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【原创】高三理综实验专题之化学(10)Word版含答案


1. (13 分)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、Ca2 、Mg2 、
+ +

Fe3 、SO2 4 等杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制.某同学设计了一种制备精盐的实
+ -

验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量) : 步骤 1:取一定量的粗盐,置于烧杯中,加入足量的水,配成粗盐水; 步骤 2:向粗盐水中加入除杂试剂,然后进行过滤,滤去不溶物,再向滤液中加入盐酸 调节盐水的 pH; 步骤 3:将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、烘干即得精盐; 请回答以下问题: (1)上述实验中的过滤操作需要烧杯、____________、____________等玻璃仪器. (2)步骤 2 中常用 Na2CO3、NaOH、BaCl2 作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为: ________________. (3)步骤 2 中,判断加入 BaCl2 已过量的方法是:_______________________________ ________________________. (4)步骤 2 中,若先用盐酸调节 pH 再过滤,将会对实验结果产生影响,其原因是 ________________________________________________________________________. (5)为检验精盐纯度,需配制 150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液,右图是该 同学转移溶液的示意图,图中的两处错误是: ________________________________________________ ________________________________________________. 若在定容时仰视,则所配溶液的浓度____________________________ 0 . 2 mol/L (填 “ 大于 ” 或 “ 小于 ” ) ;若定容不慎超过刻度线,应采用的处理方法是: ________________________________________________________________________. 2. (9 分)碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关.工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取, 所得碳酸钠样品中往往含有少量 NaCl, 现欲测定样品中 Na2CO3 的质量分数, 某探究性学习 小组分别设计了如下实验方案.请回答下列有关问题: 方案一:沉淀分析法 (1)把一定质量的样品溶解后加入过量的 CaCl2 溶液,将所得沉淀________(填操作) 、洗 涤、烘干、称量.洗涤沉淀的操作是______________________________________ ________________________________________________________________________. 方案二:气体分析法
1

(2)把一定量的样品与足量盐酸反应后,用如图装置测定产生 CO2 气体的体积,为了测 定结果准确,B 中的溶液最好采用________,但选用该溶液后实验结果仍然不够准确, 其原因是_______________________________________________________.

方案三:质量差分析法 (3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应,采用如图所示装置,通过称量反应前后盛 有碱石灰的干燥管质量,利用其质量差求算样品的纯度.

该实验的操作步骤有:①在干燥管内填满碱石灰,质量为 m g ②取 n g 样品装入广口 瓶中 ③检验装置的气密性 ④缓慢鼓入空气数分钟,再称量干燥管质量为 w g ⑤关闭止水夹 ⑥打开止水夹 ⑦ 缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止 ⑧缓慢鼓入空气数分钟 Ⅰ.正确的操作顺序是(填写序号) : ③→________→⑥→________→⑤→________→⑦→________→④ Ⅱ.若去掉装置 A,测定结果________;若去掉装置 B,测定结果________(填“偏大”、 “偏小”或“无影响”) .

3. (9 分)有人设计一个 Na2O2 与 CO2 反应实验装置图如下:

2

k+s-5#u 打开止水夹,发现 CO2 通过裹有 Na2O2 的脱脂棉,可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来. (1)由实验现象所得出的有关 Na2O2 与 CO2 反应的结论是: a:有氧气生成:b: (2)甲、乙两位同学各称取质量为 m g 的过氧化钠与二氧化碳反应后的样品,并用下图 所示仪器测定样品的组分。

请回答下列问题: ①甲同学通过实验测得的数据是氧气的体积,该同学读取实验数据时应注意冷却至室温、 ____________、眼睛视线与凹液面最低处相切。 ②乙同学通过连接仪器①②进行实验, 他测得的数据是 算出的实验结果偏高,理由是 。 。 按他测得的数据计

③为了测得准确的实验数据, 请你将乙同学的实验装置进行改进 (每种仪器只准使用一次) , 写出各仪器接口的连接顺序 。k+s-5#u

④按③设计的实验装置进行实验,若测得实验前后装置②的质量分别是 w1 g 和 w2 g,则样 品中碳酸钠的质量分数为 。 (若没有,此空不必

⑤在③的改进装置中由于受到仪器的局限,是否也有不足之处 回答;若有,请一并说出不足的理由) 。

4. (10 分)铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同 学,为测定某含镁 3%~5%的铝镁合金(不含其它元素)中镁的质量分数,设计下列两种不 同实验方案进行探究。填写下列空白。 【方案一】
3

〖实验方案〗将铝镁合金与足量 NaOH 溶液反应,测定剩余固体质量。 实验中发生反应的化学方程式是 〖实验步骤〗 (1)称取 5.4g 铝镁合金粉末样品,溶于 V mL 2.0 mol/L NaOH 溶液中。为使其反应完 全,则 NaOH 溶液的体积 V ≥ 。 (填 。

(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将 “偏高”、“偏低”或“无影响”) 。 【方案二】

〖实验方案〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约 20℃, 1.01 ? 105Pa)的体积。 〖问题讨论〗 (1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

稀硫酸

A

B

C

D

E

F

G

合金

浓 硫 酸



①你认为最简易的装置其连接顺序是:A 接( 字母,可不填满。 )

) (

)接(

) (

)接(

) (填接口

②实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,一会儿后稀硫酸也不能 顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因 ③实验结束时,在读取测量实验中生成氢气的体积时,你认为合理 的是 。 。

A.待实验装置冷却后再读数 B.上下移动量筒 F,使其中液面与广口瓶中液面相平 C.上下移动量筒 G,使其中液面与广口瓶中液面相平 D.视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积 (2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸 滴入锥形 瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广
4

