《2020届高考冲刺专题训练（十一）实验评价与探究题型透析【含答案解析】.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考冲刺专题训练（十一）实验评价与探究题型透析【含答案解析】.docx（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、高考冲刺专题训练（十一）实验评价与探究题型透析1.亚氯酸钠常用作漂白剂。某化学小组设计实验制备亚氯酸钠,并进行杂质分析。实验:制备NaClO2晶体(装置如图所示)已知:ClO2为黄绿色气体,极易与水反应。NaClO2饱和溶液在低于38 时析出NaClO23H2O晶体,高于38 时析出NaClO2晶体,温度高于60 时NaClO2分解生成NaClO3和NaCl。(1)装置A中仪器b的名称是;a中能否用稀硫酸代替浓硫酸:(填“能”或“不能”),原因是。(2)装置A中生成ClO2的化学方程式为。(3)装置C中生成NaClO2时H2O2的作用是;为获得更多的NaClO2,需在装置C处添加装置进行改进,
2、措施为。(4)反应后,经下列步骤可从装置C的溶液中获得NaClO2晶体,请补充完整。.55 时蒸发结晶.用40 热水洗涤.低于60 干燥,得到成品实验:样品杂质分析(5)上述实验中制得的NaClO2晶体中还可能含有少量中学常见的含硫钠盐,其化学式为,实验中可减少该杂质产生的操作(或方法)是(写一条)。2.苯甲醛在浓氢氧化钾溶液中发生Cannizzaro反应,反应的化学方程式如下,可用于制备苯甲酸和苯甲醇。2+KOH+HCl +KCl已知:.乙醚微溶于水,是有机物良好的溶剂,沸点为34.6 ,极易挥发,在空气中的沸点为160 。.苯甲酸在水中的溶解度为0.17 g(25 ),0.95 g(50
3、),6.8 g(95 )。实验步骤:在50 mL三颈烧瓶中加入4.5 g KOH和4.5 mL水,将装置置于冷水浴中,打开磁力搅拌器,分批加入5 mL 新蒸苯甲醛(密度1.04 gmL-1),使反应物充分混合(如图1),最后成为白色糊状物,放置24 h以上。向反应混合物中逐渐加入足量水并振荡,使其完全溶解后倒入(填装置名称)中,用10 mL 乙醚萃取3次,合并乙醚萃取液,并依次用3 mL饱和亚硫酸氢钠溶液、5 mL 10% Na2CO3溶液及5 mL水洗涤,分出的乙醚层用无水Na2CO3干燥。干燥后的乙醚溶液在水浴中蒸去乙醚,然后适当调整和改造装置(如图2),继续加热蒸馏,收集198204 的
4、苯甲醇馏分,产量为2.16 g。乙醚萃取后的水溶液(水层),用浓盐酸酸化并充分冷却,使苯甲酸完全析出,过滤,粗产品用水重结晶得到苯甲酸,产量为2 g。(1)不断搅拌然后放置24 h的目的是。(2)步骤横线处的装置名称是。(3)萃取液共洗涤了3次,其中10% 碳酸钠溶液欲除去的杂质是(填化学式)。(4)使用水浴蒸去乙醚的优点是。(5)蒸去乙醚后适当的调整和改造装置,应将图2虚线框中的装置换为(填字母)。(6)苯甲酸重结晶时,常用冷水洗涤固体,其目的是;苯甲酸重结晶时所需的玻璃仪器有(填序号)。烧杯试管锥形瓶酒精灯量筒短颈玻璃漏斗玻璃棒(7)该实验中Cannizzaro反应的转化率是 %(由苯甲醇
5、计算,保留1位小数)。通常,该实验中苯甲酸的产率会比苯甲醇更低,若某次实验中未塞紧瓶塞,导致苯甲酸的产率明显偏高,可能的原因是。3.以SO2、软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe、Al、Ca及Pb的化合物等)、氨水及净化剂等为原料可制备MnSO4溶液和Mn3O4,主要实验步骤如下:步骤:如图所示装置,将SO2通入装置B中的软锰矿浆液中(MnO2+SO2MnSO4)。步骤:充分反应后,在不断搅拌下依次向仪器R 中加入适量纯净的MnO2、MnCO3,最后加入适量Na2S沉铅。步骤:过滤得MnSO4溶液。(1)仪器R的名称是。(2)装置A用于制取SO2,反应的化学方程式为。(3)装置B中的反应应控
6、制在90100 ,适宜的加热方式是。(4)装置C的作用是。(5)“步骤”中加入纯净MnO2的目的是,用MnCO3调节溶液pH时,需调节溶液pH的范围为(该实验条件下,部分金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表)。金属离子Fe2+Fe3+Al3+Mn2+开始沉淀的pH7.041.873.327.56沉淀完全的pH9.183.274.910.2(6)已知:用空气氧化Mn(OH)2浊液可制备Mn3O46Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O,主要副产物为MnOOH;反应温度和溶液pH对产品中Mn的质量分数的影响分别如图所示:反应温度超过80 时,Mn3O4的产率开始降低,Mn(OH)2是白色沉淀
