作业05 综合实验题-2021年高一化学暑假作业（人教版2019）（解析版）

3.0 envi 2025-02-05 14 4 1.84MB 30 页 3知币
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作业 05 综合实验题
1．铁是人类使用量最大的一种金属。某学习小组在实验室利用下图所示装置进行过量铁屑与浓硫酸反应
的实验，并检验产物。
查阅资料：常温下铁在浓硫酸中钝化，表面生成致密的 Fe3O4，加热条件下，铁可以和浓硫酸反应。发生
的反应有：
将铁屑放入圆底烧瓶，加入浓硫酸。开始时铁屑表面无明显变化，加热后铁屑表面开始产生大量气体，反
应一段时间后铁屑表面气体减少直至反应停止。
(1)装置 B的作用是___________，装置 C的目的是___________。
(2)装置 D中发生反应的化学方程式是___________。
(3)装置 E中收集到一种无色无味的气体，产生此气体的离子方程式是___________。
(4)反应结束并待反应液冷却后，检验溶液中存在的金属阳离子。
方法 1：取少量反应液于试管中，滴加 NaOH 溶液，溶液中先产生白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为_
__________色沉淀。
方法 2：取少量反应液于试管中，___________(写出详细的实验方案、现象和结论，可以选用的试剂有新
制氯水、酸性高锰酸钾溶液，硫氰化钾溶液)。
【答案】防止倒吸 检验有 SO2气体生成 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O Fe+2H+=Fe2++H2↑ 红褐 滴加
KSCN 溶液，无明显现象，继续滴加新制氯水，溶液变成血红色，说明反应液中含有 Fe2+，不含 Fe3+
【详解】
1
(1)在圆底烧瓶中 Fe、Fe3O4与浓硫酸混合加热发生反应制取 SO2气体，SO2经装置 B平稳气流后进入盛有品
红溶液的 C试管，看到品红溶液褪色，利用其漂白性可以检验 SO2的产生；装置 B的作用是安全瓶，可以
防止倒吸现象的发生；
(2)SO2是酸性氧化物，能够与 D装置中的 NaOH 在溶液中发生反应产生 Na2SO3、H2O，故装置 D中发生反
应方程式为：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O；
(3)Fe 与浓硫酸在加热条件下反应产生 SO2，随着反应的进行，硫酸变稀，这时 Fe 与稀硫酸发生置换反应
产生 H2，装置 E收集到的无色无味气体就是 H2，该反应的离子方程式为：Fe+2H+=Fe2++H2↑；
(4)在方法 1中，取少量反应液于试管中，滴加 NaOH 溶液，溶液中先产生白色沉淀，说明溶液中含有
Fe2+，无 Fe3+。首先发生反应：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，该物质不稳定，容易被 O2氧化为 Fe(OH)3，看到的实
验现象是：白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，发生反应方程式为：
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
方法 2：取少量反应液于试管中，向其中滴加 KSCN 溶液，无明显现象，继续滴加几滴新制氯水，溶液变
成血红色，说明反应液中含有 Fe2+，不含 Fe3+，发生反应方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，Fe3++3SCN-
=Fe(SCN)3。
2．实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如图：
已知：实验室用饱和亚硫酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气：NaNO2+NH4Cl
N2↑+NaCl+2H2O。
(1)从图中选择制取气体的合适装置：制备氮气选用装置___、制备氢气选用装置__。
(2)氮气和氢气通过装置甲，装置甲的作用除了将气体混合外，还有___。
2
(3)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持
红热的原因是___。
(4)写出乙装置中氨气催化氧化生成 NO 的化学方程式___。
(5)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有 H+、OH-、___离子。
【答案】a b 干燥气体、控制氮气和氢气的流速 氨催化氧化反应是放热反应 4NH3+5O2
4NO+6H2O 、
【详解】
(1)实验室可用饱和亚硝酸钠( NaNO2 )溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气，反应生成氮气、氯化钠
和水，反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl N2↑+NaCl+2H2O；制备氢气是 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。则实
验室制取氮气可以选择 a，实验室里用金属锌粒和稀硫酸反应制取氢气，可以选择装置 b；
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有干燥气体、控制氮气和氢气的流速的作
用；
(3)氨的催化氧化反应是一个放热反应，将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热，反应
生成的 NO 遇到空气中的氧气发生反应生成红棕色气体二氧化氮；
(4)氨的催化氧化反应产物是 NO 和H2O，反应方程式为：4NH3+5O24NO+6H2O；
(5)氨的催化氧化产生 NO 和H2O，NO 极易被 O2变为 NO2，NO2和水反应生成 HNO3和NO，所以溶液中存
在的 HNO3会和氨水反应生成 NH4NO3，故溶液中存在离子有： H+、OH-、 、 。
3．某化学兴趣小组在实验室制取氨气并探究其性质。实验装置如图(部分夹持装置已略去)：
3
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