逍遥右脑 2013-03-10 10:13
2012年2月理科综合化学实验部分（2）
1．（16分）I．某校化学外小组用硫酸铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验。制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：
请根据题目要求回答下列问题：
（1）趁热过滤的目的是 。
（2）结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是 ，结晶析出晶体后，用____的方法从溶液中得到晶体。
（3）实验室利用硫酸亚铁溶液和草酸溶液反应生成草酸亚铁沉淀制备草酸亚铁。写出该反应的离子方程式___ 。
Ⅱ．草酸亚铁晶体（FeC2O2•2H2O，相对分子质量180）受热易分解，某外小组设计如下图的实验装置检验其分解产物。
（4）该装置中明显不合理的部分是____（填字母），原因是____ 。
（5）写出B、C处的现象 。
（6）当72.0g FeC2O4•2H2O完全反应后，残留固体混合物质量为27.2g，无水硫酸铜增重14. 4g，C装置增重22.Og。求残留混合物的成分和物质的量 。（假设每个实验装置的药品足量，气体被充分吸收）
25．（16分）黄铁矿（主要成分为FeS2）是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料。某化学学习小组对某黄铁矿石进行如下实验探究。
[实验一]测定硫元素的含量。
Ⅰ、将1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。石英管中发生反应的化学方程式为：4FeS2 + 11O2 ===== 2Fe2O3 + 8SO2
Ⅱ、反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：
[实验二]测定铁元素的含量。
III、测定铁元素含量的实验步骤如图所示。
问题讨论：
（1）I中，甲瓶内所盛试剂是____溶液。乙瓶内发生反应的离子方程式为____。
（2）II中，乙瓶加入H2O2溶液时反应的离子方程式为_____________________。
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为_______________________。
（4）III的步骤③中，需要用到的仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还有____________________________________________。
（5）III的步骤④中，表示滴定已达终点的现象是
（6）Ⅲ的步骤④进行了三次平行实验，测得消耗KnO4溶液体积分别为24．98L、24．80L、25．02L（KnO4被还原为n2+）。根据上述数据，可计算出该黄铁矿样品铁元素的质量分数为 。
3．（15分）某化学兴趣小组用如下装置模拟工业制备造纸原料BaSO3，并测定产品纯度。
（1）图1烧瓶中发生反应的化学方程式为 。
（2）甲同学观察到图1试管中出现白色沉淀，该白色沉淀可能含有①BaSO2② 。
实验一：探究白色沉淀的成分
（3）设计如下实验方案：
实验步骤预期现象与结论
步骤1：用适量白色沉淀于试管中，加入少量蒸馏水，滴加几滴品红溶液白色沉淀不溶解，溶液呈红色。
步骤2：往上述试管中滴加足量 ，充分振荡。若 ，则含有②。
实验二：测定产品纯度
（4）取白色沉沉wg于图2装置的试管，在分液漏斗中加入 （可从稀盐酸、稀硝酸、稀NaOH溶液中选择一种）。实验后，测得C装置增重g，根据此实验数据可计算出白色沉淀中BaSO2的质量分数为 （用含、w的式子表示）。本测定方案有缺陷，请指出本方案的缺点及其对实验结果的可能影响，
答 。
（5）为制备纯净的BaSO2，请设计改进图1装置的实验方案。答 。
4．（14分）CuSO4溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。
（1）某同学配置CuSO4溶液时，向盛有一定量硫酸铜晶体的烧杯中加入适量的蒸馏水，并不断搅拌，结果得到悬浊液。他认为是固体没有完全溶解，于是对悬浊液加热，结果发现浑浊更明显了，原因是 ，最后，他向烧杯中加入了一定量的 溶液，得到了澄清的CuSO4溶液。
（2）该同学利用制得的CuSO4溶液，进行以下实验探究。
①图一是根据反应Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 设计成的锌铜原电池。
溶液甲是 （填“ZnSO4”或“CuSO4”）溶液；Cu极的电极反应式是 。
②图二中，Ⅰ是甲烷燃料电池（溶液为KOH溶液）的结构示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是 （填“CH4”或“O2”），a处
电极上发生的电极反应式是 。
（3）将蓝矾（CuSO4•5H2O）、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波尔多液（杀菌剂），其 有效成分为难溶的碱式硫酸铜[xCuSO4 •yCu（OH）2]。为测定某碱式硫酸铜的组成进行了如下实验：取等质量的碱式硫酸铜样品两份，一份滴加稀盐酸至恰好完全溶解，另一份高温灼烧后只得到CuO固体。所得数据显示n（HCl）?n（CuO）＝3?2，则该碱式硫酸铜的化学式中x?y= 。
28．（15分）为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某小组进行了以下探究活动：
[探究一]
（1）称取铁钉（碳素钢）12．0g放入30．0L浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中是否含有Fe2+，应选择加入的试剂为____ （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液
c．浓氨水 d．酸性KnO4溶液
②乙同学取672 L（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体4．66g。据此推知气体Y 中SO2的体积分数为____ 。（相对原子质量：O—16 S—32 Ba—137）
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和CO2气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。
（2）写出产生CO2的化学方程式___ _。
（3）装置A中试剂的作用是____ 。
（4）简述确认气体Y中含有CO2的实验现象 。
（5）如果气体Y中含有H2，预计实验现象应是 。
参考答案
1．（16分）（1）防止硫酸亚铁晶体析出。（2分）
（2）抑制Fe2+水解（2分）过滤（2分）
（3）Fe2++H2C2O4—FeC2O4↓+2H+（2分）
（4）A（1分）生成的水倒流入试管，使试管炸裂（1分）
（5）B处变蓝，（1分）C处有白色沉淀出现（1分）
（6）0.1olFe （2分） 0.3ol FeO（2分）
2．（16分）
（1）氢氧化钠（或氢氧化钾） （2分）
SO2+2OH—=SO32—+H2O；（2SO32—+O2=2SO42—未写不扣分）（3分）
（2）SO32—+H2O2===SO42—+H2O （3分）
（3） （2分）
（4）250l容量瓶（2分）
（5）最后一滴高锰酸钾溶液滴入时，溶液颜色突变为紫色，且在30s内不变色。（2分）
（6） 或 或其它合理答案（2分）
3．（15分）
（1）Na2SO3+H2SO4(浓) =Na2SO4+SO2↑（2分）
（2）B2SO4（2分）
（3）稀HCl（或稀盐酸）（2分） 沉淀不完全溶解（2分）
（4）稀盐酸（1分）217 64W （2分）
因为盐酸挥发出HCl气体被C装置中碱石灰吸收，可能导致结果偏大；
因为SO¬2气体没有被完全吸收（部分SO¬2残留 在装置中或SO2溶速过快没有和C装置中碱石灰完全反应等），可能导致结果偏小。（2分，两种结果都可以得分）
（5）先从烧瓶的左边滴入N2（H2、CO2，惰性气全均可）排除装置中的空气（2分）
4．（14分）（1）Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ △H>0，加热促进了Cu2+水解，生成了更多的难溶物Cu(OH)2
H2SO4
（2）①ZnSO4
Cu2++2e-=Cu
②O2
CH4－8e—+10OH—=CO +7H2O
(3)1:3
5．（15分）（1）①d （1分） ②66．7%（或其它合理答案）（2分）
（2） C＋H2SO4（浓） =====△ CO2↑＋SO2↑＋2H2O（3分）
（3）除去混合气体中的SO2（3分）
（4）C中澄清的石灰水变浑浊（3分）
（5）E中固体由黑变红和F中固体由白变蓝（3分）