题目内容

13．（NH4）2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解．某兴趣小组拟探究其分解产物．
[查阅资料]（NH4）2SO4在260℃和400℃时分解产物不同．
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）．通入N2排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2．品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL．经检验滴定后的溶液中无SO42-．
（1）仪器X的名称是圆底烧瓶．
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是dbaec（填字母编号）．
a．盛装0.2000mol/L NaOH溶液        b．用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c．读数、记录    d．查漏、清洗      e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是0.03mol．
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂．通入N2排尽空气后，于400℃加热装置A至（NH4）2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2．观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体．经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-．进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物．
（4）检验装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是取少许D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-．
（5）装置B内溶液吸收的气体是NH3．
（6）（NH4）2SO4在400℃分解的化学方程式是3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑．

分析 （1）由图可知仪器X为圆底烧瓶；
（2）滴定前，先检查滴定管是否漏水，再进行清洗，然后用标准液润洗，再注入标准液，排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面，读数、记录，滴定前准备完成；
（3）根据消耗氢氧化钠计算B装置中剩余的HCl，参加反应的HCl吸收分解生成的NH3，发生NH3+HCl=NH4Cl，进而计算吸收NH3的物质的量，
（4）取D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解且生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-；
（5）装置D内溶液中有SO32-，说明分解生成SO2，装置A、D之间的导气管内有少量白色固体，白色固体应是二氧化硫、氨气与水形成的盐，装置B内溶液吸收的气体是氨气；
（6）由（5）中分析可知，（NH4）2SO4在400℃分解时，有NH3、SO2、H2O生成，S元素化合价降低，根据电子转移守恒，只能为N元素化合价升高，气体产物中无氮氧化物，说明生成N2，配平书写方程式．

解答 解：（1）由仪器X的结构可知，X为圆底烧瓶，故答案为：圆底烧瓶；
（2）滴定前，先检查滴定管是否漏水，再进行清洗，然后用标准液润洗，再注入标准液，排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面，读数、记录，滴定前准备完成，故正确的顺序为：dbaec，
故答案为：dbaec；
（3）滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH为0.025L×0.2mol/L=0.005mol，故剩余HCl为0.005mol，则参加反应的HCl为0.07L×0.5mol/L-0.005mol=0.03mol，参加反应的HCl吸收分解生成的NH3，发生反应：NH3+HCl=NH4Cl，故吸收NH3的物质的量为0.03mol，
故答案为：0.03；
（4）检查装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是：取少许D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-，
故答案为：取少许D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-；
（5）装置D内溶液中有SO32-，说明分解生成SO2，装置A、D之间的导气管内有少量白色固体，白色固体应是二氧化硫、氨气与水形成的盐，装置B内溶液吸收的气体是氨气，
故答案为：NH3；
（6）由（5）中分析可知，（NH4）2SO4在400℃分解时，有NH3、SO2、H2O生成，S元素化合价降低，根据电子转移守恒，只能为N元素化合价升高，气体产物中无氮氧化物，说明生成N2，分解反应方程式为3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑，
故答案为：3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑．

点评 本题考查物质分解产物的组成测定实验，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意离子检验、氧化还原反应的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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10．下列说法中，正确的是（　　）
A．1 mol NO的质量是30g
B．标准状况下，1 mol H2O的体积是22.4 L
C．17 g NH3含有的氢原子总数为6.02×1023
D．0.1 mol Na2CO3中，Na+的物质的量为 0.1 mol
4．镁及其化合物在研究和生产中具有广泛用途．请回答下列问题．
（1）实验室欲用如图1的装置和药品制备少量氮化镁．（已知氮化镁易与水反应）

