资源简介 热点题空专练 以无机物制备为主题的综合实验探究1.(2024青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。实验步骤:(ⅰ)连接仪器,检验装置的气密性,装药品;打开K1,通一段时间N2;(ⅱ)关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;(ⅲ)待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。回答下列问题:(1)仪器甲的名称为________,试剂X为________,F处碱石灰的作用是_____________________________________________________________________。(2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子,则该反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________________________;判断该反应结束的实验现象是________________________________________________________________________________________________________________。(3)反应结束后通入N2的目的是_______________________________________________________________________________________________________________;图示装置存在的缺陷是______________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)①m g B2O3与足量木炭、氯气反应,取产品的20%于水解瓶中完全水解,稀释至100.00 mL。②取10.00 mL该溶液于锥形瓶中,加入V1 mL c1 molL-1 AgNO3溶液,加入适量硝基苯,用力摇动,将沉淀表面完全覆盖。③以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂,用c2 molL-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液,消耗标准溶液V2 mL。判断滴定终点的现象是______________________________________________________________________________________________________________________;实验所得BCl3的产率是________,若未加硝基苯,则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。2.(2024安徽模考)[Co(NH3)5Cl]Cl2(M=250.5 gmol-1)是一种易溶于热水,难溶于乙醇的紫红色晶体。可通过如下实验步骤制备。Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中,搅拌下,分批次加入1.00 g研细的CoCl26H2O(M=238 gmol-1),得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀。Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量30% H2O2溶液,得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液。Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到0.85 g产品。回答下列问题:(1)本实验涉及钴配合物的配体有______________(填化学式)。(2)本实验应在通风橱中进行,原因是__________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl26H2O,原因是___________________________________________________________________________________________。(4)步骤Ⅱ发生反应的离子方程式是___________________________________________________________________________________________________________。(5)步骤Ⅳ中使用的洗涤试剂有①冷水、②乙醇、③冷的盐酸、④丙酮。试剂使用的先后顺序是①→________→________→④(填序号)。(6)已知:Co2++6NH3===[Co(NH3)6]2+ K=105.11;Co3++6NH3===[Co(NH3)6]3+ K=1035.2。则在水溶液中的稳定性:[Co(NH3)6]2+________(填“大于”或“小于”)[Co(NH3)6]3+。(7)本实验的产率最接近于________(填标号)。A.80% B.85%C.90% D.95%3.(2024沈阳一模)LiAlH4是一种优质还原剂,是运载火箭的固体燃料。某实验小组采用“循环利用氯化锂法”制备LiAlH4,实验步骤如下:①制备LiH:氯化锂、钠、氢气在500~600 ℃下反应得到混合物;②制备LiAlH4:将LiH溶于乙醚后与无水氯化铝反应。制备LiH的实验装置如下:回答下列问题:(1)实验开始,检验装置气密性,添加药品,完毕,加热D装置前应进行的操作是___________________________________________________________________。(2)B装置中发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________,E装置的作用是_______________________________________________________。(3)制备LiAlH4的化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。(4)乙醚作溶剂的优点是________________________________________________。(5)采用该方法制备LiAlH4的突出优点是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)LiAlH4的还原能力比NaBH4更强大,原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。热点题空专练 以有机物制备为主题的综合实验探究1.(2024黄山一模)己二酸在有机合成工业等方面有着重要作用,以环己醇(,Mr=100,ρ=)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH,Mr=146],已知己二酸和己二酸钾[KOOC(CH2)4COOK]的溶解度均随温度升高而增大。实验步骤:①向250 mL三颈烧瓶中加入搅拌磁子、50 mL 1.0%的KOH溶液和9.0 g高锰酸钾,按如图所示安装装置,控制滴速并维持温度在45 ℃左右,共滴加2.0 mL环己醇,滴加结束时需启动加热装置加热一段时间,趁热过滤,洗涤滤渣MnO2。②将滤液和洗涤液倒入100 mL烧杯中,加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液,再用约4 mL浓盐酸,使溶液呈酸性,加热浓缩使溶液体积减少至10 mL,经过冷却结晶、过滤、洗涤,烘干得到粗产品a g。③准确称取b g己二酸产品于锥形瓶中,加入少量水溶解,滴入酚酞试剂,用0.1 molL-1的NaOH溶液滴定,重复上述操作三次,平均消耗NaOH溶液V mL。(1)搅拌磁子的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)三颈烧瓶内发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤①中“氧化”过程,三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高,其原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________;在环己醇不同滴加速率下,溶液温度随滴加时间变化曲线如图,为了实验安全,应选择的滴速为________滴/min。(4)完成步骤①“氧化”后,用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上,在黑色圆点周围出现紫色环,该现象说明___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________;如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液,后续会产生一种有毒气体,在产生该有毒气体的化学反应中,氧化剂和氧化产物的物质的量之比为________。(5)步骤①中趁热过滤的优点是_______________________________________________________________________________________________________________。(6)己二酸的实际产率是________(用含a、b、V的化简后的式子表示)。2.(2024东北三省模考)芳基亚胺酯是重要的有机反应中间体,受热易分解,可由腈在酸催化下与醇发生Pinner反应制备,原理如下图所示。某实验小组以苯甲腈(,Mr=103)和三氟乙醇(CF3CH2OH,Mr=100)为原料合成苯甲亚胺三氟乙酯。步骤如下:Ⅰ.将20.6 g苯甲腈与21.6 g三氟乙醇置于容器中,冰浴降温至0 ℃。Ⅱ.向容器中持续通入HCl气体4小时,密封容器。Ⅲ.室温下在HCl氛围中继续搅拌反应液24小时,冷却至0 ℃,抽滤得白色固体,用乙腈洗涤。Ⅳ.将洗涤后的白色固体加入饱和Na2CO3溶液中,低温下反应,有机溶剂萃取3次,合并有机相。Ⅴ.向有机相中加入无水MgSO4,过滤,蒸去溶剂得产品20.3 g。回答下列问题:(1)实验室中可用浓盐酸和无水CaCl2制备干燥HCl气体,下列仪器中一定需要的为________(填仪器名称)。