2020版高考化学突破二轮复习 大题题型集训1　综合实验探究.doc

1、 大题题型集训(一) 综合实验探究 (建议用时：35 分钟) (对应学生用书第 168 页) 1(2019 广西名校联考)草酸亚铁晶体(FeC2O4 xH2O)为淡黄色粉末，不溶于水，可作照相显影剂和用于 制药工业。某化学兴趣小组对其性质进行如下探究，回答下列问题： .定性探究 选用下列试剂设计实验方案，完成下表内容。 试剂：酸性 KMnO4溶液、K3Fe(CN)6溶液 操作 现象 结论与解释 (1)取少量草酸亚铁晶体于试 管中，加入 2 mL 水，振荡后 静置 有淡黄色沉淀， 上层清液无色 草酸亚铁不溶于水 (2)继续加入 2 mL 稀硫酸，振 荡 _ 草酸亚铁溶于硫酸， 硫酸酸性 强于草酸

2、 (3)向步骤(2)所得溶液中滴加 几滴 K3Fe(CN)6溶液 产生蓝色沉淀 _ (4)_ _ H2C2O4或 C2O2 4具有还原性 .定量探究：滴定实验测 x 的值 (5)滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母序号)。 a用 0.100 0 mol L 1 的酸性 KMnO4溶液润洗 b查漏、清洗 c排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 d盛装 0.100 0 mol L 1 的酸性 KMnO4溶液 e初始读数、记录为 0.50 mL (6)称取 n g 样品，加入适量稀硫酸溶解，用步骤(5)准备的标准 KMnO4溶液直接滴定，如何判断滴定终 点？_ _。 解析 .(2)草酸亚铁晶体不溶于水，

3、向其中加入稀硫酸，会看到固体溶解，溶液变为浅绿色，这是 由于溶液中含有 Fe2 ；(3)向该溶液中滴加几滴 K 3Fe(CN)6溶液，会看到产生蓝色沉淀，发生反应：3Fe 2 2Fe(CN)63 =Fe 3Fe(CN)62， 证明该溶液中含有 Fe 2； (4)继续滴加 K 3Fe(CN)62溶液(或至不再沉淀)， 静置，取上层清液滴加酸性 KMnO4溶液，会看到紫色褪色，这是由于溶液中含有的 H2C2O4、C2O2 4具有还 原性，而酸性 KMnO4溶液具有氧化性，将微粒氧化为 CO2，酸性 KMnO4被还原为无色的 Mn2 。 .(5) 滴定前，首先要查漏、清洗；然后用 0.100 0 m

4、ol L 1 的酸性 KMnO4溶液润洗；第三是盛装 0.100 0 mol L 1 的酸性 KMnO4溶液；第四排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面；平视凹液面，初始读数、记录为 0.50 mL， 即操作步骤顺序为 badce。 答案 .(2)固体溶解，溶液变为浅绿色 (3)含有 Fe2 (4)继续滴加 K 3Fe(CN)6溶液(或至不再沉 淀)，静置，取上层清液滴加酸性 KMnO4溶液 紫色褪去 .(5)badce (6)当滴入最后一滴标准液，溶液 颜色由浅绿色变成浅紫色，且半分钟内颜色不变色，则说明达到滴定终点 2 (2019 成都模拟)砂质土壤分析中常用 Karl Fischer 法是测定其

5、中微量水含量， 该方法原理是 I2和 SO2 反应定量消耗水(假设土壤中其他成分不参加反应)，据此回答下列问题： (1)写出该反应的化学反应方程式：_ _。 步骤：消耗反应样品中的水 下图是某同学在实验室模拟 Karl Fischer 法的实验装置图： (2)装置连接的顺序为 a_(填接口字母顺序)；M 仪器的名称为_，其在实验过程中 的作用是_。 (3)操作步骤为连接装置并检查装置气密性，装入药品，_； 关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞；反应结束后，关闭分液漏斗活塞，继续通入 N2 ，取下 D 装 置， 步骤中继续通入 N2的目的是_。 步骤：测定剩余的碘 向反应后的 D 装置加入蒸馏水，过滤，

