(江蘇專(zhuān)版)2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)(三十一)化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)(含解析).doc
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跟蹤檢測(cè)(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_(kāi)____________________________。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(shuō)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(shuō)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(shuō)明A中固體含有Fe3O4 Ⅱ.“引火鐵制備實(shí)驗(yàn)”的問(wèn)題探究 (4)儀器B的名稱(chēng)為_(kāi)_______,其中盛裝的試劑為_(kāi)_______(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(guò)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(méi)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(guò)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(zhǎng)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(wèn)題: (1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________。 (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(chēng)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(kāi)________(填標(biāo)號(hào))。 a.打開(kāi)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(xiě)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猓趸己瓦^(guò)氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣,水與過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(shuō)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_(kāi)________________________________________________________。 (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(shuō)明氣態(tài)產(chǎn)物中有CO2,E中溶液變渾濁說(shuō)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(shuō)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(guò)盛有無(wú)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(guò)程中有CO生成,能還原Fe3+,故固體產(chǎn)物中無(wú)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(guò)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(shuō)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(shuō)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(wú)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N(xiāo)i(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(kāi)始沉淀與沉淀完全的pH如表所示: Ni2+ Fe2+ Fe3+ Cr3+ 開(kāi)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_(kāi)_____________________________________。 (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_(kāi)__________________________;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(guò)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(méi)有開(kāi)始沉淀,則調(diào)整到的范圍是5.6- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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