①A中盛装的是浓氨水，B中可盛装生石灰或氢氧化钠，二者混合可制取氨气．
②按照气流的方向连接装置：a接d、e接c、b接f．
③已知氨气有还原性，能还原氧化铜，生成物之一是空气的主要成分，该反应的化学方程式为2NH3+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2+3H2O+3Cu．
④如果没有无水氯化钙装置，可能发生反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑．
（2）碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料，可用复盐MgCO3（NH4）2CO3•H2O作原料制得．如图2所示，按一定的固液比向三颈烧瓶中加入该含镁复盐和蒸馏水，放在恒温水浴中加热，开启搅拌器同时加入氨水，待温度达到40℃时，滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，待反应一段时间后，过滤洗涤干燥，得到碱式碳酸镁产品．
①选择水浴加热方式的优点是使反应物受热均匀，温度容易控制．
②40℃复盐开始热解生成MgCO3•3H2O，该反应的方程式为MgCO3•（NH4）2CO3•H2O+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCO3•3H2O+2NH3↑+CO2↑；此时开始滴加卤水的目的是吸收复盐热解生成的氨气和部分二氧化碳．
③若制得的碱式碳酸镁的质量为m g，要确定其组成（不考虑微量杂质），还必需的数据有bd（填字母代号）．
a．碱式碳酸镁的密度    b．充分灼烧后，剩余固体的质量
c．灼烧时的温度和时间  d．灼烧时，测算得的标准状况下二氧化碳的体积．
1．一水硫酸四氨合铜（Ⅱ）的化学式为[Cu（NH3）4]SO4•H2O是一种重要的染料及农药中间体．某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为图1：

相关信息如下以下电离（解离）过程：
①[Cu（NH3）4]SO4•H2O=[Cu（NH3）4]2++SO42-+H2O
[Cu（NH3）4]2+?Cu2++4NH3
②（NH4）2SO4在水中可溶，在乙醇中难溶．
③[Cu（NH3）4]SO4•H2O在乙醇•水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如图2：

请根据以下信息回答下列问题：
（1）方案1的实验步骤为：a．加热蒸发  b．冷却结晶 c．抽滤 d．洗涤 e．干燥
①骤1的抽滤装置如图3所示，该装置中的错误之处是布氏漏斗的瓶口斜面未朝向抽滤瓶的支管口；抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先断开连接安全瓶与抽气装置间的橡皮管，然后关闭抽气装置中的水龙头．
②该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体中往往含有Cu（OH）2或Cu2（OH）2SO4杂质，产生该杂质的原因是加热蒸发过程中NH3挥发，使反应[Cu（NH3）4]2+?Cu2++4NH3平衡往右移动，且Cu2+发生水解．
（2）方案2的实验步骤为：
a．向溶液C加入适量乙醇b．抽滤（或吸滤、减压过滤）c．洗涤，d．干燥
①请在上述内填写合适的试剂或操作名称．
②下列选项中，最适合作为步骤c的洗涤液是C．
A．乙醇    B．蒸馏水   C．乙醇和水的混合液  D．饱和硫酸钠溶液
③步骤d不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是加热易使[Cu（NH3）4]SO4•H2O分解（失去水或失去氨气）．
8．氨基甲酸铵（H2N-COONH4）是一种用途广泛的化工原料．某研究性学习小组设计如下所示装置，用于合成少量氨基甲酸铵．

