39 物质的检验制备主观题教师版备战高考化学一轮必刷题集最新修正版Word文件下载.docx

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6：

18，因此X的化学式为MgCl2·

6NH3；

（2）X与氢氧化钠溶液反应的方程式是MgCl2·

6NH3+2NaOH＝Mg（OH）2↓+6NH3↑+2NaCl。

（3）氯气具有强氧化性，能把氨气氧化为氮气，同时生成氯化氢，氯化氢与过量的氨气反应生成氯化铵而冒白烟，所以工业上常将气体A的浓溶液涂于氯气管道上，利用反应中产生白烟这一现象来判断管道是否漏气，该反应的化学方程式为3Cl2+8NH3＝6NH4Cl+N2。

3．亚硝酸钠在食品工业常用作肉类的发色剂，有一定的的氧化性，亚硝酸钠暴露于空气中会与氧气反应生成硝酸钠，一种模拟工业用纯碱溶液吸收氮氧化物制备NaNO2的实验装置如下：

已知：

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O

回答下列问题：

（1）若当反应时NO与NO2的物质的量之比为1：

1时，A中发生反应的化学方程式为________。

（2）装置B的作用是____________________；

装置C中通入O2的目的是_______________。

（3）反应后A中溶液经蒸发浓缩、结晶及干燥得到产品。

甲同学取少量的产品溶于水并用稀盐酸酸化，用湿润的KI淀粉试纸检验，试纸变蓝，得出产品为NaNO2。

乙同学认为结论不可靠，其理由是____________________________。

（4）现有VL某NaOH溶液能完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的大气污染物。

①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为______________mol/L。

②若所得溶液中c（NO3-）∶c（NO2-）=1∶9，则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=________。

【答案】NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2安全瓶（防止倒吸）将NO氧化，确保被完全吸收产品中若含NaNO3，在酸性条件下NO3-也可将I-氧化为I2

3∶2

【解析】

（1）Na2CO3是强碱弱酸盐，水解产生NaOH，使溶液显碱性，结合信息①方程式可得若当反应时NO与NO2的物质的量之比为1：

1时，A中发生反应的化学方程式为NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；

（2）在装置A中用纯碱溶液吸收NO、NO2的混合气体制取NaNO2，由于氮氧化合物会造成大气污染，形成酸雨、光化学烟雾，因此可利用NaOH溶液进行尾气吸收，为防止在用NaOH溶液吸收时，由于气体溶解导致导气管中气体压强过小而引起倒吸现象的发生，可以安装一个安全瓶，因此装置B的作用是安全瓶，防止液体倒吸进入反应装置A中；

根据题目已知的反应方程式可知：

若n（NO2）：

n（NO）≥1:

1时，气体可以完全被吸收，若NO的物质的量比NO2多，会有NO逸出，若再向装置C中通入O2，就可以将NO氧化为NO2，而被NaOH溶液充分吸收。

即装置C中通入O2的目的是将NO氧化，确保被完全吸收；

（3）A中反应后的溶液中含有NaNO2、NaNO3，甲同学取少量的产品溶于水并用稀盐酸酸化，用湿润的KI淀粉试纸检验，试纸变蓝，就得出结论说产品为NaNO2这个结论不可靠，原因是H+、NO3-起HNO3的作用，具有强的氧化性，也可以将KI氧化为I2，而使淀粉试纸变为蓝色；

（4）①用VL某NaOH溶液能完全吸收nmolNO2和mmolNO组成的大气污染物。

反应后产生NaNO2、NaNO3，根据物质组成，结合元素守恒，可知n（NaOH）=n（NaNO2）+n（NaNO3）=n（NO2）+n（NO）=（m+n）mol，根据物质的量浓度定义可得c（NaOH）=

=

mol/L；

所以若气体完全被吸收，溶液中含有的NaOH的浓度最小为

②设原混合气体中NO2和NO的物质的量n和m，

NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O，

112

mmolmmol2mmol

2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，

211

（n-m）mol

所得溶液中c（NO3-）：

c（NO2-）=

：

[2m+

]mol=1：

9，解得n：

m=3：

2。

4．硫酸铁铵[NH4Fe（SO4）2·

xH2O]是一种重要铁盐。

为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。

（2）步骤②需要加热的目的是_________________，温度保持80~95℃，采用的合适加热方式是_________________。

铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为_________________（填标号）。

（3）步骤③中选用足量的H2O2，理由是_________________。

分批加入H2O2，同时为了_________________，溶液要保持pH小于0.5。

（4）步骤⑤的具体实验操作有______________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

