练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    11．【定量实验设计】某研究性学习小组查阅资料获得晶体M的制备原理，他们进行如下探究：
    【制备晶体】
    以CrCl2•4H2O、过氧化氢、液氨、氯化铵固体为原料，在活性炭催化下，合成了晶体M．
    （1）溶液中分离出晶体M的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥．他们用冰水和饱和食盐水的混合物洗涤晶体M，其目的是降低晶体溶解度．制备过程中需要加热，但是，温度过高造成的后果是加快双氧水分解和液氨挥发．
    【测定组成】
    为了测定M晶体组成，他们设计如下实验．装置如图所示（加热仪器和固定仪器省略）．

    为确定其组成，进行如下实验：
    ①氨的测定：精确称M晶体，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量20% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品溶液中的氨全部蒸出，用一定量的盐酸溶液吸收．蒸氨结束后取下接收瓶，用一定浓度的NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗一定体积的NaOH溶液．
    ②氯的测定：准确称取a g样品M溶于蒸馏水，配成100mL溶液．量取25.00mL配制的溶液用c mol•L-1AgNO3标准溶液滴定，滴加3滴0.01mol•L-1K2CrO4溶液（作指示剂），至出现砖红色沉淀不再消失为终点（Ag2CrO4为砖红色），消耗AgNO3溶液为b mL．
    （2）安全管的作用是平衡气压．
    （3）用氢氧化钠标准溶液滴定过量的氯化氢，部分操作步骤是检查滴定管是否漏液、用蒸馏水洗涤、用标准NaOH溶液润洗、排滴定管尖嘴的气泡、调节碱式滴定管内液面至0刻度或0刻度以下、滴定、读数、记录并处理数据；下列操作或情况会使测定样品中NH3的质量分数偏高的是C（填代号）．
    A．装置气密性不好           B．用酚酞作指示剂
    C．滴定终点时俯视读数       D．滴定时NaOH溶液外溅
    （4）已知：硝酸银热稳定性差；Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12，Ksp（AgCl）=1.8×10-10
    选择棕色滴定管盛装标准浓度的硝酸银溶液，滴定终点时，若溶液中
    c（CrO42-）为2.8×10-3mol•L-1，则c（Ag+）=2.0×10-5mol•L-1．
    （5）根据上述实验数据，列出样品M中氯元素质量分数计算式$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00mL}{100mL}}×100%$．如果滴加K2CrO4溶液过多，测得结果会偏低（填：偏高、偏低或无影响）．
    （6）经测定，晶体M中铬、氨和氯的质量之比为104：136：213．写出制备M晶体的化学方程式2CrCl2+H2O2+6NH3+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr（NH3）4Cl3+2H2O．

    分析 【制备晶体】
    （1）冰饱和食盐水温度低，固体溶解度小，用冰饱和食盐水洗涤晶体，减小晶体溶解，双氧水受热易分解，液氨易挥发；
    【测定组成】
    （2）安全管的作用是平衡气压，使烧瓶内外压强平衡；
    （3）用氢氧化钠标准溶液滴定过量的氯化氢，碱式滴定管需用标准液润洗，滴定管0刻度在滴定管的上方；A．装置气密性不好，部分氨气逸出； B．强酸强碱滴定，用酚酞作指示剂无影响；C．滴定终点时俯视读数，读数小于实际体积； D．滴定时NaOH溶液外溅，标准液NaOH溶液计算体积偏大，导致测得剩余盐酸体积偏大；
    （4）硝酸银易分解，类似浓硝酸，硝酸银在光照的条件下易分解，生成银、二氧化氮和氧气，根据Ksp（Ag2CrO4）=c2（Ag+）•c（CrO42-）计算；
    （5）根据Ag++Cl-=AgCl（s），样品M中氯元素质量等于氯离子的质量，据此计算样品M中氯元素质量分数；根据铬酸银、氯化银的溶度积知，铬酸银的溶解度比氯化银稍大一些．如果滴加铬酸钾溶液过多，会提前生成铬酸银，即氯离子没有完全转化成氯化银，导致提前指示终点，测得氯元素质量分数偏低；
    （6）晶体M中铬、氨和氯的质量之比为104：136：213．计算出三种元素的物质的量之比，求出M的化学式，根据化学式书写方程式．

