（江蘇專版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十一）化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)（含解析）.doc
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跟蹤檢測（三十一） 化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn) 1．引火鐵——一種活性很強(qiáng)的鐵粉，一般用于焊接鐵軌等。某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)如下兩套裝置，擬用普通鐵粉在加熱條件下與水蒸氣反應(yīng)，再將制得的鐵氧化物經(jīng)此反應(yīng)的逆反應(yīng)制備顆粒很細(xì)、活性很高的引火鐵。 Ⅰ.“鐵氧化物制備實(shí)驗(yàn)”的探究 (1)因試管A內(nèi)壁沾有少量蒸餾水，為防止裝鐵粉時(shí)將其沾在試管內(nèi)壁上，應(yīng)先傾斜試管，然后用________將鐵粉送至試管中下部。 (2)試管A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。裝置Ⅰ中酒精燈的作用是___________________________。 (3)某學(xué)生設(shè)計(jì)如下方案，確認(rèn)A中固體的成分，其中不正確的是________。 a．取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KSCN，溶液不變紅，說明A中固體含有Fe b．取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KSCN，溶液變紅，說明A中固體含有Fe2O3 c．取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KMnO4溶液，紫色褪去，說明A中固體含有Fe3O4 Ⅱ.“引火鐵制備實(shí)驗(yàn)”的問題探究 (4)儀器B的名稱為________，其中盛裝的試劑為________(填字母)。U形管中應(yīng)加入的試劑是________。 a．6 molL－1鹽酸 b．4 molL－1 NaOH溶液 c．濃硫酸 (5)為確保實(shí)驗(yàn)安全，在實(shí)驗(yàn)過程中必須注意：①C中反應(yīng)前，在D出口必須________________________________________________________________________；②點(diǎn)燃?xì)錃狻? 解析：(2)根據(jù)化學(xué)方程式可知酒精燈在此處的作用。(3)b項(xiàng)Fe3O4溶解也產(chǎn)生＋3價(jià)的鐵；c項(xiàng)沒有反應(yīng)完的鐵粉有可能轉(zhuǎn)化成Fe2＋，然后使KMnO4溶液的紫色褪去。(4)選擇的試劑應(yīng)能制取純凈的H2。(5)可燃性氣體H2在與鐵氧化物反應(yīng)前需要驗(yàn)純，防止爆炸，過量的氫氣不能直接排放到空氣中。 答案：(1)紙槽(或藥匙) (2)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 將水轉(zhuǎn)化為水蒸氣同時(shí)提供反應(yīng)所需的能量 (3)bc (4)長頸漏斗 a 堿石灰(或CaO等) (5)檢驗(yàn)氫氣的純度(其他答案合理即可) 2．亞硝酸鈉(NaNO2)是工業(yè)鹽的主要成分，在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室以木炭、濃硝酸、Na2O2為主要原料按照如圖所示裝置制備亞硝酸鈉(加熱裝置及部分夾持裝置已略去)，反應(yīng)原理為2NO＋Na2O2===2NaNO2。 回答下列問題： (1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________。 (2)B裝置中銅的作用是_______________________________________________。 (3)充分反應(yīng)后，C中生成的固體除NaNO2外，還可能有雜質(zhì)生成，應(yīng)在B、C之間加一個(gè)裝置，該裝置所盛放試劑的名稱是______________。 (4)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，以下實(shí)驗(yàn)操作步驟正確的順序?yàn)開________(填標(biāo)號(hào))。 a．打開彈簧夾，向裝置中通入N2 b．點(diǎn)燃酒精燈 c．向三頸燒瓶中滴加濃硝酸 d．熄滅酒精燈 e．關(guān)閉分液漏斗旋塞 f．停止通入N2 (5)D裝置用于尾氣處理，寫出D中反應(yīng)的離子方程式： ________________________________________________________________________。 (6)利用改進(jìn)后的裝置，將7.8 g Na2O2完全轉(zhuǎn)化成NaNO2，理論上至少需要木炭________g。 解析：(1)A裝置中發(fā)生碳與濃硝酸的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(2)A 裝置生成的二氧化氮進(jìn)入B裝置中和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，因此B裝置中銅的作用是銅可以和二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸反應(yīng)，提高NO產(chǎn)率。(3)因?yàn)橐谎趸谢煊卸趸己退魵?，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉，為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應(yīng)為堿石灰，用來吸收二氧化碳和水蒸氣。(4)由于該實(shí)驗(yàn)中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實(shí)驗(yàn)過程中有一氧化氮產(chǎn)生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以利用氮?dú)馀趴諝?。又因?yàn)镹O有毒，所以最后需要利用氮?dú)獍咽Ｓ嗟腘O全部排入酸性高錳酸鉀溶液中，因此實(shí)驗(yàn)操作順序?yàn)閍cebdf。(5)NO與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為5NO＋3MnO＋4H＋===5NO＋3Mn2＋＋2H2O。(6)n(Na2O2)＝＝0.1 mol，根據(jù)C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有關(guān)系式C～4NO2～NO～HNO3，根據(jù)3Cu＋8HNO3===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，有關(guān)系式HNO3～Cu～NO，則有C～NO，所以碳與總的NO的關(guān)系式為C～NO，根據(jù)2NO＋Na2O2===2NaNO2，可知碳與Na2O2的關(guān)系式為C～Na2O2，所以7.8 g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要碳的質(zhì)量為0.1 mol12 gmol－1＝1.2 g。 答案：(1)C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)銅可以和二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸反應(yīng)，提高NO產(chǎn)率 (3)堿石灰 (4)acebdf (5)5NO＋3MnO＋4H＋=== 5NO＋3Mn2＋＋2H2O (6)1.2 3．