专题十四 化学实验综合B.docx

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专题十四化学实验综合B

专题限时集训十四（B）　[专题十四　化学实验综合]

（时间：

40分钟）

1．实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下（反应需要加热，图中省去了加热装置）：

H2SO4（浓）＋NaBr

NaHSO4＋HBr

CH3CH2OH＋HBr

CH3CH2Br＋H2O

有关数据见下表：

乙醇

溴乙烷

溴

状态

无色液体

无色液体

深红色液体

密度/（g·cm－3）

0.79

1.44

3.1

沸点/℃

78.5

38.4

59

图Z148

（1）A中放入沸石的作用是____________________，B中进水口为________（填“a”或“b”）口。

（2）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为________________________________________。

（3）写出氢溴酸与浓硫酸混合加热时发生反应的化学方程式：

________________________________。

（4）加热A的目的是________________________，F接橡皮管导入下水道的目的是________________________。

（5）图中C中的导管E的末端须在水面以下，其原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（6）将C中的馏出液转入三角烧瓶中，边振荡边逐滴滴入浓H2SO4以除去水、乙醇等杂质，滴加硫酸约1～2mL，使溶液明显分层，再用分液漏斗分去硫酸层，经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶，水浴加热蒸馏，收集到35～40℃的馏分约10g。

①分液漏斗在使用前必须________。

②从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是________。

2．碱式碳酸盐A可用作胃药，其组成可表示为Al2Mg6（OH）x（CO3）y·zH2O。

某校化学兴趣小组欲测定其化学式，实验设计如下：

实验Ⅰ：

称取一定质量的A，加热分解至恒重。

实验Ⅱ：

称取一定质量的A，与足量的酸反应，测量生成CO2气体的质量。

可供选择的仪器和药品如图Z149所示（酸溶液限选6mol·L－1盐酸或6mol·L－1硫酸，其他试剂任选）。

图Z149

回答下列问题：

（1）仪器乙的名称为________。

（2）请选择必要的装置完成实验Ⅱ，正确的连接顺序为____________________（按气流方向，用接口字母表示）；选用的酸溶液是________________________________________________________________________。

（3）有人提出不采用实验Ⅰ，可在实验Ⅱ结束后，在A完全反应后所得溶液中滴加足量的氨水，用无灰滤纸过滤，用蒸馏水洗涤反应容器2～3次，将洗涤液过滤，洗涤沉淀2～3次，将附着沉淀的滤纸放到坩埚中加热分解至恒重。

判断沉淀已洗涤干净的方法是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

实际上未采用该方案的原因是不符合实验设计的（　　）

A．科学性　　　　　　B．安全性

C．可行性D．简约性

（4）x与y的关系式是________________（用等式表示）。

（5）通过实验Ⅰ的相关数据，经计算可得A的摩尔质量为602.0g·mol－1。

实验Ⅱ中称得样品A的质量为9.030g，与足量酸完全反应后，CO2吸收装置增重0.660g，则A的化学式为________。

3．某研究性学习小组设计了如图Z1410所示的装置制备ClO2气体（加热装置用“△”表示），反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2（温度过高或过低都会影响制气效率）。

　　　A　　　　　　B　　　　　　C

图Z1410

已知：

①ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点为－59℃，沸点为11.0℃；

②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐（CaC2O4）不溶于醋酸，能溶于强酸，它还是一种还原性较强的物质。

（1）配平制备ClO2的化学方程式：

KClO3＋____H2C2O4——____KHCO3＋____ClO2↑

（2）A装置中还缺少的一样仪器名称是________，B装置的作用是______________。

（3）C装置吸收尾气后，溶液中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质，小组成员认为C中还可能含有Na2CO3，试分析可能的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）小组成员收集资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈碱性，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤，沉淀备用，对生成沉淀的成分进行探究。

①提出合理假设

假设1：

只存在CaCO3；

假设2：

既存在CaCO3，也存在CaC2O4；

假设3：

______________________________。

②基于假设2，设计实验方案，进行实验。

请写出实验步骤以及预期现象和结论。

限选实验试剂：

1mol·L－1H2SO4溶液、0.1mol·L－1HCl溶液、0.01mol·L－1KMnO4溶液、澄清石灰水。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

