题目内容

8．牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的．经查文献获悉，某品牌牙膏中摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成，牙膏中其它成分不与酸、碱反应．
I．测定牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量：利用如图所示装置进行实验，充分反应后，通过测定C中生成沉淀的质量来确定样品中碳酸钙的质量分数．图中夹持仪器略去．

依据实验过程回答下列问题：
（1）以下检查整套装置气密性的操作正确的是a（填字母代号）．
a．组装好仪器后，关闭K1和K3、打开K2，分液漏斗中装水．打开分液漏斗的两个活塞，若漏斗中水下滴一会后停止，且液面不再降低，则整套装置不漏气．
b．裝好药品后，关闭K1和K3、打开K2．打开分液漏斗的两个活塞，若漏斗中盐酸下滴一会后停止，且液面不再降低，则整套装置不漏气．
c．短时间轻微加热B，若A中溶液进入长导管，C中长导管冒气泡，则整套装置不漏气．
（2）实验过程中需持续缓慢通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收．
（3）盐酸有一定程度的挥发性，为什么实验时不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置？碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2，HCl即使进入装置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就会被Ba（OH）2中和，不会溶解BaCO3．
（4）实验中准确称取20.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为7.88g．则样品中碳酸钙的质量分数为20.0%．
II．为确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，请设计实验．
实验步骤预期现象与结论
取适量牙膏样品于试管中，加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸．滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝．

分析 I．利用如图所示装置进行实验，充分反应后，通过测定C中生成沉淀的质量来确定样品中碳酸钙的质量分数，装置A中通过空气除去空气中二氧化碳，通入后续装置排净装置内空气，装置B中分液漏斗中的盐酸滴入牙膏样品及其酸碱指示剂，通入空气把生成的二氧化碳气体全部赶入装置C吸收，装置D防止空气中二氧化碳进入游戏测定准确度，
（1）根据气压差原理检验装置的气密性，检验装置气密性必须在装置药品之前进行，在装置中如果微热B，由于长导管被液封，所以无论装置气密性是否良好，A装置中导管都不会出现液柱，据此答题；
（2）实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量，进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数．装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小；
（3）挥发出来的氯化氢气体与饱和碳酸氢钠溶液反应会产生二氧化碳，影响实验结果测量；
（4）根据碳元素守恒可知关系式：CaCO3～BaCO3，据此求得碳酸钙的质量，进而确定质量分数；
II．确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，根据氢氧化铝的两性的特点，可以将牙膏样品在加入足量的NaOH溶液，过滤后，向滤液中滴加盐酸，如果滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，则说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝，据此答题．

解答 解：I．（1）根据气压差原理检验装置的气密性，检验装置气密性必须在装置药品之前进行，在装置中如果微热B，由于长导管被液封，所以无论装置气密性是否良好，A装置中导管都不会出现液柱，故选a，
故答案为：a；
（2）装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气的作用为：把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收，
故答案为：把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；
（3）挥发出来的氯化氢气体与饱和碳酸氢钠溶液反应会产生二氧化碳，影响实验结果测量，而HCl即使进入装置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就会被Ba（OH）2中和，不会溶解BaCO3，所以不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，
故答案为：碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2，HCl即使进入装置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就会被Ba（OH）2中和，不会溶解BaCO3；
（4）根据碳元素守恒可知关系式：CaCO3～BaCO3，BaCO3平均质量为7.88g，所以碳酸钙的质量为$\frac{7.88g}{197}$=4.00g，
所以样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{4.00g}{20.00g}$×100%=20.0%，
故答案为：20.0%；
II．确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，根据氢氧化铝的两性的特点，可以将牙膏样品在加入足量的NaOH溶液，过滤后，向滤液中滴加盐酸，如果滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，则说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝，所以设计实验为

实验步骤预期现象与结论
取适量牙膏样品于试管中，加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝
，
故答案为：
实验步骤预期现象与结论
加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝
．

