2019年高考化学实验全突破专题16探究性实验练习.doc
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1、- 1 -专题 16 探究性实验1ClO 2是一种易溶于水难溶于有机溶剂的气体,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某同学在实验室中制取 ClO2,并探究其性质。回答下列问题:.ClO 2的制备实验室制备 ClO2的反应原理为 2NaClO2 Cl 2 = 2ClO2 2NaCl,装置如下图所示:(1)装置 A 烧瓶中发生反应的离子方程式为_。(2)装置 B 中盛放的最佳试剂为_(填字母代号);a.NaOH 溶液 b.浓硫酸 c.饱和食盐水 d.CCl 4 e.饱和石灰水(3)控制滴加浓盐酸的速率,使产生的气体缓缓通过装置 D,其目的是_。.探究 ClO2的氧化性,按下图所示装置进行实验:
2、(4)完成下列表格中的空格:洗气瓶 现象或作用 解释原因X 溶液由浅绿色变成棕黄色 反应的离子方程式为_Y 溶液中出现淡黄色沉淀 反应的离子方程式为_ZNaOH 溶液的作用是_反应的化学方程式为2NaOH 2ClO 2 = NaClO2 NaClO 3 H 2O- 2 -.测定水中的浓度用碘量法测定水中 ClO2浓度的实验步骤:取 100 mL 的水样加稀硫酸调节 pH 至 23,加入一定量的 KI 溶液,充分振荡后,再加入几滴指示剂,用 2.0104 mol/L 标准 Na2S2O3溶液进行滴定(已知:2ClO 2 + 10I- + 8H+ = 5I2 + 2Cl- + 4H2O ;2S 2
3、O32 I 2 = S4O62 2I )。(5)若达到滴定终点时,消耗 15.00 mL 标准 Na2S2O3溶液,则水样中 ClO2的浓度是 _ mol/L。【答案】MnO 24H 2Cl Mn2 Cl 22H 2O c 使 NaClO2和 Cl2充分反应,降低 ClO2中 Cl2的含量 5Fe2 ClO 24H =5Fe3 Cl 2H 2O 5S2 2ClO 28H =5S2Cl 4H 2O 吸收尾气,防止污染环境 610 -6 2氮化锂是一种优良的贮氢材料,它是一种紫色或红色的晶状固体,在空气中长期暴露,最终会变成碳酸理。氮化理易水解生成氢氧化锂和氨气,在空气中加热能剧烈燃烧,特别是细粉
4、末状的氮化锂: 锂与氨反应生成 LiNH2和 H2实验室用以下装置制取干燥、纯净的 N2并与- 3 -金属锂(密度为 0.534g/cm3) 反应制取氮化锂。回答下列问题:(1)连接好装置进行实验前必须_(2)实验步骤如下:装药品 点燃 C 处酒精灯 点燃 E 处酒精灯 打开 A 中分液漏斗正确的先后顺序为_(填序号)(3)装置 A 是制备氨气的简易装置烧瓶中固体是:_;D 装置的作用是_.(4)写出 C 中化学方程式为_(5)将 12.0g 锂放入 E 反应,实验结束后称得 E 装置增加了 7.0g,计算生成氮化锂的质量分数为_(结果保留一位小数)。(6)设计简单实验证明 E 中产物为氮化锂
5、:_ _【答案】 检查装置气密性 碱石灰或生石灰或固体氢氧化钠 吸收氨气并干燥氮气 3CuO + 2NH3 Cu + N2 + 3H2O 92.1% 取少量产物于试管,滴入少量蒸馏水,用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口,若试纸变蓝色,则产物有氮化锂,否则不含氮化锂- 4 -总质量为 1.5+17.5=19g,氮化锂的质量分数为:17.519100%=92.1%;正确答案:92.1%。(6)氮化理易水解生成氢氧化锂和氨气,生成的氨气为碱性气体,然后再用湿润的红色石蕊试纸进行检验,如果试纸变为蓝色,结论得证;正确答案:取少量产物于试管,滴入少量蒸馏水,用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口