6、充分洗涤滤渣，并合并洗涤液和滤液，将其配成 250.00 mL 溶 液，取 25.00 mL 用 0.20 mol L 1 Na 2S2O3标准液滴定剩余的碘单质，已知反应如下：2S2O 2 3I2=S4O 2 6 2I 。 (4)Na2S2O3标准液应装在_(填“酸式”“碱式”)滴定管中；上述操作中，合并洗涤液和滤液的 目的是_。 (5)滴定实验重复四次得到数据如下： 实验 消耗的标准液的体积/mL 18.37 20.05 19.95 20.00 若实验开始时， 向 D 装置中加入 10.00 g 土壤样品和 10.16 g I2(已知 I2过量)， 则样品土壤中水的含量 为_%(计算结果保

7、留小数点后一位)。 若Na2S2O3标准液已部分氧化变质， 则水含量测定结果将_(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 解析 (2)装置 A 是制备二氧化硫气体，装置 B 中的碱石灰可以吸收尾气，并防止外界水蒸气加入装 置，应该在整套装置的最后，D 装置应该为二氧化硫与样品反应的装置，进入该装置的二氧化硫需要用浓 硫酸(E)干燥，C 装置为安全瓶，因此装置的顺序为 ACEDB，接口顺序为 deihgfb(c)；根据 图示，M 为长颈漏斗，在实验过程中，可以起到平衡内外气压，防止压强过大的作用。 (4)Na2S2O3水解显碱性，标准液应装在碱式滴定管中。 (5)实验开始时， 向 D 装置中加入 10

8、.00 g 土壤样品和 10.16 g I2(已知 I2过量)， n(I2) 10.16 g 254 g mol 10.04 mol，向反应后的 D 装置加入蒸馏水，过滤，充分洗涤，并合并洗涤液和滤液，将其配成 250.00 mL 溶液， 取 25.00 mL 用 0.20 mol L 1 Na 2S2O3标准液滴定剩余碘单质，根据实验数据可知，实验的误差较大，删 除该数值，实验消耗 Na2S2O3溶液的平均值20.0519.9520.00 3 mL 20.00 mL，根据 2S2O2 3 I2=S4O2 62I ，消耗碘单质物质的量n(Na 2S2O3)1 2 250 mL 25 mL 1

9、20.020 0 L0.20 mol L 1100.02 mol， 剩余I2物质的量0.04 mol0.02 mol0.02 mol， 即与二氧化硫反应的碘单质物质的量0.04 mol0.02 mol0.02 mol， 消耗水为0.04 mol， 土壤样品中水的含量0.04 mol18 g mol 1 10.00 g 100%7.2%； 若Na2S2O3 标准液已部分氧化变质，滴定过程中消耗的硫代硫酸钠溶液体积增大，测定剩余碘单质物质的量增大，则 与二氧化硫反应的碘单质减少，反应的水的物质的量减小，计算得到水的含量偏低。 答案 (1)SO2I22H2O=H2SO42HI (2)deihgfb(

10、c) 长颈漏斗 平衡内外气压， 防止压强过大 (3)打开弹簧夹，通入氮气 将装置中的 SO2全部赶入 B 装置中吸收 (4)碱式 使所剩余的 碘单质均进入滤液，测量结果更准确 (5)7.2 偏低 3 (2019 菏泽一模)氮化铬(CrN)是一种良好的耐磨材料， 实验室可用无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下 反应制备，反应原理为 CrCl3NH3= 高温 CrN3HCl。回答下列问题： (1)制备无水氯化铬。氯化铬有很强的吸水性，通常以氯化铬晶体(CrCl3 6H2O)的形式存在。直接加热脱 水往往得到 Cr2O3，有关反应的化学方程式为_。以氯化铬晶体制备无水氯化铬的 方法是_ _。 (2

11、)制备氮化铬。某实验小组设计制备氮化铬的装置如下图所示(夹持与加热装置省略)： 装置 A 中发生反应的化学方程式为_。 实验开始时，要先打开装置 A 中活塞，后加热装置 C，目的是_ _。 装置 B 中盛放的试剂是_， 装置 D 的作用是_。 有同学认为该装置有一个缺陷，该缺陷是_。 (3)氮化铬的纯度测定。制得的 CrN 中含有 Cr2N 杂质，取样品 14.38 g 在空气中充分加热，得固体残渣 (Cr2O3)的质量为 16.72 g，则样品中 CrN 与 Cr2N 的物质的量之比为_。 (4) 工 业 上 也 可 用 Cr2O3与 NH3在 高 温 下 反 应 制 备 CrN 。 相 关

