2019年高考化學(xué) 實(shí)驗(yàn)全突破 專題16 探究性實(shí)驗(yàn)練習(xí).doc
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專題16 探究性實(shí)驗(yàn) 1.ClO2是一種易溶于水難溶于有機(jī)溶劑的氣體,在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應(yīng)用廣泛。某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中制取ClO2,并探究其性質(zhì)?;卮鹣铝袉栴}: Ⅰ.ClO2的制備 實(shí)驗(yàn)室制備ClO2的反應(yīng)原理為2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl,裝置如下圖所示: (1)裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________。 (2)裝置B中盛放的最佳試劑為________(填字母代號(hào)); a.NaOH溶液 b.濃硫酸 c.飽和食鹽水 d.CCl4 e.飽和石灰水 (3)控制滴加濃鹽酸的速率,使產(chǎn)生的氣體緩緩?fù)ㄟ^裝置D,其目的是___________。 Ⅱ.探究ClO2的氧化性,按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn): (4)完成下列表格中的空格: 洗氣瓶 現(xiàn)象或作用 解釋原因 X 溶液由淺綠色變成棕黃色 反應(yīng)的離子方程式為_________________ Y 溶液中出現(xiàn)淡黃色沉淀 反應(yīng)的離子方程式為______________ Z NaOH溶液的作用是________________________ 反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2NaOH + 2ClO2 = NaClO2 + NaClO3 + H2O Ⅲ.測(cè)定水中的濃度 用碘量法測(cè)定水中ClO2濃度的實(shí)驗(yàn)步驟:取100 mL的水樣加稀硫酸調(diào)節(jié)pH至2~3,加入一定量的KI溶液,充分振蕩后,再加入幾滴指示劑,用2.010-4 mol/L標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定(已知:2ClO2 + 10I- + 8H+ = 5I2 + 2Cl- + 4H2O ;2S2O32- + I2 = S4O62- + 2I- )。 (5)若達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),消耗15.00 mL 標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液,則水樣中ClO2的濃度是 _________ mol/L。 【答案】MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O c 使NaClO2和Cl2充分反應(yīng),降低ClO2中Cl2的含量 5Fe2++ClO2+4H+===5Fe3++Cl-+2H2O 5S2-+2ClO2+8H+===5S↓+2Cl-+4H2O 吸收尾氣,防止污染環(huán)境 610-6 2.氮化鋰是一種優(yōu)良的貯氫材料,它是一種紫色或紅色的晶狀固體,在空氣中長(zhǎng)期暴露,最終會(huì)變成碳酸理。氮化理易水解生成氫氧化鋰和氨氣,在空氣中加熱能劇烈燃燒,特別是細(xì)粉末狀的氮化鋰: 鋰與氨反應(yīng)生成LiNH2和H2實(shí)驗(yàn)室用以下裝置制取干燥、純凈的N2并與金屬鋰(密度為0.534g/cm3) 反應(yīng)制取氮化鋰。 回答下列問題: (1)連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須______________ (2)實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①裝藥品 ②點(diǎn)燃C處酒精燈 ③點(diǎn)燃E處酒精燈 ④打開A中分液漏斗 正確的先后順序?yàn)開_______(填序號(hào)) (3)裝置A是制備氨氣的簡(jiǎn)易裝置燒瓶中固體是:_______;D裝置的作用是_______. (4)寫出C中化學(xué)方程式為___________ (5)將12.0g鋰放入E反應(yīng),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱得E裝置增加了7.0g,計(jì)算生成氮化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(結(jié)果保留一位小數(shù))。 (6)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明E中產(chǎn)物為氮化鋰:______ ___ 【答案】 檢查裝置氣密性 ①④③② 堿石灰或生石灰或固體氫氧化鈉 吸收氨氣并干燥氮?dú)? 