1、1考前强化练 20 化学综合实验题1.(2018 山东青岛高三模拟)碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂,用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。碳酸镧可由 LaCl3为原料来制备,整个反应在较低的 pH 条件下进行,避免生成碱式碳酸镧La(OH)CO 3。(1)化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。仪器 X 的名称为 ;检验装置甲气密性良好的方法是 。 实验中 K1、K 2打开的先后顺序为 ;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有 。 (2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。为了高磷血症患者的安全,通常选用碳酸氢钠溶液,过程中会发生两个平行反应,其离子方程式
2、为 和 。 选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是 (任写一条)。 T 时,碳酸镧的溶解度可表示为 1.010-7 molL-1,HC 的电离平衡常数为 6.010-11。请-3计算反应 2LaCl3+3NaHCO3 La2(CO3)3+3NaCl+3HCl 的平衡常数 K= 。 利用手持技术测定溶液的 pH 从而监控反应过程,得到如图曲线。请说明 bc 段变化的原因 。 2(3)碳酸镧(式量为 458)质量分数的测定:准确称取 15.0 g 产品试样,溶于 10.0 mL 稀盐酸中,加入10 mL NH3-NH4Cl 缓冲溶液,加入 0.2 g 紫脲酸铵混合指示剂,用 0.5 molL-1EDT
3、A(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(La 3+H2Y2- LaY-+2H+),消耗 EDTA 溶液 60.00 mL。则产品中碳酸镧的质量分数w= 。 答案 (1)球形干燥管 关闭活塞 K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好 先打开 K2再打开 K1 控制氨气(或 CO2)通入量(2)2La 3+3HC La2(CO3)3+3H+-3H+HC CO2+H 2O 碳酸氢钠溶液碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧La(OH)CO 3 -3200 La 3+完全沉淀,再滴入碳酸氢钠,水解使溶液的碱性增强,pH 发生突跃(3)91.6%解析 (1)仪
4、器 X 的名称为球形干燥管;检验装置甲气密性的方法是关闭活塞 K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好;氨气是极易溶于水的气体,先通氨气,在碱性条件下再通入二氧化碳,溶解的量较大,故实验中先打开 K2再打开 K1;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要控制氨气(或 CO2)通入量;(2)碳酸氢钠分别与 La2+、H +反应,过程中发生两个平行反应的离子方程式为 2La3+3HC La2(CO3)3+3H+和 H+HC CO2+H 2O;选-3 -3择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是碳酸氢钠溶液碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧La(OH)CO3;2LaC
5、l 3+3NaHCO3 La2(CO3)3+3NaCl+3HCl 的离子方程式为 2La2+3HC La2(CO3)-33+3H +,T 时,碳酸镧的溶解度可表示为 1.010-7 molL-1,则饱和溶液中 c(La2+)=2cLa2(CO3)3=2.010-7 molL-1,c(C )=2-33cLa2(CO3)3=3.010-7 molL-1,KspLa2(CO3)3=c2(La3+)c3(C )=(2.010-7 molL-2-31)2(3.010-7 molL-1)3=1.0810-33,HC 的电离平衡常数为 6.010-11,则反应的平衡常数-3K= =3(+)2(3+)3(-3
6、)=200;利用手持技术测定溶液的 pH 从3(+)3(2-3)2(3+)3(2-3)3(-3)=(6.010-11)31.0810-33而监控反应过程,La 3+完全沉淀,再滴入碳酸氢钠,水解使溶液的碱性增强,pH 发生突跃,bc 段变化如图曲线;(3)滴定时消耗 EDTA 的物质的量为 60.00 mL10-3LmL-10.5 molL-1=0.03 mol,根据反应 La3+H2Y2-=LaY-+2H+可知,产品中碳酸镧的质量分数w= 100%=91.6%。0.03458 -115.0 32.(2018 陕西西安“八校”高三联考)甲、乙两组同学分别做了以下探究实验。(1)甲组探究 Cl2
7、与 Na2SO3溶液的反应,实验装置如下。写出制取氯气的化学方程式: 。 该装置的不足之处除无尾气吸收装置外,另一处是 。 Cl 2与 Na2SO3溶液反应的离子方程式为 。 设计实验,简述实验步骤,证明洗气瓶中的 Na2SO3已被氧化 。 (2)乙组探究乙酸乙酯在不同温度、不同浓度 NaOH 溶液中的水解速率。取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。实验试剂 试管 试管 试管 试管乙酸乙酯/mL 1 V1 V2 V31 molL-1NaOH溶液/mLV4 3 0 V5蒸馏水/mL 0 V6
8、5 2请完成上表,其中 V2= ,V4= ,V5= 。 实验中,可用饱和食盐水替代蒸馏水,以减小乙酸乙酯在水中的溶解度,使实验结果更准确;但不能用饱和 Na2CO3溶液替代蒸馏水,其原因是 ;实验中,试管比试管中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有 。(已知乙酸乙酯沸点为 77.1 ) 答案 (1)MnO 2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O 没有加热装置 Cl 2+S +H2O 2Cl-+S2-3+2H+2-4取少量洗气瓶中的液体置于干燥试管中,加入足量盐酸(滴加稀盐酸至不再产生气体),再滴加少量的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明已经被氧化 (2)1 5 3 碳酸