    解答 解：【制备晶体】
    （1）晶体析出后过滤得到晶体，用冰饱和食盐水洗涤晶体，目的是减少晶体M溶解量，双氧水受热易分解2H2O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2H2O+O2↑，液氨易挥发，加热温度过高，导致反应物损失，
    故答案为：降低晶体溶解度；加快双氧水分解和液氨挥发；
    【测定组成】
    （2）A装置用于提供水蒸汽，需要加热．导管起平衡气压作用，故答案为：平衡气压；
    （3）滴定管经检漏之后，用标准氢氧化钠溶液润洗、滴定管0刻度在上方，需调节液面至0刻度及0刻度以下才可读数，
    A．装置漏气，部分氨气扩散了，测定的NH3质量分数偏低，故A错误；
    B．强碱滴定强酸可以选择甲基橙作或酚酞作指示剂，不会导致误差，故B错误；
    C．滴定终点时俯视读数，读数小于实际体积，测定消耗氢氧化钠溶液体积偏小，NH3质量分数偏高，故C正确；
    D．滴定液外溅，导致测得剩余盐酸体积偏大，NH3质量分数偏小，故D错误；
    故答案为：用标准NaOH溶液润洗；调节碱式滴定管内液面至0刻度或0刻度以下；C；
    （4）硝酸银很不稳定，在光照的条件下易分解：2AgNO3$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2NO2↑+O2↑+2Ag，应选择棕色滴定管盛装硝酸银溶液，Ksp（Ag2CrO4）=c2（Ag+）•c（CrO42-），c（Ag+）=$\sqrt{\frac{{K}_{sp}（A{g}_{2}Cr{O}_{4}）}{C（Cr{{O}_{4}}^{2-}）}}$=$\sqrt{\frac{1.12×1{0}^{-12}}{2.8×1{0}^{-3}}}$mol•L-1=2.0×10-5mol•L-1，
    故答案为：2.0×10-5mol•L-1；
    （5）Ag++Cl-=AgCl（s），ω（Cl）=$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00mL}{100mL}}×100%$，铬酸银Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12，氯化银Ksp（AgCl）=1.8×10-10，铬酸银的溶解度比氯化银稍大一些．如果滴加铬酸钾溶液过多，会提前生成铬酸银，即氯离子没有完全转化成氯化银，导致提前指示终点，测得氯元素质量分数偏低，
    故答案为：$\frac{cmol/L×\frac{b}{1000}L×35.5g/mol}{ag×\frac{25.00mL}{100mL}}×100%$；偏低；
    （6）n（Cr）：n（NH3）：n（Cl）=$\frac{104}{52}$：$\frac{136}{17}$：$\frac{213}{35.5}$=1：4：3，M的化学式为Cr（NH3）4Cl3．M中铬元素化合价为+3，化学方程式为2CrCl2+H2O2+6NH3+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2Cr（NH3）4Cl3+2H2O，
    故答案为：2CrCl2+H2O2+6NH3+2NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr（NH3）4Cl3+2H2O．

    点评 本题考查了定量实验方案的设计，考查了物质的制备实验操作、组成的测定、沉淀溶解平衡等，明确每一过程发生的反应是解本题关键，侧重于基础知识的综合应用的考查，题目难度中等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如下
    图1 所示：

