2014年高中化学二轮创新训练上 专题13化学实验综合应用练习卷

某研究小组用如图装置进行SO₂与FeCl₃溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在________中，再加水稀释，这样操作的目的是________，操作中不需要的仪器有________（填入正确选项前的字母）。
a．药匙　   b．烧杯　   c．石棉网　   d．玻璃棒　   e．坩埚
（2）通入足量SO₂时，C中观察到的现象为______________________________。
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃溶液发生了氧化还原反应。
①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式：___________________________；
②请设计实验方案检验有Fe^2＋生成：__________________________________；
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO₄^2-。该做法________（填“合理”或“不合理”），理由是_______________________________________________________________。
（4）D装置中倒置漏斗的作用是______________________________________。
（5）为了验证SO₂具有还原性，实验中可以代替FeCl₃的试剂有________（填入正确选项前的字母）。
a．浓H₂SO₄             b．酸性KMnO₄溶液
c．碘水                d．NaCl溶液

硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体，加热温度不同，气体成分也不同。气体成分可能含SO₂、SO₃和O₂中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验，测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并计算确定各物质的化学计量数，从而确定CuSO₄分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示：

[提出猜想]
Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO₃一种；
Ⅱ.所得气体的成分可能含有________两种；
Ⅲ.所得气体的成分可能含有________三种。
[实验探究]
实验操作过程略。已知实验结束时，硫酸铜完全分解。
（1）请你组装探究实验的装置，按从左至右的方向，各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→________→________→________→________→②（填接口序号）。
（2）若实验结束时B中量筒没有收集到水，则证明猜想________正确。
（3）有两个实验小组进行该实验，由于加热时的温度不同，实验结束后测得相关数据也不同，数据如下：

 
请通过计算，推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO₄分解的化学方程式。
第一小组：________________________________________________________；
第二小组：________________________________________________________。

某课外活动兴趣小组欲用下列化学试剂在实验室里制取Cl₂并验证Cl₂的某些化学性质。实验试剂：3 mol·L^－1 H₂SO₄、1 mol·L^－1 NaOH溶液、MnO₂、KMnO₄、吸收少量SO₂的NaOH溶液、浓盐酸、紫色石蕊试液、饱和NaCl溶液、BaCl₂溶液、品红溶液。甲小组设计的实验装置图如下，在B中加入吸收少量SO₂的NaOH溶液，D中加入1 mol·L^－1 NaOH溶液。请回答下列问题：

Ⅰ.（1）写出仪器X的名称：________。
（2）写出A中发生反应的化学方程式：__________________________________，
不能用E装置代替A装置的原因是___________________________________。
（3）C装置的作用是_________________________________________________。
（4）甲小组通过该实验要验证Cl₂的________（填“漂白性”、“还原性”或“氧化性”）。
（5）乙小组认为甲小组设计的实验装置有缺陷，请你帮助甲小组完善该装置。即还要在________和________（填“A”、“B”、“C”或“D”）装置间连接一个装有________的洗气装置。
Ⅱ.丙小组认为反应一段时间后，B装置溶液（强碱性）中肯定存在Cl^－、OH^－和SO，可能还含有其他的阴离子。
请你设计实验帮助丙小组探究该吸收液中可能存在的其他阴离子。
（1）提出合理假设
假设1：只存在________，或只存在________。
假设2：可能两者都________（填“存在”或“不存在”）。
（2）请设计实验验证假设的正确性：___________________________________。

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg（NO₃）₂为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：
甲：Mg（NO₂）₂、NO₂、O₂
乙：MgO、NO₂、O₂
丙：Mg₃N₂、O₂
丁：MgO、NO₂、N₂
（1）实验小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是______________________________。
查阅资料得知：2NO₂＋2NaOH=NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O
针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

