2019版高考化学二轮复习第二篇理综化学填空题突破第10题综合实验探究学案.doc
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1、1第 10 题 综合实验探究复习建议:4 课时(题型突破 2 课时 习题 2 课时)1(2018课标全国,26)醋酸亚铬(CH 3 COO)2Cr2H2O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。c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为_。同时
2、 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)审题时抓住醋酸亚铬“在气体分析中用作氧气吸收剂” ,这暗示醋酸亚铬具有强还原性,易被氧气氧化,故该实验中使用的蒸馏水必须去除溶解氧。(2)依题意可知,c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,主要是由于锌与铬离子反应生成亚铬离子和锌离子,即2Zn2Cr 3 =Zn2 2Cr 2 。c 中产生的气体为氢气,该气体主要用于排尽装置内的空气,避免 O2氧化 Cr2 。(
3、3)c 中有氢气产生,打开 K3,关闭 K1 和 K2 后,c 中压强大于外界压强,从而将 c 中溶液压入醋酸钠溶液中。析出并分离产品的操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)观察 d 装置,可发现其与空气相通,这会导致生成的醋酸亚铬被 O2氧化。答案 (1)去除水中溶解氧 分液漏斗(2)Zn2Cr 3 =Zn2 2Cr 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2(2018课标全国,28)K 3Fe(C2O4)33H2O(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 K3Fe(C2O4
4、)33H2O 作感光剂,以 K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为:2K 3Fe(C2O4)3 2FeC2O43K 2C2O42CO 2;显色反= = = = =光 照 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。通入氮气的目的是_。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_、_。为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_。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。称量 m g 样
5、品于锥形瓶中,溶解后加稀 H2SO4酸化,用 c molL1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_。3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 c molL1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗 KMnO4溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为_。解析 (1)发生的显色反应是溶液中 Fe2 与 K3Fe(CN)6生成 Fe3Fe(CN)62,其化学方程式为 3FeC2O42K 3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K 2C2O4。(2)实验时通入 N2,不仅能隔绝空气,排除空气的干扰,还能使反应产生的气体全部进
6、入后续装置。实验中装置 B 中澄清石灰水变浑浊,说明三草酸合铁酸钾的热分解产物中含有 CO2,经 NaOH 溶液可除去 CO2,气体经浓硫酸干燥后,与灼热的 CuO 反应,得到单质 Cu,且由装置 F 中现象可知装置 E 中又生成 CO2,由此可判断热分解产物中还含有 CO。为防止倒吸,实验结束后,应先熄灭装置 A、E 两处的酒精灯,冷却后停止通入氮气。要检验 A 中残留固体中含有 Fe2O3,可取少量 A 中残留固体,加入足量稀硫酸或稀盐酸溶解,再滴入少许 KSCN 溶液,溶液中出现红色,即可确定残留固体中含有 Fe2O3。(3)KMnO 4能将样品溶液中 Fe2 氧化成 Fe3 ,将C2O
7、 氧化成 CO2,达到滴定终点时,KMnO 4稍过量,溶液中出现粉红色。加入过量锌粉24能将溶液中 Fe3 还原为 Fe2 ,酸化后 Fe2 与 KMnO4溶液反应,根据化合价变化可找出关系式为 5Fe2 MnO ,根据消耗 KMnO4溶液的浓度和体积可知溶液中 n(Fe2 ) c 4molL1 V103 L5510 3 cV mol,则该晶体中铁元素的质量分数为100%或 100%。510 3cV mol56 gmol 1m g 5cV56m1 000答案 (1)3FeC 2O42K 3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K 2C2O4(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO
8、 2 CO先熄灭装置 A、E 两处的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入 12 滴 KSCN 溶液,溶液变红色,证明含有 Fe2O3(3)当滴入最后一滴 KMnO4溶液,锥形瓶中溶液变为粉红色,且 30 s 内不变色 100%5cV56m1 0003(2018课标全国,26)硫代硫酸钠晶体(Na 2S2O35H2O, M248 gmol1 )可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:(1)已知: Ksp(BaSO4)1.110 10 , Ksp(BaS2O3)4.110 5 。市售硫代硫酸钠中常含有硫4酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀 H2
9、SO4、BaCl 2溶液、Na 2CO3溶液、H 2O2溶液实验步骤 现象取少量样品,加入除氧蒸馏水 固体完全溶解得无色澄清溶液_ _,有刺激性气体产生静置,_ _(2)利用 K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:溶液配制:称取 1.200 0 g 某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在_中溶解,完全溶解后,全部转移至 100 mL 的_中,加蒸馏水至_。滴定:取 0.009 50 molL1 的 K2Cr2O7标准溶液 20.00 mL,硫酸酸化后加入过量 KI,发生反应:Cr 2O 6I 14H =3I22Cr 3 7H 2O。然后用硫代硫酸钠27样品溶液滴
10、定至淡黄绿色,发生反应:I 22S 2O =S4O 2I 。加入淀粉溶液作为指23 26示剂,继续滴定,当溶液_,即为终点。平行滴定 3 次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_%(保留 1 位小数)。解析 (1)欲检验市售 Na2S2O3中是否含有 SO ,应先取少量样品,加入除氧蒸馏水,固24体完全溶解得澄清溶液,向其中加入过量稀盐酸,使 S2O 完全反应23(S2O 2H =SSO 2H 2O),以避免生成 BaS2O3沉淀,对检验产生干扰,产生的现23象是出现乳黄色浑浊,并有刺激性气味的气体产生,静置后,取上层清液,向其中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀即可说明市售 N
11、a2S2O3中含有 SO 。(2)配制溶液时称取的样24品应在烧杯中溶解,溶解、冷却至室温后全部转移至 100 mL 的容量瓶中,加蒸馏水至刻度线。利用 I2遇淀粉溶液显蓝色来判断滴定终点时,当溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复即可说明达到滴定终点。根据题中反应可得:Cr 2O 3I 26S 2O ,则 1.200 0 g 样品27 23中含有 Na2S2O35H2O 的质量 248 gmol1 1.140 g,样620.0010 3L0.009 50 molL 11 10024.80品纯度 100%95.0%。1.140 g1.200 0 g答案 (1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊(吸)取上层清
12、液,滴入 BaCl2溶液产生白色沉淀5(2)烧杯 容量瓶 刻度线 蓝色褪去 95.04(2017全国卷,26,节选)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:NH 3H 3BO3=NH3H3BO3;NH 3H3BO3HCl= =NH4Cl H 3BO3。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、K 3,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_;打开
13、 K2放掉水,重复操作 23 次。(4)仪器清洗后,g 中加入硼酸(H 3BO3)和指示剂,铵盐试样由 d 注入 e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗 d,关闭 K3,d 中保留少量水,打开 K1,加热 b,使水蒸气进入 e。d 中保留少量水的目的是_。e 中主要反应的离子方程式为_,e 采用中空双层玻璃瓶的作用是_。解析 (1)a 管作用是平衡气压,防止 b 中压强过大。(2)碎瓷片防止液体加热时暴沸。f 为直形冷凝管。(3)停止加热,管路中气体温度下降,水蒸气冷凝为液态水,形成负压,g 中蒸馏水倒吸入 c 中。(4)d 中少量水,起液封作用,防止有 NH3逸出。e 中 NH 与 OH 4