    （1）该流程中可以循环的物质是氯化钠、氢氧化钠（或NaCl、NaOH）．
    （2）电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质，所以在进入电解槽前需要进行两次精制，写出一次精制中发生的离子方程式Ca2++CO32-═CaCO3↓、Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓，若食盐水不经过二次精制，仍会有少量的Ca2+、Mg2+直接进入离子膜电解槽，这样产生什么后果是少量Mg2+、Ca2+在电解碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜．
    （3）图2 是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图（阳极用金属钛网制成，阴极由碳钢网制成）．则B 处产生的气体是氢气，E 电极的名称是阳极．电解总反应的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cl2↑+H2↑+2NaOH．
    （4）从阳极槽出来的淡盐水中，往往含有少量的溶解氯，需要加入8%～9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去，该反应的离子方程式为SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2H++2Cl-．
    （5）已知在电解槽中，每小时通过1 安培的直流电理论上可以产生1.492g 的烧碱，某工厂用300 个电解槽串联生产8 小时，制得30%的烧碱溶液（密度为1.342 吨/m3）113m3，电解槽的电流强度1.45×104A，该电解槽的电解效率为93.45%．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．向下列溶液滴加稀盐酸，生成白色沉淀，继续滴加稀盐酸，沉淀又溶解的是（　　）
    A．Na2SiO3B．BaCl2C．AgNO3D．NaAlO2

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．钾是活泼的碱金属，钾和氧气反应时可以生成氧化钾（K2O）、过氧化钾（K2O2）和超氧化钾（KO2）等多种化合物，现将钾与氧气在一定条件下的反应产物溶于水，所得溶液用HCl溶液进行反应，终点时消耗HCl为73g，则单质钾的质量为（　　）
    A．39gB．59gC．78gD．97g

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．由钛铁矿（主要成分是TiO2、少量FeO和Fe2O3）制备TiCl4、绿矾等产品的一种综合工艺流程图如下：

    【提示】TiO2+的水解平衡TiO2++（n+1）H2O?TiO2．n H2O+2H+回答下列问题：
    （1）硫酸与二氧化钛反应的离子方程式是TiO2+2H+=TiO2++H2O．
    （2）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ•mol-1
    2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221kJ•mol-1
    写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4 和CO气体的热化学方程式：TiO2（s）+2C（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+2CO（g）△H=-81kJ•mol-1．
    （3）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性．该过程中有如下反应发生．
    A：2Fe3++Fe=3Fe2+
    B：2TiO2+（无色）+Fe+4H+=2Ti3+（紫色）+Fe2++2H2O
    C：Ti3+（紫色）+Fe3++H2O=TiO2+（无色）+Fe2++2H+
    I．结合信息判断Fe3+、TiO2+、H+氧化性强弱：Fe3+＞TiO2+＞H+
    II．加入铁屑的作用是将Fe3+还原为Fe2+，生成Ti3+保护Fe2+不被氧化．
    （4）往②中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，析出水合二氧化钛沉淀．请用化学平衡理论分析通入高温水蒸气的作用：水解是吸热反应，通入高温水蒸气能降低H+浓度，提高溶液温度，促进平衡向水解方向移动，从而析出TiO2•H2O．
    （5）依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是产生了废气、废液、废渣等（只要求写出一项）．
    （6）绿矾（摩尔质量为278g/mol）可用于生产红色颜料（Fe2O3），556akg绿矾，理论上可生产红色颜料1000amol．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    16．设NA为阿伏加德罗常数的值．下列叙述正确的是（　　）
    A．常温常压下，17g甲基（-14CH3）所含的中子数为9NA
    B．1 L 0.2 mol•L-1硫酸铁溶液中含有的SO42-数为0.2NA
    C．0.1mol N2与足量的H2反应，转移的电子数为0.6NA
    D．用惰性电极电解1L0.1mol•L-1 CuCl2溶液，当有0.2NA个电子通过时，可生成6.4g铜

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    3．碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y  同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中（如图所示），下列有关说法正确的是（　　）
    A．洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B．在Z导管出来的气体中无二氧化碳
    C．洗气瓶中产生的沉淀是硫酸钡D．在Z导管口有红棕色气体出现

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．在同温同压下，某有机物和过量的金属钠反应得到V1L氢气，另一份等量的该有机物和足量的NaHCO3反应得V2 L二氧化碳（均为标况），若Vl=V2≠O，则此有机物可能是（　　）
    A．HO-CH2CH2-COOHB．HOOC-COOHC．HO-CH2CH2-OHD．CH2-COOH

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．正己烷的碳链是（　　）
    A．直线形B．正四面体形C．锯齿形D．有支链的直线形

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案