6、,若试纸变蓝色,则产物有氮化锂,否则不含氮化锂。 3某化学课外活动小组通过实验研究 NO2的性质。已知:2NO 2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O利用下图所示装置探究 NO2能否被 NH3还原(K 1、K 2为止水夹,夹持固定装置略去) 。(1)E 装置中制取 NO2反应的化学方程式是_。(2)制取氨气时若只用一种试剂,从下列固体物质中选取_aNH 4HCO3 bNH 4C1 cCa(OH) 2 dNaOH(3)若 NO2能够被 NH3还原,预期观察到 C 装置中的现象是_。(4)实验过程中气密性良好,但未能观察到 C 装置中的预期现象。该小组同学从反应原理- 5 -的
7、角度分析了原因,认为可能是: NH 3还原性较弱,不能将 NO2还原; 在此条件下,NO 2的转化率极低;_。(5)此实验装置存在一个明显的缺陷是_(6)为了验证 NO2能被 Na2O2氧化,该小组同学选用 B、D、E 装置,将 B 中的药品更换为Na2O2,另选 F 装置(如右图所示) ,重新组装,进行实验。 装置的合理连接顺序是 _ 实验过程中,B 装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测 B 装置中反应的化学方程式为_。【答案】 Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O a C 装置中混合气体颜色变浅 在此条件下
8、,该反应的化学反应速率极慢 缺少尾气吸收装置 EDBF 2NO2 + Na2O2 = 2NaNO34次氯酸钠稳定性远髙于次氯酸钠,也可用于杀菌消毒。制备次氯酸钠方法较多,常用的- 6 -一种合成路线如下:已知:1.次氯酸叔丁酯(CH 3)3COCl),相对分子质量为 108.5,是具有挥发性的黄色油状液体,密度为 0.802g/mL,且有强烈刺激性臭味;2.(CH 3)3COCl+LiOH=LiClO+(CH3)3COH请回答:(1)实验第一步的反应装置如图所示(夹持装置省略),B 装置中支管的作用是_;浓盐酸逐滴滴加而不是一次性加入的原因是_。(2)请写出在装置 A 中发生反应的化学方程式_
9、。(3)对于操作 1,下列说法不正确的是_。A.可以选用 250mL 规格的分液漏斗B.操作 1 须在通风橱内进行C.进行分液时,可提早关闭旋塞,以防止次氯酸叔丁酯从下口流出D.装置 B 不合适进行操作 1(4)进行操作 3 时,并不是直接加热蒸发溶液,而是选择在 40C 下缓慢蒸发溶液,试解释其原因 _。(5)该实验中次氯酸锂的产率为_。【答案】平衡气压,使浓盐酸顺利下滴防止反应太剧烈而发生副反应,引起产率降低(CH 3)3COH+NaClO+HCl=(CH3)3COCl+NaCl+H2OAC 蒸发时,溶液温度太高,会引起次氯酸根的水解,且生成的次氯酸不稳定,导致产品产率和纯度降低 50.0
10、% - 7 -5柠檬酸铁铵(NH 4)3Fe( C6 H5O7)2,摩尔质量 488 g/mol 是一种重要的食品添加剂。一种制备柠檬酸铁铵的实验步骤如下:步骤 1在右图三颈烧瓶中加入 16.7 g FeSO47H2O、40 ml.蒸馏水,3mL 硫酸和 1 g NaClO3,强力搅拌;步骤 2升温至 80,再补加 l g NaClO3;步骤 3向反应器中加入 NaOH 溶液,温度控制在 8090,剧烈搅拌;步骤 4过滤,洗涤,沥干,得活性 Fe(OH)3;步骤 5将 Fe(OH)3和一定量的水加入三颈烧瓶中,控制 95以上,加入计算量的柠檬酸溶液,搅拌,并保温 1h;步骤 6冷却到 50,搅
11、拌下加入氨水 40 mL,静置、浓缩至膏状,80干燥得柠檬酸铁铵24.9 g。回答下列问题:- 8 -(1)步骤 1 发生反应的离子方程式为_。(2)步骤 2 再补加 NaClO3的目的是_。(3)步骤 3 确定 Fe3+已沉淀完全的方法是_。(4)步骤 4 过滤时,所需硅酸盐质仪器除烧杯外,还需要_;证明 Fe(OH)3已被洗涤干净的方法为_。(5)柠檬酸铁铵的产率为_(结果保留三位有效数字) 。【答案】6Fe 2+ClO3-+6 H+=6Fe3+Cl- +3H2O 确保 Fe2+全部转化为 Fe3+在上层清液中继续滴加NaOH 溶液,不产生沉淀(或其他合理答案)漏斗和玻璃棒取最后一次洗涤液
