届暑假人教版高三一轮复习化学综合实验专题练习含答案.docx
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届暑假人教版高三一轮复习化学综合实验专题练习含答案
2020届暑假人教版高三一轮复习化学综合实验专题练习
1.(原创)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种白色晶体,是常见的实验药品,可由干燥的NH3和干燥的CO2在任何比例下反应得到。
每生成1.0g氨基甲酸铵放出2.05kJ的热量。
回答下列问题:
(1)实验室可选用下列装置(I~V)制备干燥的NH3和CO2。
①用装置I、Ⅲ制备并纯化NH3时,接口a与________________(填接口字母)相连,装置I中发生反应的化学方程式为________________________。
②制备并纯化CO2时,按气流从左至右的方向,各接口连接顺序为________________(填接口字母)
(2)一种制备氨基甲酸铵的改进实验装置如下图所示:
①用仪器W代替分液漏斗的优点是________________________;用干冰装置代替
(1)中制备并纯化CO2装置的优点是________________________。
②“薄膜反应器”中发生反应的热化学方程式为________________________;盛浓硫酸的装置的作用是________________________________(列举2点)。
③体系中若有水蒸气,还可能生成的铵盐是________________________(填化学式)。
2.(原创)亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的化工原料,某学习小组通过下述实验制备亚硝酸钠,并测定所制备亚硝酸钠的纯度。
I.利用下列装置制备NaNO2
已知:
①2NO+Na2O2=2NaNO2;②NO能被酸性KMnO4氧化成NO,MnO被还原为Mn2+。
请回答下列问题:
(1)利用上图中的装置制备NaNO2,其连接顺序为a→__________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)实验开始时,先通一段时间N2的目的是__________。
(3)装置B中盛放试剂的名称为__________,装置C的作用是__________。
(4)装置E中发生反应的离子方程式为____________________。
Ⅱ.测定上述实验所制备的NaNO2样品(含NaNO3杂质)的纯度。
称量D中所得样品ag溶解后配制成250mL溶液取25.00mL于锥形瓶中,用bmol·L−1酸性高锰酸钾溶液滴定到终点。
重复上述滴定操作两次,测得数据如下表:
第一次
第二次
第三次
酸性高锰酸钾溶液体积/ml
19.98
19.75
20.02
(5)滴定终点的实验现象为_________。
(6)下列实验操作可能导致出现上表中第二次实验数据的是__________(填字母编号)。
a.滴定时有部分酸性高锰酸钾溶液滴在锥形瓶外
b.加入样品溶液前的锥形瓶未经干燥
c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
(7)最终所得样品中NaNO2的质量分数为__________(用含a、b的关系式表示)。
3.(原创)FeCl3是一种常用的净水剂,化学研究两小组甲、乙分别用如图装置制备无水FeCl3并证明产品中没有FeCl2,已知无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
I.小组甲拟用下图实验装置来制备无水FeCl3。
(每个虚线框表示一个单元装置)
(1)请用文字描述方法改正以上装管的错误_____________。
II.小组乙用下列装置组装制备无水FeCl3的装置:
(2)A中发生反应的离子方程式为_______________。
(3)装置接口的连接顺序为__________(用a、b、c……i表示):
反应开始前应先点燃____处酒精灯(填“A”或“C”)。
(4)装置B的作用_________________。
(5)如果拆去E和F装置,可能的后果是___________。
(6)证明产品中没有FeCl2的操作____________。
4.(原创)亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用广泛。
现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知:
①NO+NO2+2OH−===2NO+H2O②气体液化的温度:
NO2:
21℃、NO:
–152℃
(1)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,目的是__________。
(2)该实验装置明显缺陷是 ___________________________。
(3)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是____________________________。
②装置B的作用是_______________________________。
(4)通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
(5)①水合肼(N2H4·H2O)是一种重要的化工原料,在医药、农业及燃料上都有着广泛的应用。
目前,我国生产水合肼均采用尿素法,即利用NaClO溶液、NaOH溶液与尿素[CO(NH2)2]反应制得粗肼(N2H4)。
生成粗肼反应的化学方程式为_______________。
②火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,二氧化氮作氧化剂,生成无毒害的物质,写出反应方程式_______。
5.(原创)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)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。
能证明水合草酸亚铁中存在Fe2+的试剂有____(填代号)。
A.KSCN溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.酸性KMnO4溶液
(2)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。
实验步骤如下:
a.打开K1和K2,缓缓通入N2 b.低温加热装置A一段时间
c.停上加热,冷却到室温 d.关闭K1和K2,称量A;
e. ,记为m3g
①补充实验步骤e为__________(填实验操作和要求)。
②步骤b至步骤e继续通入N2的目的是___________________。
