题型十二综合化学实验1.(2018全国Ⅰ,26)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。

一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。

实验装置如图所示,回答下列问题:(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是。

仪器a的名称是。

(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。

打开K1、K2,关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为。

②同时c中有气体产生,该气体的作用是。

(3)打开K3,关闭K1和K2。

c中亮蓝色溶液流入d,其原因是;d中析出砖红色沉淀。

为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是、、洗涤、干燥。

(4)指出装置d可能存在的缺点。

答案(1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗(2)①Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+②排除c中空气(3)c中产生氢气使压强大于大气压(冰浴)冷却过滤(4)敞开体系,使醋酸亚铬与空气接触解析(1)由题给信息“醋酸亚铬……在气体分析中用作氧气吸收剂”可知,为避免溶解在水中的氧气影响实验,故所用蒸馏水应先煮沸除氧并迅速冷却,以减少氧气的再溶解。

仪器a为分液(或滴液)漏斗。

(2)将盐酸滴入c中时,CrCl3溶解,同时锌粒与盐酸反应放出的氢气可将c中的空气排出,形成了隔绝空气的体系,进而发生反应:Zn+2Cr3+Zn2++2Cr2+,溶液颜色由绿色逐渐变为亮蓝色。

(3)当打开K3,关闭K1和K2时,c中Zn与盐酸反应产生的氢气排不出去,产生较大的压强,可将c中生成的亮蓝色溶液压入d中。

进入d中的Cr2+可与CH3COO-反应生成(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀。

根据题意“醋酸亚铬难溶于冷水”,要使沉淀充分析出并分离,可采用冰水浴冷却、过滤、洗涤、干燥的方法处理。

(4)由于(CH3COO)2Cr·2H2O沉淀易被氧气氧化,所以装置d的缺点是:装置d为敞口体系,会使醋酸亚铬与空气接触而被氧化。

2.(2018陕西宝鸡质检)某Na2CO3样品中混有一定量的Na2SO4(假设均不含结晶水),某实验小组设计如下方案测定样品中Na2CO3的质量分数。

(1)甲同学通过测定样品与稀硫酸反应生成二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数,实验装置如图:①主要实验步骤有:a.向装置中通入空气;b.称量干燥管B与装入碱石灰的总质量;c.打开分液漏斗活塞,使稀硫酸与样品充分反应。

合理的操作顺序是(可重复)。

②按气体从左向右的流向,干燥管A的作用是,干燥管C的作用是。

(2)乙同学利用图ⅰ、ⅱ、ⅲ三个装置组装一套组合装置完成Na2CO3质量分数的测定,其中样品已称量完毕,ⅲ中装有CO2难溶于其中的液体。

①ⅱ中盛装的是(填代号)。

a.浓硫酸b.饱和NaHCO3溶液c.10 mol·L-1盐酸d.2 mol·L-1硫酸②用橡胶管连接对应接口的连接方式是:A接,B接,C接(填各接口的编号)。

③在测量气体体积时,组合装置与ⅳ装置相比更为准确,主要原因是。

组合装置相对于ⅳ装置的另一个优点是。

答案(1)①abcab ②除去空气中的二氧化碳防止空气中的水分和二氧化碳被干燥管B中的碱石灰吸收(2)①d ②D E F ③利用装置ⅳ进行实验测定,滴下酸的体积也计入了气体体积,而组合装置没有液体可以顺利滴下解析(1)反应前先向装置中通入空气,除去装置中的CO2,再测出干燥管B与所盛碱石灰的总质量,然后才能使样品与酸发生反应。

充分反应后,再通入空气使反应生成的CO2气体被干燥管B充分吸收,最后称量干燥管B及内容物的总质量,进而求出反应生成的CO2的质量,由此可求出样品中碳酸钠的质量分数。

(2)ⅰ、ⅱ、ⅲ三个装置的连接方式如图:ⅱ中盛装的应该是能与碳酸钠反应生成CO2的液体,应从酸中选择,不选c是由于盐酸浓度太大,易挥发;在测量气体体积时,ⅰ、ⅱ、ⅲ组合装置与ⅳ相比更为准确,是由于组合装置的气体发生部分相当于一个恒压装置,液体可以顺利滴下,并且滴下的酸的体积没有计入气体体积,减小了实验误差。

3.(2018河北石家庄模拟)硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法。

实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出):已知:①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)ΔH=-97.3 kJ·mol-1。

②硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1 ℃,沸点为69.1 ℃,在潮湿空气中“发烟”。

③100 ℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气。

回答下列问题:(1)装置A中发生反应的离子方程式为。

(2)装置B的作用为,若缺少装置C,装置D中SO2与Cl2还可能发生反应的化学方程式为。

(3)E中冷凝水的入口是(填“a”或“b”),F的作用为。

(4)当装置A中排出氯气1.12 L(已折算成标准状况)时,最终得到5.4 g纯净的硫酰氯,则硫酰氯的产率为,为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有(填序号)。

①先通冷凝水,再通气②控制气流速率,宜慢不宜快③若三颈烧瓶发烫,可适当降温④加热三颈烧瓶(5)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯2ClSO3H SO2Cl2+H2SO4,分离产物的方法是。

