综合题突破4 化学实验
【真题回顾】
命题角度1 以物质制备为目的综合实验
1.(2023·全国甲卷)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。
具体步骤如下:
Ⅰ.称取2.0 g NH4Cl,用5 mL水溶解。
Ⅱ.分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后,将溶液温度降至10 ℃以下,加入1 g活性炭、7 mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水。
Ⅲ.加热至55~60 ℃反应20 min。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25 mL沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入4 mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是________。加快NH4Cl溶解的操作有____________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10 ℃以下以避免______、
________;可选用________降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处:_____________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为________。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是________________________________________
___________________________________________________________________。
2.(2023·辽宁卷)2 噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入300 mL液体A和4.60 g金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至10 ℃,加入25 mL噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至-10 ℃,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应30 min。
Ⅳ.水解。恢复室温,加入70 mL水,搅拌30 min;加盐酸调pH至4~6,继续反应2 h,分液;用水洗涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水MgSO4,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后,得到产品17.92 g。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体A可以选择______________________________________。
a.乙醇 b.水
c.甲苯 d.液氨
(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是_____________________________________
___________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为_____________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节pH的目的是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是________(填名称),无水MgSO4的作用为______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(7)产品的产率为____________(用Na计算,精确至0.1%)。
命题角度2 分离、提纯类综合实验
3.(2022·全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为_______________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是_____________________________________________________________________。
回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)回流时间不宜过长,原因是__________________________________________。
回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为________(填标号)。
A.①②③ B.③①②
C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是____________________________________________________________________。
过滤除去的杂质为__________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是_____________________________________________________________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量__________洗涤,干燥,得到Na2S·xH2O。
命题角度3 探究性质、原理类综合实验
4.(2022·广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 ℃时,HAc的Ka=1.75×10-5≈10-4.76。
(1)配制250 mL 0.1 mol·L-1的HAc溶液,需5 mol·L-1HAc溶液的体积为__________ mL。
(2)下列关于250 mL容量瓶的操作,正确的是______________。
(3)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设 稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。
设计方案并完成实验 用浓度均为0.1 mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,测定pH,记录数据。
序号 V(HAc)/mL V(NaAc)/mL V(H2O)/mL n(NaAc)∶n(HAc) pH
Ⅰ 40.00 / / 0 2.86
Ⅱ 4.00 / 36.00 0 3.36
