第19周 基础实验
时间:35分钟 总分:50分
单项选择题(每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列实验仪器或装置的选择正确的是 ( )
配制50.00 mL 0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液 除去Cl2中的HCl 蒸馏用冷凝管 盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶
A B C D
2.洗涤玻璃仪器时,下列注意事项不正确的是( )
A.凡是已洗净的仪器,要用干布或纸擦干
B.灼热的玻璃仪器应冷却至室温后再洗涤,以防炸裂
C.洗涤时一般是先用水冲洗,若达不到要求再用其他方法洗涤
D.玻璃仪器洗净的标准是附着在玻璃仪器内壁上的水既不聚成水滴,也不成股流下
3.实验室从碘的四氯化碳溶液中分离并得到单质碘,主要步骤为用浓NaOH溶液进行反萃取(3I2+6OH-5I-+I+3H2O)、分液、酸化(5I-+I+6H+3I2↓+3H2O)、过滤及干燥等,甲、乙、丙、丁是部分操作装置图。下列说法错误的是 ( )
A.用装置甲反萃取时,先检验仪器是否漏水
B.用装置乙分液时,先放出有机相,关闭活塞,从上口倒出水相
C.用装置丙从酸化后的体系中分离出单质碘
D.用装置丁对所得到的单质碘进行加热干燥
4.鉴别下列各组有机化合物,所选试剂不正确的是 ( )
A.乙烷和乙烯:酸性KMnO4溶液
B.苯和甲苯:溴水
C.丙酮和丙醛:银氨溶液
D.乙醇和乙酸乙酯:水
5.下列有关物质的分离与提纯的做法正确的是 ( )
①物质分离和提纯的物理方法有过滤、蒸馏、沉淀等
②加热蒸发结晶操作中,至晶体全部析出时,停止加热
③苯萃取碘水中的碘,上层为含碘的苯溶液
④在混有FeCl2的FeCl3溶液中加入适量稀硫酸酸化的H2O2溶液可达到提纯的目的
⑤SO2中混有HCl可采用Na2SO3饱和溶液除去
⑥用NaOH溶液除去镁粉中含有的少量铝粉
A.全部 B.只有①②④⑤
C.只有③⑥ D.只有⑥
6.某无色溶液中可能含有Na+、K+、N、Ca2+、Cu2+、S、S、Cl-、Br-、C中的若干种,离子浓度都为0.1 mol·L-1,往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成。另取少量原溶液,设计并完成如图所示实验。则下列关于原溶液的判断正确的是 ( )
A.若实验中Ba(NO3)2和HNO3的混合溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液,对溶液中离子的判断无影响
B.原溶液中可能存在Cl-
C.原溶液中肯定存在的上述离子是S、Br-,是否存在Na+、K+需要通过焰色试验来确定
D.原溶液中肯定不存在的上述离子是Ca2+、Cu2+、S、C,是否存在N另需实验验证
7.已知苯甲醛易被空气氧化,苯甲醇的沸点为205.3 ℃,苯甲酸的熔点为121.7 ℃,沸点为249 ℃,溶解度为0.34 g;乙醚的沸点为34.8 ℃,难溶于水。实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理和主要过程如下。
2+KOH+
+HCl+KCl
试根据上述信息,判断以下说法错误的是( )
A.操作Ⅰ是萃取、分液
B.乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醛
C.操作Ⅱ蒸馏所得产品甲是苯甲醇
D.操作Ⅲ过滤所得产品乙是苯甲酸
二、非选择题(共26分)
8.(12分)欲测定金属镁的相对原子质量,请利用下图给定的仪器组成一套实验装置(每个仪器只能使用一次,假设气体的体积可看作标准状况下的体积)。
回答下列问题(气流从左到右):
(1)各种仪器连接的先后顺序是______接______、________接______、______接______、________接________(用小写字母表示)。
(2)连接好仪器后,要进行的操作有以下几步,其先后顺序是_________________________(填序号)。
①待仪器B中的温度恢复至室温时,测得量筒C中水的体积为Va mL;
②擦掉镁条表面的氧化膜,将其置于天平上称量,得质量为m g,并将其投入试管B中的多孔塑料板上;
③检查装置的气密性;
④旋开装置A上分液漏斗的活塞,使其中的水顺利流下,当镁完全溶解时再关闭这个活塞,这时A中共放入水Vb mL。
(3)根据实验数据可算出金属镁的相对原子质量,其数学表达式为_______________________。
(4)若试管B的温度未冷却至室温,就读出量筒C中水的体积,这将会使所测定镁的相对原子质量数据________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)仔细分析上述实验装置后,经讨论认为结果会有误差,于是又设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是_____________________________________________。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为________mL。
9.(7分)某兴趣小组用铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备K2Cr2O7晶体,流程如下:
