届高三化学考前冲刺突破《化学实验综合题》跟踪检测答案+解析.docx
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届高三化学考前冲刺突破《化学实验综合题》跟踪检测答案+解析
2020届高三化学考前冲刺突破:
——《化学实验综合题》跟踪监检测
1.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。
一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。
实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是________________。
仪器a的名称是__________________________________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。
打开K1、K2,关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_____________。
②同时c中有气体产生,该气体的作用是_________________________。
(3)打开K3,关闭K1和K2。
c中亮蓝色溶液流入d,其原因是______________;d中析出砖红色沉淀。
为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点___________________________________。
解析:
(1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。
(2)①由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+。
②c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。
(3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、洗涤、干燥得砖红色晶体。
(4)由于装置d为敞开体系,与空气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。
答案:
(1)除去水中溶解氧 分液漏斗
(2)①Zn+2Cr3+===Zn2++2Cr2+
②排除c中空气
(3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤
(4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触,被氧化
2.(2019·全国卷Ⅲ)乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。
实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
CH3COOH
水杨酸
醋酸酐
乙酰水杨酸
熔点/℃
157~159
-72~-74
135~138
相对密度/(g·cm-3)
1.44
1.10
1.35
相对分子质量
138
102
180
实验过程:
在100mL锥形瓶中加入水杨酸6.9g及醋酸酐10mL,充分摇动使固体完全溶解。
缓慢滴加0.5mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70℃左右,充分反应。
稍冷后进行如下操作:
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100mL冷水中,析出固体,过滤;
②所得结晶粗品加入50mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤;
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体;
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用________加热(填标号)。
A.热水浴 B.酒精灯
C.煤气灯D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有_______(填标号),不需使用的有_______(填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是______________________________。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是________________________,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为________。
(6)本实验的产率是________%。
解析:
(1)因为反应温度在70℃,低于水的沸点,且需维持温度不变,故采用热水浴的方法加热。
(2)操作①需将反应物倒入冷水,需要用烧杯量取和存放冷水,过滤的操作中还需要漏斗,则答案为:
BD;分液漏斗主要用于分离互不相溶的液体混合物,容量瓶用于配制一定浓度的溶液,这两个仪器用不到。
(3)反应时温度较高,所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出。
(4)乙酰水杨酸难溶于水,为了除去其中的杂质,可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠,以便过滤除去杂质。
(5)每次结晶过程中会有少量杂质一起析出,可以通过多次结晶的方法进行纯化,也就是重结晶。
(6)水杨酸分子式为C7H6O3,乙酰水杨酸分子式为C9H8O4,根据关系式法计算得:
C7H6O3~C9H8O4
138 180
6.9g m(C9H8O4)
m(C9H8O4)=
=9g,则产率为
×100%=60%。
答案:
(1)A
(2)BD 分液漏斗、容量瓶 (3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶) (4)生成可溶的乙酰水杨酸钠 (5)重结晶 (6)60
3.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化;再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。
由此可知:
______________、______________________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,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。
①仪器B的名称是________。
②将下列实验操作步骤正确排序________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热
b.熄灭酒精灯
c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2
e.称量A
f.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________(列式表示)。
若实验时按a、d次序操作,则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将
(2)中已恒重的装置A接入如图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为________(填标号)。
C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为____________________。
a.品红b.NaOH
c.BaCl2d.Ba(NO3)2
e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式__________________________。
解析:
(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明溶液中不含Fe3+;通入空气,溶液逐渐变红,说明Fe2+被氧气氧化成了Fe3+。
(2)②先通入N2将装置中的空气排出,然后加热,可防止FeSO4在加热过程中被氧化;最后在N2保护下冷却至室温再称重。
③设绿矾晶体的化学式为FeSO4·xH2O,结合题意可知
=
,x=
=
;若实验时未排空气就加热,则FeSO4会被氧化,使m3偏大,计算出的x偏小。
(3)由题意可知
SO4固体高温条件下可分解生成
2O3,依据氧化还原反应中得失电子守恒规律推测产物中应有SO2,且Fe2O3与SO2物质的量之比为1∶1,结合原子守恒可知产物中还应该有SO3,故FeSO4高温分解反应的化学方程式为2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑;SO2与BaCl2不反应,SO3与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,故先用BaCl2溶液检验SO3气体,再用品红溶液检验SO2气体,最后用NaOH溶液进行尾气处理。
答案:
(1)样品中没有Fe3+ Fe2+被氧气氧化为Fe3+
(2)①干燥管 ②dabfce
③
偏小
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色
②2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
4.(2018·全国卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。
回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。
其光解反应的化学方程式为:
2K3[Fe(C2O4)3]
2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为____________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按如图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是_____________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是________。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是:
______________________________________________。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量mg样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点。
滴定终点的现象是____________________。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。
加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。
该晶体中铁的质量分数的表达式为________。
解析:
(1)Fe2+与[Fe(CN)6]3-可反应生成蓝色固体Fe3[Fe(CN)6]2。
(2)②B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变浑浊,证明分解产物中有CO。
③停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内气压减小,造成倒吸。
④检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后利用Fe3+遇SCN-会生成红色的Fe(SCN)3的性质检验。
(3)①KMnO4能将样品中Fe2+氧化为Fe3+,将C2O
氧化为CO2,达到滴定终点时,KMnO4稍过量溶液中出现粉红色;②Zn+2Fe3+===2Fe2++Zn2+、5Fe2++MnO
+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,则5Fe3+~MnO
,溶液中Fe3+为(c×V×10-3×5)mol,即(5cV×10-3×56)g,则晶体中铁的质量分数表达式为
×100%。
答案:
(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4
(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置
②CO2 CO
③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气
④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3
(3)①粉红色出现 ②
×100%
5.凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。
已知:
NH3+H3BO3===NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是________________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是________。
f的名称是________。
(3)清洗仪器:
g中加蒸馏水,打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸气充满管路,停止加热,关闭k1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是___________________
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