化学实验综合大题1．（16分）（湖北省三校2020届高三期中联考）次氯酸溶液是常用的消毒剂和漂白剂某学习小组根据需要欲制备浓度不小于0.8mol/L的次氯酸溶液资料1：常温常压下，Cl2O为棕黄色气体，沸点为3.8℃，42 ℃以上会分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水立即反应生成 HClO资料2：将氯气和空气(不参与反应)按体积比1∶3混合通入潮湿的碳酸钠中发生反应2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3，用水吸收Cl2O(不含Cl2)制得次氯酸溶液装置及实验）用以下装置制备次氯酸溶液回答下列问题：（1）各装置的连接顺序为_____→_____→_____→____→E2）装置A中反应的离子方程式是__________________________3）实验中控制氯气与空气体积比的方法是_____________________4）反应过程中，装置B需放在冷水中，其目的是_________________________5）装置E采用棕色圆底烧瓶是因为______________________6）若装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中，其余均溶于装置E的水中，装置E所得500mL次氯酸溶液浓度为0.8mol/L，则至少需要含水8%的碳酸钠的质量为_________g。
7）已知次氯酸可被H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－测定E中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为：用________________准确量取20.00 mL次氯酸溶液，加入足量的________溶液，再加入足量的________溶液，过滤，洗涤，真空干燥，称量沉淀的质量可选用的试剂：H2O2溶液、FeCl2溶液、AgNO3溶液答案】（1）A D B C （2）MnO2 + 4H＋+2Cl－ Mn2＋+ Cl2 ↑+ 2H2O （3）通过观察B中产生气泡的速率调节流速（4）防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解 （5）HClO见光易分解 （6）57.6 （7）酸式滴定管 H2O2 AgNO3 【解析】A装置用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，由D装置饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢气体，与空气形成1：3的混合气体通入B装置，发生反应2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3，防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，装置B需放在冷水中，在搅拌棒的作用下与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O，通入C装置吸收除去Cl2O中的Cl2，并在E装置中用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液，据此分析作答。
1）A装置制备氯气，D装置吸收吸收氯气中的氯化氢气体，与空气形成1：3的混合气体通入B装置，与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O，C装置吸收除去Cl2O中的Cl2，E装置中用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液，所以各装置的连接顺序为A→D→B→C→E；（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，反应方程式为：MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O，对应离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；（3）将氯气和空气(不参与反应)以体积比约1：3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，可通过观察A中产生气泡的速率调节流速，从而控制氯气与空气体积比；（4）由题可知：Cl2O42℃以上会分解生成Cl2和O2，故为防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，装置B需放在冷水中；（5）装置C中使用棕色平底烧瓶可以避光，防止反应生成的HClO见光分解；（6）装置E所得500mL次氯酸溶液浓度为0.8mol/L，n=cv=0.5mol0.8mol/L=0.4mol，Cl2O+H2O2HClO，反应的二氧化氯为0.2mol，装置B中生成的Cl2O气体有20%滞留在E前各装置中，制得的二氧化氯的物质的量为=0.25mol，2Cl2+2Na2CO3+H2O＝Cl2O+2NaCl+2NaHCO3，需碳酸钠的物质的量为0.5mol，质量为0.5mol106g/mol=53g，则至少需要含水8%的碳酸钠的质量为≈57.6g；（7）次氯酸具有酸性和强氧化性，需要选用酸式滴定管盛放；FeCl2溶液中含有氯离子，本实验中需要用硝酸银溶液测定氯离子，干扰了检验结果，故应该选用双氧水，具体实验操作方法是：用酸性滴定管准确量取20.00mL次氯酸溶液，加入足量的H2O2溶液，再加入足量的AgNO3溶液，过滤，洗涤沉淀，在真空干燥箱中干燥，用电子天平称量沉淀质量。
