2019-2020年高考化學(xué)大二輪總復(fù)習(xí) 專題十五 綜合實驗探究講練.doc

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2019-2020年高考化學(xué)大二輪總復(fù)習(xí) 專題十五 綜合實驗探究講練 [考綱要求]　1.知道化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)探究的一種重要方法，了解實驗探究的一般過程。2.了解常見氣體和一些簡單化合物的制備原理和實驗室制備方法。3.了解控制實驗條件的方法，能改進簡單的實驗方案。4.能識別簡單的實驗儀器裝置圖，能對實驗數(shù)據(jù)進行初步分析或處理，并得出合理結(jié)論。5.能綜合運用化學(xué)實驗原理和方法，設(shè)計實驗方案解決簡單的化學(xué)問題，能對實驗方案、實驗過程和實驗結(jié)果進行分析和評價。 評價型實驗題包括的題型很多，其中比較典型的有物質(zhì)性質(zhì)探究型、組成成分探究型、物質(zhì)制備和應(yīng)用探究型等，該類試題一般以實驗裝置圖的形式給出實驗的流程，其實驗流程與考查內(nèi)容一般為 1．常見的氣體發(fā)生裝置 2．常見的凈化裝置——用于除去氣體中的雜質(zhì)氣體 3．常見的氣體收集裝置 4．常見的量氣裝置——通過排液法測量氣體的體積 5．有毒氣體的處理裝置 題組一　物質(zhì)制備、反應(yīng)性質(zhì)探究型 1．(xx福建理綜，25)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關(guān)探究實驗。 實驗一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。 (1)制取實驗結(jié)束后，取出B中試管冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有________________________________________________________________________。 (2)若對調(diào)B和C裝置的位置，________(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實驗二　氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的探究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計了系列實驗研究反應(yīng)條件對反應(yīng)產(chǎn)物的影響，其中系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)： 試管編號 1 2 3 4 0.20 molL－1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL－1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實驗現(xiàn)象 ①系列a實驗的實驗?zāi)康氖莀_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②設(shè)計1號試管實驗的作用是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應(yīng)的離子方程式為____________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 實驗三　測定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計的實驗方案：使用下圖裝置，加熱15.0 mL 飽和氯水試樣，測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________。 (不考慮實驗裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料，為該小組設(shè)計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié))：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑； ii.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl－。 題組二　物質(zhì)制備、組成成分探究型 2．(xx全國卷Ⅰ，26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.410－2，K2＝5.410－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101 ℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170 ℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}： (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有________。裝置B的主要作用是______________________ __________________________________________________。 (2)乙組同學(xué)認為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO，為進行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進行實驗。 ①乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、_____________________________ ___________________________________________。 裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是________。 ②能證明D中草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是____________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________。 (3)設(shè)計實驗證明： ①草酸的酸性比碳酸的強__________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 ②草酸為二元酸________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 題組三　物質(zhì)反應(yīng)原理探究型 3．已知有機色質(zhì)的發(fā)色官能團可以被氧化或發(fā)生加成反應(yīng)生成無色物質(zhì)。 (1)為了探索比較SO2和Cl2的漂白原理，甲同學(xué)做了如下對比實驗： a．將干燥的SO2和干燥的Cl2分別通到干燥的品紅試紙上，發(fā)現(xiàn)紅色試紙均不褪色； b．將SO2和Cl2分別通入品紅溶液中，發(fā)現(xiàn)品紅溶液均褪色； c．加熱b中漂白后的溶液，發(fā)現(xiàn)前者恢復(fù)紅色，并產(chǎn)生刺激性氣味的氣體，后者無明顯現(xiàn)象； d．