24．(2011全國(guó)II卷29)(15分)(注意：在試題卷上作答無(wú)效)

(1)下圖是用KMnO₄ 與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡(jiǎn)易裝置。

裝置B、C、D的作用分別是：

B_____________________________________________________________________；

C_____________________________________________________________________；

D______________________________________________________________________；

(2)在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量NO氣體。

①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)易裝置是_________(填序號(hào))；

②根據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)：

③簡(jiǎn)單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象______________________________________________。

答案：(1)向上排氣收集氯氣　　 安全作用，防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中　　 吸收尾氣，防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 (2)①I(mǎi) ②

③反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，A中銅表面出現(xiàn)無(wú)色小氣泡，反應(yīng)速率逐漸加快；A管上部空間由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\棕紅色，隨反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o(wú)色；A中的液體由無(wú)色變?yōu)闇\藍(lán)色；B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯C中。

23.(2011海南，9分)硫酸亞鐵銨[(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O]為淺綠色晶體，實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來(lái)制備，其步驟如下：

步驟1　 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污，分離出液體，用水洗凈鐵屑。

步驟2　 向處理過(guò)的鐵屑中加入過(guò)量的3mol·L^-1H₂SO₄溶液，在60℃左右使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體，趁熱過(guò)濾，得FeSO₄溶液。

步驟3　 向所得FeSO₄溶液中加入飽和(NH₄)₂SO₄溶液，經(jīng)過(guò)“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)　　　　　 在步驟1的操作中，下列儀器中不必用到的有__________(填儀器編號(hào))

①鐵架臺(tái)　 ②燃燒匙　 ③錐形瓶 ④廣口瓶 ⑤研缽　 ⑥ 玻璃棒　 ⑦　 酒精燈

(2)　　　　　 在步驟2中所加的硫酸必須過(guò)量，其原因是_______；

(3)　　　　　 在步驟3中，“一系列操作”依次為_(kāi)_____、_______和過(guò)濾；

(4)　　　　　 本實(shí)驗(yàn)制得的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe³⁺雜質(zhì)。檢驗(yàn)Fe³⁺常用的試劑是______，可以觀察到得現(xiàn)象是________。

[答案](1)②④⑤；(2)抑制亞鐵離子的水解和氧化；(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；(4)KSCN溶液，溶液顯血紅色

命題立意：實(shí)驗(yàn)綜合能力考查，本題考查點(diǎn)有溶液加熱、過(guò)濾、固體溶解、蒸發(fā)(防水解)、結(jié)晶等一系列實(shí)驗(yàn)。

解析：步驟1是溶液加熱和過(guò)濾操作，用不到②④⑤；亞鐵離子在加熱過(guò)程中有水解，因而要加酸抑制亞鐵離子的水解；步驟3是抑制亞鐵離子的水解下的蒸發(fā)與結(jié)晶過(guò)程；

[思維拓展]實(shí)驗(yàn)綜合題不僅僅要考查操作方面的內(nèi)容，也考查一些理論知識(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的運(yùn)用，因而實(shí)驗(yàn)綜合題歷來(lái)是高考中的難點(diǎn)。操作要點(diǎn)在平時(shí)復(fù)習(xí)中注意積累，分析過(guò)程中可能要注意的問(wèn)題，要緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�多方面考慮，才可確保萬(wàn)無(wú)一失。

22.(2011新課標(biāo)全國(guó)，15分)

　　 氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)請(qǐng)選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序?yàn)開(kāi)_______(填儀器接口的字母編號(hào))

(2)根據(jù)完整的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開(kāi)分液漏斗活塞；_________(請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào))。

A.加熱反應(yīng)一段時(shí)間　　　　　　　　　　　　 B.收集氣體并檢驗(yàn)其純度

C.關(guān)閉分液漏斗活塞　　　　　　　　　　　　 D.停止加熱，充分冷卻

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此斷，上述實(shí)驗(yàn)確有CaH₂生成。

① 寫(xiě)出CaH₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式 ___________________

