PAGE9-課時跟蹤檢測（二十四）綜合試驗題1．常溫常壓下，一氧化二氯(Cl2O)為棕黃色氣體，沸點為3.8℃,42℃以上會分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并與水反應生成HClO。[制備產品]將氯氣和空氣(不參加反應)按體積比1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，并用水汲取Cl2O(不含Cl2)制備次氯酸溶液。(1)各裝置的連接依次為________→________→________→________→________。(2)裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是_____________________________；裝置C的作用是________________________________________________________________________。(3)制備Cl2O的化學方程式為____________________________________________。(4)反應過程中，裝置B需放在冷水中，其目的是____________________。(5)此方法相對于用氯氣干脆溶于水制備次氯酸溶液有兩個主要優點，分別是________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。[測定濃度](6)已知次氯酸可被FeSO4等物質還原。用下列試驗方案測定裝置E所得溶液中次氯酸的物質的量濃度：量取10mL上述次氯酸溶液，并稀釋至100mL，再從其中取出10.00mL于錐形瓶中，并加入10.00mL0.80mol·L－1的FeSO4溶液，充分反應后，用0.05000mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液24.00mL，則原次氯酸溶液的濃度為________。解析：(1)A裝置制備氯氣，D裝置汲取氯氣中的氯化氫氣體，與空氣形成1∶3的混合氣體通入B裝置，與含水8%的碳酸鈉充分反應制備Cl2O，C裝置汲取除去Cl2O中的Cl2，E裝置中用水汲取Cl2O制備次氯酸溶液。(2)裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是加快反應速率，使反應充分進行；裝置C裝有足量的四氯化碳溶液，其作用是除去Cl2O中的Cl2。(3)氯氣和空氣(不參加反應)按體積比1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，反應為：2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2或2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。(4)由題可知：Cl2O42℃以上會分解生成Cl2和O2，故為防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解，裝置B需放在冷水中。(5)主要優點分別是制得的次氯酸溶液純度較高，濃度較大。(6)依據反應ClO－＋2Fe2＋＋H2O=Cl－＋2Fe3＋＋2OH－、MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，則原次氯酸溶液的濃度為eq\f(\f(1,2)×0.800mol·L－1×10×10－3L－0.05mol·L－1×24×10－3L×5×\f(100mL,10mL),10×10－3L)＝1.000mol·L－1。答案：(1)ADBCE(2)加快反應速率，使反應充分進行除去Cl2O中的Cl2(3)2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2(或2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)(4)防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解(5)制得的次氯酸溶液純度較高濃度較大(6)1.000mol·L－12．草酸亞鐵晶體(FeC2O4·xH2O)為淡黃色粉末，是生產鋰電池的原料。某化學愛好小組對草酸亞鐵晶體的一些性質進行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)試驗室用0.5mol·L－1FeSO4溶液與0.5mol·L－1(NH4)2C2O4溶液制備草酸亞鐵晶體。要配制500mL0.5mol·L－1的FeSO4溶液，需稱取FeSO4·7H2O(M＝278g·mol－1(2)為測定草酸亞鐵晶體中結晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2，設為裝置A)稱重，記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2試驗操作步驟為打開K1、K2，緩緩通入N2→點燃酒精燈，小火加熱→熄滅酒精燈→冷卻至室溫→停止通N2，關閉K1、K2→稱量A。重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m3g①儀器B的名稱是________。②緩緩通入N2的目的是_____________________________________________________________________________________________________________________________。③依據試驗數據，計算草酸亞鐵晶體中結晶水數目x＝________(列式表示)。