高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題突破練14 綜合實驗探究

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專題突破練(十四)　綜合實驗探究 1．下列制取物質(zhì)的方案中，最合理的是(　　) A．用過量的鐵與稀硫酸反應(yīng)制綠礬(FeSO47H2O) B．銅與濃硫酸反應(yīng)制CuSO4 C．過量的Fe與Cl2反應(yīng)制FeCl2 D．MnO2與稀鹽酸反應(yīng)制Cl2 解析：　A中Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；B中Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，產(chǎn)生污染性氣體SO2；C中2Fe＋3Cl22FeCl3，無法制得FeCl2；D項，MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。 答案：　A 2．在實驗室進(jìn)行有關(guān)物質(zhì)的制備流程中，理論上正確、操作上可行、經(jīng)濟上合理的是(　　) A．CCOCO2Na2CO3溶液 B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2 C．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液 D．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液 解析：　A項中實驗室里用在空氣中點燃單質(zhì)碳來制備CO的方法，在操作上是不可行的。B項中用硝酸銀溶液與銅反應(yīng)來制備Cu(NO3)2是不經(jīng)濟的。D項中用點燃鐵制備氧化鐵在理論上不正確、操作上不可行。 答案：　C 3．用以下三種途徑來制取相同質(zhì)量的硝酸銅：①銅與濃硝酸反應(yīng)；②銅與稀硝酸反應(yīng)；③銅與氧氣反應(yīng)生成CuO，CuO再與稀硝酸反應(yīng)。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　) A．所消耗的硝酸的量：①>②>③ B．對環(huán)境造成的危害，③最小 C．因銅與濃硝酸作用最快，故制取硝酸銅的最佳方案是① D．三種途徑所消耗的銅的質(zhì)量相等 解析：　法①消耗的HNO3多，且產(chǎn)生的污染性氣體也多，最佳方案應(yīng)是③。 答案：　C 4．下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的預(yù)測或裝置的選用正確的是(　　) A．用裝置(Ⅰ)加熱草酸晶體獲取某些氣體(草酸晶體的熔點為101.5 ℃，分解溫度約為150 ℃) B．用裝置(Ⅱ)進(jìn)行實驗時，酸性KMnO4溶液中出現(xiàn)氣泡，且顏色逐漸褪去 C．用裝置(Ⅲ)進(jìn)行實驗時，廣口瓶內(nèi)先有淺紅棕色氣體出現(xiàn)后又變?yōu)闊o色，且不會產(chǎn)生空氣污染 D．用裝置(Ⅳ)制取少量乙酸乙酯 解析：　A項錯誤，由題給信息可知，草酸晶體的熔點(101.5 ℃)低于其分解溫度(150 ℃)，加熱時，草酸晶體先熔化后分解，故試管口應(yīng)稍向上傾斜。B項正確，濃硫酸與蔗糖(含少量水)作用，有二氧化硫氣體生成，該氣體能還原高錳酸鉀，從而使酸性高錳酸鉀溶液褪色。C項錯誤，產(chǎn)生的NO污染空氣。D項錯誤，制取乙酸乙酯時需用酒精燈加熱。 答案：　B 5．(2016湖南六校聯(lián)考)下列實驗方案中，不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?　　) 選項 實驗?zāi)康? 實驗方案 A 證明氧化性：H2O2比Fe3＋強 用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中，溶液變黃色 B 鑒別溴蒸氣和NO2 分別通入硝酸銀溶液中，產(chǎn)生淡黃色沉淀的是溴蒸氣 C 證明鹽類水解是吸熱反應(yīng) 在醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液，加熱后紅色加深 D 證明難溶物存在沉淀溶解平衡 往黃色固體難溶物PbI2中加水，振蕩，靜置。取上層清液，然后加入NaI固體，產(chǎn)生黃色沉淀 解析：　在酸性條件下，NO表現(xiàn)強氧化性，也會把Fe2＋氧化為Fe3＋，所以不能證明H2O2的氧化性比Fe3＋強。 答案：　A 6．