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行,目的是________________________________。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________________________。
(2)滤渣2的主要成分是Al(OH)3和________________________________。
(3)流程中调溶液的pH使之变________(填“大”或“小”),原因是_____________________________(用离子方程式表示)。
(4)蒸发结晶所产生的副产品是________。
(5)为结晶得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品,请结合下图从下列选项中选出合理的操作并排序________。
a.50 ℃蒸发溶剂 b.100 ℃蒸发溶剂 c.抽滤
d.冷却至室温 e.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热
f.蒸发至溶液出现大量晶体,停止加热
10.(7分)某铜矿中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出萃取法制备硫酸铜:
图K38-7
(1)操作Ⅰ为 。
(2)操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是 ,富集铜元素。
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多的Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4(OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为80 ℃、200 ℃、300 ℃。
设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容。
限选试剂:2 mol·L-1 HCl溶液、1 mol·L-1
H2SO4溶液、0.1 mol·L-1 NaOH溶液、
0.1 mol·L-1 BaCl2溶液、蒸馏水,仪器和用品自选。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中, ,说明悬浊液中混有Cu4(OH)6SO4
步骤2:另取少量悬浊液于试管中, ,说明悬浊液中混有Cu(OH)2
(4)上述实验需要100 mL 0.5 mol·L-1 CuSO4溶液,配制时需称取 g CuSO4·5H2O。
第19周 参考答案
1.B 配制50.00 mL 0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液需要用容量瓶,不能使用量筒,故A错误;除去氯气中的氯化氢气体需要使用饱和氯化钠溶液,可以吸收氯化氢气体,根据氯气在水中的反应:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,饱和氯化钠溶液中的氯离子使氯气溶于水的平衡逆向移动,降低氯气在水中的溶解度,洗气瓶长进短出,利于除杂,故B正确;蒸馏要使用直形冷凝管,接水口下口进上口出,不用球形冷凝管,故C错误;硅酸钠溶液呈碱性,硅酸钠溶液是一种矿物胶,能将玻璃塞与试剂瓶的瓶口黏在一起,因此盛装Na2SiO3溶液的试剂瓶不能使用玻璃塞,应使用橡胶塞,故D错误。
2.A 如果用干布或纸擦干仪器,则已洗净的仪器会重新附着其他杂质,故A错误;温度高的玻璃仪器遇水会发生炸裂,故B正确;洗涤时一般是先用水冲洗,洗不掉再用其他方法洗涤,故C正确;洗过的玻璃仪器内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下时,表示仪器已洗净,故D正确。
3.D 装置甲的仪器为分液漏斗,分液漏斗中有玻璃活塞,在使用之前必须检验是否漏水,故A正确;分液时避免上下层液体混合,由于CCl4比水重,在下层,则分液时,先从下口放出有机相(四氯化碳层),关闭活塞,从上口倒出水相,可避免上层液体被污染,故B正确;酸化后大量析出固体碘单质,不溶于水,图示过滤操作可分离,故C正确;由于碘易升华,不能用装置丁对所得到的单质碘进行加热干燥,故D错误。
4.B 乙烯含有碳碳双键,可与高锰酸钾发生氧化反应,致使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不与高锰酸钾反应,可鉴别,故A正确;苯与甲苯都不与溴水反应,二者萃取溴水中的溴,分层,有机层与溴都处于上层,无法鉴别,故B不正确;丙醛可与银氨溶液发生银镜反应,而丙酮不能,可鉴别,故C正确;乙醇和水以任意比互溶,乙酸乙酯难溶于水,可以鉴别,故D正确。
5.C ①沉淀为化学方法,错误;②蒸发结晶时,在蒸发皿中出现较多晶体时停止加热,错误;③苯的密度比水小,萃取后含碘的苯溶液在上层,正确;④稀硫酸酸化时引入了S杂质,错误;⑤SO2与Na2SO3溶液反应,应用NaHSO3饱和溶液除去SO2中混有的HCl杂质,错误;⑥NaOH溶液与铝粉反应而不与镁粉反应,故能除去铝粉,正确。故正确的为③⑥。
