专题17 数据测定实验综合 备战2020年高考化学分项突破易错题(解析版)
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1、1某化学兴趣小组利用下图装置探究验证黄铜矿(主要成分CuFeS2)在空气中的氧化产物并测定CuFeS2的纯度(杂质为SiO2)。实验步骤:组装好仪器,检查装置的气密性良好。加入药品,打开弹簧夹,从左口不断鼓入空气。点燃B处的酒精喷灯,高温灼烧石英管中黄铜矿的样品。请回答下列问题。(1)仪器A中的试剂是_,其作用为_。(2)为检验灼烧氧化黄铜矿产生的气体,则C、D中的试剂可选择_(多选)。aNa2S溶液、NaOH溶液bBaCl2溶液、NaOH溶液c品红溶液、NaOH溶液dKMnO4溶液、NaOH溶液(3)查阅资料:样品经煅烧后得到的固体可能为泡铜(Cu、Cu2O)和熔渣(Fe2O3、FeO)。C
2、u2O与稀H2SO4的反应为:Cu2OH2SO4CuCuSO4H2O探究:为验证熔渣的成分,取分离出的熔渣少许于试管中,加入适量的稀硫酸溶解,取两份所得液。完成下表中横线上的内容。试样加入试剂及操作实验现象得出结论第一份滴入几滴K3Fe(CN)6溶液_含FeO第二份滴入几滴_溶液溶液变为血红色含Fe2O3探究:设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O?_。(4)为测定CuFeS2的纯度,称取a g的黄铜矿样品充分燃烧后,甲、乙两组同学设计如下两个不同的实验方案(以下纯度结果均用含相应字母的代数式表示)。甲方案:若C试管中为足量的H2O2和NaOH的混合溶液,吸收完气体后向C中加入过量的BaCl2
3、溶液振荡且静置,经过滤后处理得到固体为w g,则CuFeS2的纯度为_。写出C试管中吸收气体时的总反应的离子方程式_。乙方案:从上述煅烧产物中分离出泡铜,使其完全溶于稀硝酸并配成250mL的溶液,取出25.00mL该溶液用c molL1的标准液EDTA(用H2Y2表示)滴定至终点(滴定荆不与杂质反应),消耗EDTA标准液V mL,则CuFeS2的纯度为_。(滴定时的反应为:Cu2H2Y2CuY22H)【答案】碱石灰 吸收通入空气中的CO2和水蒸气 acd 探究:蓝色沉淀 KSCN(或硫氰化钾) 探究:取少量泡铜于试管中加入适量稀硫酸,若溶液呈蓝色说明泡铜中含有Cu2O,否则不含有 SO2 +
4、H2O2 +2OH= SO42+ 2H2O (4)由CuFeS22SO22BaSO4得184 2332m wm(CuFeS2)=92w/233则CuFeS2的纯度为;C试管中双氧水有强氧化性,碱性条件下将二氧化硫氧化得到硫酸根,反应的离子方程式为:SO2 + H2O2 +2OH= SO42+ 2H2O;由CuFeS2Cu2H2Y2得:n(CuFeS2)=n(H2Y2)=cV10-2,则CuFeS2的纯度为 ;故答案为: ;SO2 + H2O2 +2OH= SO42+ 2H2O ; 。2绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对某绿矾样品进行了如下探究,请回
5、答下列有关问题:(1)在试管中加入少量该绿矾样品,加水溶解,分别滴加稀硫酸和KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,由此得出的结论是_。若向试管中继续通入空气,观察到溶液逐渐变红,说明溶液中的Fe2+转化为_。(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。来源:Z_xx_k.Com 仪器B的名称是_;B中可加入下列试剂中的_。(填标号)aAl2O3 bCa(OH)2 cCuSO4 dNaCl打开K1和K2,缓缓通入N2,点燃酒精灯,加热,接下来的实验操作步骤正确排
6、序是_(填标号)。a熄灭酒精灯 b关闭K1和K2 c称量A d冷却到室温重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。此时,A中发生的化学反应方程式为_;计算绿矾化学式中结晶水数目x=_(列式表示)。【答案】“Fe2+没有氧化生成Fe3+”(或“亚铁盐没有被氧化”一类的答案) Fe3+ 干燥管 c adbc FeSO4 xH2O FeSO4 + xH2O (或) 【解析】(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,可知样品中没有Fe3+,但亚铁离子不稳定,易被空气中氧气氧化生成铁离子,最终溶液变红色,故答案为:样品中没有Fe3+;Fe3+;(2)由仪器的图形可知B为干燥管,干燥管B的作用是防止外
7、界空气中的水蒸气进入实验装置并吸收反应排出的水蒸气,aAl2O3、bCa(OH)2、dNaCl 均不能吸收水蒸气,cCuSO4能够与水蒸气反应生成水合硫酸铜,故选c,故答案为:干燥管;c;3三草酸合铁()酸钾晶体K3Fe(C2O4)33H2O可用于摄影和印刷,在110 可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。某化学研究小组对K3Fe(C2O4)33H2O受热分解生成的气体产物和固体产物进行探究。(1)实验所需的装置如图所示,A装置烧瓶中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2的混合溶液,常用于实验室制N2,则该反应的化学方程式为_。(2)各装置接口的连接顺序为:a接_、_接_、_接_、_接_、
