题目内容

7．实验是科学研究的基本方法之一．
Ⅰ．某校化学研究性学习小组，探究足量的锌与浓硫酸反应的过程．按图1组装好实验装置，微热试管A，观察到如下现象：①C、D、E中均有气泡产生；②随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；③反应一段时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加．试回答：
（1）从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接2、1接b，c接2、1接d（填数字1、2 …）；D、E两支试管中CCl4的作用是防止倒吸．
（2）能证明浓硫酸具有强氧化性的化学方程式为Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO4+SO2↑+2H2O．
（3）反应一段时间后气泡量又会明显增加的原因是反应一段时间后，由于浓硫酸浓度降低，Zn与稀硫酸反应有H2生成．
（4）D中浑浊消失的离子方程式为CaSO3+SO2+H2O═Ca2++2HSO3-

Ⅱ．硼（B）位于ⅢA族，三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要的化工原料．三氯化硼（BCl3）可用于制取乙硼烷（B2H6），也可作有机合成的催化剂．
查阅资料：①BCl3的沸点为12.5℃，熔点为-107.3℃；
②2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl3↑+3H2↑；
设计实验：某同学设计如图2所示装置制备三氯化硼．
请回答下列问题：
（1）写出A装置中反应的化学方程式MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑．
（2）E装置的作用是冷却和收集三氯化硼．如果拆去B装置，可能的后果是硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸．
（3）实验中可以用一个盛装碱石灰（填试剂名称）的干燥管代替F和G装置，使实验更简便．
（4）三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸（H3BO3）和白雾，写出该反应的化学方程式：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑；实验室保存三氯化硼的注意事项是密封保存．

分析 I．开始C、D、E中均有气泡产生，随后气泡量减少，C中品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失，说明开始反应生成二氧化硫，该反应证明浓硫酸具有强氧化性，D中二氧化硫先与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，而后亚硫酸钙与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钙，沉淀溶解；随反应进行浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与Zn反应又生成氢气，反应一段时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加．由于生成的二氧化硫在C中均发生反应，导致装置内气体压强减小，B装置的作用应是防止倒吸，选择甲装置，C也选择甲装置盛放品红溶液．E中氢氧化钠吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，D、E中导管均收入四氯化碳中，可以防止溶液倒吸；
Ⅱ．A装置制备氯气，发生反应为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑，B装置吸收氯气中混有的HCl，C中浓硫酸吸水，干燥氯气，
（1）A装置制备氯气，二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水；
（2）BCl3的沸点为12.5℃，易挥发，应冷却收集；B用于除去HCl气体，否则可能会发生反应：2B+6HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BCl3↑+3H2↑，在D中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；
（3）F装置用于吸收水蒸气，避免G装置中的水蒸气进入U形管，G装置盛装氢氧化钠溶液吸收尾气，以此判断；
（4）三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸（H3BO3）和白雾，产生白雾，说明有HCl生成；在实验室保存三氯化硼的注意事项要密封保存，防止受潮水解．

解答 解：I．开始C、D、E中均有气泡产生，随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失，说明开始反应生成二氧化硫，该反应证明浓硫酸具有强氧化性，D中二氧化硫先与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀，而后亚硫酸钙与二氧化硫、水反应生成亚硫酸氢钙，沉淀溶解；随反应进行浓硫酸变为稀硫酸，稀硫酸与Zn反应又生成氢气，反应一段时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加．由于生成的二氧化硫在C中均发生反应，导致装置内气体压强减小，B装置的作用应是防止倒吸，选择甲装置，C也选择甲装置盛放品红溶液．E中氢氧化钠吸收未反应的二氧化硫，防止污染空气，D、E中导管均收入四氯化碳中，可以防止溶液倒吸；
（1）由上述分析可知，正确连接顺序为：a接2、1接b，c接2、1接d（填数字1、2 …）；D、E两支试管中CCl4的作用是：防止倒吸，
故答案为：2；1；2；1；防止倒吸；．
（2）能证明浓硫酸具有强氧化性的化学方程式为：Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Zn+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO4+SO2↑+2H2O；
（3）反应一段时间后，由于浓硫酸浓度降低，Zn与稀硫酸反应有H2生成，反应一段时间后气泡量又会明显增加，
故答案为：反应一段时间后，由于浓硫酸浓度降低，Zn与稀硫酸反应有H2生成；
（4）D中浑浊消失的离子方程式为：CaSO3+SO2+H2O═Ca2++2HSO3-，
故答案为：CaSO3+SO2+H2O═Ca2++2HSO3-；
Ⅱ．（1）A装置制备氯气，二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水，反应方程式为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑，
故答案为：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+2H2O+Cl2↑；
（2）三氯化硼的沸点低，易挥发，需要冷却产品，E装置的作用是：冷却和收集三氯化硼，
B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，若拆去B装置，由题给资料知，硼与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气和氯气的混合气体，易发生爆炸，
故答案为：冷却和收集三氯化硼；硼粉与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；
（3）F装置用于吸收水蒸气，避免G装置中的水蒸气进入U形管，G装置中盛装氢氧化钠溶液吸收尾气，故实验中可以用一个盛装碱石灰的干燥管来代替F+G装置，
故答案为：碱石灰；
（4）三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸（H3BO3）和白雾，产生白雾，说明有HCl生成，三氯化硼遇水能反应的化学方程式为：BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl↑，故实验室应密封冷暗处保存三氯化硼，
故答案为：BCl3+3H2O═H3BO3+3HCl↑；密封保存．