將SO2和Cl2分別持續(xù)通入紫色石蕊溶液中，發(fā)現(xiàn)前者只變紅，不褪色，后者先變紅，后褪色。 請根據(jù)甲同學(xué)的實驗事實，簡要說明SO2與Cl2漂白原理的相同與不同之處。 ①相同之處：SO2和Cl2本身都沒有漂白性，起漂白作用的分別是其與水反應(yīng)后的產(chǎn)物________和________。 ②不同之處：H2SO3只能與某些有機色質(zhì)發(fā)生________反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，產(chǎn)物受熱分解再放出SO2，是非氧化還原反應(yīng)。HClO能與很多有機色質(zhì)發(fā)生____________反應(yīng)，生成物較穩(wěn)定。 (2)乙同學(xué)為了探索對比O3、H2O2和Cl2的漂白能力大小，將等體積等濃度的品紅溶液與三種漂白劑呈噴霧狀分別反應(yīng)，至完全褪色時，發(fā)現(xiàn)消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同，但褪色時間O3最短，H2O2次之，Cl2最長。 ①消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同的原因是：每摩爾物質(zhì)__________相等。 ②O3漂白速度較H2O2快的主要原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________； Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)丙同學(xué)為了比較H2O2和NaClO的氧化性強弱，將兩者混合，觀察到產(chǎn)生大量無色無味氣體。 ①丙同學(xué)認為，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________ ________________________________________________________________________， 由此確認NaClO的氧化性強于H2O2；丁同學(xué)認為產(chǎn)生氣體也可能是H2O2分解的原因，建議丙同學(xué)進一步補充實驗來確認。 ②補充實驗需要的試劑是______________________和____________________。 考點二　定量測定型實驗題 常見的定量測定型實驗題包括混合物成分的測定、物質(zhì)純度的測定以及化學(xué)式的確定等。該類試題常涉及物質(zhì)的稱量、物質(zhì)的分離與提純、中和滴定、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制等實驗操作。實驗過程中或問題解答中要特別注意以下幾個問題： 1．氣體體積的測量 (1)量氣裝置的改進 (2)量氣時應(yīng)注意的問題 ①量氣時應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。 ②讀數(shù)時要特別注意消除“壓強差”，保持液面相平還要注意視線與液面最低處相平。如上圖(Ⅰ)(Ⅳ)應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。 2．測定實驗中要有消除干擾氣體的意識 如用“惰性”氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。 3．測定實驗中要有被測量氣體全部被測量的意識 如可采取反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)向裝置中通入“惰性”氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。 4．測定實驗中要有“數(shù)據(jù)”的采集處理意識 實驗數(shù)據(jù)的采集是化學(xué)計算的基礎(chǔ)，一般來講，固體試劑稱質(zhì)量，而液體試劑和氣體試劑則測量體積。 (1)稱量固體質(zhì)量時，中學(xué)一般用托盤天平，可估讀到0.1 g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平，可精確到0.000 1 g。 (2)測量液體體積時，一般實驗中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒，可估讀到0.1 mL，準確度要求高的定量實驗如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式)，可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器，用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，一般不用于量取液體的體積。 (3)氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。 (4)用pH試紙(測得整數(shù)值)或pH計(精確到0.01)直接測出溶液的pH，經(jīng)過計算可以得到溶液中H＋或OH－的物質(zhì)的量濃度。為了數(shù)據(jù)的準確性，實驗中要采取必要的措施，確保離子完全沉淀、氣體完全被吸收等，必要時可以進行平行實驗，重復(fù)測定，然后取其平均值進行計算。如中和滴定實驗中測量酸或堿的體積要平行做2～3次滴定，取體積的平均值求算未知溶液的濃度，但對于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄，因為數(shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差。 題組一　滴定實驗在定量測定實驗中的應(yīng)用 1．(xx山東理綜，31)毒重石的主要成分為BaCO3(含Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等雜質(zhì))，實驗室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下： (1)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨，目的是________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________。 實驗室用37%的鹽酸配制15%的鹽酸，除量筒外還需使用下列儀器中的________。 a．燒杯 b．容量瓶 c．玻璃棒 d．滴定管 (2)加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH＝8可除去________(填離子符號)，濾渣Ⅱ中含_________________ _______________________________________________________(填化學(xué)式)。 加入H2C2O4時應(yīng)避免過量，原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 Ca2＋ Mg2＋ Fe3＋ 開始沉淀時的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀時的pH 13.9 11.1 3.2 已知：Ksp(BaC2O4)＝1.610－7，Ksp(CaC2O4)＝2.310－9。 (3)利用間接酸堿滴定法可測定Ba2＋的含量，實驗分兩步進行。 已知：2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓ 步驟Ⅰ：移取x mL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中，加入酸堿指示劑，用b molL－1鹽酸標準液滴定至終點，測得滴加鹽酸體積為V0 mL。 步驟Ⅱ：移取y mL BaCl2溶液于錐形瓶中，加入x mL與步驟Ⅰ相同濃度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸堿指示劑，用b molL－1鹽酸標準液滴定至終點，測得滴加鹽酸的體積為V1mL。 滴加鹽酸標準液時應(yīng)用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為________________molL－1，若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，Ba2＋濃度測量值將________(填“偏大”或“偏小”)。 題組二　裝置質(zhì)量變化在定量測定實驗中的應(yīng)用 2．(xx北京理綜，27)碳、硫的含量影響鋼鐵性能，碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。 ①氣體a的成分是________________。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O21________＋3________。 (2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖)，采用滴定法測定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液，若消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)：____________________________________。 (3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。 ①氣體a通過B和C的目的是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②計算鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是___________________________________ ________________________________________________________________________。 考點三　化工流程型實驗題 化學(xué)工藝流程題是近年來高考中備受關(guān)注的一種題型，該類題是將化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中涉及的化學(xué)知識步步設(shè)問，構(gòu)成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝流程題，它一般分為題頭介紹、流程圖示、問題設(shè)計三部分。 題組一　根據(jù)化工流程探究反應(yīng)原理 1．(xx福建理綜，24)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下： 已知： 物質(zhì) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是_____________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________(只要求寫出一種)。 ②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是________________________________________________________________________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJmol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJmol－1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ④步驟Ⅲ的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是____________________________ ____________________________________________。 題組二　利用化工流程考查實驗操作 2．(xx南通模擬)鉻鐵礦的主要成分的化學(xué)式為FeOCr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上常采用固體堿熔氧化法用鉻鐵礦粉制備重鉻酸鉀，流程為 已知：①NaFeO2遇水強烈水解； ②重鉻酸鉀為橙紅色針狀晶體，溶于水，不溶于乙醇，有強氧化性； ③2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O (1)灼燒操作一般在坩堝中進行，下列物質(zhì)適合用來制作此實驗坩堝材料的是________。 A．鐵 B．氧化鋁 C．石英 D．陶瓷 (2)①鉻鐵礦經(jīng)粉碎處理的目的是________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②寫出Cr2O3和純堿、氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為_______________________ _________________________________________________________________________________________________________________________； ③NaFeO2水浸時強烈水解生成氫氧化鐵沉淀，離子方程式為___________________________ _____________________________________________。 (3)濾液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有______________________________________ __________________________________________________________________(填化學(xué)式)。 (4)通過途徑1從Na2CrO4溶液獲得K2Cr2O7晶體，操作步驟有：“酸化”→加KCl固體→蒸發(fā)濃縮→操作a→過濾→洗滌→干燥。 ①“酸化”步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH<5，其目的是_____________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________； ②操作a的名稱______________________________________________________________。 