题目内容

9．为验证氯气与水反应的产物并以纯净干燥的氯气为原料制取FeCl3，某同学设计了如图实验装置，A中所用试剂MnO2固体和浓盐酸．

（1）为达到实验目的，反应装置中空白部分所连接的试剂瓶从左到右顺序为CBDE或CDBE．
（2）装置B中的现象是白色沉淀；结论是氯气与水反应生成氯离子或盐酸．
装置D中的现象是先变红后褪色；结论是氯气与水反应有次氯酸生成．
（3）该装置存在安全隐患和环境污染，请在答卷的装置图上加以改进并注明所用试剂．
（4）实验室中还可以采用反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O快速制取氯气，请分析：
若反应中有6mol还原剂被氧化，则反应中转移电子的物质的量为6mol．

分析 （1）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，验证氯气与水反应的产物，可通过验证产物有氯离子或盐酸和次氯酸的漂白性进行，制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，应先除氯化氢，后验证氯气与水反应的产物，最后干燥并以纯净干燥的氯气为原料制取FeCl3，氯化氢极易溶于饱和食盐水而氯气不易溶于水；
（2）氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸和硝酸银发生复分解反应生成白色氯化银沉淀，氯气和水反应生成的次氯酸具有氧化性和酸性，能使紫色石蕊先变红后褪色；
（3）氯气有毒，从环保角度考虑，要把有毒尾气处理掉，FeCl3易潮解不能用溶液吸收尾气；
（4）由KClO3+6HCl（浓）═KCl+3Cl2↑+3H2O可知，氯酸钾中Cl元素化合价由+5价变为0价、HCl中Cl元素化合价由-1价变为0价，所以氯酸钾是氧化剂、部分氯化氢是还原剂，还原剂被氧化，根据6molHCl中，5molHCl中Cl元素化合价由-1价变为0价解答．

解答 解：（1）该实验目的有：①验证氯气与水反应的产物；②以纯净干燥的氯气为原料制取FeCl3，实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O，浓盐酸有挥发性，所以制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，为达到实验目的，反应装置中空白部分应先除氯化氢，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，食盐水中含有氯离子，能抑制氯气的溶解，所以要想除去氯气中的氯化氢应饱和食盐水（装置C），后进行实验，可先验证产物中有盐酸（装置B或D），最后用浓硫酸干燥（装置E），为实验②作准备，
故答案为：CBDE或CDBE；
（2）氯气和水反应：Cl2+H2O?HCl+HClO，盐酸、次氯酸都具有酸性，盐酸含有氯离子，次氯酸具有漂白性，检验Cl-时，用硝酸银与Cl-生成氯化银沉淀，但能与硝酸银生沉淀的还有CO32-所以用稀HNO3排除CO32-，通过装置B中的硝酸酸化的硝酸银溶液：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3，产生白色沉淀，通过装置D中的紫色石蕊试液，先变红后褪色是由于酸使紫色的石蕊试液变红，次氯酸具有氧化性，使紫色石蕊试液褪色，
故答案为：白色沉淀；氯气与水反应生成氯离子或盐酸；先变红后褪色；氯气与水反应有次氯酸生成；
（3）氯气有毒，该装置未设计尾气处理装置，FeCl3易吸水潮解，故需要在制取氯化铁装置之后连一个固体吸收氯气尾气装置，可用碱性固体碱石灰，既能吸收为其又能防止水分进入制取氯化铁的装置，
故答案为：

（4）由反应KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O可知，6molHCl中，5molHCl中Cl元素化合价由-1价变为0价，作还原剂被氧化，1molHCl中Cl元素化合价不变为酸，转移电子5mol，
若反应中有6mol还原剂被氧化，则转移电子数为6mol，
故答案为：6．

点评 本题以制取氯化铁粉末为载体，考查对实验方案设计评价，关键理清实验原理和目的及各装置的作用，题目综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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8．CO2 和CO与我们的社会生活联系相当密切，某化学课题组对此进行了探究．
（1）CO2可用NaOH溶液吸收得到碳酸盐．若将0.1mol•L-1Na2CO3溶液与0.1mol•L-1NaHCO3溶液等体积混合，则混合后的溶液中c（CO32-）小于c（HCO3-）（填“大于”“小于”或“等于”）；0.1mol•L-1Na2CO3 溶液中c（OH-）-c（H+）=c（HCO3-）+2c（H2CO3）[用含c（HCO3-）、c（H2CO3）的关系式表示]．
（2）常温常压下，饱和CO2 水溶液的pH=5.6，c（H2CO3）=1.5×10-5 mol•L-1．若忽略水的电离及 H2CO3 的第二级电离，则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K=4.2×10-7mol•L-1．（已知：10-5.6=2.5×10-6）
（3）常温下，0.1mol•L-1NaHCO3 溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）＞c（CO32-）（填“＞”“=”或“＜”），原因是因为NaHCO3溶液中既存在电离平衡：HCO3-?CO32-+H+，又存在水解平衡：HCO3-+H2O?H2CO3+OH-，而HCO3-水解程度大于电离程度 （用离子方程式和必要的文字说明）．
（4）小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数，他查得CaCO3、BaCO3的溶度积Ksp分别为4.96×10-9、2.58×10-9．小李应该选用的试剂是Ba（OH）2（或NaOH溶液和BaCl2溶液）．
（5）一定条件下，将2molH2O（g）和2molCO充入容积固定的1L密闭容器中，加热至高温，发生下列可逆反应：2H2O?2H2+O2…①，2CO+O2?2CO2…②．请回答下列问题：
①当容器内的压强不再发生改变时，测知下列各项中提供的物理量即可求出该条件下混合气体平衡组成的是B （填序号，K1指反应①的平衡常数，K2指反应②的平衡常数）．
A．K1、K2 　B．K1、c（CO2） 　C．K2、c（O2）
②请在图中，画出反应过程中c（O2）的变化曲线．
9．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是（　　）
A．NH4CO3 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O↑+CO2↑B．2Na2O2+2 H2O═4NaOH+O2↑
C．H2O+Cl2?HCl+HClOD．NH3+SO2+H2O═NH4HSO3
6．下列实验操作及其离子方程式的评价合理的是（　　）
选项实验操作及其离子方程式评价
A少量CO2通入苯酚钠溶液中：2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-正确
B溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素：Br-+Ag+=AgBr↓错误．溴乙烷不能电离出Br-
CCa（HCO3）2溶液与等物质的量NaOH溶液反应：Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O错误．Ca2+与HCO3-的物质的量之比为1：2
D氢氧化钡溶液与等物质的量的稀硫酸混合：Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O正确
A．AB．BC．CD．D
4．氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂．
【阅读资料】
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物
②钙与水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气
③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．
【氢化钙的制备】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得．某化学兴趣小组设计了如图所示的制取装置（固定装置省略）．