14、加热反应放出 NH3。因为加热水蒸气充满管路,中空双层玻璃瓶中也充满水蒸气,起保温作用,有利于 NH3完全逸出。答案 (1)避免 b 中压强过大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c 中温度下降,管路中形成负压6(4)液封,防止氨气逸出 NH OH NH3H 2O 保温使氨完全逸出 4 = = = = = 5(2016新课标全国,26)氮的氧化物(NO x)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3将 NOx还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3与 NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的_,反应的化学方程式_。欲收集一瓶干燥的氨气
15、,选择上图中的装置,其连接顺序为发生装置_(按气流方向,用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的 NH3充入注射器 X 中,硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂,充入 NO2(两端用夹子 K1、K 2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤 实验现象 解释原因打开 K1,推动注射器活塞,使 X中的气体缓慢通入 Y 管中Y 管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温Y 管中有少量水珠 生成气态水凝聚打开 K2 _ _解析 (1)在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气,应选用发生装置7A,其反应的化学方程式为 2NH4ClCa(OH)
16、2 CaCl22H 2O2NH 3,或选用= = = = = 发生装置 B,直接加热浓氨水生成氨气:NH 3H2O NH3H 2O;氨气是= = = = = 碱性气体,可用碱石灰干燥,密度小于空气,应采用向下排空气法收集,氨气极易溶于水,尾气处理时应防止倒吸,则要收集一瓶干燥的氨气,仪器的连接顺序为:发生装置d、cf、ei。(2)打开 K1,推动注射器活塞将氨气缓慢通入 Y 管中,在一定温度和催化剂的作用下发生反应:6NO 28NH 3 7N212H 2O,随着反应的发生 Y 管中红棕色气体颜色变= = = = =催 化 剂 浅;反应生成的水蒸气液化后,NO 2和 NH3反应后气体的物质的量减
17、小,反应容器中的压强减小,打开 K2,Z 中的溶液倒吸入 Y 管中。答案 (1)A 2NH 4ClCa(OH) 2 CaCl22H 2O2NH 3(或 B NH 3H2O= = = = = NH3H 2O) dcfei= = = = = (2)红棕色气体慢慢变浅 6NO 28NH 3 7N212H 2O Z 中 NaOH 溶液= = = = =催 化 剂 产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,Y 管中压强小于外压命题调研(20142018 五年大数据)命题角度 设空方向 频数 难度仪器的名称仪器的连接及选择1.化学实验基础的考查实验基础操作、顺序选择9 0.492.物质性质的考查 物质的化学性质
18、的应用化学方程式、离子方程式10 0.51实验条件的控制、实验流程与步骤产物的分离与提纯3.物质的制备实验产率的计算8 0.47原理的探究、性质的探究含量的探究4.探究性综合实验实验方案的设计6 0.438实验是高考的重要内容,所占分值较高,从近几年的实验题来看,通常为考生提供一个真实的实验环境,让考生用已有的化学原理和实验技能,结合新信息、新问题去研究和解决问题。以无机物制备为背景的题目除了考查制备方法、操作方法及制备过程中需要注意的问题等往往还涉及方法改进;实验探究类题目往往涉及到方案设计、定量分析等较高层次的要求,预计 2019 年高考实验部分会加大对实验设计方案的考查。(1)装置连接顺
19、序.装置(仪器)连接顺序考查内容常用仪器的使用由多个仪器组成的装置的正确选择常见气体的制备、性质常见物质的检验、分离、提纯实验现象的预测能力与过程分析的推导能力.“仪器连接顺序”考查思维流程接口的连接:总体做到“自下而上,从左到右” 。净化装置应:“长”进“短”出量气装置应:“短”进“长”出干燥管应:“粗”进“细”出(2)实验操作顺序与气体有关的实验操作顺序:装置选择与连接气密性检查装入固体药品加液体药品按程序实验拆卸仪器。9(3)解题指导示例 1 三氯化硼(BCl 3)常用作有机合成的催化剂,也可用于制取乙硼烷(B 2H6),遇水能够发生水解反应。某兴趣小组设计如图所示装置,用单质硼与氯气反
20、应制备三氯化硼。已知:BCl 3的熔点为107.3 ,沸点为 12.5 ;SiCl 4的熔点为70 ,沸点为 57.6 。(1)装置的连接顺序为 A、_、F。(2)装置 D 的作用是_,装置 F 可用一个盛装_(填试剂名称)的干燥管代替。(3)实验过程中,应先点燃 A 处的酒精灯,当观察到_时再点燃 B 处的酒精灯。解题指导 由 A 装置出来的 Cl2中含有氯化氢和水蒸气,首先要通过 E 装置,除去氯化氢,再通过 C 装置,除去水蒸气,纯净的 Cl2进入 B 装置参与反应,用 D 装置收集三氯化硼,所以装置的连接顺序为 A、E、C、B、D、F;实验过程中,先点燃 A 处酒精灯,当观察到装置 F
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