金版新学案届高考化学大二轮复习增分练第26题化学实验综合题Word格式文档下载.docx
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N2+3H2O+3Cu CuO N2
(5)NH3 CaCl2+CO2+2NH3+H2O===CaCO3↓+2NH4Cl
2.苯甲醇是有微弱芳香气味的无色透明黏稠液体,有极性,低毒,常用作醇类溶剂。
实验室可用苯甲醛制备苯甲醇,其反应原理为
可能用到的有关数据如下:
分子式
相对分子质量
沸点/℃
苯甲醛
C7H6O
106
178
苯甲醇
C7H8O
108
205
乙醚
C4H10O
74
34.6
反应过程如下:
①向如图所示装置中加入适量KOH、水和2.12g苯甲醛,混匀,加热,使反应充分进行。
②从冷凝管上口加入冷水,混匀,冷却。
倒入分液漏斗,用乙醚萃取、分液。
将乙醚层依次10%碳酸钾溶液、水洗涤。
③将②中得到的乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的锥形瓶中,混匀、静置后将其转入蒸馏装置,缓慢均匀加热,收集203℃左右馏分,最后得苯甲醇0.98g。
回答下列问题:
(1)冷凝管中的冷却水应从________口进________口出。
(填“a”或“b”)
(2)步骤②中,最后用水洗涤的作用是__________________________________________。
将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是:
先__________________________,再______________。
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是_______________________________。
(4)步骤③中缓慢均匀加热的目的是____________________________________________
(5)蒸馏过程中不可能使用的仪器有______________________________________________________________________________(填序号)。
A.漏斗 B.蒸馏烧瓶 C.冷凝管 D.牛角管 E.量筒
(6)本实验中苯甲醇的产率为________%。
(保留一位小数)
(1)冷却水应从下口进上口出,保证冷凝效果。
(2)乙醚层有杂质,最后用水洗涤是为了除去KOH、苯甲酸钾和碳酸钾等杂质;
分液时把下层液体从下端放出,把上层液体从上口倒出。
(3)步骤③中无水硫酸镁能除去有机层中的少量水,起到干燥作用。
(4)乙醚的沸点为34.6℃,缓慢均匀加热的目的是除去苯甲醇中混有的乙醚。
(5)蒸馏过程中不需要漏斗和量筒。
(6)2.12g苯甲醛理论上可以制备1.08g苯甲醇,则苯甲醇的产率为
×
100%=90.7%。
(1)a b
(2)除去KOH、苯甲酸钾和碳酸钾等杂质 把下层液体从下端放出 把上层液体从上口倒出
(3)干燥
(4)除去苯甲醇中混有的乙醚
(5)AE
(6)90.7
3.硫代硫酸钠(Na2S2O3)在工业生产、医药制造业中被广泛应用,工业上普遍使用Na2SO3与硫黄共煮制备Na2S2O3,装置如图1。
已知:
Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在。
(1)步骤1:
打开K1、关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量试剂甲并加热,则试剂甲为________。
步骤2:
始终保持C中溶液呈碱性,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少,打开K2、关闭K1并停止加热。
必须保持C中溶液呈碱性的原因:
若呈酸性,则________________、________________(用离子方程式表示)。
装置B、D的作用是________________。
步骤3:
将C中所得混合物分离提纯后得产品。
(2)利用反应2Na2S+Na2CO3+4SO2===3Na2S2O3+CO2也能制备Na2S2O3。
所需仪器如图2。
①按气流方向连接各仪器,接口顺序为:
____→g,h→____,____→____,____→d。
②装置G盛装的试剂是______________。
(3)Na2S2O3还原性较强,工业上常用来除去溶液中残留的Cl2,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)请设计简单的实验方案,证明上述残留的Cl2被还原成了Cl-:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(1)根据题意,装置A中要制备SO2,所以试剂甲为浓硫酸。