(2)第Ⅱ步通气完毕后,容器密封的原因为______________________________________________________________________________________________________。(3)第Ⅲ步中得到的白色固体主要成分为________(填字母)。(4)第Ⅳ步中选择低温的原因为________________________________。(5)第Ⅳ步萃取时可选用的有机溶剂为________(填字母)。A.丙酮 B.乙酸C.乙酸乙酯 D.甲醇(6)第Ⅴ步中无水MgSO4的作用为______________________________。(7)本实验的产率为________。3.(2024黄山二模)2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体,其制备的反应原理如图所示:制备装置如图所示(夹持装置已略去):实验步骤如下:步骤一:制备将10.0 g戊二酸(相对分子质量为132)加入三颈烧瓶中,再向其中加入25 mL三氯甲烷,搅拌均匀,保持78 ℃条件下,依次缓慢滴加12 mL氯化亚砜、3滴催化剂、液溴,随后回流;回流完毕后,将三颈烧瓶置于冰盐浴中,将溶液温度降到-10 ℃后,缓慢滴加25 mL甲醇(沸点64.7 ℃),保持滴加过程中温度不超过0 ℃。步骤二:除杂向三颈烧瓶中加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25 mL饱和氯化钠溶液洗涤3次,洗涤完毕,用无水硫酸镁干燥,过滤。步骤三:提纯过滤后的液体置于热浴容器中(外温170 ℃),接上精馏装置,进行减压蒸馏。步骤四:收集收集100~110 ℃的馏分,得到10.86 g无色透明油状液体。回答下列问题:(1)使用装置A的优点是______________________________________。(2)步骤一中采取“温度降到-10 ℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有________(填标号)。a.减缓反应速率b.防止高温下发生复杂的有机副反应c.避免原料挥发,使反应物充分反应(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是___________________________________________________________________________________________________。(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是______________________________________。(5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是_________________________________________________________________________________________________,反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处,解决的办法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)本实验的产率是________(填标号)。A.30% B.50%C.60% D.80%热点题空专练 以物质的性质为主题的综合实验探究1.(2024江门一模)乙烯是重要的化工原料。某小组同学制备乙烯并探究乙烯与溴水反应的产物。Ⅰ.制备乙烯如图所示为制备纯净的乙烯的部分实验装置。(1)仪器ⅰ的名称为________;制备乙烯的化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(2)NaOH溶液的作用为_______________________________________。(3)写出一种乙烯在生产或生活中的应用:________。Ⅱ.探究乙烯和溴水反应的产物提出猜想1:发生加成反应只生成1,2-二溴乙烷。验证猜想1实验操作 预期实验现象 实际实验现象向一定浓度的溴水中匀速通入足量纯净的乙烯气体,并用pH传感器检测溶液pH的变化 ( ),溶液的pH变大 溴水褪色,溶液没有明显的分层现象,溶液的pH变小(4)请补充预期实验现象:________。预期实验现象中pH变大,请利用平衡移动的原理说明原因:___________________________________________________________________________________________________________________________。提出猜想2:发生取代反应生成1-溴乙烯(实验条件下为不溶于水的无色气体)和HBr。验证猜想2实验装置 实验操作 实验现象 实验结论1.向装置中加入足量的溴水,同时打开活塞a、b,下压钟罩排尽体系内空气后关闭活塞a; 2.通入适量的乙烯,排出钟罩内部分溴水后,关闭活塞b。静置一段时间 ( ) 猜想2 不成立说明:通入的乙烯不能过量,要确保溴水未完全褪色。(5)证明猜想2不成立的实验现象为____________________________________________________________________________________________________________;通入的乙烯不能过量的原因为________________________________________________________________________________________________________________。查阅资料乙烯与Br2反应生成1,2-二溴乙烷的机理如下图所示:说明:“---”表示共价键未完全断裂或形成。教师指导:乙烯与溴水反应时,第①步和第②步与上述机理相同,第③步主要是H2O参与了反应,导致溶液的pH变小。(6)基于第③步中H2O参与反应,写出乙烯与溴水反应的化学方程式:__________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(2024葫芦岛一模)某实验小组从电极反应角度探究银镜反应中物质氧化性和还原性的变化。资料:ⅰ.[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]++NH3 K1=10-3.81;[Ag(NH3)]+ Ag++NH3 K2=10-3.24。ⅱ.AgOH不稳定,极易分解为黑色的Ag2O,Ag2O溶于氨水。(1)实验发现:乙醛和AgNO3溶液水浴加热无明显现象;银氨溶液水浴加热无明显现象;滴加乙醛的银氨溶液水浴加热,试管壁逐渐出现一层光亮的银镜。①有研究表明:配制银氨溶液时,AgNO3和氨水生成[Ag(NH3)2]NO3,写出生成[Ag(NH3)2]NO3的化学方程式:_______________________________________________________________________________________________________________。②从氧化还原角度分析:发生银镜反应时,氧化性微粒可能是Ag+、_____________________________________________________________________。(2)甲同学查阅资料:银镜反应时,Ag+被还原成Ag。①电极反应式:ⅰ.还原反应:Ag++e-===Ag。ⅱ.氧化反应:___________________________________(碱性条件下)。②从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化:ⅰ.随c(Ag+)降低,Ag+氧化性减弱。ⅱ.随c(OH-)增大,乙醛还原性增强。③补充实验验证②中的分析。实验操作及现象: 实验Ⅰ.插入“饱和KNO3溶液”盐桥,电流表指针偏转; 实验Ⅱ.电流稳定后向右侧烧杯滴加NaOH溶液,指针偏转幅度增大; 实验Ⅲ.电流再次稳定后向左侧烧杯滴加氨水,指针偏转幅度减小乙同学认为实验Ⅲ不能证明“随c(Ag+)降低,Ag+氧化性减弱”,理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)设计实验进一步验证。实验 实验操作 实验现象Ⅳ 向盛有银氨溶液的试管中滴加浓氨水,无明显现象,加入3滴乙醛,振荡,水浴加热 闻到刺激性气味,溶液略显灰色,试管壁未见银镜Ⅴ 向盛有银氨溶液的试管中滴加较浓的NaOH溶液至pH与实验Ⅳ相同,振荡,溶液变浑浊,加入3滴乙醛,振荡,水浴加热 试管壁立即出现银镜①乙同学认为通过实验Ⅳ能证明“随c(Ag+)降低,Ag+氧化性减弱”,你认为是否合理并说明原因:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②分析实验Ⅴ中“立即出现银镜的原因”,提出假设:随c(OH-)增大,可能是N-3也参与了还原Ag+1。经检验该假设成立,实验方案及现象是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)总结:ⅰ.银氨溶液和乙醛发生银镜反应时,氧化剂主要是Ag+,还原剂主要是乙醛;ⅱ.银氨溶液中滴加较浓的NaOH溶液能促进银镜反应的发生,此法不适用于检验醛基,请解释原因:______________________________________________________________________________________________________________。3.根据FeCl3与Na2SO3两种物质的性质,某化学学习小组认为两溶液间既能发生氧化还原反应(用反应a表示),又能发生相互促进的水解反应(用反应b表示),并设计实验进行探究(以下实验均在隔绝空气的条件下进行)。Ⅰ.探究竞争反应的先后顺序实验序号 实验装置图 实验操作与现象ⅰ ①向5 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中滴加2滴1 molL-1 Na2SO3溶液,溶液立即变为红褐色,且无气体生成; ②3 h后,混合溶液呈浅黄绿色; ③将步骤②中的溶液分成2等份,分别滴加KSCN溶液和铁氰化钾溶液,前者溶液变为红色,后者有蓝色沉淀生成(1)溶液变为红褐色是因为生成了________(填化学式),3 h后,混合溶液呈浅黄绿色的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(2)由实验ⅰ中的现象可知,两个竞争反应的反应速率:反应a________(填“>”“<”或“=”,下同)反应b,反应活化能:反应a________反应b。