考点16 化学实验综合题原卷版Word文档格式.docx
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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(夹持装置略)
①A为氯气发生装置,A中反应方程式是___。
②装置B中导管的连接顺序为___(填“长进短出”或“短进长出”),所盛装的试剂为__。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明是否是K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量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
由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有___离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由___产生(用方程式表示)。
②根据K2FeO4的制备实验得出:
氧化性Cl2___FeO
(填“>”或“<
”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和FeO
的氧化性强弱关系相反,原因是__。
3.(2020·
西藏拉萨中学月考)人教版高中化学选修4实验2-3中用到了硫代硫酸钠,某化学兴趣小组对这一物质展开了如下探究。
实验一.制备Na2S2O3·
5H2O
通过查阅资料,该化学兴趣小组设计了如下的装置(略去部分夹持仪器)来制取Na2S2O3·
5H2O晶体。
已知烧瓶C中发生如下三个反应:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq)
2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l);
S(s)+Na2SO3(aq)
Na2S2O3(aq)
(1)写出A中的化学反应方程式___________________________________。
(2)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率。
控制SO2生成速率可以采取的措施有_________________________(写一条)。
(3)装置E的作用是____________________。
(4)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为_________________________。
实验二.性质探究
(5)常温下,用pH试纸测定0.1mol·
L-1Na2S2O3溶液pH值约为8,测定时的具体操作是_______________________________________________________。
(6)向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,有硫酸根离子生成,写出该反应的离子化学方程式________________________________________。
实验三.Na2S2O3的应用
(7)用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:
取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;
过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解。
此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;
再加过量KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液作指示剂,用0.0100mol·
L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定,反应完全时,相关数据记录如下表所示:
滴定次数
1
2
3
4
消耗Na2S2O3标准溶液的体积/mL
18.02
20.03
17.98
18.00
部分反应的离子方程式为:
①Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O
②I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
滴定时Na2S2O3标准溶液应该用_____________________(填仪器名称)盛装,该废水中Ba2+的物质的量浓度为_______________________。
4.(2020·
四川阆中中学月考)某学习小组用凯氏定氮法来测定农产品中氮的含量,测定过程如下:
Ⅰ.用热浓硫酸处理0.25g谷物样品,把有机氮转化为铵盐。
Ⅱ.用如图所示装置处理上述铵盐(夹持装置略去)。
(1)实验前要检查B装置的气密性,具体操作为__。
(2)盛放溶液5的仪器名称为__;
玻璃管2的作用是__。
(3)将“谷物处理后所得的铵盐”加入三颈瓶中,打开玻璃塞、旋开K2,加入足量浓氢氧化钠溶液,关闭K2,打开K1,点燃酒精灯使水蒸气进入B装置。
①B装置中反应的离子方程式为__。
②C装置冰水混合物的作用是__。
Ⅲ.滴定、计算氮的含量
(4)取下锥形瓶,加入指示剂,用0.10mol·
L-1的NaOH溶液滴定过量的H2SO4,重复滴定3次,平均消耗vmLNaOH溶液。
①该滴定的指示剂应选择__。
a.甲基橙 b.酚酞 c.甲基橙或酚酞
②该谷物样品中氮的百分含量为__。
(列出表达式)
5.(2020·
西南名师联盟2021届高考实用性联考)高铁酸铆(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂,对病毒的去除率可达99.95%。
某兴趣小组设计如下实验制备K2FeO4并探究其性质。
已知:
①K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;
②
具有强氧化性,在酸性或中性溶液中能快速产生O2,在碱性溶液小较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置咯)
①如图所示,A为氯气发生装置,装置A中盛放KMnO4的仪器名称是______,橡胶管的作用是________________。
②装置B的作用是_____________________。
③装置C中的KOH溶液需过量,目的是______________________________。
④C中得到紫色固体和溶液。
则C中Cl2与Fe(OH)3发生反应生成K2FeO4的离子方程式为_____________________________。
此外Cl2还与过量的KOH反应。
甲同学取装置C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。
该现象_________(填“能”或“不能”)证明“酸性条件下
氧化性强于Cl2”,并说明理由:
_________________________________。
(3)测定K2FeO4的产率
若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为10.7g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体9.9g,则K2FeO4的产率为_______________。
6.(2020·
石嘴山市第三中学月考)某校化学研究性学习小组设计实验验证NH3能还原CuO,并对还原产物进行探究。
请回答下列问题:
Ⅰ.验证NH3能还原CuO
(1)试剂X为___。
(2)请将提供的装置按合理顺序连接:
g→__→__→a→b→__→__→___。
(3)装置B的作用是____。
(4)证明NH3能还原CuO的实验现象是A中____,D中____。
Ⅱ.探究还原产物的成分
(查阅资料)Cu2O粉末呈红色,在酸性溶液中不稳定:
Cu2O+H2SO4(稀)===Cu+CuSO4+H2O。
(实验探究)
实验操作
实验现象
实验结论
取10.4g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸,充分搅拌,静置
若无现象
(1)证明红色固体为___
若溶液变蓝
(2)证明红色固体肯定含有____,可能含有____。
取上述反应后的混合物过滤、洗涤、干燥、称重,得固体6.4g
(3)经计算,红色固体的成分及其物质的量为____。
7.(2020·
福建省武平县第一中学月考)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。
草酸晶体(H2C2O4·
2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华,175℃时分解。
I.配制酸性KMnO4标准溶液:
如图是配制50mL酸性KMnO4标准溶液的过程示意图。
(1)请你观察图示并判断其中不正确的操作有_____(填序号)。
(2)其中确定50mL溶液体积的容器是_____(填名称)。
(3)如果按照图示的操作配制溶液,在其他操作均正确的情况下,配制溶液的浓度将_____(填“偏大”或“偏小”)。
II.用硝酸氧化法制备草酸晶体并测定其纯度,制备装置如图所示(加热、固定等装置略去)。
实验步骤如下:
①糖化:
先将淀粉水解为葡萄糖;
②氧化:
在淀粉水解液中加入混酸(质量之比为3:
2的65%HNO3与98%H2SO4的混合物),在55~60℃下水浴加热发生反应:
C6H12O6+12HNO3
3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2O;
③结晶、蒸发、干燥:
反应后溶液经冷却、减压过滤,即得草酸晶体粗产品。
(1)装混酸的仪器名称为______;
步骤②中,水浴加热的优点为_____。
(2)称取mg草酸晶体粗产品,配成100mL溶液。
取20.00mL于锥形瓶中,用amoL·
L-1KMnO4标准液标定,只发生5H2C2O4+2
+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O反应,消耗KMnO4标准液体积为VmL,则所得草酸晶体[M(H2C2O4·
2H2O)=126g·
mol-1]的纯度为_____。
III.证明草酸晶体分解得到的产物
(1)甲同学选择如图装置验证产物CO2,装置B的主要作用是_____。
(2)乙同学认为草酸晶体分解的产物中除了CO2、H2O应该还有CO,为进行验证,选用甲同学实验中的装置A、B和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、_____。
其中装置H反应管中盛有的物质是CuO,写出H发生的化学反应方程式_____。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_____。
8.(2020·
临朐县实验中学月考)为测定CuSO4溶液的浓度,某同学设计了一个方案。
实验原理:
,
实验步骤:
①按图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E…中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录。
⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生。
⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录。
⑦处理数据
(1)仪器A的名称________。
(2)步骤②为__________。
(3)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是________(填序号)。
a.反应热受温度影响