点评 本题考查较为综合，以物质的制备实验为载体，综合考查实验的设计、物质的分离、提纯等知识，对实验原理与操作步骤的理解及评价、常用化学用语、化学计算、物质组成的测定等，注意根据物质的性质设计实验方案，需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力，理解实验原理是解答的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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18．有机物Q的分子式为C5H10O2，一定条件下Q遇NaHCO3、Na均能产生气体，且生成气体体积比（同温同压）为2：1，则Q的结构最多有（　　）
A．4种B．6种C．8种D．7种
19．乙二酸（HOOC-COOH）也称草酸，是一种重要的化工原料和化工产品．利用石油化工产品中的烷烃可以生成草酸，生产流程如图：

已知上述框图中有机物B的相对分子质量比有机物A的相对分子质量大79．
请回答下列问题：
（1）A的结构简式是CH3CH3；D的名称CH2BrCH2Br．
（2）写出有关的化学方程式：
B→C：CH3CH2Br+NaOH$→_{△}^{醇}$CH2=CH2+NaBr+H2O
D→E：CH2BrCH2Br+2NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$HOCH2CH2OH+2NaBr
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A．11种B．10种C．9种D．8种
3．锌是一种应用广泛的金属．某工厂用下图工艺冶炼锌，其中锌焙砂主要含ZnO、ZnFe2O4及少量FeO、CuO等氧化物．

金属阳离子在常温下以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表：
阳离子Fe3+Fe2+Zn2+Cu2+
开始沉淀时的pH2.76.65.24.4
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回答下列问题：
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（5）沉积物中除生成的沉淀外还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因可能是Fe（OH）3胶体（沉淀）具有吸附性．
（6）若0.1t锌焙砂通过上述流程处理后最终得到了21.4kg沉淀物，则锌焙砂中铁元素的质量分数最大为11.2%．
3．实验室有一包固体粉末样品可能是MgCO3、Fe2O3和FeO的混合物．
I．甲学生设计实验方案，以确定样品中是否含有FeO，除样品外，实验室只提供以下试剂：KMnO4溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，请你描述甲学生的实验操作步骤、现象及结论：取少量样品于试管中，加入稀硫酸溶解，再加入少量KMnO4溶液，溶液不褪色，说明样品中没有FeO．
Ⅱ．经甲学生实验确定该样品中不存在FeO，乙学生想在甲学生的实验基础上进一步来测定混合物中Fe2O3的含量：乙学生准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验，以测定Fe2O3的质量分数．

请回答下列问题：
（1）盛装盐酸的仪器的名称是分液漏斗，装置的连接顺序是：B→D→A→C（填图中字母序号，各仪器只能选用一次）．
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外，还有一个重要作用是：将反应产生的CO2气体尽可能彻底的赶入装置A中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收．
（3）为提高测定的准确度，在B中最应加入的物质是：d（填字母编号）．
a．饱和NaHCO3溶液      b．蒸馏水     c．浓硫酸     d．NaOH溶液
（4）在进行乙学生的实验方案评价时，有学生认为不必测定A中沉淀的质量，而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差，就能完成实验要求．实验证明，若用此法测得Fe2O3的质量分数将偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
10．某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3，装置如图1所示（气密性已检验，部分夹持装置略）：