回答下列问题：
（1）装置B的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体．
（2）装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入与氢化钙反应．
（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式是Ca+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH2．
（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是将活塞关闭后，往分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住装置D的导管口，打开活塞，若气密性良好，可观察到分液漏斗内的液面几乎不下降．．
14．现代工业常以氯化钠、二氧化碳和氨气为原料制备纯碱，部分工艺流程如图：

有关说法错误的是（　　）
A．反应Ⅰ原理为CO2+NH3+NaCl+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl
B．向饱和NaCl溶液中先通入足量的CO2，再通入足量的NH3
C．反应Ⅰ生成的沉淀，经过过滤、洗涤、煅烧可得到纯碱
D．往母液中通入氨气，加入细小的食盐颗粒并降温，可使氯化铵析出
1．现有甲、乙、丙三名同学分别进行Fe（OH）3胶体的制备实验．
Ⅰ、甲同学向1mol•L-1氯化铁溶液中加入少量的NaOH溶液；
Ⅱ、乙同学直接加热饱和FeCl3溶液；
Ⅲ、丙同学向25ml沸水中逐滴加入5～6滴FeCl3饱和溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热．
试回答下列问题：
（1）其中操作正确的同学是丙；他的操作中涉及到的化学反应方程式为
FeCl3+3H2O$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Fe（OH）3（胶体）+3HCl．
（2）证明有Fe（OH）3胶体生成的实验操作及现象是用激光笔照射，有一条明亮的光路，则有胶体生成．
（3）丁同学将所制得的Fe（OH）3胶体分成两份，并进行下列实验：
①将其中一份装入U形管内，用石墨作电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe（OH）3胶粒带正电．
②向另一份中不断滴加稀硫酸，观察到的现象是先生成红褐色的沉淀，后溶解为黄色溶液．
18．某研究小组为比较铝和铁的金属性强弱，设计了如图1所示装置．

（1）实验时除要保证甲中温度和浸入液面下金属板的表面积相同外，溶液浓度也应该相同．
（2）实验测得产生气体的速率与时间的关系如图2所示，则t1-t2时间内速率逐渐增大的主要影响因素是A，t2-t3速率逐渐减小的主要影响因素是B．
A．温度    B．浓度  C．压强
（3）已知甲中盛有20mL 1mol/L的稀硫酸，当铁丝插入溶液中2min后，测得量筒内收集到的水折合成标准状况下H2的体积为224mL，则该时间段内反应速率v（H2SO4）=0.25 mol•L-1•min-1．
19．某同学欲配制1OOmLO.20mol，L-1的KCl溶液，实验操作如下：
（A）用托盘天平准确称取1.49gKCl固体，并放入烧杯中；
（B）加入约30mL蒸馏水，用玻璃棒搅拌使其溶解，并恢复至室温；
（C）将KCl溶液由烧杯小心倒入100mL容量瓶中；
（D）然后往容量瓶中加蒸馏水，直到液面接近标线1-2cm处，轻轻摇动容量瓶并静置片刻后，改用胶头滴管滴加蒸馏水；
（E）使溶液凹面最低点恰好与刻度相切，把容量瓶盖好，上下翻转摇匀后装瓶．
（1）该学生操作中错误的是ACD（填写编号）．
（2）下面哪些操作会导致所配的100mLO.20mol/L的KCl溶液浓度降低BCDE．
（A）容量瓶用蒸馏水洗涤三次直到洗净，
（B）称量KCl固体时将砝码放在左盘
（C）未洗涤转移KCl溶液的烧杯，
（D）转移KCl溶液时有KCl溶液溅出
（E）定容时仰视刻度线
（3）若用O.2mol，L-1的KCl溶液配制0.05mol，L-1的KCl溶液200.0mL，需要O.20mol，L-1的KCl溶液62.5mL，
（4）已知在标准状况下1L水可以溶解VLHCl气体，此时所形成的溶液密度为ρg/mL，（相对原子质量Cl
35.5  H1）该溶液物质的量浓度为：$\frac{1000ρV}{22400+36.5V}$（mol/L）

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