2008――2009学年度

高二上学期期末复习系列专题三――实验专题

实验题每次考试都会出现，本学期一～四章有很多演示实验，复习时要加以重视，学生实验共有  6 个，要对他们进行认真专门复习。主要的热点有：酸碱中和滴定的仪器、操作、误差分析及滴定分析方法的运用，氨气的实验室制法及性质，铜与硝酸反应实验的改进，铁与水反应，弱电解质溶液的电离平衡等，根据以上分析总结如下:

1、某学生中和滴定实验的过程如下：⑴取一支碱式滴定管；⑵用蒸馏水洗净；⑶即加入待测的NaOH溶液，赶走尖嘴出的气泡；⑷记录液面刻度读数；⑸用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液；⑹置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中；⑺加入适量蒸馏水；⑻加入酚酞试液2滴；⑼滴定时边滴边摇荡；⑽边注视滴定管内液面的变化；⑾当小心滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定；⑿记录液面刻度数；⒀根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22mL。指出上述实验过程中的错误之处（用编号表示）                    。

2．简答用标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸的有关问题。

（1）盛放待测盐酸的锥形瓶下方垫一张白纸的作用是                   。

（2）用酚酞作指试剂，滴定到达终点时，溶液颜色变化是                   。

（3）下列错误操作①碱式滴定管用蒸馏水洗净后，未经标准液润洗就注入标准氢氧化钠溶液。②用酸式滴定管取待测酸液前，尖嘴部分有气泡，取用过程中气泡消失。③滴定前，读碱液体积时视线低于碱式滴定管中的液面，滴定后读碱液体积时，视线高于碱式滴定管中的液面。④锥形瓶用待测酸液润洗两次。

 哪些错误操作会使盐酸浓度的测定值偏低？答：          。

3、贵州市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明：

产品标准

GB5461

产品等级

一级

配  料

食盐、碘酸钾、抗结剂

碘含量

35±15 mg/kg

（1）碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应，配平化学方程式（化学计量数填于空白处）

              KIO₃＋    KI＋    H₂SO₄＝    K₂SO₄＋    I₂＋    H₂O

（2）某学生认为该碘盐中碘酸钾含量为20~50 mg/kg，你认为他的说法是否正确？请说明你的理由。                                                                      

（3）已知：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－。某学生测定食用精制盐的碘含量，其步骤为：

     a. 准确称取10.5g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；

     b.用稀硫酸酸化所得溶液，加入足量KI溶液，使KIO₃与KI反应完全；

     c.以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为2.0×10^－3mol?L^－1的Na₂S₂O₃标准溶液进行滴定，当达到滴定终点时消耗了Na₂S₂O₃标准溶液10.00mL。

①判断c中滴定达到终点的依据是                       。

②b中反应所产生的I₂的物质的量是            mol。

③根据以上实验和包装袋说明，所测精制盐的碘含量是                mg/kg。

 4、 实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为: 2NH₃+3CuON₂+3Cu+3H₂O

试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H₂O的质量[m(CuO)、m(H₂O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。

①    装置b发生的化学反应方程式为：                                       

②    仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用)      ；d中浓硫酸的作用是          ，       ；实验完毕时观察到a中的现象是           ；

②列出计算Cu的相对原子质量的表达式            ；

③下列情况将使测定结果偏大的是       。(以下选择填空不限1个正确答案，均用字母编号填写)

(a)CuO未全部还原为Cu            (b)CuO受潮              (c)CuO中混有Cu

(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量有  

    (a)m(Cu)和m(CuO)   (b)m(N₂)和m(H₂O)   (c)m(Cu)和m(H₂O)    (d)m(NH₃)和m(H₂O)

思路分析：根据本题的意图是需要测定反应物氧化铜和生成物水的质量，从而利用氨和加热条件下的氧化铜在化学反应中的关系求出铜的相对原子质量。氧化铜的质量可直接从所取的药品称量中得知，测反应生成的水的质量时，应考虑制得的氨气中混有的水蒸气对测量有干扰作用，应予以排除，反应后的气体中必然夹杂着未反应完的氨气，吸收水蒸气时也要考虑不能用浓硫酸作吸收剂，否则会同时吸入水蒸气和氨气，造成测量数据偏大。

（1）①NH₄Cl和Ca(OH)₂反应可生成NH₃，经碱石灰干燥后（不能用浓H₂SO₄干燥），因为浓H₂SO₄要吸收NH₃）把NH₃通入a装置发生主体反应，将反应后生成的水蒸气用C吸收（不能用浓H₂SO₄吸收），因为还有未反应的NH₃也可被浓H₂SO₄吸收，这样测量水的质量就偏大，多余的NH₃用浓H₂SO₄吸收，同时也防止空气中的水蒸气进入第二个C装置中。

