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课时数智作业(五十四)
1．解析：向CuSO4溶液中滴加氨水，先生成氢氧化铜蓝色沉淀，后蓝色沉淀消失，溶液变为深蓝色硫酸四氨合铜。再加入过量的NaOH溶液生成氢氧化铜。将Cu(OH)2固体置于烧杯中，加入甘氨酸溶液，充分反应后趁热过滤，向滤液中加入10 mL 95%的乙醇溶液降低产品的溶解度，冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，得产品(H2NCH2COO)2Cu。(1)二甘氨酸合铜中铜原子与2个N、2个O原子形成配位键，配位数为4；顺式甘氨酸合铜分子对称性弱，极性强；反式甘氨酸合铜分子对称性强，极性弱，顺式二甘氨酸合铜的极性大于反式二甘氨酸合铜。(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。蓝色沉淀氢氧化铜溶解生成氢氧化四氨合铜，反应的化学方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O。(3)Cu(OH)2沉淀中可能含有的杂质为硫酸铵，若洗涤液中不含硫酸根离子，说明Cu(OH)2沉淀已洗涤干净，为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净，设计实验方案：取最后一次洗涤液于试管中，先加盐酸，再加氯化钡溶液，无沉淀生成说明Cu(OH)2沉淀已洗涤干净。(4)抽滤的优点是：过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥；抽滤完毕需进行下列操作，从实验安全角度考虑，先打开安全瓶的活塞K，拔下抽滤瓶处橡皮管，关闭水泵开关，取下布氏漏斗，最合理的第一步操作为打开活塞K，选③。(5)滤液中加入10 mL 95%乙醇溶液，冷却结晶能析出二甘氨酸合铜，乙醇的作用是减小产物在水中的溶解度使其能大量结晶析出。(6)根据2Cu2++4I-===2CuI+I2、2S2+I2===2I-+S4建立反应关系式2Cu2+~ I2~2S2，0.5 g产品中n(Cu2+)=n(S2)=0.025 L×0.01 mol·L-1×=0.001 25 mol，则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的含量为×100%=0.25M%。
答案：(1)4　大于　(2)Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O　(3)取最后一次洗涤液于试管中，先加盐酸，再加氯化钡溶液，无沉淀生成说明Cu(OH)2沉淀已洗涤干净　(4)过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥　③　(5)减小产物在水中的溶解度使其能大量结晶析出　(6)0.25M
2．解析：铜与氯化铁反应生成氢氧化铁，可用酸溶解后加入硫氰化钾溶液进行检验，氯化铜与过量的铜反应可生成白色固体氯化亚铜，通过对比实验的铜的用量的控制可进行验证。
答案：(1)BC　(2)①KSCN　②FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl[或4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3]
(3)①铜粉过量　②CuCl2+Cu===2CuCl　③Fe3+氧化性强于Cu2+，Fe3+过量时，Cu不与Cu2+反应
(4)析出的铜单质、石墨和氯化铜溶液形成原电池，铜作负极被氧化溶解
(5)①　②提供配体，促使平衡Cu2++Cu+4Cl- 2[CuCl2]-正向移动
(6)过氧化氢或次氯酸钠用于杀菌消毒
3．解析：(3)题述装置存在的一处缺陷是三颈烧瓶缺少冷却装置，导致装置C中产率降低，改进的方法是把三颈烧瓶放在盛有冷水的水槽中，改进后产率得到提高，原因是2NaClO+C3H3N3O3 C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O正反应放热，降低温度使平衡正向移动；二氯异氰尿酸钠受热易分解，降低温度能防止其分解。(5)①C3N3O3Cl2Na加入稀硫酸生成HClO和C3H3N3O3，反应的化学方程式为C3N3O3Cl2Na+2H2O+H2SO4===C3H3N3O3 + 2HClO +NaHSO4。②滴定终点，碘单质恰好完全被Na2S2O3消耗，滴定终点的现象为滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液颜色由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不恢复原色。③根据反应方程式，建立关系式：C3N3O3Cl2Na~2HClO~2I2~4Na2S2O3，n(C3N3O3Cl2Na)=n(Na2S2O3)=×0.1 mol·L-1×0.060 80 L=0.001 52 mol。粗品的纯度=×100%=60.8%。
答案：(1)球形干燥管
(2)除去氯气中的氯化氢
(3)把三颈烧瓶放在盛有冷水的水槽中　降低温度使平衡正向移动　降低温度能防止二氯异氰尿酸钠分解
(4)过滤、洗涤、干燥
(5)①C3N3O3Cl2Na+2H2O+H2SO4===C3H3N3O3 + 2HClO +NaHSO4　②滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液颜色由蓝色恰好变为无色，且半分钟内不恢复原色　③60.8%
4．解析：实验Ⅰ中，加入过量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)在金属活动性顺序表中，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　③ⅰ.a．2Fe3++2Fe+2H+===4Fe2++H2↑(或2Fe3++Fe===3Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑)　b．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　ⅱ.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Fe(OH)3沉淀包裹
