2014高考化學(xué) 考前爭(zhēng)分特訓(xùn)壓軸題三 綜合實(shí)驗(yàn)題

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1、壓軸題三　綜合實(shí)驗(yàn)題 考點(diǎn)模型 (1)制備原理：試劑、儀器的選擇，主反應(yīng)和副反應(yīng)的方程式等。 (2)基本操作：注意書寫全面，思路順暢，關(guān)鍵詞突出。 (3)分離提純：過濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取、分液、洗氣等。 (4)廢物處理：環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)、循環(huán)利用等。 (5)條件控制：催化劑的使用、物質(zhì)的過量要求、溫度的控制等。 (6)產(chǎn)品純度：有關(guān)計(jì)算。 1． 某小組同學(xué)將一定濃度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中發(fā)現(xiàn)生成了沉淀。甲同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO3；乙同學(xué)認(rèn)為沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物，他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (1)按照甲同學(xué)的觀點(diǎn)，發(fā)生反應(yīng)

2、的離子方程式為____________。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為有Cu(OH)2生成的理論依據(jù)是________(用離子方程式表示)。 (3)兩同學(xué)利用下圖所示裝置進(jìn)行測(cè)定 ①在研究沉淀物組成前，須將沉淀從溶液中分離并凈化。具體操作依次為________、洗滌、干燥。 ②裝置E中堿石灰的作用是________。 ③實(shí)驗(yàn)過程中有以下操作步驟： a．關(guān)閉K1、K3，打開K2、K4，充分反應(yīng) b．打開K1、K4，關(guān)閉K2、K3，通入過量空氣 c．打開K1、K3，關(guān)閉K2、K4，通入過量空氣 正確的順序是________(填選項(xiàng)序號(hào)，下同)。 若未進(jìn)行步驟________，將使測(cè)量結(jié)

3、果偏低。 ④若沉淀樣品的質(zhì)量為m g，裝置D的質(zhì)量增加了n g，則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 (4)丙同學(xué)認(rèn)為還可以通過測(cè)量CO2的體積或測(cè)量________來測(cè)定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答案　(1)Cu2＋＋2HCO===CuCO3↓＋CO2↑＋H2O (2)HCO＋H2OH2CO3＋OH－ (3)①過濾?、诜乐箍諝庵蠧O2和水蒸氣進(jìn)入裝置D ③cab　b　④100% (4)樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量 解析　(1)甲同學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為HCOH＋＋CO，CO和Cu2＋反應(yīng)生成CuCO3沉淀，同時(shí)，H＋＋HCOH2CO3H2O＋CO2↑。

4、 所以離子方程式為 Cu2＋＋2HCO===CuCO3↓＋CO2↑＋H2O。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為有Cu(OH)2是由于HCO＋H2OH2CO3＋OH－，Cu2＋與OH－結(jié)合生成Cu(OH)2。 (3)①分離沉淀采用過濾的方法，而凈化沉淀須洗滌(洗去附著的離子)、干燥(除去水分)。 ②裝置D需準(zhǔn)確稱量，所以E中堿石灰是為了防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入D裝置。 ③一開始應(yīng)排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣，所以應(yīng)關(guān)閉K2、K4，打開K1、K3；然后滴入稀硫酸使樣品反應(yīng)，所以應(yīng)關(guān)閉K1、K3，打開K2、K4；為了使生成的CO2氣體充分被吸收，應(yīng)通入過量空氣，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉K2、K3，打開K1、K4。若未進(jìn)

5、行最后一步，生成的CO2不能被充分吸收，造成所測(cè)結(jié)果偏低。 ④100%＝100%。 (4)通過CO2可求CuCO3，進(jìn)一步求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)；樣品為CuCO3、Cu(OH)2，灼燒后為CuO，可列方程組求CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2． 利用如圖裝置探究氯氣和氨氣之間的反應(yīng)。其中A、F分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置，C為較純凈干燥的氯氣與氨氣反應(yīng)的裝置。 請(qǐng)回答下列問題： (1)裝置F中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________。 (2)裝置A中的燒瓶?jī)?nèi)固體宜選用________(請(qǐng)?zhí)钜韵逻x項(xiàng)的代號(hào))。 A．堿石灰　 B．生石灰　 C．二氧化硅　 D．五氧化二磷 E．燒

