高中化学苏教版必修1练习：第十六讲 实验设计和评价练习 Word版含答案.doc

精品资料第十六讲实验设计和评价 1. (2018届扬州市第一次模拟测试)氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于水，可溶于氯离子浓度较大的体系。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：(1) 步骤溶解温度应控制在6070，原因是。(2) 写出步骤中反应生成CuCl的离子方程式：。已知NH4Cl、Cu2 的物质的量之比与Cu2沉淀率的关系如右图所示，当氯化铵用量增加到一定程度后氯化亚铜的沉淀率减少，其可能的原因是。(3) 氯化亚铜的纯度测定：称取样品0.50 g置于预先放入玻璃珠50粒和10 mL过量的FeCl3 溶液250 mL的锥形瓶中，不断摇动，玻璃珠的作用是。待样品溶解后，立即用物质的量浓度为0.05 mol·L1的K2Cr2O7溶液与之完全反应，一共用去K2Cr2O7溶液 16.00 mL。试计算CuCl纯度(写出计算过程)。已知：CuClFe3 = Cu2Fe2Cl、6Fe2Cr2O14H =6Fe32Cr37H2O 2. (2018届徐州市第二次模拟测试)某研究小组利用软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收工业废气中SO2，并制备硫酸锰的生产流程如下(浸出液的pH<2，其中除含Mn2外，还含有少量Fe2、Al3、Ca2等金属离子)：“操作1”的滤液通过阳离子吸附剂除去Ca2。金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表：离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe27.69.7Fe32.73.7Al33.84.7Mn28.39.8请回答下列问题：(1) 浸出过程中被氧化的物质的化学式为。(2) 氧化过程中主要反应的离子方程式为。(3) 在氧化后的液体中加入石灰浆调节pH，pH的范围是。(4) 操作1的名称是。操作2包括蒸发浓缩、过滤、洗涤、干燥等操作。(5) 为测定所得MnSO4·H2O的纯度，准确称取上述样品1.720 g加入适量H2SO4和NH4NO3溶液，加热使Mn2全部氧化成Mn3后，配成200 mL溶液。取20.00 mL该溶液，向其中逐滴加入0.050 0 mol·L1的FeSO4溶液，发生如下反应：Fe2Mn3=Fe3Mn2当反应恰好完全进行时，共消耗FeSO4溶液19.50 mL。通过计算确定MnSO4·H2O的纯度(写出计算过程)。 3. (2018届镇江市模拟测试)过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)常温下为白色，能溶于酸，难溶于水、乙醇，是一种温和的氧化剂，常用于鱼类长途运输的增氧剂等。(1) 过氧化钙晶体可用下列方法制备：CaCl2H2O22NH38H2O=CaO2·8H2O2NH4Cl。用如下制取装置制备过氧化钙晶体。AC装置A中发生反应的化学方程式为；仪器X的名称为。装置C采用冰水浴控制温度在0 左右，可能的原因主要有：. 该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O产率；. 。反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验晶体已洗涤干净的操作为。(2) 测定产品中CaO2·8H2O含量的实验步骤如下：步骤一：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入2 mol·L1的硫酸溶液，充分反应。步骤二：向上述锥形瓶中加入几滴溶液。步骤三：逐滴加入浓度为c mol·L1的Na2S2O3溶液至反应完全，滴定至终点，记录数据，再重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液体积为V mL。产品中CaO2·8H2O的质量分数为(用字母表示)。已知：I22S2O=2IS4O(3) 钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca3N2)，同时可能会生成CaO2。请限用下列试剂，设计实验检验钙在空气中燃烧所得固体中是否含有CaO2：(简要说明实验步骤、现象和结论)。限用试剂：稀盐酸、MnO2。 4. (2018届宿迁市第二次测试模拟)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖的漂白和杀菌，其一种生产工艺流程如下：回答下列问题：(1) 写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式：。(2) “电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时为除去Mg2和Ca2，要加入的试剂分别为、。(3) 亚氯酸钠(NaClO2)在水溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl等，其中HClO2和ClO2都具有漂白作用。经测定，25 时各组分含量随pH变化情况如下图所示(Cl没有画出)。则使用该漂白剂的适宜pH(填“大于”“ 等于”或“小于”)3。