12、于两支试管中,分别滴加氯化钡或硝酸银溶液,并用硝酸酸化,均无白色沉淀出现,证明 Fe(OH)3已被洗涤干净 85.0%【解析】 (1)步骤 1 是氯酸钠在酸性条件下氧化硫酸亚铁,发生反应的离子方程式为6Fe2+ClO3-+6 H+=6Fe3+Cl- +3H2O。(2)步骤 2 再补加 NaClO3的目的是确保 Fe2+全部转化为 Fe3+ 。6乙炔是重要的化工原料,广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种,如电石法、甲烷裂解法等。(1)在 Co(NO3)2催化下,乙炔可被 50的浓硝酸(硝酸被还原为 NO2)在 2070时直接氧化为 H2C2O42H2O。该反应的化学方程式为_;实际生
13、产中硝酸可循环利用而不被消耗,用方程式说明:_。(2)电石法原理为:由石油焦与生石灰在电炉中生成电石 CaC2(含 Ca3P2、CaS 等杂质),电石与水反应生成 C2H2(含 PH3及 H2S 等杂质)。已知焦炭固体与氧化钙固体每生成 l g CaC2固体,同时生成 CO 气体吸收 7.25kJ 的热量,则该反应的热化学方程式为_;- 9 -用 CuSO4溶液净化乙炔气体,去除 PH3的反应之一为:4CuSO4+PH3+4H2O=4Cu+H 3PO4+4H2SO4,每去除 1 mol PH3,该反应中转移电子的物质的量为_;电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高,缺点是_(举 1 例)。(
14、3)甲烷裂解法原理为:2CH 4(g) C2H2(g)+3H2(g) H,实验测得该反应的 Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数,分压=总压物质的量分数)与温度的关系如下图所示:该反应的H_0(填“” 、 “=”或“” 、 “=”或“ - 10 -7I.甲同学用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体(CuCl 2 xH2O) 并测量其结晶水含量。己知: 在 pH 为 45 时,Fe 3+几乎完全水解而沉淀,而此时 Cu2+却几乎不水解。制取流程如下:回答下列问题:(1)溶液 A 中的金属离子有 Fe3+、Fe 2+、Cu 2+。能检验溶液 A 中 Fe2+的试剂_ (填编号)KMnO 4 K
15、 3Fe(CN)6 NaOH KSCN(2)试剂是_,试剂是_。(填化学式)(3)为了测定制得的氯化铜晶体(CuCl 2 xH2O) 中 x 的值,某兴趣小组设计了以下实验方案:称取 mg 晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再轻为止,冷却,称量所得黑色固体的质量为 ng。沉淀洗涤的操作方法是_,根据实验数据测得 x=_(用含 m、n 的代数式表示)。II.乙同学设计了一套电解饱和食盐水的实验装置,来验证氯气的某些性质和测定产生的氢气的体积。回答下列问题:- 11 -(4)所选仪器接口的连接顺序是 A 接_,_接_;B 接_,_接_;_请用离子方程式说明淀粉 K
16、I 溶液变蓝的原因_。(5)若装入的饱和食盐水为 75mL (氯化钠足量,电解前后溶液体积变化可忽略,假设两极产生的气体全部逸出),当测得氢气为 8.4mL (已转换成标准状况下的体积) 时停止通电。将U 形管内的溶液倒入烧杯,常温时测得溶液的 pH 约为_。 【答案】H 2O2(Cl 2等合理答案)CuO 向过滤器中加入适量的蒸馏水使其刚好浸没沉淀,待水流下后,再次加入蒸馏水重复 23 次 G F H, D E CCl22I =I22Cl 128某探究小组设计如右图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:- 12 -制备反应
