loading2020-2021高考化学 化学反应原理 综合题及答案
一、化学反应原理
1．高氯酸铵?NH4ClO4?为白色晶体，分解时产生大量气体，是复合火箭推进剂的重要成
分。
?1?高氯酸铵中氯元素的化合价为_____________。
?2?高氯酸铵在高温条件下分解会产生H2O?g?和三种单质气体，请写出该分解反应的化
学方程式____________________________。
?3?某研究小组在实验室设计如下装置检验高氯酸铵分解的产物。该小组连接好装置后，
依次检查装置的气密性、装入试剂、通干燥的惰性气体排尽装置内的空气、将导管末端移入盛满水的试管E、通入气体产物。(已知：焦性没食子酸溶液用于吸收氧气)
①装置A、B、C、D中盛放的药品可以依次为__________(选填序号：Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)。
Ⅰ.碱石灰、湿润的淀粉KI试纸、氢氧化钠溶液、Cu Ⅱ.无水硫酸铜、湿润的红色布条、氢氧化钠溶液、Cu Ⅲ.无水硫酸铜、湿润的淀粉KI试纸、饱和食盐水、Cu
②装置E收集到的气体可能是_____________(填化学式)。
℃?4?经查阅资料，该小组利用反应NaClO4(aq)+NH4Cl(aq)90?NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)在实验室
制取NH4ClO4，该反应中各物质的溶解度随温度的变化曲线如图。
①从混合溶液中获得较多粗NH4ClO4晶体的实验操作依次为________、_________和过
滤、洗涤、干燥。
②研究小组分析认为，若用氨气和浓盐酸代替NH4Cl，则上述反应不需要外界供热就能
进行，其原因是_______________________________。
?5?研究小组通过甲醛法测定所得产品NH
4ClO
4的质量分数。[已知：NH
4ClO
4的相对
分子质量为117.5；NH
4ClO
4与甲醛反应的离子方程式为
??4NH?4?6HCHO??CH2?6N4H?3H?6H2O，
?CH2?6N
4H
??CH2?6N
4?H? K?7?10?6]
实验步骤：
步骤Ⅰ.称取7.05g样品。
步骤Ⅱ.将样品溶解后，完全转移到250mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤Ⅲ.移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入20mL20％的中性甲醛溶液(过量)，摇匀、静置5min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。记录数据。重复(滴定)操作2次。
①标准液应盛放在上图装置_________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)中，判断达到滴定终点的现象是
__________。
②滴定结果如下表所示：
标准溶液的体积 滴定次数 滴定前刻度/mL 1 2 3 滴定后刻度/mL 0.20 1.00 24.30 24.90 0.20 21.20 则所用标准溶液的体积为___________mL，若NaOH标准溶液的浓度为0.1000mol?L?1，则该产品中NH4ClO4的质量分数为_____________。
【答案】?7 2NH4ClO4?N2??Cl2??2O2??4H2O?g? Ⅱ N2 蒸发浓缩 冷却结晶 氨气与浓盐酸反应放出热量 Ⅱ 当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且30s内不褪去 24.00 40％ 【解析】 【详解】
Δ?1?铵根显?1价，氧元素显?2价，设氯元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：??1??x???2??4?0，则x??7价，故答案为：?7；
?2?高氯酸铵在高温条件下分解会产生H2O（g）和三种单质气体，结合元素守恒，三种单
质气体为N2、Cl2和O2，反应的化学方程式为：
2NH4ClO4?N2??Cl2??2O2??4H2O?g?，故答案为：2NH4ClO4?N2??Cl2??2O2??4H2O?g?；
ΔΔ?3?①先利用无水硫酸铜检验水蒸气，然后用湿润的红色布条检验氯气，氢氧化钠溶液吸
收氯气，浓硫酸进行干燥，D中为铜，用于检验氧气的存在，焦性没食子酸溶液用于吸收氧气，故答案为：Ⅱ；
②装置E收集到的气体可能是N2，故答案为：N2；
?4?①由图可知，NH4ClO4的溶解度受温度影响很大，NaCl的溶解度受温度影响不大，
NH4Cl、NaClO4的溶解度受温度影响也很大，但相同温度下，它们溶解度远大于
NH4ClO4，故从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为：蒸发浓缩、冷却
结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；
②因氨气与浓盐酸反应放出热量，反应需要温度较低，所以氯化铵用氨气和浓盐酸代替，
上述反应不需要外界供热就能进行，故答案为：氨气与浓盐酸反应放出热量；
?5?①NaOH标准液应盛放在碱式滴定管中，即盛放在II中；因为使用酚酞作指示剂，当
加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且30s内不褪去，达到滴定终点，故答案为：Ⅱ；当加入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液由无色变成粉红色，且30s内不褪去；