若不關閉K1和K2進行稱量，則所得x將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)為探究草酸亞鐵的熱分解產物，將試驗(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示裝置進行試驗。①試驗中視察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變為紅色，由此推斷熱分解產物中肯定含有________________。②停止試驗時要先熄滅兩處酒精燈，再接著通N2至玻璃管冷卻到室溫，目的是________________________________________________________________________。③若裝置A中5.76g樣品完全分解后殘余2.88g黑色固體，E的硬質玻璃管中固體質量減輕0.64g。則草酸亞鐵受熱分解的化學方程式為__________________________________。解析：(1)配制500mL0.5mol·L－1的FeSO4溶液，則n(FeSO4·7H2O)＝0.5L×0.5mol·L－1＝0.25mol，故稱取FeSO4·7H2O的質量為278g·mol－1×0.25mol＝69.5g；必需運用的玻璃儀器還有500mL容量瓶、膠頭滴管。(2)①儀器B為干燥管。②緩緩通入N2的目的是排出裝置A中的空氣，防止加熱時草酸亞鐵被氧氣氧化。③FeC2O4·xH2O的質量為(m2－m1)g，FeC2O4的質量為(m3－m1)g，則結晶水的質量為[m2－m1－(m3－m1)]g＝(m2－m3)g，則m(FeC2O4)∶m(H2O)＝(m3－m1)∶(m2－m3)＝144∶18x，解得x＝eq\f(8m2－m3,m3－m1)；若不關閉K1和K2進行稱量，則m3偏大，x偏小。(3)①依據B中澄清石灰水變渾濁，可知分解產物中有CO2，依據E中固體變為紅色，F中澄清石灰水變渾濁，可知分解產物中有CO。②停止試驗時要先熄滅兩處酒精燈，再接著通N2至玻璃管冷卻到室溫，目的是防止倒吸。③5.76g樣品中n(FeC2O4)＝eq\f(5.76g,144g·mol－1)＝0.04mol，依據E中發生反應：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2ΔM(固)＝16g·mol－1，可知樣品分解生成的CO的物質的量n(CO)＝eq\f(0.64g,16g·mol－1)＝0.04mol，殘余2.88g黑色固體中n(Fe)＝0.04mol，n(O)＝eq\f(2.88－56×0.04,16)mol＝0.04mol，該黑色固體中n(Fe)∶n(O)＝1∶1，則黑色固體為FeO，草酸亞鐵分解產生的CO2的質量m(CO2)＝(5.76－2.88－0.04×28)g＝1.76g，n(CO2)＝eq\f(1.76g,44g·mol－1)＝0.04mol，故草酸亞鐵受熱分解的化學方程式為FeC2O4eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋CO↑＋CO2↑。答案：(1)69.5500mL容量瓶、膠頭滴管(2)①干燥管②排出裝置A中的空氣，防止加熱時草酸亞鐵被氧氣氧化③eq\f(8m2－m3,m3－m1)偏小(3)①CO2和CO②防止倒吸③FeC2O4eq\o(=,\s\up7(△))FeO＋CO↑＋CO2↑3．亞硝酸鈣[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加劑的主要原料，某學習小組設計試驗制備亞硝酸鈣，試驗裝置如圖所示。(夾持裝置略去)已知：2NO＋CaO2eq\o(=,\s\up7(△))Ca(NO2)22NO2＋CaO2eq\o(=,\s\up7(△))Ca(NO3)2Ca(OH)2＋NO＋NO2=Ca(NO2)2＋H2O請回答下列問題：(1)向三頸燒瓶中加入稀硝酸之前，應向裝置中通入一段時間的N2，緣由是________________________________________________________________________。(2)裝置D的名稱是__________；裝置B中盛裝的試劑是__________。(3)裝置F中的酸性K2Cr2O7溶液可將剩余的NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，溶液由橙色(Cr2Oeq\o\al(2－,7))變為綠色(Cr3＋)，發生反應的離子方程式為____________________________________。(4)已知Ca(NO2)2溶液顯弱堿性，其對應的酸簡單分解，產生NO氣體，設計試驗證明裝置F中有亞硝酸鈣生成：______________________________________________________________________________________________________________。(5)工業上可用石灰乳和硝酸工業的尾氣(含NO、NO2)反應，既能凈化尾氣，又能獲得應用廣泛的Ca(NO2)2。①若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，則會導致_____________________________；②若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，則會導致________________________________。解析：(1)因為NO極易被氧氣氧化為NO2，所以試驗先通一段時間的氮氣目的是為了將裝置內的空氣排凈，避開將NO氧化。(2)裝置D為U形管，而且兩邊各有一個支管口，所以是U形具支干燥管。裝置B中的試劑為蒸餾水，其作用是將反應產生的NO2轉化為NO。