Ⅱ.探究外界因素对Fe3+与反应的影响实验序号 ⅱ ⅲ ⅳ实验装置图实验操作与现象 溶液立即变为红褐色,且颜色比实验ⅰ的深,滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成;加热后,有红褐色沉淀生成 溶液呈棕黄色,加热至沸腾,溶液呈透明的红褐色,无沉淀生成 溶液立即变为红褐色,取少许反应液,滴加铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀;另取5 mL反应液,加热至沸腾,溶液红褐色褪去,溶液呈浅黄绿色,滴加铁氰化钾溶液,立即产生蓝色沉淀(3)设计实验ⅲ的目的是______________________,实验ⅱ中,当Na2SO3溶液过量时,主要发生反应________(填“a”或“b”),温度升高时,该反应进行的程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)实验ⅳ中,加热后产生相应现象的原因是____________________________________________________________________________________________________。热点题空专练 以定量实验为主题的综合实验探究1.(2024贵阳一模)硫酸亚铁铵是一种重要的化工原料,用途广泛,其晶体为浅绿色,俗名摩尔盐,化学式为x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O。某小组设计如下实验进行探究:Ⅰ.制备(1)向新制的FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,在70~80 ℃条件下溶解后,趁热倒入50 mL乙醇中,析出晶体。实验时所采用的加热方式是________;乙醇的作用为______________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.ⅰ.测定含量(蒸馏法,装置如图)①称取7.84 g晶体加水溶解后,将溶液注入三颈烧瓶中;②准确量取50.00 mL 0.500 0 molL-1 稀硫酸于锥形瓶中;③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液,通入氮气,加热,蒸氨结束后取下锥形瓶,用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入锥形瓶中;④用0.400 0 molL-1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸,以酚酞为指示剂,滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。(2)步骤②中,量取稀硫酸的仪器是下图所示仪器中的________(填仪器名称)。(3)步骤③中,三颈烧瓶中可能发生的氧化还原反应的化学方程式是_____________________________________________________________________;若未冲洗冷凝管内通道,则所测得的的值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)步骤④中达到滴定终点的现象是___________________________________________________________________________________________________________。ⅱ.测定含量(重量分析法)⑤另取一份7.84 g晶体于烧杯,加水溶解,边搅拌边加入过量的BaCl2溶液;⑥抽滤,用稀硫酸洗涤沉淀3次;将所得沉淀充分干燥,称量,得沉淀质量为9.32 g。(5)步骤⑤中,判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是_________________________________________________________________________________________。(6)结合实验Ⅰ和Ⅱ,通过计算得出该晶体的化学式为____________________________________________________________________________________________。2.(2024黑龙江六校联考,节选)钇钡铜氧晶体是一种新型节能高温超导材料。对钇钡铜氧材料分析表明,组成为YBa2Cu3O7-x,其中Y元素为+3价,铜元素以Cu(Ⅱ)和罕见的Cu(Ⅲ)形式存在,将该材料溶于稀酸之后,Cu(Ⅲ)将全部被还原为Cu(Ⅱ)。现通过以下实验确定Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的比例。实验步骤:a.称取0.500 0 g样品溶于稀酸,充分反应后加入过量碘化钾,配制250 mL待测溶液。b.取25.00 mL待测溶液,以淀粉为指示剂,用0.010 0 molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定,消耗23.04 mL标准溶液。c.再次称取0.500 0 g样品溶于过量碘化钾溶液充分反应后,配制250 mL待测溶液。取25.00 mL反应后溶液,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗30.55 mL标准溶液。d.做空白实验,消耗0.5 mL 0.010 0 molL-1 Na2S2O3标准溶液。已知:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6。回答下列问题:(1)在溶解样品和滴定过程中需要使用碘量瓶,与普通锥形瓶相比,使用碘量瓶的优势是_______________________________________________________________。(2)该实验过程中,需用到的下列仪器有________(填字母)。 A B C D(3)请用相关离子方程式解释设计空白对照实验的目的:__________________________________________________________________________________________。(4)根据以上实验数据计算Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为________,x=________。3.某兴趣小组利用氢型阳离子交换树脂可吸附溶液中其他阳离子,同时交换出氢离子的特性(如图1所示),设计了测定PbCl2溶度积常数的实验。室温下,准确量取V1 mL PbCl2饱和溶液于烧杯中,加入过量的氢型阳离子交换树脂,充分搅拌,静置,过滤,使用蒸馏水洗涤氢型阳离子交换树脂至洗涤液呈中性,合并滤液和洗涤液至锥形瓶中,用滴定法测定锥形瓶中氢离子的物质的量,从而计算出PbCl2溶度积常数[室温下,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5]。(1)如图2所示仪器中,本实验用不到的有________(填仪器名称)。(2)配制PbCl2饱和溶液时需要使用煮沸后的蒸馏水,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)判断洗涤液已呈中性的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若发现过滤后的溶液中有树脂小颗粒,此时应该______________________________________________________________________________________________。(5)若实验使用的烧杯未干燥,测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(6)为了测定锥形瓶中氢离子的物质的量,使用浓度为c molL-1的NaOH标准溶液进行滴定,可选用________为指示剂,滴定终点的现象为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。达到滴定终点时,消耗V2 mL NaOH标准溶液,则Ksp(PbCl2)=____________(用含c、V1、V2的式子表示)。(7)该兴趣小组对实验进行讨论,某同学提出可以利用该方法测定FeF2的Ksp,该方法________(填“可行”或“不可行”),原因是_____________________________________________________________________________________________。综合大题集训 化学实验综合题1.DMSO()是一种无色液体,广泛用作溶剂和反应试剂。实验模拟“NO2氧化法”制备DMSO粗品的装置如图所示(部分夹持和加热装置省略)。已知:Ⅰ.DMSO与CH3SCH3的相关数据如下表。化合物 相对分子质量 熔点 沸点 密度DMSO 78 18.4 ℃ 189 ℃ 1.10 gcm-3CH3SCH3 62 -83.2 ℃ 37.5 ℃ 0.85 gcm-3Ⅱ.HNO2微热易分解为NO、NO2和H2O。实验过程:①连接好装置,检查装置的气密性,装好药品。打开活塞b,通入O2,打开活塞a,滴加稀硫酸,微热三颈烧瓶。将装置A中制得的足量气体通入31.00 mL二甲基硫醚中,控制温度为60~80 ℃,反应一段时间得到DMSO粗品。②粗品经减压蒸馏后共收集到24.11 mL DMSO纯品。回答下列问题:(1)B中盛放的试剂是________(填名称);仪器X的进水口为________(填“d”或“c”)口。(2)多孔球泡的主要作用是____________________________________。(3)关闭活塞b,装置A中产生的气体通入装置C中发生反应后,气体成分不变。生成DMSO的化学方程式是_______________________________________________________________________________________________________________。(4)装置D吸收尾气的优点是____________________________________________。