(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(六十四)大題考法(2)定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)
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1、(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(六十四)大題考法(2)定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 1.某助熔劑具有較好的熱穩(wěn)定性,是兩種常見(jiàn)鈉鹽的混合物,其中一種組分是NaCl。為確定另一種組分X及其含量,甲、乙兩個(gè)小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。 (1)取適量樣品,注入裝置A中,測(cè)定組分X的化學(xué)式。 ①甲組用圖Ⅰ的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,則X的化學(xué)式是________。 ②乙組只用圖Ⅰ中裝置A和C進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到與甲組相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,則分液漏斗中盛裝的溶液應(yīng)換為_(kāi)_________,原因是___________________________________________。 (2
2、)甲、乙組分別用以下方法測(cè)定組分X的含量。 ①甲組用裝置A和圖Ⅱ中所示的部分裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)選擇必要的裝置,依次連接的合理順序?yàn)檠b置A后接________(填儀器接口的字母)。完成一組實(shí)驗(yàn),除樣品的質(zhì)量外,還需測(cè)定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有_______________________________________________。 ②乙組用酸堿滴定法測(cè)定X的含量。準(zhǔn)確稱取兩份樣品,滴入少量水潤(rùn)濕后,分別加入0.200 0 mol·L-1的鹽酸40.00 mL,加入2滴酚酞作為指示劑,用0.200 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定過(guò)量鹽酸至終點(diǎn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于下表中。 m試樣/g
3、 V(NaOH)/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 0.320 0 0.52 20.48 0.320 0 0.35 20.39 Ⅰ.滴定過(guò)程中選用的滴定管是________________。 Ⅱ.滴定至終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為_(kāi)________________________________________________。 Ⅲ.樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________________。 ③乙組測(cè)得的X含量比實(shí)際值偏高,可能的原因是_________(填字母)。 A.用NaOH溶液潤(rùn)洗滴定管 B.滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)仰視液面刻度 C.滴定時(shí)少量溶液濺出錐形瓶 D.滴定終點(diǎn)時(shí)滴
4、定管尖嘴部分出現(xiàn)氣泡 解析:(1)①與鹽酸反應(yīng)得到的氣體不能使品紅溶液褪色,而能使澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明生成的氣體為CO2,則該助熔劑中含有Na2CO3或NaHCO3,由于NaHCO3受熱易分解,熱穩(wěn)定性較差,所以X是Na2CO3。②乙組只用裝置A和C即可得到相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中只有CO2生成,則分液漏斗中應(yīng)盛裝稀硝酸,以排除亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉的影響。(2)①測(cè)定原理應(yīng)為向樣品中加入足量稀鹽酸,使Na2CO3完全反應(yīng)生成CO2,干燥后用堿石灰吸收,稱量盛堿石灰的干燥管實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量,二者之差即為生成的CO2的質(zhì)量。②NaOH溶液應(yīng)盛在堿式滴定管中,到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí),溶液由無(wú)色變成紅
5、色,且30秒內(nèi)不褪色。兩次滴定消耗NaOH溶液的體積的平均值為20.00 mL,則樣品消耗鹽酸n(HCl)=0.200 0 mol·L-1×0.040 00 L-0.200 0 mol·L-1×0.020 00 L=0.004 mol,n(Na2CO3)=n(HCl)=0.002 mol,則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=66.25%。③滴定時(shí),滴定管必須用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗,不會(huì)造成誤差,A項(xiàng)不符合題意;滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)仰視液面刻度,使所讀數(shù)值偏大,則樣品消耗鹽酸的體積偏小,最終結(jié)果偏小,B項(xiàng)不符合題意;溶液濺出錐形瓶,消耗NaOH溶液的體積偏小,則樣品消耗鹽酸的體積偏大,最終結(jié)果偏大,C
