高中化学盐类水解的应用实验题

(15分)酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式。
I、SnSO₄是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业，其制备路线如下：

回答下列问题：
（1）SnCl₂用盐酸而不用水直接溶解的原因是      ，
（2）加入Sn粉的作用是             。
（3）反应A生成的沉淀为SnO，写出该反应的化学方程式：                       。
（4）反应B硫酸的作用之一是控制溶液的pH，若溶液中c(Sn²⁺)=1.0mol·L^-1，则应控制溶液pH         。已知：Ksp[Sn(OH)₂]=1.0×10^—26。
（5）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，试写出发生反应的离子方程式：                。
II、金属Sn的制备——以锡石SnO₂为原料，用足量的焦炭作还原剂，在高温下可制得粗锡
（6）该反应的化学方程式为________________________________________。
（7）已知锡与碳同族，粗锡经电解精炼可得纯锡，精炼时的阴极反应式为___________________。

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O俗名摩尔盐，价格便宜，可用来净水或治疗缺铁性贫血等，是一种重要的化工原料。
（1）摩尔盐的水溶液呈       色。
（2）c(Fe²⁺)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较，物质的量浓度较大的是         。
（3）甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如下图：
。
从上图推断甲同学想通过测定   计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于      。
（4）乙同学在甲同学的基础上做了改进，其实验装置如下图：
。
则B与C中的试剂分别是            和            。C中干燥管的作用是                    。乙同学称取了 10.0g的摩尔盐样品，若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重 0.68g，则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为   %（答案精确到小数点后第一位）。

用下图所示实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是

A．制氨气时，用装置①吸收尾气

B．按装置②所示的气流方向收集NH3等

C．用图③所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体

D．用图④所示装置分离CCl4萃取碘水后的混合液

某研究小组进行Mg(OH)₂沉淀溶解和生成的实验探究。
向2支盛有1 mL 1 mol/L的MgCl₂溶液中各加入10滴2 mol/L NaOH，制得等量Mg(OH)₂沉淀；然后分别向其中加入不同试剂，记录实验现象如下表：

实验序号	加入试剂	实验现象
Ⅰ	4 mL 2mol/LNH4Cl 溶液	沉淀溶解
Ⅱ	4 mL蒸馏水	沉淀不溶解

（1）测得实验Ⅰ中所用NH₄Cl溶液显酸性（pH约为4.5），用离子方程式解释其显酸性的原因                                         。
（2）同学们猜测实验Ⅰ中沉淀溶解的原因有两种：
猜想1：氢氧化镁电离出OH^-离子，与氯化铵电离出来的铵根离子反应生成氨水.
猜想2：                                                                  。
（3）为验证猜想，又设计了以下实验

序号	实验内容	结 果
1	测定醋酸铵溶液的pH	pH约为7，溶液呈中性
2	取少量的相同质量的氢氧化镁分别盛放在试管中，分别向其中滴加醋酸铵溶液和氯化铵溶液	固体均溶解

①用醋酸铵溶液与氢氧化镁反应的原因是                                    。
②实验证明猜想正确的是      （填“1”或“2”）。
（4）实验Ⅱ观察到沉淀不溶解。该实验的目的是                                。

中学化学常见的滴定法包括中和滴定法、氧化还原反应滴定法等。
（1）探究小组甲用酸性KMnO₄溶液滴定某补血剂[主要成分硫酸亚铁晶体(FeSO₄•7H₂O)]中铁元素的含量。
①下列滴定装置中（夹持部分略去），最合理的是：         （填字母序号）。

②实验前，首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性KMnO₄溶液250mL，配制时需要的仪器除托盘天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、量筒外，还需要             （填仪器名称）。
③该小组拟在同浓度的FeSO₄溶液中，探究酸性KMnO₄溶液浓度对Fe²⁺被氧化时反应速率的影响。限选试剂与仪器：0．10mol∙L^-1FeSO₄、0．02mol∙L^-1酸性KMnO₄、蒸馏水、锥形瓶、试管、胶头滴管、量筒、秒表。参照下表格式，完成实验表格（列出所选试剂体积和数据；数据用字母表示）。

物理量 实验序号	V[0．10mol∙L^-1FeSO4] /mL			KMnO4溶液褪色所需时间t/s
1	a			t1
2	a			t2

（2）常温下，探究小组乙将0．1 mol·L^-1盐酸滴入20 mL 0．1 mol·L^-1氨水中，溶液的pH随加入盐酸体积的变化曲线如右图所示。

①a点处假设溶液的pH=10，则该点处由水电离产生的c(OH^－)=                    。
②b点处溶液中c (Cl^－)         c (NH₄⁺)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③取c点时的饱和溶液并向其加入水玻璃（硅酸钠水溶液），振荡、静置。写出实验现象并用必要的文字和相关离子方程式给予解释：                                  。
④d点所示溶液中离子浓度由大到小的排序是                                     。

(16分)草酸(H₂C₂O₄)是一种二元弱酸，部分性质如下：能溶于水，易溶于乙醇；大约在175℃升华(175℃以上分解生成H₂O、CO₂和CO)；H₂C₂O₄＋Ca(OH)₂＝CaC₂O₄↓＋2H₂O。现用H₂C₂O₄进行如下实验：
(一) 探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO，A、B、C中所加入的试剂分别是：