Na2CO3和Na2S2O3都会与H+发生反应,所以要保持C中溶液呈碱性,若呈酸性,则发生反应的离子方程式为CO
+2H+===H2O+CO2↑,S2O
+2H+===SO2↑+S↓+H2O。
在装置A中制备SO2,所以装置B、D的作用是吸收SO2,防止污染。
(2)①分析知,在装置H中制备SO2,在装置G中制备Na2S2O3,进而可得到仪器接口连接顺序。
②装置G盛装的试剂是Na2CO3和Na2S的混合溶液。
(3)Na2S2O3还原性较强,与Cl2发生氧化还原反应,离子方程式为S2O
+4Cl2+5H2O===2SO
+8Cl-+10H+。
(4)根据(3)中的离子方程式知,要证明生成了Cl-,需先排除SO
的干扰,证明生成了Cl-的方法是:
取少量反应后的溶液于试管中,滴入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀,再取上层清液(或过滤后取滤液),滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明Cl2被还原成了Cl-。
(1)浓硫酸 CO
+2H+===H2O+CO2↑ S2O
+2H+===SO2↑+S↓+H2O 吸收SO2,防止污染
(2)①a b c e f
②Na2CO3和Na2S的混合溶液
(3)S2O
+8Cl-+10H+
(4)取少量反应后的溶液于试管中,滴入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀,再取上层清液(或过滤后取滤液),滴加AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则说明Cl2被还原成了Cl-
题型2 定性综合实验的设计与评价
1.某校化学兴趣小组为探究二氧化氮的氧化性和还原性,设计了如下装置图:
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O
请回答下列问题:
(1)盛放浓硝酸的装置的名称是______________________________________。
(2)装置乙的作用是_______________________________________。
(3)装置丙中的实验现象为淡黄色固体变为白色,其反应为Na2O2+2NO2===2NaNO3,该实验证明NO2具有____________________性。
(4)装置丁可证明NO2具有氧化性,其实验现象为______________,反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)装置戊中通入空气的目的是____________________________________________。
(6)Cu(NO3)2稀溶液呈蓝色,某同学认为装置甲的B中反应后所得溶液呈绿色是由生成的红棕色NO2溶解于溶液中引起的,请设计一个简单的实验验证其正确性:
(1)盛放浓硝酸的装置是分液漏斗。
(2)由于生成的NO2中含有水蒸气,H2O能与Na2O2反应,对实验造成干扰,所以利用浓硫酸的吸水性除去NO2中含有的水蒸气。
(3)由反应Na2O2+2NO2===2NaNO3可知,Na2O2中氧元素化合价降低,NO2中氮元素化合价升高,NO2表现出还原性。
(4)NO2具有氧化性,可将溶液中的I-氧化为I2,I2与淀粉作用出现蓝色。
NO2具有氧化性,在反应过程中NO2中氮元素的化合价应该降低,生成NO,而不是N2,反应的化学方程式为NO2+2KI+H2SO4===K2SO4+I2+NO+H2O。
(5)NO不能被NaOH溶液直接吸收,需通入空气将NO转化为NO2,NO2可被NaOH溶液直接吸收。
(6)欲证明反应后的溶液呈绿色是由红棕色NO2溶于溶液中引起的,可将反应后绿色溶液中的NO2除去或在Cu(NO3)2稀溶液中通入NO2。
(1)分液漏斗
(2)除去生成的NO2中含有的水蒸气
(3)还原
(4)溶液变蓝 NO2+2KI+H2SO4===K2SO4+I2+NO+H2O
(5)将NO转化为NO2,被NaOH溶液吸收,防止污染环境
(6)将绿色溶液加水稀释,得到蓝色溶液[或往显蓝色的Cu(NO3)2溶液中通入NO2,合理即可]
2.已知Mg能在CO2中燃烧生成MgO和C,某化学兴趣小组的同学为了探究镁在SO2中燃烧的产物,进行了如下实验。
(1)用如图所示装置进行Mg和SO2反应的实验。
①选择制取SO2的合适试剂是________。
A.10%的H2SO4溶液 B.80%的H2SO4溶液
C.Na2SO3固体D.CaSO3固体
②装置C中NaOH溶液的作用是__________________________________________________________________________________________________________________。