6、項(xiàng)符合題意;滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴部分出現(xiàn)氣泡,會(huì)造成鹽酸所消耗NaOH溶液的體積偏小,則樣品消耗鹽酸的體積偏大,最終結(jié)果偏大,D項(xiàng)符合題意。 答案:(1)①Na2CO3?、谙∠跛帷a2CO3和Na2SO3(或NaHSO3)分別與稀硝酸反應(yīng),裝置C中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同 (2)①e,f,d,c,d(其他合理答案也可) 盛裝堿石灰的干燥管實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量?、冖?堿式滴定管 Ⅱ.溶液由無(wú)色變成紅色,且30秒內(nèi)不褪色?、?66.25%?、跜D 2.(2019·天門模擬)工業(yè)用氧化鋁與焦炭在氮?dú)饬髦屑訌?qiáng)熱制備氮化鋁(AlN),氮化鋁樣品中含少量Al4C3、C、Al2O3雜質(zhì)。某實(shí)驗(yàn)小組擬測(cè)定a g氮化鋁
7、樣品中Al4C3含量并探究甲烷與氧化銅反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為CO2。 已知:(Ⅰ)AlN、Al4C3都能與水反應(yīng),分別生成NH3、CH4。 (Ⅱ)CH4還原氧化銅:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。 (1)裝置連接順序?yàn)?________________(按氣流從左至右)。 (2)寫(xiě)出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: AlN和稀硫酸反應(yīng):___________________________________________________; Al4C3與稀硫酸反應(yīng):___________________________________________________。 (3)有下
8、列操作步驟: ①緩緩向A中通入一定量的N2。 ②稱量B(酒精燈、木塊和鐵架臺(tái)除外),按順序組裝儀器,檢查裝置的氣密性,將樣品放入燒瓶中; ③點(diǎn)燃B處酒精燈; ④再次稱量B; ⑤從分液漏斗中緩慢滴入稀硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體為止; ⑥再次緩慢通入一定量的N2。 正確的操作順序是____________________;操作①的目的是________________________;若操作③與操作⑤順序顛倒, 將導(dǎo)致測(cè)得的Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (4)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明A中有NH生成:_____________________________
9、______________ ________________________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,測(cè)得B中固體質(zhì)量減少b g,則樣品中Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____ ×100%。 (6)通過(guò)測(cè)定C中生成BaCO3的質(zhì)量可以確定甲烷與氧化銅反應(yīng)是否有CO生成。實(shí)驗(yàn)完畢后,測(cè)得B中固體質(zhì)量減少bg;對(duì)C中混合物進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、干燥、稱重,當(dāng)m(BaCO3)=________g時(shí)(用含b表達(dá)式表示),表明氧化產(chǎn)物只有CO2。 解析:(1)A裝置中樣品與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生NH3和CH4,NH3溶
10、于A中的水溶液中,從A中出來(lái)的氣體有CH4和水蒸氣,經(jīng)過(guò)D裝置堿石灰的干燥得到干燥純凈的CH4,通入B裝置中與CuO反應(yīng)生成CO2,再將產(chǎn)生的CO2氣體通入濃Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2溶液變渾濁,故正確的順序?yàn)锳、D、B、C。(2)AlN和稀硫酸反應(yīng),可以先考慮AlN與水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鋁,然后氨氣和氫氧化鋁再與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和硫酸銨,再將兩個(gè)方程式相加可得對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlN+4H2SO4===Al2(SO4)3+(NH4)2SO4;同樣的道理可得Al4C3與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al4C3+6H2SO4===2Al2(SO4)3+3CH4↑。(3)組裝好裝置并檢查氣
11、密性,加入試劑,同時(shí)稱量B的質(zhì)量,然后向A中通入N2,排除裝置中的空氣,防止對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,然后點(diǎn)燃B處酒精燈,再用分液漏斗放出稀硫酸,產(chǎn)生氣體發(fā)生反應(yīng),待反應(yīng)結(jié)束后再通入N2,將CH4完全趕入B中反應(yīng),并將產(chǎn)生的CO2氣體全部排入濃Ba(OH)2溶液中,冷卻后再稱量B的質(zhì)量,所以正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序是:②①③⑤⑥④;操作①的目的是排出裝置內(nèi)的空氣,防止對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾;若操作③與操作⑤順序顛倒,在未加熱下CH4不會(huì)與CuO反應(yīng),而導(dǎo)致CH4的量損耗,從而所測(cè)Al4C3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。(5)B中固體質(zhì)量的減少就是CuO中O元素的質(zhì)量,所以O(shè)原子的物質(zhì)的量為 mol,所以CuO的物質(zhì)的量也為 mol,根據(jù)
