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化学
题目

(2022·湖南卷)某实验小组以BaS溶液为原料-|||-制备BaCl2·2H2 O,并用重量法测定产品中-|||-BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:-|||-可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓H2 SO4、-|||-稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水-|||-步骤1.BaCl2·2H2 O的制备-|||-按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经-|||-一系列步骤获得BaCl2·2 H2O产品。-|||-a 搅拌器-|||-b-|||-BaS-|||-溶液-|||-I Ⅱ Ⅲ-|||-步骤2.产品中BaCl 2·2H2O的含量测定-|||-①称取产品0.5000g,用100mL水溶解,酸化,-|||-加热至近沸;-|||-②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的-|||-(6)产品中BaCl2·2H 2O的质量分数为 __-|||-(保留三位有效数字)。.100molcdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 溶液;-|||-③沉淀完全后,60℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、-|||-烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.4660g。-|||-回答下列问题:-|||-(1)I是制取 __ 气体的装置,在试剂a过-|||-量并微热时,发生主要反应的化学方程式为-|||-__ 。-|||-(2)Ⅱ中b仪器的作用是 __ Ⅲ中的试-|||-剂应选用 __-|||-(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的-|||-H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已-|||-完全的方法是 __-|||-__ 。-|||-(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原-|||-因是 __ 。-|||-(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是-|||-__ (填名称)。(2022·湖南卷)某实验小组以BaS溶液为原料-|||-制备BaCl2·2H2 O,并用重量法测定产品中-|||-BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:-|||-可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓H2 SO4、-|||-稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水-|||-步骤1.BaCl2·2H2 O的制备-|||-按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经-|||-一系列步骤获得BaCl2·2 H2O产品。-|||-a 搅拌器-|||-b-|||-BaS-|||-溶液-|||-I Ⅱ Ⅲ-|||-步骤2.产品中BaCl 2·2H2O的含量测定-|||-①称取产品0.5000g,用100mL水溶解,酸化,-|||-加热至近沸;-|||-②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的-|||-(6)产品中BaCl2·2H 2O的质量分数为 __-|||-(保留三位有效数字)。.100molcdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 溶液;-|||-③沉淀完全后,60℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、-|||-烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.4660g。-|||-回答下列问题:-|||-(1)I是制取 __ 气体的装置,在试剂a过-|||-量并微热时,发生主要反应的化学方程式为-|||-__ 。-|||-(2)Ⅱ中b仪器的作用是 __ Ⅲ中的试-|||-剂应选用 __-|||-(3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的-|||-H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已-|||-完全的方法是 __-|||-__ 。-|||-(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原-|||-因是 __ 。-|||-(5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是-|||-__ (填名称)。


题目解答

答案

解析

  1. 考查要点:本题综合考查BaCl₂·2H₂O的制备与含量测定,涉及气体制备、除杂、沉淀反应、定量分析等实验知识。
  2. 解题核心:
    • 气体制备:装置I通过浓硫酸与NaCl反应制备HCl气体。
    • 除杂与干燥:装置Ⅱ用BaS溶液吸收HCl生成BaCl₂,装置Ⅲ用CuSO₄溶液吸收尾气防止倒吸。
    • 沉淀反应:加入过量硫酸使Ba²⁺完全沉淀为BaSO₄,通过后续操作计算BaCl₂·2H₂O含量。
  3. 关键点:
    • 气体纯度控制:防止倒吸和尾气处理。
    • 定量关系:BaCl₂与BaSO₄的物质的量相等,通过BaSO₄质量反推BaCl₂·2H₂O含量。

(1) I装置的作用与反应方程式

  • 气体类型:装置I通过浓硫酸与NaCl反应制备HCl气体。
  • 反应方程式:
    ${H}_{2}S{O}_{4}(浓) + NaCl \xlongequal{催化剂} NaHSO_{4} + HCl \uparrow$

(2) Ⅱ和Ⅲ的作用与试剂

  • Ⅱ的作用:BaS溶液吸收HCl气体,生成BaCl₂,同时防止倒吸。
  • Ⅲ的试剂:CuSO₄溶液吸收未反应的HCl,防止倒吸。

(3) 判断沉淀完全的方法

  • 操作:静置后取上层清液,滴加热硫酸,若无白色沉淀生成,则沉淀完全。

(4) 加入过量硫酸的原因

  • 目的:确保Ba²⁺完全沉淀为BaSO₄,避免因硫酸不足导致沉淀不完全。

(5) 过滤不需要的仪器

  • 锥形瓶:过滤操作中无需锥形瓶,常用仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒。

(6) BaCl₂·2H₂O的质量分数计算

  1. 计算BaSO₄的物质的量:
    $n(BaSO₄) = \frac{0.4660}{233.39} \approx 0.00200 \, \text{mol}$
  2. 对应BaCl₂·2H₂O的物质的量:
    $n(BaCl₂·2H₂O) = 0.00200 \, \text{mol}$
  3. 计算质量:
    $m(BaCl₂·2H₂O) = 0.00200 \times 244.23 = 0.48846 \, \text{g}$
  4. 质量分数:
    $\text{质量分数} = \frac{0.48846}{0.5000} \times 100\% \approx 97.6\%$

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