②三次实验所耗NaOH溶液的体积依次为24.30mL-0.20mL=24.10mL、24.90mL-1.00mL=23.90mL、21.20mL-0.20mL=21.00mL，第3组实验数据误差较大，应舍去，则所用标准溶液的体积为(24.10mL+23.90mL)÷2=24.00mL，根据所给反应得出关系式
NaOH～NH4ClO4，该产品中NH4ClO4的质量分数为
0.1000mol/L?24.00?10?3L?7.05g250mL?117.5g/mol25.00mL?100％?40％，故答案为：
24.00；40％。
2．硫代硫酸钠俗称大苏打、海波，主要用作照相业定影剂，还广泛应用于鞣革、媒染、化工、医药等行业。常温下，溶液中析出晶体为Na2S2O3?5H2O．Na2S2O3?5H2O于40-45℃熔化，48℃分解；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如图甲所示。
Ⅰ．制备Na2S2O3?5H2O
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例放入图乙装置D中，然后注入150mL蒸馏水使其溶解，再在分液漏斗A中注入一定浓度的H2SO4，在蒸馏烧瓶B中加入亚硫酸钠固体，并按图乙安装好装置。
（1）仪器D的名称为______
（2）打开分液漏斗活塞，注入H2SO4，使反应产生的气体较缓慢均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，总反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2
Δ3Na2S2O3+CO2。
①烧瓶B中发生反应的化学方程式为______。
②将B中产生的气体缓慢均匀地通入D中的正确操作是______。
③制备过程中仪器D中的溶液要控制在弱碱性条件下，其理由是______（用离子方程式表示）。
Ⅱ．分离Na2S2O3?5H2O并测定含量
（3）操作I为趁热过滤，其目的是______；操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥，其中洗涤操作时用______（填试剂）作洗涤剂。
（4）蒸发浓缩滤液直至溶液中有少量晶体析出为止，蒸发时控制温度不宜过高的原因是______。
（5）制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3?5H2O的含量，称取1.25g的粗样品溶于水，配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，滴入几滴淀粉溶液，用0.0100mol/L标准I2溶液滴定，当溶液中S2O32-全部被氧化时，消耗碘溶液的体积为25.00mL．试回答：（提示：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-） ①达到滴定终点时的现象：______
②产品中Na2S2O3?5H2O的质量分数为______。
【答案】三颈烧瓶 Na2SO3+H2SO4（浓）═Na2SO4+SO2↑+H2O 观察仪器D中气体的流速，控制分液漏斗A的旋塞，控制产生气体的速度 S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O 防止硫代硫酸钠晶体析出 乙醇 避免析出的晶体Na2S2O3?5H2O因温度过高而分解 滴加最后一滴标准I2溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点 99.2% 【解析】 【分析】
【详解】
（1）根据仪器的构造可知，仪器D的名称为三颈烧瓶，故答案为：三颈烧瓶； （2）①亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫气体，反应的化学方程式为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O，故答案为：Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O； ②为将B中产生的气体缓慢均匀地通入D中，可以观察仪器D中气体的流速，通过控制分液漏斗A的旋塞，可控制产生气体的速度，故答案为：观察仪器D中气体的流速，控制分液漏斗A的旋塞，控制产生气体的速度；
③Na2S2O3在酸性条件下会生成S和SO2，所以制备过程中仪器D中的溶液要控制在弱碱性条件下以防止Na2S2O3发生歧化反应，其离子方程式为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O，故答案为：S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O；
（3）根据图甲可知，温度低时，硫代硫酸钠的溶解度小，会结晶析出，所以需要趁热过滤，防止硫代硫酸钠晶体析出；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇，所以为防止洗涤损失硫代硫酸钠，应该用乙醇作洗涤剂，故答案为：防止硫代硫酸钠晶体析出；乙醇；
（4）Na2S2O3?5H2O于40-45℃熔化，48℃分解，所以蒸发时控制温度不宜过高的原因是避免析出的晶体Na2S2O3?5H2O因温度过高而分解，故答案为：避免析出的晶体Na2S2O3?5H2O因温度过高而分解；
（5）①碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，溶液中S2O32-全部被氧化时，滴加最后一滴标准I2溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点，故答案为：滴加最后一滴标准I2溶液时，溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点； ②根据碘与硫代硫酸钠的反应I2+2S2O32-═2I-+S4O62-中的比例关系，配成的溶液中 c（S2O32-）=