（1）C中反应的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3．
（2）请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用CO2在水中存在平衡：CO2+H2O?H2CO3?HCO3-+H+，有H2SO4存在时，可使上述平衡向左移动，从而减少CO2在水中的溶解，同时吸收挥发出来的HCl气体．
（3）当C中有大量白色固体析出时，停止实验，将固体过滤、洗涤、干燥备用．为确定固体的成分，实验步骤如下：
第一步：准确称取一定质量的固体，配成1000mL溶液作为样液，其余固体备用．配制溶液时肯定不需要如图2所示仪器中的AC（填字母），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是烧杯、玻璃棒（填仪器名称）．
第二步：设计方案如下．
①方案1：取样液与澄清的Ca（OH）2溶液混合，出现白色沉淀．
实验小组对现象产生的原理进行分析，认为该方案不合理，理由是Na2CO3和NaHCO3都能跟Ca（OH）2溶液发生反应生成白色沉淀，无法确定固体的成分中是否含有NaHCO3．
②方案2：取样液与BaCl2溶液混合，出现白色沉淀并有气体产生．
实验小组认为固体中存在NaHCO3，其离子方程式是2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+CO2↑+H2O．
该小组认为不能确定是否存在Na2CO3，你认为该结论是否合理？合理．
③方案3：实验小组中甲、乙同学利用NaHCO3的不稳定性进行如下实验：
甲同学：取样液400mL，用pH计测溶液pH，再水浴加热蒸发至200mL，接下来的操作是冷却到室温，
加水至溶液体积为400mL，再次测定pH，结果表明白色固体中存在NaHCO3．为进一步证明白色固体是否为纯净的NaHCO3，结合甲同学实验，还应补充的实验是取相同质量的纯净的NaHCO3配成1000mL溶液，取400mL，重复甲的实验，进行对照．
乙同学：利用仪器测定了固体残留率随温度变化的曲线，如图3所示．
已知：残留率=$\frac{剩余固体的质量}{原始固体的质量}$×100%
根据A点坐标得到的结论是白色固体为NaHCO3．
7．常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如图：

已知：I．（R、R′表示烃基或氢）
II．醛与二元醇（如：乙二醉）可生成环状缩醛：

（1）A的核磁共振氢谱有两种峰，A的名称是乙醛．
（2）A与合成B的化学方程式是．
（3）C为反式结构，由B还原得到，C的反式结构的结构简式是．
（4）N由A经反应①〜③合成，E能使Br2的CCl4溶液褪色．
①的反应试剂和条件是稀NaOH、加热；②的反应类型是加成反应．
（5）PVAc由一种单体经加聚反应得到，该单体的结构简式是CH3COOCH=CH2．
（6）碱性条件下，PVAc完全水解的化学方程式是．
14． 固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂，某学习小组以Fe（NO3）2为研究对象，通过实验探究其热分解的产物，查阅资料，根据硝酸盐受热分解的规律，提出如下4种猜想：
甲：Fe2O3、NO2 乙：Fe2O3、NO2、O2丙：Fe3O4、NO2、O2 丁：FeO、NO2、N2
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是不符合氧化还原反应原理．
针对上述猜想，设计如图16所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：
（2）实验过程
①仪器连接后，放人固体试剂之前，应检验装置的气密性
②称取Fe（NO3）2固体3.6g置于A中，加热前先打开K，通入N2充满整个装置，后再关闭K，用酒精灯加热
③观察到A中有红棕色气体出现，C、D中未见明显变化．
④待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.6g
⑤取少量剩余固体于试管中，加人适量水，未见明显现象．
（3）实验结果分析讨论：
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析，可初步确认分解产物中有Fe2O3、NO2．
②根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O2，因为若有O2，D中溶液颜色会退去；另一个同学认定分解产物中有O2存在，未检侧到的原因是O2在通过装置B时已参与反应．
③为了验证是否有O2，某同学另称Fe（NO3）2固体3.6g，充分加热，收集气体，假设产生的气体全部收集，将集满气体的试管倒放在水槽中，观察到的现象是红棕色消失，液面上升，进入试管中的溶液大于$\frac{2}{3}$，通入一定量的O2后，气体全部被吸收，请写出Fe（NO3）2受热分解的化学方程式4Fe（NO3）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe2O3+8NO2↑+O2↑，通入O2的物质的量为0.0025mol．
④小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究．写一点不足之处：在A和B处加一个防倒吸的装置或者产生的气体不易收集．

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