题目内容

14．无水三氯化铁是有机合成的催化剂，为棕黄色固体，易潮解产生白雾，200℃左右时升华．实验室可用氯气与铁反应制备无水三氯化铁，下图是甲组学生设计的制备装置．

（1）仪器A的名称是圆底烧瓶；装置B的作用是除去Cl2中的HCl
（2）装置D中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3；装置D可观察到的现象是玻璃管中产生棕黄色的烟，铁粉逐渐减少
（3）装置D与E之间不用玻璃导气管连接，原因是若用玻璃导管，FeCl3易在导管口冷凝造成堵塞； 点燃装置D处酒精灯的时机是待D装置的玻璃管内充满黄绿色气体时，才点燃酒精灯．
（4）装置F的作用是吸收尾气防止空气污染；可能发生的反应有Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（用两个离子方程式表示）．
（5）与甲组设计对比，乙组同学去掉了装置C．实验时无论怎样改变铁粉的用量，装置D中都有少量的固体残留．乙组同学对残留固体的成分作如下两种推测：Ⅰ可能是氯化铁；Ⅱ可能是Fe3O4，其依据是（用化学方程式表示）3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2，验证该推测的实验方法是取少量固体，用铁丝靠近，若发生吸引，则推测成立．

分析 （1）根据装置图判断；氯气在饱和食盐水中溶解度很小，HCl易溶；
（2）在加热条件下，Fe与氯气反应生成三氯化铁；三氯化铁为棕黄色固体；
（3）FeCl3冷却凝结为固体，会造成堵塞；先排除装置中的空气再加热；
（4）氯气为有毒气体，用氢氧化钠溶液吸收；
（5）没有用浓硫酸干燥，会有水蒸气，水蒸气与Fe会反应生成四氧化三铁；四氧化三铁有磁性．

解答 解：（1）由装置图可知，仪器A的名称是圆底烧瓶；制备的气体先通过饱和食盐水，氯气在饱和食盐水中溶解度很小，HCl易溶，所以饱和食盐水用于除去Cl2中的HCl；
故答案为：圆底烧瓶；除去Cl2中的HCl；
（2）装置D中，在加热条件下，Fe与氯气反应生成三氯化铁，其反应的方程式为：2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3；反应生成的三氯化铁为棕黄色固体，所以装置D可观察到的现象是玻璃管中产生棕黄色的烟，铁粉逐渐减少；
故答案为：2Fe+3Cl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3FeCl3；玻璃管中产生棕黄色的烟，铁粉逐渐减少；
（3）玻璃导管的体积较小，若用玻璃导管，FeCl3冷却凝结为固体，FeCl3易在导管口冷凝造成堵塞；装置中的空气在加热条件下能与Fe反应生成四氧化三铁，所以应该先排除装置中的空气再加热，即待D装置的玻璃管内充满黄绿色气体时，才点燃酒精灯；
故答案为：若用玻璃导管，FeCl3易在导管口冷凝造成堵塞；待D装置的玻璃管内充满黄绿色气体时，才点燃酒精灯；
（4）氯气为有毒气体会污染空气，要进行尾气处理，所以用氢氧化钠溶液吸收，反应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
故答案为：吸收尾气防止空气污染；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
（5）没有用浓硫酸干燥，氯气中含有水蒸气，在加热条件下，水蒸气与Fe会反应生成四氧化三铁，所以II可能是Fe3O4；其反应方程式为：3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；四氧化三铁有磁性，若要检验是否有四氧化三铁可以用铁丝，其操作为取少量固体，用铁丝靠近，若发生吸引，则推测成立；
故答案为：Fe3O4；3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+4H2；取少量固体，用铁丝靠近，若发生吸引，则推测成立．

点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，设计实验室中氯气的制取方法、常见尾气的处理方法以及铁离子的检验等知识，明确实验目的为解答关键，注意掌握制备方案的设计方法，试题培养了学生的化学实验能力．

