Question

12．“一器多用”可实现多方面的化学实验探究，某课外活动小组学生利用图所示的仪器组合（省略夹持和净化装置）来完成下列实验，回答下列问题：

（1）仪器a的名称为分液漏斗，仪器a在使用前要查漏．
（2）该装置可用于某些气体的制取、收集及尾气处理裝置，表中3个实验的设计方案合理的是C（填序号）

选项	a中的物质	b中的物质	c中收集的气体	d中的物质
A	稀硝酸	Cu	NO	H2O
B	稀H2SO4	CaCO3	CO2	NaOH溶液
C	浓氨水	NaOH固体	NH3	H2O

（3）氨气和氯气接触时会产生白烟，请写出相应的化学方程式：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂．
（4）上述装置若a中的物质为浓硫酸，b中的物质为Cu片，在加热条件下也可制取SO₂．
①下列装置可用于SO₂尾气处理的是（夹持仪器已略去）d（填序号）．

用Fe₂（SO₄）₃溶液也可吸收多余的SO₂气体．写出SO₂与Fe₂（SO₄）₃溶液反应的离子方程式：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺．
②某小组用反应产生的CuSO₄溶液来制取胆矾，测定所得胆矾（CuSO₄•xH₂O）中结晶水x的值，各次 称量的数据如表：

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

则胆矾应放在坩埚（填仪器名称）中加热；必须要进行恒重操作的原因是确保硫酸铜晶体完全失去结晶水；CuSO₄•xH₂O中的x=4.9（保留1位小数）；若测定结果x偏大，可能的原因是a（填序号）．
a．加热温度过高     b．胆矾晶体的颗粒较大     c．加热后放在空气中冷却．

Answer 1

分析 （1）仪器a是加入溶液的仪器为分液漏斗，分液漏斗带有玻璃活塞使用前需要查漏；
（2）A．一氧化氮和氧气反应，不溶于水不能被吸收；
B中硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水附着在固体表面阻止反应进行；
C中固体氢氧化钠溶解放热一水合氨分解生成氨气；
（3）氨气和氯气接触时会产生白烟生成氯化铵和氮气；
（4）装置若a中的物质为浓硫酸，b中的物质为Cu片，在加热条件下也可制取SO₂，
①装置Ⅲ用于处理尾气，吸收为反应的二氧化硫，应防止倒吸，且不能处于完全密闭环境中，SO₂与Fe₂（SO₄）₃溶液反应生成硫酸、硫酸亚铁；
②固体灼烧在坩埚中，必须要进行恒重操作是确保硫酸铜晶体完全失去结晶水，依据质量变化，测定所得胆矾（CuSO₄•xH₂O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，图表中称量坩埚质量5.4g，胆矾和坩埚质量为8.2g，称量至恒重为硫酸铜质量为7.2g，温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使结果偏大；胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小；在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体；

解答 解：（1）仪器a是加入溶液的仪器，仪器a的名称为分液漏斗，分液漏斗带有玻璃活塞，防止漏液使用前需要查漏，
故答案为：分液漏斗；查漏；
（2）A．一氧化氮和空气中氧气反应生成二氧化氮，不溶于水不能被吸收，装置不符合，故A错误；
B．硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙微溶于水附着在固体表面阻止反应进行，不能用来制备二氧化碳，故B错误；
C．固体氢氧化钠溶解放热，浓氨水溶液中一水合氨分解生成氨气，氨气极易溶于水，倒扣漏斗防止倒吸，故C正确；
故答案为：C；
（3）氨气具有还原性，氯气具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成氯化氢和氮气，过量氨气和氯化氢反应时会产生白烟生成氯化铵，
故答案为：8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂；
（4）①a．装置应将导管深入氨水中可以吸收二氧化硫，但为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故错误；
b．该装置吸收二氧化硫能力较差，且为密闭环境，装置内压强增大易产生安全事故，故错误；
c．该装置不能吸收二氧化硫，所以无法实现实验目的，故错误；
d．该装置中氢氧化钠与二氧化硫反应，可以吸收，且防止倒吸，故正确，
SO₂与Fe₂（SO₄）₃溶液反应生成硫酸、硫酸亚铁，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：d； 2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②固体灼烧在坩埚中，必须要进行恒重操作的原因是确保硫酸铜晶体完全失去结晶水，
测定所得胆矾（CuSO₄•xH₂O）中结晶水x值，应称量坩埚的质量，坩埚和晶体的质量，加热后坩埚的质量，加热后再称量一次坩埚的质量，判断质量是否在误差允许范围内及两次值是否相差不超过0.1g，图表中称量坩埚质量5.4g，胆矾和坩埚质量为8.2g，称量至恒重为硫酸铜质量为7.2g，则结晶水质量=8.2g-7.2g=1g，硫酸铜质量=7.2g-5.4g=1.8g，$\frac{1.8g}{160g/mol}$：$\frac{1g}{18g/mol}$=1；x，x≈4.9
a．加热温度过高，会导致硫酸铜分解，质量变化较大，导致结果偏大，故a正确；
b．胆矾晶体的颗粒较大，会导致晶体解热分解不完全，质量变化偏小，结果偏小，故b错误；
c．加热后放在空气中冷却，会吸收空气中的水重新形成晶体，结果偏小，故c错误；
故答案为：坩埚；确保硫酸铜晶体完全失去结晶水；  4.9；  a；

点评 本题考查了硫酸铜晶体中结晶水含量的测定，涉及物质制备实验设计、物质分离的实验基本操作，注意掌握测定硫酸铜晶体结晶水含量的方法，理解和掌握物质性质和实验原理是解题关键，题目难度中等．