(3)为探究草酸亚铁的分解产物,将
(2)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实验装置中,依次连接的合理顺序为A→_______________。
②证明产物有CO生成的现象是________________。
③写出草酸亚铁受热分解的化学方程式________________。
6.(原创)半导体工业需要高纯硅,粗硅中含有SiO2、Fe2O3、CuO、C等杂质,提纯硅的方法比较多,其中三氯氢硅(有一定毒性)氢还原法和四氯化硅氢还原法应用较为广泛,下面是实验室模拟工业上三氯氢硅氢还原法的基本原理:
已知:
①Si+3HCl
SiHCl3+H2(主要反应)
Si+4HCl
SiCl4+2H2(次要反应)
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
②典型硅的重要化合物的部分性质如下表:
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
SiHCl3
-127
33
易溶于多数有机溶剂
SiCl4
-23
77
易溶于多数有机溶剂
(1)粗硅在提纯前,需要进行酸、碱预处理,其目的是_________________________________。
(2)下列装置在实验室可用于制备HCl气体的是_____(填字母代号)。
(3)在1100~1200℃条件下,利用图B在石英管中可以获得硅,写出该反应的方程式_______;其烧杯中水的作用是__________________________;该装置使用石英管而不是普通玻璃管的原因是_________。
(4)三氯氢硅氢还原法用SiHCl3在图B中制硅,不足之处有_______________(任意回答一点即可)。
(5)SiCl4与氢气反应也能得到硅,但反应所需温度不同,在工业上往往将三氯氢硅中混入的SiCl4分离后再与氢气反应,你认为最好的分离方法是______________。
(6)工业上如果用四氯化硅氢还原法制硅,其原理如下:
该方法与用三氯氢硅氢还原法比较,其缺点至少有两处,分别是_________________。
7.(原创)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂,在不同温度下加热分解产物不同。
设计如图实验装置(夹持装置略去),在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全,确定分解产物的成分。
(1)B装置的作用是_________________________________________。
(2)实验中,观察到C中无明显现象,D中有白色沉淀生成,可确定产物中一定有_______气体产生,写出D中发生反应的离子方程式______________________。
若去掉C,能否得出同样结论____________(填“是”或“否”),原因是____________________________。
(3)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3,而不含FeO,请帮他完成表中内容。
(试剂,仪器和用品自选)
实验步骤
预期现象
结论
___________________________
________________________
固体残留物仅为Fe2O3
(4)若E中收集到的气体只有N2,其物质的量为xmol,固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol,D中沉淀物质的量为zmol,则x、y和z应满足的关系为______________________________。
(5)结合上述实验现象,完成硫酸亚铁铵在500℃时隔绝空气加热完全分解的化学方程式_______________。
8.(原创)甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物。
某化学小组利用如图装置探究其反应产物。
[查阅资料]①CO能与银氨溶液反应:
CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-==2Ag↓+2NH+CO+2NH3。
②Cu2O为红色,不与Ag+反应,能发生反应:
Cu2O+2H+==Cu2++Cu+H2O。
(1)装置A中反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__________________。
(填字母编号)
(3)实验中滴加稀盐酸的操作为______________________________________________。
(4)已知气体产物中含有CO,则装置C中可观察到的现象是________________;装置F的作用为_________________________________________。
(5)当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色。
①设计实验证明红色固体中含有Cu2O:
________________________________________。
②欲证明红色固体中是否含有Cu,甲同学设计如下实验:
向少量红色固体中加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有Cu。
乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需增加如下对比实验,完成表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期现象和结论
_______________
若观察到溶液不变蓝,则证明红色固体中含有Cu;若观察到溶液变蓝,则不能证明红色固体中含有Cu
9.(原创)某化学探究学习小组拟利用如图所装置(部分固定装置已略去)测定某黑色铜硫化物样品的化学式,按照如下步骤进行了实验。
步骤一:
利用上图所示装置,高温灼烧1.6gCuxSy至固体质量不再变化,得到红色固体和一种能使品红溶液褪色的气体。
步骤二:
将D中所得溶液按下述流程进行处理。
煮沸D中溶液并冷却→配制250mL溶液→取25.00mL溶液,滴入2-3滴酚酞溶液→滴定,消耗0.1mol·L−1NaOH溶液20.00mL。
请回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式为_______________________。
停止加热后还需继续通入一段时间的O2,其目的是________________________。
(2)仪器a的作用为________________。
装置D中反应的化学方程式为_________________________。
