1、1第四单元 物质的定性研究与定量分析教师备用题库1.(1)为比较 Na2CO3和 NaHCO3的热稳定性,某同学设计了如下实验装置。实验时,先检查装置的气密性,再取少量 Na2CO3粉末加在大试管的底部,另取少量 NaHCO3粉末加在小试管底部。预热后在大试管底部加热。回答下列问题:开始加热一段时间后,试管 (填“A”或“B”)中会出现浑浊现象。 实验现象证明,加热条件下,Na 2CO3比 NaHCO3更 (填“稳定”或“不稳定”)。 (2)实验室用 MnO2和浓盐酸反应制取 Cl2,发生装置如图 A。回答下列问题:仪器 a的名称是 。 制得的气体除去 HCl杂质后,为得到干燥的 Cl2,应通
2、过 装置(填“B” “C”或“D”)。 答案 (1)B 稳定 (2)分液漏斗 C解析 (1)小试管中 NaHCO3分解生成 CO2,使 B试管中澄清石灰水变浑浊。大试管比小试管温度高,但大试管中 Na2CO3不分解(A 中澄清石灰水不变浑浊),而小试管中 NaHCO3分解,说明 Na2CO3比 NaHCO3稳定。(2)用浓硫酸干燥 Cl2时,洗气瓶中进气管应插到液面以下,故选择 C装置。2.过氧化钙(CaO 2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体,能杀菌消毒,广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下:在 NH4Cl溶液中加入 Ca(OH)2;不断搅拌的同时加入 30% H2O
3、2,反应生成 CaO28H2O沉淀;经过陈化,过滤,水洗得到 CaO28H2O,再脱水干燥得到 CaO2。2完成下列填空:(1)第步反应的化学方程式为 。 第步反应的化学方程式为 。 (2)可循环使用的物质是 。工业上常采取 Ca(OH)2过量而不是 H2O2过量的方式来生产,这是因为 。 (3)检验 CaO28H2O是否洗净的方法是 。 (4)CaO28H2O加热脱水的过程中,需不断通入不含二氧化碳的氧气,目的是 、 。 (5)已知 CaO2在 350 迅速分解生成 CaO和 O2。下图是实验室测定产品中 CaO2含量的装置(夹持装置省略)。若所取产品质量是 m g,测得气体体积为 V mL
4、(已换算成标准状况),则产品中 CaO2的质量分数为 (用字母表示)。 过氧化钙的含量也可用重量法测定,需要测定的物理量有 。 答案 (1)2NH 4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O CaCl 2+H2O2+2NH3+8H2O CaO28H2O+2NH 4Cl(2)NH4Cl Ca(OH) 2价格低 (3)取洗涤液少许,滴加 HNO3酸化的 AgNO3溶液,若无白色沉淀生成,说明洗涤干净(合理即给分) (4)抑制过氧化钙分解 防止过氧化钙与二氧化碳反应(合理即给分) (5) 9V1 400m样品质量、完全分解后剩余固体的质量(合理即给分)解析 (1)NH 4Cl溶液中加入
5、Ca(OH)2反应的化学方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O;再加入H2O2溶液,反应的化学方程式为 CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O CaO28H2O+2NH 4Cl。(2)根据反应原理可知可循环使用的物质是 NH4Cl;工业上常采取 Ca(OH)2过量而不是 H2O2过量的方式来生产是因为 Ca(OH)2的价格低。(3)实质是检验 Cl-,取最后洗涤液,加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,证明洗涤干净。(4)不断通入不含二氧化碳的氧气,可抑制 CaO2的分解,防止 CaO2与二氧化碳反应。(5)根据题给信息可得,2CaO 2O2,
6、(CaO 2)= 100%= 100%。如果用重量法测定,需V22.410-3272m 9V1 400m要测定的物理量有样品质量、完全分解后剩余固体的质量。3.碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。3(1)采用装置 A,在高温下将 x克钢样中碳、硫转化为 CO2、SO 2。气体 a的成分是 。 若钢样中硫以 FeS形式存在,A 中反应:3FeS+5O 2 1 +3 。 (2)将气体 a通入测硫装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。H 2O2氧化 SO2的化学方程式: 。 用 NaOH溶液滴定生成的 H2SO4,消耗 z m