③你认为上述装置________(填“有”或“没有”)不足之处。
如果有,请说明理由:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)确定燃烧产物的成分
①收集所得燃烧产物于试管中,加入过量的稀硫酸,发现试管中有气泡冒出,并伴有臭鸡蛋气味,可能的原因是__________________________________________________。
②将①中反应后的产物进行过滤后,用下图装置进行实验,将滤渣置于试管d中,滴入浓硫酸、加热,将产物依次通过品红溶液和酸性高锰酸钾溶液。
观察到试管E中品红溶液褪色,F中酸性高锰酸钾溶液褪色。
化学兴趣小组的同学根据上述现象,得出结论:
滤渣和浓硫酸在加热条件下反应,产生SO2。
请你根据上述实验的结果,写出镁在SO2中燃烧的产物__________。
写出滤渣与浓硫酸反应的化学方程式____________________________________________________。
(1)①实验室中一般用较浓的硫酸和亚硫酸钠固体反应制取SO2。
②装置C用来处理没有反应的SO2,防止污染环境。
③装置C中缺少防倒吸装置、A和B之间缺少干燥装置。
(2)①H2S具有臭鸡蛋气味,说明燃烧产物中有MgS,MgS与稀硫酸反应产生H2S。
②滤渣与浓硫酸反应,产生的气体能使品红溶液褪色,并且也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明产生的气体是SO2;
从而证明Mg在SO2中燃烧所得产物中有S。
再结合原子守恒,可知燃烧产物还有MgO,即燃烧产物有MgS、S和MgO。
硫与浓硫酸在加热条件下反应生成SO2。
(1)①BC ②吸收多余的SO2,防止污染环境
③有 在A和B之间未连接干燥装置;
未设计防倒吸装置(答出一点即可)
(2)①燃烧产物中有MgS,MgS与稀硫酸反应产生H2S
②MgS、S、MgO S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
3.高纯度镍是许多有机反应的催化剂。
某化学课题组拟以电镀废液(含有NiSO4、CuSO4溶液和FeSO4溶液)为原料,设计提取高纯镍的简单流程如下(阴离子省略):
难溶电解质
NiS
CuS
Cu(OH)2
Ni(OH)2
Fe(OH)3
Ksp或沉淀
完全的pH
1.1×
10-21
1.3×
10-36
pH=9
pH=9.5
pH=3.7
注:
Ni2+开始沉淀时的pH=7。
(1)加入新制氯水所发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________。
(2)加入NiCO3的目的是__________________________________________。
(3)在实验室中灼烧固体所使用的仪器有________________________________________________________________________。
(4)由氧化镍制备高纯度镍,有两种方案。
方案1:
氧化镍溶于稀硫酸,加入足量锌粉,过滤、洗涤、干燥。
方案2:
锌与稀硫酸反应产生氢气,氢气还原氧化镍。
制备等质量的镍粉,从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。
_________________________________________________________________。
(5)方案2所用的氢气可以选用下列装置中的________来制取,收集氢气可选用装置________。
(填写字母)
(1)分析题给流程知,加入新制氯水后电镀废液中的Fe2+被氧化为Fe3+,发生反应的离子方程式为Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-。
(2)结合题给工艺流程和信息知,加入NiCO3的目的是调节溶液pH=3.7,使溶液中的Fe3+完全变成Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)在实验室中灼烧固体所使用的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳。
(4)方案1:
操作简便、节省原料、实验安全。
产品纯度较高。
(5)锌与稀硫酸反应制备氢气为固体和液体不加热制备气体,可选用装置中的B、D;
氢气难溶于水,可用排水法收集,氢气的密度比空气小且与空气中的成分不反应,可用向下排空气法收集,故收集氢气可选用装置F、H。
(1)Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-