(5)实验中通入过量O2的目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答两点)。(6)DMSO被誉为“万能溶剂”,其易溶于水的主要原因是_______________________________________________________________________________________。(7)本实验的产率是________%(结果保留两位小数)。2.(2024泉州三检)某研究小组利用下图所示装置模拟高炉煤气(主要成分为CO、N2、H2、H2S和少量COS)和金属冶炼厂尾气(含SO2)联合制备Na2S2O35H2O。回答下列问题。Ⅰ.模拟Na2S2O3的制备步骤一:打开K3,关闭K1、K2,通入高炉煤气。发生的反应有:丁装置中COS+H2CO+H2S;乙装置中H2S+Na2CO3===NaHCO3+NaHS。(1)丙装置的主要作用为________。(2)当润湿的(CH3COO)2Pb试纸________(填现象),关闭K3,停止通入高炉煤气。(3)导管b接盛有醋酸亚铜氨溶液的洗气瓶用于吸收CO气体,反应的化学方程式为CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g) CH3COOCu(NH3)2CO(aq) ΔH<0。①过量H2S会导致吸收CO的能力下降的原因是________________________________________________________________________________________________。②将吸收液通过________(写一种)的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源化利用。步骤二:打开K1、K2,通入SO2气体。(4)试剂a为________。(5)装置乙中生成Na2S2O3的化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。(6)导管b接盛有________(填化学式)溶液的洗气瓶用于尾气处理。Ⅱ.Na2S2O35H2O纯度的测定将装置乙中溶液过滤,滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥获得粗产品。取12.40 g粗产品加入足量稀硫酸,得到1.28 g沉淀,反应原理为+2H+===S↓+SO2↑+H2O。(7)检验粗产品中是否含有的方法为________。(8)粗产品中Na2S2O35H2O的质量分数为________(保留三位有效数字)。(9)粗产品中含有NaHS,会导致上述实验测得的Na2S2O35H2O质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。3.(2024邯郸二模)[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水,难溶于冷水及乙醇,常用于制备钴的高效催化剂。某化学兴趣小组在实验室制备[Co(NH3)6]Cl3并测定产品中氨和氯的含量。Ⅰ.[Co(NH3)6]Cl3的制备药品:浓氨水、NH4Cl和CoCl2混合液、H2O2溶液、活性炭。已知:过量的浓氨水加入含有Co2+的水溶液时,即生成可溶性的六氨合钴(Ⅱ)配离子[Co(NH3)6]2+,它不稳定,易被氧化成[Co(NH3)6]3+。请回答下列问题:(1)实验过程中先向NH4Cl和CoCl2混合液滴加过量的浓氨水,再滴加H2O2溶液,加入H2O2溶液后反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)经过一系列操作得到的粗产品(含活性炭及其他杂质),用重结晶法提纯,将得到的晶体先用稀盐酸洗涤,后用乙醇洗涤。用稀盐酸洗涤的目的是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.[Co(NH3)6]Cl3中氨和氯的测定已知:[Co(NH3)6]Cl3在热的强碱溶液中发生反应:[Co(NH3)6]Cl3+3NaOHCo(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl;Ksp(AgCl,白色)=1.0×10-10,Ksp(Ag2CrO4,砖红色)=2.0×10-12。(3)氨的测定:准确称取m g [Co(NH3)6]Cl3样品放入三颈烧瓶,向其中加入过量的NaOH溶液,用20.00 mL 0.5 molL-1稀盐酸吸收生成的气体,再用NaOH标准溶液滴定剩余稀盐酸,吸收装置如图所示:用0.100 0 molL-1 NaOH标准溶液滴定稀盐酸至终点,消耗20.00 mL NaOH标准溶液。①滴定过程中选用________作为指示剂。②样品中氨的物质的量为________mol。③反应结束后,通入氮气的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(4)氯的测定:将反应后三颈烧瓶中的混合物过滤,滤液用稀硝酸调pH至中性,选用K2CrO4溶液作为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定。①滤液用稀硝酸调pH至中性的原因:若pH过小,_______________________________________________________________________________________________;若pH过大,___________________________________________________________。②滴定终点时,指示剂的物质的量浓度不能大于________ molL-1。(5)假设两步滴定过程中指示剂的选择和操作均正确,所测氨气和氯离子的物质的量之比应为2∶1,而实际测得结果大于2∶1,请解释原因:_________________________________________________________________________________________________________________________________________。高考大题集训 化学实验综合题1.(2024新课标全国卷,T9)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2,5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下:实验装置如图所示,将100 mmol 2,5-己二酮(熔点:-5.5 ℃,密度:0.737 gcm-3)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点:57 ℃)放入①中,搅拌。待反应完成后,加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体。加热至65 ℃,至固体溶解,加入脱色剂,回流20 min,趁热过滤。滤液静置至室温,冰水浴冷却,有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。回答下列问题:(1)量取2,5-己二酮应使用的仪器为________(填名称)。(2)仪器①用铁夹固定在③上,③的名称是________;仪器②的名称是____________。(3)“搅拌”的作用是__________________________________________________。(4)“加热”方式为____________。(5)使用的“脱色剂”是________。(6)“趁热过滤”的目的是______________________________________________;用______________洗涤白色固体。(7)若需进一步提纯产品,可采用的方法是________。2.(2024山东卷,T19)利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示(夹持装置略)。实验过程如下:①加样:将a mg样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,加热并使样品燃烧。③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现,随SO2不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换,直至终点。回答下列问题:(1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是________(填标号)。A.玻璃棒 B.1 000 mL锥形瓶C.500 mL容量瓶 D.胶头滴管(2)装置B和C的作用是充分干燥O2,B中的试剂为________。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)该滴定实验达到终点的现象是______________________;滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,样品中硫的质量分数为________(用代数式表示)。(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成,粉尘在该过程中的作用是____________________;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是_______________________________________________________________________________________________________________________;若滴定过程中,有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。3.(2024湖南卷,T15)亚铜配合物广泛用作催化剂。实验室制备[Cu(CH3CN)4]ClO4的反应原理如下:===+6H2O。实验步骤如下:分别称取3.71 g Cu(ClO4)26H2O和0.76 g Cu粉置于100 mL乙腈(CH3CN)中反应,回流装置图和蒸馏装置图(加热、夹持等装置略)如下:已知:①乙腈是一种易挥发的强极性配位溶剂;②相关物质的信息如下:化合物 [Cu(CH3CN)4]ClO4 Cu(ClO4)26H2O相对分 子质量 327.5 371在乙腈 中颜色 无色 蓝色回答下列问题:(1)下列与实验有关的图标表示排风的是________(填标号)。