12、CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O可知CH4的物質(zhì)的量為CuO的物質(zhì)的量的,即CH4的物質(zhì)的量為 mol,所以Al4C3的物質(zhì)的量為× mol= mol,其質(zhì)量為 mol×144 g·mol-1= g,Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 g÷a g×100%=×100%。(6)當(dāng)CH4的氧化產(chǎn)物只有CO2時(shí),根據(jù)方程式和第(5)問(wèn)可知CO2的物質(zhì)的量為CuO的物質(zhì)的量的四分之一,所以CO2的物質(zhì)的量為 mol,則生成的BaCO3沉淀的質(zhì)量為 mol×197 g·mol-1= g,故當(dāng)m(BaCO3)= g時(shí),CH4的氧化產(chǎn)物全為CO2。 答案:(1)ADBC (2)2AlN+4H2SO4===A
13、l2(SO4)3+(NH4)2SO4 Al4C3+6H2SO4===2Al2(SO4)3+3CH4↑ (3)②①③⑤⑥④ 排出裝置內(nèi)的空氣,防止對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾 偏小 (4)反應(yīng)完畢后,取少量A中溶液于試管,滴加濃NaOH溶液,加熱;用鑷子夾一塊濕潤(rùn)紅色石蕊試紙放在試管口正上方,試紙變藍(lán)色,則說(shuō)明A中有NH,否則沒(méi)有NH (5) (6) 3.氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機(jī)合成中的重要還原劑。某課題組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備氫化鋁鋰并測(cè)定其純度。已知: 氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生同一種氣體。 Ⅰ.制備氫化鋰 選擇圖1中的裝置制備氫化鋰(有些裝置可重復(fù)使用): (1)裝置的連接順序(
14、從左至右)為A→________________。 (2)檢查好裝置的氣密性,點(diǎn)燃酒精燈前需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是________________________________________________________________________。 (3)寫(xiě)出制備氫化鋰的化學(xué)方程式:__________________。 Ⅱ.制備氫化鋁鋰 1947年,Schlesinger、Bond和Finholt首次制得氫化鋁鋰,其方法是使氫化鋰與無(wú)水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合,攪拌,充分反應(yīng)后,經(jīng)一系列操作得到LiAlH4晶體。 (4)寫(xiě)出氫化鋰與無(wú)水三氯化鋁反應(yīng)的化學(xué)方程式:____
15、____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅲ.測(cè)定氫化鋁鋰產(chǎn)品(不含氫化鋰)的純度 (5)按圖2裝配儀器、檢查裝置氣密性并裝好試劑(Y形管中的蒸餾水足量,為了避免氫化鋁鋰遇水發(fā)生爆炸,蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑),啟動(dòng)反應(yīng)的操作是______________________。讀數(shù)之前,上下移動(dòng)量氣管右側(cè)的容器,使量氣管左、右兩側(cè)的液面在同一水平
16、面上,其目的是________________________________。 (6)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)前量氣管讀數(shù)為V1 mL,反應(yīng)完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2 mL。該樣品的純度為_(kāi)_____(用含a、V1、V2 的代數(shù)式表示)。如果起始讀數(shù)時(shí)俯視刻度線,測(cè)得的結(jié)果將________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。 解析:(1)氫化鋰遇水能夠劇烈反應(yīng),因此生成的氫氣需要干燥,并除去其中混有的H2S,因此需要先通過(guò)NaOH溶液除去硫化氫氣體,再通過(guò)濃硫酸干燥,然后在C裝置中發(fā)生反應(yīng)生成氫化鋰,為防止外界水蒸氣進(jìn)入裝置,后面需要接干燥裝置B,最后用排水集氣法收集未反應(yīng)的氫氣,裝置
17、的連接順序(從左至右)為A→D→B→C→B→E。(2)檢查好裝置的氣密性,點(diǎn)燃酒精燈前需要首先制備氫氣,并檢驗(yàn)氫氣的純度,因此進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為打開(kāi)裝置A中分液漏斗的活塞,一段時(shí)間后,用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗(yàn)純。(3)氫氣與鋰反應(yīng)制備氫化鋰的化學(xué)方程式為2Li+H22LiH。(4)氫化鋰與無(wú)水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合,充分反應(yīng)得到LiAlH4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4LiH+AlCl3===LiAlH4+3LiCl。(5)啟動(dòng)反應(yīng)時(shí)只需要傾斜Y形管,將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入a g產(chǎn)品中即可。讀數(shù)之前,上下移動(dòng)量氣管右側(cè)的容器,使量氣管左、右兩側(cè)的液面在同一水平面上,可以確保
