专题五 化学实验探究与计算
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启东中学高二化学（必修） 专题复习讲义
1 专题四 化学实验探究与计算
1．以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
(l) 上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为 ，
检验其中阳离子的实验方法是 。
（2）上述过程中的过滤操作所用的主要玻璃仪器有 。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式(写出计算过程，否则不得分)。
2．为测定某生铁（假设仅含Fe和C）粉末状样品中铁的质量分数，某化学研究性学习小组设计有关方案进行如下实验。
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2 （1）设计如图甲所示装置，使生铁样品与稀硫酸反应的操作为
。实验结束后，读出量气管中的气体体积（换算为标准状况），计算生铁样品中铁的质量分数，测定的结果偏低，可能的原因是 。（填字母序号）
A. 反应结束并冷却后，未再次调节量气管和水准管中液面相平， 即读取气体体积
B. 稀硫酸过量C. 水准管中有少量水溢出
（2）设计如图乙所示装置，测得反应前后的有关质量如表，则生铁样品中铁的质量分数为 ，根据图中装置判断，若实验中操 作没有失误，该实验结果可能 。（填“偏大”、“偏小”或 “准确”）
（3）若取生铁粉末5.72 g，高温下的氧气流中充分反应，得到CO2气体224 mL(标准状况)。则此生铁粉末中铁和碳的物质的量之比为 。若再取三份不同质量的生铁粉末，分别加到100 mL相同浓度的H2SO4溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示。计算实验Ⅱ结束后的溶液中，还能溶解生铁样品的质量 。
实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
加入生铁样品的质量/g 1.43 2.86 8.58
生成气体的体积/L（标准状况） 0.56 1.12 2.24
反应前：整套装置+
稀硫酸质量/g 反应前：
生铁样品质量/g 反应后：整套装置+
锥形瓶中剩余物的质量/g
a m b 启东中学高二化学（必修） 专题复习讲义
3 3．一种含有结晶水的化合物A，能作为新型化学冷却降温材料。实验室在碳酸氢镁溶液中通入热的水蒸气，Mg(HCO3)2溶液经受热分解、沉淀转化等一系列反应，再经过滤、洗涤、干燥得到化合物A。
(1)化合物A能作为化学冷却降温材料，说明其分解是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过滤时，需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒，还需要 。
(3)对化合物A的成分做如下定性实验：
取少量化合物A样品于试管中加热，将生成的所有气体依次通过无水CuSO4和澄清石灰水。
试回答：
①澄清石灰水变浑浊，可证明化合物A的分解产物中含有 。
②无水CuSO4变蓝，可证明化合物A中除肯定含 ，还可能含有 。
(4)化合物A的组成可初步确定为Mgx(CO3)y(OH)z·nH2O，为进一步确定该化合物A的成分，进行了如下定量研究：取4.84 g化合物A加热分解，第一阶段为脱去全部结晶水，第二阶段最终剩余2.00g MgO固体。固体质量随温度的变化如下图所示。
请通过计算确定化合物A的化学式(写出计算过程)。
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4 4．绿矾是一种重要的化工原料。
【问题1】绿矾晶体（FeSO4·7H2O）由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、Cl2水、NaOH溶液、BaCl2溶液请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
方案1：取少量溶液，加入几滴 试剂，如果观察到的现象是 ；实验结论：证明绿矾样品没有被氧化。
方案2：取少量溶液，加入几滴 试剂，如果观察到的现象是 。
实验结论：证明绿矾样品完全被氧化。
使用FeSO4时，如要防止Fe3+的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，写出加入铁粉后发生反应的离子方程式 。
【问题2】以绿矾为原料可以制取聚合硫酸铁（SPFS）。聚合硫酸铁是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用。其组成可表示成Fex(OH)y(SO4)z•nH2O(其中Fe为+3价)。工业上常用的一种制备流程为：
取7.507g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485g，向上述滤液中加入NH3•H2O，调节溶液pH=6，经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.800 g。通过计算确定该固体聚合硫酸铁样品的化学式为 。（写出计算过程）
绿NaCOl3
酸性介质 水解、聚合 SPF减压、蒸发 启东中学高二化学（必修） 专题复习讲义
5 5．化合物A[KxFe(C2O4)y·zH2O，其中铁元素为+3价]是一种重要的光化学试剂。
（1）制备化合物A的实验流程如下：
FeSO4 ·7H2O溶解草酸（H2C2O4）草酸钾（K2C2O4）稀硫酸操作XH2O2分离A沉淀过滤滤液
① 上述流程中，检验“过滤”后的固体已洗涤干净的方法是
。
② 上述流程“操作X”中加入H2O2的目的是 。
（2）测定化合物A的化学式实验步骤如下：
a、准确称取A样品4.91g，干燥脱水至恒重，残留物质的质量为4.37g；
b、将步骤a所得固体溶于水，加入还原铁粉0.28g，恰好完全反应；
c、另取A样品4.91g置于锥形瓶中，加入足量的3 mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水，再加入0.50mol/L的KMnO4溶液24.0 mL，微热，恰好完全反应：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
请通过计算填空：
① 4.91g A样品中含结晶水的物质的量为 mol。
② A样品中n(Fe3+)n(C2O42 )-= 。
③ A的化学式为 。
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6 6．化学兴趣小组的同学为测定某Na2C03和NaCl的固体混合物样品中Na2 C03的质量分数进行了以下实验，请你参与并完成对有关问题的解答。
(1)甲同学用图1所示装置测定CO2的质量。实验时稀硫酸是与样品中的 (填“Na2CO3”或"NaCl”)发生反应。仪器b的名称是 。洗气瓶c中盛装的是浓硫酸，此浓硫酸的作用是 。
(2)乙同学用图2所示装置，取一定质量的样品(为m g；已测得)和足量稀硫酸反应进行实验，完成样品中Na2CO3”质量分数的测定。
①实验前，检查该装置气密性的方法是先打开活塞a，由b注入水至其下端玻璃管中形成一段水柱，再将针筒活塞向内推压，若b下端玻璃管中的 上升，则装置气密性良好。
②在实验完成时，能直接测得的数据是CO2的 (填“体积”或“质量”)。
(3)丙同学用下图所示方法和步骤实验：
①操作I涉及的实验名称有 、洗涤；操作Ⅱ涉及的实验名称有干燥、 。
②丙测得的样品中Na2CO3质量分数的计算式为 。
(4)标准状况下，将672 mL CO2气通入50 mL1mol/LKOH溶液中，完全反应后，所得溶液中K2CO3和KHCO3的物质的量之比为(设反应前后溶液体积变化忽略不计) 。 启东中学高二化学（必修） 专题复习讲义
7 7.绿矾是一种重要的化工原料。
【问题1】绿矾晶体（FeSO4·7H2O）由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质。为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、Cl2水、NaOH溶液、BaCl2溶液请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
方案1：取少量溶液，加入几滴 试剂，如果观察到的现象是 ；实验结论：证明绿矾样品没有被氧化。
方案2：取少量溶液，加入几滴 试剂，如果观察到的现象是 。
实验结论：证明绿矾样品完全被氧化。
使用FeSO4时，如要防止Fe3+的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，写出加入铁粉后发生反应的离子方程式 。
【问题2】以绿矾为原料可以制取聚合硫酸铁（SPFS）。聚合硫酸铁是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用。其组成可表示成Fex(OH)y(SO4)z•nH2O(其中Fe为+3价)。工业上常用的一种制备流程为：