… … … … … …
Ⅶ 4.00 a b 3∶4 4.53
Ⅷ 4.00 4.00 32.00 1∶1 4.65
①根据表中信息,补充数据:a=____________,b=____________。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡________(填“正”或“逆”)向移动;结合表中数据,给出判断理由:___________________________________
___________________________________________________________________。
③由实验Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论 假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按=1配制的溶液中,c(H+)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验Ⅷ中pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液,加入2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08 mL,则该HAc溶液的浓度为__________ mol·L-1。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点。
②用上述HAc溶液和0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1 mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
Ⅰ 移取20.00 mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ __________,测得溶液的pH为4.76
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途:____________________________________________________________________。
命题角度4 以定量测定为目的的综合实验
5.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先____________,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查____________。依次点燃煤气灯________,进行实验。
(2)O2的作用有________________________________________________________,
CuO的作用是________________________________________________________
(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是________、________(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:____________________________________________________________________。
取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管增重0.010 8 g,d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为_____________________。
【考点剖析】
命题热点一 实验仪器的识别及连接
题空1 仪器的识别
【必备知识】
1.常考仪器
装置 仪器名称
仪器A球形冷凝管 仪器B恒压滴液漏斗 仪器C三颈烧瓶
仪器a圆底烧瓶 仪器b分液漏斗
仪器a球形干燥管 仪器b长颈漏斗
2.创新仪器
(1)分水器
①在室温下,有机试剂和水互不相溶,但是可以形成共沸物,水的密度一般比有机溶剂大,当分水器中充满了液体,溶剂和水在分水器中分层,上层为有机溶剂层,下层为水层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层有机层会从左侧支管自动返流到反应体系中。
②核心点:与水共沸不互溶,密度比水小,有机溶剂回流体系。
(2)布氏漏斗及抽滤装置
①安装好仪器后,将滤纸放入布氏漏斗内,滤纸大小应略小于漏斗内径,又能将全部小孔盖住。用蒸馏水润湿滤纸,微开水龙头,抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上。
②转移溶液,溶液量不应超过漏斗容量的2/3 ,开大水龙头,待溶液快流尽时再转移沉淀。
③注意观察吸滤瓶内液面高度,当快达到支管口位置时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,不要从支管口倒出溶液。
④洗涤沉淀时,应关小水龙头,使洗涤剂缓慢通过沉淀物。
⑤吸滤完毕或中途需停止吸滤时,应注意先断开连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管,然后关闭水龙头,以防倒吸。
【对点集训】
1.(全国卷)醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:
(1)装置b的名称是____________。
(2)加入碎瓷片的作用是____________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是____________(填正确答案标号)。
A.立即补加 B.冷却后补加
C.不需补加 D.重新配料
(3)分液漏斗在使用前须清洗干净并__________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有____________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.温度计
C.吸滤瓶 D.球形冷凝管
E.接收器
2.抽滤也称减压过滤,请选择合适的仪器并组装抽滤的装置从溶液中得到CuCl产品,装置连接顺序为____________→____________→E→____________(填标号)。
下列有关抽滤的说法错误的是__________(填标号)。
A.原理为利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低,以达到固液分离的目的
B.过滤速度快,可得到较干燥的沉淀
C.实验结束后,先关抽气泵,后拔开抽滤瓶接管
题空2 仪器或接口的连接顺序
【必备知识】
1.仪器的连接
2.接口的连接
总体原则:“自下而上,从左到右”。
量气装置应:“短”进“长”出
净化装置应:“长”进“短”出
干燥管应:“粗”进“细”出
【对点集训】