18、量氣管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等,減少實(shí)驗(yàn)誤差。(6)氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應(yīng)并產(chǎn)生同一種氣體為氫氣,LiAlH4+4H2O===LiOH+Al(OH)3+4H2↑,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)前量氣管讀數(shù)為V1 mL,反應(yīng)完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2 mL,則生成的氫氣為(V2-V1)mL,根據(jù)方程式,LiAlH4的物質(zhì)的量為×,則樣品的純度=×100%=%。如果起始讀數(shù)時(shí)俯視刻度線,導(dǎo)致V1偏小,結(jié)果偏高。 答案:(1)D→B→C→B→E (2)打開(kāi)裝置A中分液漏斗的活塞,一段時(shí)間后,用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗(yàn)純 (3)2Li+H22LiH (4)4LiH+AlCl3==
19、=LiAlH4+3LiCl (5)傾斜Y形管,將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入a g產(chǎn)品中 確保量氣管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等 (6)% 偏高 4.(2018·天津高考)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測(cè)其含量,選用如下采樣和檢測(cè)方法。回答下列問(wèn)題: Ⅰ.采樣 采樣步驟: ①檢驗(yàn)系統(tǒng)氣密性;②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃; ③打開(kāi)抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣;④采集無(wú)塵、干燥的氣樣;⑤關(guān)閉系統(tǒng),停止采樣。 (1)A中裝有無(wú)堿玻璃棉,其作用為_(kāi)_______________。 (2)C中填充的干燥劑是(填標(biāo)號(hào))________。 a.堿石灰 b.無(wú)水CuS
20、O4 c.P2O5 (3)用實(shí)驗(yàn)室常用儀器組裝一套裝置,其作用與D(裝有堿液)相同,在虛線框中畫(huà)出該裝置的示意圖,標(biāo)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(cè)定 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO,加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液,加入v1 mL c1 mol·L-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過(guò)量)
21、,充分反應(yīng)后,用c2 mol·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗v2 mL。 (5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為_(kāi)_______________________________。 (6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有________________。 (7)滴定過(guò)程中發(fā)生下列反應(yīng): 3Fe2++NO+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O 則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_(kāi)________ mg·m-3。 (8)判斷下列情況對(duì)NOx含量測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“
22、無(wú)影響”)。 若缺少采樣步驟③,會(huì)使測(cè)定結(jié)果________。 若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會(huì)使測(cè)定結(jié)果________。 解析:(1)裝置A是過(guò)濾器,裝有無(wú)堿玻璃棉的作用是過(guò)濾除去粉塵。(2)C中填充的是干燥劑,除去H2O且不能與NOx反應(yīng),所以應(yīng)選有酸性、干燥能力強(qiáng)的P2O5。(3)D裝置中裝有堿液,用于除去NOx,作用與實(shí)驗(yàn)室中的洗氣瓶相同,該裝置的示意圖見(jiàn)答案。(4)煙道氣中有水,采樣步驟②加熱器將煙道氣加熱至140 ℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化為NO,H2O2的還原產(chǎn)物為H2O,離子方程式為2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O。(6)滴
23、定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、滴定管,因?yàn)樵摰味ㄒ撼仕嵝?,所以選用酸式滴定管。(7)滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng):3Fe2++NO+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O,Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,與Cr2O反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為6c2v2×10-3 mol,標(biāo)準(zhǔn)液中Fe2+的物質(zhì)的量為c1v1×10-3 mol,則與NO反應(yīng)的Fe2+的物質(zhì)的量為(c1v1-6c2v2)×10-3mol,NO的物質(zhì)的量為 mol,則v L氣樣中折合成NO2的含量為×46 g·mol-1××1 000 mg·g-1×1 000 L·m-3=×104 mg·m-3。(8