A、乙醇  B、               C、NaOH溶液。
（1）B中盛装的试剂          (填化学式)
（2）A中加入乙醇的目的是                                             。
(二) 探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H₂C₂O₄·2H₂O)加入到100ml 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈碱性，其原因是                              (用离子方程式表示)。
(三) 用酸性KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理：  MnO₄^－ ＋    H₂C₂O₄＋          ＝    Mn^2＋ ＋    CO₂↑＋    H₂O
（1）配平上述离子方程式。
（2）滴定时KMnO₄溶液应盛装于            (填 “酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素

实验组别	c(H2C2O4) /(mol/L)	V(H2C2O4) /ml	c(KMnO4) /(mol/L)	V(KMnO4) /ml	c(H2SO4) /(mol/L)	褪色所需时间	实验 目的
1	0.2	2	0.0025	4	0.12	6＇55＇＇	(a)
0.2	2	0.005	4	0.12	5＇17＇＇
0.2	2	0.01	4	0.12	3＇20＇＇
0.2	2	0.02	4	0.12	9＇05＇＇
0.2	2	0.03	4	0.12	11＇33＇＇
0.2	2	0.04	4	0.12	14＇20＇＇

下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据：
请回答：
（1）实验目的(a)是                  ；
（2）根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO₄溶液浓度的变化关系图像；

（3）若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO₄而不选MnCl₂作为催化剂，其原因是                                   。

某同学设计了如下实验探究盐的水解反应规律。
（1）向碳酸钠溶液中滴入几滴酚酞试液，溶液呈红色，用离子方程式表示其原因：
                                         
（2）用pH试纸测得硫酸铝溶液的pH为3，用离子方程式表示硫酸铝溶液呈酸性的原因：                                           ；
简述测定该溶液的pH的操作方法是：                                        
（3）将硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合，可观察到的现象是生成无色气体和絮状沉淀，写出该反应的离子方程式:                                                         

硫铁矿烧渣的主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄，以及少量SiO₂、Al₂O₃等。由硫铁矿烧渣制备铁红（Fe₂O₃）的一种工艺流程如下：

已知：还原焙烧时，大部分Fe₂O₃、Fe₃O₄转化为FeO。
几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示：

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2+	7.6	9.7
Fe^3+	2.7	3.7
Al^3+	3.8	4.7

（1）“酸浸、过滤”步骤中所得滤液中的金属阳离子有（填离子符号）                。
（2）Fe粉除调pH外，另一个作用是           ；Fe粉调节溶液的pH为          。
（3）“沉淀、过滤”步骤中生成FeCO₃的离子方程式为                               ；
所得滤液的主要溶质是（填化学式）               。
（4）高温条件下，“氧化”步骤中发生反应的化学方程式为                              。

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1．9	7．0	4．7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3．2	9．0	6．7

请回答下列问题：
（1）加入氧化剂的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 
（2）最适合作氧化剂X的是　　　　　。 
A．K₂Cr₂O₇   B．NaClO                        C．H₂O₂  D．KMnO₄
（3）加入的物质Y是　　　　　。 
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?　　　　(填“能”或“不能”)。若不能，试解释原因　　　　　　　　　　。 
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?　　　　(填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?　　　　　　　　　　。 
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

浅绿色的硫酸亚铁铵晶体【又名莫尔盐(NH₄)₂SO₄•FeSO₄•6H₂O】比绿矾（FeSO₄•7H₂O ）更稳定，常用于定量分析。莫尔盐的一种实验室制法如下：

（1）向废铁屑中加入稀硫酸后，并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤，其目的是_________________；证明溶液A不含Fe³⁺离子的最佳试剂是_______________（填序号字母）。
a．酚酞溶液     b．KSCN溶液     c．烧碱溶液     d．KMnO₄溶液
操作I的步骤是：加热蒸发、___________、过滤。
（2）浓度均为0．1mol·L^-1莫尔盐溶液和（NH₄）₂SO₄溶液，c（NH₄⁺）前者大于后者，原因是______。
（3）用托盘天平称量（NH₄）₂SO₄晶体，晶体要放在天平_______（填“左”“右”）盘。
（4）从下列装置中选取必要的装置制取（NH₄）₂SO₄溶液，连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a接__________；__________接__________。

将装置C中两种液体分离开的操作名称是_________。装置D的作用是_______________。

某研究性学习小组利用手持技术探究强碱和不同的酸中和反应的过程如下：
（1）实验步骤：
① 分别配制浓度均为0.1mol·L^-1的NaOH、HC1、CH₃ COOH、H₃PO₄溶液备用。配制过程中用到的玻璃仪器有烧杯、容量瓶、玻璃棒、细口瓶、        、       。
② 在锥形瓶中加入10mL0.1 mol·L^-1的HC1，在25.00mL     （填“酸式”、“碱式”）滴定管中加入0.1 mol·L^-1的NaOH，连接数据采集器和pH传感器。
③ 向锥形瓶中滴入NaOH，接近估算的NaOH用量附近时，减慢滴加速度，等读数稳定后，再滴下一滴NaOH。
④存储计算机绘制的pH变化图。用0.1 mol·L^-1的CH₃ COOH、H₃ PO₄溶液代替HC1重复上述②～④的操作。
（2）结果分析：20℃时NaOH分别滴定HC1、CH₃ COOH、H₃ PO₄的pH变化曲线如下。

