高考化学实验综合题高考复习适用Word格式.docx
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方案2:
加热条件下,以NH3还原CuO可制得N2,同时获得活性铜粉。
方案3:
将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。
[实验准备]以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(有的夹持和加热仪器未画出)。
[分析交流]
(1)若以方案1制得N2,应选择的发生装置是_____________________________。
(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2,且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料,整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是____________(填写序号)。
获得N2的反应原理是______________________________________________________
(写反应方程式)。
(3)若以排水法收集N2,其中会混入水蒸气。
但也不宜用排空气法,其原因是__________________________________________________________________。
你提出的收集方法是_____________________________________________。
(4)上述三个方案中,制得的N2纯度最差的是__________。
在N2纯度要求不甚严格的情况下,有人建议将方案2和方案3结合使用,你认为其优点是__________________________________________________________________。
2.正确解题的关键——灵活迁移运用
在中学化学实验的复习中,可以根据实验装置在实验中所发挥的功能不同,把常见的具有单一功能的实验装置分为不同的模块,即建立“模块装置”的概念,在解决具体的综合性实验问题时,用不同的“模块装置”组合成实验所需要的装置,从而达到有效解决综合性实验问题的目的。
如以下装置:
已知某纯碱样品中含有少量NaCl杂质,为测定该样品中纯碱的质量分数,可用如图所示的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性 ②将ag样品放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到样品溶液 ③称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到bg ④从分液漏斗滴入稀硫酸到不再产生气体为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 ⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到cg ⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到盛有碱石灰的U形管的质量基本不变,为dg。
将上述所提供的装置图根据功能不同划分为五个部分:
①净化装置——除去空气中的CO2;
②气体发生装置——产生CO2;
③干燥装置——除去CO2中的水蒸气:
④气体吸收装置——用碱石灰吸收CO2;
⑤尾接装置——防止空气中的CO2与水蒸气进入U形管。
显然,实验装置中的五个部分实际上就是具有不同功能的五个实验装置模块,在测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数时,功能各异,缺一不可。
【例2】 无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是__________________。
F中试剂的作用是______________________。
用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为___________________________________________。
3.完整解题的保证——规范语言答题
实验简答对有关实验现象、实验操作、实验方案设计的描述和实验评价的要求较高,复习中要熟记典型、常见的规范性描述,确保简答不失分。
如常见实验操作的规范解答:
(1)微热法气密性检查
①操作:
塞紧橡胶塞,将导气管末端伸入盛水的烧杯中,用手捂热试管;
②现象及结论:
烧杯中导管口有气泡产生,松手后导管末端有一段稳定的水柱,说明装置气密性良好。
(2)液差法气密性检验
塞紧橡胶塞,用止水夹夹住导气管的橡皮管部分,从长颈漏斗向试管中注水;
一段时间后长颈漏斗中的液面高于试管中的液面,且液面差不改变,说明装置气密性良好。
(3)用BaCl2溶液除去NaCl中的Na2SO4
①沉淀是否完全的判断:
取少许上层清液于试管中,再滴入BaCl2溶液,若不再产生沉淀,则已沉淀完全;
②BaSO4沉淀洗涤:
在漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,使之自然滤出,重复2~3次;
③沉淀是否洗净的判断:
取最后一次洗涤的滤液,加入AgNO3溶液,若无白色沉淀,则证明沉淀已洗净,反之未洗净。
(4)pH试纸的使用
①检验溶液:
取试纸放在洁净干燥的表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸中部,待变色之后,与标准比色卡相对比,读出pH值;
②检验气体:
润湿后用镊子夹取或粘在玻璃棒的一端,靠近集气瓶口,通过观察试纸的颜色变化判断气体的性质。
【例3】 为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯,并制得纯净的氯化钠溶液,某学生设计如下实验:
请回答下列问题:
(1)操作②________(填“能”或“不能”)用硝酸钡溶液,说明理由:
________________________________________________________________。
(2)进行操作②后,判断SO已除尽的方法是___________________________
__________________________________________________________________。
(3)操作③的目的是________;
不先过滤就滴加碳酸钠溶液,其理由是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)此设计方案是否严密?