24、)若缺少采樣步驟③,系統(tǒng)內(nèi)存在空氣,會(huì)使收集的氣樣中NOx偏少,測(cè)定結(jié)果偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),溶液中的Fe2+濃度減小,消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小,使測(cè)定結(jié)果偏高。 答案:(1)除塵 (2)c (3) (4)防止NOx溶于冷凝水 (5)2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O (6)錐形瓶、酸式滴定管 (7)×104 (8)偏低 偏高 5.某淺綠色晶體X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學(xué)中常用作還原劑。為確定其組成,某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): Ⅰ.NH含量的測(cè)定 采用蒸餾法,蒸餾的裝置如圖所示。 相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟如下
25、: ①準(zhǔn)確稱取58.80 g晶體X,加水溶解后,將溶液注入三頸燒瓶中; ②準(zhǔn)確量取50.00 mL 3.030 mol·L-1 H2SO4溶液于錐形瓶中; ③向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液,通入氮?dú)?,加熱,蒸氨結(jié)束后取下錐形瓶; ④用0.120 mol·L-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過(guò)量的硫酸,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗25.00 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。 (1)儀器M的名稱為_(kāi)_______________。 (2)步驟③中,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。蒸氨結(jié)束后,為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”,“處理”
26、的操作方法是________________________________________________。 (3)步驟④中,若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出,則所測(cè)得的n(NH)的值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 Ⅱ.SO含量的測(cè)定 采用重量分析法,實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①另準(zhǔn)確稱取58.80 g晶體X于燒杯中,加水溶解,邊攪拌邊加入過(guò)量的BaCl2溶液; ②將得到的溶液用無(wú)灰濾紙(灰分質(zhì)量很小,可忽略)過(guò)濾,洗滌沉淀3~4次; ③用濾紙包裹好沉淀取出,灼燒濾紙包至濾紙完全灰化; ④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重,稱量,得沉淀質(zhì)量為69.90 g。 (4)步驟①中,判斷BaC
27、l2溶液已過(guò)量的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 (5)步驟②中,采用冷水洗滌沉淀,其主要目的是_______________________________ ________________________________________________________________________。 (6)結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ通過(guò)計(jì)算得出晶體X的化學(xué)式為_(kāi)_______________,實(shí)驗(yàn)Ⅰ的步驟①中,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________
28、_____________________________________________________________。 解析:(2)Fe2+與NaOH溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀,隨后被氧化為氫氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3;蒸氨結(jié)束后,直形冷凝管中會(huì)殘留一些液氨,會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生影響,因此為了減少實(shí)驗(yàn)誤差,還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”,“處理”的操作方法是用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2~3次,將洗滌液注入錐形瓶中。(3)步驟④中,若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出,消耗NaOH的量減少,則測(cè)定錐形瓶?jī)?nèi)溶液中剩余的硫酸的量減少,與氨氣反應(yīng)的硫酸
29、的量增多,造成所測(cè)n(NH)的值偏大。(5)用冷水洗滌可以降低固體的溶解度,減少固體的溶解。(6)過(guò)量的H+的物質(zhì)的量為0.120 mol·L-1×0.025 L=0.003 mol,與NH3反應(yīng)的H+的物質(zhì)的量為3.030 mol·L-1×0.05 L×2-0.003 mol=0.3 mol,即n(NH)=0.3 mol;69.90 g沉淀為BaSO4,則n(SO)==0.3 mol;利用電荷守恒:n(NH)+2n(Fe2+)=2n(SO),得n(Fe2+)=0.15 mol;再利用質(zhì)量守恒得m(H2O)=58.80 g-m(NH)-m(SO)-m(Fe2+)=16.2 g,則n(H2O)=
