题目内容

8．某化学实验小组拟用50mLNaOH溶液吸收CO2气体（用大理石和稀盐酸反应来制取CO2），以制备纯净的Na2CO3溶液．为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3，他们设计了如下实验过程：
a．取25mL NaOH溶液，向其中通入过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；
b．小火煮沸此溶液1～2min；
c．在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使其充分混合反应．
（1）此方案能制得较纯净的Na2CO3，写出a、c两步的化学反应方程式：NaOH+CO2═NaHCO3、NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O．
（2）煮沸溶液的目的是充分将溶液中的二氧化碳赶出．此方案第一步的实验装置如图所示：

（3）加入反应物前，如何检查整个装置的气密性用弹簧夹夹住A、B连接处，先检查A的气性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口侵入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气（也可一次检查A、B的气密性：连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住．然后从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气）．
（4）装置B中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液，作用是吸收HCl气体．
（5）在实验室制法中，装置A还可作为下列②④⑤气体的发生装置（填序号）．
①CH2=CH2    ②H2S    ③CH4    ④CH≡CH     ⑤H2
（6）实验室制取下列气体：①NH3，②Cl2，③HCl，④H2S，⑤CH4，⑥CO，⑦CO2，⑧O2时，属于必须进行尾气处理并能用图所示装置进行处理的，将气体的序号填入装置图的下方空格内．
尾 气
吸 收
装 置
处理气体①③②④
（7）已知所用NaOH溶液中溶质的质量分数为40%，室温下该溶液密度为1.44g/mL，假设反应前后溶液的体积不变，不考虑实验误差，计算用此种方法制备所得Na2CO3溶液的物质的量浓度为7.2 mol/L．

分析 （1）根据NaOH和CO2反应，CO2过量生成NaHCO3来书写化学方程式；根据酸式盐能与碱反应生成盐和水；
（2）煮沸溶液的目的是赶净溶液中的二氧化碳，避免干扰后续实验结果；
（3）根据装置不漏气时，改变气体的体积可以改变压强；
（4）根据CO2中含有HCl，选择除杂试剂；
（5）根据装置的特点：固体+液体→气体；
（6）根据两套装置的特点：前者是防倒吸，说明气体极易溶于水或与溶液反应；后者没有防倒吸，说明气体不溶于水或与溶液反应；
（7）先根据NaOH和CO2反应生成NaHCO3，求出NaHCO3的物质的量，再根据反应：NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，求出Na2CO3的物质的量，最终求出Na2CO3的物质的量浓度．

解答 解：（1）因过量的CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3，其反应为NaOH+CO2═NaHCO3，因酸式盐与碱反应生成盐和水，其反应为NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O，
故答案为：NaOH+CO2═NaHCO3；NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O；   
（2）煮沸溶液的目的是赶净溶液中的二氧化碳，避免干扰后续实验结果，
故答案为：充分将溶液中的二氧化碳赶出；
（3）因装置不漏气时，通过改变气体的体积可以改变压强，用弹簧夹夹住A、B连接处，先检查A的气性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口侵入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气，
故答案为：用弹簧夹夹住A、B连接处，先检查A的气性：塞紧橡皮塞，从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，停止加水后，漏斗内与锥形瓶中的液面差保持不变，说明装置不漏气．然后检查B的气密性：向烧杯中注入少量水，使导管口侵入水中，双手捂住广口瓶片刻有气泡冒出，松开手后，有少量水进入导管形成水柱，说明装置不漏气（也可一次检查A、B的气密性：连接和烧杯间的乳胶管用止水夹夹住．然后从漏斗注入一定量的水，使漏斗中的水面高于锥形瓶内的水面，过一会，观察漏斗内与锥形瓶中的液面差，若保持不变，说明装置不漏气）；
（4）因CO2中含有HCl，要得到纯净的CO2，必须除去HCl，同时除杂试剂不能CO2反应，所以用饱和NaHCO3溶液而不能用饱和Na2CO3溶液，
故答案：饱和NaHCO3溶液；吸收HCl气体；
（5）因制备CO2、H2S、CH≡CH、H2装置的特点：固体+液体→气体，而制备CH2═CH2 装置的特点：液体+液体→气体，制备CH4装置的特点：固体+固体→气体，故答案为：②④⑤；
（6）因有毒气体必须进行尾气处理，故CH4、CO2、O2不需要处理，CO虽然需要处理，但不能用液体来吸收，可用燃烧法来处理，左边的装置吸收气体要防倒吸，说明气体极易溶于水，如：NH3、HCl  右边的装置后者吸收气体没有防倒吸，说明气体不易溶于水，如：Cl2、H2S，故答案为：①③；②④；
（7）50mLNaOH溶液中n（NaOH）=$\frac{50ml×1.44g/ml×40%}{40g/mol}$=0.72mol，
         NaOH+CO2═NaHCO3         
       0.36mol     0.36mol      
       NaHCO3 +NaOH═Na2CO3 +H2O
  0.36mol   0.36mol   0.36mol         
 则Na2CO3的物质的量浓度为：C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.36mol}{0.05L}$=7.2 mol/L，
故答案：7.2 mol/L．

