,过滤,滤液分别用5%NaHCO3溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(1) 上述实验中过滤的目的是
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处
于 层(填“上”或“下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 。
(3) 下表给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是 。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有 、
【解析】 (1)根据题意,NaHSO4为催化剂,在CCl4中不溶,反应后仍然以固体形式存在,过滤的目的是回收NaHSO4。
(2)由于ρ(CCl4)>ρ(H2O),滤液洗涤后,有机层处于下层。
(3)根据图表分析,用NaHSO4作催化剂时,NaHSO4与甲苯的物质的量之比为0.32时,对硝基甲苯的产量最高。从三种硝基甲苯的质量分数分析,间硝基甲苯的质量分数在各种条件下均最小,故甲苯硝化主要得到邻硝基甲苯和对硝基甲苯。与浓硫酸相比,NaHSO4作催化剂得到对硝基甲苯的比例高,且NaHSO4是固体,容易与产物分离,循环使用。
【答案】
(1)回收NaHSO4
(2)下 分液漏斗上口塞子未打开
(3) ① 0.32 ②甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯
③在硝化产物中对硝基甲苯比例提高 催化剂用量少且能循环使用(凡合理答案均可)
10.（2011北京理综，27）甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和A中加热装置已略，气密性已检验）。
实验操作和现象：
（1）A中反应的化学方程式是 。
（2） C中白色沉淀是 ，该沉淀的生成表明SO2具有 性。
（3）C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式
是 。
(4）分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点，在原实验基础上：
甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是 ；
乙在A、B间增加洗气瓶D，D中盛放的试剂是 。
②进行实验，B中现象：
\
检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因： 。
（5）合并（4）中两同学的方案进行实验。B中无沉淀生成，而C中产生白色沉淀，由
此得出的结论是 。
【解析】 （2）C中为Ba（NO3）2，电离生成NO-3，在酸性（SO2水溶液显酸性）条件下具有强氧化性把SO2氧化为SO24，NO-3被还原为NO，最后溶液中生成BaSO4沉淀；（3）NO与C瓶中的氧气反应生成NO2；（4）白雾是浓硫酸受热分解生成的SO3溶于水形成的酸雾，所以甲除去的是装置中的氧气（由装置图可知用N2即可），乙除去SO2中的SO3，选用饱和NaHSO3溶液。
【答案】 （1）Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O
（2）BaSO4 还原
（3）2NO+O2 ==== 2NO2
(4）①通N2一段时间，排除装置中的空气、 饱和NaHSO3溶液
②甲：SO2-4+Ba2+ ==== BaSO4↓，乙：2Ba2++2SO2+O2+2H2O ==== 2BaSO4↓+4H+，白雾的量远多于装置中O2的量
（5）SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
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