(3)步骤二中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外,还有_____;判断滴定终点的现象是_________。
(4)利用题中提供的数据可计算得出该铜硫化物的化学式为_______________。
(5)有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管,通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。
你认为此方案(填“合理”或“不合理”),原因是____________________________。
10.(2019湖北八校一联)工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度地发挥原材料的价值。
某教师在指导学生做研究性学习时,拟利用废铁屑在实验室制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相对分子质量为392]。
硫酸亚铁铵晶体比一般亚铁盐稳定,在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
⑴废铁屑的净化:
将废铁屑加入到10%的碳酸钠溶液中并加热5~10min,用倾析法弃去纯碱溶液,用蒸馏水洗净废铁屑,待用。
⑵酸浸净化后的废铁屑:
将2gFe粉、10mL3mol·L-1 H2SO4溶液加入烧瓶中反应,用下图所示装置制备FeSO4溶液。
保持温度70~80℃,适当添加水以补充被蒸发掉的水分,并控制溶液的pH,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。
①反应过程中会产生少量H2S、PH3等气体,需使用封闭装置。
写出用CuSO4溶液吸收H2S时的化学方程式_________________________________________。
②反应过程中使用过量铁粉的目的是_______________________________________________。
⑶ 制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O:
向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。
实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。
室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是( )。
A.通入过量Cl2:
Fe2+、H+、NH4+、Cl-、SO42-
B.加入过量KSCN溶液:
K+、NH4+、Fe3+、SO42-、SCN-
C.加入过量NaOH溶液:
Na+、Fe2+、NH4+、SO42-、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:
Na+、SO42-、Cl-、ClO-、OH-
⑷ 产品纯度测定:
称取ag产品溶于水,配制成500mL溶液,取待测液25.00mL,用浓度为cmol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定。
重复上述操作2次,实验结果如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗高锰酸钾溶液的体积/mL
25.52
25.02
24.98
该产品的纯度为 (用含a、c的代数式表示)。
有同学提出,测定产品中SO42-的含量也可测定产品纯度,请补充完整实验方案:
称取约0.4g样品,溶于70mL水,_____________________________________________________________
__________________________________________________________________,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中必须使用的试剂有:
2mol·L-1 HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
11.(2019全国联考)碘化钾是一种无色晶体,易溶于水。
实验室制备KI晶体的步骤如下:
Ⅰ.在如图所示的三颈烧瓶中加入127g研细的单质I2和195g30%KOH溶液,搅拌(已知:
I2与KOH反应产物之一是KIO3);
Ⅱ.碘完全反应后,打开分液漏斗中的活塞、弹簧夹1、2,向装置C中通入足量的H2S;
Ⅲ.反应结束后,向装置C中加入稀H2SO4酸化,水浴加热;
Ⅳ.冷却,过滤得KI粗溶液。
(1)检查装置A气密性的方法是______________,步骤Ⅰ控制KOH溶液过量的目的是__________。
(2)装置B的作用是______________,装置D中盛放的溶液是__________。
(3)写出装置C中H2S和KIO3反应的离子方程式:
______________。
(4)步骤Ⅲ中水浴加热的目的是除去__________(填化学式)。
(5)由步骤Ⅳ所得的KI粗溶液(含SO42-)制备KI晶体的实验方案:
边搅拌边向溶液中加入足量的
______(填化学式,下同),充分搅拌、过滤、洗涤并检验后,将滤液和洗涤液合并,加入HI溶液调至弱酸性,在不断搅拌下蒸发至较多固体析出,停止加热,用余热蒸干,得到KI晶体。
在测定产品中KI含量时,测得其含量为101.5%,其原因可能是产品中含有______。
12.(2019广州)二氧化钒(V02)是一种新型热敏材料。
+4价的钒化合物在弱酸性条件下易被氧化。
实验室以V205为原料合成用于制各V02的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如下:
回答下列问题:
(1)VOC12中V的化合价为 。
(2)步骤i中生成VOC12的同时生成一种无色无污染的气体,该化学方程式为 。
也可只用浓盐酸与V205来制备VOC12溶液,该法的缺点是
(3)步骤ii可在下图装置中进行。
①反应前应通入CO2数分钟的目的是 。
②装置B中的试剂是____。
(4)测定氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量ag样品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL混酸溶解后,加0.02mol/LKMn04溶液至稍过量,充分反应后继续加1%NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量的NaN02,最后用cmol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗体积为bmL。
滴定反应为:
VO2-+Fe2++2H+=V02++Fe3++H20.
