③消耗盐酸的物质的量是0.1980×V×103mol,所以25.00ml溶液中含有Ba(OH)2
-
0.1980?V?10?3mol,所以w克试样中Ba(OH)2的质量是的物质的量是
20.1980?V?10?3250??315g225,
故
Ba(OH)2·8H2O
的
质
量
分
数
250?0.1980?10?3?315?V?100%。 =
2?25.00?w(4)若配制1L1.0 mol?L-1Ba(OH)2溶液,则溶液中溶解的Ba(OH)2·8H2O的质量是315g,所以此时的溶解度约是
3158H2O是3.9 ?100?31.5 g/100g H2O,而在常温下Ba(OH)2·
1000g/100g H2O,显然不可能配制出1.0 mol?L-1Ba(OH)2溶液。
答案:(1)由于Ba(OH)2·8H2O与收空气中的CO2反,所取试剂大部分已变质为BaCO3,未变质的Ba(OH)2·8H2O在配制溶液时能全部溶解。
(2)
实验步骤 步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀。 出现白色沉淀,说明该步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。 步骤3:取适量步骤1中的沉淀于是试管中,滴加稀盐酸,连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。 步骤4:取步骤1中的滤液于烧杯中,用pH计测定其pH值。 (3)①搅拌溶解 250ml容量瓶中 ②0.1980
试剂中有Ba2+存在 澄清石灰水变混浊。说明该试剂中含有BaCO3 PH值明显大于9.6,说明该试剂中含有Ba(OH)2。 预期现象和结论 250?0.1980?10?3?315?V?100% ③
2?25.00?w(4)不能。
19.(2011山东高考30,14分)实验室以含有Ca2、Mg2、Cl、SO42、Br等离子
+
+
-
-
-
的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2,流程如下:
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(1)操作Ⅰ使用的试剂是 ,所用主要仪器的名称是 。 (2)加入溶液W的目的是 。用CaO调节溶液Y的pH,可以除去Mg2。由
+
表中数据可知,理论上可选择pH最大范围是 。酸化溶液Z时,使用的试剂为 。
Mg2 +开始沉淀时的pH 9.6 12.2 沉淀完全时的pH 11.0 c(OH)=1.8mol·L1 --Ca2 + (3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体,下列装置中合理的是 。
?3?2(4)常温下,H2SO3的电离常数Ka1?1.2?10,Ka2?6.3?10,H2CO3的电离?11?7常数Ka1?4.5?10,Ka2?4.7?10。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:
将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于 。
设计合理实验验证
2SO3
酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结
论)。 。仪器器自选。
供选的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、KMnO4、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4 溶液、品红溶液、pH试纸。
解析:本题主要考察常见的基本实验操作、仪器的使用、离子的除杂和实验方案设计,
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综合性强。
(1)氯气具有强氧化性,通入氯气后可以将溶液中的Br氧化溴单质,因为单质溴极易溶于有机溶剂,所以可以采用萃取的方法,萃取的主要仪器是分液漏斗。由流程图可知单质溴在下层,因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水,所以该试剂是CCl4;
(2)由于SO42会与Ca2结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备,因此必需除
-
+
-
去;由表中数据可知pH大于11时Mg2沉淀完全,pH大于12.2时,Ca2开始沉淀,所以
+
+
理论上可选择pH最大范围是11.0≤pH<12.2;因为不能引入新的杂质,所以酸化溶液Z时,使用的试剂应该为盐酸。
(3)实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热,由于盐酸易挥发,因此在收集之前需要出去挥发出HCl气体,因为CO2的密度大于空气中的,所以采用向上排空气发收集CO2气体。若采用长颈漏斗时,长颈漏斗的下端必需插入到溶液中,以防止CO2气体从长颈漏斗中挥发出来,因此选项b、d正确。
(4)H2SO3和H2CO3均属于二元酸,要想通过比较二者的pH来验证二者的酸性强弱,必需使二者的浓度相同,但是SO2和CO2气体溶于水后的饱和溶液其浓度显然不相等(因为二者的溶解度不同),所以该实验设计不正确;要检验酸性强弱,可以采用多种方法,例如利用水解原理(酸越弱相应的强碱盐就越易水解),也可以利用较强的酸制取较弱的酸来检验。由于SO2和CO2气体均可以使饱和石灰水编混浊,所以CO2气体在通入饱和石灰水之前必需除去CO2气体中混有的SO2气体。
答案:(1)四氯化碳;分液漏斗
(2)除去溶液中的SO42;11.0≤pH<12.2;盐酸
-
(3)b、d
(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等;参考方案如下:
方案一:配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液,用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH。前者的pH小于后者,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案二:将SO2气体依次通过NaHCO3(Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变混浊,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案三:将CO2气体依次通过NaHSO3(Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
20.(2011天津,18分)某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
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CO的制备原理:HCOOH图)
浓硫酸 △ CO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如下
请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学方程式: , 。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是 , ;
C和d中承装的试剂分别是 , 。若用以上装置制备H2, 气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是 ;在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,..混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号)
①饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是______________。
a. 低温、高压、催化剂 b. 适当的温度、高压、催化剂 c. 常温、常压、催化剂 d. 适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品,为纯化1—丁醇,该小组
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查阅文献得知:①R—CHO+NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,1—丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:
试剂1为_________,操作1为________,操作2为_______,操作3为_______。 解析:(1)氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备,氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气,方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;2-丙醇通过消去反应即到达丙烯,方程式为: (CH3)2CHOH
催化剂 △ CH2=CHCH3↑+H2O;
(2)甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO,由于甲酸易挥发,产生的CO中必然会混有甲酸,所以在收集之前需要除去甲酸,可以利用NaOH溶液吸收甲酸。又因为甲酸易溶于水,所以必需防止液体倒流,即b的作用是防止倒吸,最后通过浓硫酸干燥CO。为了使产生的气体能顺利的从发生装置中排出,就必需保持压强一致,因此a的作用是保持恒压;若用以上装置制备氢气,就不再需要加热,所以此时发生装置中的玻璃仪器名称是分液漏斗和蒸馏烧瓶;氢气密度小于空气的,因此要收集干燥的氢气,就只能用向下排空气法,而不能用排水法收集;
(3)检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液,检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水,检验CO2可以石灰水,检验水蒸气可以无水CuSO4,所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序。只要通过溶液,就会产生水蒸气,因此先检验水蒸气;然后检验SO2并在检验之后除去SO2,除SO2可以用饱和Na2SO3溶液,最后检验CO2和丙烯,因此顺序为④⑤①②③(或④⑤①③②);
(4)由于反应是一个体积减小的可逆反应,所以采用高压,有利于增大反应速率和提高原料气的转化率;正向反应是放热反应,虽然低温有利于提高原料气的转化率,但不利于增大反应速率,因此要采用适当的温度;催化剂不能提高原料气的转化率,但有利于增大反应速率,缩短到达平衡所需要的时间,故正确所选项是b;
(5)粗品中含有正丁醛,根据所给的信息利用饱和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通过过滤即可除去;由于饱和NaHSO3溶液是过量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1—丁醇。因为1—丁醇,和乙醚的沸点相差很大,因此可以利用蒸馏将其分离开。
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