(2016河北石家莊模擬) 某實驗小組為測定工業(yè)純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(含少量NaCl)，準(zhǔn)確稱量W g樣品進(jìn)行實驗，下列實驗方法所對應(yīng)的實驗方案和測量數(shù)據(jù)最合理的是(　　) 實驗方法 實驗方案 測量數(shù)據(jù) A 滴定法 將樣品配成100 mL，取10.00 mL，加入甲基橙，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定 消耗鹽酸的體積 B 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng)，使生成的氣體全部被堿石灰吸收 堿石灰增重 C 重量法 將樣品放入燒杯中，置于天平上，加入足量鹽酸 減輕的質(zhì)量 D 量氣法 將樣品與鹽酸反應(yīng)，氣體通過排水量氣裝置量氣 排水體積 解析：　A項，以甲基橙為指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定Na2CO3時，達(dá)到滴定終點時發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根據(jù)消耗的HCl的物質(zhì)的量可求得Na2CO3的質(zhì)量，進(jìn)而可求出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故A項正確；B項，測定原理是通過堿石灰吸收樣品與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2，利用CO2和Na2CO3的物質(zhì)的量關(guān)系求得Na2CO3的質(zhì)量，但由于堿石灰還能吸收反應(yīng)中帶出的水蒸氣，會使測定結(jié)果偏高，故B項不合理；C項，測定原理是利用樣品和鹽酸反應(yīng)后減輕的質(zhì)量即為生成的CO2的質(zhì)量，進(jìn)而求得Na2CO3的質(zhì)量，但由于CO2可溶于水，產(chǎn)生的CO2不能全部逸出，且部分水蒸氣也會逸出，因此減輕的質(zhì)量并不是產(chǎn)生的全部CO2的質(zhì)量，故C項不合理；D項，測定原理是用排水法測出樣品與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO2的體積，進(jìn)而求得Na2CO3的質(zhì)量，但由于CO2可溶于水，測得的體積會小于實際產(chǎn)生的CO2的體積，從而造成結(jié)果偏低，因此D項也不合理。 答案：　A 7．(2016長春模擬)聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)，過程如下： (1)驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2的方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗室制備、收集干燥的SO2，所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a→________→________→________→________→f。 裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制備綠礬時，向溶液X中加入過量________，充分反應(yīng)后，經(jīng)過濾操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。過濾所需的玻璃儀器有 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)欲測定溶液Y中Fe2＋的濃度，需要用容量瓶配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)選用__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管。 (5)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若溶液Z的pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 答案：　(1)將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復(fù)原色則證明含有SO2 (2)d　e　c　b　Cu＋2H2SO4(濃)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)鐵粉　燒杯、玻璃棒、漏斗 (4)酸式　(5)偏小 8．(2016山東聊城模擬)實驗室用下列裝置探究SO2的性質(zhì)并測定SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率。 已知：SO3熔點為16.8 ℃，沸點為44.8 ℃，且遇水劇烈反應(yīng)。 (1)儀器a的名稱是________。 (2)裝置A的作用除將氣體充分混合、干燥氣體外，還能 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Ⅰ和Ⅱ連接可驗證SO2的性質(zhì)。 ①裝置B中現(xiàn)象是 ________； 裝置C中的現(xiàn)象體現(xiàn)了SO2的________性。 ②經(jīng)驗證D瓶中的溶液能使品紅溶液褪色。請用最簡單的方法檢驗D瓶中含有SO2還是含有氯水：______________________________________________________________。 (4)Ⅰ和Ⅲ連接可測定SO2的轉(zhuǎn)化率。 ①當(dāng)停止通入SO2，熄滅酒精燈后需繼續(xù)通一段時間的O2，目的是________。 ②有同學(xué)認(rèn)為，裝置G中盛放的溶液用下列試劑________代替更環(huán)保(填序號)。 a．足量BaCl2溶液 b．足量Ba(OH)2溶液 c．足量FeCl3和BaCl2的混合液 d．