题目内容

8．“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一支玻璃仪器中，经组装来完成原来需要较多仪器进行的实验．因其具有许多优点，已被广泛应用于化学实验中．下列三个实验均为“套管实验”，请观察、分析，回答下列问题：
实验一：图甲是对课本有关Na2O2某性质的两个实验的改进．
（1）将胶头滴管中的水滴入小试管，然后，在导管口A、B处分别进行适当操作，再根据所观察现象可得到的两个结论是Na2O2与水反应产生O2，该反应放热．
（2）写出甲中反应的离子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
实验二：图乙是对铜和浓硝酸反应实验的改进．
（3）写出铜和浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O．
（4）反应开始后，能观察到的现象是小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体，随后气体颜色逐渐变浅；大试管中液面上升．
（5）与普通演示实验相比，此实验除操作方便之外，还有减少空气污染等优点．
实验三、现有下列药品：A．氯化铵固体，B．氢氧化钠固体，C．浓氨水，D．浓硫酸，E．碳酸氢铵．采用“套管法”，只用一支试管（药匙等辅助用品略，不加热），选择合适的药品就可在圆底烧瓶中集满喷泉实验用的氨气（如图丙）．
（6）此实验制备氨气选用的最合适药品是BC（填序号）．

分析 （1）过氧化钠可以和水之间反应产生氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃；
（2）过氧化钠和水之间反应生成氢氧化钠和氧气，据此书写化学方程式；
（3）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水；
（4）硝酸铜溶液为蓝色，二氧化氮为红棕色气体，NO为无色气体；
（5）甲实验可以用外套管来检验反应的热量变化，乙装置可以用外套管避免空气污染；
（6）此实验为固体与液体反应制备氨气，且不需要加热．

解答 解：（1）过氧化钠可以和水之间反应产生氧气，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，观察图甲现象，木条复燃，U形管中两端红墨水液面左低右高，知道反应是放热的，可得到的两个结论是：Na2O2与水反应产生O2，该反应放热，
故答案为：Na2O2与水反应产生O2；该反应放热；
（2）过氧化钠和水之间反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，离子反应为2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑，
故答案为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑；
（3）铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，离子反应为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O，故答案为：Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（4）反应开始后，能观察到的现象是小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体，随后气体颜色逐渐变浅；大试管中液面上升，
故答案为：小试管中溶液变蓝（绿），试管中出现红棕色气体；
（5）在上述实验中，乙装置用外套管，是使得氯气和氢氧化钠之间反应的，这样可以避免空气污染，故答案为：减少空气污染；
（6）此实验为固体与液体反应制备氨气，且不需要加热，选择药品为BC，故答案为：BC．

点评 本题考查性质实验，为高考常见题型，把握实验装置的作用及实验技能、物质的性质为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．

练习册系列答案
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18．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．
已知：CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=206.2kJ•mol-1
CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）△H=247.4kJ•mol-1
2H2S（g）═2H2（g）+S2（g）△H=169.8kJ•mol-1
（1）以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法．CH4（g）与 H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+2H2O（g）═CO2（g）+4H2（g）△H=165.0kJ•mol-1．
（2）H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是为H2S热分解反应提供热量；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：2H2S+SO2═2H2O+3S．
（3）H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示．图中A、B表示的物质依次是氢气、氧气．

（4）电解尿素[CO（NH2）2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）．电解时，阳极的电极反应式为CO（NH2）2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O．
（5）Mg2Cu是一种储氢合金．350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物（其中氢的质量分数为0.077）．Mg2Cu与H2反应的化学方程式为2Mg2Cu+3H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MgCu2+3MgH2．
19．假设小明家的花生油不小心混入了一些水，请你利用所学知识．设计最简便的分离方法是（　　）
A．B．
C．D．
16．500mL硝酸钾和硝酸铜的混合溶液中c（NO3-）═6.0mol/L，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后两极均收集到22.4L气体（标准状况）．下列说法正确的是（　　）
A．原混合溶液中钾离子浓度为2 mol/L
B．上述电解过程中共转移6摩尔电子
C．电解得到的铜的物质的量为0.5摩尔
D．电解后溶液中的pH=2
3．利用石灰乳来除去硝酸工业的尾气（含NO、NO2），既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO2）2，其部分工艺流程如图．已知NO和NO2按1：1通入碱液中生成亚硝酸盐．

（1）上述工艺中采用气-液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底进入，石灰乳从吸收塔顶喷淋），其目的是使尾气中的NO、NO2被充分吸收；滤渣可循环使用，滤渣的主要成分是Ca（OH）2（填化学式）．
（2）该工艺需控制NO 和NO2 物质的量之比接近1：1．若n（NO）：n（NO2）＞1：1，则会导致排放气体中NO含量升高；若n（NO）：n（NO2）＜1：1，则会导致产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高．
13．随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母X等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示．