三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]3H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷，它受熱易分解，為了驗(yàn)證其氣態(tài)產(chǎn)物，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置： (1)若實(shí)驗(yàn)中，觀察到B、E中的溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是________________________________________________________________________； 說明其氣態(tài)產(chǎn)物是________、________；為驗(yàn)證另一種氣態(tài)產(chǎn)物，應(yīng)在A、B之間增加的裝置為_________________________________________________________。 (2)為了使實(shí)驗(yàn)更安全、更嚴(yán)密，你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需要如何改進(jìn)？ ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (3)固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以＋3價(jià)形式存在，理由是_______________________________________________。 現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式。 ①提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：____________________________________________________________； 假設(shè)2：__________________________________________________________； 假設(shè)3：_________________________________________________________。 ②某學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究上述假設(shè)，除3%H2O2、蒸餾水外，還需要下列試劑中的________________________________________________________________________。 限選試劑：濃硫酸、1.0 molL－1 HNO3、1.0 molL－1鹽酸、1.0 molL－1NaOH溶液、0.1 molL－1KI溶液、0.1 molL－1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。 解析：(1)B中溶液變渾濁說明氣態(tài)產(chǎn)物中有CO2，E中溶液變渾濁說明CO被酸性高錳酸鉀溶液氧化為CO2，故D中的現(xiàn)象是溶液褪色或變淺，從而可說明氣態(tài)產(chǎn)物有CO；另一種氣態(tài)產(chǎn)物是H2O，其驗(yàn)證方法是將A中產(chǎn)生的氣體通過盛有無水CuSO4的干燥管。(2)從安全角度考慮應(yīng)在B裝置前加一個(gè)防倒吸裝置，從嚴(yán)密性角度考慮，要在C裝置后增加一個(gè)檢驗(yàn)CO2是否除盡的裝置。(3)①由于反應(yīng)過程中有CO生成，能還原Fe3＋，故固體產(chǎn)物中無Fe3＋，其成分可能有三種情況：Fe、FeO、Fe和FeO。②探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式，可以將固體產(chǎn)物放入足量的0.1 molL－1的CuSO4溶液中攪拌使其充分反應(yīng)，然后過濾洗滌沉淀，再加入足量的1.0 molL－1的鹽酸，若溶液中有不溶的紅色物質(zhì)，則說明固體產(chǎn)物中含有Fe(發(fā)生反應(yīng)為Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu)，向溶液中加入20% KSCN溶液，不變紅色，然后再向溶液中滴加雙氧水，若變紅色，則說明固體產(chǎn)物中含有FeO。 答案：(1)溶液褪色或變淺 CO2 CO 盛有無水CuSO4的干燥管 (2)①在B裝置之前加一個(gè)防倒吸裝置?、谠贑裝置后增加一個(gè)檢驗(yàn)二氧化碳是否除盡的裝置(或盛有澄清石灰水的試管) (3)有還原性氣體CO生成，能將三價(jià)鐵還原，故不可能有三價(jià)鐵存在 ①鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì) 鐵元素的存在形式為FeO 鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物 ②1.0 molL－1鹽酸、20%KSCN溶液、0.1 molL－1 CuSO4溶液 4．用廢雷尼鎳(主要成分為NiO、Al，少量Cr、Fe、C、S 及有機(jī)物)制備Ni(NO3)26H2O的實(shí)驗(yàn)流程如下： 已知：①在實(shí)驗(yàn)條件下，Ni2＋、Cr3＋在溶液中不能被NaClO或HNO3氧化。 ②NiSO4易溶于水，NiCO3難溶于水；Ni(NO3)2在20 ℃、90 ℃時(shí)溶解度依次為79.2 g、188 g/100 g 水。 ③“酸溶”后的溶液中主要的四種離子開始沉淀與沉淀完全的pH如表所示： Ni2＋ Fe2＋ Fe3＋ Cr3＋ 開始沉淀pH 6.2 7.6 2.3 4.5 沉淀完全pH 8.5 9.1 3.3 5.6 (1)“除鋁”所用試劑及主要操作為______________________________________。 (2)“灼燒”的主要目的是________________________________________________。 (3)“酸溶”時(shí)，用濃硫酸和水代替稀硫酸的目的是______________________________________________。 (4)“除鐵、鉻”時(shí)，F(xiàn)e2＋被氧化為Fe3＋的離子方程式為___________________________；氧化后需將溶液 pH調(diào)整到的范圍是__________________。 (5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由“凈化液”制取Ni(NO3)26H2O的實(shí)驗(yàn)方案：___________________________ _________________________________________________，離心分離、洗滌、干燥得Ni(NO3)26H2O (實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有：6 molL－1硝酸，3 molL－1Na2CO3溶液)。 解析：(1)“除鋁”利用鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而其他物質(zhì)不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所用試劑及主要操作為用NaOH 溶液浸泡、過濾、洗滌及干燥。(2)“灼燒”的主要目的是除去C、S及有機(jī)物。(3)“酸溶”時(shí)，用濃硫酸和水代替稀硫酸的目的是利用濃硫酸與水混合放熱，使溶液溫度升高，加快酸溶速率。(4)“除鐵、鉻”時(shí)，F(xiàn)e2＋被次氯酸鈉氧化為 Fe3＋的離子方程式為2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O；氧化后需將溶液 pH調(diào)整使Fe3＋、Cr3＋沉淀完全而Ni2＋還沒有開始沉淀，則調(diào)整到的范圍是5.6下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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