3CuO + 2NH3Cu + N2 + 3H2O 92.1% 取少量產(chǎn)物于試管,滴入少量蒸餾水,用鑷子夾一塊濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙接近試管口,若試紙變藍(lán)色,則產(chǎn)物有氮化鋰,否則不含氮化鋰 總質(zhì)量為1.5+17.5=19g,氮化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:17.519100%=92.1%;正確答案:92.1%。 (6)氮化理易水解生成氫氧化鋰和氨氣,生成的氨氣為堿性氣體,然后再用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙進(jìn)行檢驗(yàn),如果試紙變?yōu)樗{(lán)色,結(jié)論得證;正確答案:取少量產(chǎn)物于試管,滴入少量蒸餾水,用鑷子夾一塊濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙接近試管口,若試紙變藍(lán)色,則產(chǎn)物有氮化鋰,否則不含氮化鋰。 3.某化學(xué)課外活動(dòng)小組通過實(shí)驗(yàn)研究NO2的性質(zhì)。 已知:2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O 利用下圖所示裝置探究NO2能否被NH3還原(K1、K2為止水夾,夾持固定裝置略去)。 (1)E裝置中制取NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。 (2)制取氨氣時(shí)若只用一種試劑,從下列固體物質(zhì)中選取___________ a.NH4HCO3 b.NH4C1 c.Ca(OH)2 d.NaOH (3)若NO2能夠被NH3還原,預(yù)期觀察到C裝置中的現(xiàn)象是____________________。 (4)實(shí)驗(yàn)過程中氣密性良好,但未能觀察到C裝置中的預(yù)期現(xiàn)象。該小組同學(xué)從反應(yīng)原理的角度分析了原因,認(rèn)為可能是: ① NH3還原性較弱,不能將NO2還原;② 在此條件下,NO2的轉(zhuǎn)化率極低; ③_______________________________________。 (5)此實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯的缺陷是________________________ (6)為了驗(yàn)證NO2能被Na2O2氧化,該小組同學(xué)選用B、D、E裝置,將B中的藥品更換為Na2O2,另選F裝置(如右圖所示),重新組裝,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ① 裝置的合理連接順序是 _____________ ② 實(shí)驗(yàn)過程中,B裝置中淡黃色粉末逐漸變成白色。經(jīng)檢驗(yàn),該白色物質(zhì)為純凈物,且無其他物質(zhì)生成。推測(cè)B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。 【答案】 Cu + 4HNO3 (濃) === Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O a C裝置中混合氣體顏色變淺 在此條件下,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率極慢 缺少尾氣吸收裝置 EDBF 2NO2 + Na2O2 = 2NaNO3 4.次氯酸鈉穩(wěn)定性遠(yuǎn)髙于次氯酸鈉,也可用于殺菌消毒。制備次氯酸鈉方法較多,常用的一種合成路線如下: 已知:1.次氯酸叔丁酯((CH3)3COCl),相對(duì)分子質(zhì)量為108.5,是具有揮發(fā)性的黃色油狀液體,密度為0.802g/mL,且有強(qiáng)烈刺激性臭味;2.(CH3)3COCl+LiOH=LiClO+(CH3)3COH 請(qǐng)回答: (1)實(shí)驗(yàn)第一步的反應(yīng)裝置如圖所示(夾持裝置省略),B裝置中支管的作用是___________;濃鹽酸逐滴滴加而不是一次性加入的原因是_______________。 (2)請(qǐng)寫出在裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________。 (3)對(duì)于操作1,下列說法不正確的是__________。 A.可以選用250mL規(guī)格的分液漏斗 B.操作1須在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行 C.進(jìn)行分液時(shí),可提早關(guān)閉旋塞,以防止次氯酸叔丁酯從下口流出 D.裝置B不合適進(jìn)行操作1 (4)進(jìn)行操作3時(shí),并不是直接加熱蒸發(fā)溶液,而是選擇在40C下緩慢蒸發(fā)溶液,試解釋其原因 __________。 (5)該實(shí)驗(yàn)中次氯酸鋰的產(chǎn)率為_____________。 