①KMn04溶液的作用是 。
NaNO2溶液的作用是 。
②粗产品中钒的质量分数的表达式为 。
2020届暑假人教版高三一轮复习化学综合实验专题练习答案
1.
(1)①d 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O ②bhgef
(2)①平衡压强,可使浓氨水一直顺利滴入三颈烧瓶 装置简单,产生的CO2不需净化和干燥(或气体的温度低有利于提高NH3和CO2的平衡转化率,答案合理即可)
②2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOOONH4(s) ΔH=-159.90kJ·mol−1
吸收未反应的氨气、防止空气中水蒸气进入反应器、通过观察是否有气泡调节滴入氨水的速率等(答出两条合理的优点即可)
③(NH4)2CO3(或NH4HCO3)
2.
(1)d→e→b→c→f(或g)→g(或f)→i
(2)排除装置中的空气,防止NO被氧化为NO2
(3)碱石灰或无水氯化钙 将NO2转化为NO
(4)5NO+3MnO+4H+===5NO+3Mn2++2H2O
(5)溶液由无色变为紫色(或紫红色),且半分钟不褪色
(6)c
(7)34.5b/a×100%
3.
(1)③中导管改为长进短出,④中试管口加一出气导管或加一个防水蒸气进入和尾气处理装置
(2)MnO2+4H++2Cl−Mn2++Cl2↑+2H2O
(3)a→hi→fg→de→b A
(4)防止反应结束后空气中的水蒸气进入D装置中使无水FeCl3潮解,吸收尾气,防止氧气污染空气
(5)如果拆去E和F装置,可能会发生反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,在C中加热氢气与氯气的混合气体,易发生爆炸
(6)取少量样品于表面皿中,用磁铁把铁吸出,取剩余的固体于试管水中,加蒸馏水溶解,向其中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,溶液中无明显现象,说明产品中没有FeCl2
4.
(1)防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成对A中反应气体产物检验不完全
(2)无尾气吸收装置
(3)C中出现红棕色气体 冷凝使NO2完全液化
(4)2NaNO2+H2SO4===Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O
(5)NaClO+CO(NH2)2+2NaOH===N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl
2N2H4+2NO2===3N2+4H2O
5.
(1)B
(2)重复上述a~d步骤,直至A恒重 将装置A中的水蒸气带走;同时防止FeC2O4被空气氧化
(3)C→E→C→F→G→C→H G装置黑色固体变红,其后的C中澄清石灰水变浑浊 3FeC2O4Fe3O4+4CO↑+2CO2↑
6.
(1)除去粗硅中SiO2、Fe2O3、CuO等杂质
(2)a、b SiHCl3+H2
Si+3HCl
(3)加热SiHCl3,以便使之变成蒸汽进入石英管 反应温度较高,普通玻璃不能承受该高温
(4)没有进行尾气处理
(5)蒸馏
(6)使用了有毒气体;三氯氢硅氢还原法中HCl和H2可以直接循环利用,节约了成本,而四氯化硅氢还原法中没有可循环利用的原料
7.
(1)检验产物中是否有水生成
(2)SO2 SO2+H2O2+Ba2+===BaSO4↓+2H+ 否 若有SO3也有白色沉淀生成
(3)步骤:
取少量A中残留物于试管中,加入适量稀硫酸,充分振荡使其完全溶解;将溶液分成两份,分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液(或:
依次滴加K3Fe(CN)6溶液、KSCN溶液或其他合理答案) 现象:
若高锰酸钾溶液不褪色,加入KSCN溶液后变红(或:
加入K3Fe(CN)6溶液无现象,加入KSCN溶液后变红,或其他合理答案)
(4)3x+y=z
(5)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O3+2NH3↑+N2↑+4SO2↑+5H2O
8.
(1)Al4C3+12HC
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