(3)酸性K2Cr2O7溶液將NO氧化成NOeq\o\al(－,3)，Cr2Oeq\o\al(2－,7)變為Cr3＋，明顯在反應物中應當添加氫離子，在生成物中應當添加水，依據化合價升降相等、電荷守恒和原子守恒得到離子方程式為Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋2NO＋6H＋=2Cr3＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋3H2O。(4)Ca(NO2)2溶液顯弱堿性，說明HNO2是弱酸，其對應的酸(HNO2)簡單分解，產生NO氣體，所以可以選擇向樣品中加入強酸，利用強酸制弱酸的原則，生成HNO2，HNO2分解得到NO，NO被空氣氧化得到紅棕色的NO2，視察現象就能證明NaNO2的存在。(5)①若n(NO)∶n(NO2)＞1∶1，則對于題目給的第三個反應，NO過量，最終排放會污染空氣。②若n(NO)∶n(NO2)＜1∶1，則對于題目給的第三個反應，NO2過量，會發生反應：2Ca(OH)2＋4NO2=Ca(NO2)2＋Ca(NO3)2＋2H2O，所以產物中的硝酸鈣雜質的含量會增加。答案：(1)解除裝置中的空氣，防止其將生成的NO氧化為NO2(2)U形具支干燥管蒸餾水(3)Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋2NO＋6H＋=2Cr3＋＋2NOeq\o\al(－,3)＋3H2O(4)取少量E中反應后的固體于試管中，滴加少許稀硫酸，試管口有紅棕色氣體生成(5)①排放氣體中NO含量上升，污染環境②產品中Ca(NO3)2雜質含量上升4．硼是第ⅢA族元素，單質硼在加熱條件下能與多種非金屬反應。某同學欲利用氯氣和單質硼反應制備三氯化硼。已知BCl3的沸點為12.5℃，熔點為－107.3℃，遇水猛烈反應，生成硼酸和鹽酸。該同學選用如圖所示的部分裝置(可以重復選用)進行試驗，請回答下列問題：(1)A中反應的離子方程式為_________________________________________________。(2)圖中g管的作用是_____________________________________________________。(3)裝置的連接依次依次為A→____→____→____→E→D→F；在E、F裝置間連接D裝置的作用是____________________________________________________________。(4)停止試驗時，正確的試驗操作是___________________________________________________________________________________________________________________。(5)若硼酸(H3BO3)為一元弱酸，則其鈉鹽NaH2BO3為________(填“正鹽”“酸式鹽”或“堿式鹽”)。(6)試驗完成后，某同學向F中(溶液含有0.05mol·L－1NaClO、0.05mol·L－1NaCl、0.1mol·L－1NaOH)滴加品紅溶液，發覺溶液褪色?，F設計試驗探究溶液褪色的緣由，請完成試驗方案。試驗序號0.1mol·L－1NaClO溶液/mL0.1mol·L－1NaCl溶液/mL0.2mol·L－1NaOH溶液/mLH2O/mL品紅溶液現象①5.000x4滴較快褪色②05.05.004滴不褪色③5.005.004滴緩慢褪色則x＝________，結論：______________________________________________。解析：(1)A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下發生氧化還原反應生成Cl2，離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)g管的作用是保持氣壓平衡，便于分液漏斗中的液體流入蒸餾燒瓶。(3)A中二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下發生氧化還原反應生成Cl2，生成的Cl2中含有HCl、水蒸氣，故連接B裝置用飽和食鹽水汲取HCl，再連接D裝置用濃硫酸吸水干燥，C中生成BCl3，在E中得到BCl3，為防止生成的BCl3水解，E裝置后須要連接干燥裝置D，最終用F汲取未反應的Cl2，故裝置的連接依次為A→B→D→C→E→D→F。(4)停止試驗，先熄滅C處酒精燈，為防止倒吸，再將F處導管取出，最終熄滅A處酒精燈。(5)若硼酸(H3BO3)為一元弱酸，則NaH2BO3為正鹽。(6)三組對比試驗溶液總體積應相同，都為10.0mL，故試驗①水的體積為5.0mL；試驗①③褪色，說明NaClO使品紅溶液褪色，相對于試驗①來說試驗③褪色較慢，說明溶液堿性越強褪色越慢。答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)保持氣壓平衡，便于分液漏斗中的液體流入蒸餾燒瓶(3)BDC起干燥作用，防止三氯化硼遇水猛烈反應(4)先熄滅C處酒精燈，將F處導管取出，最終熄滅A處酒精燈(5)正鹽(6)5.0NaClO能使品紅溶液褪色，溶液堿性越強褪色越慢5．試驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產生O2，在堿性溶液中較穩定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發生裝置。A中反應的化學方程式是_________________________________(錳被還原為Mn2＋)。②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發生的反應有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有________________________________。