（5）采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃时，失掉1.5个结晶水，失重5.6%。

硫酸铁铵晶体的化学式为______________。

【答案】碱煮水洗加快反应热水浴C将Fe2+全部氧化为Fe3+；

不引入杂质防止Fe3+水解加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）NH4Fe（SO4）2∙12H2O

（1）步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下容易水解，所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗，即碱煮水洗；

（2）步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率；

温度保持80~95℃，由于保持温度比较恒定且低于水的沸点，故采用的合适加热方式是水浴加热（热水浴）；

铁屑中含有少量硫化物，硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体，可以用氢氧化钠溶液吸收，为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗，故选择C装置；

（3）步骤③中选用足量的H2O2，H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+，且H2O2的还原产物为H2O，不会引入新的杂质，故理由是：

将Fe2+全部氧化为Fe3+，不引入新的杂质。

因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，同时为了防止Fe3+水解，溶液要保持pH小于0.5；

（4）为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等，需要经过的步骤为：

加热浓缩、冷却结晶、过滤（洗涤）；

（5）设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe（SO4）2∙xH2O，其相对分子质量为266+18x，1.5个水分子的相对分子质量为1.5×

18=27，则27/（266+18x）=5.6%，解得x=12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe（SO4）2∙12H2O。

5．NVCO{化学式可表示为（NH4）a[（VO）b（CO3）c（OH）d]·

10H2O}能用于制取VO2，实验室可由V2O5、N2H4·

2HCl、NH4HCO3为原料制备NVCO。

（1）原料NH4HCO3中HCO3-水解的离子方程式为____________。

（2）N2H4·

2HCl是N2H4的盐酸盐。

已知N2H4在水中的电离方式与NH3相似，25℃时，K1=9.55×

10-7。

该温度下，反应N2H4+H＋

N2H5+的平衡常数K=________（填数值）。

（3）为确定NVCO的组成，进行如下实验：

①称取2.130g样品与足量NaOH充分反应，生成NH30.224L（已换算成标准状况下）。

②另取一定量样品在氮气氛中加热，样品的固体残留率（固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×

100%）随温度的变化如下图所示（分解过程中各元素的化合价不变）。

根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式（写出计算过程）________________。

【答案】HCO3-+H2O

H2CO3＋OH-9.55×

107（NH4）5[（VO）6（CO3）4（OH）9]·

10H2O

【解析】

（1）HCO3-水解生成H2CO3和OH-，水解反应离子方程式为HCO3-+H2O

H2CO3+OH-；

（2）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。

联氨第一步电离方程式为N2H4+H2O

N2H5++OH-，反应N2H4+H＋

N2H5+的平衡常数K=

=9.55×

107；

（3）设NVCO的摩尔质量为Mg/mol，由

=0.8648，可得M=1065，由

可得b=6；

由

×

a=n（NH3）=

=0.01mol，解得a=5，由最后产物为VO2，则VO为+2价，2c+d=5×

1+2×

6=17，由化合物的相对分子质量18a+67b+60c+17d+180=1065可知60c+17d=393，解得c=4，d=9，将a=5，b=6，c=4，d=9代入化学式表达式，可得化学式为（NH4）5[（VO）6（CO3）4（OH）9]·

10H2O。

6．工业上可以利用氟硅酸（H2SiF6）、碳酸氢铵制造冰晶石（Na3AlF6），其工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）反应①中生成的气体A是________，滤液①的溶质是________。

（2）冰晶石在工业冶炼铝中做助熔剂，写出工业冶炼铝的方程式_____。

（3）写出反应②的化学方程式_________。

（4）反应②后，过滤得到冰晶石固体，需要在_____（填装置的名称）中洗涤，请用实验证明冰晶石固体已经洗涤干净__________。

（5）温度和c（NH4HCO3）会影响反应①的速率。

现设计如下实验方案探究温度和c（NH4HCO3）对反应①速率的影响。

请在表格空白处填写适当的反应条件

实验编号

实验目的

温度

c（NH4HCO3）

Ⅰ

为以下实验做参照

60℃

c1

Ⅱ

探究浓度对反应①速率的影响

_____

c2

Ⅲ

探究温度对反应①速率的影响

80℃

（6）下图是滤液①溶质的质量分数随温度变化的曲线图：

分析t2℃时，滤液①中溶质的质量分数下降的原因_____。

【答案】CO2NH4F2Al2O3

4Al+3O2↑Al2（SO4）3+3Na2SO4+12NH4F=6（NH4）2SO4+2Na3AlF6↓过滤器取最后一次洗液，向其中滴加氯化钡溶液，无现象，说明洗涤干净；