练习册系列答案
相关题目
12．四种因素：①温度和压强　②所含微粒数　③微粒本身大小　④微粒间的距离，其中对气态物质体积有显著影响的是（　　）
A．②③④B．②④C．①③④D．①②④
5．某校化学兴趣小组利用如图所示装置进行探究铁与浓硝酸的反应．
Ⅰ．硝酸性质的探究：
（1）加热前，铁丝遇浓硝酸没有明显现象，其原因是浓硝酸使铁钝化；
（2）加热后，B中出现红棕色气体，该反应中硝酸呈现的性质是酸性和氧化性，为防止污染，C中的溶液应为NaOH（填化学式）溶液．
Ⅱ．产物中铁元素价态的探究：
（3）提出合理假设：
假设1：产物中只有+3价铁；
假设2：产物中只有+2价铁；
假设3：产物中既有+2价铁也有+3价铁．
（4）设计实验：
分别取反应后大试管A中的溶液装入两支试管甲、乙，在甲试管中滴加酸性高锰酸钾溶液；在乙试管中滴加KSCN溶液，观察现象．
①若现象为：甲试管没有明显变化，乙试管中溶液变红色，则假设1正确；
②若现象为：甲试管中溶液紫色褪去，乙试管没有明显变化，则假设2正确；
③若现象为：若甲、乙试管中均有明显现象发生，则假设3正确．
（5）实验结果：
该小组某次实验产物，经检测仅含Fe3+，他们根据B试管中气体颜色逐渐变浅，判断产物中既有NO2也有NO生成，请写出装置A中生成NO反应的离子方程式：Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O．
2．实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品．请回答下列问题：
（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入碎瓷片，目的是防止暴沸．
（2）浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂．
（3）生成乙酸乙酯的反应方程式为CH3CH2OH+CH3COOH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3CH2OOCCH3+H2O．
（4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，如图是分离操作步骤流程图．请在图中小括号内填入适当的试剂，在中括号内填入适当的分离方法．
试剂a是饱和碳酸钠溶液，试剂b是稀硫酸；分离方法①是萃取分液，分离方法②是蒸馏，分离方法③是蒸馏．F是乙酸乙酯、E是乙醇．
（5）在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是除去乙酸乙酯中的水．
9．某同学设计了如下实验装置图．（夹持装置和加热装置略，气密性已检验）：
（1）装置A中盛有Na2SO3固体的仪器名称是圆底烧瓶，该装置发生反应的化学方程式为：Na2SO3（固体）+H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2SO4+SO2↑+H2O，该过程体现了浓硫酸的酸性．
（2）反应开始后，A中Na2SO3固体表面有气泡产生；B中有白色沉淀生成．
甲同学认为该沉淀是BaSO3，认为BaCl2能够吸收SO2，
乙同学认为BaCl2不能吸收SO2，该实验中能出现沉淀是因为该装置中有空气的干扰，并且他向上述实验生成的沉淀中加入稀盐酸，发现沉淀并没有溶解，所以乙认为该沉淀不是BaSO3，而应该是硫酸钡，生成该沉淀的化学方程式有2SO2+O2+2H2O=2H2SO4、H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl．
（3）如果将生成的SO2气体通入到硝酸钡溶液中，生成沉淀的离子方程式为：3SO2+2NO3-+2H2O+3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+4H+．
如果将亚硫酸钠固体加入到硝酸钡溶液中，生成沉淀的化学方程式为：Na2SO3+Ba（NO3）2=2NaNO3+BaSO3↓．
（4）若把分液漏斗中的浓H2SO4换成浓HNO3，对该实验是否有影响是（填“是”或“否”），理由是浓硝酸具有强氧化性，会将亚硫酸钠氧化为硫酸钠，得不到SO2气体．
（5）工业上用CuFeS2（ 黄铜矿）冶炼金属铜，副产物中也有SO2，该过程发生反应的化学方程式为：
8CuFeS2+21O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO3
CuFeS2中Cu的化合价为+2，Fe的化合价为+2，该过程中被还原的元素是Cu、O（填元素符号．当生成4mol铜时，此反应转移的电子数目是50NA．
19．二氧化氯是一种高效消毒剂，在60℃时用氯酸钾与草酸反应可生成二氧化氯，实验装置如图所示：
已知：通常状况下二氧化氯沸点为11.0℃，极易爆炸，制取和使用二氧化氯时要用性质稳定的气体稀释，以防爆炸．回答下列问题：
（1）装置A中产物有K2CO3、ClO2和CO2等，写出该反应的化学方程式：2ClO3-+H2C2O4$\frac{\underline{\;60℃\;}}{\;}$CO32-+CO2↑+2ClO2↑+H2O；装置A中还应安装的玻璃仪器是温度计，其作用是控制水浴加热温度为60℃．
（2）装置B用冰水浴的原因是常温下二氧化氯为气态，用冰水将其冷凝为液态，以防爆炸；
（3）实验过程中，装置C的溶液中除了会产生少量Na2CO3外还会生成等物质的量的另外两种钠盐，其中一种为为NaClO2，则另一种钠盐的化学式为NaClO3．
（4）已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO2．3H2O，在温度高于38℃时析出晶体NaClO2．请补充从NaClO2溶液中制得NaClO2晶体的操作步骤：a．（减压）蒸发浓缩；b低于38℃时冷却结晶；c．过滤、洗涤；d．干燥．
（5）工业上常用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2，用H2O2制备的ClO2比用盐酸制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是H2O2作还原剂时氧化产物为O2，而盐酸作还原剂时产生大量Cl2．
6．某同学用图1所示实验装置制取乙酸乙酯．回答以下问题：（已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃）