1.(2022·福建卷节选)某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率。回答下列问题:
步骤Ⅰ 制备CO
在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略),反应方程式:HCOOHCO↑+H2O
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是___________________________________。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为a→__________→____________→____________→____________→h(每空填一个接口标号)。
2.(2022·山东卷节选)根据反应TiO2+CCl4TiCl4+CO2 制备TiCl4。已知TiCl4 与CCl4 分子结构相似,与CCl4 互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对TiCl4 、CCl4 混合物进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧______________(填序号),先馏出的物质__________。
命题热点二 实验装置分析
【必备知识】
1.典型实验装置
实验装置 主要作用
①中橡胶管的作用:平衡压强,使液体能顺利滴下;降低液体体积对气体体积测量的干扰
②的作用:干燥或除去气体中的杂质
③的作用:吸收尾气,防止污染空气
④的作用:干燥气体或吸收气体;防止空气中二氧化碳、水蒸气对实验的影响
⑤的作用:安全瓶,防止瓶内压强过大
⑥的作用:混合气体;干燥气体;通过观察气泡速率控制流量
⑦的作用:测量气体体积。读数时注意:装置冷却到室温,上下移动量气管使两液面高度一致,平视量气管内凹液面最低处读出数值
⑧中仪器名称与作用:a为布氏漏斗,b为抽滤瓶或吸滤瓶,两者组合配合抽气,使抽滤瓶内压强减小,加快过滤的速率
2.创新实验装置
装置 装置图 装置说明
索氏提取装置 将粉末状固体置于滤纸套筒内,烧瓶中溶剂(萃取剂)受热蒸发,蒸气沿蒸气导管上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒中,与粉末状固体接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管顶端时,经虹吸管返回烧瓶,从而实现对粉末状固体的连续萃取
减压蒸馏装置 又称真空蒸馏,是分离和提纯有机化合物的一种重要方法,可降低组分的沸点,降低蒸馏温度,适用于高沸点物质和受热易分解、氧化或聚合的物质的分离和提纯。 应用常压蒸馏时常加入沸石,能起到防止暴沸的作用。而在减压蒸馏装置中,不能加入沸石,应通过控制毛细管上的活塞来调节空气的流量,使极少量空气进入液体,而产生微小气泡,形成液体沸腾的汽化中心,起到防止液体暴沸的作用
【对点集训】
1.(全国卷)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ℃,100 ℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10-4,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________,
圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒____________。
(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是______________,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是_______________________________________________。
(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是___________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有_____________________________(填标号)。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管
C.接收瓶 D.烧杯
2.已知磺酰氯(SO2Cl2)是一种无色液体,熔点:-54.1 ℃,沸点:69.1 ℃,遇水发生剧烈水解,且产生白雾。某学习小组依据SO2(g)+Cl2(g)===SO2Cl2(g) ΔH<0,利用如图所示装置制备磺酰氯(部分夹持装置略):
(1)利用装置E制取SO2宜选用的试剂是________。
a.10%的硫酸溶液和亚硫酸钙固体
b.铜和98%的浓硫酸
c.80%的硫酸溶液和亚硫酸钠固体
d.80%的硫酸溶液和亚硫酸钙固体
(2)为了使Cl2和SO2在装置D中混合反应,用仪器接口的小写字母和箭头表示上述装置的合理连接顺序:________→f,g←________(箭头方向与气流方向一致,部分装置可重复使用)。
(3)仪器甲的名称为________,仪器乙的作用是____________________________。
命题热点三 实验操作分析
题空1 操作目的分析
【必备知识】
常考答题方向
(1)通入N2或其他惰性气体:除去装置中的空气,排除氧气的干扰。
(2)末端放置干燥管:防止空气中的水蒸气或二氧化碳干扰实验。
(3)冷凝回流的作用及目的:防止××蒸气逸出脱离反应体系,提高××物质的转化率。
(4)①水洗:通常是为了除去晶体表面水溶性的杂质。
②“冰水洗涤”:能洗去晶体表面的杂质离子,同时防止晶体在洗涤过程中的溶解损耗。
③用特定有机试剂清洗晶体:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度、有利于析出,减少损耗等。
题空2 基本操作规范答题
【必备知识】
基本操作 答题规范
证明沉淀完全的操作 静置,取沉淀后的上层清液,加入××试剂(沉淀剂),若没有沉淀生成,说明沉淀完全
洗涤沉淀的操作 沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀,静置使其全部滤出,重复操作2~3次
检验沉淀是否洗涤干净的操作 取最后一次洗涤液,加入××试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离子,选择合适的检验试剂),若没有××(特征现象)出现,证明沉淀已洗涤干净
从溶液中得到晶体的操作 蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥
【对点集训】
(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示):
Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中。剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中,35 ℃搅拌1小时。缓慢滴加一定量的蒸馏水,升温至98 ℃并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ中,H2O2的作用是____________________________________________
___________________________________________________(以离子方程式表示)。
(4)步骤Ⅳ中,洗涤是否完全,可通过检测洗出液中是否存在SO来判断。检测的方法是_____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是______________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
【解题建模】
实验综合大题解题模型
【典例】 (2022·辽宁卷)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备H2O2原理及装置如下:
已知:H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题:
(1)A中反应的离子方程式为________________________________________。
(2)装置B应为____________(填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,打开活塞______________,控温45 ℃。一段时间后,仅保持活塞b打开,抽出残留气体。随后关闭活塞b,打开活塞____________,继续反应一段时间。关闭电源和活塞,过滤三颈烧瓶中混合物,加水萃取,分液,减压蒸馏,得产品。
(4)装置F的作用为_____________________________________________。
(5)反应过程中,控温45 ℃的原因为______________________________________
____________________________________________________________________。
(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为_____________________________。
(7)取2.50 g产品,加蒸馏水定容至100 mL摇匀,取20.00 mL于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果,产品中H2O2质量分数为____________。
[思维流程]
实验目的 氢醌法制备H2O2
实验原理
从H2O2的制备原理图可知,反应分两步进行,第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇,第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。启普发生器A为制取H2的装置,产生的H2中混有HCl和H2O,需分别除去后进入C中发生第一步反应。随后氧气源释放的氧气经D干燥后进入C中发生反应生成H2O2和乙基蒽醌,F中装有浓H2SO4,与C相连,防止外界水蒸气进入C中,使催化剂Ni中毒。
(1)A中锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑; (2)第一步为H2在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇,第二步为O2与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌,总反应为H2+O2H2O2。
实验装置 启普发生器A为制取氢气的装置,产生的氢气中混有HCl和H2O(g),需分别除去后进入C中发生第一步反应,随后氧气源释放的氧气经D干燥进入C中发生反应生成H2O2和乙基蒽醌,F中装有浓H2SO4,与C相连,防止外界H2O进入使Ni中毒。
实验操作 开始制备时,打开活塞a、b,A中产生的H2进入C中,在Ni催化作用下与乙基蒽醌反应生成乙基蒽醇,一段时间后,关闭a,仅保持活塞b打开,将残留H2抽出,随后关闭活塞b,打开活塞c、d,将O2通入C中与乙基蒽醇反应生成H2O2和乙基蒽醌。
操作目的 及现象 (1)H2O容易使Ni催化剂中毒,实验中需要保持C装置为无水环境,F的作用为防止外界水蒸气进入C中。 (2)适当升温加快反应速率,同时防止温度过高H2O2分解,所以反应过程中控温45 ℃。
计算及 评价 滴定反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O,可得关系式:2KMnO4~5H2O2。三组数据中20.90 mL偏差较大,舍去,故消耗酸性高锰酸钾标准溶液的平均体积为20.00 mL,H2O2的质量分数w=×100%=17%。
【分类突破】
微题型1 物质制备类综合实验题
1.(2022·湖北卷) 高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃),高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是________。B的进水口为________(填“a”或“b”)。
(2)P2O5的作用是_____________________________________________________。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止________________,还具有搅拌和加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度,实验选用水浴加热的目的是______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向过饱和溶液中加入________促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为________(填标号)。
A.<20 ℃ B.30~35 ℃ C.42~100 ℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是___________________________________
____________________________________________________________________。
2.(2023·山东卷)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8 ℃,熔点为-126.5 ℃,易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2,利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制备SiHCl3时进行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中;(ⅲ)通入HCl,一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应。操作(ⅰ)为_______________;