30、0.9 mol,故n(NH)∶n(Fe2+)∶n(SO)∶n(H2O)=2∶1∶2∶6,晶體X的化學(xué)式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O;將晶體(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O加水溶解后,NH、Fe2+水解顯酸性,相互抑制水解,但是NH起始濃度大,所以c(NH)>c(Fe2+),又由于SO不水解,所以c(SO)>c(NH),實(shí)驗(yàn)Ⅰ的步驟①中,溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)。 答案:(1)分液漏斗 (2)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2~3次,將洗滌液注入錐形瓶中
31、 (3)偏大 (4)待濁液分層后,向上層清液中加入1~2滴BaCl2溶液,若無(wú)白色渾濁出現(xiàn),則說(shuō)明BaCl2溶液已過(guò)量 (5)盡可能減少沉淀的溶解損失,減小實(shí)驗(yàn)誤差 (6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-) 6.碳酸鑭咀嚼片是一種不含鈣和鋁的磷酸鹽結(jié)合劑,用于慢性腎衰患者高磷血癥的治療。碳酸鑭可由LaCl3為原料來(lái)制備,整個(gè)反應(yīng)在較低的pH條件下進(jìn)行,避免生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3]。 (1)化學(xué)興趣小組利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室中用碳酸氫銨制備碳酸鑭。 ①儀器X的名稱為_(kāi)_______;檢驗(yàn)裝置甲氣
32、密性良好的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)中K1、K2打開(kāi)的先后順序?yàn)開(kāi)_________________;為保證碳酸鑭的純度,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題有____________________。 (2)碳酸鈉或碳酸氫鈉與氯化鑭反應(yīng)均可生成碳酸鑭。 ①為了高磷血癥患者的安全,通常選用碳酸氫鈉溶液,過(guò)程中會(huì)發(fā)生兩個(gè)
33、平行反應(yīng),其離子方程式為_(kāi)_______________________和________________________。 ②選擇碳酸氫鈉溶液制備碳酸鑭的優(yōu)點(diǎn)是____________________________________(任寫(xiě)一條)。 ③T ℃時(shí),碳酸鑭飽和溶液的濃度為1.0×10-7 mol·L-1,HCO的電離常數(shù)為6.0×10-11。請(qǐng)計(jì)算反應(yīng)2LaCl3+3NaHCO3La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl的平衡常數(shù)K=________。 ④利用手持技術(shù)測(cè)定溶液的pH從而監(jiān)控反應(yīng)過(guò)程,得到如圖曲線。請(qǐng)說(shuō)明bc段變化的原因:_________________
34、_______________。 (3)碳酸鑭(相對(duì)分子質(zhì)量為458)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取15.0 g產(chǎn)品試樣,溶于10.0 mL稀鹽酸中,加入10 mL NH3—NH4Cl緩沖溶液,加入0.2 g紫脲酸銨混合指示劑,用1.0 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈藍(lán)紫色(La3++H2Y2-===LaY-+2H+),消耗EDTA溶液60.00 mL。則產(chǎn)品中碳酸鑭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=________。 解析:(1)②氨氣極易溶于水,先通氨氣,在堿性條件下再通入二氧化碳,故實(shí)驗(yàn)中先打開(kāi)K2再打開(kāi)K1;為保證碳酸鑭的純度,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要控制NH3(或CO2)通入量。(2)①碳
35、酸氫鈉分別與La3+、H+反應(yīng),兩個(gè)平行反應(yīng)的離子方程式為2La3++3HCO=== La2(CO3)3↓+3H+和H++HCO===CO2↑+H2O;③反應(yīng)2LaCl3+3NaHCO3 La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl的離子方程式為2La3++3HCO===La2(CO3)3↓+3H+,T ℃時(shí),碳酸鑭飽和溶液的濃度為1.0×10-7 mol·L-1,則飽和溶液中c(La3+)=2c[La2(CO3)3]=2.0×10-7 mol·L-1,c(CO)=3c[La2(CO3)3]=3.0×10-7 mol·L-1,Ksp[La2(CO3)3]=c2(La3+)·c3(CO)
36、=(2.0×10-7)2×(3.0×10-7)3=1.08×10-33,HCO的電離常數(shù)為6.0×10-11,則反應(yīng)的平衡常數(shù)K====200。(3)滴定時(shí)消耗EDTA的物質(zhì)的量為60.00×10-3 L×1.0 mol·L-1=0.06 mol,根據(jù)反應(yīng)La3++H2Y2-===LaY-+2H+可知,La3+的物質(zhì)的量為0.06 mol,碳酸鑭的物質(zhì)的量為0.03 mol,產(chǎn)品中碳酸鑭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w=×100%=91.6%。 答案:(1)①球形干燥管 關(guān)閉活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗內(nèi)外形成液面差,一段時(shí)間后,液面差保持不變,說(shuō)明氣密性良好?、谙却蜷_(kāi)K2再打開(kāi)K1 控制NH3(或CO2)通入量 (2)①2La3++3HCO===La2(CO3)3↓+3H+ H++HCO===CO2↑+H2O ②碳酸氫鈉堿性相對(duì)較弱,可防止生成堿式碳酸鑭[La(OH)CO3] ③200 ④La3+完全沉淀,再滴入碳酸氫鈉,水解使溶液的堿性增強(qiáng),pH發(fā)生突躍 (3)91.6%
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