②2NH₃+3CuO=N₂+3Cu+3H₂O（设铜的相对原子质量为x）

       3(x+16)        3×18

       m(CuO)       m(H₂O)   x=18 m(CuO)/ m(H₂O)-16

或考虑计算铜的相对原子质量的思路是：

n(CuO)=m(H₂O)/18  M(CuO)=m(CuO)/n(H₂O)=18m(CuO)/m(H₂O)  M(Cu)=M(CuO)-16如果测量反应前后硬质玻璃管的质量，则可测出反应生成的铜的质量，从测得的氧化铜的质量可计算铜的相对原子质量为：

M(Cu)=m(Cu)/n(CuO)=18m(Cu)/m(H₂O)。

从测得的生成的水的质量，也可计算铜的相对原子质量为：

M(Cu)=m(Cu)/n(H₂O)=18m(Cu)/m(H₂O)。

③要使测定结果偏大，则m(H₂O)m要偏小，其中（a）导致m(H₂O)偏小  （b）导致m(H₂O)偏大   （c）相当于m(H₂O)偏小。故选a、c。

（2）由于气体的质量难于测量，也难于收集，所以（b）（d）是不可选用的。

答案：(1)①b c a c d  吸收未反应的氨   防止空气中水分进入   固体由黑色转变为红色  ②    ③a、c    (2)a、c

5、实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。

（1）从右图中选择制取气体的合适装置：氮气   、氢气     ，a中反应方程式为                      

（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有            、                  

（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中吸收氨，         （“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：                    。

（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：                                     ，锥形瓶中还可观察到的现象是：                                             。

（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式：                             

（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H^＋、OH^－、        、       离子。

【答案】（1）a、b  （2）干燥气体  控制氢气和氮气的流速   （3）不会  因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体     （4）说明氨的氧化反应是一个放热反应  有红棕色气体产生      （5）4NH₃十5O₂4NO＋6H₂O      （6）NH₄^＋  NO₃^－
6、某兴趣小组设计出下图所示装置来完成教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

（1）    实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热试管c，其目的的________________________________

（2）    在d中加适量的NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是                             

      再由a向c中加入2ml蒸馏水，c中的实验现象是                   。 

（3）    下表是制取硝酸铜的一种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是

                                 ，理由是                  。.                                 

方案

反应物

甲

Cu、 浓HNO₃

乙

Cu、稀HNO₃

丙

Cu  、O₂、稀HNO₃

 

【答案】（1）检查装置的气密性   （2）Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂   +2H₂O+2NO₂

反应变缓，气体颜色变淡        （3）丙  耗酸量少，无污染

7．喷泉是一种常见的实验现象(如图)，其产生原因是存在压强差。

   (1)图Ⅰ为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是(填编号字母)       。

 A.HCl 和H₂o  B.C1₂和H₂o   C.NH₃和H₂o   D.Co₂和NaOH溶液

(2)某学生积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了图Ⅱ所示的装置。 在图Ⅱ的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是(填编号字母)         

A． CaCO₃和稀H₂SO₄         B．NH₄HCO₃与稀HCl

 C．Zn与稀HCl               D．Al与浓HNO₃

(3)比较图Ⅰ和图Ⅱ两套装置，从产生喷泉的原理分析，二者的不同点在于                                      。

(4)城市中常见的人造喷泉及火山爆发的原理与上述       （填“图Ⅰ”或“图Ⅱ”）装置的原理相似。

 

8、（18分）某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃?6H₂O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）

（1）装置B中发生反应的化学方程式是                                     。

（2）装置E中的现象是                                                    。

（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe^3＋的操作方法：                                             

（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl₃?6H₂O晶体，设计流程如下：滤液→FeCl₃溶液→FeCl₃?6H₂O晶体，①步骤I中通入Cl₂的作用是                                       。

②步骤II从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃?6H₂O晶体的主要操作包括：              

③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）           

【答案】（1）3Fe＋4H₂O(g)Fe₃O₄＋4H₂  （2）黑色固体变红，右端管壁有水珠
（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色
（4）①将Fe^2＋氧化成Fe^3＋；②加热浓缩。冷却结晶，过滤

9、（11分）已知某混合金属粉末，除铝处还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。

仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下实验探究过程：

（1）提出假设：假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有      元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有      元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；

（2）设计实验方案  ：基于假设3，设计出实验方案

（3）实验过程  ：根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。

【提示】Ⅰ．在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应； Ⅱ．注意文字简洁。

步骤

实验操作

预期现象和结论

①

 

 

②

 

 

③

 

 

④

 

 

【答案】（1）Cu；Fe（顺序可交换）
（3）①  用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用  样品部分溶解，并有气体放出
②  往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用  固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁
③  往试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液  溶液先变黄色，加KSCN后显血红色，结合②可知，一定含铁
④  往②剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液  固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。