第32讲,定量型实验和探究型实验
第 第 2 32 讲 定量型实验和探究型实验 基础题组 1.(2017 江西南昌二模)某研究小组设计实验验证乙醇的还原性,装置如下:(1)乙醇被氧化的产物为 ,1 mol 乙醇失去 mol 电子。
(2)通入乙醇反应,玻璃管 A 中的现象是;反应结束后,如果对试管 B 进行加热,将会出现的现象是。
(3)研究小组发现,反应后期有不溶于水的气体出现,收集该气体,经验证,该气体是 H 2 ,为了进一步研究,研究小组设计了如下装置(部分加热仪器已省略): ①C 装置中盛有的物质是 ,先加热(填装置代号),赶走装置内的空气。
②E 装置收集液体产物,甲认为是乙酸,乙认为还是乙醛,请你判断谁的推测更合理,并说明理由:。
2.(2017 福建宁德质量检测)为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物,并测定铁碳合金中铁元素的质量分数,某化学活动小组设计了如图所示的实验装置,并完成以下实验探究。
(1)往圆底烧瓶中加入 m g 铁碳合金,并滴入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B 中均无明显现象,其原因是:①常温下碳与浓硫酸不反应;②。
(2)点燃酒精灯,反应一段时间后,从 A 中逸出气体的速率仍然较快,除因反应温度较高外,还可能的原因是。
(3)装置 B 的作用是。
(4)甲同学观察到装置 C 中有白色沉淀生成,他认为使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。装置 A 中能产生二氧化碳的化学方程式为。
(5)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他认为为了确认二氧化碳的存在,需在装置 B 和 C 之间添加装置 M。装置 E、F 中盛放的试剂分别是、。重新实验后证明存在 CO 2 ,则装置 F 中的现象是。
(6)有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用 KMnO 4 溶液来测定(5Fe 2+ +MnO 4-+8H + 5Fe 3+ +Mn 2+ +4H 2 O)。测定铁元素质量分数的实验步骤如下: Ⅰ.往烧瓶 A 中加入过量铜使溶液中的 Fe 3+ 完全转化为 Fe 2+ ,过滤,得到滤液 B;Ⅱ.将滤液 B 稀释为 250 mL;Ⅲ.取稀释液25.00 mL,用浓度为 c mol·L-1 的酸性 KMnO 4 溶液滴定,三次滴定实验消耗 KMnO 4 溶液体积的平均值为 V mL。
①步骤Ⅱ中,将滤液 B 稀释为 250 mL 需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还必须要用到的是。
②判断滴定终点的标志是。
③铁碳合金中铁元素的质量分数为。
3.(2017 重庆第二外国语学校二检)含硫物质燃烧会产生大量烟气,主要成分有 SO 2、CO 2、N 2 和 O 2。某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气,并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。
回答下列问题: Ⅰ.模拟烟气的制备(1)用 A 装置制取 SO 2 的化学方程式为。
(2)用 B 装置制取 CO 2 ,使用该装置的优点是。
(3)将制得的气体与空气充分混合,获得模拟烟气用于后续实验。
Ⅱ.测定模拟烟气中 SO 2 的体积分数(4)将部分模拟烟气缓慢通过 C、D 装置,其中 C、D 中盛有的药品分别是、(填序号)。
①KMnO 4 溶液 ②饱和 NaHSO 3 溶液 ③饱和 Na 2 CO 3 溶液 ④饱和 NaHCO 3 溶液(5)若模拟烟气的流速为 a mL·min-1 ,t 1 min 后,测得量筒内液体的体积为 V mL,则 SO 2 的体积分数是。
Ⅲ.测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率(已转化的 SO 2 占原有 SO 2 的体积百分比)(6)将模拟烟气通过转化器 E 装置,E 装置中盛有 FeCl 2 和 FeCl 3 的混合溶液,常温下,它可催化 SO 2 与 O 2 的反应,以达到脱硫的目的。写出催化剂参与反应过程的离子方程式: ①SO 2 +2H 2 O+2Fe 3+ SO 42-+2Fe 2+ +4H +;②。
(7)若模拟烟气仍以 a mL·min-1 的流速通过转化器 E 装置,t 2 min 后,向 E 装置中加入酸化的 BaCl 2 溶液得到白色浑浊液,经、洗涤、、称量,得到 m g 固体。若实验的气体体积已折算为标准状况,则该转化器的脱硫效率是。
提升题组 4.(2017 山东青岛质检一)氯化铁可用于金属蚀刻,可作有机合成的催化剂,研究其制备及性质是一个重要的课题。
(1)氯化铁晶体的制备: ①实验过程中装置乙中发生反应的离子方程式有 ,装置丙的作用为。
②为顺利达到实验目的,上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为。