5．解析：由题干工艺流程图可知，向含苯酚的废水中加入苯进行萃取，操作Ⅰ是萃取分液，分液后得到水层1和有机层，向有机层中加入NaOH溶液将苯酚转化为苯酚钠，然后进行分液，分液后得到有机层(含有苯)和水层，向水层溶液中通入足量的CO2，将苯酚钠转化为苯酚和碳酸氢钠溶液，然后进行过滤，过滤得到苯酚和水层2。由分析可知，操作Ⅰ为萃取、分液，因此使用的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗，操作Ⅱ是分液，得到有机层(含有苯)，则苯可以循环使用。反应Ⅱ是苯酚钠和二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠，苯酚溶解度比较小，过滤，则“水层2”中主要溶质为NaHCO3。由题干实验信息可知，实验1、2和实验3、4使用的试剂中Cl-或S不同，二者阴离子也可能对Fe3+的显色有影响。为进一步验证猜想即验证Cl-或S对苯酚与Fe3+的显色是否有影响，小组同学设计了实验5和6，根据控制变量可知，实验5、6的pH相同，Fe3+浓度相同，实验5改变Cl-浓度，实验6则改变S浓度，故选用的试剂为Na2SO4固体。根据实验1~6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且S对苯酚与Fe3+的显色反应起抑制作用，说明Cl-对实验没有影响，则A5=A3，S对实验有抑制作用，说明实验6相比实验1来说A6答案：(1) 分液漏斗　苯　(2)NaHCO3　(3)①Cl-或S对苯酚与Fe3+的显色可能有影响　②Na2SO4固体　③A5=A3，A6(4)①偏高　②
1/1课时数智作业(五十四)综合实验试题突破(1)
(建议用时：50分钟　总分：70分)
1．(13分)(2025·石家庄模拟)缺铜会造成一系列的严重后果。一种有机补铜剂二甘氨酸合铜[(H2NCH2COO)2Cu]的制备过程如下：CuSO4溶液深蓝色溶液Cu(OH)2(H2NCH2COO)2Cu溶液收集滤液冷却结晶产品
回答下列问题：
(1)已知：二甘氨酸合铜有顺式()和反式()两种结构。则二甘氨酸合铜中铜原子的配位数为__________ ；顺式二甘氨酸合铜的极性__________(填“大于”或“小于”)反式二甘氨酸合铜。(2分)
(2)向硫酸铜溶液中滴加氨水，先出现蓝色沉淀，然后沉淀溶解形成深蓝色的溶液。写出此蓝色沉淀溶解的化学方程式：_____________________________。(2分)
(3)为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净，设计实验方案：_________________。(2分)
(4)抽滤装置如图所示，抽滤的优点是___________________________________；
抽滤完毕需进行下列操作，从实验安全角度考虑，你认为接下来最合理的第一步操作为________ (填序号)。(3分)
①取下布氏漏斗、②关闭水泵开关、③打开活塞K、④拔下抽滤瓶处橡皮管
(5)制备二甘氨酸合铜时加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是________________。(1分)
(6)二甘氨酸合铜产率的测定实验如下：
0.5 g产品浅黄色溶液
已知：ⅰ.2Cu2+＋4I-===2CuI＋I2，2S2。
ⅱ.加入适量NH4SCN溶液的目的是将CuI转化为CuSCN，释放出CuI吸附的I2。
若进行三次平行实验，平均消耗25.00 mL 0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液，则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的含量为__________ %(用含M的式子表示)。(3分)
2．(15分)(2024·佛山二模)某合作学习小组将铜片放进氯化铁溶液中，观察到溶液呈无色，产生红褐色固体，铜片表面有白色物质。
Ⅰ.探究红褐色固体成分
(1)过滤得到红褐色固体，所需的仪器有________(填字母)。(1分)
A　　　B　　　　　C　　　　　D
(2)①取少量红褐色固体加盐酸溶解，滴加______溶液，溶液变红色，证明是氢氧化铁。
②产生氢氧化铁的原因可能是_______________________(用化学方程式表示)。(3分)
Ⅱ.查阅资料：CuCl是白色难溶物
(3)探究产生白色物质的原因。设计实验方案如下：
铜粉/g FeCl3·H2O/g 蒸馏水/mL 实验现象
1 0.1 1.8 2 棕黄色溶液 变为墨绿色
2 0.5 1.8 2 棕黄色溶液变 为白色浊液
①由以上实验可知，产生白色物质的条件是________________________。
②实验2生成白色物质的化学方程式为___________________________。
③请你从氧化还原反应规律角度分析实验1中未产生白色物质的原因：________________________________________。(5分)
(4)以石墨为电极电解CuCl2溶液，发现在石墨上析出的铜在切断电源后消失。从电化学角度进行分析，铜消失的原因是___________________________。(2分)
(5)基于上述分析，用CuCl2溶液腐蚀覆铜板效果不理想。查阅资料：工业上常用CuCl2、KCl、盐酸混合物腐蚀覆铜板，原理为Cu2+＋Cu＋4Cl- 2[CuCl2]-。
①基态Cu2+的价电子轨道表示式为_____________________________________。
②KCl的作用是________________________________________________。(2分)
(6)氧化还原反应的应用十分广泛。写出一种氧化剂在生活中的应用：__________________________________。(2分)
3．(13分)(2024·淮北一模)二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na，Mr＝220 g·mol-1)是一种新型的杀菌剂，具有高效、安全、便于存储运输的特点。实验室利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液在10 ℃以下制备二氯异氰尿酸钠，实验装置如图所示。
已知：①2NaClO＋C3H3N3O3 C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O　ΔH<0。
②二氯异氰尿酸钠难溶于冷水，受热易分解出有毒气体。
回答下列问题：
(1)仪器a的名称为____________________________。(1分)
(2)装置B的作用是____________________________。(1分)
(3)上述装置存在一处缺陷会导致装置C中产率降低，改进的方法是___________________________。
改进后产率得到提高，原因是__________________________________________、