足量NaHSO3溶液 ③實驗結(jié)束后，若裝置F增加的質(zhì)量為m g，裝置G中產(chǎn)生白色沉淀的質(zhì)量為n g，則此條件下，SO2的轉(zhuǎn)化率為__________________(用含字母的代數(shù)式表示，不用化簡)。 答案：　(1)分液漏斗 (2)通過觀察氣泡以便控制O2和SO2的流速 (3)①溶液由紫色變?yōu)榧t色　氧化 ②取褪色后的溶液加熱，若溶液變紅，則D瓶中含有SO2，否則含有氯水 (4)①使殘留在裝置中的SO2和SO3被充分吸收 ②b、c?、?00% 9．一水硫酸亞鐵(FeSO4H2O)是一種重要的食品和飼料添加劑。某學(xué)校興趣小組選用一包飼料級一水硫酸亞鐵測定其中鐵元素的含量，實驗流程圖如下： 請回答下列問題： (1)步驟①加入過量H2O2的目的是____________________________________________。 (2)步驟③中的“一系列操作”包括：______→洗滌→________→冷卻→稱量(兩個空格中選填下面操作的字母代號)。 (3)步驟②中的X溶液可以是________(填字母代號)。 該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________。 A．稀硫酸　　　　　　 B．稀氨水 C．NaOH溶液 D．Ba(OH)2溶液 (4)如果忽略實驗過程中的損耗，則該飼料級一水硫酸亞鐵中一水硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 (5)該興趣小組的部分同學(xué)認(rèn)為用酸性高錳酸鉀溶液滴定也能進(jìn)行鐵元素含量的測定，反應(yīng)原理是5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 該方法首先需要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的酸性高錳酸鉀溶液250 mL，配制這種溶液需要的儀器有托盤天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、________，配制好的溶液需要滴加________進(jìn)行酸化；滴定時________(填“需要”或“不需要”)加入指示劑。 解析：　(1)步驟①加入過量H2O2能夠?qū)e2＋全部氧化成Fe3＋，以便于進(jìn)行后續(xù)實驗。 (3)步驟①使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，步驟②加入過量X溶液，生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，故加入的X為堿，但不能為Ba(OH)2溶液，否則沉淀中將混有硫酸鋇雜質(zhì)。 (4)稱量得到的a g固體為Fe2O3，根據(jù)鐵元素質(zhì)量守恒可知FeSO4H2O的質(zhì)量：(a g160 gmol－1)2170 gmol－1＝ g。 (5)注意選取的容量瓶的容積為250 mL；配制好的高錳酸鉀溶液需要加入非還原性和非強氧化性的酸；高錳酸鉀溶液本身為紫紅色，故不用外加指示劑。 答案：　(1)將Fe2＋全部氧化成Fe3＋ (2)a　d (3)BC　Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓[或Fe3＋＋3NH3H2O===Fe(OH)3↓＋3NH] (4)% (5)250 mL容量瓶　稀硫酸(答“稀鹽酸、稀硝酸”錯)　不需要 10．(2016廣東韶關(guān)調(diào)研)化學(xué)興趣小組對牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行探究。查資料得知：某品牌牙膏中的摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分不與酸、堿反應(yīng)。 Ⅰ.利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實驗，充分反應(yīng)后，測定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 依據(jù)實驗過程回答下列問題： (1)以下檢查整套裝置氣密性的操作正確的是__________(填字母代號)。 a．組裝好儀器后，密封裝置A的進(jìn)氣口和裝置D的出氣口，分液漏斗中裝水，打開分液漏斗的活塞，若水滴不進(jìn)去，則整套裝置不漏氣 b．裝好藥品后，密封裝置A的進(jìn)氣口和裝置D的出氣口，打開分液漏斗的活塞，若鹽酸滴不進(jìn)去，則整套裝置不漏氣 c．微熱B，若A中溶液進(jìn)入長導(dǎo)管，C中長導(dǎo)管冒氣泡，則整套裝置不漏氣 (2)實驗過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝狻Ｆ渥饔贸丝蓴嚢鐱、C中的反應(yīng)物外，還有________________________________________________________________________。 (3)鹽酸有一定程度的揮發(fā)性，為什么該興趣小組不在B、C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)實驗中準(zhǔn)確稱取16.00 g樣品三份，進(jìn)行三次測定，測得BaCO3平均質(zhì)量為7.88 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 Ⅱ.