2c(I2)gV(I2)2?0.0100mol?0.025L= =0.02mol/L，则产品中Na2S2O3?5H2O的质量2-V(S2O3)0.025L0.0200mol/L?0.25L?248g/mol?100%=99.2%，故答案为：99.2%。 分数=
1.25g
3．纳米TiO2是一种重要的光催化剂。以钛酸酯Ti(OR)4为原料制备纳米TiO2的步骤如下：
①组装装置如图所示，保持温度约为65℃，先将30mL钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶，再加入3mL乙酰丙酮，充分搅拌； ②将含水20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，得到二氧化钛溶胶； ③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶，灼烧凝胶得到纳米TiO2。
已知：钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂，遇水剧烈水解；Ti(OH)4不稳定，易脱水生成TiO2。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是__，冷凝管的作用是__。
（2）加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率，其原理可能是__(填字母)。 A.增加反应的焓变 B.增大反应的活化能 C.减小反应的焓变 D.降低反应的活化能
制备过程中，减慢水解反应速率的措施还有_。
（3）步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为__。如图所示实验装置中，可用于灼烧二氧化钛凝胶的是__(填字母)。
（4）测定样品中TiO2纯度的方法是：精确称取0.2000g样品放入锥形瓶中，加入硫酸和硫酸铵的混合溶液，加强热使其溶解。冷却后，加入一定量稀盐酸得到含TiO2+的溶液。加入金属铝，将TiO2+全部转化为Ti3+。待过量的金属铝完全溶解并冷却后，加入指示剂，用0.1000mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点。重复操作2次，消耗0.1000mol·L-1
NH4Fe(SO4)2溶液的平均值为20.00mL(已知：Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。
①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外，另一个作用是__。 ②滴定时所用的指示剂为__(填字母)。
a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.KMnO4溶液 d.淀粉溶液 ③样品中TiO2的质量分数为__%。(Ti相对分子质量为48)
【答案】温度计 冷凝回流 B 用含水20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加
Ti(OC4H9)4+2H2O=TiO2+4C4H9OH a 与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止Ti3+在空气中被氧化 b 80 【解析】 【分析】
以钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]为原料，在三颈烧瓶中反应可得到二氧化钛溶胶，再经过干燥、灼烧即可得纳米TiO2。 【详解】
（1）由装置图可知，仪器a为温度计；冷凝管可起到冷凝回流的作用； 故答案为：温度计：冷凝回流；
（2）加入催化剂，不能改变焓变（只与反应的始末状态有关），可降低或增大活化能，而该处减缓反应速率，则增加活化能的作用，导致反应速率减小；另外为减慢水解反应速率，还可用含有20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加； 故答案为：B；用含水20%的乙醇溶液代替水，缓慢滴加； （3）Ti（OC4H9）4发生水解生成TiO2和丁醇，方程式为Ti（OC4H9）
4+2H2O=TiO2+4C4H9OH；灼烧二氧化钛凝胶，应在坩埚中进行；
故答案为：Ti（OC4H9）4+2H2O=TiO2+4C4H9OH；a；
（4）①加入铝，可与TiO2+反应生成Ti3+，与酸反应生成氢气，避免Ti3+被氧化； ②用NH4Fe（SO4）2溶液滴定，含有铁离子，可用KSCN做指示剂，滴定终点溶液颜色变为红色；
③根据方程式可得关系式TiO2～Ti3+～Fe3+～NH4Fe（SO4）2，n（NH4Fe（SO4）2）
-=0.1000mol?Ll×0.02L=0.002mol，则n（TiO2）=0.00200mol，m（TiO2）
0.1600g ?100%?80% ； =0.00200mol×80g/mol=0.16g00，则质量分数为
0.2000g故答案为：与酸反应生成氢气，形成氢气氛围，防止Ti3在空气中被氧化； b；80。
+
4．二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2，回答下列问题：
（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，写出制备ClO2的离子方程式__。
（2）用过氧化氢作还原剂，在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2，并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。
