（通用版）2020版高考化學一輪復習 跟蹤檢測（三十一）性質探究與定量測定實驗（含解析）.doc

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跟蹤檢測（三十一） 性質探究與定量測定實驗 1．已知某氣態(tài)化石燃料X中只含有碳、氫兩種元素，為探究該氣體中碳和氫兩種元素的質量比，某同學設計了燃燒法測量的實驗方案，通過測量裝置C和D的增重即可求得碳和氫兩種元素的質量比。實驗裝置如圖所示(已知CuO可以作為碳氫化合物燃燒的催化劑)： (1)若A裝置中所盛放的藥品是濃NaOH溶液，裝置A的作用有①___________________；②________________________________________________________________________。 (2)C裝置中所盛放的藥品是無水CaCl2或P2O5，作用是____________________。 (3)D裝置中所盛放的藥品是濃NaOH溶液，作用是_______________________。 (4)E裝置中所盛放的藥品是__________________，作用是 ________________________________________________________________________。 (5)上述裝置中有一處錯誤，請按要求填寫表格(不考慮酒精燈和加熱方法可能存在的錯誤；若增加儀器和藥品，請指明儀器、藥品名稱和位置)： 錯誤原因 改正方法 (6)若實驗裝置經(jīng)過改正后，得到的實驗數(shù)據(jù)如表： 質量 實驗前 實驗后 藥品＋U形管的質量/g 101.1 102.9 藥品＋廣口瓶D的質量/g 312.0 314.2 則該氣體中碳和氫兩種元素的質量比為________。 解析：(1)由于空氣中含有CO2，會干擾燃燒產(chǎn)物CO2的吸收，所以必須利用NaOH除去空氣中的CO2。其次還可以利用A中氣泡的產(chǎn)生的快慢來調節(jié)通入速率，以保證O2過量。(2)根據(jù)燃燒產(chǎn)物水和CO2可知，首先應該先吸收水，然后再吸收CO2。故C用來吸收水蒸氣。(3)D用來吸收燃燒生成的CO2。(4)由于空氣中也含有水蒸氣和CO2，所以E裝置是吸收空氣中的水和CO2的，因此試劑是堿石灰或固體NaOH。(5)由于從A中出來的氣體中一定含有水蒸氣，會對后續(xù)的實驗產(chǎn)生影響，所以需要在A和B之間加一個盛濃硫酸的洗氣瓶或盛無水CaCl2(或P2O5、堿石灰、固體NaOH等)的干燥管。(6)藥品＋U形管的質量增加1.8 g為生成水的質量，藥品＋廣口瓶D質量增加2.2 g為燃燒生成CO2氣體的質量，物質的量分別是0.1 mol水和0.05 mol CO2，其中碳和氫元素的質量之比＝(0.0512)∶(0.121)＝3∶1。 答案：(1)①除去空氣中的CO2氣體?、谡{節(jié)X和空氣的通入速率，保證O2過量　(2)吸收混合氣體中的水蒸氣 (3)吸收燃燒生成的CO2氣體 (4)堿石灰或固體NaOH　防止空氣中的CO2和水蒸氣進入裝置D，對結果產(chǎn)生影響 (5)加熱前沒有除去對本實驗有影響的水蒸氣　在A、B之間加一個盛濃硫酸的洗氣瓶或盛無水CaCl2(或P2O5、堿石灰、固體NaOH等)的干燥管　(6)3∶1 2．某化學學習小組采用如圖所示裝置，對濃硝酸與木炭的反應進行探究(已知：4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O)。 請回答下列問題： (1)檢查裝置氣密性后，將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至紅熱狀態(tài)，伸入三頸燒瓶中，并塞緊瓶塞，滴加濃硝酸，可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為________，產(chǎn)生該氣體的化學方程式是_________________________________________。 (2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，熾熱的木炭與濃硝酸反應后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀，該白色沉淀為________(填化學式)。 (3)裝置B的作用是____________________。 (4)裝置D中收集到了無色氣體，部分同學認為是NO，還有部分同學認為是O2。下列對該氣體的檢驗方法不合適的是________。 A．向裝置D中通入O2，觀察集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化 B．將濕潤的藍色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi)，觀察藍色石蕊試紙是否變紅 C．將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察木條是否復燃 解析：(1)碳與濃硝酸在加熱的條件下反應生成CO2和紅棕色的NO2，所以可觀察到三頸燒瓶中氣體的顏色為紅棕色，反應方程式為C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液，CO2通入其中，產(chǎn)生白色BaCO3沉淀。