b.气体密度受温度影响
c.反应速率受温度影响
(4)Zn粉质量为ag,若测得H2体积为bmL,已知实验条件下
,则c(CuSO4)______mol/L(列出计算表达式)。
(5)若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测c(CuSO4)________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(6)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度:
_________(填“是”或“否”)。
9.(2020·
张家口市宣化第一中学月考)某活动小组利用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体
并测定其组成。
实验一:
制备硫酸亚铁铵
。
小组同学设计如图所示装置(夹持仪器略去)。
称取一定量的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50~60℃热水浴中加热,充分反应。
待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水,搅拌使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。
(1)废铁屑在使用前需要用热的饱和碳酸钠溶液进行洗涤,目的是______________________________。
(2)在实验中选择50~60℃热水浴的原因是___________________________,
溶液的作用是________________________。
(3)若要确保获得浅绿色悬浊液,实验过程应注意的是___________(填字母)。
a.保持铁屑过量b.控制溶液呈强酸性c.持续升高温度
实验二:
制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。
实验小组用实验一锥形瓶中的悬浊液设计以下实验流程制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。
(4)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀
的化学方程式:
____________________。
(5)小组同学准确称取了mg废铁屑,经过以上步骤(假设过程中铁没有损失)得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体并配制成了250mL溶液,取25mL该溶液于锥形瓶中,加入
硫酸溶液15mL,滴入二苯胺磺酸钠作指示剂,用
的
标准液滴定至紫红色,进行了三次平行实验,平均消耗标准液
,已知
在酸性介质中被还原为
,则废铁屑中铁元素的质量分数为________(用相关字母表示)。
10.(2020·
北京清华附中月考)将硫铁矿(主要成分为FeS2,含有少量的碳)焙烧所得尾气主要含SO2、CO2。
为了检验尾气的主要成分并验证尾气的部分性质,设计了以下实验。
实验用到的装置和药品如图所示:
(实验装置可重复使用)
(1)为完成实验目的,请把装置按气流方向进行连接(用小写字母填写)_________。
(2)装置D的作用是_________。
(3)酸性高锰酸钾溶液的作用有二:
其一,验证SO2有还原性;
其二,_________。
(4)装置E中被氧化的元素是_________。
(5)在该实验中,SO2通入FeCl3溶液中反应的离子方程式为_________。
取反应后的该溶液于一洁净的试管中,滴加少量KSCN溶液,溶液不变红,说明溶液中_______(填“含有”或“不含有”)Fe3+;
再继续滴加少量氯水,溶液也不变红,请分析产生这种现象的原因______。
11.(2020·
广东深圳外国语学校月考)叠氮化钠(NaN3)是易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,常用作汽车安全气囊中的药剂。
实验室制取叠氮化钠的原理、实验装置(下图)及实验步骤如下:
①关闭止水夹K2,打开止水夹K1,开始制取氨气。
②加热装置A中的金属钠,使其熔化并充分反应后,停止通入氨气并关闭止水夹K1。
③向装置A中的b容器内充入加热介质,并加热到210~220℃,然后打开止水夹K2,通入N2O。
(1)制取氨气可选择下图中的_________装置(填序号)。
(2)步骤①中先通氨气的目的是________,步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为_________,步骤③中最适宜的加热方式为___________。
(3)生成NaN3的化学方程式为____________。
(4)反应结束后,进行以下操作,得到NaN3固体:
(NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气)。
a中混合物
NaN3固体
操作Ⅱ的目的是_______,操作Ⅳ最好选用的试剂是________。
12.(2020·
邹城市兖矿第一中学月考)制备氮化镁的装置示意图如下:
(1)检查装置气密性的方法是________________________________,
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式___________________;
(3)C的作用是______________________________________________________,
D的作用是____________________________________________________,
是否可以把C和D的位置对调并说明理由_____________________________;
(4)写出E中发生反应的化学方程式_________________________________;