12、 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _， 提出一条能降低粗产品中氧含量的措施：_。 解析 (1)氯化铬晶体(CrCl3 6H2O)加热后会发生水解，直接加热脱水得到 Cr2O3，反应的化学方程式 为 2CrCl3 6H2O= Cr 2O39H2O6HCl；若以氯化铬晶体制备无水氯化铬，则要抑制其水解，要在 HCl 的气氛中加热。 (2)由制取氮化钙反应可知，装置中不能有空气，否则会影响实验，所以实验开始时，要先打开装置 A 中活塞，后加热装置 C，目的是用生成的氨气排除装置内的空气； 制备时装置中不能有水，所以装置 B 中盛放的试剂是碱石灰，用来干燥氨气；装置 D 则是为了防止 空气中的水分

13、进入装置 C。 (3)设样品中 CrN 与 Cr2N 的物质的量分别为 x、y， 则由题给条件有：66 g mol 1x118 g mol1y14.38 g，x2y 16.72 g 152 g mol 12； 联立方程，解得 x0.2 mol，y0.01 mol， 则样品中 CrN 与 Cr2N 的物质的量之比为 0.2 mol0.01 mol201。 (4)根据题给信息中的反应 CrCl3NH3= 高温 CrN3HCl， 类比此反应， 若用 Cr2O3与 NH3在高温下反应 制备 CrN 则生成氮化铬和水，化学方程式为 Cr2O32NH3= 高温 2CrN3H2O；若要降低粗产品中氧含量则

14、要 Cr2O3尽可能发生反应转化为氮化铬，可以采取增大 NH3的流量(浓度)的方法。 答 案 (1)2CrCl3 6H2O= Cr2O3 9H2O 6HCl 在 HCl 的 气 氛 中 加 热 (2)CaO NH3 H2O=Ca(OH)2NH3 用生成的氨气排除装置内的空气 碱石灰 防止空气中的水分进入装 置C 没有尾气处理装置 (3)201 (4)Cr2O32NH3= 高温 2CrN3H2O 增大NH3的流量(浓度)(或其它 合理答案) 4(2019 上饶六校联考)醋酸亚铬水合物Cr(CH3COO)22 2H2O 是一种氧气吸收剂，为红棕色晶体，易 被氧化，难溶于冷水，易溶于酸。其制备装置及

15、步骤如下： 检查装置气密性后，向三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量 CrCl3溶液。 关闭 K2，打开 K1，旋开分液漏斗的旋塞并控制好滴速。 待三颈烧瓶内的溶液由深绿色(Cr3 )变为亮蓝色(Cr2)时，将溶液转移至装置乙中，当出现大量红棕 色晶体时，关闭分液漏斗的旋塞。 将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥，称量得到 3.76 g Cr(CH3COO)22 2H2O。 (1)三颈烧瓶中的 Zn 与盐酸生成 H2的作用_， 还发生的另一个反应的离子方程式为_。 (2)实现步骤中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为_， 当乙中析出红棕色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是_、_、洗涤、干

16、燥。 (3)装置丙中导管口水封的目的是_。 (4)铬的离子会污染水，常温下要除去上述实验中多余的 Cr2 ，最好往废液中通入足量的空气，再加入 碱液，调节 pH 至少为_才能使铬的离子沉淀完全。已知 Cr(OH)3的溶度积为 110 32 (5)若实验所取用的 CrCl3溶液中含溶质 6.34 g， 则Cr(CH3COO)22 2H2O (相对分子质量为 376)的产率是 _。 解析 (1)产品易被氧化，因此生成 H2的作用是排除装置中的空气，防止醋酸亚铬水合物被氧化；锌 为活泼金属，与 Cr3 发生：Zn2Cr3=Zn22Cr2。(2)实现步骤中溶液自动转移至装置乙中，利用三 颈烧瓶中产生气