(3)根據(jù)裝置圖可以知道，裝置B的作用為安全瓶，防倒吸。(4)A項，NO和足量的O2反應生成紅棕色的NO2，正確；B項，NO和O2均不具有酸性，不能用濕潤的藍色石蕊試紙進行檢驗，錯誤；C項，O2能使帶火星的木條復燃，而NO不能，正確。 答案：(1)紅棕色　C＋4HNO3(濃)4NO2↑＋CO2↑＋2H2O　(2)BaCO3　(3)安全瓶，防倒吸 (4)B 3．(2019濰坊質檢)某種含有少量FeCl2雜質的FeCl3樣品，現(xiàn)要測定其中鐵元素的含量。實驗采用以下步驟進行： ①準確稱量m g樣品(2～3 g)； ②向樣品中加入10 mL 5 molL－1的鹽酸，再加入蒸餾水，配制成250 mL溶液； ③量取25 mL操作②中配得的溶液，加入3 mL溴水，加熱使之完全反應； ④趁熱迅速加入濃度為10%的氨水至過量，充分攪拌，使之完全沉淀； ⑤過濾，將沉淀洗滌、灼燒、冷卻稱量，反復操作至恒重。請根據(jù)上面的敘述回答： (1)若稱量前，托盤天平的指針偏向標尺左方；稱量讀數(shù)時，指針剛好在標尺的中間，則所得樣品的質量________。 A．比m g多　　B．比m g少　　C．恰好為m g (2)溶解樣品時要加入鹽酸，原因是_______________________________________。 (3)配制250 mL溶液時，除需250 mL的容量瓶、燒杯外，還需用到的玻璃儀器是_______________。 (4)加入溴水時發(fā)生反應的離子方程式是______________________________________。 (5)若坩堝質量為W1 g，坩堝與灼燒后固體的總質量是W2 g，則樣品中鐵元素的質量分數(shù)是________________________________________________________________________。 (6)若在配制250 mL溶液時，所用的容量瓶沒有洗干凈。當含有下列物質時，最終會使鐵元素的測定含量(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 ①NaCl________；②Fe2(SO4)3________。 解析：(1)稱量前，天平指針偏左，說明左盤質量大于右盤質量，稱量讀數(shù)時，指針剛好在標尺的中間，則所得樣品的質量偏小。(2)Fe2＋、Fe3＋能發(fā)生水解，加入鹽酸，可抑制Fe2＋、Fe3＋的水解。(3)配制過程中需要的儀器為托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、膠頭滴管，即還需用到的玻璃儀器是玻璃棒、膠頭滴管。(4)單質溴具有氧化性，能氧化Fe2＋生成Fe3＋，方程式為2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－。(5)若坩堝質量是W1 g，坩堝與最終灼燒后的固體總質量是W2 g，則生成的氧化鐵質量為(W2－W1)g,25 mL溶液中鐵元素的質量為g,250 mL中含有鐵元素質量為g，所以鐵元素質量分數(shù)為100%＝%。(6)①當含有NaCl時，沉淀質量不變化，所以不影響結果；②當含有Fe2(SO4)3時，沉淀質量變大，所以鐵元素的測定含量偏高。 答案：(1)B　(2)抑制Fe2＋、Fe3＋的水解 (3)玻璃棒、膠頭滴管 (4)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－　(5)% (6)①不變?、谄? 4．(2019周口聯(lián)考)葡萄酒中抗氧化劑的殘留量是以游離SO2的含量計算，我國國家標準(CB2760－2014)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量≤0.25 gL－1。某興趣小組設計實驗方案對葡萄酒中SO2進行測定。 Ⅰ.定性實驗方案如下： (1)利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2SO3。設計如下實驗： 實驗結論：干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ⅱ.定量實驗方案如下(部分裝置和操作略)： (2)A中加入100.0 mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與B中H2O2完全反應，其化學方程式為____________________________。 (3)除去B中過量的H2O2，然后再用NaOH標準溶液進行滴定，除去H2O2的方法是________________________________________________________________________。 (4)步驟X滴定至終點時，消耗NaOH溶液30.00 mL，該葡萄酒中SO2的含量為_______ gL－1。該測定結果比實際值偏高，分析原因________________________。 