2012年2月理科綜合化學(xué)實驗部分（2）
1．（16分）I．某校化學(xué)外小組用硫酸鐵廢液（含少量硫酸銅和稀硫酸），制備硫酸亞鐵晶體并進行如下實驗。制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如下：
請根據(jù)題目要求回答下列問題：
（1）趁熱過濾的目的是 。
（2）結(jié)晶操作過程中應(yīng)控制濾液酸性的原因是 ，結(jié)晶析出晶體后，用____的方法從溶液中得到晶體。
（3）實驗室利用硫酸亞鐵溶液和草酸溶液反應(yīng)生成草酸亞鐵沉淀制備草酸亞鐵。寫出該反應(yīng)的離子方程式___ 。
Ⅱ．草酸亞鐵晶體（FeC2O2•2H2O，相對分子質(zhì)量180）受熱易分解，某外小組設(shè)計如下圖的實驗裝置檢驗其分解產(chǎn)物。
（4）該裝置中明顯不合理的部分是____（填字母），原因是____ 。
（5）寫出B、C處的現(xiàn)象 。
（6）當72.0g FeC2O4•2H2O完全反應(yīng)后，殘留固體混合物質(zhì)量為27.2g，無水硫酸銅增重14. 4g，C裝置增重22.Og。求殘留混合物的成分和物質(zhì)的量 。（假設(shè)每個實驗裝置的藥品足量，氣體被充分吸收）
25．（16分）黃鐵礦（主要成分為FeS2）是我國大多數(shù)硫酸廠制取硫酸的主要原料。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組對某黃鐵礦石進行如下實驗探究。
[實驗一]測定硫元素的含量。
Ⅰ、將1 g該黃鐵礦樣品放入如下圖所示裝置（夾持和加熱裝置省略）的石英管中，從a處不斷地緩緩?fù)ㄈ肟諝�，高溫灼燒石英管中的黃鐵礦樣品至反應(yīng)完全。石英管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeS2 + 11O2 ===== 2Fe2O3 + 8SO2
Ⅱ、反應(yīng)結(jié)束后，將乙瓶中的溶液進行如下處理：
[實驗二]測定鐵元素的含量。
III、測定鐵元素含量的實驗步驟如圖所示。
問題討論：
（1）I中，甲瓶內(nèi)所盛試劑是____溶液。乙瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。
（2）II中，乙瓶加入H2O2溶液時反應(yīng)的離子方程式為_____________________。
（3）該黃鐵礦中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為_______________________。
（4）III的步驟③中，需要用到的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還有____________________________________________。
（5）III的步驟④中，表示滴定已達終點的現(xiàn)象是
（6）Ⅲ的步驟④進行了三次平行實驗，測得消耗KnO4溶液體積分別為24．98L、24．80L、25．02L（KnO4被還原為n2+）。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出該黃鐵礦樣品鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為 。
3．（15分）某化學(xué)興趣小組用如下裝置模擬工業(yè)制備造紙原料BaSO3，并測定產(chǎn)品純度。
（1）圖1燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
（2）甲同學(xué)觀察到圖1試管中出現(xiàn)白色沉淀，該白色沉淀可能含有①BaSO2② 。
實驗一：探究白色沉淀的成分
（3）設(shè)計如下實驗方案：
實驗步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：用適量白色沉淀于試管中，加入少量蒸餾水，滴加幾滴品紅溶液白色沉淀不溶解，溶液呈紅色。
步驟2：往上述試管中滴加足量 ，充分振蕩。若 ，則含有②。
實驗二：測定產(chǎn)品純度
（4）取白色沉沉wg于圖2裝置的試管，在分液漏斗中加入 （可從稀鹽酸、稀硝酸、稀NaOH溶液中選擇一種）。實驗后，測得C裝置增重g，根據(jù)此實驗數(shù)據(jù)可計算出白色沉淀中BaSO2的質(zhì)量分數(shù)為 （用含、w的式子表示）。本測定方案有缺陷，請指出本方案的缺點及其對實驗結(jié)果的可能影響，
答 。
（5）為制備純凈的BaSO2，請設(shè)計改進圖1裝置的實驗方案。答 。
4．（14分）CuSO4溶液是中學(xué)化學(xué)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的一種試劑。
（1）某同學(xué)配置CuSO4溶液時，向盛有一定量硫酸銅晶體的燒杯中加入適量的蒸餾水，并不斷攪拌，結(jié)果得到懸濁液。他認為是固體沒有完全溶解，于是對懸濁液加熱，結(jié)果發(fā)現(xiàn)渾濁更明顯了，原因是 ，最后，他向燒杯中加入了一定量的 溶液，得到了澄清的CuSO4溶液。
（2）該同學(xué)利用制得的CuSO4溶液，進行以下實驗探究。