A B C D E(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为____________________________________________。(3)装置Ⅰ中反应完全的现象是_______________________________________________________________________________________________________________。(4)装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是_____________________________________________________________________________________________________________。(5)[Cu(CH3CN)4]ClO4不能由步骤c直接获得,而是先蒸馏至接近饱和,再经步骤d冷却结晶获得。这样处理的目的是________________________________________________________________________________________________________。(6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶,步骤e中向母液中加入的最佳溶剂是________(填标号)。A.水 B.乙醇 C.乙醚(7)合并步骤d和e所得的产物,总质量为5.32 g,则总收率为________(用百分数表示,保留一位小数)。4.(2024贵州卷,T15)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体,并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图,夹持装置省略):Ⅰ.将适量Na2WO42H2O、Na2SiO39H2O加入三颈烧瓶中,加适量水,加热,溶解。Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸,缓慢滴加浓盐酸至pH为2,反应30分钟,冷却。Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中,加入乙醚,再分批次加入浓盐酸,萃取。Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层,下层是油状钨硅酸醚合物。Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中,加少量水,加热至混合液表面有晶膜形成,冷却结晶,抽滤,干燥,得到十二钨硅酸晶体{H4[SiW12O40]nH2O}。已知:①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀;②乙醚易挥发、易燃,难溶于水且密度比水小;③乙醚在高浓度盐酸中生成的与[SiW12O40]4-缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。回答下列问题:(1)仪器a中的试剂是________________(填名称),其作用是__________________。(2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是_______________________________________________________________________________________________________。(3)下列仪器中,用于“萃取、分液”操作的有______(填名称)。(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是________。(5)步骤Ⅴ中“加热”操作________(填“能”或“不能”)使用明火,原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)结晶水测定:称取m g十二钨硅酸晶体(H4[SiW12O40]nH2O,相对分子质量为M),采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重ω%,计算n=________(用含ω、M的代数式表示);若样品未充分干燥,会导致n的值________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。5.(2024北京卷,T19)某小组同学向pH=1的0.5 molL-1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉,探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。(1)理论分析依据金属活动性顺序,Cu、Zn、Mg中可将Fe3+还原为Fe的金属是________。(2)实验验证实验 金属 操作、现象及产物Ⅰ 过量Cu 一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到Fe单质Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生,反应缓慢,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,无气泡冒出,此时溶液pH为3~4,取出固体,固体中未检测到Fe单质Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生,反应剧烈,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,证明都有Fe2+生成,依据的现象是_________________________________________________________________________________________________________________________。②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成,用平衡移动原理解释原因:____________________________。③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中,当Fe3+、H+浓度较大时,即使Zn与Fe2+反应置换出少量Fe,Fe也会被Fe3+、H+消耗。写出Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式:____________________。b.乙认为在pH为3~4的溶液中即便生成Fe也会被H+消耗。设计实验____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填实验操作和现象)。证实了此条件下可忽略H+对Fe的消耗。c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上,阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了Zn粉被包裹。ⅱ.查阅资料:0.5 molL-1 Fe3+开始沉淀的pH约为1.2,完全沉淀的pH约为3。结合a、b和c,重新做实验Ⅱ,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制pH<1.2,________(填实验操作和现象),待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ,解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________。6.(2023福建卷,T12)某研究小组以TiCl4为原料制备新型耐热材料TiN。Ⅰ.由TiCl4水解制备TiO2(实验装置如图,夹持装置省略):滴入TiCl4,边搅拌边加热,使混合液升温至80 ℃,保温3小时。离心分离白色沉淀(TiO2xH2O)并洗涤,煅烧制得TiO2。(1)装置A中冷凝水的入口为________(填“a”或“b”)。(2)三颈烧瓶中预置的稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成。TiCl4水解生成的胶体主要成分为________(填化学式)。(3)判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净,可使用的检验试剂有________。Ⅱ.由TiO2制备TiN并测定产率(实验装置如图,夹持装置省略)。(4)装置C中试剂X为________。(5)装置D中反应生成TiN、N2和H2O,该反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)装置E的作用是_____________________________________________________。(7)实验中部分操作如下:a.反应前,称取0.800 g TiO2样品;b.打开装置B中恒压滴液漏斗旋塞;c.关闭装置B中恒压滴液漏斗旋塞;d.打开管式炉加热开关,加热至800 ℃左右;e.关闭管式炉加热开关,待装置冷却;f.反应后,称得瓷舟中固体质量为0.656 g。①正确的操作顺序为a→________→f(填标号)。②TiN的产率为_______________________________________________________。21世纪教育网(www.21cnjy.com)热点题空专练 以无机物制备为主题的综合实验探究1.解析:A为制备氯气的装置,该方法制备的氯气中有HCl和水蒸气杂质,需要依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去,D为反应装置,F为尾气处理装置且可防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中;整个过程中需要注意三氯化硼熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解。