取少量沉淀于试管中，

加入____________________

____________________________

____________________________

步骤2：

另取少量沉淀于另一试

管中，加入________________

____________________________

4.某兴趣小组在实验室用加热乙醇、浓H2SO4、溴化钠和少量水的混合物来制备溴乙烷，检验反应的部分副产物，有关装置如图Z1411所示（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出）。

请根据实验步骤，回答下列问题：

图Z1411

（1）E的名称为____________，其作用是____________，冷凝水应由________口进入。

（2）制备操作中，加入少量的水，其目的是________。

（填字母）

a．减少副产物烯和醚的生成

b．减少Br2的生成

c．减少HBr的挥发

d．水是反应的催化剂

（3）该实验装置中________装置可防止倒吸，中学化学实验中______________（填实验名称）用此方法防止倒吸。

（4）理论上，上述反应的副产物还可能有乙烯、乙醚（CH3CH2—O—CH2CH3）、溴化氢等。

检验副产物中是否含有溴化氢的实验操作如下：

熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子，打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验。

B、C中应盛放的试剂分别是________、________。

（5）欲除去溴乙烷中的少量杂质Br2，下列物质中最适合的是________。

a．NaI　　　b．NaOH　　　c．NaHSO3　　　d．KCl

5．研究性学习小组用Na2SO3与硫酸溶液（硫酸与水的体积之比为1∶1）制备SO2并进行性质探究实验。

图Z1412

（1）D中的实验现象是____________________________，C、E中溶液都褪色，分别体现SO2的________、________性质。

（2）请在方框中画出收集SO2以及尾气处理装置（标相关试剂）。

（3）研究小组发现B中有白色沉淀，为了确认沉淀的组成，研究小组往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解，你认为留下的沉淀物是__________，形成该沉淀的反应的化学方程式有：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

图Z1413

为了进一步验证沉淀形成的原因，研究小组另取BaCl2溶液，加热煮沸，冷却，及时加入少量苯液封，然后再通SO2，结果发现沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。

研究小组改进A装置（如图Z1413所示），再进行实验，B中没有出现浑浊。

下列气体可作为X气体的是________（填序号，不定项选择）。

A．CO2　　B．NH3　　C．O3　　D．N2　　E．NO2

（4）SO2为空气污染物，研究小组为测定某工厂区空气中SO2的含量，取10m3（标准状况）的空气，缓慢通过足量溴水中，在所得溶液中加入过量的BaCl2溶液，将产生的白色沉淀洗涤、干燥，用电子秤称其质量为0.233g，则：

①沉淀洗涤要干净，检验洗涤已经干净的实验操作是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②试计算此空气中SO2的浓度（列出计算表达式并计算结果，结果单位用mg/m3表示）。

专题限时集训（十四）B

1．

（1）防止暴沸　b

（2）平衡压强，使浓硫酸顺利滴下

（3）2HBr＋H2SO4（浓）

SO2↑＋Br2＋2H2O

（4）加快反应速率，蒸馏出溴乙烷　将挥发出的有毒气体溴乙烷、SO2排出实验室，防止中毒

（5）增大溴乙烷的产率（或减少溴乙烷的挥发）

（6）①检漏　②53.4%

[解析]

（2）滴液漏斗可使漏斗中液面上方的压强与烧瓶中的压强相当，有利于液体顺利滴下。

（3）浓硫酸具有较强的氧化性，可以将HBr氧化成溴单质，本身被还原成SO2。

（4）加热可提高反应速率，并使生成的卤代烃气体逸出。

由于反应中有有毒物质产生（SO2、卤代烃等），将F放入下水道中，可将这些有毒成分排出实验室，避免实验室中毒。

（5）C放入水面下，有利于产品溴乙烷的液化，减小其挥发量。

（6）加入的乙醇质量为7.9g，由CH3CH2OH～CH3CH2Br，理论上应该生成18.72gCH3CH2Br，由此可求出产率为53.4%。

2．

（1）圆底烧瓶

（2）a→e，f→g，h（或h，g）→i　6mol·L－1硫酸

（3）取少量末次沉淀洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液后无浑浊，说明沉淀已洗涤干净（合理即可）　D

（4）x＋2y＝18

（5）Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O

[解析]

（2）实验的目的是测量生成的CO2，故需要解决的问题是，首先要排除装置中空气中的CO2的影响，最后还需要将装置中生成的CO2全部驱赶入吸收装置中被吸收；吸收CO2前需要先将CO2气体干燥，除去水蒸气，最后还要防止空气中的CO2和水蒸气进入吸收装置，故最后需要加盛碱石灰的干燥装置；为了防止挥发出的HCl气体干扰，选用稀硫酸。

