专题三综合实验题.docx
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专题三综合实验题
专题三:
综合实验题
该类题主要以制备新物质或实验装置图或化工流程为载体,以考查实验设计、探究与实验分析能力为主,同时涉及基本操作、基本实验方法、装置与仪器选择、误差分析等知识。
命题的内容主要是气体制备、溶液净化与除杂、溶液配制、影响速率因素探究、元素金属性或非金属性强弱(物质氧化性或还原性强弱)、物质成分或性质探究、中和滴定等基本实验的重组或延伸。
重点是新物质制备、性质检验和对试验的评价。
【答题策略】首先要搞清楚实验目的,明确实验的一系列操作或提供的装置都是围绕实验目的展开的。
要把实验目的与装置和操作相联系,找出涉及的化学原理、化学反应或物质的性质等,然后根据问题依次解答即可。
1.(15分)某过碳酸钠中含有少量过氧化钠,甲.乙两位同学各称取一定质量的该样品,并用如下图所示仪器测定样品的纯度。
仪器的连接顺序,甲同学:
⑤—⑧—③—⑦—④;乙同学:
⑤—③—②。
已知:
过碳酸钠(Na2CO4).过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下:
2Na2CO4+2H2SO4===2Na2SO4+2CO2↑+O2↑+2H2O;
2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+O2↑+2H2O。
(1)甲同学想通过实验测得的数据是____________,他选用的装置________(填序号)是没有必要的。
实验中甲同学测得气体体积为VL(20℃,1大气压),计算时他未将VL换算到标准状况,则他得到的Na2CO4的质量分数________(填“偏高”或“偏低”')。
(2)乙同学想通过实验测得的数据是________________。
按他测得的数据计算出的实验结果有可能偏高,原因是________________;也有可能偏低,原因是 。
(3)为了测得准确的实验数据,请你将乙同学的实验设计进行改进,写出你所选用仪器的连接顺序(每种仪器最多使用一次,也可以不用):
________________(填序号)。
2.(14分)Na2O2是常见的氧化剂,某化学小组的同学欲通过以下实验确定炭粉与Na2O2反应的产物。
【实验步骤】
I.按下图所示装置(部分仪器未画出)组装仪器,并检查装置气密性。
II.将0.6g炭粉与3.9gNa2O2均匀混合,装入A装置中的反应容器,在靠近反应容器口处放置一张湿润的氯化钯试纸(湿润氯化钯试纸遇CO变黑,可用于检验是否有CO生成)。
III.用酒精灯微微加热A装置中的反应容器。
【实验现象】
A装置中发生剧烈反应并产生火花,氯化钯试纸未变黑,石灰水未变浑浊。
请回答:
(1)在A装置中方框内的仪器可以选用,(从①②③④⑤中选出所需要的装置,使仪器装置图完整)
△
(2)装置B的作用是
(3)通过探究发现,装置A中发生的反应为2Na2O2+C===Na2CO3+X,X物质的化学式
是。
(4)CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯(Pd),同时生成另外两种新物质。
已知反应过程中转移6.02×1023个电子时,生成53gPd,该反应的化学方程式为。
(5)将装置A中充分反应后所得产物溶于适量水中。
①所得溶液的溶质是(填化学式)。
②常温,若使所得溶液与100mL稀盐酸恰好完全反应至溶液pH=7,该盐酸的物质的量浓度为。
(6)写出Na2O2的一种重要用途.