考點四　高考實驗的新寵——有機制備實驗 “有機實驗”在高考中頻頻出現(xiàn)，主要涉及到有機物的制備、有機物官能團性質(zhì)實驗探究等。常常考查蒸餾和分液操作、反應(yīng)條件的控制、產(chǎn)率的計算等問題。 (1)分離液體混合物的方法 方法 適用條件 實例 說明 萃取 互不相溶的液體混合物 分離CCl4和水等 分液時下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出 蒸餾 兩種或兩種以上互溶的液體，沸點相差較大 分離酒精和水 在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片，防止液體暴沸 (2)蒸餾裝置 1．(xx新課標全國卷Ⅰ，26)乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，實驗室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 相對分 子質(zhì)量 密度/ (gcm－3) 沸點/℃ 水中 溶解性 異戊醇 88 0.812 3 131 微溶 乙酸 60 1.049 2 118 溶 乙酸異戊酯 130 0.867 0 142 難溶 實驗步驟： 在A中加入4.4 g異戊醇、6.0 g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，回流50 min。反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進行蒸餾純化，收集140～143 ℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g。 回答下列問題： (1)儀器B的名稱是__________________。 (2)在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是_________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________， 第二次水洗的主要目的是_______________________________________________________。 (3)在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后________(填標號)。 a．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出 b．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出 c．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出 d．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出 (4)本實驗中加入過量乙酸的目的是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)實驗中加入少量無水MgSO4的目的是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是______(填標號)。 (7)本實驗的產(chǎn)率是________(填標號)。 a．30% b．40% c．60% d．90% (8)在進行蒸餾操作時，若從130 ℃開始收集餾分，會使實驗的產(chǎn)率偏____(填“高”或“低”) ，其原因是______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2．(xx浙江理綜，28)葡萄糖酸鈣是一種可促進骨骼生長的營養(yǎng)物質(zhì)。葡萄糖酸鈣可通過以下反應(yīng)制得： C6H12O6(葡萄糖)＋Br2＋H2O―→C6H12O7(葡萄糖酸)＋2HBr 2C6H12O7＋CaCO3―→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸鈣)＋H2O＋CO2↑ 相關(guān)物質(zhì)的溶解性見下表： 物質(zhì)名稱 葡萄糖酸鈣 葡萄糖酸 溴化鈣 氯化鈣 水中的溶解性 可溶于冷水 易溶于熱水 可溶 易溶 易溶 乙醇中的溶解性 微溶 微溶 可溶 可溶 實驗流程如下： 請回答下列問題： (1)第①步中溴水氧化葡萄糖時，下列裝置中最適合的是________。 制備葡萄糖酸鈣的過程中，葡萄糖的氧化也可用其他試劑，下列物質(zhì)中最適合的是________。 A．新制Cu(OH)2懸濁液 B．酸性KMnO4溶液 C．O2/葡萄糖氧化酶 D．[Ag(NH3)2]OH溶液 (2)第②步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余，其目的是 ________________________________________________________________________； 本實驗中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是__________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________。 (3)第③步需趁熱過濾，其原因是____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)第④步加入乙醇的作用是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)第⑥步中，下列洗滌劑最合適的是________。 A．冷水 B．熱水 C．乙醇 D．乙醇水混合溶液 學(xué)生用書答案精析 專題十五　綜合實驗探究 考點一 題組集訓(xùn) 1．(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響 ②硫酸濃度為0的對照實驗?、跜lO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測定試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，待反應(yīng)完全加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案) 解析　(1)制取實驗結(jié)束后，由取出B中試管進行的操作(冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌)，可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管。(2)Cl2與熱的KOH溶液反應(yīng)生成KClO3、KCl和H2O，與冷的KOH溶液反應(yīng)生成KClO、KCl和H2O。因此，若將裝置B、C的位置對調(diào)，可以除去Cl2中的雜質(zhì)氣體HCl，故能提高B中KClO3的產(chǎn)率。(3)①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：KI、KClO3的物質(zhì)的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，二者的總體積相等，由此可見系列a實驗的目的是研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對反應(yīng)產(chǎn)物的影響；②設(shè)計1號試管實驗的作用是作對照實驗，比較影響結(jié)果。