第5課時(shí)探究型綜合實(shí)驗(yàn)課時(shí)集訓(xùn)測控導(dǎo)航表知識(shí)點(diǎn)題號(hào)反應(yīng)產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)探究2,4物質(zhì)性質(zhì)的探究1,3,5非選擇題1.氧化二氯(Cl2O)是次氯酸的酸酐,其部分性質(zhì)如下:物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)常溫下,Cl2O是棕黃色、刺激性氣體;熔點(diǎn):-120.6℃;沸點(diǎn)Cl2O不穩(wěn)定,接觸一般有機(jī)物易爆炸;它易溶于水,同時(shí)反應(yīng)生成次氯酸實(shí)驗(yàn)室制備原理:2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O,現(xiàn)用下列裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備少量Cl2O,并探究相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)。(1)裝置A中儀器X的名稱為。

(2)若氣體從左至右流動(dòng),裝置連接順序是A、(每個(gè)裝置限用一次)。

(3)裝置F中盛裝試劑的名稱為。

(4)A中反應(yīng)的離子方程式為。

(5)當(dāng)D中收集適量液態(tài)物質(zhì)時(shí)停止反應(yīng),設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)證明B中殘留固體中含有NaHCO3:

。

(6)實(shí)驗(yàn)完成后取E中燒杯內(nèi)溶液滴加品紅溶液發(fā)現(xiàn)溶液褪色。該課題組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究溶液褪色的原因。序號(hào)0.1mol/LNaClO溶液/mL0.1mol/LNaCl溶液/mL0.1mol/LNaOH溶液/mLH2O/mL品紅溶液現(xiàn)象Ⅰ5.0005.03滴較快褪色Ⅱ05.0a03滴不褪色Ⅲ5.005.003滴緩慢褪色①a=。

②由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

。

解析:(1)根據(jù)裝置圖可知裝置A中儀器X的名稱為分液漏斗。(2)通過A裝置制取Cl2,由于濃鹽酸具有揮發(fā)性,制取的Cl2中含有HCl雜質(zhì),為防止其干擾Cl2O的制取,要先通過F裝置除去HCl雜質(zhì),再通過B裝置發(fā)生反應(yīng)2Na2CO3+H2O+2Cl22NaCl+2NaHCO3+Cl2O,制取得到Cl2O,由于易溶于水,同時(shí)與水反應(yīng)生成次氯酸,所以收集之前要先通過C裝置干燥,再通過D裝置收集Cl2O并驗(yàn)證其沸點(diǎn)低、容易液化的特點(diǎn),同時(shí)由于Cl2、Cl2O都會(huì)產(chǎn)生大氣污染,所以最后要用E裝置進(jìn)行尾氣處理。故按氣體從左至右流動(dòng)裝置連接順序是AFBCDE。(3)裝置F是除去Cl2中的雜質(zhì)HCl氣體的,為減少Cl2的溶解消耗,要通過盛有飽和食鹽水的溶液來除去HCl雜質(zhì)。(4)A中濃鹽酸與MnO2混合加熱制取Cl2,反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。(5)在裝置B中Na2CO3與Cl2反應(yīng)制取Cl2O,所以要證明B中殘留固體中含有NaHCO3,就要先加入過量的BaCl2溶液,振蕩靜置,使可能存在的Na2CO3轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀除去,然后取上層清液于另一試管中,再滴加Ba(OH)2溶液,若有白色沉淀生成,證明發(fā)生反應(yīng)2NaHCO3+Ba(OH)2BaCO3↓+Na2CO3+2H2O,產(chǎn)生了碳酸鋇沉淀,從而可證明含有NaHCO3。(6)①要保證每組實(shí)驗(yàn)時(shí)溶液的體積都是10mL,所以a=5.0;②由上述實(shí)驗(yàn)可以看出:在其他條件不變時(shí),溶液的堿性越弱,次氯酸鈉溶液的漂白性越強(qiáng);溶液的堿性越強(qiáng),次氯酸鈉溶液漂白能力越弱。答案:(1)分液漏斗(2)FBCDE(3)飽和食鹽水(4)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(5)取B中固體少許于試管中,加蒸餾水溶解,滴加過量BaCl2溶液,振蕩靜置,取上層清液于另一試管中,再滴加Ba(OH)2溶液,有白色沉淀生成(6)5.0在其他條件相同時(shí),溶液的堿性越強(qiáng),次氯酸鈉溶液漂白能力越弱2.草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O,M=180g/mol)呈淡黃色,可用于曬制藍(lán)圖。某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)其進(jìn)行了一系列探究。Ⅰ.純凈草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)物的探究(1)氣體產(chǎn)物成分的探究。小組成員采用如下裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①E中盛裝堿石灰的儀器名稱為。

