题目内容

1．某化学学习小组在实验室中探究铁钉与热浓硫酸的反应．其探究流程如图所示

（1）从实验安全的角度考虑，应先向烧杯中加入甲（填“甲”或“乙”）．
（2）由于铁钉生锈，上清液B中可能既含Fe3+，又含Fe2+，要检验上清液B中有无Fe2+，应加入的试剂是d（填字母序号）．
a．KSCN溶液和氯水   b．铁粉和KSCN溶液   c．NaOH溶液       d．酸性KMnO4溶液
（3）气体A的主要成分是SO2，还可能含有H2和CO2．流程图中“加热”时可能生成CO2的原因是C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O（用化学方程式表示）．
（4）利用下列仪器可以检验气体A中是否含有H2和CO2（其中的夹持仪器、橡胶管和加热装置已经略去），则仪器的连接顺序是ACBEFDE（填仪器的字母代号），装置A的作用是除去气体A中的SO2，装置B中试剂X的化学式是Ca（OH）2．

分析 （1）先在烧杯中加铁钉，再加浓硫酸；
（2）Fe2+具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色；
（3）铁钉中含有少量的碳元素，C与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（4）检验气体A中是否含有H2和CO2，应该先除去二氧化硫，然后用澄清石灰水检验二氧化碳，再干燥，然后通过CuO，与CuO反应生成水，用无水硫酸铜检验水的生成，即可证明有氢气．

解答 解：（1）先在烧杯中加铁钉，再加浓硫酸，如果先加入浓硫酸，再加铁钉，则容易溅起浓硫酸伤人；
故答案为：甲；
（2）由于铁钉生锈，上清液B中可能既含Fe3+，又含Fe2+，Fe2+具有还原性，能使酸性KMnO4溶液褪色，所以用酸性KMnO4溶液检验有无Fe2+；
故答案为：d；
（3）铁钉中含有少量的碳元素，C与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水，其反应的方程式为：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O；
故答案为：C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO2↑+CO2↑+2H2O；
（4）检验气体A中是否含有H2和CO2，应该先除去二氧化硫，所以把混合气体通过酸性KMnO4溶液，再通过酚酞试液检验二氧化硫是否吸收完全，然后把气体通过澄清石灰水，用澄清石灰水检验二氧化碳，再通过碱石灰干燥，然后通过灼热CuO，氢气与CuO反应生成水，用无水硫酸铜检验水的生成，即可证明有氢气，所以仪器的连接顺序是ACBEFDE；装置A中溶液为酸性KMnO4溶液，作用是除去气体A中的SO2；装置B是氢氧化钙用于检验二氧化碳，即试剂X的化学式是Ca（OH）2；
故答案为：ACBEFDE；除去气体A中的SO2；Ca（OH）2．

点评 本题考查了浓硫酸的性质、实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握性质实验方案设计的原则及评价方法，明确常见气体的性质及检验方法，侧重于考查学生的分析能力和实验能力．