②該同學(xué)的判斷不正確，原因是_________________

(4)請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象___________。

(5)登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是____________。

①H₂(g)+1/2O₂(g)＝H₂O(l)　 △H＝-285.8kJ·mol^-1；

解析：(1)鈣屬于極活潑的金屬，極易與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，而制備的氫氣中會(huì)混有水蒸氣和氯化氫，所以在與鈣化合之前需要除雜和干燥，分別選用試劑是氫氧化鈉和濃硫酸；同時(shí)為防止空氣中水蒸氣進(jìn)入，最后還需要連接干燥管，所以正確的順序?yàn)椋篿→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a；

(2)由于多余的氫氣需要燃燒反應(yīng)掉，所以應(yīng)該先收集一部分氣體并檢驗(yàn)其純度，反應(yīng)結(jié)束后還需要使氫化鈣在氫氣的氛圍中冷卻，所以應(yīng)該最后關(guān)閉分液漏斗活塞，因此正確的順序?yàn)锽ADC；

(3)氫化鈣中H顯－1價(jià)，極易與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，方程式為：CaH₂+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑；因?yàn)榻饘兮}與水反應(yīng)也會(huì)生成氫氧化鈣和氫氣，同樣會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象，所以該同學(xué)的判斷不正確。

(4)由于氫化鈣中含有氫元素，因此氫化鈣的燃燒產(chǎn)物有水，所以可以利于無(wú)水硫酸銅進(jìn)行檢驗(yàn)其燃燒產(chǎn)物。

(5)氫氣是氣體不方便攜帶，而氫化鈣是固體，便于攜帶。

答案：(1)→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a；(2)BADC；

(3)①CaH₂+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑；

　　 ②金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象；

(4)取適量氫化鈣，在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)氣相產(chǎn)物通過(guò)裝有無(wú)水硫酸銅的干燥管，觀察到白色變?yōu)樗{(lán)色；取鈣做類似實(shí)驗(yàn)，觀察不到白色變?yōu)樗{(lán)色。

(5)氫化鈣是固體，攜帶方便。

21.(2011重慶，15分)固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成，可與水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，甲組同學(xué)用題27圖裝置(夾持裝置略)對(duì)其進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。

(1)儀器B的名稱是____________。

(2)試驗(yàn)中，Ⅱ中的試紙變藍(lán)，Ⅳ中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成，則Ⅲ中的試劑為

__________________；Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________；Ⅴ中的試劑為_(kāi)___________________。

(3)乙組同學(xué)進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，但裝置連接順序?yàn)棰?-Ⅲ--Ⅳ--Ⅱ--Ⅴ--Ⅵ，此時(shí)Ⅱ中現(xiàn)象為_(kāi)_______，原因是__________________。

(4)經(jīng)上述反應(yīng)，2.5g 化合物A理論上可得0.56L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)M；則A的化學(xué)式為_(kāi)_______________。

解析：本題考察常見(jiàn)儀器的識(shí)別、試劑的選擇、裝置的連接以及有關(guān)計(jì)算和判斷。

(1)由圖不難看出B是分液漏斗；

(2)使干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)的是堿性氣體，中學(xué)化學(xué)中涉及到的只有氨氣，即A與水反應(yīng)生成氨氣，因此A中含有N元素。Ⅳ中黑色CuO粉末逐漸變?yōu)榧t色，說(shuō)明CuO被還原生成單質(zhì)銅，因?yàn)樵诟邷叵掳睔饪梢员谎趸�生成氣體M，而M可用排水法收集，因此M為氮?dú)�，反�?yīng)的方程式為3CuO+2NH₃3Cu+3H₂O+N₂↑。氨氣在通過(guò)CuO之前必需進(jìn)行干燥，干燥氨氣只能用堿石灰，即Ⅲ中的試劑為堿石灰。因?yàn)榘睔馐沁^(guò)量的，因此在收集氮?dú)庵�前需要先除去氨氣，可用濃硫酸吸收多于的氨氣，即Ⅴ中的試劑為濃硫酸�?/p>

(3)如果氨氣先干燥然后再通過(guò)熱的CuO，氧化還原反應(yīng)照樣發(fā)生，由于成為有水生成，因此過(guò)量的氨氣和水照樣會(huì)使干燥紅色石蕊試紙變藍(lán)。