(2)探究K2FeO4的性質①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產生Cl2，設計以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產生ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________，但該離子的產生不能推斷肯定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由______________________________________產生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是________________________________________________________________________。②依據K2FeO4的制備試驗得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ試驗表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性強弱關系相反，緣由是__________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)，驗證明驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現象能否證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。若能，請說明理由；若不能，進一步設計試驗方案。理由或方案：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①KMnO4被HCl還原為MnCl2，HCl被氧化為Cl2，反應的化學方程式為2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②應在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時，氣體應長管進、短管出。③過量的KOH還能與Cl2發生歧化反應，化學方程式為Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能推斷FeOeq\o\al(2－,4)肯定與Cl－發生了反應，依據題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，FeOeq\o\al(2－,4)會與H＋發生氧化還原反應生成Fe3＋和O2，離子方程式為4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗滌可除去混在C所得固體中的ClO－。②堿性條件下，氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；而在酸性條件下，FeOeq\o\al(2－,4)的氧化實力增加，氧化性Cl2<FeOeq\o\al(2－,4)。由此可見，兩者氧化性強弱關系相反，主要緣由是溶液的酸堿性不同。③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在過量酸的作用下完全轉化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色。方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色。答案：(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.解除ClO－的干擾②>溶液酸堿性不同③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在過量酸的作用下完全轉化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色6．芳香族羧酸通常用芳香烴的氧化來制備。芳香烴的苯環比較穩定，難于氧化，而環上的支鏈不論長短，在猛烈氧化時，最終都氧化成羧基。某同學用甲苯的氧化反應制備苯甲酸。反應原理：＋KOH＋2MnO2↓＋H2O相關物質的物理常數：名稱相對分子質量性狀熔點/℃沸點/℃密度/(g·cm－3)溶解性水乙醇乙醚甲苯92無色液體，易燃，易揮發－95110.60.8669不溶易溶易溶苯甲酸122白色片狀或針狀晶體122.42481.2659微溶易溶易溶主要試驗裝置和流程如下：試驗方法：將肯定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖1裝置中，在90℃時，反應一段時間，再停止反應，按如下流程分別出苯甲酸和回收未反應的甲苯。(1)操作Ⅰ為_________；操作Ⅱ為_________。(2)假如水層呈紫色，要先加亞硫酸氫鉀，然后再加入濃鹽酸酸化。加亞硫酸氫鉀的目的是________________________________________________________________________。(3)白色固體B的主要成分為_________，其中可能含有的主要雜質是_________。(4)下列關于儀器的組裝或者運用正確的是_________。A．抽濾可以加快過濾速度，得到較干燥的沉淀B．安裝電動攪拌器時，攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸C．圖1回流攪拌裝置可采納酒精燈干脆加熱的方法D．圖1冷凝管中水的流向是上進下出(5)稱取1.22g產品，配成100.0m