2019高考化学精编大题强化训练3综合实验探究

1、1/12大题强化训练( (三) )综合实验探究(教师用书独具)1. (2018 清华中学一模)CuCl2广泛应用于工业生产，溶于水形成绿色溶液。CuCI 晶体呈白色，难溶于水，露置于潮湿空气中易被氧化。实验室用如图所示 的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜(含杂质铁)反应制备氯化铜(铁架台、铁夹及酒精灯省略)。回答下列问题：(1) 完成该实验，按气流方向连接各仪器接口的顺序是a-_、_ _ 、_ _ 、_ 实验时， 圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 _盛粗铜粉的试管中现象是_(2) 实验完毕，取试管中的固体用盐酸溶解后，欲提纯氯化铜，可向溶液中加入过量_。(填物质化学式，已知室温下

2、Fe(OH)3沉淀完全的 pH 为 3.2)(3) 向制得的氯化铜溶液中通入 SO2,加热一段时间即可制得 CuCI，写出该反应的离子方程式：_已知：i.CuCI 的盐酸溶液能吸收 CO 形成 Cu(CO)CI H2Oii.保险粉(Na2S2O4)和 KOH 的混合溶液能吸收氧气某同学利用如图所示装置，测定某混合气体中H2、CO、SO2和 O2的质量分数:2/121D 瓶测定的气体是_ 。2E 瓶中发生反应的离子方程式为 _3为了准确读取 H 中量气管的数据，读数时除了视线与凹液面最低处相平以外，还要注意_3/12中盛放 CuCI 的盐酸溶液用来吸收 CO, H 中量气管用来测定 H2的体积。

3、D 瓶测定的气体是 SO2。E 瓶吸收 O2,发生反应的离子方程式为 2S2O4-+ 302+ 4OH-=4S&-+ 2H2O。为了准确读取 H 中量气管的数据，读数时除了视线与凹右管中液面高度相平。【答案】d e j h f g b2MnO4+ 10C+ 16H+=2Mn2+ 5CbT+ 8H2O 产生大量棕黄色的烟(2) CuO或 CuCO3或 Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3(3) 2Cu2+2C+ SO2+2H2O=2CuCIJ+4H+S04_SO22S2O2+ 3O2+ 4OH一=4S+ 2 出 0 将实验装置恢复到 室温，上下调节量气管，使左、右管中液面高度相平2. (20

4、18 惠州调研)超细碳酸钙的粒径范围为 1100 nm,其应用非常广泛, 取一定量的超细碳酸钙置于水中充分搅拌， 可以形成胶体。图 1 为某企业生产超 细碳酸钙的工业流程图：实验室中利用图 2 所示装置(部分夹持装置已略去)模拟工业生产超细碳酸 钙。供选择的药品：石灰石 氯化铵 氢氧化钙 饱和氯化钙溶液 浓硫酸 6 mol L 盐酸 饱和食盐水饱和 NaHCO3溶液液面最低处相平以外,还要注意将实验装置恢复到室温,上下调节量气管，使左、图 1ABCD4/12(1)_ 装置 C中发生反应的离子方程式为_打开分液漏斗活塞与点燃酒精灯，在实验中应该先行操作的为_ (填“前者”或“后者”)。(3)过滤

5、、洗涤、烘干 C 中的碳酸钙固体，请设计实验，验证所得的碳酸钙产品粒径是否符合“超细”的范围_该装置也可模拟侯氏制碱法，则装置C 中产生的沉淀的化学式为图 3 所示装置为从图 1 所示工业流程母液中回收氨气的模拟实验装置图 3(5) F 试管中的现象为无色溶液先出现沉淀，一段时间后沉淀重新溶解，F 中反应前所装的溶液可能为_(6) 装置 G 的作用是_。(7) 精制工业氯化钙溶液通常方法为加入少量石灰乳除去杂质Mg2+，离子方程式为 Ca(OH)2(s)+ Mg2+(aq)= Mg(OH)2(s)+ Ca2+(aq)0要使溶液中的 Mg2*沉 淀完全(浓度小于 10_5mol L_1可认为沉淀

