高考化學(xué)一輪課時(shí)達(dá)標(biāo)習(xí)題 第10章 化學(xué)實(shí)驗(yàn)5含解析

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1、 第10章化學(xué)實(shí)驗(yàn)（5） 1．(2016·天津卷)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位：mg·L－1。我國(guó)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下列裝置(夾持裝置略)，測(cè)定某河水的DO。 Ⅰ.測(cè)定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2： ①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2： ②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋―→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3

2、標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2： ③2S2O＋I(xiàn)2===S4O＋2I－ Ⅱ.測(cè)定步驟： a．安裝裝置，檢驗(yàn)氣密性。充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無(wú)氧溶液(過(guò)量)、2 mL堿性KI無(wú)氧溶液(過(guò)量)，開(kāi)啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。 d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤? mL H2SO4無(wú)氧溶液，至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.0100 mol·L－1 Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后

3、水樣體積的變化)。 回答下列問(wèn)題： (1)配制以上無(wú)氧溶液時(shí)，除去所用溶劑水中氧的簡(jiǎn)單操作為_(kāi)_將溶劑水煮沸后冷卻__?！? (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是__②__。 ①滴定管　　?、谧⑸淦鳌　　?③量筒 (3)攪拌的作用是__使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng)__。 (4)配平反應(yīng)②的方程式，其化學(xué)計(jì)量數(shù)依次為_(kāi)_1,2,4,1,1,3__。 (5)步驟f為_(kāi)_重復(fù)步驟e的操作2～3次__。 (6)步驟e中達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志為_(kāi)_溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色)__。 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝__9.0__mg·L－1

4、(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測(cè)得DO是否達(dá)標(biāo)？__是__(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過(guò)低，滴定時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差。寫(xiě)出產(chǎn)生此誤差的原因：__2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任寫(xiě)其中兩個(gè))__(用離子方程式表示，至少寫(xiě)出兩個(gè))。 解析 (1)可將溶劑水煮沸除去水中的溶解氧，然后再冷卻至室溫即可。(2)在橡膠塞處加水樣，為了防止空氣中的O2進(jìn)入三頸燒瓶中，可用注射器向三頸燒瓶中注入水樣。(3)開(kāi)啟攪拌器，能使Mn2＋與O2在堿性條件下快

5、速完成生成MnO(OH)2的反應(yīng)。(4)根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價(jià)變化利用升降法可配平反應(yīng)②為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。(5)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，步驟e操作還需重復(fù)2～3次。(6)I2與淀粉混合，溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，隨著反應(yīng)③的進(jìn)行，當(dāng)溶液中I2恰好完全反應(yīng)時(shí)，溶液中藍(lán)色褪去，且保持30 s內(nèi)顏色不再發(fā)生變化，即達(dá)到滴定終點(diǎn)。根據(jù)①②③三個(gè)反應(yīng)可以找出關(guān)系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，40.00 mL水樣中含氧量為0.0100 mol·L－1×4.5×10－3 L××32 g·mol－1＝

6、0.36 mg，根據(jù)正比關(guān)系可求出1 L水樣中的溶解O2為9.0 mg，即DO＝9.0 mg/L>5 mg/L，故該水源作為飲用水源，DO達(dá)標(biāo)。(7)若步驟d中溶液酸性過(guò)強(qiáng)，則S2O發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成SO2和單質(zhì)S，SO2還能與I2在溶液中繼續(xù)反應(yīng)生成H2SO4和HI，酸性較強(qiáng)時(shí)I－易被空氣中的O2氧化等，均能給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大的誤差，影響測(cè)定結(jié)果。 2．2017年1月9日，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院青蒿素專家屠呦呦研究員獲得2016年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)最高獎(jiǎng)。青蒿素是烴的含氧衍生物，為無(wú)色針狀晶體，易溶于丙酮、氯仿和苯，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點(diǎn)為156～157 ℃

7、，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥。已知：乙醚的沸點(diǎn)為35 ℃。從青蒿中提取青蒿素的方法主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝為： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)操作Ⅱ的名稱是__蒸餾__。 (2)操作Ⅲ的主要過(guò)程可能是__B__(填字母)。 A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 B．加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾 C．加入乙醚進(jìn)行萃取分液 (3)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定青蒿素分子式的方法如下： 將28.2 g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，再充分燃燒，精確測(cè)定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算。 ①裝置D的作用是__將可能生成的CO氧化為C

