Question

12．“一器多用”可實現(xiàn)多方面的化學實驗探究，某課外活動小組學生利用圖所示的儀器組合（省略夾持和凈化裝置）來完成下列實驗，回答下列問題：

（1）儀器a的名稱為分液漏斗，儀器a在使用前要查漏．
（2）該裝置可用于某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置，表中3個實驗的設計方案合理的是C（填序號）

選項	a中的物質	b中的物質	c中收集的氣體	d中的物質
A	稀硝酸	Cu	NO	H2O
B	稀H2SO4	CaCO3	CO2	NaOH溶液
C	濃氨水	NaOH固體	NH3	H2O

（3）氨氣和氯氣接觸時會產生白煙，請寫出相應的化學方程式：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（4）上述裝置若a中的物質為濃硫酸，b中的物質為Cu片，在加熱條件下也可制取SO₂．
①下列裝置可用于SO₂尾氣處理的是（夾持儀器已略去）d（填序號）．

用Fe₂（SO₄）₃溶液也可吸收多余的SO₂氣體．寫出SO₂與Fe₂（SO₄）₃溶液反應的離子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②某小組用反應產生的CuSO₄溶液來制取膽礬，測定所得膽礬（CuSO₄•xH₂O）中結晶水x的值，各次 稱量的數(shù)據(jù)如表：

稱量	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
質量（g）	m1=5.4	m2=8.2	m3=7.4	m4=7.2	m5=7.2

則膽礬應放在坩堝（填儀器名稱）中加熱；必須要進行恒重操作的原因是確保硫酸銅晶體完全失去結晶水；CuSO₄•xH₂O中的x=4.9（保留1位小數(shù)）；若測定結果x偏大，可能的原因是a（填序號）．
a．加熱溫度過高     b．膽礬晶體的顆粒較大     c．加熱后放在空氣中冷卻．

Answer 1

分析 （1）儀器a是加入溶液的儀器為分液漏斗，分液漏斗帶有玻璃活塞使用前需要查漏；
（2）A．一氧化氮和氧氣反應，不溶于水不能被吸收；
B中硫酸和碳酸鈣反應生成硫酸鈣微溶于水附著在固體表面阻止反應進行；
C中固體氫氧化鈉溶解放熱一水合氨分解生成氨氣；
（3）氨氣和氯氣接觸時會產生白煙生成氯化銨和氮氣；
（4）裝置若a中的物質為濃硫酸，b中的物質為Cu片，在加熱條件下也可制取SO₂，
①裝置Ⅲ用于處理尾氣，吸收為反應的二氧化硫，應防止倒吸，且不能處于完全密閉環(huán)境中，SO₂與Fe₂（SO₄）₃溶液反應生成硫酸、硫酸亞鐵；
②固體灼燒在坩堝中，必須要進行恒重操作是確保硫酸銅晶體完全失去結晶水，依據(jù)質量變化，測定所得膽礬（CuSO₄•xH₂O）中結晶水x值，應稱量坩堝的質量，坩堝和晶體的質量，加熱后坩堝的質量，加熱后再稱量一次坩堝的質量，判斷質量是否在誤差允許范圍內及兩次值是否相差不超過0.1g，圖表中稱量坩堝質量5.4g，膽礬和坩堝質量為8.2g，稱量至恒重為硫酸銅質量為7.2g，溫度過高，會導致硫酸銅分解，質量變化較大，加熱膽礬晶體時有晶體從坩堝中濺出，會使結果偏大；膽礬晶體的顆粒較大，會導致晶體解熱分解不完全，質量變化偏��；在空氣中冷卻，會吸收空氣中的水重新形成晶體；

解答 解：（1）儀器a是加入溶液的儀器，儀器a的名稱為分液漏斗，分液漏斗帶有玻璃活塞，防止漏液使用前需要查漏，
故答案為：分液漏斗；查漏；
（2）A．一氧化氮和空氣中氧氣反應生成二氧化氮，不溶于水不能被吸收，裝置不符合，故A錯誤；
B．硫酸和碳酸鈣反應生成硫酸鈣微溶于水附著在固體表面阻止反應進行，不能用來制備二氧化碳，故B錯誤；
C．固體氫氧化鈉溶解放熱，濃氨水溶液中一水合氨分解生成氨氣，氨氣極易溶于水，倒扣漏斗防止倒吸，故C正確；
故答案為：C；
（3）氨氣具有還原性，氯氣具有氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應生成氯化氫和氮氣，過量氨氣和氯化氫反應時會產生白煙生成氯化銨，
故答案為：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（4）①a．裝置應將導管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但為密閉環(huán)境，裝置內壓強增大易產生安全事故，故錯誤；
b．該裝置吸收二氧化硫能力較差，且為密閉環(huán)境，裝置內壓強增大易產生安全事故，故錯誤；
c．該裝置不能吸收二氧化硫，所以無法實現(xiàn)實驗目的，故錯誤；
d．該裝置中氫氧化鈉與二氧化硫反應，可以吸收，且防止倒吸，故正確，
SO₂與Fe₂（SO₄）₃溶液反應生成硫酸、硫酸亞鐵，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：d； 2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②固體灼燒在坩堝中，必須要進行恒重操作的原因是確保硫酸銅晶體完全失去結晶水，
測定所得膽礬（CuSO₄•xH₂O）中結晶水x值，應稱量坩堝的質量，坩堝和晶體的質量，加熱后坩堝的質量，加熱后再稱量一次坩堝的質量，判斷質量是否在誤差允許范圍內及兩次值是否相差不超過0.1g，圖表中稱量坩堝質量5.4g，膽礬和坩堝質量為8.2g，稱量至恒重為硫酸銅質量為7.2g，則結晶水質量=8.2g-7.2g=1g，硫酸銅質量=7.2g-5.4g=1.8g，$\frac{1.8g}{160g/mol}$：$\frac{1g}{18g/mol}$=1；x，x≈4.9
a．加熱溫度過高，會導致硫酸銅分解，質量變化較大，導致結果偏大，故a正確；
b．膽礬晶體的顆粒較大，會導致晶體解熱分解不完全，質量變化偏小，結果偏小，故b錯誤；
c．加熱后放在空氣中冷卻，會吸收空氣中的水重新形成晶體，結果偏小，故c錯誤；
故答案為：坩堝；確保硫酸銅晶體完全失去結晶水；  4.9；  a；

點評 本題考查了硫酸銅晶體中結晶水含量的測定，涉及物質制備實驗設計、物質分離的實驗基本操作，注意掌握測定硫酸銅晶體結晶水含量的方法，理解和掌握物質性質和實驗原理是解題關鍵，題目難度中等．