(2)调节溶液pH=3.7,使溶液中的Fe3+完全变成Fe(OH)3沉淀而除去
(3)酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳
(4)操作简便、节省原料、实验安全 产品纯度较高
(5)BD FH
题型3 定量综合实验的设计与评价
1.某同学进行硫酸铜晶体结晶水含量的测定实验。
完成下列填空:
【实验步骤】
(1)用____________(填仪器名称)准确称量瓷坩埚的质量。
(2)在瓷坩埚中加入约2g研细的硫酸铜晶体,并称量。
(3)把盛有硫酸铜晶体的瓷坩埚放在泥三角上慢慢加热,直到蓝色完全变白,然后把坩埚移至____________(填仪器名称)中冷却到室温,并称量。
(4)重复(3)的实验进行恒重操作,直至两次称量结果相差不超过0.001g。
【数据记录与处理】
第一次实验
第二次实验
坩埚的质量(g)
29.563
30.064
坩埚+试样的质量(g)
31.676
32.051
恒重后,坩埚+硫酸铜的质量(g)
30.911
31.324
x的值
5.05
5.13
(5)根据上表中的数据处理结果,计算本实验的相对误差为__________%。
(已知x的理论值为5)
【分析与讨论】
(6)做一次实验,至少需要加热________次(填数字,下同);
至少需要称量________次。
(7)恒重操作的目的是__________________。
(8)实验值比理论值偏大的原因可能是________(填编号)。
a.加热过程中有少量晶体溅出
b.被测样品中含有加热不挥发的杂质
c.实验前,晶体表面潮湿
d.晶体灼烧后直接放在空气中冷却
(3)在加热后冷却时,为了防止硫酸铜吸水,应将硫酸铜放在干燥器中进行冷却,从而得到纯净干燥的无水硫酸铜。
(5)本实验的相对误差为
100%=1.8%。
(6)硫酸铜结晶水含量测定实验是一个基本的定量实验,实验的关键是加热过程中使晶体中的结晶水全部失去。
为了保证失去全部结晶水,实验中要加热、称量、再加热、再称量,直到最后两次称量值相差不超过0.001g。
注意此实验最少要称量4次:
即称坩埚、称坩埚和晶体、称坩埚和无水硫酸铜、加热后再称量至恒重(至少一次)。
(7)恒重操作的目的是确保晶体失去了全部结晶水,减小实验误差。
(8)a项,加热过程中有少量晶体溅出,导致结晶水的质量测定结果偏大,实验值偏大;
b项,被测样品中含有加热不挥发的杂质,会导致测定的硫酸铜的质量偏大,测定的结晶水的质量偏小,实验值偏小;
c项,实验前,晶体表面潮湿,导致测定的结晶水的质量偏大,实验值偏大;
d项,晶体灼烧后直接放在空气中冷却,硫酸铜会吸收少量水,计算出的结晶水的质量偏小,实验值偏小。
(1)电子天平
(3)干燥器
(5)1.8
(6)2 4
(7)确保晶体失去了全部结晶水,减小实验误差
(8)ac
2.某实验小组做乙醛和新制氢氧化铜的反应时,发现NaOH的用量对反应产物有影响,于是他们采用控制变量的方法,均使用0.5mL40%的乙醛溶液进行下列实验。
编号
2%CuSO4
溶液的体积
10%NaOH
振荡后
的现象
pH
加乙醛水浴加热后的沉淀颜色
1
2mL
3滴
浅蓝绿色沉淀
5~6
2
a
15滴
浅蓝色沉淀
7~8
黑色沉淀
3
1mL
蓝色悬浊
沉淀较少
9~10
红褐色沉淀
4
b
沉淀较多
11~12
红色沉淀
5
1mL
3mL
蓝紫色溶液
12~13
______
(1)上表中a、b应为________(填字母序号)。
A.15滴、1mL B.2mL、1mL
C.15滴、2mLD.2mL、2mL
(2)查阅资料可知,实验1中的浅蓝绿色沉淀的主要成分为Cu2(OH)2SO4,受热不易分解。
写出生成Cu2(OH)2SO4反应的化学方程式________________________。
基于实验1、2的现象可以得出结论:
NaOH用量较少时,________________________________________________________________________。
(3)小组同学推测实验3中的红褐色沉淀可能是CuO和Cu2O的混合物,其依据是__________________________________________________________________________。
(4)由实验4可以得出结论:
当NaOH的用量较大时,新制氢氧化铜可以与乙醛发生反应,生成Cu2O红色沉淀。
该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)小组同学查阅资料得知:
Cu(OH)2可与OH-继续反应生成蓝紫色溶液{[Cu(OH)4]2-},由此提出问题:
[Cu(OH)4]2-能否与乙
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- 新学 高考 化学 二轮 复习 增分练第 26 实验 综合