8、O2__， 裝置E中吸收的物質(zhì)是__H2O(水蒸氣)__，裝置F中盛放的物質(zhì)是__堿石灰__。 ②實(shí)驗(yàn)裝置可能會(huì)產(chǎn)生誤差，造成測(cè)定含氧量偏低，改進(jìn)方法是__在裝置F后連接一個(gè)防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入F的裝置__。 ③用合理改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稱得： 裝置 實(shí)驗(yàn)前/g 實(shí)驗(yàn)后/g E 22.6 42.4 F 80.2 146.2 則測(cè)得青蒿素的實(shí)驗(yàn)式是__C15H22O5__。 (4)某學(xué)生對(duì)青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究。將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量較小，加熱并攪拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液紅色變淺，說(shuō)明青蒿素與__C__(填字母)具有相

9、同的性質(zhì)。 A．乙醇　　 B．乙酸 C．乙酸乙酯　　 D．葡萄糖 解析 (2)青蒿素在水中幾乎不溶，A項(xiàng)錯(cuò)誤；獲得的精品應(yīng)是固體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)青蒿素分子式的測(cè)定原理：燃燒一定質(zhì)量的青蒿素樣品，使其完全轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，然后測(cè)量CO2和H2O的質(zhì)量，據(jù)此求出樣品中C、H、O三種元素的質(zhì)量，進(jìn)而可確定青蒿素的實(shí)驗(yàn)式(最簡(jiǎn)式)，若已知青蒿素的相對(duì)分子質(zhì)量，則可確定其分子式。②測(cè)定的含氧量偏低是由于外界空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入裝置F中引起測(cè)定的含碳量偏高而造成的，因此改進(jìn)方法是在裝置F后再連接一個(gè)防止空氣中CO2和水蒸氣進(jìn)入F的裝置(如盛有堿石灰的干燥管)。③由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，m(H2O

10、)＝42.4 g－22.6 g＝19.8 g，m(CO2)＝146.2 g－80.2 g＝66 g，則n(H2O)＝1.1 mol，n(CO2)＝1.5 mol，n(H)＝2.2 mol，n(C)＝1.5 mol，m(H)＝2.2 g，m(C)＝18.0 g，m(O)＝m(樣品)－m(C)－m(H)＝28.2 g－18.0 g－2.2 g＝8.0 g，n(O)＝0.5 mol，所以n(C)∶n(H)∶n(O)＝1.5∶2.2∶0.5＝15∶22∶5，即青蒿素的實(shí)驗(yàn)式是C15H22O5。 3．(2018·河南鄭州三模)資料顯示：O2的氧化性隨溶液pH的增大而逐漸減弱。室溫下，某學(xué)習(xí)小

11、組利用下圖裝置探究不同條件下KI與O2的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)記錄如下： 裝置 序號(hào) 燒杯中的液體 5分鐘后現(xiàn)象 ① 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 無(wú)明顯變化 ② 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 HCl溶液 溶液變藍(lán) ③ 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 KCl溶液 無(wú)明顯變化 ④ 2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 CH3CO

12、OH溶液 溶液變藍(lán)，顏色較②淺 回答下列問(wèn)題： (1)實(shí)驗(yàn)③的目的是__驗(yàn)證Cl－是否影響KI與O2的反應(yīng)__。 (2)實(shí)驗(yàn)②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是__4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O__。 (3)實(shí)驗(yàn)②比實(shí)驗(yàn)④溶液顏色深的原因是__其他條件相同時(shí)，HCl是強(qiáng)電解質(zhì)，其溶液中c(H＋)較醋酸溶液中的大，O2的氧化性較強(qiáng)__。 為進(jìn)一步探究KI與O2的反應(yīng)，用上述裝置繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： 序號(hào) 燒杯中的液體 5小時(shí)后現(xiàn)象 ⑤ 2 mL混有KOH的pH＝8.5的1 mol·L－1 KI溶液＋5滴淀粉溶液 溶液略變藍(lán) ⑥ 2 mL混有KOH的pH＝10的1

13、 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 無(wú)明顯變化 對(duì)于實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象，甲同學(xué)猜想“pH＝10時(shí)O2不能氧化I－”，他設(shè)計(jì)了下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證猜想。 (4)燒杯a中的溶液為_(kāi)_pH＝10的KOH溶液__。 (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此猜想不成立。支持該結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：通入O2后，__電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變成藍(lán)色__。 (6)乙同學(xué)向pH＝10的“KOH－淀粉溶液”中滴加碘水，溶液先變藍(lán)后迅速褪色，經(jīng)檢測(cè)褪色后的溶液中含有IO，用離子方程式表示褪色的原因是__3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O__。 (7)該小組同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了整體反思，推測(cè)實(shí)驗(yàn)