7、,Mn3O4呈黑色;Mn3O4、MnOOH中锰的质量分数的理论值依次为72.05%、62.5%。请补充完整由步骤得到MnSO4溶液,并用氨水等制备较纯净的Mn3O4的实验方案:,真空干燥6 h得产品Mn3O4。4.实验小组制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)并探究其性质。资料:焦亚硫酸钠为白色晶体,可溶于水。(1)制备Na2S2O5(夹持装置略)装置A为SO2发生装置,A中反应的化学方程式是。 装置B 中析出白色晶体,可采取的分离方法是。将尾气处理装置C补充完整并标明所用试剂。(2)探究Na2S2O5的性质实验编号实验操作及现象实验取B中少量白色晶体于试管中,加入适量蒸馏水,得溶液a,测得溶液呈酸
8、性实验取少量溶液a于试管中,滴加足量氢氧化钡溶液,有白色沉淀生成,过滤后,将沉淀放入试管中,滴加过量盐酸,充分振荡,产生气泡,白色沉淀溶解实验取B中少量白色晶体于试管中,滴加1 mL 2 molL-1酸性KMnO4溶液,剧烈反应,溶液紫红色很快褪去实验取B中少量白色晶体于大试管中加热,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去;将褪色后的溶液加热,红色恢复由实验可知,Na2S2O5溶于水,溶液呈酸性的原因是(用化学和离子方程式表示)。向实验的白色沉淀中滴加过量盐酸,沉淀溶解,用平衡原理解释原因:。实验中经测定溶液中产生Mn2+,该反应的离子方程式是。实验中产生的气体为,实验中利用该气体的性质进行检验
9、。从上述实验探究中,体现出Na2S2O5具有的性质是(至少说出两点)。5.叠氮化钠(NaN3)是一种易溶于水的白色晶体,微溶于乙醇,不溶于乙醚,可用于合成抗生素头孢菌素药物的中间体、汽车安全气囊的药剂等。氨基钠(NaNH2)的熔点为210 ,沸点为400 ,在水溶液中易水解。实验室制取叠氮化钠的实验步骤及实验装置如下:打开止水夹K1,关闭止水夹K2,加热装置D一段时间;加热装置A中的金属钠,使其熔化,充分反应后,再停止加热装置D并关闭K1;向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210220 ,打开止水夹K2,通入N2O;冷却,向产物中加入乙醇,减压、浓缩、结晶后,再过滤,并用乙醚洗涤,晾干。回
10、答下列问题:(1)装置B中盛放的药品为;装置C的主要作用是。(2)氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为。(3)步骤中,为了使反应受热均匀,A装置中a容器的加热方式为;生成NaN3的化学方程式为;N2O可由NH4NO3在240245 分解制得(硝酸铵的熔点为169.6 ),则不能选择的气体发生装置是(填序号)。(4)图中仪器a用的是铁质而不用玻璃,其主要原因是。步骤中用乙醚洗涤的主要目的是。(5)实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:将2.500 g试样配成500.00 mL溶液。取50.00 mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00 mL 0.1010 molL-1(NH4
11、)2Ce(NO3)6溶液。充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8 mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示液,用0.0500 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗溶液29.00 mL。测定过程的化学方程式:2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN34NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2Ce4+Fe2+Ce3+Fe3+则试样中NaN3的质量分数为(保留两位小数)。6.硫氰酸盐在化学工业中有广泛的应用。如 NH4SCN在有机工业用作聚合反应的催化剂,医药工业用于抗生素的生产,印染工业用作印染扩散剂等。Co(SCN)2可以用于检验可卡因的存在。(1)C