(4) 为了测定NaClO2·3H2O的纯度，取上述合成产品10.00 g溶于水配成1 000 mL溶液，取出20.00 mL溶液于锥形瓶中，再加入足量硫酸酸化的KI溶液，充分反应后加入23滴淀粉溶液，用0.264 0 mol·L1Na2S2O3标准溶液滴定，共用去Na2S2O3标准溶液20.00 mL，通过计算确定该产品纯度是否合格？(合格纯度在90%以上)(写出计算过程)提示： 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI。 5. (2018届南通市第一次测试模拟)某铅氧化物(PbxOy)中Pb有2、4两种化合价。研究小组测定其化学组成，实验流程如下：测定过程涉及如下反应：I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6、Pb2EDTA4=PbEDTA2。(1) 配制250 mL 1.6 mol·L1的Na2S2O3溶液，需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管和。(2) 过滤后，洗涤PbO2固体的操作为。(3) “还原”过程中生成I2、CH3COOK、(CH3COO)2Pb，写出该反应的化学方程式：；“I2的测定”中，应在滴入Na2S2O3溶液前，预先加入，以判断反应是否完全。(4) 实验中消耗Na2S2O3溶液25.00 mL、EDTA4溶液20.00 mL。通过计算确定该铅氧化物的组成(写出计算过程)。 6. (2018届扬州市第二次模拟测试)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其生产工艺如下：(1) “合成”步骤可以得到ClO2，其反应的化学方程式为。(2) “电解”步骤阳极会生成一种气体，其化学式为。(3) 反应生成的ClO2可用于高效脱除烟气中的SO2。以ClO2脱除SO2实验时SO2脱除率与溶液pH关系如右图所示。pH在37.6时，随pH增大，ClO2氧化性减弱，脱硫率降低。而当pH>7.6时，随pH增大，SO2脱除率又升高，其原因可能为。(4) 国家标准规定产品中优级纯试剂纯度99.8%，分析纯试剂纯度99.7%，化学纯试剂纯度99.5%。为了确定某批次NaClO2产品的等级，研究小组设计测定方案如下：取10.00 g样品，用适量蒸馏水溶解后，加入略过量的KI溶液；充分反应后，将反应液定容至200 mL，取出20.00 mL于锥形瓶中；向锥形瓶中滴加两滴淀粉溶液，用2.00 mol·L1的Na2S2O3溶液与之反应，消耗Na2S2O3溶液22.00 mL。该样品可达试剂纯度。(写出计算过程)已知：ClO4I4H=2H2O2I2Cl、I22S2O=2IS4O。 7. (2018届连云港市模拟测试)化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，化学实验室产生的废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的酸性废液中含Fe3、Cu2、Ba2三种金属阳离子和Cl一种阴离子，实验室设计了下述方案对废液进行处理，以回收金属并测定含量，保护环境。已知实验中处理的酸性废液的体积为1 L，用pH计测定出其中H物质的量浓度为0.10 mol·L1。请回答下列问题：(1) 实验中操作、的方法相同，操作步骤依次为过滤、干燥。(2) “氧化”步骤所得溶液颜色为棕黄色，该反应的离子方程式为。(3) 实验中称量固体的质量为4.66 g，固体的质量为15.2 g，用足量的稀硝酸溶解固体后产生了标准状况下的无色气体4.48 L，则固体中金属铜的质量为g。(4) 实验中将固体进行充分灼烧，使用的仪器除了酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒外，还有(填名称)。最后得到的红棕色固体质量为40.0 g，求原溶液中氯离子的物质的量浓度(写出计算过程)。 8. (2018届南京市模拟测试)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O)是一种重要的化工原料，可用作制革、炸药、造纸、瓷器等。以菱镁矿(主要成分是碳酸镁，含少量FeCO3和不溶性杂质)为原料制取硫酸镁晶体的流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：阳离子Mg2Fe2Fe3开始沉淀9.17.61.9完全沉淀11.19.73.2(1) “氧化”步骤中，加入H2O2溶液的目的是(用离子方程式表示)。“沉淀”步骤中，用氨水调节pH的范围是。(2) “过滤”所得滤液中含有的阳离子为Mg2、。(3) “结晶”步骤中需蒸发浓缩滤液，使用的实验仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、。(4) 测定硫酸镁晶体样品中MgSO4·7H2O的含量常采用下列实验方法：. 称取待测硫酸镁晶体样品1.500 g加入过量的EDTA，配成100 mL pH在910的溶液A。. 移取25.00 mL溶液A于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L1 Zn2标准溶液与过量的EDTA反应，消耗Zn2标准溶液20.00 mL。. 另移取25.00 mL溶液A于另一锥形瓶中，调节pH为56，用0.100 0 mol·L1 Zn2标准溶液与之充分反应，消耗Zn2标准溶液35.00 mL。