(4)2.5g 化合物A生成氨氣的物質(zhì)的量為0.025mol，所含N原子的質(zhì)量是0.025mol×28g·mol^－1＝0.7g，因此另一種元素原子的質(zhì)量是2.5g－0.7g＝1.8g。若該元素顯+1價(jià)，則其原子的式量是

；若該元素顯+2價(jià)，則其原子的式量是；若該元素顯+3價(jià)，則其原子的式量是。顯然只有第二種情況成立，即該化合物是Mg₃N₂。

答案：(1)分液漏斗

　　 (2)堿石灰　 CuO+2NH₃3Cu+3H₂O+N₂↑

　　 (3)試紙變藍(lán)　 CuO與氨氣反應(yīng)生成的水和未反應(yīng)的氨氣形成氨水，使試紙變藍(lán)

　　 (4)Mg₃N₂

20.(2011天津，18分)某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知一條合成路線：

　CO的制備原理：HCOOHCO↑+H₂O，并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置(如下圖)

請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

(1)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇，從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫(xiě)出化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　 　，　　　　　　　　　　　　 。

(2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a和b的作用分別是　　　 　，　　 　　　　　；

C和d中承裝的試劑分別是　　　　　　　 ，　　　　　　　　　　　　　 。若用以上裝置制備H₂， 氣體發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器名稱是 　　　　　　　　　　　；在虛線框內(nèi)畫(huà)出收集干燥H₂的裝置圖。

(3)制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO₂、CO₂及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體，混合氣體通過(guò)試劑的順序是________________(填序號(hào))

①飽和Na₂SO₃溶液　　　　　　 ②酸性KMnO₄溶液　　　 ③石灰水

④無(wú)水CuSO₄　　　　　　　　 ⑤品紅溶液

(4)合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng)，為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是______________。

a. 低溫、高壓、催化劑　　　　　　　 b. 適當(dāng)?shù)臏囟取⒏邏�、催化�?/p>

c. 常溫、常壓、催化劑　　　　　　　 d. 適當(dāng)?shù)臏囟�、常壓、催化�?/p>

(5)正丁醛經(jīng)催化劑加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，為純化1-丁醇，該小組查閱文獻(xiàn)得知：①R-CHO+NaHSO₃(飽和)→RCH(OH)SO₃Na↓；②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計(jì)出如下提純路線：

試劑1為_(kāi)________，操作1為_(kāi)_______，操作2為_(kāi)______，操作3為_(kāi)______。

解析：(1)氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過(guò)置換反應(yīng)制備，氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應(yīng)不能產(chǎn)生氫氣，方程式為Zn+2HCl＝ZnCl₂+H₂↑；2-丙醇通過(guò)消去反應(yīng)即到達(dá)丙烯，方程式為：

(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；

(2)甲酸在濃硫酸的作用下通過(guò)加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產(chǎn)生的CO中必然會(huì)混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸。又因?yàn)榧姿嵋兹苡谒�，所以必需防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過(guò)濃硫酸干燥CO。為了使產(chǎn)生的氣體能順利的從發(fā)生裝置中排出，就必需保持壓強(qiáng)一致，因此a的作用是保持恒壓；若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，所以此時(shí)發(fā)生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶；氫氣密度小于空氣的，因此要收集干燥的氫氣，就只能用向下排空氣法，而不能用排水法收集；

(3)檢驗(yàn)丙烯可以用酸性KMnO₄溶液，檢驗(yàn)SO₂可以用酸性KMnO₄溶液褪色、品紅溶液或石灰水，檢驗(yàn)CO₂可以石灰水，檢驗(yàn)水蒸氣可以無(wú)水CuSO₄，所以在檢驗(yàn)這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序。只要通過(guò)溶液，就會(huì)產(chǎn)生水蒸氣，因此先檢驗(yàn)水蒸氣；然后檢驗(yàn)SO₂并在檢驗(yàn)之后除去SO₂，除SO₂可以用飽和Na₂SO₃溶液，最后檢驗(yàn)CO₂和丙烯，因此順序?yàn)棰堍茛佗冖?或④⑤①③②)；