7、L NaOH溶液。若消耗 1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为 y克,则该钢样中硫的质量分数: 。 (3)将气体 a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。气体 a通过 B和 C的目的是 。 计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是 。 答案 (1)O 2、SO 2、CO 2 Fe 3O4 SO 2(2)H 2O2+SO2 H2SO4 yzx(3)排除 SO2对 CO2测定的干扰吸收 CO2前、后吸收瓶的质量解析 (1)钢样在 O2中灼烧,所得气体 a的成分是 SO2、CO 2和过量的 O2。依据质量守恒定律及得失电子守恒,可写出反应方程式:3FeS+5O 2 Fe3O4+3SO2。
8、(2)H 2O2氧化 SO2的化学方程式为 SO2+H2O2 4H2SO4。钢样中 m(S)=yz g,故钢样中硫的质量分数为 。(3)气体 a通过 B、C 时,SO 2被氧化吸收,排yzx除了 SO2对 CO2测定的干扰。测定 CO2吸收瓶吸收 CO2前、后的质量,就可得出灼烧生成 CO2的质量,进而求出钢样中碳的质量分数。4.亚氯酸钠(NaClO 2)是一种高效氧化剂、漂白剂。已知:NaClO 2饱和溶液在温度低于 38 时析出的晶体是 NaClO23H2O,高于 38 时析出的晶体是 NaClO2,高于 60 时 NaClO2分解成 NaClO3和 NaCl。利用如图所示装置制备亚氯酸钠
9、。完成下列填空:(1)装置中产生 ClO2的化学方程式为 。装置的作用是 。 (2)从装置反应后的溶液获得 NaClO2晶体的操作步骤为:减压,55 蒸发结晶; ; ;低于 60 干燥,得到成品。(选择合适的操作编号填空) A.冷却到室温后,过滤 B.趁热过滤 C.常温洗涤 D.冰水洗涤 E.3860 的温水洗涤(3)准确称取所得亚氯酸钠样品 10 g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(Cl +4I-+4H+ 2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成 250 mL待测溶液。配制待测液需O-2用到的定量玻璃仪器是 。 (4)取 25.00 mL待测液,用
10、 2.0 mol/L Na2S2O3标准液滴定(I 2+2S2 2I-+S4 ),以淀粉溶液作指O2-3 O2-6示剂,达到滴定终点时的现象为 。重复滴定 23次,测得所用 Na2S2O3溶液体积的平均值为20.00 mL。该样品中 NaClO2的质量分数为 。 (5)Na2FeO4和 ClO2在水处理过程中分别被还原为 Fe3+和 Cl-。如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,那么 ClO2、Na 2FeO4、Cl 2三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是 (填化学式)。 答案 (1)2NaClO 3+Na2SO3+H2SO4 2ClO2+2Na 2SO4+H2O 防止倒吸(
11、2)B E5(3)250 mL容量瓶(4)滴入最后一滴 Na2S2O3标准液,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色 90.5%(5)ClO2 Cl 2 Na 2FeO4解析 (1)反应物为 NaClO3、Na 2SO3、H 2SO4,生成物为 ClO2、H 2O和 2Na2SO4,根据得失电子守恒、原子守恒可得化学方程式为 2NaClO3+Na2SO3+H2SO4 2ClO2+2Na 2SO4+H2O;装置为安全瓶,可防止倒吸。(2)由题干信息可知,若要得到 NaClO2晶体,需控制温度为 3860 ,故操作为趁热过滤,用 3860 的温水洗涤。(3)配制待测液需用到的定量玻璃仪器是 250 m
