专题09 化学实验综合高考化学满分专练解析版.docx
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专题09化学实验综合高考化学满分专练解析版
专题09化学实验综合
1.草酸是一种二元弱酸,可用作还原剂、沉淀剂等。
某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O4·2H2O。
回答下列问题:
(1)甲组的同学以电石(主要成分CaC2,少量CaS及Ca3P2杂质等)为原料,并用下图1装置制取C2H2。
①电石与水反应很快,为了减缓反应速率,装置A中除用饱和食盐水代替水之外,还可以采取的措施是__________(写一种即可)。
②装置B中,NaClO将H2S、PH3氧化为硫酸及磷酸,本身被还原为NaCl,其中PH3被氧化的离子方程式为______。
该过程中,可能产生新的杂质气体Cl2,其原因是:
_____________(用离子方程式回答)。
(2)乙组的同学根据文献资料,用Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化C2H2制取H2C2O4·2H2O。
制备装置如上图2所示:
①装置D中多孔球泡的作用是______________________。
②装置D中生成H2C2O4的化学方程式为____________________________。
③从装置D中得到产品,还需经过_____________(填操作名称)、过滤、洗涤及干燥。
(3)丙组设计了测定乙组产品中H2C2O4·2H2O的质量分数实验。
他们的实验步骤如下:
准确称取mg产品于锥形瓶中,加入适量的蒸馏水溶解,再加入少量稀硫酸,然后用cmol·L-1酸性KMnO4标准溶液进行滴定至终点,共消耗标准溶液VmL。
①滴定终点的现象是______________________。
②滴定过程中发现褪色速率开始很慢后逐渐加快,分析可能的原因是_______________。
③产品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_______________(列出含m、c、V的表达式)。
【答案】将烧瓶底部置于冰水浴中、控制分液漏斗活塞减缓滴加速度、将电石变为更大的块状PH3+4ClO-=H3PO4+4Cl-Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O增大气体和溶液的接触面积,加快反应速率,使反应充分进行C2H2+8HNO3(浓)
H2C2O4+8NO2+4H2O蒸发浓缩、冷却结晶当加入最后一滴标准液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原来的颜色生成的Mn2+是该反应的催化剂
【解析】
(1)①碳化钙和水反应十分剧烈,可用饱和食盐水或利用分液漏斗控制滴加液体速度来控制反应速率;
②装置B用NaClO将H2S氧化为磷酸,将PH3氧化为H3PO4,硫、磷元素化合价升高,则氯元素化合价降低,生成氯离子;酸性条件下,ClO-也能氧化Cl-,生成氯气;
(2)D中,Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化乙炔制取H2C2O4•2H2O,反应为:
C2H2+8HNO3
H2C2O4+8NO2+4H2O,多孔球泡增大乙炔气体与硝酸的接触面,充分反应,E装置防止倒吸,F装置吸收生成的二氧化氮气体,将反应后的D浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥得产品,据此分析解答;
(3)①滴定终点时,继续滴加高锰酸钾溶液,紫色不褪去;
②H2C2O4•与KMnO4反应生成锰离子和二氧化碳,反应放热,生成的锰离子作催化剂;
③根据2MnO4-~5H2C2O4,由高锰酸钾的消耗可得H2C2O4的量,据此计算H2C2O4•2H2O的质量分数。
(1)①碳化钙和水反应十分剧烈,用饱和食盐水代替水来控制反应速率,也可以利用分液漏斗控制滴加液体速度,来控制反应速率;
②NaClO将PH3氧化为磷酸,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子反应为:
PH3+4ClO-=H3PO4+4Cl-;在酸性条件下,ClO-也可以将Cl-氧化为Cl2,反应的离子方程式为:
Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O
(2)①装置D多孔球泡的作用是增大乙炔气体与硝酸的接触面,充分反应;
②根据装置图,D中,Hg(NO3)2作催化剂,浓硝酸氧化乙炔反应生成H2C2O4和二氧化氮,反应为:
C2H2+8HNO3
H2C2O4+8NO2+4H2O;
③将反应后的D溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得产品;
(3)①滴定过程中,当溶液呈浅红色且30s内不褪色时达到滴定终点;
②H2C2O4与KMnO4反应生成Mn2+和CO2,反应可能放热,溶液温度升高,另外生成的Mn2+是该反应的催化剂,故滴定过程中发现褪色速率先慢后逐渐加快;
③根据氧化还原反应过程中电子转移数目相等,可得关系式
2MnO4-~5H2C2O4,则n(H2C2O4•2H2O)=n(H2C2O4)=
n(MnO4-)=
×cV×10-3mol,产品中H2C2O4•2H2O的质量分数为
=
。
2.某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。
已知:
物质
BaSO4
BaCO3
AgI
AgCl
溶解度/g(20℃)
2.4×10-4
1.4×10-3
3.0×10-7
1.5×10-4
(1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化
试剂A
试剂B
试剂C
加入盐酸后的现象
实验Ⅰ
BaCl2
Na2CO3
Na2SO4
……
实验Ⅱ
Na2SO4
Na2CO3
有少量气泡产生,沉淀部分溶解
①实验I说明BaCO3全部转化为BaSO4,依据的现象是加入盐酸后,__________________。
②实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是__________________________________。
③实验Ⅱ中加入试剂C后,沉淀转化的平衡常数表达式K=___________。
(2)探究AgCl和AgI之间的转化
实验Ⅳ:
在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI转化为AgCl,于是又设计了如下实验(电压表读数:
a>c>b>0)。
装置
步骤
电压表读数
ⅰ.如图连接装置并加入试剂,闭合K
a
ⅱ.向B中滴入AgNO3(aq),至沉淀完全
b
ⅲ.再向B中投入一定量NaCl(s)
c
ⅳ.重复i,再向B中加入与ⅲ等量NaCl(s)
d
注:
其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。
①实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI,甲溶液可以是________(填标号)。
aAgNO3溶液bNaCl溶液cKI溶液
②实验Ⅳ的步骤i中,B中石墨上的电极反应式是___________________________。
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