根据上述曲线回答下列问题：
①20℃时，三种酸从强到弱的顺序是            ；
②滴定开始后醋酸曲线变化比盐酸快的原因是                     ；
③醋酸恰好中和时pH≈8的原因是                 ；
④某同学认为前述的步骤中，NaOH滴定磷酸不可行其原因是　　　　　　　　　。

已知在同温时氨水的电离平衡常数与醋酸的电离平衡常数相等，溶有一定量的氯化铵溶液呈酸性。现向少量的Mg(OH)₂悬浊液中加入适量的饱和氯化铵溶液，固体完全溶解，对此：
甲同学的解释是：Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-   ①
NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺ ②
H⁺+OH^-=H₂O   ③
由于NH₄⁺水解显酸性，H⁺与OH^-反应生成水，导致反应①平衡右移，沉淀溶解。
乙同学的解释是： Mg(OH)₂(s)Mg²⁺+2OH^-  ①
NH₄⁺+OH^-NH₃·H₂O     ②
由于NH₄Cl电离出的NH₄⁺与Mg(OH)₂电离出的OH^-结合，生成了弱电解质NH₃·H₂O，导致反应①平衡右移,沉淀溶解。
（1）丙同学不能肯定那位同学的解释合理，于是，选用下列的一种试剂证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确，他选用的试剂是         （填写编号）

A．NH4NO3

B．CH3COONH4

C．Na2CO3

D．NH3·H2O

（2）丙同学将所选试剂滴入Mg(OH)₂的悬浊液中，Mg(OH)₂溶解，由此推知：    （填“甲”和“乙”）同学的解释更合理，理由是                                              ；
（3）写出NH₄Cl饱和溶液使Mg(OH)₂悬浊液溶解的离子方程式                       。

(16分) 硼位于ⅢA族，三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl₃)可用于制取乙硼烷(B₂H₆)，也可作有机合成的催化剂。
查阅资料　①BCl₃的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；②2B＋6HCl△2BCl₃↑＋3H₂↑；③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。
设计实验　某同学设计如图所示装置制备三氯化硼：

请回答下列问题：
（1）常温下，高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应，而且不需要加热，两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式：            _____。
（2）E装置的作用是           。如果拆去B装置，可能的后果是                 。
（3）实验中可以用一个盛装   (填试剂名称)的干燥管代替F和G装置，使实验更简便。
（4）三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H₃BO₃)和白雾，写出该反应的化学方程式：            ；实验室保存三氯化硼的注意事项是       。
（5）为了顺利完成实验，正确的操作是       (填序号).
①先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯
②先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯
③同时点燃A、D处酒精灯
（6）请你补充完整下面的简易实验，以验证制得的产品中是否含有硼粉：取少量样品于试管中，滴加浓       （填化学式）溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡产生，则样品中无硼粉。

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ.某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                         
                                                      。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是               。
（4）(NH₄)₂SO₄“低毒，有刺激性，有吸湿性、吸湿后固结成块”。储存应注意                。
Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：
 
请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                          。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，
二是                                             。
（3）由MgCl₂溶液蒸发得到MgCl₂·6H₂O晶体，蒸发的目的是_________。
a．得到热饱和溶液      b．析出晶体
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                           
                                            。
②由MgCl₂·6H₂O制备无水MgCl₂的操作在             氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

（1）某兴趣小组在实验室探究工业合成硝酸的化学原理。
①氨的催化氧化：图a是探究氨的催化氧化的简易装置，实验中观察到锥形瓶中铂丝保持红热，有红棕色气体生成或白烟产生。白烟的成分是          （填化学式）。
  
图a                                       图b
②NO₂的吸收：如图b所示，将一瓶NO₂倒置于水槽中，在水下移开玻璃片，可观察到的现象是                  。
（2）三价铁盐溶液因Fe³⁺水解而显棕黄色，请以Fe(NO₃)₃溶液为例，设计实验探究影响盐类水解程度的因素。
①写出Fe(NO₃)₃水解的离子方程式                                      。
②参照示例完成下表实验方案的设计。
限选材料：0.05mol•L^-1Fe(NO₃)₃、0.5mol•L^-1Fe(NO₃)₃、1.0mol•L^-1HNO₃、1.0mol•L^-1NaOH、NaHCO₃固体、蒸馏水、冰水混合物；pH计及其他常见仪器。

可能影响因素	实验操作	预期现象和结论
溶液的酸碱性	取少量0.5mol•L^-1Fe(NO3)3于试管中，加入几滴1mol•L^-1HNO3。	棕黄色溶液颜色变浅，说明溶液酸性增强能抑制Fe(NO3)3的水解。
盐的浓度