(4)由于反應(yīng)是一個(gè)體積減小的可逆反應(yīng)，所以采用高壓，有利于增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率；正向反應(yīng)是放熱反應(yīng)，雖然低溫有利于提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但不利于增大反應(yīng)速率，因此要采用適當(dāng)?shù)臏囟�；催化劑不能提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，但有利于增大反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需要的時(shí)間，故正確所選項(xiàng)是b；

(5)粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO₃溶液形成沉淀，然后通過(guò)過(guò)濾即可除去；由于飽和NaHSO₃溶液是過(guò)量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇。因?yàn)?-丁醇，和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，因此可以利用蒸餾將其分離開(kāi)。

答案：(1)Zn+2HCl＝ZnCl₂+H₂↑；(CH₃)₂CHOHCH₂＝CHCH₃↑+H₂O；

　　 (2)恒壓　 防倒吸　 NaOH溶液　 濃硫酸　 分液漏斗　 蒸餾燒瓶　

　 　　(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)；

　　 (4)b

　　 (5)飽和NaHSO₃溶液　 過(guò)濾　 萃取　 蒸餾

19.(2011山東高考30，14分)實(shí)驗(yàn)室以含有Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^－、SO₄^2－、Br^－等離子的鹵水為主要原料制備無(wú)水CaCl₂和Br₂，流程如下：

(1)操作Ⅰ使用的試劑是　　　　 ，所用主要儀器的名稱是　　　　　　 　。

(2)加入溶液W的目的是　　　 。用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH，可以除去Mg²⁺。由表中數(shù)據(jù)可知，理論上可選擇pH最大范圍是　　　　 　。酸化溶液Z時(shí)，使用的試劑為 　　　。

　(3)實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO₂氣體，下列裝置中合理的是　　　　　 。

(4)常溫下，H₂SO₃的電離常數(shù)，，H₂CO₃的電離常數(shù)，。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃：將SO₂和CO₂氣體分別通入水中至飽和，立即用酸度計(jì)測(cè)兩溶液的pH，若前者的pH小于后者，則H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不正確，錯(cuò)誤在于　　　　　　 。

設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃(簡(jiǎn)要說(shuō)明實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論)。　　　　　　　　 。儀器器自選。

供選的試劑：CO₂、SO₂、Na₂CO₃、NaHCO₃、KMnO₄、NaHSO₃、蒸餾水、飽和石灰水、酸性KMnO₄ 溶液、品紅溶液、pH試紙。

解析：本題主要考察常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、儀器的使用、離子的除雜和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，綜合性強(qiáng)。

(1)氯氣具有強(qiáng)氧化性，通入氯氣后可以將溶液中的Br^－氧化溴單質(zhì)，因?yàn)閱钨|(zhì)溴極易溶于有機(jī)溶劑，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要儀器是分液漏斗。由流程圖可知單質(zhì)溴在下層，因此該有機(jī)溶劑的密度要比水的大且不溶于水，所以該試劑是CCl₄；

(2)由于SO₄^2－會(huì)與Ca²⁺結(jié)合形成微溶性的硫酸鈣而影響氯化鈣的制備，因此必需除去；由表中數(shù)據(jù)可知pH大于11時(shí)Mg²⁺沉淀完全，pH大于12.2時(shí)，Ca²⁺開(kāi)始沉淀，所以理論上可選擇pH最大范圍是11.0≤pH＜12.2；因?yàn)椴荒芤�入新的雜質(zhì)，所以酸化溶液Z時(shí)，使用的試劑應(yīng)該為鹽酸。

(3)實(shí)驗(yàn)室制取CO₂的特點(diǎn)是固體和液體反應(yīng)且不需要加熱，由于鹽酸易揮發(fā)，因此在收集之前需要出去揮發(fā)出HCl氣體，因?yàn)镃O₂的密度大于空氣中的，所以采用向上排空氣發(fā)收集CO₂氣體。若采用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，長(zhǎng)頸漏斗的下端必需插入到溶液中，以防止CO₂氣體從長(zhǎng)頸漏斗中揮發(fā)出來(lái)，因此選項(xiàng)b、d正確。

