百强校高考化学二轮综合复习专题16综合实验探究.docx
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百强校高考化学二轮综合复习专题16综合实验探究
百强校高考化学二轮综合复习专题16:
综合实验探究
学校:
___________姓名:
___________班级:
___________考号:
___________
评卷人
得分
一、综合题
1.元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。
(1)+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利,可用亚硫酸钠将其还原。
离子反应方程式为:
3SO32-+Cr2O72-+8H+===2Cr3++3SO42-+4H2O,该反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。
(2)工业上利用铬铁矿(FeO.Cr2O3)冶炼铬的工艺流程如图所示:
①为加快焙烧速率和提高原料的利用率,可采取的措施之一是___________。
②水浸Ⅰ要获得浸出液的操作是___________。
③浸出液的主要成分为Na2CrO4,加入Na2S反应后有Na2SO4生成,则操作Ⅱ发生反应的离子方程式为___________。
(3)常温下Cr(OH)3的溶度积Ksp=1×10-32,若要使Cr3+完全沉淀pH为___________[c(Cr3+)降至10-5mol·L-1可认为完全沉淀]。
(4)以铬酸钠(Na2CrO4)为原料,用电化学法可制备重铬酸钠(Na2Cr2O7),实验装置如图所示(已知:
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O)。
①阳极的电极反应式为___________。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由amol变为bmol,则生成重铬酸钠的物质的量为___________mol。
2.我国是最早发现并使用青铜器的国家,后母戊鼎是我国的一级文物,是世界上出土的最大最重的青铜礼器。
现代社会中铜的应用常广泛,铜的回收再利用是化工生产的一个重要领域。
实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
请回答下列问题:
(1)请写出一种加快铜帽溶解的方法:
__________________。
铜帽溶解时通入空气的作用是___________________________(用化学方程式表示)。
(2)调节溶液pH时,是将溶液的pH调_________(填“大”或“小”)到2~3。
(3)电解精炼粗铜时,阴极的电极反应式为___________________________。
工业上常釆用甲醇燃料电池作为电解精炼铜旳电源,写岀碱性甲醇燃料电池的负极反应式:
___________________________。
(4)已知:
pH>11吋,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成ZnO22-。
室温下,几种离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所小(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.01mol·L-1计算):
①上表中Fe3+沉淀完全的pH为__________________。
②由过滤粗铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为(可选用的试剂:
30%H2O2、稀硝酸、1.0mol·L-1NaOH溶液):
a.___________________________;b.___________________________;c.过滤;
d.___________________________;e.过滤、洗涤、干燥;f.900℃煅烧。
3.FeCl2是一种常用的还原剂,有关数据如下:
C6H5Cl(氯苯)
C6H4Cl2
FeCl3
FeCl2
溶解性
不溶于水,易溶于苯
不溶于C6H5Cl,C6H4Cl2,苯,易吸水
熔点/℃
-45
53
—
—
沸点/℃
132
173
—
—
实验室可以用多种方法来制备无水FeCl2。
回答下列问题:
Ⅰ.按下如图装置用H2还原无水FeCl3制取。
(1)用装置A制取H2,其优点是________________;D中反应的化学方程式为____________________;装置E的作用是____________________________。
(2)通入足量H2,充分反应,如果温度控制不当,产品中会含单质铁,检验产品中是否含铁的方案是____________________________。
Ⅱ.按图装置,在三颈烧瓶中放入162.5g无水氯化铁和225g氯苯,控制反应温度在128℃~139℃加热3h,反应接近100%。
反应如下:
2FeCl3+C6H5Cl→2FeCl2+C6H4Cl2+HCl
(3)上述反应中,还原剂是____________。
(4)反应温度接近或超过C6H5Cl的沸点,但实验过程中C6H5Cl并不会大量损失,原因是____________________________。
(5)冷却后,将三颈瓶内物质经过过滤,洗涤,干燥后,得到粗产品。
①洗涤所用的试剂可以是____________________________;
②简述回收滤液中C6H5Cl的方案____________________________。
4.某兴趣小组用锡粒制备氯化锡
和氯化亚锡
,流程如下:
制备
的装置如图:
已知:
为无色液体,熔点
,沸点
,遇水强烈水解,可溶于乙醇、四氯化碳等。
为白色晶体,在空气中加热会发生水解及氧化。
为白色晶体,熔点
,沸点
,易溶于水、乙醇、冰醋酸,极易溶于盐酸。
请回答:
步骤
的反应装置如图甲,其中仪器a的作用为________。
若用图乙代替图甲作为反应装置,优点是在不拆除装置的情况下,向支管不断填装锡粒大量制备
,则制备过程中将生成的
转移至蒸馏烧瓶中的简易操作为________。
步骤
的装置如图丙,此装置存在一处明显的缺陷为________。
步骤
选择的实验仪器为铂皿,比用玻璃仪器或陶瓷仪器更好,其理由为________。
步骤
中的反应需在搅拌下进行,该反应的化学方程式为________。
关于
的制备,下列说法不正确的是________。
A.步骤
蒸发及步骤
干燥时均需在真空环境下进行
B.步骤
抽滤操作中,将晶体转移至布氏漏斗时,若有晶体附着在烧杯内壁,应用蒸馏水将烧杯内壁的晶体淋洗至布氏漏斗中,以提高产率
C.为提高产品纯度,可在含醋酸酐的冰醋酸中重结晶
D.