為確定該牙膏摩擦劑中氫氧化鋁的存在，請設(shè)計實驗。 實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 取適量牙膏樣品于試管中，________________ ______________________ 解析：　Ⅰ.(2)CO2的密度比空氣大，進(jìn)行定量測定時，需將反應(yīng)裝置中殘留的CO2排入C裝置，以減小實驗誤差。 (3)是否需除去雜質(zhì)要看該雜質(zhì)對實驗是否產(chǎn)生影響，本題中Ba(OH)2溶液是足量的，雜質(zhì)HCl會被Ba(OH)2反應(yīng)掉，不會造成BaCO3的溶解，故無需除去；若通過飽和NaHCO3溶液除去HCl，反而會增加CO2的量，使測定結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。 (4)CaCO3～CO2～BaCO3，n(CaCO3)＝n(BaCO3)＝＝0.04 mol，則m(CaCO3)＝4.00 g，w(CaCO3)＝100%＝25.0%。 Ⅱ.利用Al(OH)3與CaCO3性質(zhì)的不同[Al(OH)3的兩性]進(jìn)行實驗設(shè)計。 答案：　Ⅰ.(1)a (2)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 (3)碳酸氫鈉雖能吸收鹽酸，但也產(chǎn)生CO2；HCl即使進(jìn)入裝置C中，由于Ba(OH)2溶液是足量的，就會被Ba(OH)2中和，不會溶解BaCO3 (4)25.0% Ⅱ. 實驗步驟 預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論 加入足量的NaOH溶液，過濾，向濾液中滴加鹽酸 濾液中先出現(xiàn)白色沉淀，隨后沉淀溶解，說明該牙膏摩擦劑中含氫氧化鋁 11.某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程探究海帶中碘含量的測定和碘的制取。 實驗(一) 碘含量的測定 取0.010 0 molL－1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管，取100.00 mL海帶浸取原液至滴定池，用電勢滴定法測定碘含量。測得的電動勢(E)反映溶液中c(I－)的變化，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表： V(AgNO3)/mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00 E/mV －225 －200 －150 －100 50.0 175 275 300 325 實驗(二) 碘的制取 另制海帶浸取原液，甲、乙兩種實驗方案如下： 已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。 請回答： (1)實驗(一)中的儀器名稱：儀器A________，儀器B________。 (2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線： ②該次滴定終點時用去AgNO3溶液的體積為________mL，計算得海帶中碘的百分含量為________%。 (3)①分液漏斗使用前須檢漏，檢漏方法為________。 ②步驟X中，萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是________。 ③下列有關(guān)步驟Y的說法，正確的是________。 A．應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積 B．將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層 C．主要是除去海帶浸取原液中的有機雜質(zhì) D．NaOH溶液可以由乙醇代替 ④實驗(二)中操作Z的名稱是________。 (4)方案甲中采用蒸餾不合理，理由是________________________________________。 解析：　儀器A是坩堝；定容時需用到500 mL容量瓶；實驗到滴定終點時，消耗的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液為20.00 mL，若設(shè)所得海帶浸取原液中I－濃度為x molL－1，則0.010 020＝100x，x＝0.002 0，原樣品中碘的物質(zhì)的量為0.002 0 molL－150010－3 L＝110－3 mol；質(zhì)量為127 gmol－1110－3 mol＝0.127 g；百分含量為100%＝0.635%。步驟Y的目的是將碘轉(zhuǎn)化為離子形式，反應(yīng)所用堿液的濃度要合適，同時應(yīng)該控制堿液的量。操作Z應(yīng)為過濾。 答案：　(1)坩堝　500 mL容量瓶 (2)①如圖 ②20.00　0.635 (3)①向分液漏斗中加入少量水，檢查旋塞處是否漏水；將漏斗倒轉(zhuǎn)過來，檢查玻璃塞是否漏水 ②液體分上下兩層，下層呈紫紅色 ③AB ④過濾 (4)碘易升華，會導(dǎo)致碘的損失