①圖一是根據(jù)反應(yīng)Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 設(shè)計成的鋅銅原電池。
溶液甲是 （填“ZnSO4”或“CuSO4”）溶液；Cu極的電極反應(yīng)式是 。
②圖二中，Ⅰ是甲烷燃料電池（溶液為KOH溶液）的結(jié)構(gòu)示意圖，該同學(xué)想在Ⅱ中實現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是 （填“CH4”或“O2”），a處
電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是 。
（3）將藍礬（CuSO4•5H2O）、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波爾多液（殺菌劑），其 有效成分為難溶的堿式硫酸銅[xCuSO4 •yCu（OH）2]。為測定某堿式硫酸銅的組成進行了如下實驗：取等質(zhì)量的堿式硫酸銅樣品兩份，一份滴加稀鹽酸至恰好完全溶解，另一份高溫灼燒后只得到CuO固體。所得數(shù)據(jù)顯示n（HCl）?n（CuO）＝3?2，則該堿式硫酸銅的化學(xué)式中x?y= 。
28．（15分）為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某小組進行了以下探究活動：
[探究一]
（1）稱取鐵釘（碳素鋼）12．0g放入30．0L濃硫酸中，加熱，充分應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。
①甲同學(xué)認為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要確認其中是否含有Fe2+，應(yīng)選擇加入的試劑為____ （選填序號）。
a．KSCN溶液和氯水 b．鐵粉和KSCN溶液
c．濃氨水 d．酸性KnO4溶液
②乙同學(xué)取672 L（標準狀況）氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生反應(yīng)：
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當操作后得到干燥固體4．66g。據(jù)此推知氣體Y 中SO2的體積分數(shù)為____ 。（相對原子質(zhì)量：O—16 S—32 Ba—137）
[探究二]
分析上述實驗中SO2體積分數(shù)的結(jié)果，丙同學(xué)認為氣體Y中還可能含量有H2和CO2氣體。為此設(shè)計了下列探究實驗裝置（圖中夾持儀器省略）。
（2）寫出產(chǎn)生CO2的化學(xué)方程式___ _。
（3）裝置A中試劑的作用是____ 。
（4）簡述確認氣體Y中含有CO2的實驗現(xiàn)象 。
（5）如果氣體Y中含有H2，預(yù)計實驗現(xiàn)象應(yīng)是 。
參考答案
1．（16分）（1）防止硫酸亞鐵晶體析出。（2分）
（2）抑制Fe2+水解（2分）過濾（2分）
（3）Fe2++H2C2O4—FeC2O4↓+2H+（2分）
（4）A（1分）生成的水倒流入試管，使試管炸裂（1分）
（5）B處變藍，（1分）C處有白色沉淀出現(xiàn)（1分）
（6）0.1olFe （2分） 0.3ol FeO（2分）
2．（16分）
（1）氫氧化鈉（或氫氧化鉀） （2分）
SO2+2OH—=SO32—+H2O；（2SO32—+O2=2SO42—未寫不扣分）（3分）
（2）SO32—+H2O2===SO42—+H2O （3分）
（3） （2分）
（4）250l容量瓶（2分）
（5）最后一滴高錳酸鉀溶液滴入時，溶液顏色突變?yōu)樽仙�，且�?0s內(nèi)不變色。（2分）
（6） 或 或其它合理答案（2分）
3．（15分）
（1）Na2SO3+H2SO4(濃) =Na2SO4+SO2↑（2分）
（2）B2SO4（2分）
（3）稀HCl（或稀鹽酸）（2分） 沉淀不完全溶解（2分）
（4）稀鹽酸（1分）217 64W （2分）
因為鹽酸揮發(fā)出HCl氣體被C裝置中堿石灰吸收，可能導(dǎo)致結(jié)果偏大；
因為SO¬2氣體沒有被完全吸收（部分SO¬2殘留 在裝置中或SO2溶速過快沒有和C裝置中堿石灰完全反應(yīng)等），可能導(dǎo)致結(jié)果偏小。（2分，兩種結(jié)果都可以得分）
（5）先從燒瓶的左邊滴入N2（H2、CO2，惰性氣全均可）排除裝置中的空氣（2分）
4．（14分）（1）Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+ △H>0，加熱促進了Cu2+水解，生成了更多的難溶物Cu(OH)2
H2SO4
（2）①ZnSO4
Cu2++2e-=Cu
②O2
CH4－8e—+10OH—=CO +7H2O
(3)1:3
5．（15分）（1）①d （1分） ②66．7%（或其它合理答案）（2分）
（2） C＋H2SO4（濃） =====△ CO2↑＋SO2↑＋2H2O（3分）
（3）除去混合氣體中的SO2（3分）
（4）C中澄清的石灰水變渾濁（3分）
（5）E中固體由黑變紅和F中固體由白變藍（3分）
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