点评 本题是一道实验综合题，主要是物质的制备方法和实验设计，实验分析判断和反应的定量计算，考查了学生的实验知识，同时考查了学生的化学计算能力，有一定的难度，掌握基础是关键．

练习册系列答案
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12．某溶液经经测定pH=1，溶液中还存在Ba2+、Fe2+，此溶液中还可能大量存在的离子是（　　）
A．SO42-B．CO32-C．NO3-D．Br-
13．关于离子方程式Cu2++2OH-═Cu（OH）2↓的说法正确的是（　　）
A．可表示所有铜盐和强碱的反应
B．可表示某一个具体的反应，也可以表示一类反应
C．离子方程式中的OH-可代表弱碱或强碱
D．该反应可看到Cu（OH）2白色沉淀
10．在密闭容器中进行如下反应：A2（g）+B2（g）?2D（g），已知A2、B2、D的起始浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（　　）
A．B2为0.1mol/LB．D为0.3mol/L
C．A2为0.3mol/LD．B2为0.2mol/L同时D为0.1mol/L
3．硝基苯是重要的精细化工原料，是医药和染料的中间体，还可做有机溶剂．制备硝基苯的组装如图反应装置，过程如下：
步骤：取100mL烧杯，用20mL浓硫酸与浓硝酸18mL配制混和酸，加入恒压漏斗中．把18mL苯加入三颈烧瓶中．
②向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀．
③在50-60℃下发生反应，直至反应结束．
④将反应后的液体依次用蒸馏水和10% Na2CO3溶液洗涤，最后再用蒸馏水洗涤得到粗产品．
请回答下列问题：
（1）配置混酸应先在烧杯中先加入浓硝酸．
（2）恒压滴液漏斗的优点是可以保持漏斗内压强与发生器内压强相等，使漏斗内液体能顺利流下．
（3）实验装置中长玻璃管可用冷凝管（球形冷凝管或直行冷凝管均可）代替（填仪器名称）．
（4）反应结束后产品在液体的下层（填“上”或者“下”），分离混酸和产品的操作方法为分液．
（5）为了得到更纯净的硝基苯，还须先向液体中加入氯化钙除去水，然后蒸馏．
（6）写出制备硝基苯的化学方程式．
13．实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：
CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚．用少量的溴和足量的乙醇制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示，有关数据列表如下：
乙醇1，2-二溴乙烷乙醚
状态、溶解性无色液体、易溶于水无色液体无色液体、难溶于水
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-l309-1l6
回答下列问题：
（1）在此制备实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高170℃左右，其最主要目的是d．
a．引发反应   b．加快反应速度    c．防止乙醇挥发      d．减少副产物乙醚生成
（2）判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去．
（3）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在层下（填“上”、“下”）．
（4）若产物中有少量副产物乙醚，可用的方法除去蒸馏．
（5）反应过程中应用冷水冷却装置D，其主要目的是；但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是避免溴大量挥发；产品1，2-二溴乙烷的熔点（凝固点）低，过度冷却会凝固而堵塞导管．
20．（1）已知
①CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H1=-870.3kJ•mol-1
②C（s）+O2（g）=CO2（g）△H2=-393.5kJ•mol-1
③H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H3=-285.8kJ•mol-1
则用固体C、氢气、氧气合成CH3COOH（l）的热化学方程式为2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）△H=-488.3 kJ•mol-1
（2）某实验小组对不同浓度的醋酸溶液进行导电性测定，结果如图1．可得结论是①醋酸浓度在0-2 mol/L，电流强度随着浓度增大而增大；浓度大于2 mol/L以后，电流强度随着浓度增大而减小；②电流强度与离子浓度成正比．