________________________________________________。(4分)
(4)反应结束后，装置C中的浊液经_________________等一系列操作得到粗品。(1分)
(5)粗品纯度的测定
称取5.5 g粗品，配成250 mL溶液，取25.00 mL于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5 min，再滴加几滴淀粉溶液。用0.1 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，消耗60.80 mL Na2S2O3标准溶液。已知：HClO＋2I-＋H+===I2＋Cl-＋H2O、I2＋2S2＋2I-。
①加入稀硫酸生成HClO的化学方程式为_______________________________。
②滴定终点的现象为____________________________________________。
③粗品的纯度为________________________(保留3位有效数字)。(6分)
课时数智作业(五十四)综合实验试题突破(2)
4．(13分)(2024·北京卷，T19)某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中分别加入过量的铜粉、锌粉和镁粉，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____________。(1分)
(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锌粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应。实验证实了锌粉被包裹。
ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L-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。(10分)
(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：_________________________________。(2分)
5．(16分)某学习小组按如图所示流程，在实验室模拟处理含苯酚的工业废水，并进行相关实验探究。
回答下列问题：
(1)“操作Ⅰ”所使用的玻璃仪器有烧杯和________(填仪器名称)，流程中可循环使用的物质是______(填名称)。(2分)
(2)“水层2”中主要溶质为__________________________(填化学式)。(2分)
(3)将所得苯酚配制成一定浓度的苯酚溶液，探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3+显色反应的影响。
查阅资料
ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3-为紫色；
ⅱ.Na+对苯酚与Fe3+的显色反应无影响；
ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3-对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3-的浓度在一定范围内成正比。
【提出猜想】
猜想1：Cl-对苯酚与Fe3+的显色反应有影响。
猜想2：S对苯酚与Fe3+的显色反应有影响。
猜想3：H+对苯酚与Fe3+的显色反应有影响。
【进行实验】
常温下，用盐酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.1 mol·L-1 FeCl3溶液(a>b)，用硫酸调节pH配制得到pH分别为a和b的0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液。取5 mL苯酚溶液于试管中，按下面实验1~4分别再加入0.1 mL含Fe3+的试剂，显色10 min后用紫外－可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下，pH改变对Fe3+水解程度的影响可忽略)。
序号 含Fe3+的试剂 吸光度
0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液
1 pH＝a — A1
2 pH＝b — A2
3 — pH＝a A3
4 — pH＝b A4
【结果讨论】　实验结果为A1>A2>A3>A4。
①根据实验结果，小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是______________________________________________。
②为进一步验证猜想，小组同学设计了下面实验5和6，补充下表中相关内容。(限选试剂：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体)
序号 含Fe3+的试剂 再加入的试剂 吸光度
0.1 mol· L-1 FeCl3 溶液 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3 溶液
5 — pH＝a NaCl 固体 A5
6 pH＝a — __ A6
③根据实验1~6的结果，小组同学得出猜想1不成立，猜想2成立，且S对苯酚与Fe3+的显色反应起抑制作用，得出此结论的依据是__________________。
④根据实验1~6的结果，小组同学得出猜想3成立，且H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用，从化学平衡角度解释其原因是____________________。(8分)
(4)小组同学利用滴定法测定所得“水层2”中苯酚的含量：向V1 mL样品溶液中加入过量溴水，将苯酚全部转化为化合物M；再加入过量KI溶液，充分反应后，用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定。
已知：ⅰ.H+＋2I-＋―→＋Br-＋I2
ⅱ.I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
①加入KI溶液前需加热除去多余的Br2，否则会使测定结果________(填“偏高”或“偏低”)。
②若消耗Na2S2O3标准溶液的体积为V2 mL，则样品中苯酚的浓度为________g·L-1(用含c、V1、V2的代数式表示)。(4分)
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