资源描述
专题二十三 试验方案的设计与评价
常见气体的试验室制法
1.(2021年安徽理综,8,6分)试验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净扮装置)。仅用此装置和表中供应的物质完成相关试验,最合理的选项是( )
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
C
稀硝酸
Cu
NO2
H2O
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
解析:NH3应用向下排气法收集,A项不合理;稀硝酸与Cu反应,产物为NO,且NO与空气中的O2反应,不应用排气法收集,C项不合理;浓盐酸与MnO2在常温下不反应,D项不合理。
答案:B
2.(2022年江苏化学,6,2分)用下列试验装置进行相应试验,能达到试验目的的是( )
A.用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl
B.用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
C.用图3所示装置制取少量纯洁的CO2气体
D.用图4所示装置分别CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层
解析:气体的除杂要保证原气体与洗涤液不反应,由于Cl2能与NaOH溶液反应,A选项错;由于NH4Cl受热易分解,所以不能蒸干溶液,应当加热浓缩,冷却结晶获得NH4Cl晶体,B选项错;图3是简易启普发生器装置,要求用块状固体,纯碱是粉末状固体,使粉末漏于容器底部而无法把握反应速率,C选项错;对于不相混溶的液体,用分液漏斗进行分别,D选项正确。
答案:D
3.(2022年江苏化学,13,4分)下列依据试验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
试验操作
试验现象
结论
A
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
B
向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液
毁灭白色沉淀
溶液X中确定含有
C
向确定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体
毁灭白色沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D
向浓度均为0.1 mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液
毁灭黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
解析:向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液,虽然试验现象均有固体析出,但前者属于盐析,后者属于变性,A项错误;向含有而不含的溶液中先滴加稀硝酸,被氧化生成,再滴加Ba(NO3)2溶液,也会毁灭白色沉淀,B项错误;向确定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体,毁灭白色沉淀,则可知H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性强,C项错误;向浓度均为
0.1 mol·L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,毁灭黄色沉淀,说明沉淀向着溶解度更小的方向转化,则Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D项正确。
答案:D
4.(2022年福建理综,25,15分)试验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如图所示)。
(1)制备试验开头时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是 (填序号)。
A.往烧瓶中加入MnO2粉末
B.加热
C.往烧瓶中加入浓盐酸
(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出的下列试验方案:
甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。
乙方案:接受酸碱中和滴定法测定。
丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。
丁方案:与足量Zn反应,测量生成的H2体积。
继而进行下列推断和试验:
①判定甲方案不行行,理由是 。
②进行乙方案试验:精确量取残余清液稀释确定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00 mL,用0.100 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00 mL,该次滴定测的试样中盐酸浓度为 mol·L-1;
b.平行滴定后获得试验结果。
③推断丙方案的试验结果 (填“偏大”、“偏小”或“精确 ”)。
[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]
④进行丁方案试验:装置如图所示(夹持器具已略去)。
(i)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。
(ii)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的缘由是 (排解仪器和试验操作的影响因素)。
解析:(1)加药挨次一般是先加入固体药品,再加入液体药品,最终再加热。则依次挨次是ACB。
(2)①加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量,而不能求出剩余盐酸的浓度。
②由cHClVHCl=cNaOHVNaOH可得出盐酸的浓度为0.110 0 mol/L。
③由于Ksp(MnCO3)<Ksp(CaCO3),过量的CaCO3要转化为一部分MnCO3,由于M(MnCO3)>M(CaCO3),故最终剩余的固体质量增加,导致测得c(H+)偏小。