8、_接_。(装置可重复使用)(3)装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的是_。结束实验时先熄灭C处酒精灯再继续通入N2至常温,其目的是_。(4)D装置中澄清石灰水的作用是_。(5)探究分解后的固体产物。该小组同学查阅资料后得知,固体产物中不存在+3价Fe元素,而盐类物质只有K2CO3。取A中充分反应后所得固体于试管中,加入足量蒸馏水,过滤、洗涤、干燥得到黑色粉末,取4.4 g黑色粉末溶于足量稀硝酸中,收集到NO气体1.12 L(已折算成标准状况下),通过计算判断黑色粉末的成分为_(写化学式)。请设计实验方案验证_。9.82 g三草酸合铁()酸钾晶体在以上装置中加热充分分解,所得固体的质量为5
9、.42 g,同时得到密度为1.647 gL-1(已折合成标准状况下)的含碳气体,写出该分解反应的化学方程式_。【答案】NH4Cl+NaNO2NaCl+N2+2H2O b(c) c(b) h i f g d(e) e(d) h 排除装置中的空气,防止空气中的CO2等干扰实验结果 防止D、E装置中的溶液倒吸 检验CO2是否已除尽 FeO 和Fe 取少量固体于试管中加入足量的硫酸铜溶液,若出现红色固体,则证明有Fe,过滤、洗涤至洗涤液无色后,将固体置于另一支试管中,加过量HCl溶液,静置,取上层清液,滴加几滴KSCN溶液无红色出现,再滴加12滴H2O2溶液,若溶液呈红色,则证明有FeO(其他合理答案
10、也可) 2K3Fe(C2O4)33H2O3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2+6H2O (4)检验气体产物是否含有CO须先除尽CO2,故装置D中澄清石灰水的作用是检验CO2是否除尽,故答案为:检验CO2是否已除尽;(5)NO的物质的量是0.05 mol,则转移电子0.05 mol3=0.15 mol。若黑色粉末全部是铁,则铁的物质的量为0.05 mol,质量为0.05 mol56 gmol-1=2.8 g;若黑色粉末全部是氧化亚铁,则其物质的量是0.15 mol,质量是0.15 mol72 gmol-1=10.8 g。由于黑色粉末的质量为4.4 g,所以该黑色粉末应该是FeO 和Fe的
11、混合物。根据金属活动性顺序表中铁位于铜前面,单质铁与硫酸铜溶液能发生置换反应,因此可选择硫酸铜溶液检验固体产物中是否含有单质铁,氧化亚铁是碱性氧化物,不溶于硫酸铜溶液,能溶于盐酸,生成的亚铁离子在酸性条件下易被过氧化氢溶液氧化为铁离子,铁离子可使KSCN溶液变红,据此可以检验固体产物中是否含有氧化亚铁,故答案为:FeO 和Fe;取少量固体于试管中加入足量的硫酸铜溶液,若出现红色固体,则证明有Fe,过滤、洗涤至洗涤液无色后,将固体置于另一支试管中,加过量HCl溶液,静置,取上层清液,滴加几滴KSCN溶液无红色出现,再滴加12滴H2O2溶液,若溶液呈红色,则证明有FeO(其他合理答案也可);所得含
12、碳气体的平均摩尔质量M=1.647 gL-122.4 Lmol-1=36.9 gmol-1,假设混合气体中CO2、CO的物质的量分别是x mol、y mol,则 = 36.9,解得xy=54,因n(K3Fe(C2O4)33H2O) = = 0.02 mol,根据K元素守恒可得n(K2CO3) = (0.02 mol3)2 = 0.03 mol,固体中Fe元素的物质的量n(Fe) = 0.02 mol,产生的CO、CO2的总物质的量是0.02 mol6-0.03 mol=0.09 mol,由于n(CO2)n(CO)=54,所以n(CO2)=0.05 mol,n(CO)=0.04 mol;Fe元素
13、结合的O元素的物质的量是0.02 mol12-0.05 mol2-0.04 mol1-0.03 mol3 = 0.01 mol,因此n(K3Fe(C2O4)33H2O)n(K2CO3)n(Fe)n(FeO)n(CO2)n(CO)n(H2O)=0.02 mol0.03 mol0.01 mol0.01 mol0.05 mol0.04 mol0.06 mol=2311546,则该分解反应的化学方程式是2K3Fe(C2O4)33H2O3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2+6H2O,故答案为:2K3Fe(C2O4)33H2O3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2+6H2O。4三硫代碳酸钠(
14、Na2CS3)常用作杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。实验1:探究Na2CS3的性质步骤操作及现象取少量Na2CS3固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红色向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去(1)H2CS3是_酸(填“强”或“弱”)。(2)已知步骤的氧化产物是SO42,写出该反应的离子方程式_(3)某同学取步骤所得溶液于试管中,滴加足量盐酸、BaCl2溶液产生白色沉淀,他认为通过测定产生的白色沉淀的质量即可求出实验所用Na2CS3的量,你是否同意他的观点并说明理由_。实验2:测定Na2CS3溶液的浓度按如
15、图所示连接好装置,取100mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器d的活塞,滴入足量2.0mol/L稀H2SO4,关闭活塞。已知:Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S。CS2和H2S均有毒。CS2不溶于水,沸点46,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。(4)盛放无水CaCl2的仪器的名称是_,B中发生反应的离子方程式是_。(5)反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是_。(6)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2g固体,则A中Na2CS3的物质的量浓度为_。(7)分析上述