3.(16分)某同学设计如图所示装置(夹持装置已略去,量气管可上下移动)可分别进行下列实验探究
请回答下列问题:
(1)实验前,某同学检查装置气密性的操作方法是:
将活塞K关闭,再将量气管向上提高,其判断装置漏气或不漏气的现象分别是_____
(2)另一同学欲通过实验1收集并测量N02气体的体积来探究铜片的纯度,所测得的结果比真实值偏小(不考虑操作误差),你认为可能的原因是____。
(3)若进行实验II制NH3,则烧瓶和分液漏斗中应分别盛装适量的____。
(4)若进行实验III,该装置缺少的必须仪器是____;该反应的离子方程式是__
量气管中最好装的液体是_____(选填字母代号)o
a.NaOH溶液 b水 C.饱和NaCH溶液 d.苯乙烯
(5)实验IV时,应对量气管多次读数,读数时应注意:
①将实验装置恢复到室温,
②____,③读数时,视线与凹液面最低处水平相切。
经多次重复实验,获得以下数据(所
有气体体积均已换算成标准状况,忽略滴入液体体积对气体体积的影响)
根据上述数据,可计算出硅铁合金中硅的质量分数为__。
4.(15分)某学习小组对教材实验“在200mL烧杯中放人20g蔗糖(C12H22O11),加入适量水,搅拌均匀,然后再加入15mL质量分数为98%浓硫酸,迅速搅拌”进行如下探究。
(1)观察现象:
蔗糖先变黄,再逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状黑色物质,同时闻到刺激性气味。
压缩“黑色面包”时,感觉较硬,放在水中呈漂浮状态。
同学们由上述现象推测出下列结论:
①浓硫酸具有强氧化性②浓硫酸具有吸水性③蔗糖炭化得到的碳连成整体,碳原子间形成了化学键④浓硫酸具有酸性⑤黑色物质具有强吸附性
其中依据不充分的是(填序号);
(2)为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物,同学们设计了如下装置:
试回答下列问题:
①上图A中应选用下列装置(填编号)。
②B装置所装试剂是;D装置中试剂的作用是
;E装置中发生的现象是;
③A装置中使蔗糖变黑的化学反应方程式为;
④F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因是;
其反应的离子方程式是。
5.(17分)I.下面a~e是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
A.量筒b.容量瓶c.滴定管d.托盘天平e.温度计f.烧杯
①使用容量瓶的第一步操作是。
②若用上述仪器配制500mL2mol·L-1的NaCl溶液,还缺少的玻璃仪器是。
③若用上述仪器测定中和热,则缺少的玻璃仪器为。
④若用上述仪器进行中和滴定,则缺少的玻璃仪器是。
II.某兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)
和胆矾晶体(CuSO4·5H2O),以探索工业废料的再利用。
其实验方案如下:
试回答下列问题:
(1)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是,理由是。
(2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是。
(3)从“绿色化学”角度考虑,写出用滤渣F制备胆矾晶体最佳方案的有关化学方程
式。
(4)理论上20g含Cu16%的合金能制得胆矾晶体质量g。
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,也能制得三种物质,你认为后者的方案是否更合理,
理由是。
6.(15分)固体粉末X由Fe2O3、CuO组成。
某研究性学习小组选用图17中装置(夹持仪器已略去,实验前均已检查装置气密性)探究X与过量炭粉发生反应时,除生成CO2外,是否还有其他气体产物。
甲乙丙丁戊
请回答:
(1)若按甲→丙→丁的顺序连接装置,则(填上图装置代号)装置中的仪器和试剂需称量。
开始反应,气体经充分吸收后,分析数据发现,消耗碳、氧元素的质量大于生成CO2的质量,可能的原因除产生了CO2外的其他气体产物,还可能是。
(2)为使实验测得的数据更能准确说明问题,一些同学按乙→丁→戊的顺序连接装置进行实验,并且加热前先通一会儿气体M,停止加热后再通一会儿该气体。
①气体M可能是(填字母)。
a.CO2b.H2c.N2d.COe.O2
②停止加热后再通一会儿气体M的原因是。
(3)以上两套装置均存在的同样的明显缺陷是。
(4)该小组同学设计实验(如图)将X进行转化(每一步均反应完全):
①生成气体B的化学方程式是。
②将固体D投入过量稀硫酸并充分反应后,过滤,再向滤液加入双氧水,得黄色溶液。
写出当加入双氧水时溶液中发生反应的离子方程式:
。
③若已知固体X的质量为7.2g,反应中Al粉的质量是2.7g,气体B在标准状况下的体积为672mL,则固体D的质量是____________g。
7..(2011天津,18分)某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:
CO的制备原理:
HCOOH
CO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如下图)
请填写下列空白:
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇,从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。
写出化学方程式:
,。
(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中a和b的作用分别是,;
C和d中承装的试剂分别是,。
若用以上装置制备H2,气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是;在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。
(3)制丙烯时,还产生少量SO2、CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号)
①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水
④无水CuSO4⑤品红溶液
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应,为增大反应速率和提高原料气的转化率,你认为应该采用的适宜反应条件是______________。
a.低温、高压、催化剂b.适当的温度、高压、催化剂
c.常温、常压、催化剂d.适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品,为纯化1—丁醇,该小组查阅文献得知:
①R—CHO+NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:
乙醚34℃,1—丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:
试剂1为_________,操作1为________,操作2为_______,操作3为_______。
8.(2011重庆,15分)固态化合物A由两种短周期元素组成,可与水发生复分解反应,甲组同学用题27图装置(夹持装置略)对其进行探究实验。
(1)仪器B的名称是____________。
(2)试验中,Ⅱ中的试纸变蓝,Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成,则Ⅲ中的试剂为__________________;Ⅳ发生反应的化学方程式为____________;Ⅴ中的试剂为____________________。
(3)乙组同学进行同样实验,但装置连接顺序为Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅱ——Ⅴ——Ⅵ,此时Ⅱ中现象为________,原因是__________________。
(4)经上述反应,2.5g化合物A理论上可得0.56L(标准状况)M;则A的化学式为________________。