判断制备反应结束的实验现象是_________________________________________
_____________________________________________________________________。
图示装置存在的两处缺陷是__________________________________________。
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。
m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:①___________________________________________________________________,
②________________(填操作名称),③称量等操作,测得所得固体氧化物质量为m2 g,从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器,依次为________(填标号)。测得样品纯度为___________________________________________________________
(用含m1、m2的代数式表示)。
微题型2 定量类综合实验题
3.(2022·河北卷)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L-1的碘标准溶液,搅拌。
②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。
已知:Ka1(H3PO4)=7.1×10-3,
Ka1(H2SO3)=1.3×10-2
回答下列问题:
(1)装置图中仪器a、b的名称分别为________、________。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为________(填标号)。
A.250 mL B.500 mL C.1 000 mL
(3)解释加入H3PO4,能够生成SO2的原因:_________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)滴定管在使用前需要________、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为________;滴定反应的离子方程式为_____________________________________。
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐含量为________ mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。
微题型3 探究类综合实验题
4.(2023·湖南卷)金属Ni对H2有强吸附作用,被广泛用于硝基或羰基等不饱和基团的催化氢化反应,将块状Ni转化成多孔型雷尼Ni后,其催化活性显著提高。
已知:①雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,在制备和使用时,需用水或有机溶剂保持其表面“湿润”;
②邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行。
某实验小组制备雷尼Ni并探究其催化氢化性能的实验如下:
步骤1:雷尼Ni的制备
步骤2:邻硝基苯胺的催化氢化反应
反应的原理和实验装置图如下(夹持装置和搅拌装置略)。装置Ⅰ用于储存H2和监测反应过程。
回答下列问题:
(1)操作(a)中,反应的离子方程式是_______________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)操作(d)中,判断雷尼Ni被水洗净的方法是_____________________________。
(3)操作(e)中,下列溶剂中最有利于步骤2中氢化反应的是________。
A.丙酮 B.四氯化碳
C.乙醇 D.正己烷
(4)向集气管中充入H2时,三通阀的孔路位置如下图所示;发生氢化反应时,集气管向装置Ⅱ供气,此时孔路位置需调节为________。
向集气管中冲入H2
集气管向装置Ⅱ供气
(5)仪器M的名称是___________________________________________________。
(6)反应前应向装置Ⅱ中通入N2一段时间,目的是__________________________。
(7)如果将三颈瓶N中的导气管口插入液面以下,可能导致的后果是________________________________________________________________。
(8)判断氢化反应完全的现象是___________________________________________
_____________________________________________________________________。
参考答案
真题回顾
1.(1)锥形瓶 升温,搅拌等
(2)浓氨水分解和挥发 双氧水分解 冰水浴
(3)玻璃棒末端没有紧靠在三层滤纸处,漏斗末端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁
(4)活性炭
(5)利用同离子效应,促进[Co(NH3)6]Cl3结晶析出,提高产率
解析 称取2.0 g氯化铵,用5 mL水溶解后,分批加入3.0 g CoCl2·6H2O后,降温,再加入1 g活性炭,7 mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10 mL 6%的双氧水,加热反应20 min,反应完成后,冷却,过滤,钴配合物在冷水中会析出固体,过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,趁热过滤,除去活性炭,将滤液转入烧杯中,加入浓盐酸,可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3析出,提高产率,据此解答。(1)由图中仪器的结构特征可知,a为锥形瓶;加快氯化铵溶解可采用升温,搅拌等;(2)步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水,它们高温下易挥发,易分解,所以控制在10 ℃以下,避免浓氨水分解和挥发,双氧水分解,要控制温度在10 ℃以下,通常采用冰水浴降温;(3)图中过滤装置,玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,可能造成过滤效果不佳。还有漏斗末端尖嘴部分没有紧贴烧杯内壁,可能导致液滴飞溅;(4)步骤Ⅳ中,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,根据题目信息,钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,活性炭不溶于热水,所以趁热过滤可除去活性炭;(5)步骤Ⅴ中,将滤液转入烧杯,由于钴配合物[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子,加入4 mL浓盐酸,可利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3结晶析出,提高产率。