14、①和實(shí)驗(yàn)⑥的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分別可能是__中性條件下，O2的氧化性比較弱，短時(shí)間內(nèi)難以生成“一定量”碘單質(zhì)使溶液顏色發(fā)生變化；pH＝10的KOH溶液中I－被氧化生成I2，I2迅速發(fā)生歧化反應(yīng)變?yōu)镮O和I－__。 解析 (1)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①可知，實(shí)驗(yàn)②中溶液變藍(lán)肯定是加入了HCl溶液引起的，但HCl溶液中還有Cl－，無(wú)法確定是H＋的影響還是Cl－的影響，因此設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)③，加入含Cl－而不含H＋的溶液，以驗(yàn)證Cl－是否影響KI與O2的反應(yīng)。(3)由實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④不難看出，二者的不同之處是所加的酸不同，一個(gè)是強(qiáng)酸，一個(gè)是弱酸，而兩種酸的濃度相同，所以兩溶液中的c(H＋)不同，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差別必然是由c(

15、H＋)的不同引起的，且c(H＋)越大，溶液藍(lán)色越深，說(shuō)明O2的氧化性隨c(H＋)的增大而增強(qiáng)。(4)甲同學(xué)設(shè)計(jì)的是原電池裝置，可通過(guò)電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷反應(yīng)是否發(fā)生，因此燒杯a中的溶液應(yīng)是pH＝10的KOH溶液。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明猜想不成立，說(shuō)明pH＝10時(shí)O2能氧化I－，其中負(fù)極上的反應(yīng)為4I－－4e－===2I2，正極上的反應(yīng)為O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此可看到電流表指針偏轉(zhuǎn)，燒杯b中的溶液逐漸變藍(lán)色。(6)由題中信息可知，I2在KOH溶液中發(fā)生了歧化反應(yīng)，除生成IO外，還生成I－，故反應(yīng)的離子方程式是3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O。 4．某實(shí)驗(yàn)小組同

16、學(xué)依據(jù)資料深入探究Fe3＋在水溶液中的行為。 資料：ⅰ.Fe3＋在水溶液中以水合鐵離子的形式存在，如[Fe(H2O)6]3＋，[Fe(H2O)6]3＋發(fā)生如下水解反應(yīng)：[Fe(H2O)6]3＋(幾乎無(wú)色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黃色)＋nH3O＋(n＝1～6)；ⅱ.[FeCl4(H2O)2]－為黃色。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： [實(shí)驗(yàn)Ⅰ] [實(shí)驗(yàn)Ⅱ] 分別用試管①、③中的試劑作為待測(cè)液，用色度計(jì)測(cè)定其透光率。透光率越小，溶液顏色越深；透光率越大，溶液顏色越淺。 (1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，試管②溶液變?yōu)闊o(wú)色的原因是__加入HNO3后，c(H＋)增大，導(dǎo)致平衡逆向移

17、動(dòng)，溶液由黃色變?yōu)闊o(wú)色__。 (2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，試管③溶液呈棕黃色與[FeCl4(H2O)2]－有關(guān)，支持此結(jié)論的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__試管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液變?yōu)辄S色__。 (3)由實(shí)驗(yàn)Ⅱ圖甲、乙可知：加熱時(shí)，溶液顏色__變深__(填“變淺”“變深”或“不變”)。 (4)由實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以得出如下結(jié)論： [結(jié)論一]　FeCl3溶液中存在可逆反應(yīng)：[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－，得出此結(jié)論的理由是__升高或降低相同溫度時(shí)，F(xiàn)eCl3溶液透光率隨溫度變化幅度明顯大于Fe(NO3)3溶液，說(shuō)明在FeCl3溶液中存在水合鐵離子的

18、水解平衡之外，還存在[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－__。 [結(jié)論二]　結(jié)論一中反應(yīng)的ΔH__<__0(填“>”或“<”)。 (5)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)重新設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明(4)中結(jié)論一，實(shí)驗(yàn)方案：取試管①中溶液，__先滴加HNO3，再滴加幾滴NaCl溶液，最后測(cè)此溶液透光率隨溫度改變的情況__(請(qǐng)描述必要的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象)。 解析 (1)由已知：[Fe(H2O)6]3＋(幾乎無(wú)色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黃色)＋nH3O＋，實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，加入HNO3后，c(H＋)增大，導(dǎo)致此平衡逆向移動(dòng)，溶液由黃色變?yōu)?/p>

19、無(wú)色。(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，試管①中為Fe(NO3)3溶液，試管③中為FeCl3溶液，兩試管中只有陰離子種類不同，分別加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液變?yōu)辄S色，據(jù)此分析可知試管③溶液呈棕黃色與[FeCl4(H2O)2]－有關(guān)。(3)由實(shí)驗(yàn)Ⅱ圖甲、乙可知，溫度升高，透光率逐漸減小，說(shuō)明溶液的顏色逐漸變深。(5)考慮影響平衡[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－移動(dòng)的因素，設(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)方案。 我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長(zhǎng)模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。