9..(2011全国II卷29)(15分)(注意:
在试题卷上作答无效)
(1)下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是:
B_____________________________________________________________________;
C_____________________________________________________________________;
D______________________________________________________________________;
(2)在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是_________(填序号);
②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填):
应加入的物质
所起的作用
A
B
C
D
③简单描述应观察到的实验现象______________________________________________。
10.(2011四川,16分)三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是一种光敏材料,在110℃可完全失去结晶水。
为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量,某实验小组做了如下实验:
(1)铁含量的测定
步骤一:
称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液。
步骤二:
取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳,同时,MnO4-被还原成Mn2+。
向反应后的溶液中加入一小匙锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍呈酸性。
步骤三:
用0.010mol/LKMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02ml,滴定中MnO4-,被还原成Mn2+。
重复步骤二、步骤三操作,滴定消耗0.010mol/LKMnO4溶液19.98ml
请回答下列问题:
1配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是:
称量、_______、转移、洗涤并转移、________摇匀。
加入锌粉的目的是________。
2写出步骤三中发生反应的离子方程式________。
3实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。
在步骤二中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量__________。
(选填“偏低”“偏高”“不变”)
(2)结晶水的测定
将坩埚洗净,烘干至恒重,记录质量;在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体,称量并记录质量;加热至110℃,恒温一段时间,置于空气中冷却,称量并记录质量;计算结晶水含量。
请纠正实验过程中的两处错误;_________;_________。
11.(2011上海27)CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。
以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空:
(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸,在铜粉溶解时可以观察到的实验现象:
、。
(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净,则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是,除去这种杂质的实验操作称为。
(3)已知:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
称取0.1000g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中,加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL,反应完全后,过量的氢氧化钠用0.1000mol/L盐酸滴定至终点,耗用盐酸20.16mL,则0.1000g该试样中含CuSO4·5H2Og。
(4)上述滴定中,滴定管在注入盐酸之前,先用蒸馏水洗净,
再用。
在滴定中,准确读数应该是滴定管上蓝线所对应的刻度。
(5)如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量,完成下列步骤:
①②加水溶解③加氯化钡溶液,沉淀④过滤(其余步骤省略)
在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作是
(6)如果1.040g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015g,而实验测定结果是l.000g测定的相对误差为。
12.(2010福建卷)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0ml.浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除
外还可能含有
。
若要确认其中的
,应先用选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液c.浓氨水d.酸性
溶液
②乙同学取336ml(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
然后加入足量
溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。
由于此推知气体Y中
的体积分数为。
[探究二]
分析上述实验中
体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有
和Q气体。
为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是。
(4)认为
气体Y中还含有Q的理由是(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于(选填序号)。
a.A之前b.A-B间c.B-C间d.C-D间
(6)如果气体Y中含有
,预计实验现象应是。
(7)若要测定限定体积气体Y中
的含量(标准状况下约有28ml
),除可用测量
体积的方法外,可否选用质量称量的方法?
做出判断并说明理由。
13..(16分)氮化硼是一种新型耐高温的超硬材料,在制作钻头、磨具等方面有着广泛的应用。
某实验小组拟用反应原理:
B2O3+2NH3
2BN+3H2O,以及如下装置制备氮化硼晶体。
(已知:
BN高温下能被空气氧化,不溶于水;B2O3难溶于冷水但可溶于热水。
)
(1)各仪器接口由左到右的连接顺序为。
(填仪器接口的字母编号)
(2)实验操作步骤如下:
连接装置;检查装置气密性;装入药品;打开分液漏斗活塞;
(请按正确的顺序甜如下列步骤的序号)。
①加热管式电炉③取出反应混合物③提纯BN④停止加热,继续通一段时间的氨气
(3)管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是,反应结束时,继续通一段时间氨气的目的是。
(4)装置D的作用是,若去掉装置E会导致。
(5)为除去粗产品中未反应的B2O3并得到纯净的BN固体,进行如下操作:
将粗产品加入适量的热水,充分搅拌后趁热过滤,洗涤并烘干。
洗涤沉淀的操作是。
(6)若实验开始时管式电炉中加入14.0gB2O3,实验完成后得到纯净的BN固体7.5g,假设实验操作过程中固体质量无损耗,则粗产品中BN的质量分数为(保留两位有效数字).
.
