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仪器使用与实验安全专题测试2

仪器使用与实验安全专题测试

二、综合题

21.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,易溶于水,无以溶于乙醇,是制取负载型活性铁催化剂的主要原料。实验室用莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]制取K3[Fe(C2O4)3]·3H2O具体流程如图:


回答下列问题:

(1)步骤②滴加过量6%H2O2,分解红褐色胶状沉淀,该反应的化学方程式为________。生成的溶解不易过滤,过滤前必须的操作是________。

(2)步骤③将Fe(OH)3重新加入到KHC2O4溶液中,水浴加热,控制pH为3.5-4,若pH偏高不应加入适量________(填“H2C2O4”或“K2C2O4”)。

(3)步骤④的操作是________、过滤。得到的晶体依次用少量冰水、95%乙醇洗净,用95%乙醇洗净的目的是________。

(4)测量K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中铁的含量。

①秤mg样品于锥形瓶中,溶解后加熟H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液指示剂至终点。指示剂反应的氧化产物为________。指示剂时,盛放高锰酸钾溶液的仪器是________(“酸式”或“碱式”)滴定管。

②向上述溶液中重新加入过量锌粉至将铁元素全部还原为Fe2+后,过滤器、洗净,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液指示剂至终点,消耗KMnO4溶液VmL。该样品中铁的质量分数的表达式为________。

22.芳香族羧酸通常用芳香烃的水解来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在反感水解时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的水解反应制取苯甲酸。反应原理:


反应试剂、产物的物理常数:


主要实验装置和流程如下:

右图回流搅拌装置


下图抽滤装置


实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时,反应一段时间,再暂停反应,按如下流程分离出苯甲酸和重复使用未反应的甲苯。


(1)无色液体A的结构简式为________。操作者Ⅱ为________。

(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再重新加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是________。

(3)下列关于仪器的装配或者用于准确的是__________。

A.抽滤可以加快过滤器速度,得到较干燥的沉淀B.加装电动搅拌器时,搅拌器下端无法与三颈烧瓶底、温度计等接触C.回流加热装置不应使用直接加热的方法D.冷凝管中水的流向是下进上出

(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先重新加入________,分液,水层再加入________,然后抽滤,潮湿即可得到苯甲酸。

(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml溶液,所取其中25.00ml溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为________。

23.

(1)I.图I表示10mL量筒中液面的方位,A与B,B与C刻度间差距1mL,如果刻度A为4,则量筒中液体的体积是①,由于摆放方位不当读数时俯视,朗读的数值为②则①②的正确数值为___________


A.①3.2mL、②小于3.2mL B.①4.8mL、②大于4.8mLC.①3.2mL、②大于3.2mL D.①4.8mL、②大于4.8mL

(2)实验室须要提炼1mol·L-1的NaOH溶液200mL,在用托盘天平称取NaOH固体时,天平读数为________填代号,下同)。

A.大于8.0g B.大于8.0g C.8.0g

(3)II.回应溶液浓度的方法通常有两种;溶液中溶质的质量分数(W)和物质的量浓度 (c),因此在配制溶液时,根据不同的需要,有不同的配制方法。请求完成下列填空题。

用10%(密度为1.01g/cm3)的氢氧化钠溶液提炼成27.5g 2%的氢氧化钠溶液。

①计算出来:需________g 10%(密度为1.01g/cm3)的氢氧化钠溶液

②量取:用________mL量筒量取10%的氢氧化钠溶液

(4)把98%(密度为1.84g/cm3)的浓硫酸溶解成2mol/L的稀硫酸100mL,回答下列问题:

①需要量取浓硫酸________ mL

②下列实验操作者使提炼的溶液浓度偏的是________

A.容量瓶洗净后未干燥

B.量所取溶液时,直视刻度线

C.取出试剂瓶时,有少量溶液溅出

D.没洗涤烧杯和玻璃棒

E.定容时,煮沸不慎超出刻度线,又倒出一些

24.自来水中氯离子的测定对人体健康有重要意义,实验室常用莫尔法测定水体中氯离子含量。实验过程如下:向水样中重新加入K2CrO4 (黄色) 溶液作指示剂,用AgNO3溶液滴定至终点。已知:Ag2CrO4为不溶于水的砖红色沉淀;常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10, Ksp(Ag2CrO4)= 1.8×10-12。