(4)达到滴定终点时过量的SCN-与指示剂电离出的Fe3+生成红色物质,则滴定终点现象为滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为红色,且半分钟不褪色;设理论上应得到x g BCl3,根据B原子守恒有B2O3 ~ 2BCl370 g 235 gm g x gx==m,滴定溶液中过量的硝酸银的物质的量为10-3 c2V2 mol,则10.00 mL溶液中氯离子的物质的量为10-3(c1V1-c2V2)mol,则BCl3的产率为×100%=%。答案:(1)三颈烧瓶 饱和食盐水 处理尾气中的氯气,防止空气中的水蒸气进入蒸馏烧瓶中(2)B2O3+3Cl2+3C2BCl3+3CO 冷凝管中不再有液体流下(3)将装置内的残留气体全部排出,防止污染空气 缺少CO处理装置(4)滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为红色,且半分钟不褪色 % 偏小2.解析:氯化铵、浓氨水和CoCl26H2O反应,得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀,再加入30%过氧化氢溶液,发生反应===2[Co(NH3)5H2O]3++4NH3↑+4Cl-,得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液,加入适量浓盐酸,存在[Co(NH3)5H2O]3++Cl- [Co(NH3)5Cl]2++H2O,有利于[Co(NH3)5Cl]Cl2沉淀的形成。紫红色沉淀先用冷水洗去表面杂质,再用冷的盐酸洗涤,使得 +H2O平衡正向移动,减少产物损失,再用乙醇洗去冷的盐酸,最后用丙酮洗去乙醇。根据钴原子守恒,本实验的产率为×100%≈80.76%,故选A。答案:(1)NH3、Cl-、H2O(2)需要使用浓氨水、浓盐酸等有毒、易挥发的物质(3)控制化学反应进行的速率,避免其反应过快(4)===+4NH3↑+4Cl-(5)③ ② (6)小于 (7)A3.解析:在A装置中,稀硫酸与ZnS反应产生和H2S,Cu与稀硫酸不反应,Zn与稀硫酸反应产生ZnSO4和H2,进入B装置中的有H2S和H2,H2与CuSO4不反应,但是H2S与CuSO4反应产生CuS沉淀,因为D装置要制备LiH,且钠为活泼金属,会和空气中氧气、水反应,故不能有水等进入D装置中,所以C装置中要盛浓硫酸干燥气体,E装置阻止空气中的水进入D装置中。答案:(1)先打开活塞,使产生的H2将装置中的空气排出(2)Cu2++H2S===CuS↓+2H+ 避免水蒸气进入D装置中(3)4LiH+AlCl3LiAlH4+3LiCl(4)既可溶解LiH也可溶解无水AlCl3,增大二者接触面积,提高反应速率,充分反应(5)LiCl可以循环利用,提高利用率(6)铝原子半径比硼原子半径大,Al—H键能小于B—H的,更易断裂热点题空专练 以有机物制备为主题的综合实验探究1.解析:(4)高锰酸钾在溶液中呈紫色,用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上,在黑色圆点周围出现紫色环说明环己醇氧化反应时加入的高锰酸钾过量;为防止加入浓盐酸将己二酸钾转化为己二酸时,过量的高锰酸钾将HCl氧化干扰实验,加入浓盐酸前,应加入适量亚硫酸氢钾溶液除去过量的高锰酸钾;如不加入适量饱和亚硫酸氢钾溶液,溶液中的高锰酸钾会与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl===MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,反应中锰元素的化合价降低,高锰酸钾是反应的氧化剂,部分氯元素的化合价升高,氯气是反应的氧化产物,则由方程式可知,氧化剂高锰酸钾与氧化产物氯气的物质的量比为2∶5。(6)由b g产品消耗V mL 0.1 molL-1氢氧化钠溶液可知,b g产品中含有己二酸的物质的量为0.1 molL-1×10-3V L×=5×10-5V mol,则a g产品中含有己二酸的物质的量为 mol,由题意可知,环己醇发生氧化反应时,高锰酸钾过量,则2.0 mL环己醇完全反应,己二酸的实际产率为×100%=×100%。答案:(1)使反应物混合均匀,加速反应,且可以散热防止温度过高3[OOC(CH2)4COO]2-+8MnO2↓+2OH-+5H2O(3)环己醇的氧化反应为放热反应 5(4)加入的KMnO4过量 2∶5(5)滤去MnO2,防止温度降低导致己二酸钾晶体析出,提高产率(6)×100%2.解析:由反应原理可知,先在HCl气体中反应转化为再和CF3CH2OH反应生成和碳酸钠溶液反应生成苯甲亚胺三氟乙酯,其结构简式为(7)n(C6H5CN)==0.2 mol,n(CF3CH2OH)==0.216 mol>0.2 mol,理论上生成产品0.2 mol×203 gmol-1=40.6 g,产率为×100%=50%。答案:(1)恒压滴液漏斗 (2)防止HCl气体挥发,使反应更充分 (3)C (4)防止苯甲亚胺三氟乙酯受热分解 (5)C (6)作为干燥剂除去有机相中的水 (7)50%3.解析:由图可知,制备2 溴戊二酸二甲酯的实验原理为戊二酸与氯化亚砜反应,生成中间产物Ⅰ(戊二酰氯),戊二酰氯与液溴反应生成中间产物Ⅱ,中间产物Ⅱ再与甲醇发生反应得到2 溴戊二酸二甲酯,制得的2 溴戊二酸二甲酯经除杂、提纯得到产品。(7)m(理论产量)=×239 g·mol-1≈18.11 g,产率=×100%≈60%。答案:(1)平衡气压,便于液体顺利流下 (2)abc (3)除去有机相中残留的NaHCO3 (4)降低有机物沸点,减少挥发 (5)戊二酸中存在分子间氢键,中间产物Ⅰ中不存在分子间氢键 +2SOCl2+2SO2↑+2HCl↑ (6)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管 (7)C热点题空专练 以物质的性质为主题的综合实验探究1.解析:1 溴乙烯在实验条件下为不溶于水的无色气体,若猜想2不成立,说明没有发生取代反应生成1 溴乙烯,则实验现象为反应中溴水颜色逐渐变浅,钟罩内的气体不断减少,最终溴水充满钟罩。过量的乙烯能占据钟罩上方空间,干扰实验验证,故通入的乙烯不能过量。答案:(1)圆底烧瓶 CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O(2)除去乙烯中的SO2等杂质(3)催熟水果(合理即可)(4)溴水褪色,溶液分层 溴水中存在平衡:Br2+H2O HBr+HBrO,当Br2与乙烯反应后,平衡逆向移动,溶液的pH变大(5)溴水颜色逐渐变浅,钟罩内的气体不断减少,最终溴水充满钟罩 防止过量的乙烯占据钟罩上方空间,干扰实验验证(6)CH2===CH2+Br2+H2O―→CH2BrCH2OH+HBr2.(1)①===+2H2O ②[Ag(NH3)2]+、(2)①CH3CHO-2e-+3OH-===CH3COO-+2H2O ③可能是硝酸银溶液中的或O2等微粒作氧化剂,其氧化性随酸性减弱而减弱(3)①合理,[Ag(NH3)]+ Ag++NH3,c(NH3)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)降低,Ag+氧化性减弱,未发生银镜反应(或不合理,灰色浑浊中可能有Ag,正一价的银得电子未在试管壁析出,所以无法判断) ②不加乙醛重复实验Ⅴ中的操作,试管壁出现银镜或将氨通入含NaOH的潮湿Ag2O固体,水浴加热后出现银镜(4)在氢氧化钠存在下,也能还原,不一定是醛基还原3.解析:(1)溶液立即变为红褐色是因为Fe3+发生水解反应生成了Fe(OH)3;结合步骤③可知,溶液中有Fe2+存在,则发生反应的离子方程式为===+2H+,故3 h后,混合溶液呈浅黄绿色。(2)根据实验ⅰ中现象可知,先发生相互促进的水解反应(反应b)生成,后发生氧化还原反应(反应a)生成Fe2+,则说明反应b的活化能较低,反应速率较大;反应a的活化能较高,反应速率较小。(3)根据实验ⅱ中的实验现象可知,Na2SO3溶液过量时,FeCl3的水解程度明显增大,主要发生反应b,且Fe3+与没有发生氧化还原反应(反应a);加热后,生成红褐色沉淀,说明相互促进的水解反应(反应b)进行的程度增大。实验ⅲ中Fe3+发生水解的程度较小,故设计实验ⅲ的目的是验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用。(4)实验ⅳ中,加热后溶液由红褐色变为浅黄绿色,说明反应体系的温度升高,满足了氧化还原反应(反应a)所需的较高活化能,使反应a趋于完全。答案:(1)Fe(OH)3 ===+2H+(2)< >(3)作为对照实验,验证Na2SO3溶液对FeCl3的水解具有促进作用 b 增大(4)氧化还原反应(反应a)的活化能较大,温度升高,满足反应a所需的较高活化能,使反应a趋于完全热点题空专练 以定量实验为主题的综合实验探究1.解析:本实验先用FeSO4溶液和(NH4)2SO4固体制备硫酸亚铁铵晶体,用蒸馏法和酸碱滴定法测定的含量,用重量分析法测定的含量,通过计算得到7.84 g晶体中n[(NH4)2SO4]、n(FeSO4)和n(H2O),最后根据x∶y∶z=n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)测定硫酸亚铁铵晶体的组成。(6)NH3与H2SO4反应的实质为===,则蒸出的n(NH3)与参加反应的n(H+)相等,即n(NH3)=n(H+)=0.5×0.05×2 mol-0.4×0.025 mol=0.04 mol,则7.84 g晶体中含有n[(NH4)2SO4]=n(NH3)= ,=n(BaSO4)= mol=,来自(NH4)2SO4和FeSO4,则n(FeSO4)=0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol,n(H2O)==0.12 mol,所以x∶y∶z=n[(NH4)2SO4]∶n(FeSO4)∶n(H2O)=0.02∶0.02∶0.12=1∶1∶6,可以得出该晶体的化学式。答案:(1)水浴加热 降低硫酸亚铁铵晶体的溶解度,便于晶体的析出 (2)酸式滴定管 (3)4Fe(OH)2+O2+4H2O===4Fe(OH)3 偏小 (4)滴入最后半滴NaOH标准溶液,锥形瓶内的溶液从无色变为浅红色,且30 s内不再褪去 (5)静置后取上层清液少许于试管中,滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成则BaCl2溶液过量 (6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O2.