【步步高】（江苏专用）高考化学 考前三个月高考冲刺练 第十九题 综合实验探究.doc

第十九题综合实验探究1 (2012山东理综，30)实验室采用mgcl2、alcl3的混合溶液与过量氨水反应制备mgal2o4，主要流程如下：(1)为使mg2、al3同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入_(填“a”或“b”)，再滴加另一反应物。(2)如下图所示，过滤操作中的一处错误是_。(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是_。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是_。(4)无水alcl3(183 升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置b中盛放饱和nacl溶液，该装置的主要作用是_。f中试剂的作用是_。用一件仪器装填适当试剂后也可起到f和g的作用，所装填的试剂为_。答案(1)b(2)漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁(3)agno3溶液(或硝酸酸化的agno3溶液)坩埚(4)除去hcl吸收水蒸气(或防止水蒸汽进入e)碱石灰(或naoh与cao混合物)2 氯化铁是实验室中的重要试剂。某同学用m g含有铁锈(fe2o3)的废铁屑来制取fecl36h2o晶体，同时测定废铁屑中铁的质量分数。为此设计了如图装置(夹持装置略，气密性已检验)：操作步骤如下：.打开弹簧夹k1，关闭弹簧夹k2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸。.当时，关闭弹簧夹k1，打开弹簧夹k2，当a中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。.将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到fecl36h2o晶体。请回答：(1)a中发生的置换反应的化学方程式是_。(2)操作中“”的内容是_，烧杯中的现象是_，烧杯中相应的离子方程式和化学方程式是_、_。(3)操作不采用直接加热制fecl36h2o晶体的原因是_。(用简要文字并结合离子方程式解释)。(4)测得b中所得的气体是v ml(标准状况下)，由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是，该数值比实际数值偏低，若实验过程中操作无误，偏低的原因是_。(5)为了准确测定铁的质量分数，另取m g废铁屑和某种常见的还原性气体在加热条件下充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是w g。由此求出铁的准确质量分数是_(用含m和w的式子表示)。答案(1)fe2hcl=fecl2h2(2)a中固体完全消失浅绿色溶液逐渐变黄，有气泡产生2fe2h2o22h=2fe32h2o2h2o22h2oo2(3)fe33h2ofe(oh)33h，加热会促进fecl3水解，产生fe(oh)3沉淀(4)fe3和fe发生反应消耗部分fe，使与盐酸反应的fe相应减少(5)100%或100%解析(1)装置a中发生的化学反应是铁与盐酸的反应和氧化铁与盐酸的反应，其中前者为置换反应。(2)装置a中反应完全的现象是固体溶解；装置a中反应后的溶液溶质成分是fecl2，与过氧化氢混合后，被氧化为黄色的fecl3，同时在氯化铁的催化作用下过氧化氢分解产生氧气。(3)氯化铁在水溶液中水解，加热可促进其水解。(4)盐酸与氧化铁反应生成的fe3会与fe反应，这部分单质铁没有生成氢气，导致测得的结果偏低。(5)减少的质量为杂质fe2o3中o的质量，故fe2o3的物质的量为，即混合物中单质铁的质量为m160。3 某实验小组的同学在获得了如下资料的情况下，利用下面的装置来探究二氧化氮与碳酸氢钠溶液反应的产物及反应的机理。资料：亚硝酸是一种弱酸，酸性较碳酸酸性强。亚硝酸不稳定，很易分解：3hno2=hno32noh2o。实验步骤如下：检查装置气密性。在u形管中盛满蒸馏水，从b处通入二氧化氮气体，在u形管的b处得到无色气体，打开分液漏斗活塞，使少量气体进入分液漏斗，在分液漏斗中看到有红棕色气体。在u形管中盛满饱和碳酸氢钠溶液，从b处通入二氧化氮气体，在u形管的b处也得到无色气体，打开分液漏斗活塞，使少量气体进入分液漏斗，在分液漏斗中却看不到红棕色气体。将中b处无色气体通过导管b通入足量澄清石灰水中有白色沉淀生成。将u形管中盛满氢氧化钠溶液，从b处通入二氧化氮时在b处得不到任何气体。请回答下列各题：(1)检查装置气密性的方法为_。(2)在中b处得到的无色气体是_；用两个化学方程式表示二氧化氮与水反应的化学反应机理：_。(3)在中b处得到的无色气体(单一纯净)是_；只得到该无色气体的原因是_。(4)取出中得到的溶液，加入足量稀盐酸，预测可观察到的现象_。