高中化学热化学方程式实验题

【化学—选修2化学与技术】(15分）
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化成绿色碱式盐。从酸性电镀废液(主要含Cu^2＋、Fe^3＋)中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

金属离子含量与混合液pH、CuCl产率与混合液pH的关系图如图。

【已知：金属离子浓度为1 mol·L^－1时，Fe(OH)₃开始沉淀和沉淀完全的pH分别为1.4和3.0，Cu(OH)₂开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.2和6.7】
请回答下列问题：
（1）酸浸时发生反应的离子方程式是________；析出CuCl晶体时的最佳pH在_______左右。
（2）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为________________。
（3）析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2 h、冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的目的是_____________________________________。
（4）产品滤出时所得滤液的主要分成是________，若想从滤液中获取FeSO4·7H₂O晶体，还需要知道的是__________________。
（5）若将铁粉换成亚硫酸钠也可得到氯化亚铜，试写出该反应的化学方程式：____________________。为提高CuCl的产率，常在该反应体系中加入稀碱溶液，调节pH至3.5。这样做的目的是_____________。

工业上SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：

提示：①已知在酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式。
②已知K_sp[Sn(OH)₂] ＝1.0×10^-26
回答下列问题：
（1）SnCl₂用盐酸而不用水直接溶解的原因是_____，加入Sn粉的作用是____。
（2）反应I生成的沉淀为SnO，写出该反应的离子方程式_______________。
（3）检验沉淀已经“漂洗”干净的方法__________________________。
（4）反应Ⅱ硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn²⁺)＝1.0mol•L^-1，则应控制溶液pH______。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，请写出发生反应的离子方程式________。

某研究性小组对Fe³⁺ 与S^2－的反应有不同的看法,
（1）猜想可能发生三种反应情况：双水解反应；氧化还原反应；      ；（填反应类型）。
针对上述猜想该小组做了如下探究实验：

序号	实验操作	现象
①	向大试管中加入20mL 0.1mol∙L^－1的Na2S溶液 （已知Na2S溶液显碱性，pH约为12），再滴加5mL 0.1mol∙L^－1的FeCl3溶液，边滴边振荡	产生大量黑色沉淀，反应后溶液仍显碱性
②	向另一支大试管中加入20mL 0.1mol∙L^－1FeCl3溶液（已知FeCl3溶液显酸性，pH约为2），再滴加5mL 0.1 mol∙L^－1的Na2S溶液，边滴边振荡	局部有黑色沉淀但瞬间消失，溶液颜色变浅，并产生大量黄色浑浊，反应后溶液仍显酸性

【查阅资料】
Fe₂S₃是黑色或深黄绿色固体，中性或碱性很稳定，FeS是黑褐色的固体。
（2）根据实验现象和理论分析：实验①发生的离子反应方程式为：                 。
实验②发生反应的离子方程式：                                        。
（3）设计实验验证实验②所发生的化学反应，检验对象是实验②所得混合物。
限选试剂：稀盐酸、NaOH溶液、CS₂、KSCN溶液、酸性KMnO₄溶液、H₂O₂。

实验操作	预期现象和结论

（4）综合分析实验①、②，影响Fe³⁺ 与S^2－ 的反应类型的可能因素有       ；   。（至少填两点）

果汁在生产过程中添加亚硫酸及其盐类，以抑制有害微生物的生长及抗氧化。某化学兴趣小组查阅文献后，用下图所示装置测定某果汁样品中SO₂残留量。

实验步骤：
（ⅰ）在烧瓶中加入50.00 mL果汁样品与3mL浓硫酸的混合液，加热10 min。
（ⅱ）移出锥形瓶，迅速滴入2~3滴酚酞试液，用0.01000mol·L^－1NaOH标准溶液滴定。
回答问题：
（1）实验室配制NaOH标准溶液时，不需要用到的仪器是        。
A．容量瓶         B．胶头滴管        C．烧瓶        D．玻璃棒
（2）将50. 00 mL果汁样品与3mL浓硫酸混合的操作是               。
（3）锥形瓶中发生反应的离子方程式是                  。
（4）若步骤（ⅱ）消耗NaOH标准溶液25. 00 mL，则果汁样品中SO₂残留量是    g/L。
（5）若改用0.5%的碘水10 mL作吸收液，实验中消耗NaOH标准溶液体积         。
A．V =" 25" mL            B．25 mL＜V＜50 mL           C．V＞50 mL

某实验小组同学为了探究SO₂的性质，进行了如下实验（实验前，装置内空气已排尽）：

已知：硫酸的沸点是338℃，酒精灯可加热至400℃以上。
主要实验步骤：
①加热试管A直到B、D中均出现大量白色沉淀，熄灭酒精灯；
②将Cu丝上提离开液面；
③从导管F口向装置中通入空气一段时间。
（1）试管A中发生的主要反应的化学方程式为           。
（2）试管B中出现白色沉淀的原因是       。
（3）试管C中溶液褪色，说明SO₂具有     （填“漂白性”或“氧化性”或“还原性”），请将该反应的离子方程式补充完整：

（4）试管D中发生反应的离子方程式为         。
（5）下列叙述正确的是     。
a．上下移动铜丝可控制生成SO₂的量
b．为确认有CuSO₄生成，可向试管A中加水，观察颜色
c．步骤③可使装置中残留气体完全被吸收，避免污染空气
d．熄灭酒精灯后， B中的液体不会倒吸，因为空气可经导管F进入试管A，使压强平衡

