2014年普通高等学校招生全国统一考试化学试题分类汇编
专题十三 化学实验设计与评价
1．（2014·重庆理综化学卷，T9）(15分)中华人民共和国国家标准(GB2760－2011)规定葡萄酒中SO2
最大使用量为0.25g·L1。某兴趣小组用题9图I装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO2，并对其含量进
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行测定。
a A B C H2O2
题9图1 b
(1)仪器A的名称是 ，水通入A的进口为 。
(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应，其化学方程式为 。
(3)除去C中过量的H2O2，然后用0.0900mol·L1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择
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题9图2中的 ；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为 ；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积 (填序号)(①＝10mL，②＝40mL，③＜10mL，④＞40mL)
(4)滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO2含量为 g·L1
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(5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施： 【答案】(15分)
（1）冷凝管或冷凝器，b （2）SO2＋H2O2＝H2SO4 （3）③；酚酞；④ （4）0.24
（5）原因：盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，扣除盐酸挥发的影响。
【解析】（1）装臵A的名称为冷凝管或者冷凝器，冷凝管中水流的方向要和馏分的方向是相反的过程，所以应从b端为水的进口；
（2）SO2具有还原性，H2O2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应，方程式为H2O2+SO2=H2SO4； （3）排出气体的方法：挤压胶管的滚珠，利用碱液将气泡冲出，故答案选③；滴定终点的PH=8.8，溶液显碱性，可以选择无色酚酞作为指示剂；因为滴定管的末端还有一部分液体，所以管内的体积应大于40ml；
（4）消耗的氢氧化钠的物质的量等于0.025L×0.09mol/L=0.00225mol，NaOH和H2SO4反应生成物是Na2SO4。可知S元素的物质的量等于Na+的一半，即S元素的物质的量是0.001125mol，则SO2的物质的量也是0.001125mol，所以SO2的质量是0.001125mol×64g/mol=0.072g，由此可以计算出SO2的含量是
0.072g=0.24g/L； 0.3L（5）测定结果比实际值高的原因是消耗了更多的NaOH，说明有酸性杂质。结合实验过程可知，反应过程中加入的HCl具有挥发性，和SO2一起进入到反应装臵中。可以采取的措施有：用不挥发性的强酸（比如H2SO4）代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比试验。
2．（2014·浙江理综化学卷，T28）（14分）葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C6H12O6(葡萄糖) ＋ Br2 ＋ H2O → C6H12O7(葡萄糖酸) ＋ 2HBr
2C6H12O7(葡萄糖酸) ＋ CaCO3 → Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙) ＋ H2O ＋ CO2↑ 相关物质的溶解性见下表：[来源:学科网ZXXK] 物质名称[来葡萄糖酸钙 源:Zxxk.Com] 可溶于冷水 水中的溶解性 易溶于热水 乙醇中的溶解性 实验流程如下：
3%溴水/55℃过量CaCO3/70℃――――→趁热过滤――→乙醇悬浊液――→抽滤――→洗涤――→干燥Ca(CHO) C6H12O6溶液滴加―――――――→―――――――→61172
①②③④⑤⑥⑦请回答下列问题：
⑴第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最适合的是________。
微溶 微溶 可溶 可溶 可溶 易溶 易溶 葡萄糖酸 溴化钙 氯化钙
制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其它试剂，下列物质中最适合的是________。 A．新制Cu(OH)2悬浊液 B．酸性KMnO4溶液 C．O2／葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH溶液
⑵第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是________；本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是________。
⑶第③步需趁热过滤，其原因是________。 ⑷第④步加入乙醇的作用是________。 ⑸第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是________。
A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．乙醇-水混合溶液
【答案】（14分） （1）B C
（2）提高葡萄糖的转化率；便于后续分离 氧化钙难以与葡萄糖直接反应得到葡萄糖酸钙
（3）葡萄糖酸钙冷却后结晶，如不趁热过滤会损失产品 （4）可降低葡萄糖酸钙的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出 （5）D
【解析】（1）用溴水氧化葡萄糖时，滴入溴水，要用分液漏斗，用水浴加热的方法容易控制温度，故应选择装臵B，制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用O2／葡萄糖氧化酶 ，这样的好处是无需分离。
（2）第②步充分反应后CaCO3固体有剩余，增加碳酸钙的量可以提高葡萄糖的转化率；氯化钙是可溶于水的物质，使用氯化钙不利于后面物质的分离。
（3）根据物质的溶解度表可以看出第③步需趁热过滤的原因是葡萄糖酸钙冷却后结晶，如不趁热过滤会损失产品。
（4）加入乙醇的目的是降低葡萄糖酸钙的溶解度，有利于葡萄糖酸钙的析出。 （5）葡萄糖酸钙微溶于酒精，故洗涤最合适的溶液是乙醇－水混合溶液。
3．（2014·天津理综化学卷，T9）（18分）Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O
△
反应原理：Na2SO3(aq)＋S(s)=====Na2S2O3(aq) 实验步骤：
①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中，再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉，用3 mL乙醇润湿，加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60 min。
③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3·5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。 回答问题：
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。
(2)仪器a的名称是________，其作用是____________________。[来源:学|科|网Z|X|X|K]
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是______________。检验是否存在该杂质的方法是____________________________。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L
2反应原理为2S2O23＋I2===S4O6＋2I
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－
－
－1
碘的标准溶液滴定。
(5)滴定至终点时，溶液颜色的变化：________________________________。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(7)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO24，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为
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____________________________________________。
【答案】（18分）
(1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流
(3)Na2SO4 取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4
(4)S2O23＋2H===S↓＋SO2↑＋H2O
－
＋
(5)由无色变蓝色
3.620×103M
(6)18.10 ×100%
W
－
2
(7)S2O23＋4Cl2＋5H2O===2SO4＋8Cl＋10H
－
－
－
＋
【解析】(1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。(2)装臵中仪器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用。(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，故可
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能存在的无机杂质是Na2SO4；检验产品中是否含有Na2SO4，即检验SO24是否存在，需要防止SO3的干
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－
扰，故不能用具有强氧化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。
2(4)产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定，发生歧化反应：2H＋S2O3
＋
－
===S↓＋SO2↑＋H2O所致。(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点。(6)起始读数为0.00 mL，终点读数为18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根据2Na2S2O3·5H2O～2S2O25H2O) ＝2n(I2)＝2×0.100 0 mol·L1×18.10×103 L3～I2，得n(Na2S2O3·
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3.620×103 mol×M g/mol3.620×103M2－＝3.620×10 mol，则产品的纯度×100%＝×100%。(7)S2O3被Cl2
WW g
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－3
22
氧化成SO24，Cl2被还原为Cl，首先根据化合价升降总数相等写出S2O3＋4Cl2→2SO4＋8Cl，然后根
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2据原子守恒和电荷守恒写出S2O23＋4Cl2＋5H2O===2SO4＋8Cl＋10OH。
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