解析:(4)根据Cu原子守恒和b、d中数据知Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅲ)的总物质的量之和为0.010 0 molL-1×(23.04-0.50)×10-3 L=2.254×10-4 mol,可列式n[Cu(Ⅱ)]+n[Cu(Ⅲ)]=2.254×10-4 mol;根据c、d数据可列式n[Cu(Ⅱ)]+2n[Cu(Ⅲ)]=0.010 0 molL-1×(30.55-0.50)×10-3 L=3.005×10-4 mol,联立两式解得n[Cu(Ⅱ)]=1.503×10-4 mol,n[Cu(Ⅲ)]=7.51×10-5mol,则Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅲ)的物质的量之比为(1.503×10-4mol)∶(7.51×10-5mol)≈2∶1;晶体YBa2Cu3O7-x中Y为+3价,Ba为+2价,O为-2价,根据化合物中正负化合价代数和为0,(+3)+2×(+2)+2×(+2)+1×(+3)+(7-x)×(-2)=0,解得x=0。答案:(1)防止碘挥发损失,从而使测定结果更准确 (2)CD (3)4I-+O2+4H+===2I2+2H2O (4)2∶1 03.解析:(6)用NaOH标准溶液测定氢离子的物质的量时可以选择酚酞溶液为指示剂,滴定终点的现象为当滴入最后半滴NaOH标准溶液后,锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色。1 mol Mg2+与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H+,类比可得1 mol PbCl2与氢型阳离子交换树脂交换出2 mol H+,从而得出关系式Pb2+~2H+~2NaOH,达到滴定终点时,消耗V2 mL NaOH标准溶液,则n(Pb2+)=n(H+)=n(OH-)=×c molL-1×V2×10-3 L=×10-3 mol,c(Pb2+)== molL-1=c(Cl-),Ksp(PbCl2)=c(Pb2+)c2(Cl-)=×(2×)2=4×()3=。(7)FeF2中的F-可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H+形成弱酸HF,使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子,导致实验产生误差,故不可行。答案:(1)量筒、容量瓶 (2)除去溶解在其中的CO2 (3)取一小片pH试纸于表面皿中央,用玻璃棒蘸取最后一次洗涤液于pH试纸的中央,显色稳定后迅速与标准比色卡对照,直至pH=7 (4)重新过滤,并洗涤树脂小颗粒,合并滤液、洗涤液至锥形瓶中 (5)不变 (6)酚酞溶液 当滴入最后半滴NaOH标准溶液后,锥形瓶中溶液由无色变为粉红色且半分钟内不恢复原色 (7)不可行 FeF2中的F-可能会与氢型阳离子交换树脂—SO3H中的H+形成弱酸HF,使氢型阳离子交换树脂释放出更多的氢离子,导致实验产生误差综合大题集训 化学实验综合题1.解析:由图可知,装置C中二甲基硫醚CH3SCH3与NO2反应制备DMSO,装置A中产生NO2,装置D中处理剩余的NO2,防止污染空气。(7)根据二甲基硫醚(CH3SCH3)制备DMSO的反应原理,则理论上得到DMSO的质量为 g,则本实验的产率是×100%≈80.00%。答案:(1)五氧化二磷(或硅胶或无水氯化钙) d(2)增大接触面积,提高吸收效率(或吸收速率)(3)NO2+CH3SCH3+NO(4)防止倒吸(5)O2将NO转化为NO2,可以提高原料利用率;过量的O2将装置C中生成的尾气NO氧化,促进尾气吸收;将装置中的气体赶入后面的装置充分吸收(任选两点回答)(6)DMSO与水分子之间可形成氢键(7)80.002.解析:装置甲用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2,装置乙用于制取Na2S2O3·5H2O,装置丙冷却气体,装置丁用于制取H2S,b接尾气处理装置。(3)①过量H2S会与亚铜离子反应生成沉淀,导致吸收CO的能力下降,故原因是H2S能与醋酸亚铜氨发生反应。②该反应放热,升高温度,平衡逆向移动,故将吸收液通过加热的方法实现吸收液的再生,同时释放CO,达到资源化利用。(8)1.28 g沉淀为S,其物质的量为0.04 mol,根据+2H+===S↓+SO2↑+H2O,粗产品中Na2S2O3·5H2O的物质的量为0.04 mol,质量分数为×100%=80.0%。(9)粗产品中含有NaHS,导致生成S的质量增多,会导致实验测得的Na2S2O3·5H2O质量分数偏大。答案:(1)冷却气体 (2)变黑 (3)①H2S能与醋酸亚铜氨发生反应 ②加热 (4)Na2SO3 (5)2NaHS+4NaHCO3+4SO2===3Na2S2O3+4CO2+3H2O (6)NaOH(或其他合理答案) (7)取粗产品溶于水,加入足量稀盐酸,静置,往上层清液中滴加BaCl2溶液,若观察到生成白色沉淀,则含有,反之则无 (8)80.0% (9)偏大3.解析:(3)稀盐酸吸收氨后有剩余,用NaOH标准溶液滴定,溶液中含有氯化铵和氯化氢,所以用甲基橙溶液作指示剂,不能用酚酞溶液,否则,所用NaOH标准溶液体积偏大,会导致所测氨含量偏小;n(NH3)=(20×10-3×0.5-20×10-3×0.1) mol=0.008 mol;通入氮气将样品中产生的氨排出,保证被稀盐酸完全吸收。(4)①若pH过小,H+与反应生成的浓度减小,使滴定终点滞后,所测Cl-含量偏大;若pH过大,碱性增强,Ag+与OH-反应,生成黑色的Ag2O,干扰终点判定。②如果指示剂的浓度过大,Cl-还没有反应完全时与Ag+就会提前反应,致使终点提前到达,所以的浓度不能过大,根据Ksp(AgCl)=1.0×10-10,溶液中c(Cl-)=c(Ag+)=1.0×10-5 molL-1,再根据Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,计算得到)=0.02 molL-1。答案:(1)2[Co(NH3)6]2++H2O2+2[Co(NH3)6]3++2NH3·H2O(2)可增大氯离子浓度,减少产品因溶解而损失(3)①甲基橙溶液 ②0.008 ③将样品中产生的氨排出,保证被稀盐酸完全吸收(4)①H+与反应生成的浓度减小,使滴定终点滞后,所测Cl-含量偏大 碱性增强,Ag+与OH-反应,生成黑色的Ag2O,干扰终点判定 ②0.02(5)氯的测定中,三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤,导致滤液中氯离子有损失,所测氯离子含量偏小,氨和氯离子的物质的量之比大于2∶1高考大题集训 化学实验综合题1.解析:(1)2,5-己二酮的摩尔质量为114 gmol-1,根据题中所给数据可知,所需2,5-己二酮的体积为≈15.47 cm3=15.47 mL,又因为酮类物质对橡胶有腐蚀性,所以选用酸式滴定管。(2)③为铁架台;仪器②用于冷凝回流,为球形冷凝管。(3)2,5-己二酮的熔点为-5.5 ℃,常温下为液体,4-甲氧基苯胺的熔点为57 ℃,常温下为固体,搅拌可使固液反应物充分接触,加快反应速率。(4)由题给信息“加热至65 ℃”可知,应用水浴加热。(5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质,结合题中信息,加入脱色剂后回流,趁热过滤,保留滤液,即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体,所以可以选用活性炭作脱色剂。(6)由题给信息可知产品吡咯X为白色固体,加热至65 ℃可溶解在50%的乙醇溶液中,所以需趁热过滤,使产品尽可能多地进入滤液,防止产品结晶损失,提高产率;由题中信息加入50%的乙醇溶液后析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知,常温下产品不溶于50%的乙醇溶液,所以为减少溶解损失,洗涤时可用50%的乙醇溶液。(7)由产品的分离提纯过程可知,若需进一步提纯,可采用的方法为重结晶。答案:(1)酸式滴定管 (2)铁架台 球形冷凝管 (3)使固液充分接触,加快反应速率 (4)水浴加热 (5)活性炭 (6)防止产品结晶损失,提高产率 50%的乙醇溶液 (7)重结晶2.解析:由题中信息可知,利用“燃烧-碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中,将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中硫氧化为SO2,然后将生成的SO2导入F中吸收,通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。(1)取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为0.002 0 molL-1),需要用移液管量取20.00 mL 0.100 0 molL-1 KIO3的碱性溶液,需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体,需要在烧杯中溶解KI固体,溶解时要用到玻璃棒搅拌,需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液,需要用胶头滴管定容,因此,必须用到的是AD。(2)装置B和C的作用是充分干燥O2,浓硫酸具有吸水性,常用于干燥某些气体,因此B中的试剂为浓硫酸。F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子,其目的是防止倒吸,因为磨砂浮子的密度小于水,若球泡内水面上升,磨砂浮子也随之上升,磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将通气管的出气口堵上,从而防止倒吸。(3)该滴定实验是利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的,因此,该滴定实验达到终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色;由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl===3I2+6KCl+3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,则n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 0 molL-1=2.000 0×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000 0×10-6V mol=6.000 0×10-6V mol,样品中硫的质量分数是×100%=%。