A.重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取(6)长期存放的硫酰氯会发黄,其原因可能为。

答案(1)2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O(2)除去Cl2中的HClSO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4(3)a 吸收尾气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入D装置(4)80% ①②③(5)C(6)硫酰氯分解产生的氯气溶解在硫酰氯中解析(1)利用装置A制备氯气,其中发生反应的离子方程式为2Mn+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2O;(2)生成的氯气中含有氯化氢,可利用装置B中的饱和食盐水除去;氯气具有强氧化性,能氧化SO2,因此若缺少装置C对氯气进行干燥,SO2、Cl2与H2O还可能发生反应SO2+Cl2+2H2O2HCl+H2SO4;(3)E中冷凝水的入口是a;氯气和SO2均是污染性气体,故F的作用之一为吸收尾气,防止污染空气,又因为硫酰氯在潮湿空气中“发烟”,因此F的另一作用是防止水蒸气进入D装置;(4)氯气的物质的量为=0.05 mol,由化学方程式可知n(SO2Cl2)=n(Cl2)=0.05 mol,故理论上生成SO2Cl2的质量为0.05 mol×135 g·mol-1=6.75 g,故其产率为×100%=80%;为提高本实验中硫酰氯的产率,可以控制气体流速,宜慢不宜快,使其充分反应;由于该反应为放热反应,100℃以上SO2Cl2开始分解,故可以对三颈烧瓶进行适当的降温;(5)氯磺酸和硫酰氯为互溶液体,沸点相差较大,可采取蒸馏法进行分离;(6)硫酰氯易分解生成二氧化硫和氯气,氯气为黄绿色气体,硫酰氯溶解了氯气导致颜色变黄。

4.(2018江西名校联盟质检)某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。

查阅资料,有关信息如下:①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl可能发生的副反应:C 2H 5OH+HCl C 2H 5Cl+H 2OCCl 3CHO+HClOCCl 3COOH(三氯乙酸)+HCl②相关物质的相对分子质量及部分物理性质如下表所示:(1)仪器A 中发生反应的化学方程式为。

(2)装置B 中的试剂是,若撤去装置B,可能导致装置D 中副产物(填化学式)的量增加;装置D 可采用加热的方法以控制反应温度在70 ℃ 左右。

(3)装置D 中球形冷凝管的作用为。

写出E 中所有可能发生的无机反应的离子方程式:。

(4)测定产品纯度:称取产品0.40 g 配成待测溶液,加入0.100 0 mol·L -1碘标准溶液22.00 mL,再加入适量Na 2CO 3溶液,待反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.020 00 mol·L -1Na 2S 2O 3溶液滴定至终点。

进行三次平行实验,测得消耗Na 2S 2O 3溶液20.00 mL 。

则产品的纯度为。

(计算结果保留三位有效数字)滴定的反应原理:CCl 3CHO+OH -CHCl 3+HCOO -;HCOO -+I 2H ++2I -+CO 2↑;I 2+2S 22I-+S 4。

(5)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,能够达到实验目的的是。

a.用pH 计分别测定0.1 mol·L -1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH 较小b.用仪器测量浓度均为0.1 mol·L -1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH 较大 答案(1)MnO 2+4HCl(浓)MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O(2)饱和食盐水 C 2H 5Cl 水浴 (3)冷凝回流 Cl 2+2OH-Cl -+ClO -+H 2O 、H ++OH-H 2O (4)73.8% (5)abc解析由题给反应原理和装置图可知,A 是制取Cl 2的装置,B 、C 是气体净化装置,D 是制备三氯乙醛的装置,E 是尾气吸收装置。

(1)MnO 2与浓盐酸反应制取Cl 2的化学方程式为MnO 2+4HCl(浓)MnCl 2+Cl 2↑+2H 2O 。

(2)装置B 的作用是除去Cl 2中的HCl 气体,故B 中应盛放饱和食盐水。

结合题给反应,C 2H 5OH 和HCl 反应生成C 2H 5Cl 和H 2O,故若撤去装置B,则副产物C 2H 5Cl 的量增加。

可以采用水浴加热的方法控制反应温度在70 ℃左右。

(3)球形冷凝管起冷凝回流的作用。

装置E 的作用是吸收过量的Cl 2和HCl,发生反应的离子方程式为Cl 2+2OH-Cl -+ClO -+H 2O 、H ++OH-H 2O 。

(4)反应消耗的n (S 2)=0.020 00 mol·L -1×20.00×10-3L=4.0×10-4mol,根据I 2+2S 22I -+S 4知,4.0×10-4mol S 2消耗的n (I 2)==2.0×10-4mol,则参加反应HCOO -+I 2H ++2I -+CO 2↑的I 2的物质的量为22.00×10-3L×0.100 0 mol·L -1-2.0×10-4mol=2.0×10-3mol,根据相关反应可得关系式:CCl 3CHO~HCOO -~I 2,故参加反应的CCl 3CHO 的物质的量为2.0×10-3mol,样品中m (CCl 3CHO)=2.0×10-3mol×147.5 g·mol -1=0.295 g,故产品纯度为×100%≈73.8%。