12、o(SCN)2可以用CoSO4(aq)+Ba(SCN)2(aq)BaSO4(s)+Co(SCN)2(aq)来制备,也可用CoCO3与足量HSCN制备,请写出该反应的化学方程式:。(2)某小组为探究NH4SCN的热分解产物,按如图所示装置进行实验。图中盛放NH4SCN的装置名称是,通入氮气的作用是。反应一段时间后,发现B瓶中溶液分层,分液后取下层液体,该液体可将硫黄溶解,由此判断分解产物中有。D瓶中的石蕊溶液由紫色变为蓝色,证明分解产物中有,C瓶装置的作用是。反应完成后,取一定量B瓶上层溶液用盐酸酸化,然后滴入0.1 molL-1 CuSO4溶液中,立即析出黑色沉淀,请写出该反应的离子方程式:。
13、某同学指出该实验装置存在不足,请写出改进措施:。7.我国宋代沈括在梦溪笔谈中记载:“信州铅山县有苦泉,流以为涧。挹其水熬之,则成胆矾。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜。”某化学兴趣小组为探究胆矾(CuSO45H2O)的热分解产物,设计如图所示装置进行实验:已知:SO3的熔点为16.8 ,沸点为46.8 ;SO2的熔点为-72 ,沸点为-10 。请回答下列问题:(1)仪器a的名称是,a中的棒香能复燃,说明热分解产物中含有(填化学式)。(2)装置A中固体由蓝色变为黑色,装置B中的现象是。(3)装置C中冰水的作用是。(4)装置D中品红溶液褪色,装置E中有SO32-、SO42-生成,写出E中生成SO42-的总
14、离子方程式:。(5)若生成SO3和SO2的物质的量之比为11,则胆矾热分解的化学方程式为。(6)小组同学用滴定法测定某胆矾样品中CuSO4的含量,取m g样品配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用0.1000 molL-1的EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液V mL(滴定反应:Cu2+H2Y2-CuY2-+2H+)。样品中CuSO4的质量分数为%(用含m、V的代数式表示)。下列操作会导致CuSO4含量的测定结果偏高的是(填字母)。a.未润洗锥形瓶b.滴定终点时仰视读数c.滴定终点时滴定管尖嘴中有气泡(滴定前无气泡)参考答案与解析1.答案 (
15、1)蒸馏烧瓶不能ClO2极易与稀硫酸中的水反应,影响NaClO2的产率(2)2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2+2Na2SO4+H2O(3)作还原剂将装置C置于水浴中进行反应,控制温度在3860 (4)趁热过滤(或38 以上过滤)(5)Na2SO4控制浓硫酸的滴速(或固体混合物中加入过量的NaClO3等)解析 (4)从溶液中制取晶体,一般采用蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥的方法,为防止析出晶体NaClO23H2O,应趁热过滤,由信息可知,应控制温度3860 进行洗涤,低于60 干燥,所缺步骤为趁热过滤(或38 以上过滤)。(5)A中可能发生反应Na2SO3+ H2SO4(浓)Na2
16、SO4+SO2+H2O,产生的SO2 被带入装置C中与NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3与H2O2 反应生成Na2SO4,所以制得的NaClO2晶体中混有Na2SO4;为减少Na2SO4产生,应尽量减少生成SO2,采取的操作可以是控制浓硫酸的滴速。2.答案 (1)使反应物混合均匀,充分反应(2)分液漏斗(3)NaHSO3(4)受热均匀且便于控制温度(5)c(6)减少苯甲酸的溶解损失(7)81.5原料中的苯甲醛部分被空气氧化生成苯甲酸,导致苯甲酸的含量明显偏高解析 (5)蒸去乙醚后适当的调整和改造装置,收集198204 的苯甲醇馏分,此时蒸气温度较高,使用空气冷凝管可避免冷凝管通水冷却导
17、致管内外温差大而炸裂。(6)苯甲酸重结晶时,常用冷水洗涤固体,可减少苯甲酸的溶解损失;苯甲酸重结晶操作中需要烧杯、酒精灯、玻璃棒以及短颈玻璃漏斗。(7)加入5 mL新蒸苯甲醛,则苯甲醛的质量为5.2 g,理论上生成2.16 g苯甲醇需要苯甲醛的质量为2.16 g108 gmol-12212 gmol-1=4.24 g,则Cannizzaro反应的转化率由苯甲醇计算时,转化率为4.24 g5.2 g100%81.5%。3.答案 (1)三颈烧瓶(2)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O(3)水浴加热(4)吸收未反应的SO2,防止污染环境(5)将Fe2+氧化为Fe3+4.9pH7.5