④使Zn粒进入残余清液中让其发生反应。这样残余清液就可以充分反应,假如反过来,残余清液不行能全部转移到左边。反应完毕时,相同时间内则气体体积削减,又排解了其他影响因素,只能从气体本身角度思考,联想到该反应是放热的,就可能想到气体未冷却了。
答案:(1)ACB(按序号写出三项)
(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)
②0.110 0 ③偏小 ④(i)Zn粒 残余清液(按序号写出两项)
(ii)装置内气体尚未冷却至室温
5.(2011年天津理综,9,18分)某争辩性学习小组为合成1丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CH2OH;
CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。
请填写下列空白:
(1)试验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯,写出化学反应方程式:
, 。
(2)若用以上装置制备干燥纯洁的CO,装置中a和b的作用分别是 , 。c和d中盛装的试剂分别是
, 。若用以上装置制备H2,气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是 ;在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的挨次是 (填序号)。
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水
④无水CuSO4 ⑤品红溶液
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应当接受的适宜反应条件是 。
a.低温、高压、催化剂 b.适当的温度、高压、催化剂
c.常温、常压、催化剂 d.适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1丁醇粗品。为纯化1丁醇,该小组查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,1丁醇 118℃,并设计出如下提纯路线:
粗品滤液有机层1丁醇、乙醚纯品
试剂1为 ,操作1为 ,操作2为 ,操作3为 。
解析:(1)试验室用锌粒和稀盐酸制备氢气;用2丙醇和浓硫酸共热,消去反应制备丙烯;(2)在题给装置中,a的作用是保持分液漏斗和烧瓶内的气压相等,以保证分液漏斗内的液体能顺当加入烧瓶中;b主要是起平安瓶的作用,以防止倒吸;c为除去CO中的酸性气体,选用NaOH溶液,d为除去CO中的H2O(g),试剂选用浓硫酸;若用题给装置制备H2,则不需要酒精灯,必需得是反应容器和滴加盐酸的仪器,氢气用向下排空气法收集,留意导气管伸入底部;(3)检验丙烯和少量SO2、CO2及水蒸气组成的混合气体各成分时,应首先选④无水CuSO4检验水蒸气,然后用⑤品红溶液检验SO2,并用①饱和Na2SO3溶液除去SO2;然后用③石灰水检验CO2,用②酸性KMnO4溶液检验丙烯,应当先除尽SO2,由于丙烯和SO2都能使酸性KMnO4褪色;(4)题给合成正丁醛的反应为气体体积减小的放热反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,选b;(5)由操作1后得到“滤液”和信息①可知,试剂1应为NaHSO3饱和溶液,操作为过滤;加入乙醚时1丁醇易溶解于其中,故操作2为萃取分液;依据两种有机物沸点的不同,操作3应为蒸馏。
答案:(1)Zn+2HClZnCl2+H2↑
CH3CHCH2↑+H2O
(2)恒压 防倒吸
NaOH溶液
浓H2SO4
分液漏斗、蒸馏烧瓶
(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)
(4)b (5)饱和NaHSO3溶液 过滤 萃取 蒸馏
试验方案的设计与评价
1.(2021年天津理综,9,18分)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学争辩性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸取有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的试验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
(1)装置A中反应的化学方程式为 。
(2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是 。
(3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所实行的措施有(填步骤序号) 。
(4)装置B中冷水浴的作用为 ;装置C的名称为 ;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸取Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂: 。
(5)在虚线框中画出尾气吸取装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸取H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在确定条件下电解滤液。
(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。
(7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为
。
(8)综合分析试验Ⅱ的两个反应,可知该试验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;
② 。
解析:(1)A中反应的化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。
(2)由题干知FeCl3加热易升华,故在沉积的FeCl3固体下方加热,可使FeCl3进入收集器。
(3)防止FeCl3潮解就是防止FeCl3接触水蒸气,故步骤②⑤是为了防止FeCl3潮解而实行的措施。
