高考化學大二輪復習 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．下列制取物質的方案中，最合理的是(　　) A．用過量的鐵與稀硫酸反應制綠礬(FeSO47H2O) B．銅與濃硫酸反應制CuSO4 C．過量的Fe與Cl2反應制FeCl2 D．MnO2與稀鹽酸反應制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。 答案：　A 2．在實驗室進行有關物質的制備流程中，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量的硝酸銅：①銅與濃硝酸反應；②銅與稀硝酸反應；③銅與氧氣反應生成CuO，CuO再與稀硝酸反應。下列有關敘述不正確的是(　　) 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，最佳方案應是③。 答案：　C 4．下列有關實驗現(xiàn)象的預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，不能達到實驗目的的是(　　) 選項 實驗目的 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 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)純堿中碳酸鈉的質量分數(shù)(含少量NaCl)，準確稱量W g樣品進行實驗，下列實驗方法所對應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，用標準鹽酸滴定 消耗鹽酸的體積 B 量氣法 將樣品與鹽酸反應，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 減輕的質量 D 量氣法 將樣品與鹽酸反應，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，用標準鹽酸滴定Na2CO3時，達到滴定終點時發(fā)生的反應為Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，根據(jù)消耗的HCl的物質的量可求得Na2CO3的質量，進而可求出其質量分數(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產(chǎn)生的CO2，利用CO2和Na2CO3的物質的量關系求得Na2CO3的質量，但由于堿石灰還能吸收反應中帶出的水蒸氣，會使測定結果偏高，故B項不合理；C項，測定原理是利用樣品和鹽酸反應后減輕的質量即為生成的CO2的質量，進而求得Na2CO3的質量，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，因此減輕的質量并不是產(chǎn)生的全部CO2的質量，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產(chǎn)生的CO2的體積，進而求得Na2CO3的質量，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)生反應的化學方程式為___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制備綠礬時，向溶液X中加入過量________，充分反應后，經(jīng)過濾操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結晶等步驟得到綠礬。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標準溶液，用KMnO4標準溶液滴定時應選用__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管。 (5)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質量分數(shù)。若溶液Z的pH偏小，將導致聚鐵中鐵的質量分數(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的性質并測定SO2轉化為SO3的轉化率。 已知：SO3熔點為16.8 ℃，沸點為44.8 ℃，且遇水劇烈反應。 (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。 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的轉化率。 ①當停止通入SO2，熄滅酒精燈后需繼續(xù)通一段時間的O2，目的是________。 ②有同學認為，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實驗結束后，若裝置F增加的質量為m g，裝置G中產(chǎn)生白色沉淀的質量為n g，則此條件下，SO2的轉化率為__________________(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量分數(shù)為________。 (5)該興趣小組的部分同學認為用酸性高錳酸鉀溶液滴定也能進行鐵元素含量的測定，反應原理是5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 該方法首先需要精確配制一定物質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能夠將Fe2＋全部氧化成Fe3＋，以便于進行后續(xù)實驗。 (3)步驟①使Fe2＋轉化為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。 (4)稱量得到的a g固體為Fe2O3，根據(jù)鐵元素質量守恒可知FeSO4H2O的質量：(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廣東韶關調(diào)研)化學興趣小組對牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究。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。 Ⅰ.利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO3沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數(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，若水滴不進去，則整套裝置不漏氣 b．裝好藥品后，密封裝置A的進氣口和裝置D的出氣口，打開分液漏斗的活塞，若鹽酸滴不進去，則整套裝置不漏氣 c．微熱B，若A中溶液進入長導管，C中長導管冒氣泡，則整套裝置不漏氣 (2)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，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)實驗中準確稱取16.00 g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質量為7.88 g。則樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為________。 Ⅱ.為確定該牙膏摩擦劑中氫氧化鋁的存在，請設計實驗。 實驗步驟 預期現(xiàn)象與結論 取適量牙膏樣品于試管中，________________ ______________________ 解析：?、?(2)CO2的密度比空氣大，進行定量測定時，需將反應裝置中殘留的CO2排入C裝置，以減小實驗誤差。 (3)是否需除去雜質要看該雜質對實驗是否產(chǎn)生影響，本題中Ba(OH)2溶液是足量的，雜質HCl會被Ba(OH)2反應掉，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性質的不同[Al(OH)3的兩性]進行實驗設計。 答案：?、?(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 預期現(xiàn)象與結論 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.某學習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標準溶液裝入滴定管，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，部分數(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下列有關步驟Y的說法，正確的是________。 A．應控制NaOH溶液的濃度和體積 B．將碘轉化成離子進入水層 C．主要是除去海帶浸取原液中的有機雜質 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標準溶液為20.00 mL，若設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，原樣品中碘的物質的量為0.002 0 molL－150010－3 L＝110－3 mol；質量為127 gmol－1110－3 mol＝0.127 g；百分含量為100%＝0.635%。步驟Y的目的是將碘轉化為離子形式，反應所用堿液的濃度要合適，同時應該控制堿液的量。操作Z應為過濾。 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，會導致碘的損失