（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入几块碎瓷片，其目的是防止暴沸．
（2）在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是：先在烧瓶中加入一定量的乙醇，然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶，边加边振荡
（3）在该实验中，若用1mol乙醇和1mol 乙酸在浓硫酸作用下加热，充分反应，能否生成1mol乙酸乙酯？否，原因是该反应是可逆反应，反应不能进行完全．
（4）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位同学采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中，在此处球形干燥管的作用有：①冷凝，②防止倒吸．
（5）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，图2是分离操作步骤流程图．请在图中圆括号内填入适当的试剂，在方括号内填入适当的分离方法．
①试剂a是饱和碳酸钠，试剂b是硫酸；分离方法①是分液，分离方法③是蒸馏．
②在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水．
3．铜、铁都是日常生活中常见的金属，它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途．
请回答以下问题：
（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如图1：

①Cu2+的价电子排布图； NH4CuSO3中N、O、S三种元素的第一电离能由大到小顺序为N＞O＞S（填元素符号）．
②SO42-的空间构型为正四面体形，SO32-离子中心原子的杂化方式为sp3杂化．
（2）请写出向Cu（NH3）4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式．2Cu（NH3）42++3SO2+4H2O=2NH4CuSO3↓+6NH4++SO42-
（3）某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出SO4•H2O晶体．
①下列说法正确的是c
a．氨气极易溶于水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键
b．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角
c．Cu（NH3）4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键
d．Cu（NH3）4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素
②请解释加入乙醇后析出晶体的原因．乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度
（4）Cu晶体的堆积方式如图2所示，设Cu原子半径为r，晶体中Cu原子的配位数为，晶体的空间利用率为$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{{a}^{3}}$=$\frac{4×\frac{4}{3}π{r}^{3}}{（2\sqrt{2}r）^{3}}$×100%=74.76%（列式）．
4．配平下列化学方程式或离子方程式．
（1）□KI+□KIO3+□H2SO4═□I2+□K2SO4+□H2O
（2）□MnO4-+□H++□Cl-═□Mn2++□Cl2↑+□H2O
（3）□P4+□KOH+□H2O═□K3PO4+□PH3
（4）□ClO-+□Fe（OH）3+□OH-═□Cl-+□FeO42++□H2O．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网