(4)H₂SO₃和H₂CO₃均屬于二元酸，要想通過(guò)比較二者的pH來(lái)驗(yàn)證二者的酸性強(qiáng)弱，必需使二者的濃度相同，但是SO₂和CO₂氣體溶于水后的飽和溶液其濃度顯然不相等(因?yàn)槎�者的溶解度不�?，所以該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不正確；要檢驗(yàn)酸性強(qiáng)弱，可以采用多種方法，例如利用水解原理(酸越弱相應(yīng)的強(qiáng)堿鹽就越易水解)，也可以利用較強(qiáng)的酸制取較弱的酸來(lái)檢驗(yàn)。由于SO₂和CO₂氣體均可以使飽和石灰水編混濁，所以CO₂氣體在通入飽和石灰水之前必需除去CO₂氣體中混有的SO₂氣體。

答案：(1)四氯化碳；分液漏斗

(2)除去溶液中的SO₄^2－；11.0≤pH＜12.2；鹽酸

(3)b、d

(4)用于比較pH的兩種酸的物質(zhì)的量濃度不相等；參考方案如下：

方案一：配制相同物質(zhì)的量濃度的NaHSO₃和NaHCO₃溶液，用酸度計(jì)(或pH試紙)測(cè)兩溶液的pH。前者的pH小于后者，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃。

方案二：將SO₂氣體依次通過(guò)NaHCO₃(Na₂CO₃)溶液、酸性KMnO₄溶液、品紅溶液、澄清石灰水。品紅溶液不褪色、且澄清石灰水變混濁，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃。

方案三：將CO₂氣體依次通過(guò)NaHSO₃(Na₂SO₃)溶液、品紅溶液。品紅溶液不褪色，證明H₂SO₃酸性強(qiáng)于H₂CO₃。

18、(2011廣東高考33，17分)某同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，欲配制1.0mol•L^-1Ba(OH)₂溶液，但只找到在空氣中暴露已久的Ba(OH)₂·8H₂O試劑(化學(xué)式量：315)。在室溫下配制溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)所取試劑在水中僅部分溶解，燒杯中存在大量未溶物。為探究原因，該同學(xué)查得Ba(OH)₂·8H₂O在283K、293K和303K時(shí)的溶解度(g/100g H₂O)分別為2.5、3.9和5.6。

(1)燒杯中未溶物可能僅為BaCO₃，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)假設(shè)試劑由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃組成，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行成分檢驗(yàn)。在答題卡上寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(不考慮結(jié)晶水的檢驗(yàn)；室溫時(shí)BaCO₃飽和溶液的pH=9.6)

限選試劑及儀器：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH計(jì)、燒杯、試管、帶塞導(dǎo)氣管、滴管

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢�，靜置，過(guò)濾，得濾液和沉淀。
步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸。
步驟3：取適量步驟1中的沉淀于是試管中，　　　　　 。
步驟4：

(3)將試劑初步提純后，準(zhǔn)確測(cè)定其中Ba(OH)₂·8H₂O的含量。實(shí)驗(yàn)如下：

①配制250ml 約0.1mol•L^-1Ba(OH)₂溶液：準(zhǔn)確稱取w克試樣，置于燒杯中，加適量蒸餾水，　　　　　 ，將溶液轉(zhuǎn)入　　　　　　 ，洗滌，定容，搖勻。

②滴定：準(zhǔn)確量取25.00ml所配制Ba(OH)₂溶液于錐形瓶中，滴加指示劑，將 　　　　　　(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)mol•L^-1鹽酸裝入50ml酸式滴定管，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗鹽酸Vml。

③ 計(jì)算Ba(OH)₂·8H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=　　　 (只列出算式，不做運(yùn)算)

(4)室溫下，　　 (填“能”或“不能”) 配制1.0 mol•L^-1Ba(OH)₂溶液

解析：本題考察常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)、儀器和試劑的選擇、一定物質(zhì)的量濃度的配制以及有關(guān)計(jì)算。

(1)Ba(OH)₂屬于強(qiáng)堿，易吸收空氣中的水蒸氣和CO₂形成難溶的BaCO₃沉淀，因此長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中時(shí)Ba(OH)₂就有可能轉(zhuǎn)化為BaCO₃。

