届高考化学热点精编化学实验综合题A型题组 解析版.docx
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届高考化学热点精编化学实验综合题A型题组解析版
化学实验综合题
1.(云南省昆明市寻甸一中2020届高三第一次全真模拟)工业上常用亚硝酸钠
作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。
某兴趣小组用下列装置制备
并探究NO、
的某一化学性质
中加热装置已略去
。
请回答下列问题:
已知:
①2NO+Na2O2=2NaNO2
②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+
(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为____________。
(2)用上图中的装置制备
,其连接顺序为:
___
____
___
___
___
___
按气流方向,用小写字母表示
,此时活塞
、
如何操作____________。
(3)
装置发生反应的离子方程式是________________。
(4)通过查阅资料,
或NO可能与溶液中
发生反应。
某同学选择上述装置并按
顺序连接,E中装入
溶液,进行如下实验探究。
步骤
操作及现象
①
关闭K2,打开K1,打开弹簧夹通一段时间的氮气,夹紧弹簧夹,开始A中反应,一段时间后,观察到E中溶液逐渐变为深棕色。
②
停止A中反应,打开弹簧夹和K2、关闭K1,持续通入N2一段时间
③
更换新的E装置,再通一段时间N2后关闭弹簧夹,使A中反应继续,观察到的现象与步骤①中相同
步骤②操作的目的是___________;步骤③C瓶中发生的化学方程式为_________________;通过实验可以得出:
___________
填“
、NO中的一种或两种”
和溶液中
发生反应使溶液呈深棕色。
【答案】
(1)
浓
(2)debcfg关闭
,打开
(3)
(4)排尽装置中残留的
NO
【解析】【分析】制备NaNO2,A装置中铜与浓硝酸反应:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+4NO2↑+2H2O,制备NO2,NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,可以在C装置中进行;根据图示,2NO+Na2O2=2NaNO2在D装置中进行,尾气中的NO不能直接排放到空气中,需要用酸性高锰酸钾吸收:
3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O,据此分析解答。
【详解】
(1)装置A三颈烧瓶中铜与浓硝酸发生反应生成二氧化氮,化学方程式为:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故答案为:
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
(2)根据上述分析,A装置制备NO2,生成的NO2在C中水反应制备NO,经过装置B干燥后在装置D中反应生成亚硝酸钠,最后用E除去尾气,因此装置的连接顺序为:
a→d→e→b→c→f→g→h;此时应关闭K1,打开K2,让二氧化氮通过C装置中的水转化成一氧化氮,故答案为:
d;e;b;c;f;g(b与c、f与g可以交换);关闭K1,打开K2;
(3)E装置为酸性高锰酸钾与NO的反应,NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,离子方程式为:
3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O,故答案为:
3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O;
(4)①关闭K2,打开K1,打开弹簧夹通一段时间的氮气,夹紧弹簧夹,开始A中反应,一段时间后,观察到E中溶液逐渐变为深棕色,说明NO2或NO与溶液中Fe2+发生反应;②停止A中反应,打开弹簧夹和K2、关闭K1,持续通入N2一段时间,将装置中残留的二氧化氮排尽,并在C中与水反应,3NO2+H2O=2HNO3+NO;③更换新的E装置,再通一段时间N2后关闭弹簧夹,使A中反应继续,观察到的现象与步骤①中相同,经过步骤②,进入E装置的气体为NO,E中溶液变为深棕色,说明是NO与和溶液中Fe2+发生反应使溶液呈深棕色,故答案为:
排尽装置中残留的NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO;NO。
【点睛】本题的易错点为(4),要注意步骤③中进入装置E的气体只有NO。
2.(河南等省五岳2020届高三4月联考)实验室用酸性蚀刻废液(含
等)和碱性蚀刻废液[NH4+、Cu(NH3)42+、NH3·H2O等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中
与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为____。
(2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80℃下进行,合适的加热方式是____。
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______、____。
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是___,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___。
②装置c中反应完成的现象是_____。
③用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是____,然后再用无水乙醇洗涤的目的是___。
【答案】
(1)Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+
(2)热水浴
(3)冷却结晶过滤(洗涤)
(4)分液漏斗Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体可防止CuI被空气中的O2氧化使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2
【解析】【分析】由流程图可知,酸性蚀刻废液和碱性蚀刻废液混合反应得到Cu(OH)Cl悬浊液,过滤,将Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸水浴加热反应生成硫酸铜,硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应生成碘化亚铜白色固体。
【详解】