【答案】平衡氣壓,使?jié)恹}酸順利下滴防止反應(yīng)太劇烈而發(fā)生副反應(yīng),引起產(chǎn)率降低(CH3)3COH+NaClO+HCl=(CH3)3COCl+NaCl+H2OAC蒸發(fā)時(shí),溶液溫度太高,會(huì)引起次氯酸根的水解,且生成的次氯酸不穩(wěn)定,導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)率和純度降低50.0% 5.檸檬酸鐵銨[(NH4)3Fe( C6 H5O7)2,摩爾質(zhì)量488 g/mol] 是一種重要的食品添加劑。一種制備檸檬酸鐵銨的實(shí)驗(yàn)步驟如下: 步驟1.在右圖三頸燒瓶中加入16.7 g FeSO47H2O、40 ml.蒸餾水,3mL硫酸和1 g NaClO3,強(qiáng)力攪拌; 步驟2.升溫至80℃,再補(bǔ)加l g NaClO3; 步驟3.向反應(yīng)器中加入NaOH溶液,溫度控制在80~90℃,劇烈攪拌; 步驟4.過濾,洗滌,瀝干,得活性Fe(OH)3; 步驟5.將Fe(OH)3和一定量的水加入三頸燒瓶中,控制95℃以上,加入計(jì)算量的檸檬酸溶液,攪拌,并保溫1h; 步驟6.冷卻到50℃,攪拌下加入氨水40 mL,靜置、濃縮至膏狀,80℃干燥得檸檬酸鐵銨24.9 g。 回答下列問題: (1)步驟1發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。 (2)步驟2再補(bǔ)加NaClO3的目的是_____________________________。 (3)步驟3確定Fe3+已沉淀完全的方法是_____________________________。 (4)步驟4過濾時(shí),所需硅酸鹽質(zhì)儀器除燒杯外,還需要_________________;證明Fe(OH)3已被洗滌干凈的方法為____________。 (5)檸檬酸鐵銨的產(chǎn)率為_________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。 【答案】6Fe2++ClO3-+6 H+=6Fe3++Cl- +3H2O確保Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+在上層清液中繼續(xù)滴加NaOH溶液,不產(chǎn)生沉淀(或其他合理答案)漏斗和玻璃棒取最后一次洗滌液于兩支試管中,分別滴加氯化鋇或硝酸銀溶液,并用硝酸酸化,均無白色沉淀出現(xiàn),證明Fe(OH)3已被洗滌干凈85.0% 【解析】(1)步驟1是氯酸鈉在酸性條件下氧化硫酸亞鐵,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++ClO3-+6 H+=6Fe3++Cl- +3H2O。 (2)步驟2再補(bǔ)加NaClO3的目的是確保Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+ 。 6.乙炔是重要的化工原料,廣泛用于有機(jī)合成和氧炔焊等。生產(chǎn)乙炔的方法有多種,如電石法、甲烷裂解法等。 (1)在Co(NO3)2催化下,乙炔可被50%的濃硝酸(硝酸被還原為NO2)在20~70℃時(shí)直接氧化為H2C2O42H2O。 ①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________; ②實(shí)際生產(chǎn)中硝酸可循環(huán)利用而不被消耗,用方程式說明:__________________。 (2)電石法原理為:由石油焦與生石灰在電爐中生成電石CaC2(含Ca3P2、CaS等雜質(zhì)),電石與水反應(yīng)生成C2H2(含PH3及H2S等雜質(zhì))。 ①已知焦炭固體與氧化鈣固體每生成l g CaC2固體,同時(shí)生成CO氣體吸收7.25kJ的熱量,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________; ②用CuSO4溶液凈化乙炔氣體,去除PH3的反應(yīng)之一為: 4CuSO4+PH3+4H2O==4Cu↓+H3PO4+4H2SO4,每去除1 mol PH3,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________; ③電石法工藝流程簡(jiǎn)單、容易操作、乙炔純度高,缺點(diǎn)是___________________(舉1例)。 (3)甲烷裂解法原理為:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H,實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的Kp(用平衡分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù),分壓=總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與溫度的關(guān)系如下圖所示: ①該反應(yīng)的△H________0(填“>”、“=”或“<”); ②圖中G點(diǎn)v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”); ③M點(diǎn)時(shí),若容器中氣體的總物質(zhì)的量為1 mol,CH4、C2H2及H2的物質(zhì)的量分別為a、b、c,則總壓P與a、b、c之間的關(guān)系為___________________。 