②按照氣流從左到右的方向,上述裝置的接口順序?yàn)閍→g→f→→尾氣處理裝置(儀器可重復(fù)使用)。

③實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2,其目的為

。

④實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO,依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 。

(2)小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了A中分解后的固體成分為FeO,則草酸亞鐵晶體分解的化學(xué)方程式為

。

(3)曬制藍(lán)圖時(shí),以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測定工業(yè)制得的草酸亞鐵晶體中常含有FeSO4雜質(zhì),測定其純度的步驟如下:步驟1:稱取mg草酸亞鐵晶體樣品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液;步驟2:取上述溶液25.00mL,用cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液V1mL;步驟3:向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉,充分反應(yīng)后,加入適量稀H2SO4,再用cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。(4)步驟2中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為

;

步驟3中加入鋅粉的目的為。

(5)草酸亞鐵晶體樣品的純度為;若步驟1配制溶液時(shí)部分Fe2+被氧化變質(zhì),則測定結(jié)果將(填“偏高”“偏低”或“不變”)。

解析:(1)①E中盛裝堿石灰的儀器名稱為U形管;②根據(jù)上述分析可知,儀器使用的先后順序?yàn)锳DBECB,則按照氣流從左到右的方向,裝置的接口順序?yàn)閍→g→f→b→c→h→i(或i→h)→d→e→b→c→尾氣處理裝置;③實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2,其目的為排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)產(chǎn)生的CO與裝置內(nèi)的空氣混合加熱發(fā)生爆炸事故;④實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO,裝置C中CO與CuO反應(yīng)生成Cu和CO2,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為C中固體由黑色變?yōu)榧t色,裝置C后的B裝置中出現(xiàn)渾濁。(2)草酸亞鐵晶體受熱分解產(chǎn)生FeO、CO、CO2和水,根據(jù)電子守恒及原子守恒,可得分解的化學(xué)方程式為FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O。(3)K3[Fe(CN)6]溶液遇FeC2O4,溶液變?yōu)樗{(lán)色,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4(4)在步驟2中用酸性KMnO4滴定含有Fe2+、H2C2O4的溶液,MnO4-被還原為無色的Mn2+,所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為錐形瓶中溶液顏色變?yōu)闇\紅色,且30s內(nèi)不褪色。在步驟3中加入鋅粉的目的為將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,以便于確定溶液H2C2O4的物質(zhì)的量,并根據(jù)C元素守恒,計(jì)算出FeC(5)根據(jù)上述分析可知,草酸消耗的KMnO4的物質(zhì)的量為n(KMnO4)=cmol/L×(V1-V2)×10-3L=c(V1-V2)×10-3mol,根據(jù)反應(yīng)過程和電子守恒可得,KMnO4與H2C2O4的物質(zhì)的量關(guān)系為5H2C2O4～2KMnO4,H2C2O4是FeC2O4·2H2O與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生,根據(jù)元素守恒可知,5FeC2O4·2H2O～5H2C2O4～2KMnO4,故n[FeC2O4·2H2O]=52n(KMnO4)=52c(V1-V2)×10-3mol,所以草酸亞鐵晶體樣品的純度為m(FeC2O4答案:(1)①U形管②b→c→h→i(或i→h)→d→e→b→c③排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸④C中固體由黑色變?yōu)榧t色,裝置C后的B裝置中出現(xiàn)渾濁(2)FeC2O4·2H2OFeO+CO↑+CO2↑+2H2O(3)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O(4)錐形瓶中溶液顏色變?yōu)闇\紅色,且30s內(nèi)不褪色將Fe3+還原為Fe2+(5)52c3.三硫代碳酸鈉(Na2CS3)常用作殺菌劑、沉淀劑。某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究三硫代碳酸鈉的性質(zhì)并測定其溶液的濃度。實(shí)驗(yàn)1:探究Na2CS3的性質(zhì)步驟操作及現(xiàn)象①取少量Na2CS3固體溶于蒸餾水配制成溶液并分成兩等份②向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液,溶液變紅色③向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去(1)H2CS3是(填“強(qiáng)”或“弱”)酸。

(2)已知步驟③的氧化產(chǎn)物是SO42-,寫出該反應(yīng)的離子方程式:(3)某同學(xué)取步驟③所得溶液于試管中,滴加足量鹽酸、BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,他認(rèn)為通過測定產(chǎn)生的白色沉淀的質(zhì)量即可求出實(shí)驗(yàn)所用Na2CS3的量,你是否同意他的觀點(diǎn)并說明理由:

。

實(shí)驗(yàn)2:測定Na2CS3溶液的濃度按如圖所示連接好裝置,取50mLNa2CS3溶液置于A中,打開儀器d的活塞,滴入足量2.0mol/L稀H2SO4,關(guān)閉活塞。已知:Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑;CS2和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸點(diǎn)46℃,與CO2某些性質(zhì)相似,與NaOH作用生成Na2COS2和H2(4)盛放Na2CS3溶液的儀器名稱是,B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是。

(5)反應(yīng)結(jié)束后打開彈簧夾K,再緩慢通入熱N2一段時(shí)間,其目的是。

(6)為了計(jì)算Na2CS3溶液的濃度,對(duì)B中混合物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱重,得19.2g固體,則A中Na2CS3的物質(zhì)的量濃度為。(7)分析上述實(shí)驗(yàn)方案,還可以通過測定C中溶液質(zhì)量的增加值來計(jì)算Na2CS3溶液的濃度,若反應(yīng)結(jié)束后將通熱N2改為通熱空氣,計(jì)算值(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

解析:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中信息,向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液,溶液變紅色,說明Na2CS3為強(qiáng)堿弱酸鹽,故H2CS3是弱酸。(2)已知步驟③向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,氧化產(chǎn)物是SO42-,還原產(chǎn)物為Mn2+,同時(shí)應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理進(jìn)行配平得該反應(yīng)的離子方程式為5CS32-+24MnO4-+52H+5CO2(3)某同學(xué)取步驟③所得溶液于試管中,滴加足量鹽酸、BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,但因?yàn)镵MnO4溶液用H2SO4酸化,含有SO42-引起實(shí)驗(yàn)誤差,故根據(jù)白色沉淀的質(zhì)量不能求出實(shí)驗(yàn)所用Na2(4)根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知,盛放Na2CS3溶液的儀器的名稱是三頸燒瓶,A中發(fā)生反應(yīng):Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑,H2S氣體進(jìn)入B中,與硫酸銅反應(yīng)生成不溶于硫酸的硫化銅沉淀和硫酸,故B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cu2++H2SCuS↓+2H+。(5)反應(yīng)結(jié)束后打開彈簧夾K,再緩慢通入熱N2一段時(shí)間,將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中,使其被完全吸收。(6)為了計(jì)算Na2CS3溶液的濃度,對(duì)B中混合物進(jìn)行過濾、洗滌、干燥、稱重,得19.2g固體,n(H2S)=n(CuS)=19.2g96g/mol=0.2mol,根據(jù)反應(yīng)Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑可知,n(Na2CS3(7)分析上述實(shí)驗(yàn)方案,還可以通過測定C中溶液質(zhì)量的增加值來計(jì)算Na2CS3溶液的濃度,若反應(yīng)結(jié)束后將通熱N2改為通熱空氣,空氣中含有CO2能被氫氧化鈉溶液吸收,導(dǎo)致C中的質(zhì)量偏大,從而求得的Na2CS3偏多,因此通過測定C中溶液質(zhì)量的增加值來計(jì)算Na2CS3溶液的濃度時(shí),計(jì)算值偏高。答案:(1)弱(2)5CS32-+24MnO4-+52H+5CO2↑+15SO(3)不同意,因?yàn)镵MnO4溶液用H2SO4酸化,含有SO4(4)三頸燒瓶Cu2++H2SCuS↓+2H+(5)將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中,使其被完全吸收(6)4.0mol/L(7)偏高4.已知:NOx能與Na2O2反應(yīng);NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO3-和MnⅠ.用如圖所示裝置(略去夾持儀器)可制得少量亞硝酸鈉(2NO+Na2O22NaNO2)。(1)B、D的儀器名稱是,D的作用是。(2)通NO前,需先通一段時(shí)間N2,目的是。

(3)E中主要反應(yīng)的離子方程式為。

(4)常溫下,測得實(shí)驗(yàn)前后C的質(zhì)量差值為0.30g,則制得NaNO2g。

Ⅱ.NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性,為探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,提出如下假設(shè):假設(shè)ⅰ.NO2氧化Na2O2;假設(shè)ⅱ.Na2O2氧化NO2。甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置:請(qǐng)回答下列問題:(5)單向閥在實(shí)現(xiàn)氣體單向流通的同時(shí),還有一個(gè)作用是。(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi),木條復(fù)燃,甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為假設(shè)ⅰ正確。乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?應(yīng)在F、G之間增加一個(gè)M裝置,M中應(yīng)盛裝(可供選擇的試劑:堿石灰、濃硫酸、飽和氯化鈉溶液);乙同學(xué)用改進(jìn)后的裝置,重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復(fù)燃。得到結(jié)論:假設(shè)ⅱ正確。

