2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测二十三探究实验含解析新人教版

-1-课时跟踪检测（二十三）探究实验1．钴是一种中等活泼金属，化合价为＋2价和＋3价，其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题：(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoCl2·4H2O，其实验装置如下：①烧瓶中发生反应的离子方程式为_______________________________________。②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2·4H2O，还需经过的操作有蒸发浓缩、________、洗涤、干燥等。(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl2·4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co，并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。①装置E、F是用于检验CO和CO2的，其中盛放PdCl2溶液的是装置________(填“E”或“F”)。②装置G的作用是________；E、F、G中的试剂均足量，观察到I中氧化铜变红，J中固体由白色变蓝色，K中澄清石灰水变浑浊，则可得出的结论是________________________________________________________________________。③通氮气的作用是_______________________________________________。④实验结束时，先熄灭D和I处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，其目的是________________________________________________________________________。⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n(X)∶n(CO)∶n(CO2)∶n(C2H6)＝1∶4∶2∶3(空气中的成分不参与反应)，则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为___________________________________________。解析：(1)①Co2O3与盐酸反应生成CoCl2、Cl2和水，离子反应为Co2O3＋2Cl－＋6H＋===2Co2＋＋Cl2↑＋3H2O。②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2·4H2O，因加热促进水解，且生成盐酸易挥发，需经过的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2的，CO的氧化产物为CO2，则先检验CO2，其中盛放PdCl2溶液的是装置F。-2-②装置G的作用是除去CO2；E、F、G中的试剂均足量，观察到I中氧化铜变红，J中固体由白色变蓝色，K中澄清石灰水变浑浊，则可得出的结论是分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质。③通氮气的作用是将D中气态产物排入后续装置。④其目的是防止倒吸。⑤由原子守恒可知，乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为3(CH3COO)2Co=====△Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑。答案：(1)①Co2O3＋2Cl－＋6H＋===2Co2＋＋Cl2↑＋3H2O②冷却结晶、过滤(2)①F②除去二氧化碳分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质③将D中气态产物排入后续装置④防止倒吸⑤3(CH3COO)2Co=====△Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑2．Na2SO3是一种重要的化工原料，但较易变质。(1)实验室中欲检验Na2SO3固体样品是否已经变质，最简单的方法为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)某小组同学欲在实验室测定某Na2SO3样品的纯度。方案一：通过测定生成SO2的质量，可计算mgNa2SO3固体样品的纯度。利用下列装置进行实验。①选择装置A和B进行实验时，为使结果更精确还应选择装置________，装置A中反应前后通入N2的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________。②实验结束后，若测得B装置增重m1g，则该Na2SO3固体样品的纯度为________。方案二：利用高锰酸钾溶液滴定亚硫酸钠溶液，实现定量测定。称取ag样品，置于烧杯中；加入适量蒸馏水，使样品溶解，然后配制成250mL溶液；准确量取25.00mL溶液置于锥形瓶中；用0.1000mol·L－1的酸性KMnO4溶液进行滴定，经多次滴定，达到滴定终点时，平均消耗20.00mL溶液。③反应原理为_____________________________________________(用离子方程式表示)。④滴定时，通常不需要加入指示剂，理由是___________________________________________________________________________________________________________；-3-达到滴定终点读取数据时，若俯视液面，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析：(2)②二氧化硫的质量为m1g，根据H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O可知，Na2SO3的质量为m1g×12664＝63m132g，该Na2SO3固体样品的纯度为63m132gmg×100%＝63m132m×100%；③高锰酸钾溶液能够氧化亚硫酸钠溶液，反应的离子方程式为6H＋＋5SO2－3＋2MnO－4===2Mn2＋＋5SO2－4＋3H2O；④达到滴定终点读取数据时，若俯视液面，导致高锰酸钾溶液的体积偏小，根据c(待测)＝c标准×V标准V待测知，测定结果偏低。