（3）测得以等物质的量混合的醋酸和醋酸钠溶液中PH=4.8，则离子浓度从大到小的排序是c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），常温下，a mol•L-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3?的水解常数约等于$\frac{1{0}^{-12}}{a}$．（用含a式表示）．
（4）已知反应H2O（g）+CO（g）?CO2（g）+H2（g），在某温度下的平衡常数是9．如果反应开始时，一氧化碳与水蒸气的浓度都是0.01mol/L，计算一氧化碳的转化率．（写出计算过程）
（5）某锅炉水垢的主要成分有CaCO3、Mg（OH）2、Fe2O3，利用如图2所示装置对锅炉水（含Ca2+、Mg2+、HCO3-）进行预处理，可有效防止锅炉水垢的形成．试用所学理论进行解释．因为阳极会发生4OH--4e-=O2↑+2H2O，使得阳极区H+浓度增大，然后发生HCO3-+H+=CO2↑+H2O，一段时间后随着CO2的排出溶液的酸性逐渐增强，就可有效防止锅炉水垢的形成．
17．S2Cl2是工业上常用的硫化剂，可以改变生橡胶受热发粘、遇冷变硬的性质．
物质沸点/℃熔点/℃
S445113
CS247-109
CCl477-23
S2Cl2137-77
已知：①S2Cl2易与水反应；②300℃以上完全分解；③微热的情况下S2Cl2能被过量Cl2氧化S2Cl2+Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SCl2；④有关物质的熔沸点如下：
实验室制备S2Cl2的反应原理有两种：
①CS2+3C12$\frac{\underline{\;95～100℃\;}}{\;}$ CC14+S2Cl2；   
②2S+Cl2$\frac{\underline{\;111～140℃\;}}{\;}$ S2Cl2．
（1）若实验室选择图装置（部分夹持装置已略去）来制备S2Cl2，其反应原理是上述中的①（填写序号）；图中尾气处理装置不够完善，改进后的装置应起到的作用是：在D和E之间增加装置以起到干燥、尾气吸收、防倒吸的作用．利用改进后的正确装置进行实验，请回答以下问题：
（2）为了提高产品S2Cl2的纯度，实验操作的关键是控制好温度和控制浓盐酸的滴速不要太快．
（3）该实验的操作顺序为：①③②⑤④（用序号表示）．
①点燃酒精灯A  ②点燃酒精灯D  ③通冷凝水  ④熄灭酒精灯A  ⑤熄灭酒精灯D
（4）某同学取少量产物，小心加入适量水中，观察到有白雾、黄色沉淀且产生的无色气体能使品红溶液褪色，该同学据此判断上述实验确有S2Cl2生成．写出S2Cl2与水反应的化学方程式：2S2Cl2+2H2O═3S↓+SO2↑+4HCl↑．
（5）S2Cl2中每个原子的最外层都具有8电子结构，请用电子式表示S2Cl2的形成过程：．
18．辉铜矿（主要成分为Cu2S）经火法冶炼，可制得Cu和H2SO4，流程如图1所示：
（1）Cu2S中Cu元素的化合价是+1价．
（2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜（含少量Ag、Fe），CuSO4溶液做电解质溶液：
①粗铜应与直流电源的正极（填“正”或“负”）相连．
②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液里的原因是Cu2+的氧化性大于Fe2+的氧化性．
③电解一段时间后，溶液中Cu2+浓度减小．（填“减小”、“增大”、“不变”）
（3）Ⅲ中，烟气（主要含SO2、CO2）在较高温度经如图2所示方法脱除SO2，并制得H2SO4．

①在阴极放电的物质是O2．
②在阳极生成SO3的电极反应式是2SO42--4e-=2SO3↑+O2．
（4）检测烟气中SO2脱除率的步骤如下：
i．将一定量的净化气（不含SO3）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水．
ii．加入浓盐酸，加热溶液至无色无气泡，再加入足量BaCl2溶液．
iii．过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量．
①用离子方程式表示i中溴水的主要作用SO32-+Br2+H2O=SO42-+2Br-+2H+．
②若沉淀的质量越大，说明SO2的脱除率越低（填“高”或“低”）．
（5）次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性．H3PO2是一元中强酸，写出其电离方程式H3PO2?H2PO2-+H+．
③NaH2PO2为正盐（填“正盐”或“酸式盐”）其溶液显弱碱性（填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）．

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