6、完全)，则溶液中的钙离子物质的量浓 度应该控制在 _ 填取值范围) (已知：KspCa(OH)2 = 5.4X10-611KspMg(OH)2=1.2X1011)【解析】(1)由题图 1 可知，工业上由 NH3、CO2和 CaCl2反应制备超细碳酸钙和氯化铵，故装置C 中发生反应的离子方程式为Ca2+ CO2+ 2NH3+H2O=CaCOU + 2NH 扎(2)由题图 2 所给装置和供选择的药品可知，D 是制备5/12NH3的装置，A 是制备 CO2的装置，应先加热 D 装置生成 NH3,当 C 中溶有足量的 NH3时，再打开分液漏斗的活塞制备 CO2气体，产生的 CO2气体通入 C 中发生反

7、应， 从而达到实验目的。（3） 由题意可知， 超细碳酸钙的粒径范围为 1100 nm，其溶于水可形成胶体，故可根据丁达尔效应进行验证。（4）侯氏制碱法生成的沉淀是 NaHC03。（5）E 中反应生成 NH3, F 中通入 NH3后先生成沉淀，继续通 入NH3沉淀溶解， 则无色溶液可能是 AgN03溶液。（6） 装置 G 的作用是吸收多余 的 NH3,且能防止倒吸。（7）已知 KspCa（0H）2 = c（Ca2+）c2（OH-）= 5.4X10-6，KspMg(0H)2 = c(Mg2+) c2(OH-) = 1.2X10-11，则当 Mg2+沉淀完全时, mol L-1，所以 Ovc（Ca2

8、+）v4.5 mol L-1。【答案】（1）Ca2*+ CO2+ 2NH3+ H2O=CaCQJ+2NH；（2）后者取少量产品投入适量水中形成澄清的混合体系后，用光束照射，若观察 到丁达尔效应，则为超细碳酸钙(4) NaHCO3(5) AgNO3溶液(6) 吸收多余的氨气，防止倒吸2+1(7) 0vc(Ca2)v4.5 mol L -13. （2018 甘肃兰州一中冲刺模拟）某化学兴趣小组设计实验，用浓硫酸与铜 的反应制取 SO2并进行相关实验探究，同时获得少量 NaHSO3,实验装置如图所示:c Ca2+c Mg2+KspCa OH2KspMg OH25.4X10111.2X10-52554

9、.5X10，c(Ca+)v4.5X10X10-molL-1= 4.56/12乙丙丁(1)装置甲中发生反应的化学方程式是_装置乙的作用是_(2)装置丁的作用是吸收污染空气的SO2气体，其反应的离子方程式为(3) SO2具有漂白性、还原性和氧化性。将 SO2通入溴水中，SO2表现的是_发生反应的化学方程式为_(4) 若装置丙中没有加入品红溶液，则不能准确判断NaOH 是否完全转化。现有可供选择的仪器和试剂：烧杯试管、玻璃棒、胶头滴管；2 mol L-1盐酸、2mol L“硝酸、1 mol L“BaCk 溶液、1 mol L-1Ba(OH)2溶液、品红溶液、蒸馏水。 请设计实验探究吸收后溶液中是否含

10、有NaHSO3和 N&SQ，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。实验操作预期现象与结论步骤 1:取少量待测液于试管中，滴加 过量1 mol LBaCb 溶液。静置一段时 间后，得到滤液 A 和沉淀 B一步骤 2:为进一步确定沉淀 B 的成分， 往沉淀 B 中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置 后弃去上层清液，向沉淀中滴入 2 滴(或 少量)品红溶液，再若品红溶液褪色(或有气泡产生)，则说 明步骤 3:若，则：否则【解析】 (1)根据装置甲的分液漏斗及烧瓶中的试剂可知其中发生的反应为浓硫酸氧化 Cu 生成 SO2的反应， 化学方程式为 Cu+ 2H2SO4（浓） =CuSO4+ SO2T+2H2O

11、。反应产生的 SO2极易与 NaOH 溶液发生反应，应防止倒吸，故 装置乙为安醴性甲7/12全瓶，起到缓冲的作用。（2）SO2具有还原性，可被酸性 KMnO4溶液 氧化为 H2SO4，起到吸收尾气 SO2的作用，故反应的离子方程式为 5SO2+ 2Mn0车+ 2H2O=5SOb +2Mn2+ 4H+。溴水中 Br2表现较强的氧化性，故反应过 程中的 SO2表现还原性，反应的化学方程式为 SO2+ Br2+ 2H2O=H2SO4+ 2HBr。装置丙中发生的是 NaOH 与SO2的反应，先生成 Na2SO3，SO2过量则逐渐生 成 NaHSO3，故待测液有三种可能情况：只有 Na2SO3，只有 N