点评 本实验属于物质制备与检验综合设计实验，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目涉及制备气体、净化气体、干燥气体和尾气处理，明确原理是解题关键，目难度中等．

练习册系列答案
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11．下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是（　　）
A．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液：c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（H2CO3）
B．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液与0.1 mol•L-1NaOH溶液等体积混合：c（Na+）=2c（CO32-）+c（HCO3-）+2c（H2CO3）
C．0.1 mol•L-1NaHCO3溶液与0.2 mol•L-1NaOH溶液等体积混合：c（Na+）＞c（OH-）＞0.05 mol•L-1＞c（CO32-）＞c（HCO3-）
D．0.2 mol•L-1NaHCO3溶液与0.1 mol•L-1NaOH溶液等体积混合：c（CO32-）+2c（OH-）=c（HCO3-）+3c（H2CO3）+2c（H+）
12．判断正误：
①Na2O2易与空气中的水及CO2反应，故少量Na2O2常保存在煤油中．错误．
②某溶液加入BaCl2溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，该溶液不一定含有Ag+．正确．
9．A、B、C、D四种元素处于同一短周期，在同族元素中，A的气态氢化物的沸点最高，B的最高价氧化物对应水化物的酸性在同周期中最强的，C的电负性介于A、B之间，D与B相邻．请回答下列问题：
（1）在一个B的单质分子中存在2个π键．
（2）已知B的气态氢化物很容易与H+结合，B原子与H+间形成的键角109°28′，形成的离子的立体构型为正四面体．
（3）在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中，沸点最低的是CH4（填分子式），其沸点显著低于其它三种氢化物的原因是甲烷中不含氢键．
（4）A的氢化物易溶于水，而D的氢化物难溶于水，原因是氨气和水分子能形成氢键、甲烷和水分子不能形成氢键．
2．某同学设计了如图所示的套管实验装置（部分装置未画出）来制备SO2并利用实验现象来检验其还原性，制备SO2时选用的试剂为Cu和浓H2SO4．回答下列问题：
（1）写出制取SO2的化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CuSO4+SO2↑+2H2O．
（2）该反应中浓H2SO4表现的化学性质有氧化性、酸性．
（3）该同学利用实验现象来检验SO2的还原性，则选用的试剂为C，（填选择项）检验SO2还原性的试管中的现象为酸性高锰酸钾溶液褪色．
    A．双氧水（H2O2）B．品红溶液  C．酸性高锰酸钾溶液．
12．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2的结构的说法中正确的是（　　）
A．分子的正、负电荷重心重合B．分子正、负电荷重心不重合
C．H2O2是极性分子D．H2O2是非极性分子
19．实验室有一瓶混有氯化钠的氢氧化钠固体试剂，经测定氢氧化钠的质量分数约为82%，为了验证其纯度，用浓度为0.2mol•L-1的盐酸进行滴定，完成下列问题：
（1）称取5.0g该氢氧化钠固体样品，配成500mL溶液备用．
（2）将标准盐酸装在25.00mL的酸式滴定管中，调节液面位置在“0”刻度以下，并记录下刻度．
（3）取20.00mL待测液．该项实验操作使用的主要仪器有碱式滴定管、锥形瓶．用酚酞作指示剂时，滴定到溶液颜色由红色色刚好变成无色为止．
（4）滴定达终点后，记下盐酸用去20.00mL，计算氢氧化钠的质量分数为80.0%．
（5）试分析上述滴定误差可能由下列哪些实验操作引起ACE（填序号）．
A．转移待测液至容量瓶时，未洗涤烧杯
B．酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接装盐酸
C．滴定时反应器摇动太激烈，有少量液体溅出
D．滴定到终点时，滴定管尖嘴悬有气泡
E．滴定开始时读数仰视，终点时读数俯视
（6）如图表示50.00mL滴定管中液面的位置，若A与C刻度间相差1mL，A处的刻度为25.00mL，滴定管中液面读数应为25.40mL，设此时液体体积读数为a mL，滴定管中液体的体积V大于（50-a） mL（填“=”、“＞”或“＜”）．
16．用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（　　）
A．11.2 LO2和O3组成的混合气体含有原子数为NA
B．常温常压下，1.7 g NH3含有的电子数目为 NA
C．0.1mol/LNa2SO4溶液中含有Na+的个数为0.2NA
D．标准状况下，22.4 L NO2与足量的H2O充分反应后转移电子数为 NA
17．下列实验中，不能观察到明显变化的是（　　）
A．把一段打磨过的镁带放入少量冷水中
B．把Cl2通入FeCl2溶液中
C．把绿豆大的钾投入到水中
D．把溴水滴加到KI淀粉溶液中

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