________(填“是”或“否”),说明理由__________
一、探究型实验题
1.四氯化钛是无色液体,沸点为136℃。
它极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”(TiCl4+H2O===TiOCl2+2HCl↑)。
在650~850℃下,将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。
如图是某科研小组制备TiCl4的反应装置,其主要操作步骤如下:
①连接好整套装置,在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间;
②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时,停止加热,从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止;
③将TiO2、炭粉混合均匀后,装入管式电炉中;
④将电炉升温到800℃,一段时间后改通Cl2,同时在冷凝管中通冷凝水。
试回答下列问题:
(1)正确的操作顺序为________________(填序号)。
(2)C装置中的反应的化学方程式为__________________________________
______________________。
(3)B中的试剂为______________;
其作用是__________________。
(4)D装置的作用是____________________________。
(5)干燥管中无水CaCl2的作用是______________________________________
(6)从环境保护的角度,提出一个优化方案:
____________________________
2.为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。
为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验,可选用试剂:
KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:
操作
现象
结论
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡
存在Fe3+
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入________,振荡
存在Fe2+
【实验结论】Fe的氧化产物为Fe2+和Fe3+。
Ⅱ.AgNO3的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。
当反应结束后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是____________。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是
(4)
【查阅资料】Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;
Ag2O可溶于氨水。
【提出设想】试管中残留的黑色固体可能是:
ⅰ.Ag;
ⅱ.Ag2O;
ⅲ.Ag和Ag2O。
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体放入试管中,进行了如下实验。
实验编号
a
加入足量氨水,振荡
黑色固体不溶解
b
加入足量稀硝酸,振荡
黑色固体溶解,并有气体产生
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是________(填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出AgNO3固体热分解的产物有____________。
3.某研究性学习小组的同学为了探究NO的性质,进行了如下实验。
(1)甲同学设计了图甲装置进行实验,观察到集气瓶中收集到无色气体,由此确定铜和稀硝酸反应生成NO气体。
甲同学的推断________(填“正确”或“不正确”),理由是____________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)乙同学不同意甲同学的推断,他观察到图甲装置圆底烧瓶中的气体不是无色。
为此乙同学设计了图乙装置进行实验,步骤为:
①在大试管中放入适量石灰石,加入过量稀硝酸;
②待石灰石反应完全,将铜丝浸入过量的稀硝酸中;
③一段时间后,观察到大试管中气体始终为无色,收集反应产生的气体;
④待集气瓶充满气体后从水槽中取出,敞口正放在桌面上,观察到瓶口气体颜色有变化,证明稀硝酸与铜反应生成NO。
步骤①的作用是:
__________________;
步骤④瓶口气体的颜色变化是____________________。
(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后,再加入20%的稀硫酸,铜片上又有气泡产生,稀硫酸的作用是________(填正确选项的编号),反应的离子方程式是:
________________________。
a.还原剂b.氧化剂
c.酸化d.提供热能
二、定量测定型实验题
4.工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。
某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。
(1)实验原理
①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;
②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气。
请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式________________________________________________。
(2)实验装置(如图所示)
(3)实验过程
①连接实验装置,检验装置的气密性。
称得D装置的质量为yg,滴定管的读数为amL。
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中;
塞好胶塞,关闭活塞____________,打开活塞________,通过分液漏斗加入稀硫酸,与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后,关闭活塞____________,打开活塞____________,通过分液漏斗加入过量____________(填化学式),与烧瓶内物质充分反应。
④________________________________________(填入该步应进行的操作)。
⑤记录滴定管的读数为bmL,称得D装置的质量为zg。
(4)数据分析
①AlN的质量分数为______________________________________________。
②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积__________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③Al4C3的质量分数为________________________(该实验条件下的气体摩尔体积为Vm)。
5.(2015·
山东理综,31)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·
2H2O的流程如下:
(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是_____________________________
_______________________________________________________________。
实验室用37%的盐酸配制15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的________。
a.烧杯b.容量瓶c.玻璃棒d.滴定管
(2)加入NH3·
H2O调节pH=8可除去________(填离子符号),滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。
加入H2C2O4时应避免过量,原因是__________________
____________________________________________________________________。
Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
已知:
Ksp(BaC2O4)=1.6×
10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×
10-9。
(3)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
2CrO+2H+===Cr2O+H2O
Ba2++CrO===BaCrO4↓
步骤Ⅰ:
移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmol·
L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mL。
步骤Ⅱ:
移取ymLBaCl2溶液于锥形瓶中,加入xmL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmol·
L-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。
BaCl2溶液的浓度为________mol·
L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,Ba2+浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
6.亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
(1)气体A的主要成分是________。
为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入__________;
通入N2的目的是________________。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:
_____________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是_______________________________________________________________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol·
L-1I2溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。
三、化工流程型实验题
7.某一化工厂以废铁屑为原料制备FeCl3溶液,用作印刷电路铜板腐蚀剂,并对溶液B进行电解处理的实验流程如图:
(1)试剂a应选用________(填写名称);
(2)步骤Ⅰ用到的主要玻璃仪器有漏斗、________(填写仪器名称);
(3)写出步骤Ⅱ中主要反应的化学方程式________________________________
_________________________________________________________________;
(4)实验室制取气体E的离子方程式是________________________,欲对气体E进行干燥和吸收,需选用下列装置中的________(填写序号);
(5)如何用化学方法检验气体E?
______________________________________
8.氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。
硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。
以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为________________________________
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为_________________________
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:
______________________________________。
9.TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
(1)试剂A为________。
钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是__________________________________________________
(2)取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。
这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)。
四、有机实验
10.乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。
实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔点/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸点/℃
117.9
117
126.0
密度/g·
cm-3
1.1
0.80
0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。
然后再安装分水器(作用:
实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。
将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器的酯层合并。
装置中冷水应从________(填“a”或“b”)管口通入;
通过分水器下端旋塞分出的生成物是________,其目的是___________________________________
(2)乙酸丁酯的精制
将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制:
①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。
①正确的操作步骤是________________(填标号)。
A.①②③④B.③①④②
C.①④①③②D.④①③②③
②分液漏斗有两种,如右图。
分液时应选择右图中__________形分液漏斗,其原因是_______________________________________________________________
_____________
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