(1)步骤Ⅰ中Cu(NH3)42+与盐酸反应生成Cu(OH)Cl沉淀和氯化铵,反应的离子方程式Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+,故答案为:
Cu(NH3)42++3H++Cl-+H2O=Cu(OH)Cl↓+4NH4+;
(2)步骤Ⅳ为Cu(OH)Cl加水、过浆后,与浓硫酸在控制pH为1~2,80℃下水浴加热反应反应生成硫酸铜,故答案为:
热水浴;
(3)步骤Ⅴ为硫酸铜粗溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、干燥、洗涤得到硫酸铜晶体,故答案为:
冷却结晶;过滤;洗涤;
(4)①装置a中盛装浓硫酸的仪器为分液漏斗;圆底烧瓶中铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O,故答案为:
分液漏斗;Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;
②当硫酸铜晶体与碘、二氧化硫和水反应完全生成碘化亚铜白色固体时,三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体,故答案为:
三颈烧瓶中无紫色固体,只有白色固体;
③装置d中的溶液为二氧化硫的饱和水溶液,碘化亚铜具有还原性,易被空气中的氧气氧化,用二氧化硫水的饱和水溶液洗涤碘化亚铜,可以防止碘化亚铜被空气中的氧气氧化;再用无水乙醇洗涤可以溶解除去碘化亚铜表面可能混有的单质碘,并能使固体快速干燥,故答案为:
可防止CuI被空气中的O2氧化;使固体快速干燥并溶解表面可能混有的I2。
3.高铁酸钾在饮用水源和废水处理过程中,不仅能去除污染物和致癌化学污染物,而且不产生任何诱变致癌的产物,具有高度的安全性;其可溶于水,微溶于浓KOH溶液,且在强碱性溶液中比较稳定。
实验室用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
流程图中的饱和次氯酸钾溶液的制备装置如图所示:
(1)A为氯气发生装置。
A中反应的离子方程式是___________;装置B内的试剂及作用是____________;
(2)装置C反应温度控制在0~5℃进行,在不改变KOH溶液浓度前提下,实验中可采取措施是________。
(3)流程图中在加入KOH固体的时候会产生大量的白色沉淀_____(填化学式)。
(4)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,写出该反应的离子方程式__________;反应过程中温度控制在10~15℃,温度过低或过高对反应的影响是_____________。
(5)过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗(如图)的原因是_____________。
(6)在提纯高铁酸钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法,洗涤剂可以选用_____。
A.H2OB.浓KOH溶液C.Fe(NO3)3溶液D.异丙醇
(7)若提纯得到agK2FeO4(M=198g/mol),上述流程中有5%的Fe损失,则需要提供Fe(NO3)3(M=242g/mol)的质量为_____g(用含a的计算式表示)。
【答案】
(1)2MnO4-+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O饱和食盐水、吸收杂质HCl气体
(2)将C装置置于冰水浴中冷却
(3)KCl
(4)3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O温度过低或过高对反应的影响是温度太低,反应速率慢影响产品的产率,温度太高,会含有杂质,氧化剂的有效浓度降低,从而使反应速率和转化率下降;
(5)普通漏斗和滤纸在碱性条件下容易被腐蚀,而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好
(6)BD
(7)
g
【解析】【分析】A装置制备氯气,B装置除去氯气中混有的HCl气体,C装置制备K2FeO4,尾气吸收装置吸收未反应的氯气,防止污染空气。
【详解】
(1)A为氯气发生装置,高锰酸钾与浓盐酸生成氯化锰和氯气。
A中反应的离子方程式是2MnO4-+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O;生成的氯气中含有氯化氢,装置B内的试剂是饱和食盐水,作用是吸收HCl气体;故答案为:
2MnO4-+10Cl-+16H+=Mn2++5Cl2↑+8H2O;饱和食盐水、吸收杂质HCl气体;
(2)C装置制备K2FeO4,反应温度控制在0~5℃进行,在不改变KOH溶液浓度前提下,实验中可采取措施是将C装置置于冰水浴中冷却。
故答案为:
将C装置置于冰水浴中冷却;
(3)发生的反应方程式为2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O,KCl溶解度小,饱和后易析出,流程图中在加入KOH固体的时候会产生大量的白色沉淀KCl。
故答案为:
KCl;
(4)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中即可制取K2FeO4,在KOH溶液中,Fe(NO3)3与KClO应生成K2FeO4、KCl和KNO3,反应的方程式为:
2Fe(NO3)3+3KClO+10KOH=2K2FeO4+6KNO3+3KCl+5H2O,该反应的离子方程式3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O;反应过程中温度控制在10~15℃,温度过低或过高对反应的影响是温度太低,反应速率慢,影响产品的产率,温度太高,会含有杂质,氧化剂的有效浓度降低,从而使反应速率和转化率下降。
故答案为:
3ClO-+10OH-+2Fe3+=2FeO42-+3Cl-+5H2O;温度过低或过高对反应的影响是温度太低,反应速率慢,影响产品的产率,温度太高,会含有杂质,氧化剂的有效浓度降低,从而使反应速率和转化率下降;
(5)过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗的原因是普通漏斗和滤纸在碱性条件下容易被腐蚀,而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好。
故答案为:
普通漏斗和滤纸在碱性条件下容易被腐蚀,而砂芯漏斗的滤板耐碱性和抗腐蚀性较好;
(6)K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在异丙醇中溶解度也比较小,在提纯高铁酸钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法,洗涤剂可以选用B.浓KOH溶液D.异丙醇;故答案为:
BD
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