已知：pH为910时，Mg2、Zn2均能与EDTA(H2Y2)反应：Mg2H2Y2=MgH2YZn2H2Y2=ZnH2YpH为56时，Zn2除与EDTA反应，还能与MgH2Y反应：Zn2MgH2Y=ZnH2YMg2样品中杂质不参与反应。计算硫酸镁晶体样品中MgSO4·7H2O的质量分数。(请写出计算过程)。 9. (2018届无锡市第二次模拟测试)Mn3O4是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备化肥X和Mn3O4的工艺流程如下：请回答下列问题：(1) 几种盐的溶解度见下图1。化肥X的化学式为；为获得固体X，加入KCl溶液后需对混合溶液进行蒸发浓缩，当析出大量晶体后，应(填操作名称)，再洗涤、干燥晶体。(2) 检验X样品是否含有氯化物杂质的实验操作是。(3) 图2是隔绝空气条件煅烧MnSO4·H2O时剩余固体质量与温度的变化曲线，请写出AB的化学方程式。图1图2 (4) 为了测定产品中Mn3O4的纯度，取2.500 g样品与浓盐酸共热(杂质不与盐酸反应)，将产生的气体通入足量淀粉碘化钾溶液中，稀释至250 mL，从中取25.00 mL用0.100 0 mol·L1Na2S2O3标准溶液滴定至终点时，消耗20.00 mL标准溶液(2Na2S2O3I2=2NaINa2S4O6)。样品与浓盐酸发生反应的离子方程式为。该样品的纯度为。第十六讲实验设计和评价1. (1) 温度低溶解速率慢，温度过高铵盐分解(2) 2Cu2SO2ClH2O=2CuClSO2H生成的CuCl又溶解于氯化铵溶液中 (3) 加速样品的溶解 n(Cr2O)0.05 mol·L1×1.6×102 L8×104 mol6CuClCr2O6 1n(CuCl) 8×104moln(CuCl)4.8×103mol(CuCl)×100%95.52%2. (1) SO2(2) 2Fe2MnO24H=2Fe3Mn22H2O(3) 4.78.3(4) 过滤冷却结晶(5) 解：设MnSO4·H2O的纯度为x，则：Fe2MnSO4·H2O00195 L×0.05 mol·L1×1 mol1 molx95.8%答：MnSO4·H2O的纯度为95.8%。3. (1) 2NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O分液漏斗(或滴液漏斗)温度高时H2O2会分解取最后一次洗涤后的滤液少许于试管中，先加入稀硝酸酸化，再滴加硝酸银溶液(或硝酸酸化的硝酸银溶液)，若无白色沉淀生成，则说明已经洗涤干净(2) 淀粉0.108 Vc/a(或%)(3) 取样品少许于试管中，加入稀盐酸使其完全溶解，再加入MnO2粉末，如有气泡生成，则原固体中含有CaO2，反之则无CaO24. (1) 2NaClO3SO2H2SO4=2NaHSO42ClO2(2) NaOHNa2CO3(3) 小于(4) NaClO2·3H2O2I24Na2S2O3n(NaClO2·3H2O)n(Na2S2O3)×0.264 0 mol·L1 ×0.02 L1.32×103 mol 则10.00 g样品中NaClO2·3H2O总质量为：m(NaClO2·3H2O)总1.32×103 mol×1445 g·mol1×9.537 g 产品的纯度为×100%95.37%90%所以该产品为合格产品。5. (1) 250 mL容量瓶(2) 沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至浸没滤渣，待液体自然流完后再重复操作23次(3) 2KIPbO24CH3COOH=(CH3COO)2PbI22CH3COOK2H2O淀粉(4) n(Pb2)n(EDTA4)0.4 mol·L1×0.02 L×50.04 moln(PbO2)n(I2)0.5n(Na2S2O3)0.5×1.6 mol·L1×0.025 L0.02 moln(Pb4)0.02 moln(O2)0.08 moln(Pb2)n(Pb4)n(O2)214该铅氧化物的化学组成为Pb3O46. (1) 2NaClO3SO2H2SO4=2NaHSO42ClO2(2) Cl2(3) 碱性条件下OH吸收SO2(4) n(Na2S2O3)2.00 mol·L1×22×103L4.4×102 molNaClO24Na2S2O3 1 4 n(NaClO2) 4.4×102moln(NaClO2)1.1×102mol(NaClO2)×100%99.55%产品可达化学纯。7. (1) 洗涤(2) 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O(3) 9.6(4) 坩埚1.04 mol·L18. (1) 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O32pH<9.1(2) NH(3) 蒸发皿(4) n(过量EDTA)n(Zn2)0.100 0 mol·L1×0.020 00 L0.002 moln(Mg2)n(Zn2)n(过量EDTA)0.100 0 mol·L1×0.035 00 L0.002 mol0.001 5 molw(MgSO4·7H2O)×100%98.4%9. (1) K2SO4趁热过滤(2) 取少量样品于试管中配成溶液，滴加过量Ba(NO3)2溶液，再取上层清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则不含氯化物(3) 3MnSO4Mn3O4SO22SO3(4) Mn3O48H2Cl3Mn2Cl24H2O91.6%