有关氨基甲酸铵的资料如下：
①常温下，在干燥的空气中稳定，遇水或潮湿空气则生成碳酸铵或碳酸氢铵
②熔点58℃，59℃时则可分解成NH3和CO2气体
③在密封管内加热至120～140℃时失水生成尿素[CO（NH2）2]
④在酸性溶液中迅速分解
⑤合成氨基甲酸铵的反应原理为2NH3（g）+CO2（g）?H2N-COONH4（s）
请回答下列问题：
（1）仪器A的名称是干燥管；B中盛放的药品是碱石灰
（2）写出石灰石与盐酸反应的离子方程式：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
（3）写出氨基甲酸铵在密封管内加热至120～140℃生成尿素的化学反应方程式：NH2COONH4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO（NH2）2+H2O
（4）合成氨基甲酸铵的反应在一定条件下能自发进行，该反应的反应热△H＜0（填“＞”“=”或“＜”）．
（5）有同学建议该CO2发生装置直接改用“干冰”，你认为他的改进有何优点：无需干燥装置简单，低温环境提高产率
（6）该实验装置中明显导致实验失败的隐患有反应器连接导管过细易造成堵塞；水蒸气可进入反应器使产品不纯；CO2发生器中挥发出的HCl未经处理进入反应器，会导致实验失败．
18．如图所示，中学化学实验室采用该装置用于制备乙酸乙酯．
（1）写出制备乙酸乙酯的化学方程式CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O．
（2）浓硫酸在实验中的作用是催化剂、吸水剂．
（3）加热一段时间后，在试管B饱和碳酸钠溶液的液面上方有一层油层，在油、水交界处观察到有气泡产生，气泡的主要成分是CO2．
（4）停止加热，取下试管B，嗅闻管内液体气味，闻到更多的是刺激性气味，这是因为物质的挥发等因素导致产品混有杂质，如乙醇和乙酸等，故试管B中加饱和碳酸钠溶液，反应结束后，倾倒出油状液体，再进行蒸馏（填提纯的操作方法），收集74～78℃的馏分即可获得较纯净的乙酸乙酯．
（5）装置中通蒸气的导管要伸到饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止倒吸．
5．利用硫酸渣（主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质）制备氧化铁的工艺流程如图：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：
①提高铁的浸出率，②抑制Fe3+的水解．
（2）“还原”是将Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，该反应的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+．
（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量．实验步骤为：
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
2Fe3++Sn2++6Cl-═2Fe2++SnCl62-，
Sn2++4Cl-+2HgCl2═SnCl62-+Hg2Cl2↓，
6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O．
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3+量偏低（填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同）．
②若不加HgCl2，则测定的Fe3+量偏高．
（4）已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Mn（OH）2
开始沉淀2.73.87.59.48.3
完全沉淀3.25.29.712.49.8
实验可选用的试剂有：稀HNO3、Ba（NO3）2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体．请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；
b．沉淀：滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨．
2．正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如下装置合成正丁醛．

发生的反应如下：
CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}，△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{7}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：
沸点/℃密度/（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.810 9微溶
正丁醛75.70.801 7微溶
实验步骤如下：
将6.0g Na2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸气出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90-95℃，在E中收集90℃以下的馏分．将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75-77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）实验中，能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中，说明理由不能，容易发生迸溅．
（2）加入沸石的作用是防止暴沸．若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是冷却后补加．
（3）上述装置图中，B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是C（填正确答案标号）．
A．润湿   B．干燥    C．检漏    D．标定
（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时，水在下层（填“上”或“下”）．
（6）反应温度应保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化
（7）本实验中，正丁醛的产率为51%．
3．水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：
C （s）+H2O（g）?CO （g）+H2 （g）△H=+131.3kJ•mol-1
（1）该反应的平衡常数K随温度的升高而增大（增大、减小、不变）．
（2）上述反应达到平衡后，增加H2O（g）的量，则C （s） 的物质的量减小（增大、减小、不变）．
（3）下列说法一定能判断如上反应达平衡的是BC
A．消耗1mol H2O（g）同时生成1mol H2
B．容器内混合气体的总质量不变
C．恒温恒容时容器内气体的压强不变
D．H2O（g）、CO （g）、H2 （g）三种气体的浓度比为1：1：1
（4）上述反应在t0时刻达到平衡，在t1时刻改变某一条件后正反应速率（ν正）随时间的变化如下图所示，填出对应的编号．
①缩小容器体积b；
②降低温度f．
（5）一定温度下，三个容器中均进行着上述反应，各容器中炭足量，其它物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示．请填写表中①②相应的空格．
容器编号c（H2O）/mol•L-1c（CO）/mol•L-1c（H2）/mol•L-1ν正、ν逆比较
I0.060.600.10ν正=ν逆
Ⅱ0.120.200.60①ν正=ν逆
Ⅲ0.100.200.40ν正_②＞ν逆

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