若有白色沉淀生成，说明没有洗涤干净60℃c1温度升高NH4F会分解，滤液①中溶质质量分数降低

（1）碳酸氢钠能和氟硅酸反应生成二氧化碳气体、二氧化硅、氟化铵以及水，二氧化硅不溶于水，过滤后形成滤渣，氟化铵易溶于水，形成滤液，故答案为：

CO2；

NH4F。

（2）工业用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝，化学方程式为2Al2O3

4Al+3O2↑。

（3）由题可知，反应②为Al2（SO4）3、Na2SO4和NH4F发生反应生成（NH4）2SO4和Na3AlF6，化学方程式为Al2（SO4）3+3Na2SO4+12NH4F=6（NH4）2SO4+2Na3AlF6↓，故答案为：

Al2（SO4）3+3Na2SO4+12NH4F=6（NH4）2SO4+2Na3AlF6↓。

（4）经反应②后，过滤得到的冰晶（Na3AlF6）固体上附着有杂质硫酸铵，硫酸根的检验方法：

遇到钡离子产生不溶于硝酸的白色沉淀，来确定硫酸根的存在，只要硫酸根存在，沉淀就未洗涤干净，故答案为：

过滤器；

取最后一次洗液，向其中滴加氯化钡溶液，无现象，说明洗涤干净；

若有白色沉淀生成，说明没有洗涤干净。

（5）对比实验的关键是控制变量法，当温度一定时，通过变化浓度来分析浓度的影响，故Ⅰ和Ⅱ的温度相等，当浓度一定时，通过变化温度来分析温度的影响，故Ⅱ和Ⅲ温度不同，但浓度要相同，故答案为：

60℃；

c1。

（6）氟化铵的性质和氯化铵相似，不稳定，受热易分解，温度升高NH4F会分解，滤液①中溶质质量分数降低，故答案为：

温度升高NH4F会分解，滤液①中溶质质量分数降低。

7．Na2S2O4俗称保险粉，常用做纺织工业的漂白剂、脱色剂等。

某科研小组制备并探究其性质。

资料：

Na2S2O4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ．制备Na2S2O4（部分加热等辅助仪器略去）

（1）仪器①的名称是___________。

（2）B装置用于制备Na2S2O4。

第一步反应：

Zn+2SO2

ZnS2O4；

第二步，加入NaOH溶液，于28~35℃下反应生成Na2S2O4，该步反应的化学方程式为___________。

（3）实验时，先向B中通入SO2的原因，除产生ZnS2O4之外，另一原因是___________。

（4）反应后除去B中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌，有Na2S2O4晶体析出。

加入NaCl固体的作用是___________

Ⅱ．探究Na2S2O4的性质

（5）隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na2SO4。

请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。

实验方案是___________。

（可选试剂：

稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4溶液）

（6）制备纳米级银粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4，加入一定量的AgNO3溶液，生成纳米级的银粉。

在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：

1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式___________。

（7）为测定某含硫代硫酸钠样品的纯度（其它杂质均不参加反应）设计如下方案，并进行实验：

①准确称取该硫代硫酸钠样品mg，配制成250mL待测溶液。

②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加入少量淀粉溶液，用nmol·

L－1I2标准溶液滴定（发生反应：

2S2O32－+I2=S4O32－+2I－），至滴定终点。

③滴定终点的现象为___________，平均消耗I2标准溶液VmL，样品中Na2S2O4的纯度为___________（用代数式表示）。

【答案】圆底烧瓶ZnS2O4+2NaOH

Na2S2O4+Zn（OH）2↓排出装置中残留的O2或空气（或防止生成物Na2S2O4被氧化）加入氯化钠，增大了Na+离子浓度，促进Na2S2O4结晶析出（用沉淀溶解平衡解释可以取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质2Ag++S2O42—+4OH—＝2Ag↓+2SO32—+2H2O滴入最后一滴I2，溶液变为蓝色，且半分钟不褪色3.16nv/m（或316nv/m%或3.16nv/m×

100%）

（1）仪器①的名称是圆底烧瓶，故答案为：

圆底烧瓶。

（2）28~35℃下反应生成的ZnS2O4与NaOH溶液反应，反应生成Na2S2O4和Zn（OH）2沉淀，反应的化学方程式为ZnS2O4+2NaOH

Na2S2O4+Zn（OH）2↓，故答案为：

ZnS2O4+2NaOH

Na2S2O4+Zn（OH）2↓。

（3）由于Na2S2O4具有极强的还原性，易被空气氧化，所以B装置反应前应排尽装置中的空气，防止氧气干扰实验，故答案为：

排出装置中残留的O2或空气（或防止生成物Na2S2O4被氧化）。

（4）加入NaCl固体的目的是，溶液中的Na+离子浓度增大，使Na2S2O4的溶解度降低，更易结晶析出，提高产率，故答案为：

加入氯化钠，增大了Na+离子浓度，促进Na2S2O4结晶析出（用沉淀溶解平衡解释可以）。

（5）由于固体中含有的Na2SO3、Na2S2O3会干扰Na2SO4的检验，应先加入足量的稀盐酸，排除Na2SO3、Na2S2O3的干扰，再加入BaCl2溶液，检验是否存在Na2SO4，故答案为：