2.(1)c (2)中含有—NH—,可以形成分子间氢键
(3)
(4)分批、多次加入
(5)与2噻吩乙醇钠水解产生的OH-反应,使水解更彻底
(6)球形冷凝管和分液漏斗 吸收水分
(7)70.0%
解析 (1)步骤Ⅰ制钠砂过程中,液体A不能和Na反应,而乙醇、水和液氨都能和金属Na反应,故选c。(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是:中含有—NH—,可以形成分子间氢键,使熔沸点升高。(3)步骤Ⅱ中和Na反应生成2 噻吩钠和H2,化学方程式为:+H2↑。(4)为防止温度过高引发副反应,应控制投料量和投料速度,可分批、多次加入试剂。(5)2噻吩乙醇钠水解产生2噻吩乙醇和NaOH,用盐酸调节pH可中和NaOH,促进水解平衡正向移动,使水解进行更彻底。(6)步骤Ⅴ中的操作有过滤、蒸馏,蒸馏的过程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管,无需使用的是球形冷凝管和分液漏斗;向有机相中加入无水MgSO4的作用是吸收水分。(7)步骤Ⅰ中向烧瓶中加入300 mL液体A和4.60 g金属钠,Na的物质的量为=0.2 mol,步骤Ⅱ中Na完全反应,根据方程式可知,理论上可以生成0.2 mol 2 噻吩乙醇,产品的产率为×100%=70.0%。
3.(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O (2)粗品含有难溶于乙醇的煤灰、重金属硫化固体,有“沸石”作用 停止加热,加快冷凝管内冷凝水的流速 (3)防止Na2S被氧化 D
(4)防止液体沿烧杯内壁流下过程中与空气接触使Na2S被氧化 煤灰、重金属硫化物 热过滤时漏斗的温度过低 (5)常温下的乙醇
解析 (1)根据题干信息可知,NaSO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O。(2)回流前无需加入沸石,说明有物质可以代替沸石,由题干信息可知,粗品中含有煤灰、重金属硫化物等固体,具有“沸石”的作用。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的1/3,若气雾上升过高,需要将温度降下来,故可采取的措施是停止加热,加快冷凝管内冷凝水的流速。(3)回流时间不宜过长,原因是避免Na2S接触空气被氧化。回流结束后,应将反应液的温度降下来,故先停止加热,移去水浴,最后关闭冷凝水。(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是防止液体沿烧杯内壁流下过程中与空气接触使Na2S被氧化。煤灰、重金属硫化物难溶于热乙醇,可以通过热过滤除去。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是热过滤时漏斗的温度过低。(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量常温下的乙醇(Na2S的溶解少、损失少)洗涤,干燥后,得到Na2S·xH2O。
4.(1)5.0 (2)C (3)①3.00 33.00 ②正 实验Ⅱ相较于实验Ⅰ,醋酸溶液稀释了10倍,而实验Ⅱ的pH增大值小于1
(4)①0.110 4
(5)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
解析 (1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250 mL×0.1 mol·L-1=V×5 mol·L-1,解得V=5.0 mL。(2)容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶瓶口,故C正确;定容完成后,盖上瓶塞,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,故D错误。(3)①实验Ⅶ的溶液中n(NaAc)∶n(HAc)=3∶4,V(HAc)=4.00 mL,因此V(NaAc)=3.00 mL,即a=3.00,由实验Ⅰ可知,溶液最终的体积为40.00 mL,因此V(H2O)=40.00 mL-4.00 mL-3.00 mL=33.00 mL,即b=33.00。②实验Ⅰ所得溶液的pH=2.86,实验Ⅱ的溶液中c(HAc)为实验Ⅰ的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验Ⅱ所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动。(4)①滴定过程中发生反应:HAc+NaOH===NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08 mL×0.100 0 mol·L-1=20.00 mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.110 4 mol·L-1。滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈ mol·L-1=10-2.86 mol·L-1,溶液的pH=2.86,当V(NaOH)=11.04 mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08 mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1 mol·L-1,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:
。
(5)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当=1时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc)。(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒;H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂;H3PO4是中强酸,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。
5.(1)通入O2排除石英管中的空气 装置气密性 b、a
(2)排除装置中空气,氧化有机物,将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中完全吸收 CO+CuOCu+CO2