17、原理:C 2H5OH+4Cl2CCl 3CHO+5HCl可能发生的副反应: C 2H5OH+HClC 2H5Cl+H2O;CCl3CHO+HClOCCl 3COOH(三氯乙酸)+HCl相关物质的部分物理性质:C2H5OH CCl3CHO CCl3COOH C2H5Cl相对分子质量46 147.5 163.5 64.5熔点 -114.1 -57.5 58 -138.7沸点 78.3 97.8 198 12.3溶解性与水互溶 可溶于水、乙醇可溶于水、乙醇 三氯乙醛微溶于水,可溶于乙醇(1)仪器 A 中发生反应的化学方程式为_。(2)装置 B 的作用是_。该实验在装置中有一处缺陷,即缺少氯气的干燥裝
18、置,缺少该装置可能导致装置 C 中副产物_(填化学式)的量增加;冷凝管的进水口是_(填“a”或“b” ) ;(3)装置中球形冷凝管的作用是_,写出 D 中所有可能发生的无机反应的离子方程式_。(4)反应结束后,从 C 中的混合物中分离出 CCl3COOH 的方法是_。(5)测定产品纯度:称取产品 0.50g 配成待测溶液,加 0.1000 molL-1碘标准溶液 20.00 mL,再加入适量 Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的 pH,立即用 0.02000 molL-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗 Na2S2O3溶液 20.00mL。则产品的纯- 13
19、-度为_;(计算结果保留两位有效数字)滴定的反应原理:CCl 3CHO+OH-=CHCl3+HCOO- HCOO-+I2= H+2I-+CO2 I 2+2S2O32-=2I-+ S4O62-(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强。某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的的是_。a.分别测定 0.1molL-1两种酸溶液的 pH,三氯乙酸的 pH 较小b.用仪器测量浓度均为 0.1molL-1 的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的 pH,乙酸钠溶液的 pH 较大【答案】2KMnO 4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5C
20、l2+8H 2O 除 HClC2H5Cl 、CCl 3COOHa 冷凝回流Cl2+2OH-= Cl-+ClO-+H2O H+OH-=H2O 蒸馏 53%abc9无水硫酸铜是一种重要的化学试剂,工业上用低品位钢矿(合 CuS、Cu 2S、CuO,以及FeO、Fe 2O3、SiO 2等杂质)制备无水硫酸铜的流程如下图所示:- 14 -(NH4)2SO4、CuSO 4的溶解度(g)部分数据如下表所示:温度 10 20 30 40 50 60 100S(CuSO4)/g 17 20.7 24.4 28.5 33.6 40 77S(NH4)SO4/g 73 75.4 78.1 81.0 84.5 87.
21、8 102(1)氧化与浸取过程中发生的反应之一为 Cu2S 被 MnO2氧化时有一种非全属单质生成,则该反应的离子方程式为_,滤渣 1 的主要成分是_(填化学式),除铁时加入 CuO 能得到滤渣 2 的原理是_。(2)除铁后,为了判断滤液中是否有 Fe3+残留,请设计实验方案:_。(3)沉锰时还有一种酸性气体生成,则沉锰时发生反应的离子方程式为_。(已知 pH=8.8 时,Mn 2+开始沉淀)。(4)为了从料液 1 中尽可能多地析出粗胆矾,操作 a 的内容是_(填名称)。(5)工业上利用上述原理制备胆矾。已知:298K 时,K spCu(OH)2=2.210-20,K spFe(OH)3=8.
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