题目内容

（14分）某实验小组利用如下仪器组装一套制备氮化硼晶体的装置。

反应原理是B2O3 + 2NH3  2BN + 3H2O。（已知：BN高温下能被空气氧化，不溶于水；B2O3难溶于冷水但可溶于热水。）

（1）各仪器接口由左到右的连接顺序为                             。

（2）实验过程分为如下操作： ①提纯BN ②滴加浓氨水 ③添加药品 ④连接装置

⑤加热管式电炉⑥检查装置气密性 ⑦取出反应混合物 ⑧停止加热，继续通一段时间的氨气。则正确的操作顺序为_______________________      （填序号）。

（3）装置D的作用是                                          。

（4）装置C能产生氨气的原因有                                       （答出其中一项即可）。

（5）管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是                               ，反应结束时，继续通一段时间氨气的目的是                    。

（6）除去产物中未反应的B2O3并得到纯净的BN固体的实验操作是__________。

 

【答案】

（14分）（1）eabcdfgh     （2）④⑥③②⑤⑧⑦①    （3）防止倒吸

（4）氨水中存在可逆反应NH3+H2O  NH3•H2O  NH4+ + OH- ， 生石灰与水反应消耗水，促使氨气放出；或生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出大量OH-，反应逆向进行有利于NH3放出；或生石灰与水反应放出大量热，促进NH3•H2O分解，并使气体溶解度下降，有利于NH3放出。

（5）除去装置中的氧气； 冷却反应混合物防止BN被氧化。

（6）将粗产品加入适量的热水，充分搅拌后趁热过滤，用热水洗涤滤渣2～3次，烘干

【解析】（1）C装置是制取氨气的，由于氨气中含有水蒸气，所以首先要干燥氨气，剩余的氨气还需要进行尾气处理。由于氨气极易溶于水，所以还需要装置D来防止倒吸，所以正确的顺序是eabcdfgh。

（2）装置连接好以后，首先要检验装置的气密性。由于BN高温下能被空气氧化，不溶于水，所以反应结束后，还需要继续通一段时间的氨气，所以正确的顺序是④⑥③②⑤⑧⑦①。

（3）由于氨气极易溶于水，所以还需要装置D来防止倒吸。

（4）由于氨水中存在可逆反应NH3+H2O  NH3•H2O  NH4+ + OH-，生石灰与水反应消耗水，促使氨气放出；或生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出大量OH-，反应逆向进行有利于NH3放出；或生石灰与水反应放出大量热，促进NH3•H2O分解，并使气体溶解度下降，有利于NH3放出。

（5）由于BN高温下能被空气氧化，所以管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是除去装置中的氧气；同样分析可知，反应结束时，继续通一段时间氨气的目的是冷却反应混合物防止BN被氧化。

（6）由于B2O3难溶于冷水但可溶于热水，所以除去产物中未反应的B2O3并得到纯净的BN固体的实验操作是将粗产品加入适量的热水，充分搅拌后趁热过滤，用热水洗涤滤渣2～3次，烘干即可。

 

练习册系列答案
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利用如图1所示实验装置可以测定一条条件下1mol气体的体积，图1中仪器C称为液体量瓶，瓶颈上有110～130mL刻度线．将一定质量的镁带和过量的衡硫酸在仪器A瓶中完全反应，产生的H2将B瓶中的液体压入液体量瓶中，根据液体的体积可以转换成H2的体积．精英家教网
实验步骤：
（1）装配好化学反应气体体积测定仪，作气密性检查．
（2）用砂皮擦去镁带表面的氧化物，然后称取0.100g～0.110g的镁带，把数据记录于表格．
（3）取下A瓶加料口的橡皮塞，用小烧杯加入20mL水，再把已称量的镁带加到A瓶的底部，用橡皮塞塞紧加料口．
（4）用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶导管内外液面持平．
（5）用注射器吸取10mL 3mol/L硫酸，用针头扎进A瓶加料口橡皮塞，将破酸注入A瓶，注入后迅速拔出针头．
（6）当镁带完全反应后，读取C瓶中液体的体积，把数据记录于表格．
（7）用注射器从A瓶加料口处抽气，使B瓶中导管内外液面持平，记录抽出气体的体积，把数据记录于表格．
重复上述操作进行第二次实验，避免偶然误差．
根据上述实验方法回答下列问题：
实验室温度：25℃，压强：101kPa．该条件下1mol氢气体积的理论值：为24.5L
（1）连接装置及气密性检查：当A瓶加料口塞上橡胶塞，
 