解析：(1)干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色的可能原因是干白葡萄酒中SO2或亞硫酸含量太少。(2)SO2與雙氧水發(fā)生氧化還原反應生成硫酸，反應的方程式為SO2＋H2O2===H2SO4。(3)雙氧水在二氧化錳作催化劑的條件下發(fā)生分解反應生成水和氧氣，所以除去H2O2的方法是加入二氧化錳并振蕩。(4)根據(jù)2NaOH～H2SO4～SO2可知SO2的質量為(0.040 0 molL－10.030 L)64 gmol－1＝0.038 4 g，該葡萄酒中的SO2含量為＝0.384 gL－1；由于鹽酸易揮發(fā)，有部分氯化氯會揮發(fā)到B裝置中，所以會使氫氧化鈉的用量偏多，導致測定結果比實際值偏高。 答案：(1)干白葡萄酒中二氧化硫或亞硫酸含量太少 (2)SO2＋H2O2===H2SO4 (3)加入二氧化錳并振蕩(答案合理即可) (4)0.384　鹽酸揮發(fā)造成的干擾 5．(2019漳州模擬)過氧化鈣是一種溫和的氧化劑，常溫下為白色的固體，無臭無味，能潮解，難溶于水，可與水緩慢反應；不溶于醇類、乙醚等，易與酸反應，常用作殺菌劑、防腐劑等。某實驗小組擬選用如圖裝置(部分固定裝置略)制備過氧化鈣。 (1)請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為________(填儀器接口的字母標號，裝置可重復使用)。 (2)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：①檢驗裝置的氣密性后，裝入藥品；②打開分液漏斗活塞通入一段時間氣體，加熱藥品；③反應結束后，____________________________________(填操作)；④拆除裝置，取出產(chǎn)物。 (3)一小組同學利用CaCl2在堿性條件下與H2O2反應制得。制備CaO2的實驗方案和裝置示意圖如圖： ①三頸燒瓶中發(fā)生的主要反應的化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②支管B的作用是____________________________________________________。 ③步驟③中洗滌CaO28H2O的液體X的最佳選擇是________(填標號)。 A．無水乙醇　　　　　　 B．濃鹽酸 C．水 D．CaCl2溶液 ④該反應常用冰水浴控制溫度在0 ℃左右，其可能的原因分析：該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO28H2O產(chǎn)率；________________________________________________________________________。 (4)測定產(chǎn)品中CaO2含量的實驗步驟如下： 步驟一：準確稱取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g KI晶體，再滴入少量2 molL－1的硫酸，充分反應。 步驟二：向上述錐形瓶中加入幾滴________(作指示劑)。 步驟三：逐滴加入濃度為c molL－1的Na2S2O3溶液至反應完全，滴定至終點，記錄數(shù)據(jù)，再重復上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的體積為V mL。CaO2的質量分數(shù)為________(用字母表示)。(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O) 解析：(1)制備過氧化鈣時，用雙氧水制備氧氣，鈣屬于極活潑的金屬，極易與水反應生成氫氧化鈣和氫氣，而制備的氧氣中會混有水蒸氣，所以在與鈣化合之前需要干燥，選用的試劑是濃硫酸；同時為防止空氣中水蒸氣進入，最后還需要連接盛濃硫酸的洗氣瓶。(2)實驗結束時為防止空氣進入裝置，還要繼續(xù)通氧氣直到裝置冷卻，所以實驗結束時的操作為熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關閉分液漏斗的活塞。(3)①三頸燒瓶中氯化鈣與雙氧水發(fā)生反應，主要反應的化學方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3H2O＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl。②支管B的作用是平衡氣壓，便于恒壓滴液漏斗中的液體能夠順利滴下。③過氧化鈣(CaO2)難溶于水，可與水緩慢反應；不溶于醇類、乙醚等，步驟③中洗滌CaO28H2O的液體X的最佳選擇是無水乙醇。④該反應常用冰水浴控制溫度在0 ℃左右，其可能的原因分析：該反應是放熱反應，溫度低有利于提高CaO28H2O產(chǎn)率；溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率。(4)過氧化鈣氧化碘化鉀生成碘單質，碘遇淀粉變藍，故指示劑選淀粉溶液；根據(jù)電子轉移守恒關系可知： CaO2～I2～2S2O 72 g 2 mol aw g cV10－3mol 因此w＝100%＝%。 