(4)若装置D中瓷舟未加盖,燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物,铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成,因此,粉尘在该过程中的作用是催化剂;若装置E冷却气体不充分,则通入F的气体温度过高,可能导致部分I2升华,这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液,从而可能导致测定结果偏大;若滴定过程中,有少量不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,从电子转移守恒的角度分析得到6e-被还原为I-,仍能得到关系式3S~3SO2~KIO3,测定结果会不变。答案:(1)AD(2)浓硫酸 防止倒吸(3)当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色 %(4)催化剂 通入F的气体温度过高,导致部分I2升华,从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液 不变3.解析:将Cu(ClO4)2·6H2O和Cu粉以及乙腈(CH3CN)加入烧瓶中,经水浴加热并回流进行充分反应,反应结束后过滤除去未反应完全的Cu,然后利用乙腈的挥发性进行蒸馏除去乙腈,将剩余溶液进行冷却结晶分离出[Cu(CH3CN)4]ClO4。(1)表示需佩戴护目镜,表示当心火灾,表示排风,表示必须洗手,故答案为D。(2)装置Ⅰ中仪器M的名称为球形冷凝管。(3)Cu(ClO4)2·6H2O在乙腈中为蓝色在乙腈中为无色,因此装置Ⅰ中反应完全的现象是溶液蓝色褪去变为无色,可证明Cu(ClO4)2·6H2O已充分反应完全。(4)由于制备的[Cu(CH3CN)4]ClO4中Cu元素为+1价,具有较强的还原性,容易被空气中氧气氧化,因此装置Ⅰ和Ⅱ中N2气球的作用是排出装置内空气,防止制备的产品被氧化。(5)[Cu(CH3CN)4]ClO4为离子化合物,具有强极性,在水中溶解度较大,在温度较高的环境下蒸馏难以分离,若直接将水蒸干难以获得晶体状固体,因此需先蒸馏至接近饱和,再经步骤d冷却结晶,从而获得晶体。(6)为了使母液中的[Cu(CH3CN)4]ClO4结晶,可向母液中加入极性较小的溶剂,与水混溶的同时扩大与[Cu(CH3CN)4]ClO4的极性差,进而使析出,因此可选用的溶剂为乙醇,故答案为B。(7)3.71 g Cu(ClO4)2·6H2O的物质的量为=0.01 mol,理论制得[Cu(CH3CN)4]ClO4的质量为0.01 mol×2×327.5 g·mol-1=6.55 g,总收率为×100%≈81.2%。答案:(1)D (2)球形冷凝管 (3)溶液蓝色褪去变为无色 (4)排出装置内空气,防止制备的产品被氧化 (5)冷却过程中降低[Cu(CH3CN)4]ClO4在水中的溶解度 (6)B (7)81.2%4.解析:(1)浓盐酸具有挥发性,会污染环境,故a中的试剂的作用是吸收挥发出来的氯化氢,可以是碱石灰或NaOH固体等。(2)由于制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,故步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加,防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀。(3)萃取分液需要使用分液漏斗,同时需要烧杯来盛放分液后的液体,故用于“萃取、分液”操作的有分液漏斗、烧杯。(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为上、中、下三层,其中下层液体为油状钨硅酸醚合物,乙醚难溶于水,且密度小于水,故上层为乙醚,通过分析发生的反应可知,中间层的溶质主要为NaCl。(5)由于乙醚易挥发,易燃,故步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火。(6)m g十二钨硅酸晶体的物质的量为n1= mol,结晶水占总质量的ω%,则结晶水的物质的量为n2= mol,则n=;若未充分干燥,则ω%变小,n的值偏小。答案:(1)碱石灰(或NaOH固体等) 吸收挥发出来的氯化氢(2)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀(3)分液漏斗、烧杯(4)NaCl(5)不能 乙醚易挥发,易燃,遇明火极易发生危险(6) 偏小5.解析:实验Ⅰ中,加入过量的Cu,Cu与Fe3+发生反应2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,一段时间后,溶液逐渐变为蓝绿色,固体中未检测到Fe单质;实验Ⅱ中,加入过量的Zn,发生反应Zn+2H+===Zn2++H2↑,有气泡产生,pH逐渐增大,使得Fe3+转化为红褐色沉淀Fe(OH)3,固体中未检测到Fe单质,原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹;实验Ⅲ中,加入过量Mg,发生反应Mg+2H+===Mg2++H2↑,由于Mg很活泼,该反应非常剧烈,pH逐渐增大,产生了大量红褐色沉淀后,持续产生大量气泡,当溶液pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质,对比实验Ⅱ和Ⅲ,加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹,实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。(1)在金属活动性顺序中,Mg、Zn排在Fe之前,Cu排在Fe之后,因此Mg、Zn可将Fe3+还原为Fe。(2)①Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀;②Fe3+水解方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入的Mg或Zn会消耗H+,促进Fe3+水解平衡正向移动,使其转化为Fe(OH)3沉淀。③ⅰ.a.Fe与Fe3+、H+反应的离子方程式为2Fe3++2Fe+2H+===4Fe2++H2↑或2Fe3++Fe===3Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑;b.要证实在pH为3~4的溶液中可忽略H+对Fe的消耗,可向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀,即说明此条件下Fe未与H+反应生成Fe2+。ⅱ.结合a、b和c可知,实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3+的干扰以及Fe(OH)3沉淀对锌粉的包裹,因此可控制反应条件,在未生成Fe(OH)3沉淀时将Fe3+还原,即可排除两个干扰因素,具体操作:重新做实验Ⅱ,当溶液pH为3~4时,不取出固体,向固-液混合物中持续加入盐酸,控制pH<1.2,加入几滴KSCN溶液,待溶液红色消失后,停止加入盐酸,待pH为3~4时,取出固体,固体中检测到Fe单质。(3)对比实验Ⅱ和Ⅲ,加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹,实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。答案:(1)Mg、Zn (2)①产生蓝色沉淀 ②Fe3+水解方程式为Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入的Mg或Zn会消耗H+,促进Fe3+水解平衡正向移动,使其转化为Fe(OH)3沉淀 ③2Fe3++2Fe+2H+===4Fe2++H2↑(或2Fe3++Fe===3Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑) 向pH为3~4的稀盐酸中加铁粉,一段时间后取出少量溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不产生蓝色沉淀 加入几滴KSCN溶液,待溶液红色消失后,停止加入盐酸 (3)加入镁粉后产生大量气泡,使镁粉不容易被沉淀包裹6.解析:稀盐酸可抑制胶体形成、促进白色沉淀生成,向稀盐酸中滴入TiCl4,搅拌并加热,TiCl4在稀盐酸中水解生成白色沉淀TiO2xH2O,将TiO2xH2O洗涤,煅烧制得TiO2,装置B中利用浓氨水和生石灰反应制备NH3,利用装置C除去NH3中的水蒸气,则试剂X可以是碱石灰,装置D中NH3和TiO2在800 ℃下反应生成TiN、N2和H2O,化学方程式为6TiO2+8NH36TiN+12H2O+N2,装置E中装有CaCl2,可以吸收生成的水蒸气及过量的NH3。(1)装置A中冷凝水应从下口进上口出,则冷凝水的入口为b。(2)TiCl4水解生成的胶体主要成分为。(3)TiO2xH2O沉淀中含有少量的Cl-杂质,判断TiO2xH2O沉淀是否洗涤干净,只需检验洗涤液中是否含有Cl-,若最后一次洗涤液中不含Cl-,则证明TiO2xH2O沉淀清洗干净,检验Cl-,应选用的试剂是AgNO3溶液。(7)①该实验应先称取一定量的TiO2固体,将TiO2放入管式炉中,提前通入NH3排出管式炉中空气后再进行加热,当反应结束后,应先停止加热,待冷却至室温后再停止通入NH3,则正确的实验操作步骤为a→b→d→e→c→f;②0.800 g TiO2的物质的量为=0.01 mol,则TiN的理论产量为0.01 mol×62 gmol-1=0.62 g,反应后剩余固体质量为0.656 g,则固体减少质量为0.800 g-0.656 g=0.144 g,根据6TiO2+8NH36TiN+12H2O+N2~固体减少6×(32-14)g,则TiN的实际产量= g=0.496 g,则TiN产率为×100%=80.0%。答案:(1)b (2)Ti(OH)4 (3)AgNO3溶液 (4)碱石灰(合理即可) (5)6TiO2+8NH36TiN+12H2O+N2 (6)吸收氨气与水蒸气 (7)①b→d→e→c ②80.0% 展开更多...... 收起↑ 资源列表 高考化学二轮复习多维训练十五化学实验综合题.docx 高考化学二轮复习维训练15化学实验综合题答案.docx