答案：(1)取少量样品溶解，先加足量稀盐酸，再加BaCl2溶液，若生成白色沉淀，证明Na2SO3变质；若无白色沉淀生成，证明Na2SO3未变质(或先加足量BaCl2溶液，再加足量稀盐酸，若白色沉淀不完全溶解，证明Na2SO3变质；若白色沉淀完全溶解，证明Na2SO3未变质)(2)①E反应前排尽装置中的空气，反应后将装置中的SO2全部吹出②63m132m×100%③6H＋＋5SO2－3＋2MnO－4===2Mn2＋＋5SO2－4＋3H2O④KMnO4本身可作指示剂，当达到反应终点时，过量一滴KMnO4溶液，即可使溶液出现明显颜色变化，以指示终点偏低3．(2020·怀化期中)SO2为无色、有强烈刺激性气味的气体，是主要大气污染物之一，具有一定的还原性。Ⅰ.探究SO2还原Fe3＋、I2。可使用的药品和装置如图所示。(1)实验室常用亚硫酸钠与70%硫酸加热制备二氧化硫，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)B中可观察到的现象是______________________________________________。(3)C的作用是___________________________________________________________。(4)设计实验检验A中SO2与Fe3＋反应所得还原产物：______________________________________________________________________________________________。Ⅱ.某同学将SO2与漂粉精进行如下实验探究。操作现象取适量漂粉精固体，加入100mL水大部分固体溶解，溶液略有颜色过滤，用pH试纸测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12)，后褪色-4-将SO2持续通入漂粉精溶液中①溶液出现浑浊，并呈淡黄绿色②一段时间后，产生较多白色沉淀，黄绿色褪去(1)由pH试纸颜色变化说明漂粉精溶液具有的性质是____________________________________________________________________________________________________。(2)①中溶液呈淡黄绿色的可能原因是________________________________；用离子方程式解释②中溶液黄绿色褪去的主要原因：_______________________________________。解析：Ⅰ.(1)亚硫酸钠固体和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫，反应的化学方程式为Na2SO3＋H2SO4=====△Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)B中二氧化硫被碘单质氧化生成硫酸和碘化氢，则B中溶液蓝色变浅直至褪色。(3)C中盛有NaOH溶液，其作用是吸收尾气，防止污染空气。(4)A中SO2作还原剂，被氧化为SO2－4；Fe3＋作氧化剂，被还原为Fe2＋。检验Fe2＋的方法是取少量实验后的A中溶液于试管中，加入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，说明反应所得还原产物为Fe2＋。Ⅱ.(1)pH试纸先变蓝(约为12)，说明溶液呈碱性；之后颜色褪去，说明具有漂白性。(2)漂粉精溶液中ClO－和Cl－发生归中反应生成Cl2：ClO－＋Cl－＋2H＋===H2O＋Cl2↑，氯气溶于水使溶液呈淡黄绿色。黄绿色褪去是因为溶液中的Cl2与SO2发生氧化还原反应，生成了SO2－4和Cl－，又因为漂粉精溶液中含有Ca2＋，CaSO4微溶于水，因此离子方程式为Cl2＋SO2＋2H2O＋Ca2＋===4H＋＋2Cl－＋CaSO4↓。答案：Ⅰ.(1)Na2SO3＋H2SO4=====△Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)溶液蓝色变浅直至褪色(3)吸收SO2，防止污染空气(4)取少量实验后的A中溶液于试管中，加入铁氰化钾溶液，生成蓝色沉淀，说明反应所得还原产物为Fe2＋Ⅱ.(1)碱性、漂白性(2)Cl－与ClO－在酸性环境下反应生成氯气Cl2＋SO2＋2H2O＋Ca2＋===4H＋＋2Cl－＋CaSO4↓4．某学习小组在实验室中利用下图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。实验步骤：步骤Ⅰ.如图连接装置，检查装置气密性，装入药品；-5-步骤Ⅱ.打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；步骤Ⅲ.当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；步骤Ⅳ.实验结束后，将D装置中所得溶液加水配制成250mL溶液；……请回答：(1)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2，其目的为__________________。(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是__________________________________。(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有______________________。(4)取25.00mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66g。则FexSy的化学式为________________________________________________________________________。(5)有同学认为可将D装置改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案是否合理？________(填“是”或“否”)，原因为________________________________________________________________________。(6)反应后D装置所得溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。现用滴定法测定溶液中N