①装置A的名称是__，装置C的作用是__。 ②反应容器B应置于30℃左右的水浴中，目的是__。
③通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是__。
④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__，装置E的作用是__。 （3）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的__（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，
充分反应后将沉淀一并滤去。
②用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2，工作原理如图所示，写出阳极产生ClO2的电极反应式__。
【答案】FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O 恒压漏斗 安全瓶 提高化学反应速率，同时防止过氧化氢受热分解 稀释ClO2，防止其爆炸 2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl- 吸收ClO2等气体，防止污染大气 BaCl2 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ 【解析】 【分析】
二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯，三种方法均利用了氧化还原反应。 【详解】
（1）以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2，黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-，根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒，可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。
（2）①装置A的名称为恒压漏洞，装置C为安全瓶，起到防止液体倒吸的作用。 ②升高温度可以提高化学反应速率，但是原料中含有过氧化氢，过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应，因此反应容器B应置于30℃左右的水浴中。
③根据题文可知，ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体，其体积分数超过10%时易引起爆炸，故通入氮气的主要作用有3个，一是可以起到搅拌作用，二是有利于将ClO2排出，三是稀释ClO2，防止其爆炸。
④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应，将CN-转化为无污染的CO2和N2，故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-；装置E在整套装置之后，起到吸收尾气，防止环境污染的作用。
（3）①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子，过量的钡离子可以用碳酸根离子除去，因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。
②用石墨做电极，电解池的阳极发生氧化反应，元素化合价升高，因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2，电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。
5．方法与规律提炼：
(1)某同学利用原电池装置证明了反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋能够发生，设计的装置如下图所示。
＋＋
为达到目的，其中石墨为_________极，甲溶液是____________，证明反应Ag＋Fe2=Ag
＋Fe3＋能够发生的实验操作及现象是_________________________
(2)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐(NO)已成为环境修复研究的热点之一。Fe还原水体中NO3-的反应原理如图所示。
上图中作负极的物质是___________。正极的电极反应式是______________。
(3)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：阴极区的电极反应式为_______________。 电路中转移1 mol电子，需消耗氧气_______L(标准状况)。
(4)KClO3也可采用“电解法”制备，装置如图所示。
写出电解时阴极的电极反应式___________________电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为_________，其迁移方向是_____________（填a→b或b→a）。 学法题：通过此题的解答，请归纳总结书写电极反应式的方法____
【答案】负 FeSO4 或FeCl2溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深 铁 NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O Fe3+＋e－= Fe2+ 5.6L 2H＋＋2e－= H2 ↑ K+ a→b 原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石
墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。 【解析】 【分析】
根据原电池原理，负极发生氧化反应；根据电解池原理，阴极发生还原反应，通过物质的化合价变化判断反应发生原理，阳离子移动方向与电子移动方向相同，据此回答问题。 【详解】
(1) 已知电池总反应为反应Ag＋＋Fe2＋=Ag＋Fe3＋，银离子化合价降低，得到电子，作正极，故石墨一侧仅为导电材料，作负极，甲溶液是含Fe2+的溶液，可以为FeSO4 或FeCl2溶液。证明反应能够发生，实际上即证明有Fe3+生成，实验操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加KSCN溶液，后者红色加深。
(2) 由图可知，电子从铁电极移到外侧，故铁电极失去电子，发生氧化反应，做负极。正极NO3-得到电子变为NH4+，NO3-＋8e－＋10H＋=NH4+＋3H2O；
(3)由题可知，HCl失去电子变为Cl2，发生氧化反应，做阳极。阴极区的电极反应式为Fe3+＋e－= Fe2+， 外侧Fe2+与氧气反应4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O，电路中转移1 mol电子，需消耗氧气0.25mol，即5.6L(标准状况)。
(4)由图可知， 阴极溶液为KOH，根据阳离子放电顺序H+>K+，即电解时阴极的电极反应式
＋－
为2H＋2e= H2 ↑。阴极得到电子，阳离子向阴极移动，即电解过程中通过阳离子交换膜
的离子主要为K+，其迁移方向是a→b。
归纳电极反应式的书写方法：原电池中先确定原电池的正负极，列出正负极上的反应物质，并标出相同数目电子的得失；注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。电解池中电极反应式的书写看阳极材料，如果阳极是惰性电极（Pt、Au、石墨），则应是电解质溶液中的离子放电，应根据离子的放电顺序进行书写。
6．2?氯丙酸?CH3CHClCOOH?主要用于生产农药除草剂，还用于生产乳酸及有工业价值的低级醇酯。如图为实验室制备2?氯丙酸的装置。
已知：相关物质的物理性质如下表所示： 物质 熔点/℃， 14 沸点/℃ 190 141 溶解性 能与水、乙醇互溶 能与水、乙醇互溶 与水剧烈反应，能溶于乙醇 2?氯丙酸 丙酸 ?21.5 ?93.6 PCl3 76.1
制备方法：在三颈烧瓶中放置148g?2mol?丙酸和1.5g三氯化磷(作催化剂)，加热至
100～110℃，缓慢通入氯气，保持温度在105～110℃之间大约反应5h。 回答下列问题：
?1?A装置中反应的离子方程式为_____________________________________________，当
生成6.72LCl2（标准状况）时，转移电子的数目为________________。
?2?某同学分析发现D装置有两处缺陷，分别是_____________、________________。 ?3?设计实验提纯产品：
_________________________________________________________。
?4?测定产品纯度。
步骤Ⅰ：称取1.20g样品(杂质不含PCl3)于烧瓶中，加入100.00mL4mol?L?1氢氧化钠溶液共热，冷却至室温。加入100.00mL4mol?L?1硝酸，一段时间后，将烧瓶中的溶液全部转移至250mL容量瓶中，加水定容(溶液中为乳酸和NaCl)。
步骤Ⅱ：从容量瓶中各取50.00mL溶液于锥形瓶中，用Na2CrO4作指示剂，用
0.2000mol?L?1AgNO3溶液分别滴定溶液中的Cl?(已知：Ag2CrO4为砖红色沉淀、乳酸
银不沉淀)，平行三次实验，所得滴定数据如表所示： 实验序号 实验数据 第一次 滴定前 滴定后 0 9.98 第二次 第三次 AgNO3溶液体积读数/mL 0.12 11.52 0.20 10.22
①加入硝酸的目的是_______________________________________。
②步骤Ⅱ操作中，达到滴定终点的现象是
___________________________________________。
③样品中2?氯丙酸的质量分数为__________(保留三位有效数字)。
???23【答案】5Cl?ClO3?6H?3H2O?3Cl2? 0.5NA(或3.01?10) 缺少温度计 应
该用冷凝管对反应液冷凝回流，提高反应物的利用率 将产品移至蒸馏烧瓶中，蒸去少量的前馏分后，收集190℃的馏分，冷凝得到2?氯丙酸 ①中和NaOH使溶液呈酸性，防止OH?干扰 当滴入最后一滴AgNO3溶液时，产生砖红色沉淀，且30s内沉淀不消失
90.4%。 【解析】 【分析】
浓盐酸和KClO3反应生成Cl2，制取的氯气中含有HCl和H2O杂质气体，需要除去，利用饱和食盐水除去HCl，在用浓硫酸干燥，因此B、C中分别为饱和食盐水、浓硫酸；由于PCl3与水剧烈反应，因此要防止外界的水蒸气进入，E为干燥管，防止外界的水蒸气进入D，最后F为尾气处理装置。 【详解】
?1?A中浓盐酸和氯酸钾反应生成氯气，根据离子反应方程式
?5Cl??ClO3?6H??3H2O?3Cl2?，反应中生成3molCl2时转移5mol电子，因此生成
0.3molCl2时，转移0.5mol电子；
???23故答案为：5Cl?ClO3?6H?3H2O?3Cl2?， 0.5NA(或3.01?10)；
?2?根据信息反应需要加热，缺少温度计，有机物易挥发，应该用冷凝管对反应液冷凝回
流，提高反应物的利用率；
故答案为：缺少温度计；应该用冷凝管对反应液冷凝回流，提高反应物的利用率；