碘化钠是实验室中常见的分析试剂，常用于医疗和照相业。工业上通常用水合肼（N₂H₄·H₂O，100℃以上分解）还原法制取碘化钠，工艺流程如下：

（1）合成过程的反应产物中含有IO₃^－，写出合成过程的离子方程式            。
（2）还原过程必须保持反应温度在60～70℃，这个温度既能保证反应的快速进行，又能     。工业上也可以用Na₂S或Fe屑还原制备碘化钠，但水合肼还原法制得的产品纯度更高，原因是             。
（3）请补充完整检验还原液中是否含有IO₃^－的实验方案：取适量还原液，       。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl₃溶液。
（4）测定产品中NaI含量的实验步骤如下：
a．称取4.000g样品、溶解，在250mL容量瓶中定容；
b．量取25.00mL待测液于锥形瓶中；
c．用0.1000mol·L^－1AgNO₃溶液滴定至终点，记录消耗AgNO₃溶液的体积；
d．重复b、c操作2～3次，记录相关实验数据。
①滴定过程中，AgNO₃溶液应放在     中；步骤d的目的是   。
②若用上述方法测定产品中的NaI含量偏低（忽略测定过程中的误差），其可能的原因是                。

(10分)化学是一门以实验为基础的学科，试回答以下问题。

（1）实验室中制取并收集少量氨气，可选用上述____________(填装置序号)装置，氨气应从收集装置的____________(填字母序号)导管进气。
（2）选用装置乙、丙、戊制备、收集一氧化氮气体，乙中塑料板上若放置石灰石，戊中盛满稀NaOH溶液，正确的连接顺序为___________________(用接口字母表示)，装置乙的作用是____________，丙中产生NO的离子方程式为____________________________。
（3）二氧化氯(C1O₂)是一种常用高效消毒剂，某研究小组利用丁装置制备C1O₂。
①在烧瓶中放入KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)，然后加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应生成ClO₂、CO₂和K₂SO₄，则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为_________；
②温度过高时，二氧化氯的水溶液有可能发生爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其保持在60℃～80℃之间，丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是_____________；
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，然后加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成。写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式________________。

某学生为探究钠与CO₂的反应，利用如下装置进行实验。（已知PdCl₂能被CO还原得到黑色的Pd）。可供选择的药品有：CaCO₃（块状）、Na₂CO₃（粉末）、盐酸、稀硫酸、钠。

（1）请将上图各装置连接完整：②→       →      →①→       。（填装置序号）
（2）写出装置②中反应的离子方程式：                                             。
（3）检查装置气密性并装好药品后，当观察到                        现象时再点燃酒精灯；装置④的作用是                            。
（4）已知CO在潮湿环境中可将PdCl₂还原为黑色粉末状的钯（Pd），写出该反应的化学方程式                                                                      。
（5）实验过程中CO₂足量，装置⑤PdCl₂溶液中观察到有黑色沉淀，装置①中反应后固体成分只有一种，且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。据此现象写出Na与CO₂反应的化学方程式：                                            。

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿（主要成分是MgCO₃）为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                                    。
（2）步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是                                   。
（3）步骤⑤的操作为                              
（4）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为     [25℃时，Ksp[Mg(OH)₂] =5.6×10^-12]。

(15分)过二硫酸钾(K₂S₂O₈)是一种无色结晶，易溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性，易分解。实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO₄溶液得到。
实验步骤如下：
步骤1．称取KHSO₄溶解蒸馏水，倒入大试管，试管浸在冰水浴中(装置见图9)，并冷却到5℃以下。
步骤2. 电解2h，每隔约半小时补一次冰
步骤3．过滤
步骤4.                       
步骤5．干燥、称重
（1）电解时溶液温度控制在5℃以下的原因是                。
（2）电解时阳极反应式为                    。电解过程中， 阳极产生微量且能使湿润的KI-淀粉变蓝的单质气体，该气体可能是          (填化学式)。
（3）步骤4操作是                                        。
（4）取得到的样品0.2500g溶于30mL水，加4gKI，塞住瓶塞，振荡，静止15min，加入1mL冰醋酸，再用cmol·L^{- 1}Na₂S₂O₃溶液滴定。
(S₂O₈^2- +3I^- =2SO₄^2- +I₃^-；I₃^-I₂+I^-；2S₂O₃^2-+I₂=2I^- + S₄O₆^2-)
①溶解时，加入KI后需塞住瓶塞，其目的是                  。
②本实验所用的指示剂为                   。
③若本次滴定消耗Na₂SO₃溶液VmL，由本次结果计算，样品中K₂S₂O₈的纯度为           (用含c、V的代数式表示)。
（5）分析化学上检验Mn²⁺在Ag⁺催化下K₂S₂O₈溶液将Mn²⁺氧化为紫色的MnO₄^-，该反应的离子方程式为                                              。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：
氧化性：IO₃^-＞Fe^3＋＞I₂；还原性：S₂O₃^2-＞I^－
3I₂＋6OH^－=IO₃^-＋5I^－＋3H₂O；KI＋I₂KI₃
(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得试液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液后显红色，该红色物质是_____________(用化学式表示)；CCl₄中显紫红色的物质是___________(用电子式表示)。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_______________________________________、__________________________________________________________________。
(2)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_____________________。
将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃·H₂O。该物质作为食盐加碘剂是否合适？___________ (填“是”或“否”)，并说明理由_________________________________________________。
(3)为了提高加碘盐(添加KI)的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是_______。

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

(4)对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe^2＋____________________________________________________________________________________。