高考化学一轮课时达标习题化学实验5含答案

高考化学一轮课时达标习题化学实验5含答案

‎2019年高考化学一轮课时达标习题：第10章化学实验（5）含答案 ‎1．(2019·天津卷)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位：mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。‎ Ⅰ.测定原理：‎ 碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：‎ ‎①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓‎ 酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：‎ ‎②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)‎ 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：‎ ‎③2S2O＋I2===S4O＋2I－‎ Ⅱ.测定步骤：‎ a．安装装置，检验气密性。充N2排尽空气后，停止充N2。‎ b．向烧瓶中加入200 mL水样。‎ c．向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。‎ d．搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。‎ e．从烧瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.0100 mol·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。‎ f．……‎ g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__将溶剂水煮沸后冷却__。　‎ ‎(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是__②__。‎ ‎①滴定管　　　②注射器　　　 ③量筒 ‎(3)搅拌的作用是__使溶液混合均匀，快速完成反应__。‎ ‎(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__1,2,4,1,1,3__。‎ ‎(5)步骤f为__重复步骤e的操作2～3次__。‎ ‎(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__溶液蓝色褪去(半分钟内不变色)__。‎ 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水样的DO＝__9.0__mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标？__是__(填“是”或“否”)。‎ ‎(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因：__2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中两个)__(用离子方程式表示，至少写出两个)。‎ 解析 (1)可将溶剂水煮沸除去水中的溶解氧，然后再冷却至室温即可。(2)在橡胶塞处加水样，为了防止空气中的O2进入三颈烧瓶中，可用注射器向三颈烧瓶中注入水样。(3)开启搅拌器，能使Mn2＋与O2在碱性条件下快速完成生成MnO(OH)2的反应。(4)根据反应前后元素化合价变化利用升降法可配平反应②为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I2＋3H2O。(5)为了减小实验误差，步骤e操作还需重复2～3次。(6)I2与淀粉混合，溶液中出现蓝色，随着反应③的进行，当溶液中I2恰好完全反应时，溶液中蓝色褪去，且保持30 s内颜色不再发生变化，即达到滴定终点。根据①②③三个反应可以找出关系式：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，40.00 mL水样中含氧量为0.0100 mol·L－1×4.5×10－‎3 L××‎32 g·mol－1＝0.36 mg，根据正比关系可求出‎1 L水样中的溶解O2为9.0 mg，即DO＝9.0 mg/L>5 mg/L，故该水源作为饮用水源，DO达标。(7)若步骤d中溶液酸性过强，则S2O发生自身氧化还原反应生成SO2和单质S，SO2还能与I2在溶液中继续反应生成H2SO4和HI，酸性较强时I－易被空气中的O2氧化等，均能给实验带来较大的误差，影响测定结果。‎ ‎2．‎2017年1月9日，中国中医科学院青蒿素专家屠呦呦研究员获得2019年度国家科学技术奖最高奖。青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～‎157 ℃‎，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚的沸点为‎35 ℃‎。从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艺为：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)操作Ⅱ的名称是__蒸馏__。‎ ‎(2)操作Ⅲ的主要过程可能是__B__(填字母)。‎ A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶 B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤 C．加入乙醚进行萃取分液 ‎(3)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下：‎ 将‎28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中，缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。‎ ‎①装置D的作用是__将可能生成的CO氧化为CO2__，‎ 装置E中吸收的物质是__H2O(水蒸气)__，装置F中盛放的物质是__碱石灰__。‎ ‎②实验装置可能会产生误差，造成测定含氧量偏低，改进方法是__在装置F后连接一个防止空气中的CO2和水蒸气进入F的装置__。‎ ‎③用合理改进后的装置进行实验，称得：‎ 装置 实验前/g 实验后/g E ‎22.6‎ ‎42.4‎ F ‎80.2‎ ‎146.2‎ 则测得青蒿素的实验式是__C15H22O5__。‎ ‎(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中，青蒿素的溶解量较小，加热并搅拌，青蒿素的溶解量增大，且溶液红色变浅，说明青蒿素与__C__(填字母)具有相同的性质。‎ A．乙醇　　 B．乙酸 C．乙酸乙酯　　 D．葡萄糖 解析 (2)青蒿素在水中几乎不溶，A项错误；获得的精品应是固体，C项错误。(3)青蒿素分子式的测定原理：燃烧一定质量的青蒿素样品，使其完全转化为CO2和H2O，然后测量CO2和H2O的质量，据此求出样品中C、H、O三种元素的质量，进而可确定青蒿素的实验式(最简式)，若已知青蒿素的相对分子质量，则可确定其分子式。