6.A 无色溶液中一定不含Cu2+,往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液,无白色沉淀生成,说明溶液中无S。试样中加足量氯水,无气体,则溶液中无C,溶液加四氯化碳分液,下层橙色,则试样含有Br-,上层加硝酸钡和稀硝酸有白色沉淀,则原溶液中有S,由于Ca2+与S会反应产生CaSO3沉淀而不能大量共存,则溶液中无Ca2+,溶液中一定含阳离子,且离子浓度都为0.1 mol·L-1,根据电荷守恒,一定含有N、Na+、K+,一定不存在Cl-,滤液中加硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀,是过程中加氯水时引入的Cl-。根据BaSO4既不溶于水,也不溶于酸的性质检验S;氯水有强氧化性,将S转化为S,与Ba2+结合会产生BaSO4沉淀,且加入氯水时溶液中已含有Cl-,所以对Cl-的检验也没有影响,A正确;根据上述分析可知原溶液中存在的离子是S、Br-、N、Na+、K+,不存在的离子是Ca2+、Cu2+、S、Cl-、C,故B、C、D错误。
7.B 由流程可知,苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾,然后加水、乙醚萃取苯甲醇,则乙醚溶液中含苯甲醇,操作Ⅱ为蒸馏,得到产品甲为苯甲醇;水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸,苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ为过滤,则产品乙为苯甲酸。
8.【答案】(1)a h g b c f e d
(2)③②④① (3) (4)偏小
(5)①平衡气压,使稀硫酸能顺利滴下;可以消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 ②V1-V2
【解析】(1)根据实验目的及各装置的特点分析可知:利用装置A中的水压将E中稀盐酸压至B中,产生的气体通过将D中的水排入C中测量其体积,所以连接顺序为a→h→g→b→c→f→e→d。
(3)由题意知:
Mg ~ H2
M 22.4 L
M (Va-Vb)×10-3 L
所以M=。
(4)由于试管B未冷却至室温,会导致Va变大,所以使Mg的相对原子质量偏小。
9.【答案】(1)使矿料与氧气充分接触,提高焙烧效率 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 (2)H2SiO3 (3)小 2CrO+2H+ Cr2O+H2O (4)Na2SO4 (5)aedc
【解析】将铬铁矿(FeCr2O4,含Al、Si氧化物等杂质)焙烧,FeCr2O4转化为Na2CrO4和FeCO3,将Al、Si氧化物转化为NaAlO2、Na2SiO3;加入水浸取,FeCO3不溶于水,滤渣1为FeCO3;加入硫酸中和,NaAlO2和硫酸反应生成Al(OH)3,Na2SiO3和硫酸反应生成H2SiO3,Al(OH)3和H2SiO3均不溶于水,故滤渣2为Al(OH)3和H2SiO3;调节溶液pH,使CrO转化为Cr2O,根据2CrO+2H+ Cr2O+H2O可知,应将溶液pH调小,使平衡正向移动;蒸发结晶,由于加入硫酸中和时生成了Na2SO4,故蒸发结晶所产生的副产品是Na2SO4;结晶时,加入KCl,K2Cr2O7的溶解度较小而析出。(5)由图可知,在50 ℃时,K2Cr2O7的溶解度较低,且K2Cr2O7的溶解度低于KCl,故为结晶得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品,需要先在50 ℃蒸发溶剂,蒸发至溶液出现晶膜,停止加热,待冷却至室温后抽滤,合理的操作顺序为aedc。
10.【答案】(1)过滤 (2)除去杂质
(3)加入过量2 mol·L-1的盐酸,充分振荡,再滴入几滴0.1 mol·L-1氯化钡溶液 有白色沉淀生成 将试管放入装有沸水的小烧杯中,水浴加热一段时间后取出试管观察 试管中有黑色固体生成 (4)12.5
【解析】铜矿石溶于酸,然后采用过滤的方法将难溶性固体和溶液分离,则操作Ⅰ为过滤;向滤液中加入有机物,采用萃取方法将含铜物质和溶液分离,所以操作Ⅱ为萃取、分液,得到的有机相中含有铜元素,再采用硫酸作萃取剂将含铜有机相萃取,得到硫酸铜溶液和有机相,将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶后,得到硫酸铜晶体。(1)依据流程图分析,操作Ⅰ是铜矿石酸溶后分离固体和液体,实验操作是过滤。(2)利用水和有机溶剂萃取提纯硫酸铜溶液,结晶得到硫酸铜晶体;操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是除去杂质富集铜元素。(3)利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液,由于条件控制不同使其中混有较多的Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。通过实验验证杂质是否存在,可以通过检验是否含S来检验Cu4(OH)6SO4是否存在,加入盐酸排除其他离子的干扰,加入氯化钡,若生成白色沉淀,则证明含Cu4(OH)6SO4。依据氢氧化铜受热分解生成黑色氧化铜设计实验来分析验证,取少量悬浊液于试管中,利用沸水浴加热试管,试管中有黑色固体生成,证明含Cu(OH)2;水浴加热的目的是避免温度过高导致氧化铜分解。(4)溶质CuSO4的物质的量为0.05 mol,则需要的CuSO4·5H2O也为0.05 mol,其质量为12.5 g。