回答下列问题:

(1)指示剂时,不应用于________(填“酸式”或“碱式”) 滴定管,原因是________。

(2)水样应调至中性或弱碱性,强酸性时加入K2CrO4溶液发生反应的离子方程式是________。

(3)滴定超过终点的标志是________。

(4)实验过程中测得数据如下表格:


计算出来水样中氯离子的含量为________mg/L(保有2位小数)

(5)指示剂结束后:

①当溶液中的残余c(Cl-)=1.8×10-5mol/L,则此时溶液中c(CrO42-)=________。

②未知2AgCl+ CrO42- 2Cl-+Ag2CrO4,计算出该反应的平衡常数为________。

(6)下列情况会导致实验测定结果偏高的是____________。(堆标号)

A.锥形瓶洗净后未干燥B.指示剂前,未用于标准液润浸滴定管C.酸式滴定管指示剂前直视读数,滴定后俯瞰读数D.酸式滴定管指示剂前尖嘴部分充满溶液,指示剂完结时滴定管尖嘴有气泡


参考答案

21.【答案】(1)2Fe(OH)2+H2O2=2Fe(OH)3;浸泡(2)H2C2O4(3)蒸发浓缩、冷却结晶;除去晶体表面的水分(4)CO2;酸式;

【解析】(1)步骤②滴加过量6%H2O2,将Fe(OH)2水解为Fe(OH)3红褐色胶状沉淀,该反应的化学方程式为2Fe(OH)2+H2O2=2Fe(OH)3。分解的溶解呈圆形胶状,容易过滤,过滤器前必须加热浸泡以破坏其胶状结构,操作是煮沸。答案为:2Fe(OH)2+H2O2=2Fe(OH)3;煮沸;(2)步骤③若pH偏高,则不应加酸将pH降低,所以不应加入适量H2C2O4。答案为:H2C2O4;(3)步骤④就是指溶液中提取溶质,操作是冷却浓缩、冷却结晶、过滤。获得的晶体依次用少量冰水、95%乙醇洗净,因结晶水合物加热不易丧失结晶水,所以用95%乙醇洗净,目的是除去晶体表面的水分,防止晶体加热丧失结晶水。答案为:蒸发浓缩、加热结晶;除去晶体表面的水分;(4)①滴定时,H2C2O4被水解生成CO2,反应的水解产物为CO2。指示剂时,因高锰酸钾会生锈橡皮管,所以盛放高锰酸钾溶液的仪器是酸式滴定管。答案为:CO2;酸式;②Fe3+被Zn还原为Fe2+, Fe2+被KMnO4水解分解Fe3+,关系式为5Fe3+——5Fe2+——KMnO4,则n(Fe3+)=cmol·L-1×V×10-3L×5=5×10-3cVmol,该样品中铁的质量分数的表达式为


(2)除去未反应的高锰酸钾氧化剂,否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化,产生氯气(3)A,B,D(4)NaOH溶液;浓盐酸酸化(5)96%

【解析】(1)融合操作者目的,分析流程知:对反应后的溶液过滤器除去生成的MnO2,滤液经分液所得有机层含有末反应的甲苯,水层所含分解的苯甲酸钾及其它可溶性物质。有机层经干燥剂干燥、过滤器后,再经操作者II获得的无色液体A有误甲苯。操作II为蒸馏。(2)滤液呈圆形紫色,证明高锰酸钾有剩下,又因为高锰酸钾会与浓盐酸反应产生氯气,所以不应先加KHSO4除去末反应的高锰酸钾,再加美浓盐酸酸化。(3) A、抽滤可以加快过滤速度,获得较干燥的沉淀;故A正确。

B、安装电动搅拌器时,搅拌棒下端无法与三颈烧瓶底、温度计等接触;故B准确。

C、三颈烧瓶无法必要冷却;故C错误。D冷凝管中水的流向应是下进上出。故D准确。(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯时,先加入NaOH溶液,使苯甲酸转化成为可溶性的苯甲酸钠水溶液水,再经分液操作,将甲苯(有机层)除去,然后用浓盐酸把可溶性的苯甲酸钠转化为苯甲酸。(5)根据关系式:


23.【答案】(1)C(2)A(3)5.5;10(4)10.9;B

【解析】I.(1)量筒的刻度线自上而下是递减的,所以如果刻度A为4,则B的读数就是3.2mL,因此量筒中液体的体积①是3.2mL;由于放置位置不当读数时俯瞰,则读数稍大,②大于3.2mL,

故答案为:C;(2)200mL 1molL-1 NaOH溶液中所含溶质氢氧化钠的物质的量为:1mol/L×0.2L=0.2mol,需要氢氧化钠的质量为:40g/mol×0.2mol=8.0g;但用架上天平秤氢氧化钠时必须放到小烧杯中或玻璃片上称量,故质量应当大于8.0g,


②A、容量瓶洗涤后未干燥,不影响溶液配制,对浓度无影响,选项A不选;

B、量取溶液时,仰视刻度线,所所取浓硫酸的量偏多,配上得溶液浓度偏高,选项B中选;

C.取出试剂瓶时,有少量溶液溅出,溶质的量减少,所配得溶液浓度偏高,选项C不选;

D.没有洗净烧杯和玻璃棒,溶质的量减少,所配溶液的浓度偏高,选项D不选;E.定容时,煮沸不慎远超过刻度线,又杯子一些,则水加多了,所配溶液浓度偏低,选项E不选;

故答案为:B。

24.【答案】(1)酸式;AgNO3溶液水解呈酸性

(3)滴加最后一滴AgNO3溶液时,白色溶解(混浊)恰好变为砖红色,且半分钟不变回原色(4)14.20(5)1.8×10-2mol/L;1.8×10-8(6)C,D

【解析】(1)AgNO3为强酸弱碱盐,水解使溶液呈酸性,必须鲜花于酸式滴定管中。故答案为:酸式、硝酸银溶液水解呈酸性。(2)K2CrO4与H+不会再次发生可逆反应:

所以水样应调至中性或弱碱性。(3)当Cl-恰好沉淀完全时,再滴加一滴硝酸银溶液,Ag+ 与CrO 42-生成Ag2CrO4溶解,白色沉淀变成砖红色溶解,且30s内不变黄。故答案为:滴加最后一滴AgNO3溶液时,白色沉淀(混浊)恰好变为砖红色,且半分钟不变回原色。(4)第1组硝酸银溶液体积的数据与第2组和第3两组比起,误差较大,舍弃第1组数据,用第2组和第3两组数据的平均值计算出来。消耗的硝酸银溶液的体积的平均值为(3.99+4.01)×10-3L/2=4×10-3L,n(Cl-)=n(Ag+)=4×10-3L×0.001mol/L=4×10-6mol,m(Cl-)=4×106×35.5×103mg=142×10-3mg,水样中氯离子的含量为142×10-3mg÷(10×10-3L)=14.20 mg/L。(5)①Ag+浓度相等,根据c(Cl-)×c(Ag +)=1.8×10-10, c(CrO42-)×c2(Ag +)=1.8×10-12,解得c(CrO42-)=1.8×10-2mol/L;

平衡常数K=c2(Cl-)/c(CrO42-)=c2(Cl-)×c2(Ag +)/c(CrO42-)×c2(Ag+)=[ Ksp(AgCl)]2/ Ksp(Ag2CrO4)= (1.8×10-10)2/(1.8×10-12)=1.8×10-8。(6)锥形瓶洗涤后不需要干燥,对测量结果无影响;指示剂前,未用于标准液润浸滴定管,标准液浓度变小,所消耗标准液体乘积偏大,结果稍大;酸式滴定管滴定前直视读数,滴定后俯视读数,导致读数偏小,结果偏低;酸式滴定管滴定前尖嘴部分充满著溶液,指示剂结束时滴定管尖嘴有气泡,有部分液体未释放出,所耗标准液体乘积偏小,结果偏高。所以造成实验测量结果偏高的是CD。


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来源:购买工业用盐  更新时间:2021-09-07  【打印此页】  【关闭