6、堿 (3)按A接B接C；F接E接D接C，請(qǐng)?jiān)诟魈摼€框內(nèi)畫上合適的裝置圖并注明所裝試劑名稱： (4)在C中觀察到大量白煙，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體單質(zhì)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。 (5)從裝置C的G處逸出的尾氣可能含有污染環(huán)境的氣體，如何處理：____________________。 答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O (2)ABE (3)見下圖 (4)3Cl2＋8NH3===6NH4Cl＋N2 (5)將尾氣通過一倒置的漏斗通入盛有NaOH溶液的燒杯中 解析　(2)利用濃氨水的分解制備NH3，可把濃氨水滴到堿

7、石灰、生石灰或燒堿固體上。 (3)NH3需用堿石灰干燥，凈化Cl2應(yīng)先除去HCl，然后再用濃H2SO4干燥。 (4)Cl2把NH3氧化成N2，并生成HCl氣體，HCl和NH3反應(yīng)生成NH4Cl白煙。 (5)從G中逸出的氣體中含有NH3或Cl2，均可用NaOH溶液吸收，為了防止倒吸，要用倒扣的漏斗。 3． 為研究鐵質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)，某學(xué)習(xí)小組用碳素鋼(即鐵和碳的合金)進(jìn)行了以下探究活動(dòng)： [探究一](1)將已去除表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)放入冷濃硫酸中，10分鐘后移入硫酸銅溶液中，片刻后取出觀察，鐵釘表面無明顯變化，其原因是______________________。 (2)

8、稱取碳素鋼6.0 g放入15.0 mL濃硫酸中，加熱，充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到混合氣體Y。 ①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3＋之外還可能含有Fe2＋。若要確認(rèn)其中的Fe2＋，應(yīng)選用________(選填序號(hào))。 A．KSCN溶液和氯水 B．鐵粉和KSCN溶液 C．濃氨水 D．酸性KMnO4溶液 ②乙同學(xué)取560 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中，發(fā)生SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4反應(yīng)，然后加入足量BaCl2溶液，經(jīng)適當(dāng)操作后得干燥固體4.66 g。由此推知?dú)怏wY中SO2的體積分?jǐn)?shù)為________。 [探究二]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)

9、的分析，丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含有Q1和Q2兩種氣體，其中Q1氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為0.089 3 gL－1。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(假設(shè)有關(guān)氣體完全反應(yīng))。 (3)裝置B中試劑的作用是________________________。 (4)分析Y氣體中的Q2氣體是如何生成的______________(用化學(xué)方程式表示)。 (5)已知洗氣瓶M中盛裝澄清石灰水，為確認(rèn)Q2的存在，需在裝置中添加洗氣瓶M于________(填序號(hào))。 A．A之前 B．A—B間 C．B—C間 D．C—D間 (6)如果氣體Y中含有Q1，預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是____

10、________________。 答案　(1)鐵被鈍化 (2)①D　②0.80 (3)檢驗(yàn)SO2是否除盡 (4)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (5)C (6)D中的固體由黑變紅、E中的固體由白變藍(lán) 解析　(1)由于在常溫下，鐵在濃硫酸中鈍化，從而在鐵表面形成一層致密的氧化膜，所以不再和CuSO4溶液反應(yīng)。 (2)①Fe2＋具有還原性，可以被KMnO4(H＋)氧化，從而溶液褪色，據(jù)此可以鑒別，答案選D。 ②n(BaSO4)＝＝0.02 mol，n(SO2)＝0.02 mol，n(混)＝＝0.025 mol，所以SO2的體積分?jǐn)?shù)為＝0.80。 (3)M