答案：(1)dfebcf(或dfecbf)　(2)熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關閉分液漏斗的活塞 (3)①CaCl2＋H2O2＋2NH3H2O＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl?、谄胶鈿鈮?，便于恒壓滴液漏斗中的液體能夠順利滴下?、跘?、軠囟鹊涂蓽p少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率　(4)淀粉溶液　% 6．(2019聊城模擬)中國中醫(yī)科學院青蒿素專家屠呦呦研究員獲得2016年度國家科學技術獎最高獎。青蒿素為烴的含氧衍生物，無色針狀晶體，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點為156～157 ℃，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥。某學習小組模擬從青蒿中提取青蒿素，并設計實驗測定青蒿素的分子結構。 (1)青蒿素的提取 從青蒿中提取青蒿素的方法主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝： 已知：乙醚沸點為35 ℃。 ①操作Ⅰ的名稱為________。 ②操作Ⅲ的主要過程可能是________。 A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 B．加95%的乙醇，濃縮、結晶、過濾 C．加入乙醚進行萃取分液 (2)青蒿素分子式的測定 可用燃燒法測定青蒿素的實驗式，所需裝置如圖： ①產(chǎn)生的氧氣按從左到右流向，所選裝置各接口的連接順序是g→c→__________________→盛有堿石灰的干燥管(裝置不能重復使用)。 ②B裝置的作用是________________。 ③E裝置中CuO的作用是________________________________________。 ④稱取28.2 g樣品(只含C、H、O三種元素中的兩種或三種)，經(jīng)充分燃燒后，A裝置質量增加66 g，C裝置質量增加19.8 g，則該有機物的最簡式為________。 ⑤若把盛有堿石灰的干燥管的裝置去掉，所測得樣品中氧的質量分數(shù)會________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 ⑥要確定該有機物的分子式，還需要的物理量為___________________________。 ⑦將青蒿素加入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶被顏色無明顯變化，加熱并攪拌，溶液紅色變淺，說明青蒿素可能與________(填標號)具有相同的性質。 A．乙醇　　　B．苯酚　　　C．丙酸　　　D．油脂 解析：(1)①操作Ⅰ是分離固體和液體，則可以用過濾的方法。②依據(jù)題干信息分析，A項，青蒿素不溶于水，錯誤；B項，加95%的乙醇，濃縮、結晶、過濾可以得到較純的青蒿素，正確；C項，加入乙醚進行萃取分液得到的還是混合物，錯誤。(2)實驗原理是測定一定質量的有機物完全燃燒時生成的二氧化碳和水的質量，來確定是否含氧及碳氫氧的個數(shù)比，求出最簡式，因此生成氧氣后必須除雜，明確各裝置的作用是解題的前提。A用來吸收二氧化碳，測定生成二氧化碳的質量，B用于干燥通入E中的氧氣，C用來吸收水，測定生成水的質量，D用來制取反應所需的氧氣，E是在電爐中加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)一氧化碳和氧化銅反應可被氧化生成二氧化碳的性質，可知氧化銅的作用是把有機物不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳轉化為二氧化碳。①D中生成的氧氣含有水蒸氣，應先通過B中的氯化鈣吸收，在E中電爐加熱時用純氧氣氧化管內(nèi)樣品，生成二氧化碳和水，如果有一氧化碳，則E中的氧化銅可以與一氧化碳進一步反應生成二氧化碳，然后分別通入裝有濃硫酸的洗氣瓶吸收水，通過裝有氫氧化鈉的U型管吸收二氧化碳，根據(jù)產(chǎn)物的質量推斷有機物的組成。②B裝置的作用是除去氧氣中的水蒸氣。③氧化銅將可能生成的CO氧化為CO2。④A管質量增加66 g，可得碳元素的質量為66 g＝18 g，C裝置質量增加19.8 g，可得氫元素的質量為＝19.8 g＝2.2 g，從而推出含氧元素的質量為(28.2－18－2.2)g＝8 g，設最簡式為CxHyOz，則有x∶y∶z＝∶∶＝15∶22∶5，最簡式為C15H22O5。⑤若把盛有堿石灰的干燥管的裝置去掉，則空氣中的水和二氧化碳可能進入裝置A中，使二氧化碳的質量增加，則氧元素的質量減少，測定氧的質量分數(shù)偏小。⑥測定了最簡式之后，還需要該有機物的相對分子質量才能確定其分子式。⑦由于酯不溶于水，能在氫氧化鈉溶液中水解并消耗氫氧化鈉，結合題意可知青蒿素中含有酯基，而油脂中也含有酯基。 答案：(1)①過濾?、贐　(2)①dhifeab(或dhifeba) ②除去氧氣中的水蒸氣?、蹖⒖赡苌傻腃O氧化為CO2 ④C15H22O5　⑤偏小?、拊撚袡C物的相對分子質量　⑦D