18、6(6)将滤液加热并保温在6080 ,用氨水调节溶液pH并维持在89;在不断搅拌下,边通空气边滴加氨水,直至有大量黑色沉淀产生,静置,在上层清液中再滴加氨水至无沉淀产生;过滤,洗涤沉淀直至滤液中检测不出SO42-解析 (5)除杂过程中加入纯净MnO2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;用MnCO3调节溶液pH时,使Fe3+、Al3+沉淀完全,而Mn2+不沉淀,需调节溶液pH的范围为4.9pH7.56。4.答案 (1)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2 +H2O过滤 或 (2)Na2S2O5+H2O2NaHSO3,HSO3-H+SO32- BaSO3存在溶解平衡:BaSO3(s)Ba2+
19、(aq)+SO32-(aq),加入盐酸,SO32-+H+HSO3-,HSO3-+H+SO2+H2O,平衡右移,沉淀溶解5S2O52-+4MnO4-+2H+10SO42-+4Mn2+H2OSO2漂白性还原性、不稳定性、盐的通性解析 (2)由实验可知,Na2S2O5溶于水,先发生反应Na2S2O5+H2O2NaHSO3,HSO3-再电离:HSO3-H+SO32-,使溶液呈酸性。向实验的白色沉淀中滴加过量盐酸,沉淀溶解,BaSO3存在溶解平衡:BaSO3 (s)Ba2+(aq)+SO32-(aq),加入盐酸,SO32-+H+HSO3-,HSO3-+H+SO2+H2O,平衡右移,沉淀溶解。5.答案 (
20、1)碱石灰(或氢氧化钠固体)分离出冷凝的溶有氨气的水 (2)2Na+2NH32NaNH2+H2(3)油浴NaNH2+N2ONaN3+H2O (4)反应过程中可能生成的NaOH能腐蚀玻璃NaN3不溶于乙醚,能减少NaN3的溶解损耗,且乙醚易挥发,有利于产品快速干燥(5)93.60%6.答案 (1)2HSCN+CoCO3Co(SCN)2+H2O+CO2(2)硬质玻璃管防止空气(或氧气)干扰实验结果二硫化碳(或CS2)氨气作安全瓶,防止石蕊溶液倒吸Cu2+H2SCuS+2H+在D装置后面添加尾气吸收装置解析 (2)图中盛放NH4SCN的装置为硬质玻璃管。该小组要探究NH4SCN的热分解产物,需要防止
21、物质与氧气反应,通入N2,排尽装置中的氧气,防止其干扰试验。根据S难溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2,根据下层液体可以溶解硫黄可知,产物中有CS2。D瓶中的石蕊溶液由紫色变为蓝色,说明通入了碱性气体,该气体为氨气。氨气极易溶于水,C装置的作用是作安全瓶,防止D中的石蕊溶液发生倒吸。滴入硫酸铜溶液中,产生黑色沉淀,根据原子守恒可知沉淀为CuS。用盐酸酸化后,溶液中S2-的主要存在形式为H2S。由上述分析可知,分解产物中有氨气生成,需要进行尾气处理。7.答案 (1)球形干燥管O2(2)固体由白色变为蓝色(3)使SO3凝结为固体,防止其挥发影响对SO2的检验(4)2SO2+4OH-+O22SO42-
22、+2H2O(5)4CuSO45H2O4CuO+2SO2+2SO3+20H2O+O2(6)8Vmb解析 (3)由题目所给信息可知,SO3的熔点为16.8 ,沸点为46.8 ,所以装置C中冰水的作用是使SO3凝结,防止其挥发,影响对SO2的检验。(4)装置D中品红溶液褪色,证明气体中存在SO2,故装置E中NaOH与SO2反应生成Na2SO3,然后Na2SO3被O2氧化为Na2SO4,该反应的总离子方程式为2SO2+4OH-+O22SO42-+2H2O。(5)当反应中生成1 mol SO2时,转移2 mol电子,则应有0.5 mol O2生成,根据题目中生成SO3和SO2的物质的量之比为11,则胆矾
23、热分解的化学方程式为4CuSO45H2O4CuO+2SO2+2SO3+O2+20H2O。(6)20 mL溶液中,n(Cu2+)=n(EDTA)=0.1V10-3 mol,则100 mL溶液中,n(Cu2+)=0.5V10-3 mol,m(CuSO4)=0.5V10-3 mol160 gmol-1=0.08V g,则样品中CuSO4的质量分数为0.08Vgmg100%=8Vm%。a项,由于待测液中溶质的量由滴定管控制,故未润洗锥形瓶,对滴定实验结果不产生影响;b项,滴定终点时仰视读数,则使读得标准液的消耗体积偏大,由c待=V标c标V待可知滴定结果偏高;c项,滴定终点时滴定管尖嘴中有气泡,则使读得标准液的消耗体积比实际消耗的小,由c待=V标c标V待可知滴定结果偏低。