③反应结束后,将乙中溶液边加入 ,边进行加热浓缩、、过滤、洗涤、干燥即得到产品。
(2)氯化铁的性质探究: 某兴趣小组将饱和 FeCl 3 溶液进行加热蒸干、灼烧,在试管底部得到固体。为进一步探究该固体的成分设计了如下实验。(查阅文献知:a.FeCl 3 溶液浓度越大,Fe 3+ 水解程度越小;b.氯化铁的熔点为 306 ℃、沸点为315 ℃,易升华,气态 FeCl 3 会分解成 FeCl 2 和 Cl 2;c.FeCl 2 的熔点为 670 ℃)操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K,充入氮气 D 中有气泡产生 ①充入 N 2 的目的是 关闭 K,点燃酒精喷灯,加热至600 ℃ B 中出现棕黄色固体 ②产生该现象的原因是 实验结束,振荡C 静置 ③ ④(用相关的方程式说明)5.(2017江西上高二中3月联考)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与 H 2 SO 4 反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
(Ⅰ)铁矿石中含氧量的测定 ①按下图组装仪器,检查装置的气密性;②将 5.0 g 铁矿石放入硬质玻璃管中,装置 B、C 中的药品如图所示(夹持仪器均省略);③从左端导气管口处不断地缓缓通入 H 2 ,待 C 装置出口处 H 2 验纯后,点燃 A 处酒精灯;④充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)装置 C 的作用为。
(2)若将 H 2 换成 CO,则还需补充 装置。
(3)测得反应后装置 B 增重 1.35 g,则铁矿石中氧元素的百分含量为。
(Ⅱ)铁矿石中含铁量的测定 10.0 g 铁矿石 滤液 A 溶液 B 取 20.00 mL平均消耗 KI 溶液 V mL(1)步骤④中加热煮沸的作用是。
(2)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、。
(3)下列有关步骤⑥中操作的说法正确的是。
a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂 b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂 c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液 d.锥形瓶不需要用待测液润洗 e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化 f.滴定结束后,30 s 内溶液不恢复原来的颜色,再读数(4)若滴定过程中消耗 0.500 0 mol·L-1 的 KI 溶液 20.00 mL,则铁矿石中铁元素的百分含量为。
(Ⅲ)由(Ⅰ)(Ⅱ)可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为。
答案精解精 析 基础题组 1.答案(1)乙醛 2(2)红色固体变黑 出现砖红色沉淀(3)①乙醇 C ②乙合理,依据氧原子守恒和得失电子守恒,若生成乙酸则气体中除有氢气外还有乙烯,这与实验事实不符 解析(1)乙醇被强氧化剂(如酸性 KMnO 4 溶液)氧化能得到乙酸,但 Fe 2 O 3 只能把乙醇氧化为乙醛;乙醇中C 的化合价是-2 价,乙醛中 C 的化合价是-1 价,所以 1 mol 乙醇被氧化为乙醛时失去 2 mol 电子。
(2)联想乙醇与 CuO 的反应,可知试管 A 中发生反应:3CH 3 CH 2 OH+Fe 2 O 3 3CH 3 CHO+2Fe+3H 2 O,所以 A中可看到的现象是红色固体变黑。
(3)①反应后期,Fe 2 O 3 大部分已变为 Fe,此时有 H 2 生成,可能是 Fe 作催化剂使乙醇发生了脱氢反应,所以 C中盛有的物质是乙醇;为防止空气中的 O 2 与 Fe 反应,需先赶走装置内的空气,因此应先加热 C 装置,使乙醇汽化。②若 E 是乙酸,则反应的化学方程式是 2C 2 H 5 OH CH 3 COOH+2H 2 ↑+C 2 H 4 ↑,生成的气体中除氢气外还有乙烯,这与实验事实不符;若 E 是乙醛,则反应的化学方程式是 C 2 H 5 OH CH 3 CHO+H 2 ↑,符合实验事实,因此乙的推测合理。
2.答案(1)常温下 Fe 在浓硫酸中发生钝化(2)铁、碳、硫酸溶液形成原电池(3)检验 SO 2 的存在(4)C+2H 2 SO 4(浓)CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O(5)酸性 KMnO 4 溶液或溴水(或其他合理答案)品红溶液 品红溶液不褪色或无明显现象(6)①250 mL 容量瓶 ②滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅紫色,且 30 s 内不变色 ③ 280
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