?3?根据信息，三颈烧瓶中有丙酸和2?氯丙酸混合有机物，可以利用沸点不同进行蒸馏提
纯；
故答案为：将产品移至蒸馏烧瓶中，蒸去少量的前馏分后，收集190℃的馏分，冷凝得到
2?氯丙酸；
?4?①2?氯丙酸碱性条件下水解得到氯离子，再用硝酸银滴定，但是残留的氢氧根离子有
干扰，故加硝酸排除干扰；
故答案为：中和NaOH使溶液呈酸性，防止OH?干扰；
②滴定终点前是氯化银白色沉淀，终点后有砖红色铬酸银生成，
故答案为：当滴入最后一滴AgNO3溶液时，产生砖红色沉淀，且30s内沉淀不消失；
③第二组数据误差较大舍去，余下两组取平均值得10.00mL，根据关系式
CH3CHClCOOH～NaCl～AgNO3可知，样品中2?氯丙酸的质量
m=nM=cVM=0.01L×0.2000mol·L－1×108.5g·mol－1×5=1.085g，则质量分数为
1.085g×100%≈90.4%， 1.2g故答案为：90.4%。
7．某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)： 编号 ① 实验目的 为以下实验作参照 碳粉/g 0.5 铁粉/g 2.0 醋酸/% 90.0 ② ③ 醋酸浓度的影响 __ 0.5 0.2 __ 2.0 36.0 90.0 （2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_____________腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了__(“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是___________________________________。
（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二： 假设一：发生析氢腐蚀产生了气体； 假设二：______________________________； ……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。
实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：__________
【答案】2.0 碳粉含量的影响 吸氧 还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- （或4H++O2+4e-=2H2O） 反应放热，温度升高，体积膨胀 实验步骤和结论（不要求写具体操作过程） ①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管） ②通入氩气排净瓶内空气；
③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。 如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。 （本题属于开放性试题，合理答案均给分） 【解析】 【详解】
(1)探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有②中铁的量不变，为2.0g； ③中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。
(2) t2时，容器中压强明显小于起始压强，说明锥形瓶中气体体积减小，说明发生了吸氧腐蚀，碳为正极，铁为负极，碳电极氧气得到电子发生还原反应，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：还原；O2+2H2O+4e-=4OH-；
(3) 图2中0-t1时压强变大的原因可能为：铁发生了析氢腐蚀、铁与醋酸的反应为放热反应，温度升高时锥形瓶中压强增大，所以假设二为：反应放热使锥形瓶内温度升高，故答案为：反应放热使锥形瓶内温度升高；
(4)基于假设一，可知，产生氢气，发送那些变化，从变化入手考虑 实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）
①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管） ②通入氩气排净瓶内空气；
③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。 如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立。 （本题属于开放性试题，合理答案均给分）。
8．ClO2作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl2成为自来水的消毒剂。已知ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，11℃时液化成红棕色液体。 （1）某研究小组用下图装置制备少量ClO2（夹持装置已略去）。
①冰水浴的作用是____________。
②NaOH溶液的主要作用为吸收反应产生的Cl2，其吸收液可用于制取漂白液，该吸收反应的氧化剂与还原剂之比为___________________。
③以NaClO3和HCl为原料制备ClO2的化学方程式为_________________________。 （2）将ClO2水溶液滴加到KI溶液中，溶液变棕黄；再向其中加入适量CCl4，振荡、静置，观察到________，证明ClO2具有氧化性。
L?1，某研究小组用下（3）ClO2在杀菌消毒过程中会产生Cl-,其含量一般控制在0.3-0.5 mg·