17、体的压强增大，把液体压到装置乙中，即打开 K2，关闭 K1；根据题给信息，醋酸亚铬水合 物难溶于冷水，因此采用操作是冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)Cr3 完全转化成沉淀，c(Cr3)105 mol L1， 因此有 c(OH ) 3 KspCrOH3 cCr3 3 110 32 10 5 mol L 1109 mol L1，即 pH 至少为 5，才能使 Cr3全部 转化成沉淀。(5)CrCl3的物质的量为 6.34 g 158.5 g mol 10.04 mol，根据铬元素守恒，Cr(CH3COO)22 2H2O 的物 质的量为 0.04 mol/20.02 mol，Cr(CH3COO)22 2

18、H2O 的质量为 0.02 mol376 g mol 17.52 g，即产率为 3.76 g/7.52 g100%50%。 答案 (1)排除装置中的空气 2Cr3 Zn=2Cr2Zn2 (2)关闭 K 1，打开 K2 冷却 过滤 (3)防 止空气中的氧气进入装置乙中氧化 Cr2 (4)5 (5)50% 5间溴苯甲醛常用作医药中间体，实验室以苯甲醛为原料，在无水 AlCl3催化下加热制备间溴苯甲醛。 .催化剂的制备 如图 1 是实验室制取少量无水 AlCl3的相关实验装置。已知无水氯化铝易升华，极易潮解。 图 1 (1)若气体 A 是 Cl2，且由 KMnO4和浓盐酸反应制取，该反应的离子方程式

19、为_ _。 (2)若固体 B 是 AlCl3 6H2O，则气体 A 是_，通入气体 A 的目的是_。 (3)若气体 A 为 Cl2，乙中的药品是碱石灰，则碱石灰的作用是_。 .间溴苯甲醛的制备 实验所用装置如图 2(夹持及加热装置已省略): 图 2 已知相关物质的沸点如下表所示： 物质 沸点/ 液溴 58.8 苯甲醛 179 12- 二氯乙烷 83.5 间溴苯甲醛 229 实验步骤如下： 步骤 1：将一定配比的无水 AlCl3、12- 二氯乙烷和苯甲醛在三颈烧瓶中充分混合后，升温至 60 ，缓 慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，维持温度不变，反应一段时间后，冷却。 步骤 2：将反应混合物缓慢加入一定

20、量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用 10% NaHCO3溶液洗 涤。 步骤 3：往洗涤后的有机相中加入适量无水 MgSO4固体，放置一段时间后，进行下一操作。 步骤 4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。 (1)仪器 a 的名称为_，本实验需要控制反应温度为 60 ，为了更好地控制反应温度，宜采用的 加热方式是_。 (2)步骤 2 分液时有机相处于_(填“上层”或“下层”)，NaHCO3可以除去有机相中的 Br2，反 应 中 1 mol Br2参 与 反 应 ， 转 移1 mol 电 子 且 产 生 无 色 气 体 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _。 (3)步骤 3 中将加入无水

21、MgSO4固体的有机相放置一段时间后，进行的下一操作是_。 解析 .(1)KMnO4和浓盐酸反应的离子方程式为 2MnO 416H 10Cl=2Mn25Cl 28H2O。 (2)由 AlCl3 6H2O 制备 AlCl3，只需使 AlCl3 6H2O 受热失去结晶水，通入 HCl 可防止 AlCl3水解。(3)因 Cl2 有毒， 无水 AlCl3极易潮解， 所以乙中碱石灰的作用是吸收未反应完的 Cl2且防止空气中的水蒸气进入甲中。 .(1)仪器 a 是直形冷凝管；当反应温度低于 100 时，可以采取水浴加热的方式，有利于控制温度， 且使反应体系受热均匀。(2)间溴苯甲醛密度比水大，有机相在下层；HCO 3水解使溶液呈碱性，Br2在碱性 条件下发生歧化反应，反应的离子方程式为 Br22HCO 3=Br BrO2CO 2H2O。(3)无水 MgSO4固 体的作用是吸收有机相中的水，固液分离的操作是过滤。 答案 .(1)2MnO 416H 10Cl=2Mn25Cl 28H2O (2)HCl 抑制 AlCl3水解 (3)吸收未反应完的 Cl2，防止空气中的水蒸气进入甲中 .(1)直形冷凝管 水浴加热 (2)下层 Br22HCO 3=Br BrO2CO 2H2O (3)过滤