9、钠溶液水解显碱性,干扰了探究 NaOH 溶液对水解速率的影响 水浴加热接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,乙酸乙酯挥发也越快,得不到正确结果解析 (1)实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,制取氯气的化学方程式为 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O;浓盐酸与二氧化锰制取氯气的反应需要加热,氯气有毒,应该使用尾气吸收装置;氯气与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠和氯化氢,反应的离子方程式为Cl2+S +H2O 2Cl-+S +2H+;若洗气瓶中的 Na2SO3已被氧化,则洗气瓶的溶液中应该存在2-3 2-44硫酸根离子,检验方法为:取少量洗气瓶中的液体置于干燥试管中,加
10、入足量盐酸(滴加稀盐酸至不再产生气体),再滴加少量的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明已经被氧化;(2)乙组探究乙酸乙酯(沸点 77.1 )在不同温度、不同浓度 NaOH 溶液中的水解速率,四支试管中乙酸乙酯的体积都应该为 1 mL,即 V1=V2=V3=1;试管和试管中蒸馏水的体积不同,则探究的是氢氧化钠的浓度对乙酸乙酯水解的影响,还必须保证溶液总体积相等,则试管中氢氧化钠溶液体积应该为 5 mL,即 V4=5;结合总体积必须相等可知,试管和试管应该是探究温度对乙酸乙酯水解程度的影响,试管中氢氧化钠溶液体积应该为 3 mL,即 V5=3;碳酸钠溶液水解显碱性,干扰了探究 NaOH 溶液对水解
11、速率的影响,所以不能用饱和 Na2CO3溶液替代蒸馏水;乙酸乙酯的沸点为 77.1 ,水浴温度接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,一方面反应速率加快,另一方面乙酸乙酯挥发也越快,导致试管中酯层减少速率加快,干扰了实验结果。3.(2018 陕西榆林高三模拟)三氯化碘(ICl 3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为 33 ,沸点为73 。实验室可用如图装置制取 ICl3。(1)仪器 a 的名称是 。 (2)制备氯气选用的药品为漂白粉固体主要成分为 Ca(ClO)2和浓盐酸,相关反应的化学方程式为 。 (3)装置 B 可用于除杂,也是安全瓶,能监测实验进行时装置 C 中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B 中
12、的现象: 。 (4)试剂 X 为 。 (5)氯气与单质碘需在温度稍低于 70 时反应,则装置 D 适宜的加热方式为 。 (6)欲测定上述实验制备 ICl3样品中 ICl3的纯度,准确称取 ICl3样品 10.0 g 于烧杯中,加入适量水和过量 KI 晶体,充分反应生成 I2(样品中杂质不反应)。写出反应的化学方程式 ;将所得溶液配制成 100 mL 待测液, 取 25.00 mL 待测液,用 2.0 molL-1的 Na2S2O3标准液滴定(I 2+2S2 2I-+S4 ),以淀粉溶2-3 2-6液作指示剂,达到终点时的现象为 ;重复滴定,实验数据记录如下: Na2S2O3标准液体积/mL滴定
13、次数待测液体积/mL 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL1 25.00 0.50 20.402 25.00 4.00 24.103 25.00 4.20 26.705该样品中 ICl3的质量分数为 (ICl 3相对分子质量为 233.5)。 答案 (1)蒸馏烧瓶(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2+2H 2O(3)吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升(4)碱石灰 (5)水浴加热 (6)ICl 3+3KI 2I2+3KCl当加入最后一滴 Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色,且在半分钟内不恢复蓝色 93.4%解析 (1)根据装置图可知仪器 a 的名称为蒸馏烧瓶;(2)
14、漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为 Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2+2H 2O;(3)装置 B 也是安全瓶,监测实验进行时 C 中是否发生堵塞,发生堵塞时 B 中的压强增大,吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;(4)反应后剩余的氯气能够污染空气,不能排放到空气中,装置 E 为球形干燥管,装有固体药品碱石灰,可吸收多余的氯气,防止污染空气;(5)因水浴能简便控制加热的温度,且能使反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于 70 下反应,应采取水浴加热;(6)ICl 3样品中加入适量水和过量KI 晶体,充分反应生成 I2,同时生成碘化钾,反应的
15、化学方程式为 ICl3+3KI 2I2+3KCl;以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为当加入最后一滴 Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色,且在半分钟内不恢复蓝色;第 3 组溶液的体积与第 1、2 组相差比较大,舍去第 3 组,将第 1、2 组的平均值作为消耗溶液的体积,故消耗 KMnO4溶液的体积为 mL=20.0 mL,令样品中 ICl3的物质的20.10+19.902量为 x,则根据化学反应可得关系式:ICl32I24S2 ,2-31 4x 2 molL-12010-3L解得 x=110-2 mol,该样品中 ICl3的质量分数为:100%=93.4%。0.01233.5 -1100 25 10