③根據(jù)2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O。(4)該小組設(shè)計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，無法測定試樣含氯總量。(5)由于HClO具有強氧化性會破壞酸堿指示劑，因此實驗設(shè)計時不能用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全還原為Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的AgNO3溶液，過濾、洗滌生成的AgCl沉淀，干燥后稱量沉淀質(zhì)量，結(jié)合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質(zhì)量。 2．(1)有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等) ，防止草酸進入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗 (2)①F、D、G、H、D、I　CuO(氧化銅) ②前面D中澄清石灰水無現(xiàn)象，H中黑色粉末變紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液，有氣泡產(chǎn)生 ②用NaOH標準溶液滴定草酸，消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 解析　(1)裝置C中澄清石灰水的作用是檢驗是否有CO2氣體生成，若有CO2氣體生成，澄清石灰水變渾濁。裝置B中冰水的作用是降低溫度，使生成的水和草酸(題給信息：受熱脫水、升華)冷凝。若草酸進入裝置C，會生成草酸鈣沉淀，干擾CO2檢驗。(2)檢驗CO可通過檢驗CO還原黑色的CuO生成的CO2進行。因為分解產(chǎn)物中有CO2，所以要先除去CO2，可用濃NaOH溶液吸收CO2，并用澄清石灰水檢驗CO2是否除盡，再用無水氯化鈣干燥CO，然后通過加熱的CuO，再用澄清石灰水檢驗生成的CO2氣體，沒有反應(yīng)掉的CO可用排水法收集。若前面澄清石灰水無現(xiàn)象，H中黑色的CuO變紅色，后面的澄清石灰水變渾濁，說明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO。(3) ①證明草酸的酸性比碳酸強，可以利用溶液中較強酸制較弱酸的原理，將草酸與NaHCO3溶液混合，看是否有氣體產(chǎn)生。②證明草酸是二元酸，可以利用酸堿中和滴定原理，若消耗NaOH的物質(zhì)的量是草酸的2倍，即可證明草酸是二元酸。 3．(1)①H2SO3　HClO?、诩雍匣蚧稀⊙趸€原　(2)①得電子數(shù)?、谘趸設(shè)3>H2O2　Cl2與H2O反應(yīng)生成HClO濃度較小　(3)①H2O2＋ClO－===Cl－＋H2O＋O2↑　②AgNO3溶液　稀HNO3 考點二 題組集訓(xùn) 1．(1)增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快　ac (2)Fe3＋　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4過量會導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀，產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 (3)上方　　偏大 解析　(1)充分研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，從而使反應(yīng)速率加快。配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液，可以算出所需37%的鹽酸及水的體積，然后在燒杯中稀釋，為使溶液混合均勻，要用玻璃棒進行攪拌。(2)根據(jù)流程圖及表格中數(shù)據(jù)可知，加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH＝8時，只有Fe3＋完全沉淀而除去。加入NaOH，調(diào)pH＝12.5，對比表格中數(shù)據(jù)可知，此時Mg2＋完全沉淀，Ca2＋部分沉淀，所以濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2。根據(jù)Ksp(BaC2O4)＝1.610－7，H2C2O4過量時Ba2＋會轉(zhuǎn)化為BaC2O4沉淀，從而使BaCl22H2O的產(chǎn)量減少。(3)“0”刻度位于滴定管的上方。由題意可得關(guān)系式BaCl2～CrO～H＋，則有c(BaCl2)y10－3L＝b molL－1(V0－V1)10－3 L，解得c(BaCl2)＝ molL－1。若步驟Ⅱ中滴加鹽酸時有少量待測液濺出，則V1變小，Ba2＋濃度測量值將偏大。 2．(1)①SO2、CO2、O2?、贔e3O4　SO2 (2)①H2O2＋SO2===H2SO4?、?00% (3)①排除SO2對CO2測定的干擾　②CO2吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量 解析　(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應(yīng)，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。 ②該反應(yīng)中，S元素由－2價被氧化為＋4價，即生成SO2，再結(jié)合元素守恒及元素的化合價升降總數(shù)相等，配平該反應(yīng)方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。 (2)①H2O2具有強氧化性，SO2具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4，化學(xué)方程式為H2O2＋SO2===H2SO4。 ②消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y g，則消耗z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yz g，那么鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)為＝100%。 (3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7濃H2SO4具有強氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進入CO2吸收瓶，影響實驗結(jié)果。 ②實驗中應(yīng)測定實驗前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化，從而確定CO2的質(zhì)量，繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù)。 考點三 題組集訓(xùn) 1．