练习册系列答案
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19．下列说法正确的是（　　）
A．如果5.6LN2含有n个氮分子，则NA一定约为4n
B．18g水中所含的电子数是8NA
C．在0.5mol/L的氯化钡溶液中含有离子数为1.5NA
D．15gCH3+含有8mol电子
20．已知：P4（s）+6Cl2（g）═4PCl3（g）△H=a kJ•mol-1
P4（s）+10Cl2（g）═4PCl5（g）△H=b kJ•mol-1
P4具有正四面体结构，PCl5中P-Cl键的键能为c kJ•mol-1，PCl3中
P-Cl键的键能为1.2c kJ•mol-1，列叙述正确的是（　　）
A．P-P键的键能大于P-Cl键的键能
B．可求Cl2（g）+PCl3（g）═PCl5（s）的反应热△H
C．Cl-Cl键的键能$\frac{b-a+5.6c}{4}$ kJ•mol-1
D．1molP4含4molp-p键
9．俗话说，“陈酒老醋特别香”，其原因是酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室里我们也可以用如图所示的装置来模拟该过程．请回答下列问题：
（1）在大试管中需加人浓硫酸、冰醋酸各2mL，乙醇3mL，加人试剂的正确的操作是先加入乙醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加冰醋酸．
（2）浓硫酸的作用是：①催化剂②吸水剂．
（3）饱和碳酸钠溶液的主要作用是中和乙酸，溶解乙醇，降低酯在水中的溶解度有利于酯的析出．
实验结束后饱和碳酸钠溶液中可能有晶体析出，该晶体是碳酸氢钠．
（4）装置中通蒸气的导管只能插到饱和碳酸钠溶液的液面处，不能插入溶液中，目的防倒吸，长导管的作用是导气、冷凝．
（5）若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是分液．
（6）进行该实验时，最好向试管甲中加人几块碎瓷片，其目的是防止液体暴沸．
（7）试管乙中观察到的现象是乙中的液体分层，上层是透明的油状液体，由此可见，乙酸乙酯的密度比水小（填“大”或“小”）．
16．某化学兴趣小组用甲、乙两套装置（如图所示）进行甲酸（HCOOH）与甲醇（CH3OH）酯化反应的实验，回答以下问题．

（1）甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式是HCOOH+CH3OH$?_{△}^{浓硫酸}$HCOOCH3+H2O．
（2）实验过程中选用的用品及试剂：碎瓷片（作用为防暴沸）、甲酸、甲醇以及浓H2SO4 （作用为催化剂），还有试管A和锥形瓶B内装的是饱和Na2CO3溶液（作用为中和挥发出来的甲酸，使之转化为甲酸钠溶于水中，溶解挥发出来的甲醇，降低甲酸甲酯在水中的溶解度，便于分层得到酯）．
（3）乙装置中长玻璃导管c的作用是冷凝回流甲醇，平衡内外大气压强；冷凝水应该从b进入．
（4）甲、乙两套装置中效果比较好的装置是乙．
6．铁及其化合物与生活密切相关，古代炼丹家以绿矾（FeSO4•7H2O为原料，放在炼丹炉中锻烧可制得绿矾油．绿矾油是一种无色粘稠液体，可用于除掉兵器上的铁锈．如图是2.78g绿矾隔绝空气受热分解时，所得固体产物的质量随温度变化的曲线．将加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液．得自色沉淀1.16g．
（1）绿矾油主要成份的化学式为H2SO4．t1～t2．发生反应的化学方程式为2FeSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+SO3↑+SO2 ↑．
（2）若将28.8g草酸亚铁（FeC2O4）隔绝空气加热至100℃，得到14.4g黑色细粉，则可推知该黑色细粉为FeO．
（3）以下是FeSO4•7H2O的实验室制备流理图，如图，
根据题意完成下列填空：
①反应II需要100mL1.5mol•L-1的稀H2SO4溶解洁净的铁屑，用质量分数为98%、密度为1.84g•cm-3的浓H2SO4配制．所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及100mL容量瓶．
②操作A的名称为过滤、洗涤．
③测定FeSO4•7H2O产品中Fe2+含量的常用方法是KMnO4溶液滴定法．已知称取6.0g FeSO4•7H2O产品，配制成溶液，用硫酸酸化的0.2000mol•L-1KMnO4溶液滴定，消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL．发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为93%（保留两位有效数字）．
13．实验室可用下列实验装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量（图中夹持装置已略去）．