可以确认装置气密性合格．
（2）B中所装液体一般是
 
（填“水”或“品红”）．A中发生反应的离子方程式为
 
．
（3）实验数据如下：温度：25℃（镁元素的相对原子质量为24.3）
实验次数 m（Mg）/g 硫酸体积/mL 液体量瓶中液体体积/mL 抽出气体体积/mL 氢气体积/mL 计算1mol氢体积/L
1 0.100 10.0 110.0 6.5 X
2 0.115 10.0 121.0 8.0
①上表中X=
 
．
②计算1mol氢气体积两次实验的平均值=
 
L．
③计算实验误差：（实验值-理论值）/理论值×100%=
 
．
④引起该误关的可能原因
 
（填字母）．
A．镁带中含有跟硫酸不反应的杂质
B．没有除去镁带表面的氧化镁
C．镁带中含有杂质铝
D．所用稀硫酸不足量
（4）许多同学在实验中测得的数据偏高（记录数据时已恢复至室温）．为此，某化兴趣小组的同学对此实验方案提出了两条修正建议：
①A、B瓶的气体中含有水汽，增加的气体体积中所含的水汽，不该计入氢气的体积．
②B瓶中导管（图2中阴影部分VB）内液柱部分在反应后为空气所占据，不该计入氢气的体积．
你认为他们的意见合理的是
 
（合理则填序号，否则填“无”）．如有合理之处，请根据下面的数据给出修正的1mol氢气体积的数学表达式．（镁元素的相对原子质量为24.3）
实验次数 m（Mg）
g		 硫酸体积mL 液体量瓶中液体体积mL 抽出气体体积mL B瓶的一段液柱体积mL 水汽体积百分含量 计算1mol氢体积L
1 0.100 10.0 110.0 6.5 VB a%
1mol氢气体积=
 
L（填写数学表达式）．

某校兴趣小组对氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的有关问题，进行了如下探究：

Ⅰ．(1)甲同学为了证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能够发生反应，设计并完成了如下图所示实验．

X溶液是________，滴入的量一般为________．

(2)乙同学也设计完成了另一个实验，证明氢氧化钠溶液与盐酸能够发生反应．在盛有氢氧化钠溶液的试管中，用胶头滴管慢慢滴入稀盐酸，不断振荡溶液，同时测定溶液的pH，直至盐酸过量．①写出测定溶液pH的方法：_________________________．

②下图中哪个图像符合该同学的记录________(填序号)．

(3)你认为甲、乙两位同学的实验中，________(填“甲同学”、“乙同学”、“甲乙两同学”)的实验能充分证明氢氧化钠溶液与盐酸发生了反应，请说明理由：

____________________________________．

Ⅱ．丙同学利用“保温瓶式量热计”(图略)，测出10 mL　10%　NaOH溶液和不同体积的10%盐酸溶液混合过程中，溶液的温度变化见下表(假设两溶液密度相同)．

就此实验回答：

(1)盐酸和氢氧化钠的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应．

(2)请在图中绘制出溶液的温度上升与加入盐酸体积之间的变化关系图，并在曲线上画出能表示两者之间恰好完全反应的点，并用字母P表示．

Ⅲ．丁同学为测定标示质量分数为32%的盐酸的实际质量分数，用pH测定仪组成实验装置．实验时先在烧杯中加入20 g　40%的氢氧化钠溶液，再逐滴加入该盐酸，测定仪打印出加入盐酸的质量与烧杯中溶液的pH关系图．

(1)请以此次测定的结果，列式计算该盐酸的实际质量分数．

(2)请分析你的计算结果与标签标示的质量分数不一致的可能原因．

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