题目内容

实验室以空气(O2体积分数20%)为原料,在无碳、无水的环境下,用下图A装置制备臭氧(3O22O3)。

(1)空气通入A装置之前,应先后通过上述装置中的                (填装置序号)。

(2)臭氧与碘化钾溶液反应为:2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2。将a处气体通入装置B,溶液中的现象为               

(3)为测定O2转化为O3的转化率,将装置B中的溶液全部转入另一容器中,加入CC14,经萃取、分液、蒸馏、冷却、称重,得I2固体0.254g。

①萃取操作所用玻璃仪器的名称       

②若实验时通入空气1.12L(标准状况),O2的转化率为       

③测定时需在A、B装置间连接装置D,原因是       

(4)工业上分离O3和O2,可将混合气体液化后再分离,下列分离方法合理的是        (填序号)。

A.过滤 B.分馏 C.分液 D.萃取

(5)臭氧可用于含CN碱性电镀废水的处理。第i步:CN转化为OCN;第ii步:OCN继续转化为CO32及两种单质气体。若第ii步转化时,O3与OCN物质的质量之比为3∶2,该步反应的离子方程式为       

 

【答案】

(15分)(1)D、C(各1分,2分)  

(2)溶液变黄色(其他合理答案给分,2分) 

(3)①分液漏斗(1分) 

②15%(3分)

③除去混合气体中的氮氧化物(其他合理答案给分,2分)  

(4)B(2分)  

(5)2OCN+2OH+3O3=2CO32+N2+3O2+H2O(3分)

【解析】

试题分析:(1)根据无碳无水环境条件,则空气通入A装置前应先后通过NaOH溶液、浓H2SO4的洗气瓶;(2)a处气体通入B,臭氧能氧化KI,溶液中因生成的I2变黄;(3)①萃取使用分液漏斗、烧杯;②由m/M可知n(I2)=0.254g÷254g/mol=0.001mol,由2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2可知,n(O3)=0.001mol,由3O22O3可知,n(O2)=0.0015mol,由V/Vm可知n(空气)=0.05mol,由空气的组成可知,n(O2)=0.01mol,因此O2得转化率为0.0015÷0.01×100%=15%;③NaOH溶液能除去空气中氮气和氧气在放电时产生的氮氧化物,防止NO2与KI溶液反应;(4)臭氧和氧气先液化,二者沸点不同,可用分馏的方法分离,故B正确;(5)第一步反应中碳元素由+2价升为+4价,第二步反应中氮元素由—3价升为0价,部分氧元素由0价将为—2价,则两步反应分别为O3+CN=OCN+O2、2OCN+2OH+3O3=2CO32+N2+3O2+H2O。

考点:考查物质的制备、KI的主要性质、萃取、氧气转化率的计算、氮氧化物的产生和处理、分馏、氧化还原反应、离子方程式的书写等相关知识。

 

练习册系列答案
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(2011?兖州市三模)实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体.
(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为
3:2
3:2
;为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置
B
B


(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:
第一组:以空气为氧化剂法
方案1:以空气为氧化剂.将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应.
方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应.向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜.反应完全后,加物质甲调节pH,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol?L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶.
已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22,Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,Ksp[Fe((OH)3]≈10-38
请回答下列问题:
如开始加入的铜粉为3.2g,最后所得溶液为500mL,溶液中含有铁元素0.005mol.
①方案1中的B仪器名称是
坩埚
坩埚

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为
3
3

③方案2中甲物质可选用的是
CD
CD

A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3   E、Fe2(SO43
④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+

第二组:过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45mL 1.5mol?L-1的稀硫酸中,控温在50℃.加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4?5H2O 10.5g.
请回答下列问题:
⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是
防止双氧水分解
防止双氧水分解

⑥本实验CuSO4?5H2O的产率为
84%
84%
Ⅰ高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料.
实验室以MnO2为原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下:
(1)制备MnSO4溶液:
在烧瓶中(装置见右图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体,反应3h.停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O).
①石灰乳作用
除去未反应氯气,防止氯气污染空气
除去未反应氯气,防止氯气污染空气

②若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如右图.导致溶液中Mn2+、SO42-浓度变化产生明显差异的原因是
O2与H2SO3反应生成H2S04
O2与H2SO3反应生成H2S04

(2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀时pH=7.7,请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH].
边搅拌边加入NaHCO3(Na2CO3),并控制溶液pH<7.7
边搅拌边加入NaHCO3(Na2CO3),并控制溶液pH<7.7
;②
过滤,用少量水洗涤2~3次
过滤,用少量水洗涤2~3次
;③检验SO42-是否被洗涤除去;④
用少量C2H5OH洗涤
用少量C2H5OH洗涤
;⑤低于100℃干燥.
Ⅱ锌铝合金的主要成分有Zn、Al、Cu、Si等元素.实验室测定其中Cu含量的步骤如下:
①称取该合金样品1.1g,用HCl和H2O2溶解后,煮沸除去过量H2O2,过滤,滤液定容于
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(1)判断步骤②滴定终点的方法是
淀粉溶液为指示剂,当最后一滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色褪去,半分钟颜色不变
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(2)计算合金中Cu的质量分数
2.064%
2.064%
(2013?重庆模拟)I.将由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-组合形成的三种强电解质溶液,分别装入图1装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极.

接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加.常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如图2(忽略因气体溶解带来的影响).据此回答下列问题:
(1)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4
2CuSO4+2H2O
 电解 
.
 
2Cu+O2↑+H2SO4

(2)电极f上发生的电极反应为
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2

(3)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是
向丙烧杯中加入水2.25g
向丙烧杯中加入水2.25g

II.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:

某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验.
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S.Na2S水溶液显碱性的原因是
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
S2-+H2O?HS-+OH-、HS-+H2O?H2S+OH-
(用离子方程式表示).
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s)+4C(s)
高温
 4CO(g)+BaS(s)△H1=+571.2kJ/mol
C(s)+CO2(g) 
高温
 2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol
则反应BaSO4(s)+2C(s)
高温
 2CO2(g)+BaS(s)△H3=
+226.2
+226.2
kJ/mol
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是
使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
使BaSO4得到充分的还原(或提高BaS的产量)
硫酸钡和碳反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温
硫酸钡和碳反应为吸热反应,炭和氧气反应放热维持反应所需高温

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