12、aHSO3，或二者均 有。加入 BaCl2溶液出现沉淀，向滴有少量品红溶液的沉淀中滴加盐酸，若品红 溶液褪色（或有气泡产生），说明生成 SO2，则待测液中含有 N82SO3;待测液中若2含 NaHSO3， 则滴加过量 Ba （OH）2溶液时， 发生反应 HSO扌+ Ba+ OH-=BaSC3J+H2O，产生白色沉淀。【答案】（1）Cu+ 2H2SO4（浓）=CuSO4+ SO2t+2H2O 防止装置丙中液体倒吸入装置甲中（或缓冲瓶的作用）5SO2+ 2Mn O4+ 2H2O=5Sc4+2Mn2+ 4H+还原性 SO2+ Br2+ 2H2O=H2SO4+ 2HBr （4）实验操作预期现象与结论一

13、滴加盐酸含有 Na2SO3取少量滤液 A 于试管中，向其中加入过 量的 Ba（OH）2溶液或先加入品红溶液再 加入盐酸若生成白色沉淀或品红溶液褪色， 则说明含有 NaHSQ;否则不含有 NaHSO34.（2018 北京高考）实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于 KOH 溶液；具有强氧化性，在酸性或中 性溶液中快速产生 O2，在碱性溶液中较稳定（1）制备 K2FeO4（夹持装置略）08/121A 为氯气发生装置。A 中反应方程式是 _ 锰被还原为 Mn2+）。2将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂。3C 中得到紫色固体和溶液。C 中 CI2发生

14、的反应有 3Cb + 2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+ 6KCI + 8H2O，另外还有_ 。（2）探究 K2FeO4的性质1取 C 中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液 a,经检验气体中含有 Cb。为证明是否 K2FeQ 氧化了 C而产生 CI2，设计以下方案:万案I取少量 a,滴加 KSCN 溶液至过量，溶液呈红色万案U用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体，再用 KOH 溶液将 K2FeO4溶出， 得到紫色溶液 b,取少量 b,滴加盐酸，有 CI2产生i.由方案I中溶液变红可知 a 中含有_子，但该离子的产生不能判断一定是 aFeQ 将 CI 氧化，还可能由 _

15、产生 （用方程式表示）。ii.方案U可证明 K2FeO4氧化了 CI。用 KOH 溶液洗涤的目的是2_根据K2FeO4的制备实验得出：氧化性 CI2_FecT（填“”或V”），而方案U实验表明， CI2和 FeO4-的氧化性强弱关系相反，原因是3_ 资料表明，酸性溶液中的氧化性 FeO4 MnO4,验证实验如下：将溶液 b 滴入 MnSO4和足量 H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否 证明氧化性 FeO4_MnO4。若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。 理由或方案：_9/12【解析】（1）由题图知 A 中反应物为浓盐酸和 KMnO4,生成物有 CI2, 且锰被还原为

16、 Mn2+，根据得失电子守恒及元素守恒即可完成反应的化学方程式。 由于装置C 中高铁酸钾的制备环境呈碱性而制得的氯气中混有的氯化氢气体 为酸性，可用饱和食盐水除去氯化氢，注意“长导管进短导管出”。氯气能与3过量的 KOH 溶液反应。（2）i.Fe+遇 KSCN 溶液变红色。由已知高铁酸钾在酸 性溶液中快速产生氧气，反应过程中氧元素的化合价升高，根据氧化还原反应的 规律，高铁酸钾中+ 6 价的铁元素化合价必然降低，其还原产物可能是Fe3+。也就是说，Fe3+可能来自于高铁酸钾自身的氧化还原反应。书写离子方程式时，可 以先写出明确的、已知的反应物（即 FeO$-）和生成物（即 Fe3+和 02），

17、根据得失电 子守恒确定 Fe3+和 02的化学计量数之比为 4 : 3,再根据电荷守恒和元素守恒确 定反应物中还应有 H+,最后用观察法配平即可。ii.C 中 CI2与 K0H 反应生成的 CIO具有氧化性，也能氧化 CI-， 故需排除 CIO的干扰。 K2FeO4的制备实验 中 CI2化合价降低作氧化剂，故氧化性 CbFeO4-，该反应是在碱性条件下进行 的，方案U是在酸性条件下进行的，溶液的酸碱性对物质的氧化性或还原性会产 生影响。【答案】2KMnO4+ 16HCI=2MnCI2+ 2KCI + 5CI2T+ 8H2O2iWd3CI2+ 2OH_=C+ CIO_+ H2Oi.Fe3+4Fe