在干燥
或干燥HCl气流中加热也可得到无水
E.若步骤
产生的母液较多,可进一步浓缩母液以提高产品纯度
5.氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物,沸点为77℃,在农药、制药行业中用途广泛.SOCl2遇水剧烈反应,液面上产生白雾,并带有刺激性气味的气体产生。
实验室合成原理:
SO2+C12+SCl2=2SOCl2,部分装置如下图所示,回答以下问题:
(1)实验室制取SOCl2在三颈烧瓶中合成,整个装置所选仪器的连接顺序是⑥→_______→①②←_______(某些仪器可以多次使用)。
(2)冷凝管口③是_______口(填“进水”或“出水”),冷凝管上连接的干燥管的作用是_____________________________。
(3)实验室制C12的离子方程式为_______________。
SOCl2与水反应的化学方程式为________________。
(4)已知SCl2的沸点为50℃。
实验结束后,将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作名称是__________________。
若反应中消耗的C12的体积为896m1。
(已转化为标准状况,SO2足量),最后得到纯净的SOCl26.76g,则SOCl2的产率为__________(保留二位有效数字)。
(5)取少量的SOCl2加入足量NaOH溶液,振荡、静置得到无色溶液,检验溶液中存在的C1-的方法是____________________。
6.硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,实验室合成硫酰氯的实验装置如图所示:
已知:
① SO2(g)+Cl2(g)=SO2Cl2(l) ; △H = -97.3kJ·mol-1
②硫酰氯常温下为无色液体,熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,在潮湿空气中“发烟”;
③硫酰氯在100℃以上或被长时间存放都易分解,生成二氧化硫和氯气
回答下列问题:
(1)硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是________________(用化学方程式表示)。
(2)检验装置G的气密性的方法是_________________________。
(3)装置A中发生反应的离子方程式为_________________________。
(4)H的作用是____________其中水流的方向是_____进________出(填“a”或“b”)
(5)装置C、F中的试剂相同,盛放的试剂为____________________。
(6)该装置存在的一处缺陷是____________________。
(7)若将SO2、Cl2按照一定比例通入水中,请设计简单实验验证二者是否恰好完全反应(简要描述实验步骤、现象和结论)________________仪器自选,供选择试剂:
滴加酚酞的氢氧化钠溶液、氯化亚铁溶液、硫氰化钾溶液、品红溶液。
7.化学兴趣小组同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(N2不与金属钠应),可利用的装置如下。
回答下列问题:
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是________,若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有碳酸钠,其反应方程式为____________________________。
(2)若规定气体的气流方向从左到右,各仪器接口的标号字母(a、b……)顺序:
空气进入h,________接________,________接________,________接________,d
(3)装置Ⅱ的作用是_____________________________________________________。
(4)某学习小组发现:
在盛有Na2O2的试管中加入足量水,固体完全溶解,并立即产生大量气泡,当气泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液变红;将试管轻轻振荡,红色很快褪去;此时再向试管中加入少量MnO2粉末,又有气泡产生。
①使酚酞溶液变红是因为________________,红色褪去的可能原因是____________________。
②加入MnO2反应的化学方程式为__________________________。
8.工业上用固体硫酸亚铁制取颜料铁红(Fe2O3)反应原理是:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑,某学生欲检验该反应所产生的气态物质,依次将气体通过盛有A、B、C三个装置。
(1)B中盛放的溶液可以是_________________。
(2)A中放冰的作用是_______________________。
(3)设计一个简单的实验方案探究A中得到的沉淀的成分。
___________________________________。
9.水合草酸亚铁(FeC2O4·xH2O)是生产锂电池的原料,难溶于水,受热易分解。
某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)实验室用硫酸亚铁溶液和草酸制备水合草酸亚铁,反应的化学方程式是_________。
(2)将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。
分别取2mL此溶液于3支试管中,进行实验:
①第一支试管中加入几滴KSCN溶液,溶液不变红;
②第二支试管中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入几滴酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去。
上述实验能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的是_________(填编号)。
(3)为测定水合草酸亚铁中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
验步骤如下:
a.打开K1和K2,缓缓通入N2;b.加热装置A一段时间;c.停止加热,冷却到室温;d.关闭K1和K2,称量A;e.重复上述步骤,直至A恒重,记为m3g。
①步骤b至步骤c继续通入N2的目的是________________。