(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ (2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率 ②Fe或鐵 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1 ④NaCl、NaClO、Na2CO3 ⑤除去FeCl3，提高AlCl3純度 解析　(1)AlCl3屬于強酸弱堿鹽，在溶液中Al3＋發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋。(2)①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解，同時也增大了反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。②根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知：若步驟Ⅱ中不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe。③對已知兩個熱化學(xué)方程式由上到下依次標記為(i)和(ii)，根據(jù)蓋斯定律，(i)－(ii)可得所求熱化學(xué)方程式：Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9 kJmol－1。④尾氣中存在Cl2和CO2，故與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、Na2CO3。⑤Al的活動性強于Fe，在步驟Ⅴ中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應(yīng)，以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度。 2．(1)A (2)①增大反應(yīng)物的表面積，加快反應(yīng)速率 ②2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2 ③FeO＋2H2O===Fe(OH)3↓＋OH－ (3)NaAlO2、Na2SiO3 (4)①使2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O的平衡向正反應(yīng)方向移動，盡量將CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O ②冷卻結(jié)晶 解析　(1)因為純堿、固體NaOH參與反應(yīng)，所以不能用氧化鋁坩堝、石英坩堝以及陶瓷坩堝。 (2)①在化工生產(chǎn)中，把固體粉碎，目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。 ②Cr2O3與O2、Na2CO3發(fā)生反應(yīng)的原理為 Na2CO3Na2O＋CO2↑ 2Cr2O3＋3O2＋4Na2O===4Na2CrO4 即2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2。 ③FeO＋2H2O===Fe(OH)3↓＋OH－可根據(jù)電荷守恒判斷有OH－生成。 (3)因為在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng) SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 所以濾液1中除Na2CrO4、NaOH外，還含有NaAlO2和Na2SiO3。 (4)①根據(jù)信息2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，所以調(diào)節(jié)pH<5，其目的是使上述平衡向右移動，盡可能使CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O。 ②根據(jù)操作過程中的蒸發(fā)濃縮，操作a的名稱應(yīng)是冷卻結(jié)晶。 考點四 題組集訓(xùn) 1．(1)球形冷凝管　(2)洗掉大部分硫酸和醋酸　洗掉碳酸氫鈉　(3)d　(4)提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率　(5)干燥　(6)b　(7)c　(8)高　會收集少量未反應(yīng)的異戊醇 解析　(1)儀器B是球形冷凝管，起冷凝回流作用。 (2)第一次水洗，主要洗去大部分硫酸和醋酸，第二次水洗除掉NaHCO3雜質(zhì)。 (3)乙酸異戊酯的密度小于水，在水層上方。分液時先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出。 (4)該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，加入過量乙酸，能夠提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率。 (5)加入無水MgSO4固體的目的是除去混合物中的少量水分。 (6)蒸餾操作中，需要測定餾分的溫度，所以溫度計水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處，b和c中溫度計位置均正確，但c中的冷凝裝置為球形冷凝管，它一般用作反應(yīng)裝置，主要用于冷凝回流，使反應(yīng)更徹底，故只有b項正確。 (7)據(jù)可知，4.4 g異戊醇完全反應(yīng)消耗3.0 g乙酸，故乙酸有剩余，生成乙酸異戊酯的理論產(chǎn)量為6.5 g，故該反應(yīng)的產(chǎn)率為100%＝60%。 (8)異戊醇的沸點為131 ℃，蒸餾時，若從130 ℃開始收集餾分，將會有一部分未反應(yīng)的異戊醇被蒸出，使產(chǎn)率偏高。 2．(1)B　C (2)提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率，便于后續(xù)分離　氯化鈣難以與葡萄糖酸直接反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣 (3)葡萄糖酸鈣冷卻后會結(jié)晶析出，如不趁熱過濾會損失產(chǎn)品 (4)可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中的溶解度，有利于葡萄糖酸鈣析出 (5)D 解析　(1)由實驗流程①可知，第①步操作在55 ℃時進行，溫度低于100 ℃，可采用水浴加熱的方式，溫度計應(yīng)測量水浴的溫度，故選擇裝置B。選擇C項，氧化效果好且不會引入新的雜質(zhì)；若選擇A、B、D項，會引入新的雜質(zhì)，給后續(xù)除雜帶來困難。另外，酸性KMnO4溶液不僅能將—CHO氧化成—COOH，也能氧化—OH，會降低葡萄糖酸的產(chǎn)率。 (2)加入CaCO3，發(fā)生的反應(yīng)有2HBr＋CaCO3===CaBr2＋H2O＋CO2↑和2C6H12O7＋CaCO3―→Ca(C6H11O7)2＋H2O＋CO2↑，若CaCO3固體無剩余，則不能保證葡萄糖酸全部轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈣。鹽酸是強酸，因此氯化鈣不能與葡萄糖酸反應(yīng)生成葡萄糖酸鈣。 (3)因第②步中生成的葡萄糖酸鈣在熱水中的溶解度大于在冷水中的溶解度，趁熱過濾，可防止葡萄糖酸鈣析出。 (4)第③步得到的濾液中含有雜質(zhì)CaBr2，CaBr2可溶于乙醇，而葡萄糖酸鈣微溶于乙醇，可導(dǎo)致大部分葡萄糖酸鈣析出。 (5)葡萄糖酸鈣在乙醇中溶解度較小，故可用乙醇水混合溶液洗滌，以除去殘留的CaBr2。 姓名：________　　班級：________　　學(xué)號：________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 專題十五 綜合實驗探究 1．(xx四川理綜，9)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。 【查閱資料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃時分解產(chǎn)物不同。 【實驗探究】該小組擬選用下圖所示裝置進行實驗(夾持和加熱裝置略)。 實驗1：連接裝置A－B－C－D，檢查氣密性，按圖示加入試劑(裝置B盛0.500 0 molL－1鹽酸70.00 mL)。通入N2排盡空氣后，于260 ℃加熱裝置A一段時間，停止加熱，冷卻，停止通入N2。品紅溶液不褪色。取下裝置B，加入指示劑，用0.200 0 molL－1 NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點時消耗NaOH溶液25.00 mL。經(jīng)檢驗滴定后的溶液中無SO。 (1)儀器X的名稱是________。 (2)滴定前，下列操作的正確順序是________(填字母編號)。 a．盛裝0.200 0 molL－1 NaOH溶液 b．用0.200 0 molL－1 NaOH溶液潤洗 c．讀數(shù)、記錄 d．查漏、清洗 e．排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面 (3)裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是______mol。 實驗2：連接裝置A－D－B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后于400 ℃加熱裝置A至(NH4)2SO4完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通入N2。觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有SO，無SO。進一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。 (4)檢驗裝置D內(nèi)溶液中有SO，無SO的實驗操作和現(xiàn)象是__________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。 (5)裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是________。 (6)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化學(xué)方程式是__________________________________________ ______________________________________________________________________________。 2．(xx江蘇，19)實驗室用下圖所示裝置制備KClO溶液，并通過KClO溶液與Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)制備高效水處理劑K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性質(zhì)：①可溶于水、微溶于濃KOH溶液，②在0～5 ℃、強堿性溶液中比較穩(wěn)定，③在Fe3＋和Fe(OH)3催化作用下發(fā)生分解，④在酸性至弱堿性條件下，能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3和O2。 (1)裝置A中KMnO4與鹽酸反應(yīng)生成MnCl2和Cl2，其離子方程式為_____________________ ___________________________________________________，將制備的Cl2通過裝置B可除去__________________(填化學(xué)式)。 (2)Cl2與KOH在較高溫度下反應(yīng)生成KClO3。在不改變KOH溶液的濃度和體積的條件下，控制反應(yīng)在0～5 ℃進行，實驗中可采取的措施是______________、______________。 (3)制備K2FeO4時，KClO飽和溶液與Fe(NO3)3飽和溶液的混合方式為___________________ _____________________________________________________。 (4)提純K2FeO4粗產(chǎn)品[含有Fe(OH)3、KCl等雜質(zhì)]的實驗方案：將一定量的K2FeO4粗產(chǎn)品溶于冷的3 molL－1 KOH溶液中，________________________________________(實驗中須使用的試劑有：飽和KOH溶液，乙醇；除常用儀器外須使用的儀器有：砂芯漏斗，真空干燥箱)。 3．(xx上海，六)過氧化鈣(CaO2)是一種白色、無毒、難溶于水的固體，能殺菌消毒，廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。工業(yè)生產(chǎn)過程如下： ①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2； ②不斷攪拌的同時加入30% H2O2，反應(yīng)生成CaO28H2O沉淀； ③經(jīng)過陳化、過濾，水洗得到CaO28H2O，再脫水干燥得到CaO2。 完成下列填空： (1)第①步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________。 第②步反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________。 (2)可循環(huán)使用的物質(zhì)是____________。工業(yè)上常采取Ca(OH)2過量而不是H2O2過量的方式來生產(chǎn)，這是因為____________________。 (3)檢驗CaO28H2O是否洗凈的方法是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)CaO28H2O加熱脫水的過程中，需不斷通入不含二氧化碳的氧氣，目的是________________________________________________________________________。 (5)已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。下圖是實驗室測定產(chǎn)品中CaO2含量的裝置(夾持裝置省略)。 若所取產(chǎn)品質(zhì)量是m g，測得氣體體積為V mL(已換算成標準狀況)，則產(chǎn)品中CaO2的質(zhì)量分數(shù)為________________(用字母表示)。過氧化鈣的含量也可用重量法測定，需要測定的物理量有____________