(2)Ba(OH)₂易溶于水，所以濾液中含有Ba²⁺，因此滴加稀硫酸使會(huì)產(chǎn)生白色沉淀BaSO₄；要想驗(yàn)證沉淀為BaCO₃，可以利用其能與酸反應(yīng)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的CO₂氣體；為進(jìn)一步證明試劑是是否還有Ba(OH)₂·8H₂O，可以取步驟1中的濾液，用pH計(jì)測(cè)其pH值，若pH＞9.6，即證明濾液不是純BaCO₃溶液，即證明是由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃組成，假設(shè)成立。

(3)①由于試樣中含有難溶性的BaCO₃，因此加水溶解后要過(guò)濾，且冷卻后在轉(zhuǎn)移到250ml容量瓶中；

②Ba(OH)₂溶液的濃度約為0.1mol•L^-1，體積是25ml，由于酸式滴定管的容量是50ml，因此鹽酸的濃度至少應(yīng)該是0.1 mol•L^-1的，若鹽酸的濃度過(guò)大，反應(yīng)過(guò)快，不利于控制滴定終點(diǎn)，所以選擇0.1980 mol•L^-1的鹽酸最恰當(dāng)。

③消耗鹽酸的物質(zhì)的量是0.1980×V×10^－3mol，所以25.00ml溶液中含有Ba(OH)₂的物質(zhì)的量是，所以w克試樣中Ba(OH)₂的質(zhì)量是，故Ba(OH)₂·8H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=。

(4)若配制1L1.0 mol•L^-1Ba(OH)₂溶液，則溶液中溶解的Ba(OH)₂·8H₂O的質(zhì)量是315g，所以此時(shí)的溶解度約是 g/100g H₂O，而在常溫下Ba(OH)₂·8H₂O是3.9 g/100g H₂O，顯然不可能配制出1.0 mol•L^-1Ba(OH)₂溶液。

答案：(1)由于Ba(OH)₂·8H₂O與收空氣中的CO₂反，所取試劑大部分已變質(zhì)為BaCO₃，未變質(zhì)的Ba(OH)₂·8H₂O在配制溶液時(shí)能全部溶解。

(2)

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量試劑于潔凈燒杯中，加入足量蒸餾水，充分?jǐn)嚢瑁�靜置，過(guò)濾，得濾液和沉淀。
步驟2：取適量濾液于試管中，滴加稀硫酸。	出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明該試劑中有Ba2+存在
步驟3：取適量步驟1中的沉淀于是試管中，滴加稀鹽酸，連接帶塞導(dǎo)氣管將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)入澄清石灰水中。	澄清石灰水變混濁。說(shuō)明該試劑中含有BaCO3
步驟4：取步驟1中的濾液于燒杯中，用pH計(jì)測(cè)定其pH值。	PH值明顯大于9.6，說(shuō)明該試劑中含有Ba(OH)2。

(3)①攪拌溶解　 250ml容量瓶中　 ②0.1980

③

(4)不能。

17.(2011福建高考25，16分)

化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：

查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體生成。

Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)

　 取適量牙膏樣品，加水成分?jǐn)嚢�、過(guò)濾。

(1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________________。

(2)往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_______________________________。

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定

利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題：

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有：_________________________________。

(4)C中反應(yīng)生成BaCO₃的化學(xué)方程式是________________________________。

(5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是_____________(填標(biāo)號(hào))。

a.在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體

b.滴加鹽酸不宜過(guò)快

c.在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d.在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO₃平均質(zhì)量為3.94g 。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)________。

(7)有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是_________________________。

解析：(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)，要求基礎(chǔ)。

Al(OH)₃+OH^－＝[Al(OH)₄]^－或Al(OH)₃　+OH^－＝AlO₂^－+2H₂O

(2)生成的是NaAlO₂溶液，通入CO₂氣體有Al(OH)₃白色沉淀生成，并且生成NaHCO₃，加入鹽酸有CO₂氣體產(chǎn)生、Al(OH)₃沉淀溶解。學(xué)生完整描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要比較扎實(shí)的基本功。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba(OH)₂溶液吸收。這樣設(shè)問(wèn)學(xué)生經(jīng)常接觸。

