Question

Ⅰ某化學(xué)活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如下圖所示（部分夾持裝置已略去）實(shí)驗(yàn)裝置，以探究潮濕的Cl₂與干燥Na₂CO₃ 固體反應(yīng)得到的固體物質(zhì)的成分。

已知：通入一定量的氯氣后，測(cè)得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，其為含氯氧化物�？梢源_定的是C中固體含有NaHCO₃ ，且含氯的鹽只有一種�，F(xiàn)對(duì)C的成分進(jìn)行猜想和探究。

（1）提出合理猜想：若已知C中有0.1molCl₂恰好和10.6克Na₂CO₃固體完全反應(yīng)。則C中有Cl₂參與反應(yīng)的化學(xué)方程式可能                                                                。

（2）①提出合理假設(shè)。

假設(shè)1：存在兩種成分：NaHCO₃和                   ；

假設(shè)2：存在三種成分：NaHCO₃和                、                  。

②設(shè)計(jì)合理方案對(duì)C固體中的未知成分進(jìn)行探究。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（可不填滿）。

限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：蒸餾水、稀HNO₃、Ba(OH)₂溶液、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、試管、小燒杯。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量C中固體樣品于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩至固體完全溶解，然后將所得溶液分裝A、B兩支試管中。
步驟2：
步驟3：

Ⅱ探究鐵礦石中鐵的含量將2. 25g鐵礦石樣品經(jīng)一系列化學(xué)處理，制得鐵元素全部為Fe^2＋的待測(cè)液250 mL，利用反應(yīng) 6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2－＋14H^＋＝6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O 對(duì)鐵礦石中鐵元素的含量進(jìn)行測(cè)定。

①現(xiàn)有燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管，要配制0.0150 mol/L K₂Cr₂O₇溶液100mL，還需要的玻璃儀器是           。

②取25mL待測(cè)液進(jìn)行滴定，平均消耗 K₂Cr₂O₇溶液體積為25.00 mL，則鐵礦石中鐵元素的百分含量是（Fe的相對(duì)原子質(zhì)量為56）       。

③在本實(shí)驗(yàn)的滴定過程中，下列操作會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏小的是       （填寫序號(hào)）。

a．未用標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液潤洗滴定管

b．錐形瓶中加入待測(cè)溶液后，再加少量水

c．錐形瓶在滴定過程中劇烈搖動(dòng)，有少量液體濺出

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ（1）2Cl₂+2Na₂CO₃+H₂O=2NaHCO₃+2NaCl＋Cl₂O （2分）

（2）假設(shè)一：NaCl             （1分）

假設(shè)二：NaCl、 Na₂CO₃    （1分）

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取少量C中固體樣品于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩至固體完全溶解，然后將所得溶液分裝A、B兩支試管中。
步驟2：向A試管中滴加足量BaCl2溶液（1分）	若無明顯現(xiàn)象，則C固體中不含Na2CO3（1分）若溶液變渾濁，則C固體中含Na2CO3（1分）
步驟3：向B試管中滴加足量稀硝酸，再加適量 AgNO3溶液（1分）	若無明顯現(xiàn)象，則C固體中不含NaCl（1分）若溶液變渾濁，則C固體中含NaCl（1分）

 

Ⅱ①100mL容量瓶（2分）  ②56%（2分）  ③c（2分）

【解析】

試題分析：解：（1）C中有0.1mol Cl₂參加反應(yīng)。裝置C中通入一定量的氯氣后，測(cè)得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體，若假設(shè)一成立，反應(yīng)為Cl₂+Na₂CO₃→NaHCO₃+NaCl+X，依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒計(jì)算判斷氯元素化合價(jià)為+1價(jià)：可推知C中反應(yīng)生成的含氯氧化物為Cl₂O；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl₂+H₂O+2Na₂CO₃═2NaHCO₃+2NaCl+Cl₂O。

（2）在裝置C中通入一定量的氯氣后，測(cè)得D中只有一種常溫下為黃紅色的氣體（含氯氧化物）。C中含氯元素的鹽只有一種，且含有NaHCO₃。

假設(shè)存在兩種成分，為NaHCO₃和NaCl；

假設(shè)存在三種成分，應(yīng)還有未完全反應(yīng)的Na₂CO₃，即是NaHCO₃、NaCl和Na₂CO₃。

步驟2中向A試管中滴加適量BaCl₂溶液，是檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有Na₂CO₃，回答該小題時(shí)要結(jié)合最后的結(jié)論，a應(yīng)為證明固體中不含Na₂CO₃，b應(yīng)為證明固體中含Na₂CO₃，不能顛倒，步驟3應(yīng)是檢驗(yàn)氯離子，應(yīng)向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO₃溶液，若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl；

假設(shè)一：存在NaHCO₃和NaCl；

假設(shè)二：存在NaHCO₃和NaCl、Na₂CO₃；

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至固體溶解，然后將所得溶液分別置于A、B試管中。	無明顯現(xiàn)象
步驟2：向A試管中滴加BaCl2溶液	a．若無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3 b．若溶液變渾濁，證明固體中含Na2CO3
步驟3：向B試管中滴加過量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液	若溶液變渾濁，證明固體中含有NaCl

 

Ⅱ①配制溶液的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒、膠頭滴管以外，還需要容量瓶，因?yàn)轭}中需要配制的是100ml的標(biāo)準(zhǔn)液，所以應(yīng)該選用100ml的容量瓶。

②鐵礦石中的鐵元素全部轉(zhuǎn)化為了二價(jià)鐵，并且由K₂Cr₂O₇溶液滴定，所以由方程式可計(jì)算：

6Fe^2＋＋Cr₂O₇^2－＋14H^＋＝6Fe^3＋＋2Cr^3＋＋7H₂O

6   ： 1

n(Fe^2＋)  = 6 n(Cr₂O₇^2－) =6×0.0150 mol/L×25.00 mL ×10^-3=2.25×10^-3mol

又每次滴定只取25ml，所以n(Fe^2＋)總=2.25×10^-2mol，所以w（Fe）=[n(Fe)×M/m_總] ×100%=2.25×10^-2mol×56g/mol÷2.23g×100%=56%，所以鐵礦石中鐵元素的百分含量是56%。

③a未用標(biāo)準(zhǔn)K₂Cr₂O₇溶液潤洗滴定管，會(huì)導(dǎo)致殘留滴定管的水稀釋標(biāo)準(zhǔn)液，這樣導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，消耗體積增大，所以根據(jù)n=c×V可知若V偏大，則計(jì)算中n偏大，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；

b錐形瓶中是盛裝待測(cè)液的，只要取得待測(cè)無誤，錐形瓶中加水稀釋不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

c若滴定時(shí)抖動(dòng)過于劇烈，錐形瓶外濺有液體，則待測(cè)液損失，需要的標(biāo)準(zhǔn)液減少，則使得滴定結(jié)果偏小，故選c。

考點(diǎn)：本題考查的是實(shí)驗(yàn)探究和氧化還原滴定。