11、＝0.089 3 gL－122.4 Lmol－1＝2.0 gmol－1。所以Q1為H2。 由于C能被濃H2SO4氧化成CO2，所以Q2應(yīng)為CO2。檢驗(yàn)H2用CuO，而檢驗(yàn)CO2氣體需用澄清石灰水，在驗(yàn)證CO2之前，須除盡SO2氣體，所以A裝置用來除去SO2，B裝置用來檢驗(yàn)是否除盡，M裝置應(yīng)放在B、C之間。若有H2，CuO應(yīng)由黑變紅，CuSO4由白變藍(lán)。 4． 實(shí)驗(yàn)室用下列方法測(cè)定某水樣中O2的含量。 (1)實(shí)驗(yàn)原理 用如圖所示裝置，使溶解在水中的O2在堿性條件下將Mn2＋氧化成MnO(OH)2，反應(yīng)的離子方程式為________。 再用I－將生成的MnO(OH)2還原為Mn2＋，

12、反應(yīng)的離子方程式為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。 然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2，反應(yīng)方程式為I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟 ①打開止水夾a和b，從A處向裝置內(nèi)鼓入過量N2，此操作的目的是________； ②用注射器抽取某水樣20.00 mL從A處注入錐形瓶； ③再分別從A處注入含m mol NaOH溶液及過量的MnSO4溶液； ④完成上述操作后，關(guān)閉a、b，將錐形瓶中溶液充分振蕩； ⑤打開止水夾a、b，分別從A處注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸溶液； ⑥重復(fù)④的操作；

13、⑦取下錐形瓶，向其中加入2～3滴________作指示劑； ⑧用0.005 molL－1 Na2S2O3滴定至終點(diǎn)。 (3)數(shù)據(jù)分析 ①若滴定過程中消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為3.90 mL，則此水樣中氧(O2)的含量為________(單位：mgL－1)。 ②若未用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管，則測(cè)得水樣中O2的含量將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。 ③實(shí)驗(yàn)要求加入適量的H2SO4使溶液接近中性，其原因是____________________。 答案　(1)2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2 (2)①趕走裝置內(nèi)的空氣，避免空氣中O

14、2的干擾?、叩矸廴芤? (3)①7.8 mgL－1?、谄蟆、廴魤A過量，則MnO(OH)2不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)镸n2＋，而酸過量時(shí)，滴定過程中Na2S2O3可與酸反應(yīng) 解析　(3)根據(jù)電子守恒，結(jié)合已知方程式可得關(guān)系式： O2→2MnO(OH)2→2I2→4Na2S2O3 故水樣中O2的含量為 ＝7.8 mgL－1。 5． 可利用下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定足量銅與適量一定濃度的濃硝酸反應(yīng)生成的NO氣體和NO2氣體的物質(zhì)的量之比(用m表示)，其中裝置C由廣口瓶和量氣管組成，量氣管由甲、乙兩根玻璃管組成，用橡皮管連通，并裝入適量水，甲管有刻度(0～50 mL)，乙管可上下移動(dòng)。 回答下列問題：

15、 (1)實(shí)驗(yàn)中氣體(NO和NO2)發(fā)生裝置應(yīng)選擇________(填裝置序號(hào))。 (2)實(shí)驗(yàn)中的氣體(NO和NO2)通入C裝置，請(qǐng)?jiān)谙聢D的廣口瓶中將導(dǎo)氣管畫出。 (3)要測(cè)定m值，需要將C中的溶液進(jìn)行中和滴定，由于濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，能把酸堿指示劑氧化褪色而影響實(shí)驗(yàn)。因此，中和滴定前必須進(jìn)行的操作是________________。 (4)連接好裝置，檢查氣密性后，應(yīng)進(jìn)行兩步必要的操作： 第一，打開b，向C裝置的乙管中加適量水； 第二，__________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)前甲、乙兩管