(4)CO₂+Ba(OH)₂＝BaCO₃↓+H₂O，基礎(chǔ)簡(jiǎn)單的方程式書(shū)寫(xiě)。

(5)在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，會(huì)影響測(cè)量，滴加鹽酸不宜過(guò)快，保證生成的CO₂完全被吸收。在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，因?yàn)檎麄�(gè)裝置中不需要干燥，有水份不會(huì)影響CO₂吸收。在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，C瓶中是足量Ba(OH)₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂吸收，所以不需要除去CO₂中的HCl，選cd。

(6)BaCO₃質(zhì)量為3.94g ，n(BaCO₃)=0.0200mol， 則n(CaCO₃)=0.0200mol，質(zhì)量為2.00g，則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。此問(wèn)計(jì)算比較簡(jiǎn)單。

(7)Ba(OH)₂溶液還吸收了水蒸氣、氯化氫氣體等，造成質(zhì)量偏大，所以可以回答B(yǎng)中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中。

本題取材牙膏摩擦劑的探究實(shí)驗(yàn)，其中第(5)(7)小問(wèn)出的不錯(cuò)，第(5)小問(wèn)考查影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的因素探討，對(duì)學(xué)生的能力有較高的要求。第(7)小問(wèn)設(shè)置有臺(tái)階，降低了難度，若將“結(jié)果明顯偏高增加”設(shè)置成填空可能會(huì)更好。

答案：(1)Al(OH)₃+OH^－＝[Al(OH)₄]^－或Al(OH)₃　+OH^－＝AlO₂^－+2H₂O

　　　 (2)通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體生成、沉淀溶解；

　　　 (3)把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba(OH)₂溶液吸收

　　　 (4)CO₂+Ba(OH)₂＝BaCO₃↓+H₂O

　　　 (5)c、d

　　　 (6)25%

　　　 (7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案)

16.(2011北京高考27，15分)

甲、乙兩同學(xué)為探究SO₂與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO_3­沉淀，用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置和A中加熱裝置已略，氣密性已檢驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象：

(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________。

(2)C中白色沉淀是__________________，該沉淀的生成表明SO₂具有___________性。

(3)C中液面上方生成淺棕色氣體的化學(xué)方程式是_____________________。

(4)分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因，甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng)，乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)。

1為證實(shí)各自的觀點(diǎn)，在原實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上：

甲在原有操作之前增加一步操作，該操作是_____________;

乙在A、B間增加洗氣瓶D，D中盛放的試劑是_____________。

2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B中現(xiàn)象：

檢驗(yàn)白色沉淀，發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸。結(jié)合離子方程式解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象異同的原因：__________。

　(5)合并(4)中兩同學(xué)的方案進(jìn)行試驗(yàn)。B中無(wú)沉淀生成，而C中產(chǎn)生白色沉淀，由此得出的結(jié)論是_______________。

解析：(1)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，在加熱時(shí)可以氧化單質(zhì)銅，生成硫酸銅、二氧化硫和水，方程式為2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；

(2)SO₂溶于水顯酸性，而在酸性條件下NO₃^－具有氧化性可將SO₂氧化成硫酸，從而生成既不溶于水也不溶于酸的硫酸鋇沉淀，這說(shuō)明SO₂具有還原性；而NO₃^－被還原成NO氣體，由于試劑瓶中的空氣將NO氧化成NO₂，因此會(huì)出現(xiàn)淺棕色氣體，方程式為2NO+O₂=2NO₂；

(3)見(jiàn)解析(2)

(4)①要排除空氣參與反應(yīng)，可在反應(yīng)之前先通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，將裝置中的空氣排出；由于銅和濃硫酸反應(yīng)放熱，因此產(chǎn)生的白霧中含有硫酸，為防止硫酸干擾后面的反應(yīng)，需要飽和的NaHSO₃溶液除去二氧化硫中混有的硫酸雜質(zhì)；②甲僅僅是排除了空氣，但并沒(méi)有除去二氧化硫中混有的硫酸，因此會(huì)產(chǎn)生大量沉淀，方程式為SO₄^2－+Ba²⁺=BaSO₄↓；而乙雖然排除了二氧化硫中混有的硫酸，但沒(méi)有排盡空氣，由于在溶液中空氣可氧化二氧化硫生成硫酸，所以也會(huì)生成硫酸鋇沉淀，方程式為2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O=2BaSO₄+4H⁺。但由于白霧的量要遠(yuǎn)多于裝置中氧氣的量，所以產(chǎn)生的沉淀少。