（1）实验前如何检查装置A的气密性关闭止水夹K，从长颈漏斗向试管内加水，至长颈漏斗中管内的液面高于管外液面，静置一段时间，若液面高度差不发生变化，则气密性良好；
（2）为了实验安全，在点燃酒精灯之前，在F装置出口b处必须检验氢气的纯度，实验开始后，在b处必须点燃未反应的氢气．
（3）装置B的作用是除去氢气中混有的氯化氢气体，装置C中所盛装的液体是浓硫酸．
（4）干燥管E右边又连接干燥管F的目的是防止空气中的水蒸气进入干燥管E中．若无干燥管F，测得Fe2O3的质量将偏大（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
（5）若FeO和Fe2O3混合物的质量为a g，反应完全后干燥管E的质量增加了b g，则混合物中Fe2O3的质量分数为$\frac{80b-20a}{7a}×100%$（用含字母的式子表示）．
10．乙酸乙酯是无色的有水果香味的液体，沸点77.1℃，某次制取实验用到冰醋酸14.3mL，95%乙醇23mL，还用到浓H2SO4，饱和Na2CO3溶液以及极易与乙醇结合成六醇合物的氯化钙溶液，主要仪器装置如图所示，实验步骤是：
①先向A蒸馏烧瓶中注入少量乙醇和所用的浓H2SO4后摇匀，再将剩下的所有乙醇和冰醋酸注入分液漏斗待用，这时分液漏斗里乙醇与冰醋酸的物质的量之比约为7：5；
②加热油浴，保持温度在135℃～145℃之间；
③将分液漏斗中的液体缓缓滴入蒸馏烧瓶里，调节加料速度使蒸出酯的速度与进料速度大体相等，直到加料完成；
④保持油浴温度一段时间，至不再有液体馏出后，停止加热；
⑤取下B吸滤瓶，将一定量饱和Na2CO3溶液分批少量多次地加到馏出液里，边加边摇荡，直到无气泡产生为止；
⑥将⑤的液体混合物分液，弃去水层；
⑦将饱和CaCl2溶液（适量）加入到分液漏斗中，摇荡一段时间静置，放出水层（废液）；
⑧分液漏斗里得到的是初步提纯的乙酸乙酯粗品；
⑨然后再向其中加入无水硫酸钠，振荡．
试回答：
（1）写出用冰醋酸制乙酸乙酯的方程式CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O．
（2）用过量乙醇的主要目的是增大反应物乙醇的浓度，有利于反应向生成乙酸乙酯的方向进行，边加料，边加热蒸馏的目的是减小生成物乙酸乙酯的浓度，有利于反应向酯化方向进行．
（3）用饱和Na2CO3溶液洗涤粗酯的目的是中和乙酸、溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度，如果用NaOH浓溶液代替Na2CO3，将引起的后果是致使乙酸乙酯水解．
（4）用饱和CaCl2溶液洗涤粗酯的目的是除去粗酯中的乙醇．
（5）为什么操作③要使加料与馏出的速度大致相等使反应充分且能够及时冷凝蒸出产物．
（6）加入无水硫酸钠，其目的是除去粗产品中的水．
11．Na2SO3应用广泛．利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低，优势明显，其流程如下．

（1）举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题：酸雨．
（2）如图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化．则初期反应（图中A点以前）的离子方程式是2CO32-+SO2+H2O=2HCO3-+SO32-．

（3）中和器中发生的主要反应的化学方程式是NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O．
资料显示：
Ⅰ．Na2SO3在33℃时溶解度最大，将其饱和溶液加热至33℃以上时，由于溶解度降低会析出无水Na2SO3，冷却至33℃以下时析出Na2SO3•7H2O；
Ⅱ．无水Na2SO3在空气中不易被氧化，Na2SO3•7H2O在空气中易被氧化．
（4）为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度，从而提高结晶产率，中和器中加入的NaOH是过量的．
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因Na2SO3存在溶解平衡：Na2SO3（s）?2Na+ （aq）+SO32- （aq），NaOH过量使c（Na+）增大，上述平衡逆向移动．
②结晶时应选择的最佳操作是B（选填字母）．
a．95～100℃加热蒸发，直至蒸干
B．维持95～100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
C．95～100℃加热浓缩，冷却至室温结晶
（5）为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4，需选用的试剂是稀盐酸、BaCl2溶液．
（6）KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量：室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂，再用酸性KIO3标准溶液（x mol/L）进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色，消耗KIO3标准溶液体积为y mL．
①滴定终点前反应的离子方程式是：□IO3-+□SO32-=□3SO42-+□1I-（将方程式补充完整）
②成品中Na2SO3（M=126g/mol）的质量分数是3xy×100%．

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