列实验方案测定长期不放水的自来水管中Cl-的含量：量取10.00 mL的自来水于锥形瓶中，L以K2CrO4为指示剂，用0.0001mol·次，测得数据如下表所示： 实验序号 消耗AgNO3溶液的体积/mL 1 10.24 2 10.02 3 9.98 4 10.00 －1
的AgNO3标准溶液滴定至终点。重复上述操作三
①在滴定管中装入AgNO3标准溶液的前一步，应进行的操作_____________。 L?1。 ②测得自来水中Cl-的含量为______ mg·
③若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果_______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
【答案】收集ClO2（或使ClO2冷凝为液体） 1：1 2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+
Cl2↑+2NaCl+2H2O 溶液分层，下层为紫红色 用AgNO3标准溶液进行润洗 3.55 偏低
【解析】 【分析】
(1)①冰水浴可降低温度，防止挥发；
②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠；
③以NaClO3和HCl为原料制备ClO2，同时有Cl2和NaCl生成，结合电子守恒和原子守恒写出发生反应的化学方程式；
(2)反应生成碘，碘易溶于四氯化碳，下层为紫色；
(3)根据滴定操作中消耗的AgNO3的物质的量计算溶液中含有的Cl-的物质的量，再计算浓度即可。 【详解】
(1)①冰水浴可降低温度，防止挥发，可用于冷凝、收集ClO2； ②氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠，反应的化学方程式为
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，此反应中Cl2既是氧化剂，又是还原剂，还原产物NaCl和氧化产物NaClO的物质的量之比为1:1，则该吸收反应的氧化剂与还原剂之比为1:1； ③以NaClO3和HCl为原料制备ClO2，同时有Cl2和NaCl生成，则发生反应的化学方程式为2NaClO3 + 4HCl= 2ClO2↑+ Cl2↑+2NaCl+2H2O；
(2)将ClO2水溶液滴加到KI溶液中，溶液变棕黄，说明生成碘，碘易溶于四氯化碳，即当观察到溶液分层，下层为紫红色时，说明有I2生成，体现ClO2具有氧化性； (3)①装入AgNO3标准溶液，应避免浓度降低，应用AgNO3标准溶液进行润洗后再装入AgNO3标准溶液；
②滴定操作中第1次消耗AgNO3溶液的体积明显偏大，可舍去，取剩余3次数据计算平均体积为
1
10.02?9.98?10.00mL=10.00mL，含有AgNO3的物质的量为0.0001mol·L－
3×0.01L=1×10-6mol，测得自来水中Cl-的含量为
1?10?6mol?35.5g/mol?1000mg/g=3.55g·L?1；
0.01L③在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，导致消耗标准液的体积读数偏小，则测定结果偏低。
9．氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂，因而受到人们越来越多的关注。
I.某实验小组以H2O2分解为例，探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下表所示的方案完成实验。 实验编号 ① ② ③ 反应物 10 mL 2% H2O2溶液 10 mL 5% H2O2溶液 10 mL 5% H2O2溶液 催化剂 无 无 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 ④ ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 （1）实验①和②的目的是_________________________________。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进方法是_________________________（填一种方法即可）。
（2）实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________________________________。
II.资料显示，某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。
（1）某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢，实验时可以通过测量_______或______来比较。
（2）0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。请解释化学反应速率变化的原因：_____________。请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。
为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用，需补做下列实验（无 需写出具体操作）：a._________________；b.___________________。
【答案】探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中） 碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 相同时间内产生O2的体积 生成相同体积O2所需要的时间 随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢 0.11 mol·L－1 MnO2的质量有没有改变 MnO2的化学性质有没有改变 【解析】