(3)A C 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)关闭煤气灯,待c管和d管冷至室温,停止通入O2
(5)C4H6O4
解析 利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量,这是一种经典的李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置CuO,用于反应前置坩埚中未完全反应的物质,后续将产物吹入到两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。(1)实验前,应先通入O2排除石英管中的空气,防止石英管中空气中含有的CO2和水蒸气对实验产生干扰,而后将U型管c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯,保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2;(2)O2可排除装置中空气,同时作为反应物氧化有机物使其生成CO2和H2O,还可以将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中使其被完全吸收。有机物氧化不充分时会生成CO,而CuO可将CO氧化为CO2,从而使有机物中的C元素完全被氧化;CuO的作用是氧化a处产生的CO,使CO反应为CO2,反应方程式为CO+CuOCu+CO2;(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定;(4)样品反应完全后,装置内仍有残留的CO2和H2O,故应继续通入一段时间O2,将CO2和H2O赶入c、d装置中;(5)c管装有无水CaCl2,用来吸收生成的水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)===0.001 2 mol;d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)===0.000 8 mol;有机物中O元素的质量为m(O)=0.023 6-0.001 2×1-0.000 8×12=0.012 8 g,其物质的量n(O)===0.000 8 mol;该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8=2∶3∶2;质谱测得该有机物的相对分子质量为118,则其化学式为C4H6O4。
考点剖析
命题热点一
题空1
对点集训
1.(1) 直形冷凝管 (2) 防止暴沸 B (3)检漏 上口倒出 (4) CD
2.A C F C
题空2
对点集训
1.(1)分液漏斗 (2)d e c b
2.⑥⑩③⑤ CCl4
命题热点二
对点集训
1.(1)增加固液接触面积,提取充分 沸石 (2)乙醇易挥发,易燃 使用溶剂少,可连续萃取(萃取效率高) (3)乙醇沸点低,易浓缩 AC
解析 (1)实验时将茶叶研细,能增加茶叶与溶剂的接触面积,使萃取更加充分。乙醇为溶剂,为防止加热时暴沸,需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。(2)由于溶剂乙醇具有挥发性和易燃性,因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用,能减少溶剂用量,且萃取效率高。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂具有沸点低和易浓缩的优点。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外,还有直形冷凝管和接收瓶(如锥形瓶)。
2.(1)c (2)a→e→d→b→c c←b←h(或h→b→c c←b←d←e←a)
(3)球形冷凝管 吸收Cl2和SO2,并防止水蒸气进入三颈烧瓶(或装置D)中
解析 (1)硫酸与亚硫酸钙反应生成的CaSO4微溶物会覆盖在固体表面,阻碍反应的进一步发生,而铜和浓硫酸在加热条件下才能反应生成SO2,所以应选用80%的硫酸与Na2SO3反应来制取SO2,c正确。(2)装置A为制取Cl2的装置,装置C中盛放的饱和食盐水用于吸收Cl2中的HCl,装置B中盛放的浓硫酸用于干燥Cl2,故Cl2气流方向为a→e→d→b→c→f,装置E为制取SO2的装置,装置B中的浓硫酸用于干燥SO2,故SO2气流方向为g←c←b←h(或h→b→c、c←b←d←e←a)。(3)仪器甲为球形冷凝管;SO2和Cl2都是有毒气体,而且SO2Cl2极易水解,所以装置乙用于吸收Cl2和SO2,并防止水蒸气进入三颈烧瓶中。
命题热点三
题空2
对点集训
(1)控制反应速率,防止因体系温度过高而发生爆炸
(2)需要控制反应体系温度为98 ℃,该温度接近水的沸点,为了使反应物受热均匀,且便于控制反应温度,采取油浴
(3)2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
(4)取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,若无白色沉淀产生,则已洗净,反之,则未洗净
(5)固体表面沾有的Cl-全部来自第Ⅳ步洗涤固体时加入的稀盐酸,依据溶液呈电中性可知,若固体表面无H+(即最后一次洗涤液的pH=7),则无Cl-
化零为整·题型过关
解题建模
【典例】 (1)Zn+2H+===Zn2++H2↑ (2)②或③① (3)a、b c、d (4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒
(5)适当升温加快反应速率,同时防止温度过高H2O2分解
(6)H2+O2H2O2 (7)17%
分类突破
1.(1)圆底烧瓶 b
(2)干燥气体
(3)暴沸、防止溶液从毛细管上升
(4)使溶液受热均匀
(5)磷酸晶体
(6)B
(7)磷酸可与水分子间形成氢键
解析 (1)由仪器构造可知,仪器A为圆底烧瓶,仪器B为直形冷凝管,冷凝水应从b口进、a口出,形成逆流冷却,使冷却效果更好。(2)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分,因此五氧化二磷的作用为干燥气体。(3)空气流入毛细管可以防止烧瓶中的溶液暴沸,同时还具有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。(4)升高温度能提高除水速度,而纯磷酸制备过程中要严格控制温度,水浴加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性,使溶液受热均匀。(5)过饱和溶液暂时处于亚稳态,当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡,过多的溶质就会结晶,因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶。(6)纯磷酸纯化过程中,温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃),高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸,纯磷酸的熔点为42 ℃,因此过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为30~35 ℃这个区间内,答案选B。(7)磷酸的结构式为:,分子中含羟基,可与水分子间形成氢键,因此磷酸中少量的水极难除去。