(5)写出中发生的化学反应方程式_。答案(1)关闭分液漏斗的活塞，夹紧止水夹b，从长颈漏斗加水，长颈漏斗中有一段水柱不下降，证明气密性良好(2)no2no2h2o=hno2hno3、3hno2=hno32noh2o(3)co2no2与水反应生成hno2和hno3，二者都比碳酸的酸性强，因而与nahco3反应生成co2(4)产生无色气体，在空气中变为红棕色(5)2no22naoh=nano3nano2h2o解析解答该题的关键是能及时迁移应用资料卡中的信息，结合已掌握的氮及其化合物的性质，合理解释每步实验现象。带有长颈漏斗的装置检查气密性，一般都采用“液差法”，首先应注意密封一端。说明no2与水反应生成no，印证3no2h2o=2hno3no的存在。，说明no2与nahco3溶液反应，气体产物只有co2，没有no，从而否定no2co2的常规认识，再根据资料卡中的信息，预测可能是no2与水反应生成hno3和hno2，生成的hno2立即与nahco3反应生成了稳定的nano2，不能分解产生no。更进一步验证了上述推测的正确性。4 氮及其化合物在生产、生活中有重要的作用。(1)nh3是制碱工业中不可缺少的重要物质。继侯德榜“联合制碱法”后，上世纪50年代某些化工专家开始研究有机胺制碱法，其工艺流程如下：已知：nr3co2naclh2o=nahco3nr3hcl，nr3hcl=nr3hcl，且nr3hcl易溶于有机溶剂。操作名称为_；某实验小组同学查阅资料知，有机溶剂和有机胺的沸点差别较大，现欲将a中各成分进行分离，请写出除了导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，该分离操作所需的玻璃仪器名称_；(2)n2在化工生产、农业、医疗、航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置(连接仪器略去)：某化学兴趣小组甲同学欲用加热nano2和nh4cl的浓溶液制得n2，应该选择的发生装置是_，在添加药品、制取气体前必须进行的操作是_。在加热条件下，用nh3还原cuo可制得n2，同时获得铜粉，此反应的化学反应方程式是_。乙同学用此法制得干燥、纯净的n2，且需要的nh3以生石灰和浓氨水作原料。按气流从左到右的方式，整套装置的连接顺序是_(填写字母序号)；最后一个装置中试剂的作用是_。答案(1)分液蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管(或直形冷凝管)(2)a检查气密性3cuo2nh3n23cu3h2odebc干燥n2并除去其中的nh3解析(1)操作是分离两种互不相溶的液体，显然是分液，分离两种互溶但沸点差别较大的液体使用蒸馏。(2)制取n2是固液加热制取装置，故选a。用浓氨水与生石灰制nh3，选用装置d，注意干燥nh3只能用碱石灰，要获取纯净、干燥的n2必须除去未反应的nh3及生成的水蒸气。5 碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。(1)合成该物质的步骤如下：步骤1：配制0.5 moll1mgso4溶液和0.5 moll1nh4hco3溶液。步骤2：用量筒量取500 ml nh4hco3溶液于1 000 ml四口烧瓶中，开启搅拌器。温度控制在50 。步骤3：将250 ml mgso4溶液逐滴加入nh4hco3溶液中，1 min内滴加完后，用氨水调节溶液ph到9.5。步骤4：放置1 h后，过滤、洗涤。步骤5：在40 的真空干燥箱中干燥10 h，得碳酸镁晶须产品(mgco3nh2on15)。回答下列问题：步骤3中加氨水后的离子方程式_。步骤4为加快过滤速度，常用_(填过滤方法)。(2)测定合成的mgco3nh2o中的n值。称量1.000 g碳酸镁晶须，放入如图所示的广口瓶中加入水滴入稀硫酸与晶须反应，生成的co2被naoh溶液吸收，在室温下反应45 h，反应后期将温度升到30 ，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得co2的总量；重复上述操作2次。图中气球的作用是_。上述反应后期要升温到30，主要目的是_。设3次实验测得每1.000 g碳酸镁晶须与稀硫酸反应产生的co2平均值为a mol，则n值为_(用含a的表达式表示)。(3)称取100 g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如图。则该条件下合成的晶须中，n_(选填1、2、3、4、5)。答案(1)nh3h2omg2hco=mgco3nhh2o减压过滤(或抽滤)(2)暂时储存co2，有利于co2被naoh溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定使溶解在水中的co2逸出，便于吸收(184a)/18a(3)1解析(1)加入氨水促进hco离子的电离，适当增大co离子的浓度。加快过滤的方法只能是减压过滤。(2)开始时产生的co2速率大于naoh溶液吸收co2的速率，气球逐渐胀大，暂