②测定的含氧量偏低是由于外界空气中的CO2和水蒸气进入装置F中引起测定的含碳量偏高而造成的，因此改进方法是在装置F后再连接一个防止空气中CO2和水蒸气进入F的装置(如盛有碱石灰的干燥管)。③由实验数据可知，m(H2O)＝‎42.4 g－‎22.6 g＝‎19.8 g，m(CO2)＝‎146.2 g－‎80.2 g＝‎66 g，则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(样品)－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，即青蒿素的实验式是C15H22O5。‎ ‎3．(2019·河南郑州三模)资料显示：O2的氧化性随溶液pH的增大而逐渐减弱。室温下，某学习小组利用下图装置探究不同条件下KI与O2的反应，实验记录如下：‎ 装置 序号 烧杯中的液体 ‎5分钟后现象 ‎①‎ ‎2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 无明显变化 ‎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 溶液变蓝 ‎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 无明显变化 ‎④‎ ‎2 mL 1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液＋2 mL 0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液 溶液变蓝，颜色较②浅 回答下列问题：‎ ‎(1)实验③的目的是__验证Cl－是否影响KI与O2的反应__。‎ ‎(2)实验②中发生反应的离子方程式是__4I－＋O2＋4H＋===2I2＋2H2O__。‎ ‎(3)实验②比实验④溶液颜色深的原因是__‎ 其他条件相同时，HCl是强电解质，其溶液中c(H＋)较醋酸溶液中的大，O2的氧化性较强__。‎ 为进一步探究KI与O2的反应，用上述装置继续进行实验：‎ 序号 烧杯中的液体 ‎5小时后现象 ‎⑤‎ ‎2 mL混有KOH的pH＝8.5的1 mol·L－1 KI溶液＋5滴淀粉溶液 溶液略变蓝 ‎⑥‎ ‎2 mL混有KOH的pH＝10的1 mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液 无明显变化 对于实验⑥的现象，甲同学猜想“pH＝10时O2不能氧化I－”，他设计了下列装置进行实验以验证猜想。‎ ‎(4)烧杯a中的溶液为__pH＝10的KOH溶液__。‎ ‎(5)实验结果表明此猜想不成立。支持该结论的实验现象是：通入O2后，__电流表指针偏转，烧杯b中的溶液逐渐变成蓝色__。‎ ‎(6)乙同学向pH＝10的“KOH－淀粉溶液”中滴加碘水，溶液先变蓝后迅速褪色，经检测褪色后的溶液中含有IO，用离子方程式表示褪色的原因是__3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O__。‎ ‎(7)该小组同学对实验过程进行了整体反思，推测实验①和实验⑥的现象产生的原因分别可能是__中性条件下，O2的氧化性比较弱，短时间内难以生成“一定量”碘单质使溶液颜色发生变化；pH＝10的KOH溶液中I－被氧化生成I2，I2迅速发生歧化反应变为IO和I－__。‎ 解析 (1)对比实验①可知，实验②中溶液变蓝肯定是加入了HCl溶液引起的，但HCl溶液中还有Cl－，无法确定是H＋的影响还是Cl－的影响，因此设计了实验③，加入含Cl－而不含H＋的溶液，以验证Cl－是否影响KI与O2的反应。(3)由实验②和实验④不难看出，二者的不同之处是所加的酸不同，一个是强酸，一个是弱酸，而两种酸的浓度相同，所以两溶液中的c(H＋)不同，则实验现象的差别必然是由c(H＋)的不同引起的，且c(H＋)越大，溶液蓝色越深，说明O2的氧化性随c(H＋)的增大而增强。(4)甲同学设计的是原电池装置，可通过电流表指针是否发生偏转来判断反应是否发生，因此烧杯a中的溶液应是pH＝10的KOH溶液。(5)实验结果表明猜想不成立，说明pH＝10时O2能氧化I－，其中负极上的反应为4I－－4e－===2I2，正极上的反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，因此可看到电流表指针偏转，烧杯b中的溶液逐渐变蓝色。(6)由题中信息可知，I2在KOH溶液中发生了歧化反应，除生成IO外，还生成I－，故反应的离子方程式是3I2＋6OH－===IO＋5I－＋3H2O。‎ ‎4．某实验小组同学依据资料深入探究Fe3＋在水溶液中的行为。‎ 资料：ⅰ.Fe3＋在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe(H2O)6]3＋，[Fe(H2O)6]3＋发生如下水解反应：[Fe(H2O)6]3＋(几乎无色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黄色)＋nH3O＋(n＝1～6)；ⅱ.[FeCl4(H2O)2]－为黄色。‎ 进行实验：‎ ‎[实验Ⅰ]‎ ‎[实验Ⅱ]‎ 分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。‎ ‎(1)实验Ⅰ中，试管②溶液变为无色的原因是__加入HNO3后，c(H＋)增大，导致平衡逆向移动，溶液由黄色变为无色__。‎ ‎(2)实验Ⅰ中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]－有关，支持此结论的实验现象是__试管②、④中加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液变为黄色__。‎ ‎(3)由实验Ⅱ图甲、乙可知：加热时，溶液颜色__变深__(填“变浅”“变深”或“不变”)。‎ ‎(4)由实验Ⅱ可以得出如下结论：‎ ‎[结论一]　FeCl3溶液中存在可逆反应：[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－，得出此结论的理由是__升高或降低相同温度时，FeCl3溶液透光率随温度变化幅度明显大于Fe(NO3)3溶液，说明在FeCl3溶液中存在水合铁离子的水解平衡之外，还存在[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－__。‎ ‎[结论二]　结论一中反应的ΔH__<__0(填“>”或“<”)。‎ ‎(5)实验小组同学重新设计了一个实验证明(4)中结论一，实验方案：取试管①中溶液，__先滴加HNO3，再滴加几滴NaCl溶液，最后测此溶液透光率随温度改变的情况__(请描述必要的实验操作和现象)。‎ 解析 (1)由已知：[Fe(H2O)6]3＋(几乎无色)＋nH2O[Fe(H2O)6－n(OH)n]3－n(黄色)＋nH3O＋，实验Ⅰ中，加入HNO3后，c(H＋)增大，导致此平衡逆向移动，溶液由黄色变为无色。(2)实验Ⅰ中，试管①中为Fe(NO3)3溶液，试管③中为FeCl3溶液，两试管中只有阴离子种类不同，分别加入等量的HNO3后，②中溶液褪色，而④中溶液变为黄色，据此分析可知试管③溶液呈棕黄色与[FeCl4(H2O)2]－有关。(3)由实验Ⅱ图甲、乙可知，温度升高，透光率逐渐减小，说明溶液的颜色逐渐变深。(5)考虑影响平衡[FeCl4(H2O)2]－＋4H2O[Fe(H2O)6]3＋＋4Cl－移动的因素，设计合理实验方案。‎