16、实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,计算值_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。【答案】弱 5CS32+24MnO4+52H=5CO2+15SO42+24Mn2+26H2O 不同意,因为KMnO4溶液用H2SO4酸化,含有SO42引起实验误差 干燥管 Cu2+H2S=CuS2H+ 将装置中残留的的H2S、 CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收 2.0mol/L 偏高 (4)根据仪器的结构可知,盛放无水CaCl2的仪器的名称是干燥管,A中发生反应Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S,气体
17、进入B中H2S与硫酸铜反应生成不溶于硫酸的硫化铜沉淀和硫酸,故B中发生反应的离子方程式是Cu2+H2S=CuS2H+;(5)反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2一段时间,将装置中残留的的H2S、 CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收;(6)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2g固体,n(H2S)=n(CuS)=,根据反应Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S可知n(Na2CS3)= n(H2S)=0.2mol,则A中Na2CS3的物质的量浓度为;(7)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2
18、CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,空气中含有CO2能被氢氧化钠溶液吸收,导致C中的质量偏大,从而求得的Na2CS3偏多,因此通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度时,计算值偏高。5硫代硫酸钠的工业制备的反应原理为2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2。某化学兴趣小组用上述原理实验室制备硫代硫酸钠,并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。(查阅资料)i.Na2S2O3易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。.Na2S2O3易被氧化,BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。(实验一)实验室通过如如图所示装置制备Na2S2
19、O3。(1)实验中要控制SO2生成速率,可采取的措施有_(写出一条)。(2)b装置的作用是_。(3)实验结束后,在e处最好连接盛_(填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中的一种)的注射器,接下来的操作为_,最后拆除装置。(4)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_。沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。(实验二)测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。已知:废
20、水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L;Ag+2CN-=Ag(CN)2-,Ag+I-=AgI,AgI呈黄色,且CN-优先与Ag+反应。实验如下:取20.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.0010-4mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为1.50mL。(5)滴定时1.000104mol/L的标准AgNO3溶液应用_(填仪器名称)盛装;滴定终点时的现象是_。(6)处理后的废水是否达到排放标准:_(填“是”或“否”)。【答案】控制反应温度、调节酸的滴加速度或调节酸的浓度等 安全瓶,防止倒吸 NaOH溶液 关闭K2,打开K1 过滤,用蒸
21、馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀盐酸 酸式滴定管 滴入最后一滴硝酸银溶液,出现黄色沉淀,且半分钟内沉淀不消失 否 (5) AgNO3溶液水解显酸性,所以盛装标准AgNO3溶液应该使用酸式滴定管;Ag+与CN-反应生成Ag(CN)2-,当CN-反应结束时,滴入最后一滴硝酸银溶液,Ag+与I-生成AgI黄色沉淀半分钟内沉淀不消失,说明反应到达滴定终点;(6)消耗AgNO3的物质的量为1.510-3L0.0001mol/L=1.5010-7mol,根据方程式Ag+2CN-=Ag(CN)2-,处理的废水中氰化钠的质量为1.5010-7mol249g/mol=1.4710-5g,废水中氰化钠的含量为=0
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