(5)通過(guò)以上分析不難得出SO₂與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽不能反應(yīng)生成白色BaSO_3­沉淀。

答案：(1)2H₂SO₄(濃)+CuCuSO₄+2H₂O+2SO₂↑；

　 　(2)BaSO₄　　 還原

　　 (3)2NO+O₂=2NO₂；

　　 (4)①通N₂一段時(shí)間，排除裝置的空氣　　 飽和的NaHSO₃溶液

　　　　 ②甲：SO₄^2－+Ba²⁺=BaSO₄↓；乙：2Ba²⁺+2SO₂+O₂+2H₂O=2BaSO₄+4H⁺；白霧的量要遠(yuǎn)多于裝置中氧氣的量

　 (5)SO₂與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽不能反應(yīng)生成BaSO_3­沉淀

15.(2011安徽高考27，14分)

MnO₂是一種重要的無(wú)機(jī)功能材料，粗MnO₂的提純是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了將粗MnO₂(含有較多的MnO和MnCO₃)樣品轉(zhuǎn)化為純MnO₂實(shí)驗(yàn)，其流程如下：

(1)第①步加稀H₂SO₄時(shí)，粗MnO₂樣品中的　　　　 (寫(xiě)化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。

(2)第②步反應(yīng)的離子方程式

　　　 +ClO₃^－+　　 　＝MnO₂+Cl₂↑+　　 　。

(3)第③步蒸發(fā)操作必需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、　 　　　、　 　　　、　 　　　，已知蒸發(fā)得到的固體中有NaClO₃和NaOH，則一定還有含有　　　　 (寫(xiě)化學(xué)式)。

(4)若粗MnO₂樣品的質(zhì)量為12.69g，第①步反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾得到8.7g MnO₂，并收集到0.224LCO₂(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則在第②步反應(yīng)中至少需要　　　　 mol NaClO₃

解析：本題通過(guò)MnO₂的提純綜合考察了常見(jiàn)的基本實(shí)驗(yàn)操作、氧化還原方程式的配平、產(chǎn)物的判斷及有關(guān)計(jì)算。

(1)MnO₂不溶于硫酸，所以加稀硫酸時(shí)樣品中的MnO和MnCO₃分別和硫酸反應(yīng)生成可溶性的MnSO₄，所以答案是粗MnO₂樣品中的MnO和MnCO₃轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)；

(2)MnSO₄要轉(zhuǎn)化為MnO₂，需失去電子，故需要加入NaClO₃做氧化劑，依據(jù)得失電子守恒可以配平，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式是：5MnSO₄+2NaClO₃+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+Na₂SO₄+4H₂SO₄，因此反應(yīng)的離子方程式是：5Mn²⁺+2ClO₃^－+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；

(3)第③屬于蒸發(fā)，所以所需的儀器有鐵架臺(tái)(含鐵圈)、酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；Cl₂通入熱的NaOH溶液中一定發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且氯氣既做氧化劑又做還原劑，NaClO₃屬于氧化產(chǎn)物，因此一定有還原產(chǎn)物NaCl；

(4)由題意知樣品中的MnO和MnCO₃質(zhì)量為12.69g－8.7 g＝3.99g。由方程式H₂SO₄+MnCO₃=MnSO₄+H₂O+CO₂↑可知MnCO₃的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為115g/mol×0.01mol ＝1.15g，所以MnO的質(zhì)量為3.99g－1.15g＝2.84g，其物質(zhì)的量為，因此與稀硫酸反應(yīng)時(shí)共生成MnSO₄的物質(zhì)的量為0.05mol，根據(jù)方程式5MnSO₄+2NaClO₃+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+Na₂SO₄+4H₂SO₄，可計(jì)算出需要NaClO₃的物質(zhì)的量為0.02mol。

答案：(1)MnO和MnCO₃；

(2)5Mn²⁺+2ClO₃^－+4H₂O=5MnO₂+Cl₂↑+8H⁺；

(3)酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒；NaCl；

(4)0.02mol。