2.（14分）用如图所示装置进行实验完成有关问题：（1）玻璃管E内发生反应的化学方程式为________________2）C的作用是________________3）广口瓶D内盛的试剂是________，此装置的3个主要作用是________________4）从试管E导出的气体成分是________________5）装置F中U形管观察到所收集的物质的颜色状态是________________6）该实验还缺少一个________装置答案】 (1). 2SO2+O22SO3 (2). 作安全瓶、防倒吸 (3). 浓H2SO4 干燥 (4). 使SO2、O2充分混合，通过观察气泡控制SO2、O2的比例 (5). SO2、O2、SO3 (6). 无色固体 (7). 尾气吸收【解析】（1）二氧化硫与氧气在催化剂作用下反应生成三氧化硫，反应的方程式为：2SO2+O22SO3；（2）试管C起安全瓶的作用防止倒吸；（3）由于参加反应的气体应该是干燥的，且为了调节气体的流速，需要通过观察气泡的快慢控制，因此广口瓶中盛放的是浓硫酸，其作用为：干燥气体，使SO2和O2两种气体混合均匀，控制气体的比例和流速；（4）二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫为可逆反应，不能进行到底，所以从试管E导出的气体成分是SO3、SO2、O2；（5）三氧化硫为无色固体，所以装置F中U形管观察到所收集物质的颜色状态为无色固体；（6）剩余二氧化硫气体有毒污染空气，需要用碱溶液吸收，因此该实验还缺少一个尾气吸收装置。
3.（1）在标准状况下，将537.6L氯化氢气体溶于水配成2L溶液,试计算：①该盐酸的物质的量浓度是________②8.7gMnO2与100mL该盐酸反应，求生成的气体在标准状况下的体积________升③向反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，可生成沉淀的物质的量是________2）将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L请回答：①NO的体积为________L，NO2的体积为________L结果保留一位小数)②待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________mol/L③欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，至少需要30%的双氧水________g答案】 (1). 12mol/L (2). 2.24L (3). 1mol (4). 5.8 (5). 5.4 (6). (aV10－3＋0.5)/0.14 (7). 57.8【解析】（1）①氯化氢的物质的量是537.6L22.4L/mol＝24mol，因此该盐酸的物质的量浓度是24mol2L＝12mol/L；②8.7gMnO2的物质的量是8.7g87g/mol＝0.1mol，100mL该盐酸的物质的量是12mol/L0.1L＝1.2mol，根据方程式MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O可知浓盐酸过量，生成氯气是0.1mol，在标准状况下的体积是2.24L。
③向反应后的溶液中加入足量的AgNO3溶液，根据氯离子守恒可知生成氯化银沉淀的物质的量是1.2mol－0.1mol2＝1.0mol2）①铜的物质的量是32.64g64g/mol＝0.51mol，失去电子的物质的量是0.51mol2＝1.02mol混合气体的物质的量是11.2L22.4L/mol＝0.5mol，设NO是xmol、NO2是ymol，则x+y＝0.5、3x+y＝1.02，解得x＝0.26、y＝0.24，所以NO的体积为0.26mol22.4L/mol＝5.8L，NO2的体积为0.24mol22.4L/mol＝5.4L②待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质是硝酸钠，根据钠离子守恒可知硝酸钠的物质的量是0.001aVmol，根据氮原子守恒可知原硝酸的物质的量是0.001aVmol+0.5mol，则硝酸溶液的浓度为(0.001aVmol+0.5mol)/0.14L=(aV＋500)/140 mol/L③使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，这说明NO和NO2失去电子，因此根据电子得失守恒可知双氧水得到的电子就是铜失去的电子，所以需要双氧水的物质的量是1.02mol2＝0.51mol，质量是0.51mol34g/mol＝17.34g，则至少需要30%的双氧水的质量是17.34g0.3＝57.8g。
4．（15分）（攀枝花市2020届高三上学期第一次统考）过氧化钙是一种白色固体，微溶于冷水，不溶于乙醇，化学性质与过氧化钠类似某学习小组设计在碱性环境中利用CaCl2与H2O2反应制取CaO28H2O，装置如图所示：回答下列问题：（1）小组同学查阅文献得知：该实验用质量分数为20%的H2O2溶液最为适宜市售H2O2溶液的质量分数为30%该小组同学用市售H2O2溶液配制约20%的H2O2溶液的过程中，使用的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管外，还有_______________2）仪器X的主要作用除导气外，还具有的作用是_______________3）在冰水浴中进行的原因是_______________4）实验时，在三颈烧瓶中析出CaO28H2O晶体，总反应的离子方程式为_____________________5）反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干获得CaO28H2O下列试剂中，洗涤CaO28H2O的最佳选择是__________A．无水乙醇 B．浓盐酸 C．Na2SO3溶液 D．CaCl2溶液（6）若CaCl2原料中含有Fe3+杂质，Fe3+催化分解H2O2，会使H2O2的利用率明显降低。
反应的机理为：①Fe3+ +H2O2=Fe2++H++HOO②H2O2+X=Y +Z+W（已配平）③Fe2++OH=Fe3++OH-④H+ +OH-=H2O根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为_______________________________________7）过氧化钙可用于长途运输鱼苗，这体现了过氧化钙具有______________________的性质A．与水缓慢反应供氧 B．能吸收鱼苗呼出的CO2气体C．能是水体酸性增强 D．具有强氧化性，可杀菌灭藻（8）将所得CaO28H2O晶体加热到150~160℃，完全脱水后得到过氧化钙样品该小组测定过氧化钙样品中CaO2的纯度的方法是：准确称取0.4000g过氧化钙样品，400℃以上加热至完全分解成CaO和O2(设杂质不产生气体)，得到33.60mL(已换算为标准状况。