18、&+20H+=4Fe?+3O2T +IOH2Oii.排除 CIO的干扰2溶液酸碱性不同3理由：Fe&_在过量酸的作用下完全转化为卩63+和 O2,溶液浅紫色一定是10/12MnO4的颜色或方案：向紫色溶液 b 中滴加过量稀 H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色5. （2018 调研卷）图 1某课题小组查阅资料知，硫酸镁和焦炭组成的混合物在高温（800C）条件下反应生成 MgO、SO2、CO2、CO。为了探究资料信息的真实性，他们设计如下实 验：I.检验部分产物取一定质量的硫酸镁和焦炭混合均匀，在高温下反应，将产生的气体通入图 1 所示装置可以检验 CO2、CO 和 SO2是否存在。供选

19、用的药品有：品红溶液、 酸性高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、硫酸铜溶液。（1）A 装置中的试剂是 _，其作用是_能证明 CO2、SO2都存在的实验现象是_写出 A 中发生反应的离子方程式_实验过程中，B 中导出的气体能燃烧并发出蓝色火焰n.定量确定该反应的化学方程式另取一定质量的硫酸镁和焦炭混合均匀，按图 2 所示装置进行实验（加热装 置省略）。已知：D、E、F 中溶液均足量，吸收气体充分且不考虑副反应。 CuCl 的盐酸溶液能吸收 CO 生成氯化羰基亚铜Cu2Cl2（CO）22H2O。CDE F 图 311/12图 2(3)_ 实验前要通入一段时间氮气，其作用是 _。(4) 有同学提

20、出上述图 2 装置不安全，应该在 C、D 之间增加图 3 装置，其目的是_ 。另一位同学认为按上述装置用差量法测定 CO 的量，结果会偏大，请你提出改进的措施： _ 。(5) 当反应完全后，将 D 中溶液稀释至 1 000 mL，准确量取 25.00 mL 稀释后的溶液，并用 0.500 0 mol L71氢氧化钠标准溶液滴定至终点，进行三次平行实验， 消耗氢氧化钠标准溶液平均体积为 15.00 mL。如果在装氢氧化钠标准溶液之前 没有用标准溶液润洗滴定管，则测定D 中生成硫酸的量会_ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。当 C 中固体完全反应后，测得 E 中生成 CaCO35.0 g, F

21、装置质量增加 1.4g。根据有关数据，写出 C 中发生反应的化学方程式：【解析】(1)根据题图 1 所示装置特点，如果 A 中选用品红溶液，只能检 验 SO2是否存在，但缺少除去 SO2、确认 SO2被除尽等的实验装置，故 A 中应 选择足量酸性高锰酸钾溶液，起三个作用。(2)A 中的现象是“紫色变浅”，表明有 SO2存在并已被除尽。B 中溶液变浑浊说明有 CO2。SO2与酸性高锰酸钾溶 液反应生成了硫酸锰、硫酸钾和硫酸。(3)空气对实验有干扰，实验前要将装置中空气排出。(4)C 中加强热，C、D 装置间温差较大，易发生倒吸；图 2 装置 E 中导出的 CO 气体中含水蒸气，应增加 CO 干燥

22、装置。(5)用氢氧化钠标准溶液滴 定硫酸时，碱式滴定管没有用氢氧化钠标准溶液润洗，导致氢氧化钠标准溶液浓度变小，消耗氢氧化钠标准溶液的体积偏大，则测定的硫酸的量偏高。(6)根据反应 SO2+ H2O2=H2SO4, H2SO4+ 2NaOH=Nc2SO4+ 2H2O 可得，n(SO2)= 0.5000 mol L-1X15.00X10-3L1 000 mL5.0 g_= 0.05 mol, n(CO) =1.4 g_1= 0.05 mol。n(SO2) ： n(CO2) : n(CO)12/12100 g mol_28 g mol_=0.15 mol : 0.05 mol : 0.05 mol = 3 ：1 ：1。根据质量守恒定律知，n(MgSO4): n(C) :n(MgO) ： n(SO2) : n(CO2) : n(CO) = 3 : 2 : 3 : 3 ： 1 ： 1。【答案】(1)酸性高锰酸钾溶液 检验 SO2、除去 SO2并确认 SO2已被除尽(2) A 中溶液紫色变浅，B 中溶液变浑浊5SO2+ 2MnO4+ 2H2O