請(qǐng)做出正確判斷,寫出NO2和Na2O2反應(yīng)的化學(xué)方程式:。

解析:本實(shí)驗(yàn)分兩部分,Ⅰ的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵迫∩倭縼喯跛徕c,根據(jù)反應(yīng)2NO+Na2O22NaNO2,Na2O2可以與水反應(yīng),所以該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是完全干燥。Ⅰ.(1)B、D的儀器名稱是(球形)干燥管,B、D的作用都是防止水蒸氣進(jìn)入C裝置。(2)通NO前,需先通一段時(shí)間N2,就是要將裝置中的空氣排出去,因?yàn)楫a(chǎn)物NaNO2容易被氧化。(3)裝置E的作用是吸收未反應(yīng)完的NO,根據(jù)題中信息“NO和NO2均能與酸性KMnO4溶液反應(yīng)生成NO3-和Mn2+”可知,E中主要反應(yīng)的離子方程式為4H++3MnO4-+5NO3Mn2++5N(4)常溫下,測得實(shí)驗(yàn)前后C的質(zhì)量差值為0.30g,根據(jù)反應(yīng)原理2NO+Na2O22NaNO2,裝置增重即為NO的質(zhì)量,故n(NO)=n(NaNO2)=0.01mol,m(NaNO2)=0.69g。Ⅱ.該實(shí)驗(yàn)的目的是探究NO2與Na2O2反應(yīng)的產(chǎn)物,NO2和Na2O2都有較強(qiáng)氧化性。(5)單向閥在G和H之間,單向閥內(nèi)部有一個(gè)關(guān)鍵的圓錐狀結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)氣體單向流通的同時(shí),還有一個(gè)作用是可以阻隔液體,防止倒吸。(6)待試管G中收集滿氣體,向試管G中加入適量Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi),木條復(fù)燃,說明NO2反應(yīng)完了,且生成O2,但可能是F中的水蒸氣進(jìn)入G,和NO2、Na2O2反應(yīng),故F、G之間增加一個(gè)M裝置,用來吸收水蒸氣,M中應(yīng)盛裝濃硫酸;用改進(jìn)后的裝置,重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失,帶火星的木條未復(fù)燃,說明NO2反應(yīng)完了,但未生成O2,所以是Na2O2氧化NO2,將其氧化成NaNO3,故其反應(yīng)方程式為2NO2+Na2O22NaNO3。答案:(1)(球形)干燥管防止水蒸氣進(jìn)入C裝置(2)排出裝置中的空氣(3)4H++3MnO4-+5NO3Mn2++5NO3(4)0.69(5)防止倒吸(6)濃硫酸2NO2+Na2O22NaNO35.二氧化氯(ClO2)與亞氯酸鈉(NaClO2)都具有強(qiáng)氧化性。兩者作漂白劑時(shí),不傷害織物;作飲用水消毒劑時(shí),不殘留異味。某研究性學(xué)習(xí)小組由二氧化氯制備亞氯酸鈉,并探究其性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)如下:[資料査閱]①SO2可將NaClO3還原為ClO2;②NaClO2酸化生成NaCl,并放出ClO2。實(shí)驗(yàn)步驟如下:Ⅰ.組裝儀器并檢查氣密性。儀器組裝完畢(如圖所示),關(guān)閉①②③三個(gè)止水夾及b的活塞,打開a的活塞,向A的圓底燒瓶中注入水,檢查裝置的氣密性。Ⅱ.制備亞氯酸鈉。在各裝置中分別加入相應(yīng)的試劑,關(guān)閉止水夾①③和b的活塞,打開止水夾②及a的活塞,向A的圓底燒瓶中滴入75%硫酸。Ⅲ.探究亞氯酸鈉的性質(zhì)。打開止水夾①②,關(guān)閉止水夾③和a的活塞,通入一段時(shí)間空氣;關(guān)閉止水夾①和②,打開止水夾③和b的活塞,向C的三頸燒瓶中滴入稀硫酸。試回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中,裝置氣密性良好的現(xiàn)象是

;

儀器a或b在使用前應(yīng)。

(2)步驟Ⅱ中,B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為,C中H2O2的作用為。

(3)步驟Ⅲ中,先通入一段時(shí)間空氣的目的是,試管D中的現(xiàn)象為。

(4)步驟Ⅲ中,開始時(shí)C中反應(yīng)緩慢,稍后產(chǎn)生氣體的速率卻迅速加快。試解釋可能的原因:

。

(5)步驟Ⅱ中,實(shí)驗(yàn)前若向C的三頸燒瓶中加入25mL8.0mol·L-1H2O2溶液充分反應(yīng),分離提純得到18.88gNaClO2