16、液面在同一水平面上，最后讀數(shù)時(shí)乙管的液面高于甲管的液面。此時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是____________________________。 (6)實(shí)驗(yàn)后若量氣管中氣體的體積(換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為V L，C中硝酸的物質(zhì)的量為 n mol，則用含n和V的式子表示m＝________________(結(jié)果可不必化簡(jiǎn))。 答案　(1)B (2) (3)將C中的溶液加適量水稀釋 (4)打開a，通足量N2，排凈裝置中的空氣 (5)向下移動(dòng)乙管，使甲、乙兩管液面在同一水平面上 (6) 解析　空氣中的氧氣能將產(chǎn)生的NO氧化，故需要在實(shí)驗(yàn)前將裝置中空氣排盡，選用B裝置。排水量氣裝置中導(dǎo)氣管應(yīng)“長(zhǎng)進(jìn)短

17、出”。且讀數(shù)需要注意兩點(diǎn)：一是讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)與液面相平，二是保持左右兩管中液面相平。 (6)根據(jù)方程式：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 銅與硝酸反應(yīng)生成的NO2的物質(zhì)的量為 銅與硝酸反應(yīng)生成的NO的物質(zhì)的量為－ 故銅與該硝酸反應(yīng)生成的NO氣體和NO2氣體的物質(zhì)的量之比為 m＝＝。 6． Cl2O為國(guó)際公認(rèn)高效安全滅菌消毒劑之一，它是棕黃色強(qiáng)刺激性氣體，沸點(diǎn)3.8 ℃，熔點(diǎn)－116 ℃。實(shí)驗(yàn)室可用潮濕的Cl2與Na2CO3反應(yīng)制取少量Cl2O，裝置如下圖Ⅰ： 回答下列問題： (1)把濃鹽酸直接滴在KMnO4晶體上就可以產(chǎn)生Cl2。請(qǐng)模仿“圖Ⅱ”在“圖Ⅰ”A處補(bǔ)畫出正確的

18、裝置圖，并作必要的標(biāo)注。 (2)B中試劑a應(yīng)選用________(填字母序號(hào))。 a．CCl4 b．飽和NaCl溶液 c．濃H2SO4 d．飽和NaHCO3溶液 (3)通入適量的氯氣，在C中生成棕黃色的物質(zhì)Cl2O，該物質(zhì)常溫下為氣體，方程式為____Cl2＋____Na2CO3＋______===____NaHCO3＋____NaCl＋____Cl2O (4)對(duì)C中反應(yīng)后的固體成分進(jìn)行檢驗(yàn)，請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期的現(xiàn)象和結(jié)論。 限選實(shí)驗(yàn)試劑和儀器：蒸餾水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、澄清石灰水、試管、小燒杯、帶導(dǎo)管的橡皮塞、過

19、濾裝置。 實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象和結(jié)論 步驟一：取C中的少量固體樣品于試管中，滴加足量蒸餾水至完全溶解，然后將溶液分別置于a、b試管中。 步驟二：向a試管中滴加BaCl2溶液，靜置。 無明顯現(xiàn)象，證明固體中不含Na2CO3。 步驟三： 步驟四： ____________則證明固體中含有NaCl。 答案　(1)見下圖 (2)b　(3)2　2　H2O　2　2　1 (4) 實(shí)驗(yàn)步驟 現(xiàn)象和結(jié)論 步驟三：取a試管的上層清液于c試管中(或過濾，取濾液加入試管c)，加入適量Ba(OH)2溶液(或加入稀HNO3，塞上帶導(dǎo)管的橡皮塞，將生成的氣體通入澄清石灰水中)。 產(chǎn)生白色沉淀(或澄清石灰水變渾濁)，則證明固體中含有NaHCO3。 步驟四：向試管b中滴加過量的稀HNO3溶液，再滴加少量AgNO3溶液。 有白色沉淀 解析　(2)利用濃鹽酸和KMnO4固體制取Cl2會(huì)含有HCl，所以應(yīng)用飽和食鹽水除去HCl氣體。 (3)用倒配法配平。 即：2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaHCO3＋2NaCl＋Cl2O。 (4)反應(yīng)后的固體C中可能是Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合物。證明是否含有Na2CO3，用BaCl2檢驗(yàn)；是否含有NaHCO3，用Ba(OH)2或稀HNO3檢驗(yàn)；是否含有NaCl，用AgNO3檢驗(yàn)。