【答案】C2H2+8HNO3=H2C2O42H2O+8NO2↑+2H2O 3NO2+H2O=2HNO3+NO,2NO+O2=2NO2 CaO(s)+3C(s)=CaC2(s)+CO(g) △H=+464kJmol-1 8mol 消耗大量的電能或污染嚴(yán)重 > > 7.I.甲同學(xué)用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2xH2O)并測(cè)量其結(jié)晶水含量。己知:在pH為4~5時(shí),F(xiàn)e3+幾乎完全水解而沉淀,而此時(shí)Cu2+卻幾乎不水解。制取流程如下: 回答下列問題: (1)溶液A中的金屬離子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能檢驗(yàn)溶液A中Fe2+的試劑____(填編號(hào)) ①KMnO4 ②K3[Fe(CN)6] ③NaOH ④KSCN (2)試劑①是_____,試劑②是_____。(填化學(xué)式) (3)為了測(cè)定制得的氯化銅晶體(CuCl2xH2O)中x的值,某興趣小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案:稱取mg晶體溶于水,加入足量氫氧化鈉溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再輕為止,冷卻,稱量所得黑色固體的質(zhì)量為ng。沉淀洗滌的操作方法是________,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得x=_____(用含m、n的代數(shù)式表示)。 II.乙同學(xué)設(shè)計(jì)了一套電解飽和食鹽水的實(shí)驗(yàn)裝置,來驗(yàn)證氯氣的某些性質(zhì)和測(cè)定產(chǎn)生的氫氣的體積?;卮鹣铝袉栴}: (4)所選儀器接口的連接順序是A接______,______接______;B接______,______接______;___________請(qǐng)用離子方程式說明淀粉KI溶液變藍(lán)的原因______________。 (5)若裝入的飽和食鹽水為75mL(氯化鈉足量,電解前后溶液體積變化可忽略,假設(shè)兩極產(chǎn)生的氣體全部逸出),當(dāng)測(cè)得氫氣為8.4mL(已轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)時(shí)停止通電。將U形管內(nèi)的溶液倒入燒杯,常溫時(shí)測(cè)得溶液的pH約為___________________。 【答案】①②H2O2(Cl2等合理答案)CuO向過濾器中加入適量的蒸餾水使其剛好浸沒沉淀,待水流下后,再次加入蒸餾水重復(fù)2~3次G F H, D E CCl2+2I-===I2+2Cl-12 8.某探究小組設(shè)計(jì)如右圖所示裝置(夾持、加熱儀器略),模擬工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行制備三氯乙醛(CCl3CHO)的實(shí)驗(yàn)。查閱資料,有關(guān)信息如下: ①制備反應(yīng)原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl 可能發(fā)生的副反應(yīng): C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O; CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl ②相關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì): C2H5OH CCl3CHO CCl3COOH C2H5Cl 相對(duì)分子質(zhì)量 46 147.5 163.5 64.5 熔點(diǎn)/℃ -114.1 -57.5 58 -138.7 沸點(diǎn)/℃ 78.3 97.8 198 12.3 溶解性 與水互溶 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)儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。 (2)裝置B的作用是_________________。該實(shí)驗(yàn)在裝置中有一處缺陷,即缺少氯氣的干燥裝置,缺少該裝置可能導(dǎo)致裝置C 中副產(chǎn)物______________(填化學(xué)式)的量增加;冷凝管的進(jìn)水口是________(填“a”或“b”); (3)裝置中球形冷凝管的作用是______________________,寫出D中所有可能發(fā)生的無機(jī)反應(yīng)的離子方程式___________________________________。 (4)反應(yīng)結(jié)束后,從C中的混合物中分離出CCl3COOH的方法是_________________。 (5)測(cè)定產(chǎn)品純度:稱取產(chǎn)品0.50g配成待測(cè)溶液,加0.1000 mol?L-1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,再加入適量Na2CO3溶液,反應(yīng)完全后,加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH,立即用0.02000 mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)。進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn),測(cè)得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。則產(chǎn)品的純度為_____________;(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)滴定的反應(yīng)原理:CCl3CHO+OH-==CHCl3+HCOO- HCOO-+I2== H++2I-+CO2↑ I2+2S2O32-==2I-+ S4O62- (6)為證明三氯乙酸的酸性比乙酸強(qiáng)。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下三種方案,你認(rèn)為能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀__________。 a.分別測(cè)定0.1molL-1兩種酸溶液的pH,三氯乙酸的pH 較小 b.用儀器測(cè)量濃度均為0.1molL-1 的三氯乙酸和乙酸溶液的導(dǎo)電性,測(cè)得乙酸溶液的導(dǎo)電性弱 c.測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的兩種酸的鈉鹽溶液的pH,乙酸鈉溶液的pH 較大 【答案】2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O除HClC2H5Cl 、CCl3COOHa冷凝回流Cl2+2OH-= Cl-+ClO-+H2O H++OH-=H2O蒸餾53%abc 9.無水硫酸銅是一種重要的化學(xué)試劑,工業(yè)上用低品位鋼礦(合CuS、Cu2S、CuO,以及FeO、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備無水硫酸銅的流程如下圖所示: (NH4)2SO4、CuSO4的溶解度(g)部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示: 溫度 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃ S(CuSO4)/g 17 20.7 24.4 28.5 33.6 40 77 S[(NH4)SO4]/g 73 75.4 78.1 81.0 84.5 87.8 102 (1)氧化與浸取過程中發(fā)生的反應(yīng)之一為Cu2S被MnO2氧化時(shí)有一種非全屬單質(zhì)生成,則該反應(yīng)的離子方程式為____________,濾渣1的主要成分是__________(填化學(xué)式),除鐵時(shí)加入CuO能得到濾渣2的原理是__________________。 (2)除鐵后,為了判斷濾液中是否有Fe3+殘留,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:__________。 (3)沉錳時(shí)還有一種酸性氣體生成,則沉錳時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。(已知pH=8.8時(shí),Mn2+開始沉淀)。 (4)為了從料液1中盡可能多地析出粗膽礬,操作a的內(nèi)容是__________(填名稱)。 (5)工業(yè)上利用上述原理制備膽礬。已知:298K時(shí),Ksp[Cu(OH)2]=2.210-20,Ksp[Fe(OH)3]=8.010-38。離子濃度小于110-5mol/L時(shí)表明該離子已完全沉淀。常溫下,若某溶液中c(Cu2+)=2.2 mol/L,c(Fe3+)=O.001mol/L,加入氧化銅除鐵時(shí),調(diào)節(jié)溶液pH范圍為________(lg5=0.7)。 【答案】Cu2S+2MnO2+8H+=2Mn2++S+2Cu2++4H2OSiO2、S(或SiO2、S、MnO2)CuO消耗溶液中的H+,有利于Fe3+的水解平衡向右移動(dòng)從濾液中取樣,滴加KSCN溶液,顯血紅色說明殘留Fe3+,不顯血紅色說明無Fe3+殘留(其他合理答案均可Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌)3.3- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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