江苏2025年1月普通高中学业水平合格性考试化学复习 课时练22　化学综合实验 （含解析）

课时22　化学综合实验
1. (2024·扬州合格考模拟)化学可以帮助我们解决NO、SO2带来的大气污染问题。
(1) NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO的转化率随NaClO溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图1所示。
图1
①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO，其离子方程式为___________________________________________________。
②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其原因是_____________
_____________________________________________________________________。
(2) 吸收工厂烟气中的SO2，能有效减少SO2对空气的污染。ZnO与水形成的悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化，可得到ZnSO4溶液。已知：室温下，ZnSO3微溶于水，Zn(HSO3)2易溶于水。
图2
①向ZnO悬浊液中匀速缓慢通入SO2，在开始吸收的40 min内，SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化，如图2所示。0～20 min溶液pH几乎不变的主要原因是______________________________________。
②测定某ZnSO4溶液的浓度。准确量取2.50 mL该 ZnSO4溶液于100 mL容量瓶中，加水稀释至刻度；准确量取20.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中，滴加氨水调节溶液pH＝10，用0.015 0 mol/L EDTA(Na2H2Y)溶液反应至终点(反应为Zn2＋＋Y4－===ZnY2－)，并重复3次，平均消耗EDTA溶液25.00 mL。计算该ZnSO4溶液的物质的量浓度(写出计算过程)。
2. (2024·盐城合格考模拟)亚硝酸钠(NaNO2)是一种白色结晶状粉末，易溶于水，易被氧化，可用作织物染色的媒染剂、漂白剂等；工业制取亚硝酸钠晶体的基本流程如图所示。现设计相关实验测定其产品纯度。
(1) 吸收：Na2CO3溶液从设备顶部以雾状喷下吸收从底部通入的尾气，其优点是________________________________________________。
(2) 还原：若硝酸在“还原”阶段只生成NO2，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3) 测定产品中NaNO2纯度。实验操作如下：
ⅰ. 用电子天平称取7.500 g样品，配成500 mL样品溶液。
ⅱ. 向锥形瓶中准确移入50.00 mL样品溶液，滴加适量的H2SO4溶液酸化，加热至40～50 ℃，冷却后，用0.10 mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定(已知：2MnO＋5NO＋6H＋===2Mn2＋＋5NO＋3H2O)，至恰好完全反应，消耗KMnO4溶液40.00 mL。
ⅲ. 重复滴定三次。
①测定时操作时间不宜过长，否则测定的结果将会____________(填“偏大”或“偏小”)。
②该亚硝酸钠晶体产品中可能含有的杂质有：________、Na2CO3和NaHCO3。
③试计算产品中NaNO2纯度(即NaNO2的质量分数)(写出计算过程)。
3. (2023·镇江句容学测合格考)ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，可用作安全高效的水处理剂，制备ClO2并被吸收的原理及装置如下：
已知装置A中发生的反应：
2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2H2O＋2NaCl(主反应)
NaClO3＋6HCl===NaCl＋3Cl2↑＋3H2O(副反应)
(1) 装置B中发生的主要反应的化学方程式为________________________。
(2) 实验过程中不断缓慢通入N2的目的是____________________________。
(3) 单位体积ClO2吸收液中含有ClO2的质量的实验测定步骤如下。
步骤1：配制Na2S2O3溶液。准确称取1.984 0 g Na2S2O3·5H2O，用新煮沸并冷却的蒸馏水配成100.0 mL溶液。
步骤2：准确移取1.00 mL装置C中的吸收液加入锥形瓶中，加入丙二酸静置后，再加入适量硫酸及稍过量的KI溶液(2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋2Cl－＋4H2O)，在暗处放置5 min。
步骤3：向步骤2的锥形瓶的反应液中加入1 mL淀粉溶液作指示剂，再向其中滴加步骤1配制的Na2S2O3溶液(发生反应I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6)，至恰好完全反应时消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
①配制Na2S2O3溶液时，蒸馏水需煮沸的原因是______________________。
②计算装置C中，每1.00 mL ClO2吸收液中含有ClO2的质量(单位：mg)(写出计算过程)。
课时22　化学综合实验
1. (1) ①3HClO＋2NO＋H2O ===3Cl－＋2NO＋5H＋
②溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的能力越强
(2) ①此时主要是ZnO与SO2反应生成ZnSO3　②由题意得关系式：Zn2＋～Na2H2Y，n(Zn2＋)＝0.015 0 mol/L×25.00×10－3 L＝3.75×10－4 mol，c(ZnSO4)＝＝0.750 0 mol/L
2. (1) 气液逆向吸收(或增大气液接触面积)，使碳酸钠与二氧化氮的反应更充分
(2) 2∶1　(3) ①偏小　②NaNO3　③ 92%(计算过程见解析)
【解析】硝酸被二氧化硫还原生成NO2，冷却后二氧化氮与碳酸钠溶液反应生成亚硝酸钠，再经过系列操作得到亚硝酸钠晶体。(1) 吸收过程中，碳酸钠溶液从设备顶部以雾状喷下吸收从底部通入的尾气，气液逆向接触，增大气液接触面积，使碳酸钠与二氧化氮的反应更充分。(2) 硝酸在还原阶段只生成NO2，SO2被硝酸氧化生成硫酸根离子，HNO3转化为NO2得到一个电子，SO2转化为SO失去两个电子，根据得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1。(3) ①若滴定时操作时间过长，亚硝酸根离子容易被氧化成硝酸根离子，亚硝酸根离子浓度减小，消耗的高锰酸钾的量偏少，测定结果偏少。②亚硝酸钠溶液被氧气氧化生成硝酸钠，因此亚硝酸钠晶体中可能含有的杂质有NaNO3、Na2CO3和NaHCO3。③完全反应，消耗高锰酸钾的物质的量n＝0.04 L×0.1 mol/L＝0.004 mol，根据离子方程式可的关系式：2MnO～5NO2，则消耗的n(NO2)＝0.004 mol×＝0.01 mol，则7.5 g样品中含有n(NaNO2)＝0.01 mol×＝0.1 mol，质量为0.1 mol×69 g/mol＝6.9 g，故NaNO2的质量分数＝×100%＝92%。
3. (1) 2NaClO2＋Cl2===2ClO2＋2NaCl
(2) 将A中产生的ClO2和Cl2以及B中的ClO2吹出　(3) ①除去蒸馏水中溶解的O2，防止Na2S2O3被氧化
②Na2S2O3溶液的物质的量浓度为＝0.08 mol/L，
由 ClO2～I2～5Na2S2O3
可知n(ClO2)＝×0.080 0 mol/L ×20.00×10－3 L＝3.200×10－4 mol，
每1.00 mL ClO2吸收液中：m(ClO2)＝3.200×10－4 mol×67.5 g/mol×1 000 mg/g＝21.6 mg