12、L容量瓶。(4)有碘单质参加和生成的反应,一般采用淀粉溶液作指示剂,该反应是 Na2S2O3标准液滴定碘,滴入最后一滴 Na2S2O3标准液,终点溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色;由反应方程式可得关系式 Cl 2I2O-24S2O2-3n(Cl )= n(S2 )= 2010-3 L2 mol/L=0.01 molO-214 O2-3 14m(NaClO2)=0.01 mol90.5 g/mol10=9.05 g计算得到样品中 NaClO2的质量分数为 100%=90.5%。9.05 g10 g(5)以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率,设质量均为 m,ClO2、Na 2FeO4、
13、Cl 2三种消毒杀菌剂的消毒效率分别为 5、 3、 2,所以由大到小的顺序为 ClO2Cl2Na2FeO4。m67.5 m166 m715.实验室有一包固体粉末样品,可能是 MgCO3、Fe 2O3和 FeO的混合物。.甲同学设计实验方案,以确定样品中是否含有 FeO,除样品外,实验室只提供以下试剂:KMnO 4溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN 溶液、NaOH 溶液,请你描述甲同学的实验操作步骤、现象及结论: 。 .经甲同学实验确定该样品中不存在 FeO,乙同学想在甲同学的实验基础上进一步来测定混合物中Fe2O3的含量:乙同学准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验,以测定 Fe
14、2O3的质量分数。请回答下列问题:6(1)盛装盐酸的仪器的名称是 ,装置的连接顺序是 (填图中字母序号,各仪器只能选用一次)。 (2)实验过程中需要持续通入空气,其作用除可以起到“搅拌”A、D 中反应物以实现充分反应外,还有一个重要作用是 。 (3)为提高测定的准确度,在装置 B中最应加入的物质是 (填字母编号)。 a.饱和 NaHCO3溶液 b.蒸馏水c.浓硫酸 d.NaOH溶液(4)在进行乙同学的实验方案评价时,有学生认为不必测定装置 A中沉淀的质量,而只要测出装置 A在吸收反应产生的气体前后的质量差,就能完成实验要求。实验证明,若用此法测得 Fe2O3的质量分数将 (填“偏大” “偏小”
15、或“不变”)。 答案 .取少量样品于试管中,加入稀硫酸溶解,再加入少量 KMnO4溶液,溶液不褪色,说明样品中没有FeO.(1)分液漏斗 B D A C(2)将反应产生的 CO2气体全部赶入装置 A中,使之完全被 Ba(OH)2溶液吸收(3)d(4)偏小解析 .要检验 FeO,应该先将 FeO转化为 Fe2+,Fe2+具有还原性,酸性高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子而褪色,高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化盐酸,所以不能用盐酸酸化高锰酸钾,其检验方法为:取少量样品于试管中,加入稀硫酸溶解,再加入少量 KMnO4溶液,溶液不褪色,说明样品中没有 FeO;.(1)根据图示可知,盛放盐酸的装置为分液漏斗;测
16、定样品中 Fe2O3的质量分数,先根据碳酸镁产生的二氧化碳的质量计算出碳酸镁的质量,再根据样品质量计算出氧化铁的质量分数,仪器连接顺序为:先将空气通入盛有氢氧化钠溶液的装置 B,以便除去空气中的二氧化碳,然后利用空气将装置 D中产生的二氧化碳驱赶到装置 A,利用二氧化碳与氢氧化钡反应生成的碳酸钡沉淀的质量计算出碳酸镁的质量,由于空气中的二氧化碳、水蒸气影响测定结果,需要在装置 A后连接一个吸收二氧化碳、水蒸气的装置 C,所以装置连接顺序为:BDAC;(2)实验过程中需要持续通入空气,其作用除可以起到“搅拌”A、D 中反应物以实现充分反应外,还可以将反应生成的二氧化碳尽可能彻底地赶入装置 A中,使反应生成的二氧化碳能够被氢氧化钡溶液完全吸收;(3)空气中含有二氧化碳,会影响实验结果,故装置 B中应该盛放氢氧化钠溶液,故 d正确;(4)由于装置 D中生成的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气,导致装置 A在吸收反应产生的气体前后的质7量差偏大,测定的二氧化碳的质量偏大,碳酸镁的质量会偏大,则样品中氧化铁的质量偏小,氧化铁的质量分数会偏小。