②根据实验数据记录,计算水合草酸亚铁化学式中结晶水数目x=______(列式表示)。
(4)为探究草酸亚铁的分解产物,将(3)中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置(可重复选用)进行实验。
打开K1和K2,缓缓通入N2,充分加热。
实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。
①写出草酸亚铁受热分解的化学方程式____________。
②实验装置中,依次连接的合理顺序为A、____________。
10.硫化氢毒性很大,俗称“一口闷”,工业废水中的硫化物在酸性条件下会以硫化氢的形式逸出。
某课外小组以碘量法测定废水中的硫化物,实验装置如图所示,实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、吹气、固硫
连接装置,打开氮气源,检查装置气密性。
移取一定体积1mol·L-1乙酸锌溶液于两支吸收管中,取200mL水样于反应瓶中,通入氮气一段时间。
移取10mL盐酸于反应瓶中,水浴加热,继续通入氮气。
已知乙酸锌与硫化氢反应生成硫化锌沉淀(硫化氢被完全吸收)。
Ⅱ.滴定
关闭气源,往两个吸收管中各加入0.010mol·L-1的碘标准溶液100mL(过量),再加入盐酸5mL,静置。
加入淀粉指示液,用0.010mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液对两支吸收管中的液体进行滴定。
(已知:
)
回答下列问题:
(1)反应瓶中前后通入氮气的目的分别是________________、_________________。
(2)加入碘标准溶液时,吸收管中发生反应的化学方程式为________________。
(3)该实验使用两个吸收管的原因是____,若只使用一个吸收管,会导致测定结果偏____(填“高”或“低”)。
(4)实验室常用FeS固体与酸常温下反应制取H2S。
实验室制取H2S时,从反应物与生成物的状态、性质和反应条件分析,下列发生装置中可选用的是_______________(填序号)。
(5)上图a中盛装液体药品的玻璃仪器名称为________。
(6)将二氧化氯溶液加入硫化氢溶液中,然后加入少量稀盐酸酸化的氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成。
写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式:
_______________。
11.已知1L某待测液中除含有0.2mol·L-1的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或几种:
阳离子
K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Fe3+
阴离子
Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO42-
现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):
(1)由气体B可确定待测液中含有的离子是______________。
(2)由沉淀D和沉淀E可以判断待测液中一定含有______离子,据此可以排除的离子是________。
(3)由白色沉淀B可确定待测液中含有的离子是__________________。
(4)某同学读图后,认为待测液一定不含溴离子,他判断的依据是_________________。
(5)综合分析,待测液中K+的最小浓度为____________________。
12.二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土氧化物,平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质)。
某课题组以此粉末为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,得到纯净的CeO2和硫酸铁铵晶体。
已知:
CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。
回答下列问题:
(1)滤液1中加入H2O2溶液的目的是____________________________________________________。
(2)设计实验证明滤液1中含有Fe2+__________________________________________________________。
(3)在酸性溶液中,已知Fe2+溶液可以和难溶于水的FeO(OH)反应生成Fe3O4,书写该反应的离子方程式____________________________________________________________________。
(4)由滤液2生成Ce(OH)4的离子方程式______________________________________________。
(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.531g,加硫酸溶解后,用浓度为0.l000mol·L-1的FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液。
该产品中Ce(OH)4的质量分数为______________(结果保留两位有效数字),Mr(Ce)=140。
13.已知25℃时草酸(H2C2O4)的电离常数为K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5,草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。
不同温度下水的离子积常数见下表:
t/℃
0
10
20
25
40
50
90
100
Kw/10-14
0.134
0.292
0.681
1.00
2.92
5.57
38.0
55.0
(1)常温下将0.2mol/L的KOH溶液20mL与0.2mol/L的草酸溶液20mL混合后溶液显酸性,则混合后溶液中各离子浓度的大小顺序为__________________________________;
(2)已知草酸能使酸性高锰酸钾溶液(稀硫酸酸化)褪色,试写出反应的离子方程式:
________________________________。
若在锥形瓶中放入20.00mL未知浓度的草酸,用0.1mol/L高锰酸钾溶液滴定,当到达滴定终点时,溶液颜色的变化是___________________________________________________;若共消耗VmL高锰酸钾溶液,则草酸的物质的量浓度为__________mol/L。