取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液（或过滤，取滤液），滴加BaCl2溶液，若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。

（6）由题意可知，AgNO3溶液和碱性Na2S2O4溶液反应生成纳米级的银粉，反应中Ag元素的化合价升高，做氧化剂，Na2S2O4做氧化剂被氧化，因氧化剂和还原剂的物质的量之比为2：

1，由得失电子数目守恒可知S2O32-被氧化为SO32-，反应的方程式：

2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O，故答案为：

2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O。

（7）移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加入少量淀粉溶液，用nmol·

L－1I2标准溶液滴定至终点，滴定终点的现象为：

滴入最后一滴I2，溶液变为蓝色，且半分钟不褪色，根据离子方程式进行计算得到25.00mL硫代硫酸钠物质的量：

2S2O32－+I2=S4O32－+2I－

21

n（Na2S2O3）nmol/L×

V×

10-3L

n（Na2S2O3）=2nV×

10-3mol

配制的250mL溶液中含有n（Na2S2O3）=0.02nVmol，样品中n（Na2S2O3）的百分含量=0.02nV×

158g/mol/m×

100%=3.16nV/m，故答案为：

滴入最后一滴I2，溶液变为蓝色，且半分钟不褪色；

3.16nv/m（或316nv/m%或3.16nv/m×

100%）。

8．碱式碳酸镁和无水氯化镁具有广泛用途。

用白云石（CaCO3•MgCO3）为原料生产碱式碳酸镁和无水氯化镁的流程如下:

回答下列问题:

（1）“灰浆”中除水和MgO外，主要成分还有：

_________________。

（2）为探究所制得的水合碱式碳酸镁（mMgCO3•nMg（OH）2•xH2O）的组成。

某同学组装仪器如图所示：

实验测得：

硬质玻璃管中剩余的固体质量为1.60g，C处浓H2SO4增重0.72g，D处碱石灰增重1.32g，此水合碱式碳酸镁的化学式为：

_______________________。

（3）A框中装置的作用是_____________________________________。

（4）在装好试剂后，加热前应进行的操作是___________________________________。

【答案】Ca（OH）23MgCO3·

Mg（OH）2·

3H2O除去空气中的水蒸气和CO2等酸性气体关闭K2，打开K1，通入足量空气后，再打开K2，关闭K1

（1）碳酸钙、碳酸镁分解得到氧化钙、氧化镁，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，所以“灰浆”中除水和MgO外，主要成分还有Ca（OH）2；

（2）根据方程式可知

mMgCO3•nMg（OH）2•xH2O

（m+n）MgO+mCO2↑+（n+x）H2O

40（m+n）44m18（n+x）

1.601.320.72

则

解得m＝3、n＝1、x＝3，因此水合碱式碳酸镁的化学式为3MgCO3·

3H2O；

（3）实验需要通过测量装置D内碱石灰的增重，计算生成二氧化碳的质量，通过测量装置C的增重，计算生成的水的质量，而空气中含有水蒸气和二氧化碳，所以装置A的作用是除去空气中的水蒸气和CO2等酸性气体，防止干扰后续实验；

（4）由于要排除空气中水蒸气和二氧化碳的干扰，所以在装好试剂后，加热前应进行的操作是关闭K2，打开K1，通入足量空气后，再打开K2，关闭K1。

9．二氧化氯（ClO2），黄绿色易溶于水的气体，是高效、低毒的消毒剂。

（1）工业上可用KClO3与Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为_____.

（2）实验室用NH4Cl、盐酸、NaClO2（亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO2：

①电解时发生反应的化学方程式为_______________________________。

②除去ClO2中的NH3可选用的试剂是________（填标号）。

a．水　　　　　b．碱石灰

c．浓硫酸　d．饱和食盐水

（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：

Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸；

Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；

Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；

Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；

Ⅴ.用0.1000mol·

L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液（I2＋2S2O32-===2I－＋S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。

在此过程中：

①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为________________。

②测得混合气中ClO2的质量为__________g。

【答案】2：

1NH4Cl+2HCl

NCl3+3H2↑c2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O0.02700

【解析】

（1）KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得