丙.用图3所示装置,通入V升空气,测定U形管增加的质量。
(1)你认为可行的操作是________(填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)某环保部门为了测定空气中SO2含量,做了如下实验:取标准状况下的空气V L,缓慢通过足量溴水,在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后,过滤,将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为
m g。
①若通入气体的速率过快,测定的SO2的体积分数________(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。
②如何判断氯化钡溶液已经加过量 __________________________________。
【解析】本题考查实验方案设计与评价。(1)根据题中信息可知,空气中含有N2、O2、SO2、CO2,甲装置:CO2和SO2都能与Ba(OH)2溶液反应生成沉淀,即CO2对SO2的测定产生干扰,故甲装置不可行;乙装置:SO2具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,其余气体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故乙装置可行;丙装置:碱石灰能吸收CO2和SO2,CO2对SO2的测定产生干扰,故丙装置不可行。(2)①通入气体速率过快,SO2不能完全被吸收,测定的SO2的体积分数偏低;②检验BaCl2过量的操作是静置,待溶液澄清后,再向上层清液中滴加氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明沉淀完全,氯化钡过量。
答案:(1)乙 (2)①偏低 ②静置,待溶液澄清后,再向上层清液中滴加氯化钡溶液,若无沉淀生成,说明沉淀完全,氯化钡过量(合理即可)
11.(16分)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下:
①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且需控制合适的蒸出量。 请回答:
(1)下列说法正确的是________。
A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶
B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量 C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤
(2)步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。 ①选择必需的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→_______________________________________________。
②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象 ________________________________________________。
(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。 ①含有的杂质是________。
②从操作上分析引入杂质的原因是 __________________________________。
(4)有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
pH 金属离子 开始沉淀 Al Fe Ca Mg 2+2+3+3+完全沉淀 4.7 2.8 - 10.9 3.0 1.1 11.3 8.4 请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→MgCl2溶液→产品。 a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 d.调pH=8.5 g.洗涤
c.调pH=5.0
e.调pH=11.0 f.过滤
【解析】(1)A.煅烧固体样品需用坩埚,烧杯和锥形瓶用来加热液体,A项正确;B.氯化铵水解方程式为NH4Cl+H2O
NH3·H2O+HCl,氧化镁和HCl反应,蒸氨即一水合氨分解,平衡向右移
动,HCl浓度变大,促进了氧化镁的溶解,B项正确;C.根据信息②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大,不能先过滤,否则氧化镁损耗很大,C项错误;D.固液分离操作均可采用常压过滤,使用减压过滤加快过滤速度,也可行,D项正确。
(2)①先选发生装置a,然后连接回流装置d,生成的氨气有水蒸气,需要干燥,然后连接干燥管f,氨气是碱性气体,需要用酸吸收,最后连接c。②硫酸和氨气恰好完全反应生成硫酸铵[(NH4)2SO4],硫酸铵显酸性,因而选择在酸性范围内变色的指示剂:甲基橙,其颜色变化是红色变为橙色。(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。①溶液仍呈碱性,注意不可能是氨气的影响,由于氯化镁水解使溶液呈酸性,故溶液的碱性是由杂质引起的。考虑到氯化镁易水解,所以含有的杂质可能是Mg(OH)Cl或者Mg(OH)2。②升高温度会促进水解的进行,因而必然是蒸发阶段导致,即过度蒸发导致氯化镁水解。(4)根据各离子完全沉淀的pH,加酸后溶液呈酸性,可逐步提高pH,同时以沉淀形式除掉不同离子,因而先将pH调至5,除掉Al和Fe,然后过滤其沉淀,然后将pH调至11.0使得Mg变为Mg(OH)2沉淀,过滤并洗涤,得到纯净的Mg(OH)2沉淀,然后加入盐酸得到氯化镁溶液。
答案:(1)ABD (2)①a→d→f→c ②甲基橙,颜色由红色变橙色 (3)①碱式氯化镁(或氢氧化镁) ②过度蒸发导致氯化镁水解 (4)c f e f g a
12.(12分)一定条件下,草酸铜晶体(CuC2O4·xH2O)受热分解的化学方程式为CuC2O4·xH2O解的气体产物:
CuO+CO↑+CO2↑+xH2O↑。某化学兴趣小组设计如图装置,探究草酸铜晶体分
3+
3+
2+
请回答:
(1)该套实验装置的明显缺陷是_______________________________________。 (2)实验过程中观察到B中白色无水硫酸铜变成蓝色,C、F中澄清石灰水变浑浊,E中______________(填实验现象),则可证明草酸铜晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。
(3)该兴趣小组改变热分解反应条件,完全反应后发现C中白色沉淀量明显较先前实验多,而E、F中未见明显现象,请推测A装置中固体产物成分并设计一个实验方案,用化学方法验证固体产物 ____________________________________ (不考虑操作和药品的问题)。
【解析】(1)由装置图结合分解产物可知,B装置用于检验有水生成,C装置用于检验和吸收CO2,D装置用于干燥CO气体,E装置用于检验是否有CO生成,F装置用于检验E中生成的CO2,但在E中CO不可能完全反应,所以这套装置中没有处理尾气CO的装置。 (2)E装置是用CO还原CuO,所以现象是黑色粉末变红色。
(3)由于改变了反应条件,可能使分解生成的CO直接把CuO还原为铜单质,这样没有CO与E中的CuO反应,所以E、F中都没有明显现象,所以A装置中固体产物为铜单质,检验的化学方法是取少量受热分解后固体产物,加适量稀硫酸,未见溶液呈蓝色,则证明上述推测是合理的。
答案:(1)没有尾气处理装置 (2)黑色粉末变红色 (3)固体产物为铜单质;取少量受热分解后固体产物,加入适量稀硫酸,未见溶液呈蓝色,则证明推测合理
13.(16分)(2020·梧州模拟)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解,易吸水,溶于水后与水反应生成碳酸氢铵和一水合氨:NH2COONH4+2H2O
NH4HCO3+NH3·H2O。可用作肥料、
灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵,反应的方程式:2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s) ΔH<0。
(1)如图1所示装置制取氨气,你所选择的试剂是____________________。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如图2所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时,停止制备。 注:四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是____________________。液体石蜡鼓泡瓶的作用是______________________。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是________(填写操作名称)。为了得到干燥产品,应采取的方法是________(填写选项序号)。 a.常压加热烘干 b.高压加热烘干 c.真空40 ℃以下烘干 ③尾气处理装置如图3所示。
浓硫酸的作用:____________、____________。
(3)取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.173 0 g,用足量石灰水充分处理后,使碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥,测得质量为1.500 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为____________。 已知:相对分子质量[Mr(NH2COONH4)=78,
Mr(NH4HCO3)=79,Mr(CaCO3)=100]
【解析】(1)因为装置图1属于固体和液体(液体和液体)不加热制取气体的装置,所以用图1所示装置制取氨气应选用的试剂是浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体。
(2)①因为制备氨基甲酸铵的反应是放热反应,所以发生器用冰水浴冷却的原因是降低温度,促使平衡正向移动,提高反应物转化率。因为氨基甲酸铵易分解,所以发生器用冰水浴冷却的原因也可能是降低温度,防止因反应放热造成产物分解。液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例。②因为反应生成的氨基甲酸铵不溶于CCl4溶液,所以从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤。因为氨基甲酸铵易分解,易吸水,所以为了得到干燥产品,应采取的方法是真空40 ℃以下烘干。③浓硫酸能吸收碱性气体和水蒸气,其作用是吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解。
(3)碳酸钙质量为1.500 g,则碳酸钙物质的量为0.015 mol,假设氨基甲酸铵的物质的量为x mol,碳酸氢铵物质的量为y mol,根据碳元素守恒得:x+y=0.015,根据样品质量为1.173 0 g得:78x+79y=1.173 0,联立两个方程式可得:x=
0.012,y=0.003,样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为(0.012÷0.015)×100%=80%。 答案:(1)浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等
(2)①降低温度,促使平衡正向移动,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解)
通过观察气泡,调节NH3与CO2的通入比例
②过滤 c ③吸收多余氨气 防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解 (3)80%
2021版高考化学一轮复习专题质量评估(十)(含解析)苏教版