根据判断出的元素回答问题：
（1）z在元素周期表的位置是第二周期VA族．
（2）比较d、f简单离子的半径大小（用化学符号表示，下同）O2-＞Al3+；比较d、g元素的简单气态氢化物的稳定性大小H2O＞H2S．
（3）任选上述元素组成一种四原子共价化合物，写出其电子式 （或）．
（4）已知1mol固体e的单质在足量d2气体中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式2Na（s）+O2（g）=Na2O2（s）△H=-511kJ•mol-1．
（5）由上述元素组成的离子化合物 Q：eh 和 W：e2gd4，若电解含2molQ和2molW的混合水溶液，当阳极产生44.8L气体（标准状况下，且不考虑气体的溶解和损失）时，电路中转移电子的物质的量为6mol．
（6）上述元素可组成盐R：zx4f（gd4）2．向盛有10mL1mol•L-1R溶液的烧杯中滴加1mol•L-1 NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如图2：
①R溶液中，离子浓度由大到小的顺序是c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-）．
②写出m点发生反应的离子方程式NH4++OH-=NH3•H2O．
③若在R溶液中改加20mL 1.2mol•L-1Ba（OH）2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.022mol．
20．一个体重50kg的健康人含铁元素2g，这2g铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在．Fe2+易被吸收，所以给贫血者补充铁时，应补充含Fe2+的亚铁盐（如FeSO4）．服用维生素C可使食物中的Fe3+转化成Fe2+，有利于人体对铁的吸收．
（1）经常进行Fe2+与Fe3+的转化，可表示为Fe2+ $?_{B}^{A}$Fe3+．在过程A中，Fe2+作还原剂；
（2）维生素C可使食物中的Fe3+转化为Fe2+，维生素C在这个反应中具有还原性；
（3）某同学要检验Fe3+，向溶液中加入KSCN（写化学式）溶液变成红色．要除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁，可行的办法是c（填字母）．
a．加入铜粉   b．加入铁粉   c．通入氯气  d．加入NaOH溶液
根据选用的试剂，写出除去FeCl3溶液中少量的氯化亚铁过程中发生反应的离子方程式2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl?；
（4）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀铜箔，制造印刷线路板，写出FeCl3与金属铜反应的离子方程式2Fe3++Cu2+═2Fe2++Cu2+．
17．二氧化氯（ClO2，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂．回答下列问题：
（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化产物与还原产物物质的量之比为1：2．
（2）除去ClO2中的NH3可选用的试剂是B（填标号）．
A．水      　B．浓硫酸        C．碱石灰　　D．饱和食盐水
（3）用如图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ．用0.100 0mol•L-1硫代硫酸钠溶液测定锥形瓶中生成I2的含量（I2+2S2O32-=2I-+S4O62-），共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液．在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+═2Cl-+5I2+4H2O．
②玻璃液封装置的作用是吸收残留的ClO2气体．；
③测得混合气中ClO2的质量为0.02700g．
（4）用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐（ClO2-）．若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是C（填标号）．
A．明矾   　B．碘化钾      C．硫酸亚铁        D．盐酸．
18．铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛．某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体（CuCl2•2H2O ）的流程如下．

已知常温下，Cu2+、Fe3+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见表：
金属离子Fe3+Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH1.94.7
氢氧化物完全沉淀时的pH3.26.7
请回答下列问题：
（1）溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe3+且不引入杂质．
①试剂X可选用下列物质中的ad（填代号）．
a．CuO      b．NaOH      c．Cu      d．Cu（OH）2
②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是3.2≤pH＜4.7．
（2）由溶液Ⅱ制备CuCl2•2H2O的操作依次为：边滴加浓盐酸边加热浓缩、冷却结晶（填操作名称）、过滤、洗涤干燥．
（3）向0.1mol•L-1的CuCl2溶液中通入H2S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+．
若KSP[CuS]=1.2×10-36，则生成沉淀时需要S2-的浓度为1.2×10-35mol•L-1．
（4）某学习小组用碘量法测定CuCl2•2H2O样品的纯度（杂质不发生反应）．实验如下：
a．准确称取CuCl2•2H2O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250mL待测溶液．（已知：2Cu2++4I-═2CuI+I2）
b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴指示剂，用c mol•L-1Na2S2O3标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为V mL．（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
①实验中使用的指示剂名称为淀粉溶液，达到滴定终点时，溶液颜色变化为溶液由蓝色变为无色．
②该样品中CuCl2•2H2O 的质量分数为$\frac{{171cV×{{10}^{-3}}×10}}{m}×100%$（用含m、c、V的代数式表示，不用化简）．

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