2.(1)检查装置气密性 当管式炉中固体消失,烧瓶中无液体滴下 使用球形冷凝管冷凝SiHCl3,C、D之间没有吸水装置
(2)SiHCl3+5NaOH===Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(3)高温灼烧 冷却 AC ×100%
解析 氯化氢气体通入浓硫酸干燥后,在管式炉中和硅在高温下反应,生成三氯甲硅烷和氢气,由于三氯甲硅烷沸点为31.8 ℃,熔点为-126.5 ℃,在球形冷凝管中可冷却成液态,在装置C中收集起来,氢气则通过D装置排出,同时D可处理多余的氯化氢气体,据此解答。(1)制备SiHCl3时,由于氯化氢、SiHCl3和氢气都是气体,所以组装好装置后,要先检查装置气密性,然后将盛有硅粉的瓷舟置于管式炉中,通入氯化氢气体,排出装置中的空气,一段时间后,接通冷凝装置,加热开始反应,制备反应结束时,Si完全反应,SiHCl3(常温下为无色液体)不再增加,则实验结束的现象是管式炉中固体消失、烧瓶中无液体滴下。SiHCl3容易水解,D中水蒸气容易进入C中,C和D之间应增加吸收水蒸气的装置;(2)已知电负性Cl>H>Si,则SiHCl3中氯元素的化合价为-1,H元素的化合价为-1,硅元素化合价为+4,所以氢氧化钠溶液和SiHCl3反应时,要发生氧化还原反应,得到氯化钠、硅酸钠和氢气,化学方程式为:SiHCl3+5NaOH===Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O;(3)m1 g样品经水解,干燥等预处理过程得到硅酸水合物后,高温灼烧,在干燥器中冷却后,称量,所用仪器包括坩埚和干燥器,所得固体氧化物为二氧化硅,质量为m2 g,则二氧化硅的物质的量为n(SiO2)=mol,样品纯度为×100%=×100%。
3.(1)球形冷凝管 酸式滴定管 (2)C (3)加入H3PO4后,溶液中存在化学平衡H2SO3 ??SO2+H2O,SO2的溶解度随着温度升高而减小,SO2逸出后,促进了化学平衡H2SO3??SO2+H2O向右移动 (4)检漏 蓝色 I2+SO2+2H2O===2I-+SO+4H+ (5)偏低 (6)80.8
解析 由题中信息可知,检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是:用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应生成SO2,用氮气将SO2排入到锥形瓶中被水吸收,最后用碘标准溶液滴定,测出样品中亚硫酸盐含量。(1)根据仪器a、b的结构可知,装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和酸式滴定管;(2)三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水,向其中加入H3PO4的体积不超过10 mL。在加热时,三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的,因此,三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL,选C;(3)虽然Ka1(H3PO4)=7.1×10-3<Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,但是H3PO4为难挥发性的酸,而H2SO3易分解为SO2和水,SO2的溶解度随着温度升高而减小,SO2逸出后,促进了化学平衡H2SO3??SO2+H2O向右移动,因此,加入H3PO4能够生成SO2的原因是:加入H3PO4后,溶液中存在化学平衡H2SO3??SO2+H2O,SO2的溶解度随着温度升高而减小,SO2逸出后,促进了化学平衡H2SO3??SO2+H2O向右移动;(4)滴定管在使用前需要检验其是否漏水、洗涤、润洗;滴定前,溶液中的碘被SO2还原为碘离子,溶液的颜色为无色,滴加至终点时,过量的半滴标准碘液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟内不变色,因此,滴定终点时溶液为蓝色;滴定反应的离子方程式为I2+SO2+2H2O===2I-+4H++SO;(5)若先加磷酸再通氮气,则不能将装置中的空气及时排出,有部分亚硫酸盐和SO2被装置中的氧气氧化,碘的标准液的消耗量将减少,因此会使测定结果偏低;(6)实验中SO2消耗的标准碘液的体积为0.30 mL+1.00 mL=1.30 mL,减去空白实验消耗的0.10 mL,则实际消耗标准碘液的体积为1.20 mL,根据反应I2+SO2+2H2O===2I-+4H++SO可以计算出n(SO2)= n(I2)=1.20 mL×10-3 L·mL-1×0.010 00 mol· L-1=1.20×10-5 mol,由于SO2的平均回收率为95%,则实际生成的n(SO2)= ≈1.263×10-5 mol,则根据S元素守恒可知,该样品中亚硫酸盐含量为
≈80.8 mg·kg -1。
4.(1)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(2)取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴酚酞,溶液不变红色 (3)C (4)B (5)恒压滴液漏斗 (6)排除装置中的空气,防止雷尼Ni自燃 (7)雷尼Ni堵塞导管 (8)集气管或水准管中液面不再变化
解析 本题是一道工业流程兼实验的综合题,首先用氢氧化钠溶液溶解镍铝合金中的铝,过滤后先后用碱和水来洗涤固体镍,随后加入有机溶剂制得雷尼镍悬浮液,用于步骤2中邻硝基苯胺的催化氢化,以此解题。(1)铝可以和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑;(2)由于水洗之前是用碱洗,此时溶液显碱性,故可以用酸碱指示剂来判断是否洗净,具体方法为,取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴酚酞,溶液不变红色,证明洗涤干净;(3)根据题给信息可知,邻硝基苯胺在极性有机溶剂中更有利于反应的进行,在丙酮、四氯化碳、乙醇、正己烷中极性较强的为乙醇,故选C;(4)根据向集气管中通入H2时三通阀的孔路位置,可确定集气管向装置Ⅱ中供气时,应保证下侧、右侧孔路通气,故B正确;(5)由图可知,仪器M的名称是恒压滴液漏斗;(6)根据题给信息可知,雷尼Ni暴露在空气中可以自燃,故反应前向装置Ⅱ中通入N2一段时间,目的是排除装置中的空气,防止雷尼Ni自燃;(7)三颈瓶N中为雷尼Ni的悬浮液,若将导气管插入液面下,雷尼Ni会堵塞导管;(8)反应完成后,氢气不再被消耗,则集气管或水准管中液面不再变化