(3)90℃时,将0.005mol/L的氢氧化钙溶液20mL与0.0012mol/L的草酸溶液20mL混合,混合后溶液的pH=___________;
(4)25℃时若向20mL草酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4mol/L的碳酸钾溶液10mL,能否产生沉淀,___________(填“能”或“否”)。
14.某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验Ⅰ:
制取NaClO2晶体。
已知:
NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出的晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
利用下图所示装置进行实验。
(1)装置①的作用是_______________
(2)装置②中产生ClO2气体的化学方程式为____________。
(3)从装置④反应后的溶液获得晶体NaClO2的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;
②趁热过滤;
③____________________________________;
④低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:
测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案,并进行实验。
①准确称取所得亚氯酸钠样品mg于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:
ClO2-+4I-+4H+===2H2O+2I2+Cl-)。
将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,用cmol·L-1Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。
重复2次,测得消耗标准溶液的体积的平均值为VmL(已知:
I2+2S2O32-===2I-+S4O62-)。
(4)样品中NaClO2的质量分数为__________(用含m、c、V的代数式表示)。
15.焦亚硫酸钠Na2S205可用作食品的抗氧化剂,请回答下列问题:
(1)工业上生产Na2S205,通常是由NaHS03过饱和溶液经结晶脱水制得。
该反应______(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
(2)Na2S205在水溶液中很容易被碘单质氧化,写出该反应的离子方程式_____。
(3)在测定某葡萄酒中Na2S205残留量时,取20.00mL某葡萄酒样品置于锥形瓶中,用0.01000mol•L-1的碘标准液滴定至终点,消耗碘标准液10.00mL。
请回答下列问题:
①滴定时应将碘标准液装在_____(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,若该滴定操作选择淀粉溶液作为指示剂,则滴定终点的现象为_______。
②利用上述数据,可计算出该葡萄酒样品中Na2S205的残留量为____g•L-1(以SO2计)。
③上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏____(填“高”或“低”)。
评卷人
得分
二、实验题
16.高铁酸钾(K2FeO4)是一新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
(资料)K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液,具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4。
①A为制取氯气发生装置,其中盛放浓盐酸的仪器名称为___________。
②除杂装置B中的试剂为___________。
③C为制备K2FeO4装置,KOH溶液过量的原因是___________。
④D为尾气处理装置,发生反应的离子方程式为___________。
(2)探究K2FeO4的性质。
取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黃绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明K2FeO4能否氧化Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案I
取少量溶液a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。
取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
①由方案I中溶液变红可知a中含有___________。
该离子的产生___________(填“能”或“不能”)判断一定是由K2FeO4被Cl-还原而形成的。
②方案Ⅱ用KOH溶液洗涤的目的是___________。
方案Ⅱ得出氧化性:
Cl2___________FeO42-(填“>”或“<”)
(3)使用时经常通过测定高铁酸钾的纯度来判断其是否变质。
K2FeO4在硫酸溶液中反应如下:
_______FeO42-+______H+===_______O2↑+________Fe3++________(配平及完成上述离子方程式)________。
现取C中洗涤并干燥后样品的质量10g,加入稀硫酸,收集到0.672L气体(标准状况下)。
则样品中高铁酸钾的质量分数约为___________。
(计算结果保留到0.1%)
参考答案
1.1︰3将铬铁矿粉碎(或其他合理措施)过滤8CrO42-+3S2-+20H2O===8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-5(或≥5)2H2O﹣4e-===O2↑+4H+(或4OH-﹣4e-===O2↑+2H2O)(a-b)/2
【解析】
【分析】
(1)还原剂为SO32-,氧化剂为Cr2O72-,由方程式的计量数得出物质的量之比。
(2)①根据影响化学反应速率的因素之一即物质的表面积大小来回答;
②可用过滤分离固体和液体,水浸Ⅰ要获得浸出液的
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