口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氢气体积偏小。于是他们设计了右图所示的实验 装置。 ①装置中导管 a 的作用是 。

②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为 V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为_______mL。 5. (10 分)我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利 用 NaHCO3、NaCl、NH4C1 等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料制得 NaHCO3,进而生产出纯碱。以下 A、B、C、D 四个装置可组装成实验室模拟 “侯氏制碱法” 制取 NaHCO3 的实验装置。装置中分别盛有以下试剂:B:稀硫酸;C:盐酸、碳酸钙;D: 含氨的饱和食盐水、水

四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g 水)表 0℃ NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃

35.7 35.8 36.0 36_3

36.6 37.0 37.3 39.8 — — —

11.9 15.8 21.0 27.0 —① 6.9 8.1 9.6

11.1 12.7 14.5 16.4

29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3

(说明:①>35℃NH4HCO3 会有分解) 请回答以下问题: (1)装置的连接顺序应是 (2)A 装置中盛放的试剂是 (填字母) 。 ,其作用是 。 。

(3)在实验过程中,需要控制 D 温度在 30℃~35℃,原因是

(4)反应结束后,将锥形瓶浸在冷水中,析出 NaHCO3 晶体。用蒸馏水洗涤 NaHCO3 晶体 的目的是除去 杂质(以化学式表示) (以化学式表示) ,加入氯化

(5)将锥形瓶中的产物过滤后,所得的母液中含有 氢,并进行

操作,使 NaCl 溶液循环使用,同时可回收 NH4C1。

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参考答案
1.解析:过滤装置由铁架台(含铁圈) 、玻璃棒、漏斗、烧杯、滤纸等组成.本着“除杂不 掺杂”的原则,应使杂质变为沉淀或气体或本体物质,故使 Ca2 、Mg2 、Fe3 、SO2 4 等离
+ + + -

子变为沉淀,Ca2 常以碳酸钙形式沉淀,Mg2 可以氢氧化镁或碳酸镁形式沉淀,Fe3 常以
+ + +

6

氢氧化铁形式沉淀,SO2 4 常以硫酸钡形式沉淀,故应先加入 BaCl2 即可.判断加入 BaCl2 已


过量的方法则应先取少量液体,加入 BaCl2 或碳酸钠即可.步骤 2 中,若先用盐酸调节 pH 再过滤,则会使出现的难溶碳酸盐再溶解,故应过滤后再加盐酸.由图可解答问题(5)缺 少玻璃棒引流、容量瓶型号不对. 答案: (1)玻璃棒 漏斗 (2)NaOH→BaCl2→Na2CO3(或 BaCl2→NaOH→Na2CO3) (3)取所得溶液的上层清液 1~2 滴于滴定板上,再滴入 1~2 滴 BaCl2 溶液,若溶液未 变混浊,则表明 BaCl2 已过量 (4)在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度 (5)未用玻璃棒引流;未采用 150 mL 容量瓶 小于 重新配制

2.解析:测定碳酸钠样品(样品中混有氯化钠)中碳酸钠的质量分数,即想法得到一定质 量的样品中含有 Na2CO3 的质量,方法有:设法将 Na2CO3 或 NaCl 转化为沉淀或将 Na2CO3 转化为气体,然后测定沉淀的质量或气体的体积或气体的质量来求算. (1)中沉淀应过滤出 来,然后洗涤、干燥、称量. (2)中为保证 CO2 气体不溶于 B 瓶液体,瓶中液体应盛饱和 NaHCO3 溶液以降低 CO2 的溶解度;但 A 中所用盐酸具有挥发性,因此 CO2 气体中会混有 HCl,HCl 会与 NaHCO3 溶液作用生成 CO2,从而导致 CO2 的体积要比实际的多. (3)依据 实验目的,结合各装置中试剂的性质,不难确定操作顺序等. 答案: (1)过滤 沿玻璃棒缓慢地向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至浸没过沉淀物,使水自然 流下,重复 2~3 次 (2)饱和 NaHCO3 溶液 CO2 气体中混有的 HCl 气体与 NaHCO3 溶液作用生成 CO2 (3)Ⅰ.② ⑧ ① ⑥ Ⅱ.偏大 偏大 (1 分) 3.答案: (1)b:该反应是放热反应。 (2)①调节④⑥液面高度相同(1 分)k+s-5#u ②二氧化碳的质量(1 分) ; 气体中的水蒸气被碱石灰吸收,同时空气中的二氧化碳和水蒸气也被碱石灰吸收。 (1 分) ③A→H→G→B→C→F→E 或 A→F→E→B→C→H→G(B、C 可交换) (2 分,见错不给分)

53(W2 ? W1 ) ? 100% 22m ④ (2 分)
⑤ 有(1 分) ,装置中二氧化碳不能全部被碱石灰吸收(1 分) 4. 【方案一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑(1)97mL(2)偏高
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【方案二】 (1)①EDG ②锌与稀硫酸反应放热且生成气体,使锥形瓶中气体压强变大③ACD (2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等,打开分液漏斗活塞时稀硫酸能 顺利滴下; 滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积, 从而消除由于加入稀硫 酸引起的氢气体积误差。②V1-V2 5. (1)CADB(2 分) (2)饱和 NaHCO3 溶液(1 分) 除去 CO2 中的 HCl (1 分) (3)温度超过 35℃,碳酸氢铵开始分解,温度太低,反应速率降低,不利于反应进行(2 分) (4)NaCl、NH4C1、NH4HCO3(2 分) (5)NaHCO3、NaCl、NH4C1、NH4HCO3 (1 分) 结晶(1 分)

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