（4）根据物质的化合价代数和为0的原则x＋2y＝3×2＋2×6＝18。

（5）9.030g样品为0.015mol，而0.66gCO2为0.015mol，故y＝1，则x＝16；z＝（602g·mol－1－27g·mol－1×2－24g·mol－1×6－60g·mol－1－16×17g·mol－1）÷18g·mol－1＝4，A的化学式为Al2Mg6（OH）16CO3·4H2O。

3．

（1）2　1　2　2

（2）温度计　将ClO2冷凝收集

（3）过量的草酸与KHCO3反应，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3（或因KClO3具有较强的氧化性），将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3

（4）①只存在CaC2O4

②

实验步骤

预期现象和结论

步骤1：

足量0.1mol/LHCl溶液

沉淀全部溶解，有气泡产生，说明沉淀中有碳酸钙

步骤2：

几滴1.0mol/L的

H2SO4溶液和

0．01mol/LKMnO4溶液

溶液紫红色褪去，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，假设2成立

[解析]

（1）反应中氯元素降低了1价，碳元素升高了1价，由此可配平方程式。

（2）反应需要维持在60℃，故反应装置A还需要温度计以便测量反应温度；B装置用于冷凝并回收生成的ClO2。

（3）有Na2CO3生成，说明有CO2进入到C中，CO2可能是强氧化剂KClO3将一部分草酸氧化生成的，也可能是过量的草酸与A中反应生成的KHCO3发生反应形成的。

（4）另一种可能是只含草酸钙。

可根据CaCO3溶解在酸中时能产生气体检验CaCO3，可利用草酸钙的还原性，使用硫酸酸化的KMnO4溶液来检验草酸钙（酸性条件下，KMnO4能氧化Cl－，故此时不能用盐酸）。

4．

（1）直形冷凝管　冷凝回流　下

（2）abc　（3）C　乙酸乙酯的制备

（4）苯（或四氯化碳等有机溶剂）　硝酸银或石蕊试液（答出一种即可）　（5）c

[解析]

（1）因有一定量的有机物会气化，故其作用是冷凝回流。

（2）浓硫酸有强氧化性，同时也是乙醇发生取代反应、消去反应的催化剂，故加少量水既可降低浓硫酸浓度，又可溶解HBr，答案为abc。

（3）由于C装置左侧高于液面，故它可具有防倒吸功能，制备乙酸乙酯的实验可用此装置防倒吸。

（4）打开a后，会有HBr、Br2进入B中，应先用有机溶剂苯等溶解Br2，使HBr气体进入C中，可用AgNO3溶液检验Br－。

（5）由于溴乙烷在碱性条件下能水解，故应用NaHSO3除单质溴。

5．

（1）出现淡黄色浑浊（或淡黄色沉淀或有淡黄色固体产生）　漂白性　还原性

（2）

（3）BaSO4　SO2＋H2OH2SO3、2H2SO3＋O2===2H2SO4、H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl　AD

（4）①取最后一次洗涤液少量于试管中，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有明显现象，证明洗涤干净

②

＝6.4mg/m3

[解析]

（1）A中生成的SO2进入D中与H2S反应生成单质硫，故D中有淡黄色沉淀出现。

SO2在C中表现出漂白性、在E中表现出还原性。

（2）SO2密度比空气的大且溶于水，故应该用排气法收集，因还要连接一个尾气吸收装置，故集气装置中，进气管应接近仪器的底部；可用NaOH溶液吸收SO2。

（3）因BaSO3可溶于盐酸而BaSO4不溶于盐酸，故剩余的沉淀物是BaSO4；它形成的原因是SO2被溶解在BaCl2溶液中的O2氧化成H2SO4，然后硫酸再与BaCl2反应生成BaSO4。

改进后的装置中，是利用非氧化性、非碱性气体做驱赶剂，将溶解在溶液中的氧气排除，故X可能是A或D。

（4）检验中，应取最后一次洗涤液适量放入试管中，然后加入酸性AgNO3溶液，没有明显现象产生，表明已洗涤干净。

因1molSO2最终可转化为1molBaSO4，由此可建立代数方程求出并结果。