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象_____________________________________。
13.(2020·
山西运城·
月考)常温下,三硫代碳酸钠(Na2CS3)是玫瑰红色针状固体,与碳酸钠性质相近。
在工农业生产中有广泛的用途。
某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
探究Na2CS3的性质
(1)向Na2CS3溶液中滴入酚酞试液,溶液变红色。
用离子方程式说明溶液呈碱性的原因____________________________________________。
测定Na2CS3溶液的浓度
按如图所示连接好装置,职50.0mLNa2CS3溶液置于三颈瓶中,打开分液漏斗的活塞,滴入足量2.0mol·
L-1稀H2SO4,关闭活塞。
已知:
Na2CS3+H2SO4=Na2SO4+CS2+H2S↑。
CS2和H2S均有毒。
CS2不溶于水,沸点46℃,密度1.26g·
mL-1,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
(2)盛放稀硫酸的仪器的名称是___________,碱石灰的作用是________________________。
(3)反应结束后打开活塞K,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是____________________。
(4)B中发生反应的离子方程式是___________________________________。
(5)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对充分反应后B中混合物进行过滤洗涤、干燥、称重,得8.4g固体,则三颈瓶中Na2CS3的物质的量浓度为_________。
(6)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,计算值___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
14.(2020·
浙江月考)某机械加工工厂在生产加工过程中会产生一种铁铝合金废料,研究小组的同学将一定量铁铝合金样品溶解后提取50mL试样,分离并测定Fe3+的浓度,实验方案设计如下:
乙醚[(C2H5)2O]沸点34.5℃,易挥发、易燃、低毒,挥发后点燃易发生爆炸,微溶于水,密度比水小。
含Fe3+的HCl溶液,在HCl浓度较高时,用3倍体积的含HCl的乙醚溶液萃取,可形成易溶于乙醚的缔合物[(C2H5)2O·
H]+·
[FeCl4]-;
降低HCl浓度,该缔合物解离。
请回答:
(1)经操作A可得溶液Ⅰ、Ⅱ,具体操作为:
静置后,_____________。
(2)适量加入的试剂甲,最好是难溶性还原剂,原因是_________。
(3)蒸馏装置如图所示,装置中存在的错误是____________、______________。
(4)下列有关说法不正确的是__________。
A滴定管在使用前需用待装液润洗,锥形瓶则不用润洗
B判断经操作A后,Fe3+是否有残留,可以使用KSCN溶液检测
C开始滴定前,滴定管尖嘴处悬有标准液液滴,滴定终点时尖嘴处无悬液,则测得的Fe3+浓度偏高
D溶液由黄色变为浅紫色时,滴定到达终点
(5)先除去溶液中溶解的HCl,再用0.0500mol·
L-1KMnO4溶液进行滴定,实验三次,达到终点时平均消耗KMnO4溶液12.00mL。
根据该实验数据,试样X中c(Fe3+)为________。
15.(2020·
辽宁建平·
月考)芳香化合物在一定条件下可与卤代烃发生取代反应。
某科研小组以
ClC(CH3)3为反应物,无水AlCl3为催化剂,制备
(叔丁基苯)。
反应原理如下:
I.实验室用Cl2与Al反应制备无水AlCl3的实验装置如图所示:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:
_______________________________________。
(2)装置C中的试剂为_____________(填名称)。
(3)装置E的作用为_____________________________________。
I.实验室制取叔丁基苯的装置如图:
①将35mL苯和适量的无水AlCl3加入三颈烧瓶中;
②滴加氯代叔丁烷[ClC(CH3)3]10mL;
③打开恒温磁力搅拌器反应一段时间;
④洗涤,将反应后的混合物依次用稀盐酸、5%的Na2CO3溶液、H2O洗涤分离;
⑤在所得产物中加入少量无水MgSO4固体,静置、过滤、蒸馏;
⑥称量,得到叔丁基苯9.66g。
(4)仪器G的名称为_____________。
(5)实验中适宜选用的三颈烧瓶的容积为_____________(填标号)
A.50mLB.100mLC.250mLD.500mL
(6)用5%的Na2CO3溶液洗涤的目的是_______________________________________。
(7)加无水MgSO4固体的作用是_______________________________________。
(8)叔丁基苯的产率为_____________(保留3位有效数字)。
16.(2020·
名校交流2021届高三9月联考)苯甲酸对多种细菌、霉菌、酵母菌都有抑制作用,广泛应用于酸性食品、药品、化妆品等防腐。
某实验小组设计实验制备苯甲酸钠并测定所得产物的纯度。
其实验装置、实验方法及步骤和有关资料如下:
实验装置(夹持及加热装置省略):
实验方法及步骤:
I.苯甲酸钠的制备:
取一定量甲苯与水于上述装置混合加热沸腾,得预处理反应液,后续操作流程如图所示。
I.滴定法测定苯甲酸钠纯度:
取实验I所得苯甲酸钠1.5g置于分液漏斗中,加水约25mL、乙醚50mL与指示液2滴,用盐酸滴定液(0.5mol/L)滴定,随滴随振摇,至
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