14.(16分)
I:
SO2是一种大气污染物,某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法,设计如下方案。
(1)B、C、D分别检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。
其中,C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液,则B中所盛试剂为____________;C中反应的离子方程式为____________
(2)为了实现绿色实验的目标,某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置,与A1装置相比,A2装置的优点是:
(任写一点即可)II:
请以FeSO4溶液、KI溶液、氯水为试剂探究Fe2+和I-的还原性强弱。
①提出假设:
假设1:
Fe2+还原性强于I-;假设2:
_____________________________
②设计实验方案,写出实验步骤、预期现象和结论。
其他限选试剂:
3mol·L-1H2SO4、0.01mol·L-1KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉溶液、紫色石蕊溶液。
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
取2mLFeSO4溶液和2mLKI溶液混合于试管中,再滴加再滴加几滴氯水。
溶液变成黄色,推测有Fe3+或I2生成。
15.(16分)某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成,他们进行了以下实验:
I.向FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过“一系列操作”后得到一种浅蓝绿色的硫酸亚铁铵晶体,这种晶体俗名“摩尔盐”,它比绿矾稳定得多。
将摩尔盐低温烘干后,称取7.84g加热至1000C失去结晶水,质量变为5.68g
II.选择下图所示的部分装置连接起来,检查气密性后,将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中,再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液,充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68g。
III.向A中加入适量3%的H2O2溶液,充分振荡后滤出沉淀,洗净、干燥、灼烧后,测得其质量为1.6g。
根据上述实验回答下列问题:
(1)实验I中,要检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+常用的试剂是_______,“一系列操作”依次为_______、_______和过滤。
(2)实验II中,选择的装置是A接_______接_______(填代号),A装置中未使用分液漏斗的理由是______________
(3)向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_______,吸收A中产生的气体所用试剂应是_______.实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收,以准确测量其质量,他们在A中反应停止后再进行的操作是______________。
(4)根据上述实验数据计算,7.84g摩尔盐中SO42-的质量为_______g,摩尔盐中
=_______
28题.综合实验题答案
1.答案(共15分)
(1)生成的氧气的体积(2分) ③(2分) 偏低(2分)
(2)生成的二氧化碳的质量(2分) 空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大(2分) 产生的二氧化碳在装置⑤.③及导管中没有完全被②吸收使结果偏小(2分)
(3)⑩①③②⑨(3分)
2.(14分,每空2分)
(1)②
(2)防止倒吸(3)Na2O
(4)PdCl2+CO+H2O===Pd+CO2+2HCl
(5)①NaOH、Na2CO3(2分,少写一种扣1分,多些、错写无分)②1mol/L
(6)用于呼吸面具中作为O2的来源(其他答案合理即可)
3.答案(16分)
(1)量气管液面高于长颈漏斗内液面,且始终保持不变,则装置不漏气;若量气管中液面下降至与长颈漏斗内液面相平,则装置漏气。
(2分,其他合理答案也得分)
(2)该实验原理中存在2NO2
N2O4的化学平衡,使得气体体积偏小。
(或部分NO2溶于浓HNO3,(2分)
(3)氧化钙(或氢氧化钠或碱石灰等)和浓氨水(或者饱和的氯化铵溶液)(2分,其他合理答案也得分)
△
(4)酒精灯(1分);MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O(2分);c(2分)
(5)使量气管与长颈漏斗内液面相平(2分);21.0%(3分)
4.(15分)(最后一个离子方程式3分,其余每空2分)
(1)②④
(2)①Ⅱ②品红溶液或溴水溶液检验SO2是否被除尽溶液变浑浊
④CO气体能还原热的酸性高锰酸钾5CO+6H++2MnO4
5CO2↑+2Mn2++3H2O
5.(17分)
Ⅰ①检查容量瓶是否漏液(1分)②玻璃棒、胶头滴管(1分)
③环形玻璃搅拌棒(1分)④锥形瓶(1分)
Ⅱ
(1)途径Ⅱ更合理;(1分)因为滤液A是NaAlO2溶液,按途径I直接向A加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质;按途径II,通入c(CO2)气体,得D[Al(OH)3]沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液。
(2分)
(2)蒸发浓缩、冷却结晶。
(2分)
(3)2Cu+O22CuO(1分) CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,(1分)
CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O(1分)
(4)12.5g(2分)
(5)后者方案更不合理。
(1分)因为该方案不符合实验方案设计的简约性原则,即操作步骤更多、消耗试剂量更大、时间更长。
(2分)
6.(共15分,)
(1)甲、丁生成CO2气体残留在装置中(4分)
(2)①c②将装置中残留的CO2气体吹出;防止溶液发生倒吸(3分)
(3)无尾气处理装置(2分)
(4)①2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑②2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
③5.28(6分)
7.答案:
(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;(CH3)2CHOH
CH2=CH
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- 专题 综合 实验