(4)装置B中冷水浴的作用是将FeCl3蒸气冷却为FeCl3固体。装置C为干燥管。检验FeCl2是否失效就是检验D中是否存在Fe2+,可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验,现象:若存在Fe2+,溶液中有蓝色沉淀生成。
(5)Cl2是有毒气体,可以用NaOH溶液吸取。
(6)H2S与FeCl3发生氧化还原反应:
2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+。
(7)由于阳极材料为石墨,故阳极是溶液中的Fe2+放电:
Fe2+-e-Fe3+。
(8)试验Ⅱ的显著优点是:①H2S的利用率高,②FeCl3可以循环利用。
答案:(1)2Fe+3Cl22FeCl3
(2)在沉积的FeCl3固体下方加热
(3)②⑤
(4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品
干燥管 K3[Fe(CN)6]溶液
(5)
(6)2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
(7)Fe2+-e-Fe3+
(8)FeCl3得到循环利用
2.(2021年福建理综,25,15分)固体硝酸盐加热易分解且产物较简洁。某学习小组以Mg(NO3)2为争辩对象,拟通过试验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:Mg(NO2)2、NO2、O2 乙:MgO、NO2、O2
丙:Mg3N2、O2 丁:MgO、NO2、N2
(1)试验前,小组成员经争辩认定猜想丁不成立,理由是
。
查阅资料得知:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的试验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)试验过程
①仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观看到E中有气泡连续放出,表明
。
②称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是 ;
关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先 ,
然后固定在管中固体部位下加热。
③观看到A中有红棕色气体毁灭,C、D中未见明显变化。
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g。
⑤取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。
(3)试验结果分析争辩
①依据试验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想 是正确的。
②依据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,由于若有O2,D中将发生氧化还原反应: (填写化学方程式),溶液颜色会褪去;小组争辩认定分解产物中有O2存在,未检测到的缘由是
。
③小组争辩后达成的共识是上述试验设计仍不完善,需改进装置进一步争辩。
解析:(1)丁中物质只有氮元素化合价降低,无其他元素化合价上升,不符合氧化还原反应规律。
(2)①装置连接完成后,需检查气密性,E中有气泡,说明气密性良好。②假设A中加热分解产生的气体全部为氧气,先通N2目的是排尽装置内的氧气,防止对分解产生O2的检验造成干扰;为了防止玻璃管受热不匀而爆裂,应对其先预热。
(3)①剩余固体加入水未见明显变化,可排解猜想丙,由于氮化镁可与水反应产生氨气;3.7 g Mg(NO3)2的物质的量为0.025 mol,若加热分解生成Mg(NO2)2,最终所得固体的质量为0.025 mol×116 g/mol=2.9 g,而实际固体的质量为1.0 g,因此甲不合理,乙方案合理。②D中盛的是Na2SO3酚酞溶液,若产物中有O2,D中将发生反应2Na2SO3+O22Na2SO4,溶液碱性减弱,溶液颜色会褪去。由于试验过程③观看到A中有红棕色气体毁灭,C、D中未见明显现象,说明NO2与O2在装置B中已反应完。
答案:(1)不符合氧化还原反应原理(或其他合理答案)
(2)①装置气密性良好 ②避开对产物O2的检验产生干扰(或其他合理答案) 移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)①乙 ②2Na2SO3+O22Na2SO4 O2在通过装置B时已参与反应(或其他合理答案)
3.(2021年重庆理综,9,15分)某争辩小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为 。
(2)装置C的作用是 ,处理尾气的方法为 。
(3)将争辩小组分为两组,按如图装置进行对比试验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯洁物)。两组分别用产物进行以下试验:
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解,无气泡
溶解,有气泡
2
取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液
变红
无现象
4
取步骤3溶液中滴加新制氯水
红色褪去
先变红,后褪色
①乙组得到的黑色粉末是 。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为 。
③乙组步骤4中,溶液变红的缘由为 ,溶液褪色可能的缘由及其验证方法为
。
④从试验平安考虑,题图装置还可实行的改进措施是
。
解析:(1)MgCO3为碳酸盐,分解产生MgO和CO2。(2)装置B是制备CO,装置C是吸取没有与Zn反应的CO2;尾气中的CO有毒,常用点燃法除去。(3)①由表中的试验现象推知甲得到Fe3O4,乙得到Fe。②Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3,故Fe3O4与盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O。③乙组步骤4溶液先变红,是由于2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色溶液);后又褪色,可能是氯水的强氧化性将SCN-氧化,此时,在溶液中再加入KSCN,若溶液变红,说明假设成立,若不变红,则假设不成立。④B装置温度高,若发生倒吸,则会造成玻璃管炸裂,所以在BC之间增加防倒吸装置。