（2）实验过程
①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到E中有气泡连续放出，表明__________。
②称取Mg（NO₃）₂固体3.7 g置于A中，加热前通入N₂以驱尽装置内的空气，其目的是________；关闭k，用酒精灯加热时，正确操作是先________，然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A中有红棕色气体出现，C、D中未见明显变化。
④待样品完全分解，A装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1.0 g。
⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。
（3）实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想______是正确的。
②根据D中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O₂，因为若有O₂，D中将发生氧化还原反应：______________（填写化学方程式），溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O₂存在，未检测到的原因是_____________________________________。
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步探究。   

二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，易溶于水。
Ⅰ.（1）ClO₂可由KClO₃在H₂SO₄存在的条件下与Na₂SO₃反应制得。则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比是________。
Ⅱ.实验室也可用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂，其流程如下：

（2）写出电解时发生反应的化学方程式：________________________________。
（3）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是________。（填序号）

（4）测定ClO₂（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100 mL水溶解后，再加3 mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用c mol·L^－1硫代硫酸钠标准溶液滴定（I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-），共用去V mL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是______________________________________。
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式__________________________。
③滴定终点的现象是_______________________________________________。
④测得通入ClO₂的质量m（ClO₂）＝________。（用含c、V的代数式表示）
（5）用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO₂^-。2001年我国卫生部规定，饮用水的ClO₂^-含量应不超过0.2 mg·L^－1。若饮用水中ClO₂^-的含量超标，可向其中加入适量的某还原剂，该反应的氧化产物是________（填化学式），其发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。

某化学小组在学习元素周期律知识后，对教材中Cl₂将Fe^2＋氧化成Fe^3＋的实验进一步思考，并提出问题：Cl₂能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，那么Br₂和I₂能否将Fe^2＋氧化成Fe^3＋？
环节一：理论推测。
部分同学认为Br₂和I₂都能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，依据是____________________
_________________________________________________________________。
部分同学认为Br₂和I₂都不能将Fe^2＋氧化成Fe^3＋。还有同学认为Br₂能将
Fe^2＋氧化成Fe^3＋，而I₂不能，依据是同一主族从上到下卤素单质的氧化性逐渐减弱。
环节二：设计实验进行验证。
向大试管中加入适量铁粉，加入10 mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，取上层清液进行下列实验。
实验1：

 
环节三：实验现象的分析与解释。
（1）甲同学认为试管①中的现象说明溴水能将Fe^2＋氧化，反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
乙同学认为应该补做实验，才能得出甲同学的结论。请你帮助乙同学完成实验：
实验2：

 
（2）该小组同学对试管②中所得的溶液呈黄色的原因展开讨论，并提出了两种假设：
假设1：碘水与FeCl₂溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
假设2.________________。
实验3：进行实验以判断假设是否成立。

 
丙同学认为实验3的现象可以说明假设2成立，丁同学认为不严谨，于是设计了实验4继续探究。
实验4：

 
你认为实验4中加入乙酸乙酯的主要目的是___________________________。
丁同学根据实验4的现象得出结论：在本次实验条件下，碘水与FeCl₂溶液反应的程度很小。
（3）Cl₂、Br₂、I₂氧化Fe^2＋的能力逐渐减弱，从原子结构角度解释原因：______________________________________________________________________。

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与硫酸反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定，以下实验过程不完整，请补充完整。

（1）按上图组装仪器，并______________________________________________；
（2）将8.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
（3）从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，____________________________，
点燃A处酒精灯；
（4）充分反应后，撤掉酒精灯，________________________________________；
（5）测得反应后装置B增重2.25 g，则铁矿石中氧的百分含量为________。
Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定，流程如下。

（1）步骤④中煮沸的作用是___________________________________________。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、250 mL容量瓶、________。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是________。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．锥形瓶不需要用待测液润洗
c．滴定过程中可利用淀粉溶液作指示剂
d．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
e．滴定结束后，30 s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
f．滴定结束后，滴定管尖嘴部分有气泡，则测定结果偏大
（4）若滴定过程中消耗0.500 0 mol·L^－1 KI溶液20.00 mL，则铁矿石中铁的百分含量为________。
Ⅲ.由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为________。