【详解】
I.（1）实验①和②中H2O2的浓度不同，其它条件相同，故实验目的是探究浓度对反应速率的影响；实验时没有观察到明显现象是因为反应太慢，那么就要采取措施加快反应，可以向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中。 （2）从图可以看出产生O2的最终体积相等，但溶液的酸碱性不同，反应速率不同，在碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。
II.（1）通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢时可以看相同时间内产生O2的体积，或生成相同体积O2所需要的时间。
（2）从图可以看出，反应开始后，在相同的时间内生成的O2的体积逐渐减小，反应速率变慢，那么造成反应变慢的原因是随着反应的进行，浓度减小，反应速率减慢；反应在进行到4min时O2的体积不再改变，说明反应完全，生成O2的物质的量为：60×10-3
L÷22.4L/mol=2.7×10-3mol，根据反应2H2O2＝2H2O＋O2↑,生成2.7×10-3mol O2，需要
消耗H2O2的物质的量为5.4×10-3mol，则H2O2的物质的量浓度为：5.4×10-3mol÷ 0.05L=0.11 mol·L－1；要探究MnO2是不是起到催化作用，根据催化剂在反应中的特点：反应前后质量和性质没有发生改变，所以需要补做实验来确定MnO2的质量有没有改变、MnO2的化学性质有没有改变。
10．为了探究化学能与热能的转化，某实验小组设计了如下图所示的三套实验装置：
（1）上述3个装置中，不能验证“铜与浓硝酸的反应是吸热反应还是放热反应”的装置是________(填装置序号)。
（2）某同学选用装置Ⅰ进行实验(实验前U形管里液面左右相平)，在甲试管中加入适量了Ba(OH)2溶液与稀硫酸，U形管中可观察到的现象是
_________________________________。说明该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。
（3）为探究固体M溶于水的热效应，选择装置Ⅱ进行实验(反应在丙试管中进行)。 ①若M为钠，则实验过程中烧杯中可观察到的现象是_________________。
②若观察到烧杯中产生气泡，则说明M溶于水________(填“一定是放热反应”、“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”)，理由是_________________________________________。 （4）至少有两种实验方法能验证超氧化钾与水的反应(4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑)是放热反应还是吸热反应。
方法①：选择装置________(填装置序号)进行实验；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到脱脂棉燃烧，则说明该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
【答案】Ⅲ 左端液面降低，右端液面升高 放热 产生气泡，反应完毕后，冷却至室温，烧杯中的导管内形成一段水柱 可能是放热反应 某些物质(如NaOH固体)溶于水放热，但不是放热反应 Ⅰ(或Ⅱ) 放热 【解析】 【分析】
（1）装置Ⅰ和Ⅱ都可以分别通过右边装置中液面变化、是否有气泡判断反应是吸热还是放热，而装置Ⅲ是将生成的气体直接通入水中，无法判断该反应是吸热还是放热反应； （2）酸碱中和反应为放热反应，反应放出的热使锥形瓶中温度升高，气体体积增大，据此判断U型管中液面的变化；
（3）钠与水的反应为放热反应，温度升高导致大试管中气体受热压强增大，烧杯中有气泡产生，冷却后体积减小，压强减小，导管中会形成水柱；M溶于水放出热量，不一定为化学变化，则不一定属于放热反应；
（4）利用装置Ⅰ或Ⅱ都可以验证该反应为放热反应；棉花燃烧，证明反应中放出大量热，该反应为放热反应。 【详解】
（1）装置Ⅰ可通过U形管中红墨水液面的变化判断铜与浓硝酸的反应是放热还是吸热；装置Ⅱ可通过烧杯中是否产生气泡判断铜与浓硝酸的反应放热还是吸热。装置Ⅲ只是一个铜与浓硝酸反应并将生成的气体用水吸收的装置，不能证明该反应是放热反应还是吸热反应；
（2）氢氧化钡与硫酸反应属于中和反应，中和反应都是放热反应，所以锥形瓶中气体受热膨胀，导致U型管左端液柱降低，右端液柱升高；
（3））①若M为钠，钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，该反应为放热反应，放热的热量使大试管中温度升高，气体压强增大，所以右边烧杯中有气泡产生，反应完毕后，冷却至室温，烧杯里的导管内形成一段水柱；
②若观察到烧杯里产生气泡，说明M溶于水放出热量，由于放热反应一定属于化学变化，而有热量放出的反应不一定为化学变化，所以不一定属于放热反应，如浓硫酸溶于水会放出热量，但是不属于放热反应；
（4）证明超氧化钾与水的反应是放热反应还是吸热反应：方法①：选择上述装置Ⅰ（或Ⅱ）进行实验，Ⅰ装置右边U型管中左端液柱降低，右端液柱升高（或烧杯中导管中有气泡放出），证明该反应为放热反应；
方法②：取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上，向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水，片刻后，若观察到棉花燃烧，则说明该反应放出大量热，使棉花燃烧，证明该反应是放热反应。