答案:(1)MgO、CO2
(2)除CO2 点燃
(3)①Fe ②Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-显红色 假设SCN-被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若毁灭红色,则假设成立(其他合理答案均可得分) ④在装置B、C之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可得分)
4.(2021年北京理综,28,15分)某同学对SO2与漂粉精的反应进行试验探究:
操作
现象
取4 g漂粉精固体,加入100 mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
ⅰ.液面上方毁灭白雾;
ⅱ.稍后,毁灭浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是
。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。
(3)向水中持续通入SO2,未观看到白雾。推想现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下试验:
a.用潮湿的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①试验a的目的是 。
②由试验a、b不能推断白雾中含有HCl,理由是
。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能缘由:随溶液酸性的增加,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。通过进一步试验确认了这种可能性,其试验方案是 。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是 。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的缘由:
。
解析:(1)Cl2和Ca(OH)2反应:2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,制取漂粉精为CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,有效成分是Ca(ClO)2;
(2)用pH试纸测漂粉精溶液的pH,pH试纸先变蓝说明溶液呈碱性,后褪色又说明溶液具有漂白性;
(3)向水中持续通入SO2未观看到白雾,说明SO2不能形成白雾,推想可能由反应2SO2+2H2O+Ca(ClO)2CaSO4+H2SO4+2HCl生成的HCl形成HCl小液滴白雾;①试验a说明白雾中无强氧化性的Cl2;
②试验b说明白雾与AgNO3溶液作用产生白色沉淀,既可能是HCl的性质也可能是混有的SO2在酸性条件下被氧化为作用的结果,因此不能推断白雾中确定含有HCl;
(4)欲通过试验确认漂粉精在酸性条件下反应生成Cl2,可直接取漂粉精溶液向其中滴加硫酸,观看溶液有无变黄绿色;
(5)①沉淀X中加入稀HCl无明显变化,而取上层清液与BaCl2溶液作用又产生白色沉淀,说明X中含,为CaSO4。②Ca(ClO)2消耗完全产生大量白色沉淀后,连续通入的SO2与Cl2反应SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl黄绿色消逝。
答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(2)碱性、漂白性
(3)①检验白雾中是否含有Cl2,排解Cl2的干扰;
②白雾中混有SO2显酸性,可与AgNO3反应生成Ag2SO4白色沉淀
(4)直接向漂粉精溶液中滴加硫酸,观看溶液是否变黄绿色
(5)①CaSO4 ②SO2+Cl2+2H2O4H+++2Cl-
5.(2022年安徽理综,28,13分)工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+ (aq)PbCO3(s)+ (aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程。探究上述反应的试验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K= 。
(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在 溶液中PbSO4转化率较大,理由是
。
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]。它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二: ;
假设三: 。
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下争辩。
①定性争辩:请你完成下表中内容。
试验步骤
(不要求写出具体操作过程)
预期的试验现象和结论
取确定量样品充分干燥,……
②定量争辩:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:
。
解析:(1)中,依据化学方程式,即可写出平衡常数表达式:K=。
(2)中,因平衡常数K只随温度转变而转变,当温度相同时,两份样品的溶液中K相同,而同浓度的Na2CO3溶液中c()更大,故PbSO4的转化率较大。
(3)中,利用争辩举例法,可得出假设二(全部为碱式碳酸铅),假设三(PbCO3和碱式碳酸铅)。
(4)由于从分解反应产物:PbCO3PbO+CO2↑,
2PbCO3·Pb(OH)23PbO+2CO2↑+H2O,可以知道,假设一与假设二、三的不同之处在于没有H2O生成,故试验时运用无水CuSO4检验分解产物中是否含有H2O即可。
假设一成立,则依据反应PbCO3PbO+CO2↑,26.7 mg PbCO3 的物质的量为n(PbCO3)==10-4 mol,而加热至质量不再转变时放出n(CO2)= <10-4mol,说明放出的气体不全是CO2。
答案:(1)
(2)Na2CO3 Na2CO3溶液中的c()大
(3)全部为碱式碳酸铅 PbCO3和碱式碳酸铅混合物
(4)①
试验步骤
(不要求写具体试验过程)
预期的试验现象和结论
充分加热样品,将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管
若无水硫酸铜不变蓝,则假设一成立;若无水硫酸铜变蓝,则假设一不成立
②同意,若全部为PbCO3时,26.7 mg完全分解后最终固体质量应为22.3 mg(或不同意,试验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大,可能是试验过程中产生的误差引起的)(合理答案均可)
6.(2022年北京理综,27,15分)有文献记载:在强碱条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比试验。
装置
试验
序号
试管中的药品
现象
试验Ⅰ
2 mL银氨溶液和数滴较浓NaOH
溶液
有气泡产生;一段时间后,溶液渐渐变黑;试管壁附着有银镜
试验Ⅱ
2 mL银氨溶液和数滴浓氨水
有气泡产生:一段时间后,溶液无明显变化
该同学欲分析试验Ⅰ和试验Ⅱ的差异,查阅资料:
a.[Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3·H2O
b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O
(1)配制银氨溶液所需的药品是 。
(2)经检验,试验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。
①用潮湿的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是 。
②产生Ag2O的缘由是 。
(3)该同学对产生银镜的缘由提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。试验及现象:向AgNO3溶液中加入 ,毁灭黑色沉淀,水浴加热,未毁灭银镜。
(4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用如图所示装置进行试验。现象:毁灭银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。
(5)该同学认为在(4)的试验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下试验:
①有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是 。
②试验结果证明假设成立,依据的现象是 。
(6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是 。
解析:(1)配制银氨溶液得向AgNO3溶液中滴加稀氨水,边滴边振荡,至最初产生的沉淀恰好溶解为止。所以配制所需药品为AgNO3溶液、稀氨水。
(2)①因NH3溶于水显碱性,使试纸变蓝。
②在NaOH存在下,加热促进了NH3·H2O分解逸出NH3,使平衡[Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3·H2O右移,c(Ag+)增大,生成AgOH,分解得到Ag2O沉淀。
(3)AgNO3溶液中加入NaOH溶液会生成AgOH,继而分解为Ag2O,当加入过量NaOH溶液时,若再毁灭银镜,则说明NaOH可还原Ag2O。
(4)由题意可知,所需装置条件为固+液加热,故可接受。
(5)①Ag2O溶解在氨水中生成了Ag(NH3)2OH。
②试验结果成立,即为Ag+被还原为Ag单质。
(6)清洗一般用浓HNO3。
答案:(1)AgNO3溶液、稀氨水
(2)①潮湿红色石蕊试纸变蓝
②在NaOH存在下,加热促进NH3·H2O分解逸出NH3,促使[Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3·H2O平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与OH-反应马上转化为Ag2O:2Ag++2OH-Ag2O↓+H2O
(3)过量NaOH溶液
(4)(其他合理答案也可)
(5)①Ag2O+4NH3·H2O2Ag(NH3)2OH+3H2O
②烧杯内试管内壁毁灭光亮的银镜
(6)Ag+2HNO3(浓)AgNO3+NO2↑+H2O
7.(2022年安徽理综,27,15分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1 kg样品中含SO2的质量计)。某争辩小组设计了如下两种试验流程:
(1)气体A的主要成分是 。为防止煮沸时发生暴沸,必需先向烧瓶中加入 ;通入N2的目的是
。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:
。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗。其操作方法是
。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案试验测定的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品w g,按乙方案测得消耗0.010 00 mol·L-1 I2溶液V mL,则1 kg样品中含SO2的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
解析:(1)样品(亚硫酸盐)中含有,与足量稀H2SO4反应生成SO2气体,煮沸时防止暴沸要向烧瓶中加入沸石(或碎瓷片),通N2的目的是使产生的SO2气体全部逸出。
(2)H2O2吸取SO2的离子反应方程式为:H2O2+SO22H++。
(3)向滴定管注入少量标准液,倾斜转动滴定管润洗全部内壁后,从尖嘴放出液体,重复操作2～3次。
(4)由于若用稀盐酸处理样品后,SO2气体中混有HCl气体,用碱液吸取时会生成Na2SO3和NaCl,用酸处理后,Na2SO3生成NaHSO3,但NaCl不与I2反应,所以对滴定结果无影响。
(5)乙方案的离子方程式为:+I2+H2O+2I-+3H+,又SO2～,所以SO2～～I2,则n(SO2)=n(I2)=
0.010 0 mol·L-1 V mL×10-3L·mL-1=10-5V mol,m(SO2)=6.4×10-4V g,则1 kg样品中含S
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
