2021高三全国统考化学（经典版）一轮第11章 热点专题突破7化学综合实验题的突破方法含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高三全国统考化学（经典版）一轮课时作业：第11章热点专题突破7化学综合实验题的突破方法含解析课时作业1．（2019·天津高考）环己烯是重要的化工原料.其实验室制备流程如下：回答下列问题：Ⅰ。环己烯的制备与提纯（1）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为________，现象为________.（2）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去)。①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为____________________________，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为________(填序号）。a．浓硫酸易使原料炭化并产生SO2b．FeCl3·6H2O污染小、可循环使用，符合绿色化学理念c．同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高②仪器B的作用为_____________________________________________。(3）操作2用到的玻璃仪器是______________________________________.（4)将操作3(蒸馏）的步骤补齐:安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，________________________,弃去前馏分，收集83℃的馏分。Ⅱ。环己烯含量的测定在一定条件下，向ag环己烯样品中加入定量制得的bmolBr2，与环己烯充分反应后，剩余的Br2与足量KI作用生成I2，用cmol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定，终点时消耗Na2S2O3标准溶液VmL（以上数据均已扣除干扰因素)。测定过程中，发生的反应如下：①Br2＋②Br2＋2KI=I2＋2KBr③I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6(5)滴定所用指示剂为________.样品中环己烯的质量分数为________（用字母表示)。（6）下列情况会导致测定结果偏低的是________(填序号)。a．样品中含有苯酚杂质b．在测定过程中部分环己烯挥发c．Na2S2O3标准溶液部分被氧化答案（1)FeCl3溶液溶液显紫色（2）①eq\o（，\s\up7（FeCl3·6H2O）,\s\do5(△）)＋H2Oab②减少环己醇蒸出（3）分液漏斗、烧杯（4)通冷凝水，加热（5）淀粉溶液eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(b－\f（cV,2000)）)×82，a)×100％（6）bc解析（2)①根据流程可知，→环己烯发生消去反应。反应为eq\o(,\s\up7(FeCl3·6H2O),\s\do5（△）)＋H2O,由于浓H2SO4具有脱水性和强氧化性,若用浓H2SO4，会有脱水炭化、产生SO2等副反应发生，同时SO2也会污染大气。由于FeCl3·6H2O不具有吸水性，不能使平衡正向移动，无法提高转化率。故选a、b。②B为冷凝管，目的是冷凝回流,作用是减少环己醇蒸出。(5)根据反应原理可知，当I2被Na2S2O3消耗完时,达滴定终点，所以可用淀粉溶液作指示剂，现象是蓝色变为无色,且半分钟内不恢复时达到终点。由I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6eq\f(cV，2000）eq\f(cV，1000）则与环己烯反应的Br2的物质的量为eq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（b－\f（cV,2000)））mol由Br2＋1mol82geq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(b－\f（cV,2000）)）molmgm＝82eq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(b－\f(cV，2000）））环己烯的质量分数为eq\f（mg，ag)×100％＝eq\f(82\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(b－\f（cV，2000）））,a）×100％。（6）a。样品中含有苯酚，苯酚会与溴水反应，所用Na2S2O3的体积偏小，测得环己烯质量分数偏高.b．部分环己烯挥发时，所用Na2S2O3的体积偏大,测得环己烯质量分数偏低.c．Na2S2O3部分被氧化时，所用Na2S2O3的体积偏大，测得环己烯质量分数偏低。2．(2019·葫芦岛高三期末)为研究亚铁盐与H2O2溶液的反应实质，某同学设计如下实验：【实验Ⅰ】试剂：酸化的0.5mol·L－1FeSO4溶液(pH＝0。2），5%H2O2溶液（pH＝5).操作现象取2mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5％H2O2溶液溶液立即变为棕黄色,稍后，产生气泡.测得反应后溶液pH＝0.9向反应后的溶液中加入KSCN溶液溶液变红（1）上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是____________________________。（2)产生气泡的原因是__________________________。【实验Ⅱ】试剂：未酸化的0.5mol·L－1FeSO4溶液（pH＝3)，5%H2O2溶液（pH＝5）。操作现象取2mL5％H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热,反应混合物颜色加深且有浑浊.测得反应后溶液pH＝1。4（3)将上述混合物分离,得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4mol·L－1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SOeq\o\al(2－，4）。检验棕黄色沉淀中SOeq\o\al(2－,4）的方法是_____________________________________________________。(4)对于生成红褐色胶体的原因,提出两种假设：ⅰ.H2O2溶液氧化Fe2＋消耗H＋ⅱ。Fe2＋氧化的产物发生了水解①根据实验Ⅱ记录否定假设ⅰ，理由是____________________________。②实验验证假设ⅱ:取________,加热，溶液变为红褐色，pH下降,证明假设ⅱ成立。(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是____________________________。【实验Ⅲ】若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作与实验Ⅱ相同，除了产生与Ⅱ相同的现象外，还生成刺激性气味气体,该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。（6)产生刺激性气味气体的原因是____________________________。(7)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，亚铁盐与H2O2反应的现象与____________________________有关.(写出两点）答案（1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O(2)Fe3＋催化下H2O2分解产生O2(3）取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有SOeq\o\al(2－,4)（4）①反应后溶液的pH降低②Fe2(SO4）3溶液(5)2Fe2＋＋H2O2＋4H2O=2Fe(OH）3(胶体)＋4H＋（6）H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动，产生的HCl受热挥发(7)pH、阴离子种类、温度、反应物用量解析取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴5%H2O2溶液，溶液变黄，向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液变红,说明有＋3价铁离子生成，产生气泡，说明有氧气生成，Fe3＋催化下H2O2分解产生O2，是放热反应。3．(2019·黑龙江哈三中高三期末）氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,图1是模拟制取装置.(1)装置B的作用是____________________________；装置D的作用是____________________________.(2）利用实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，________（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）。①加热反应一段时间②收集气体并检验其纯度③关闭分液漏斗活塞④停止加热，充分冷却（3)为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是________.(4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。请完善下列实验步骤。①样品称量；②加入________溶液(填化学式)，搅拌、过滤；③________（填操作名称)；④________（填操作名称）；⑤称量碳酸钙。（5)乙同学利用如图2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。他称取46mg所制得的氢化钙样品,记录开始时注射器活塞停留在10.00mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留在57。04mL刻度处。(上述气体体积均在标准状况下测定)试通过计算求样品中氢化钙的纯度：___________________________（结果保留三位有效数字)。答案（1)除去氢气中的水蒸气防止空气中的水蒸气进入C装置（2）②①④③(3）无水硫酸铜(或其他合理答案)(4)Na2CO3(K2CO3或其他合理答案）洗涤烘干(干燥）(5)91.3%解析（1)氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在和Ca发生反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙作干燥剂干燥H2，以去除氢气中的水蒸气，D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置.（2）有气体参加且需要加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸，故正确的操作顺序为②①④③.（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显，故为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是无水硫酸铜。（4)从最终称量碳酸钙可以知道，应加入碳酸钠溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量,确定纯度。(5)由注射器开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留在57。04mL刻度处,可以知道生成氢气:57。04mL－10mL＝47.04mL,所以氢气的质量为eq\f(0.04704L,22。4L/mol)×2g/mol＝0。0042g＝4。2mg，设混合物中氢化钙的质量为x，生成氢气质量为y，则钙的质量为46mg－x，钙与水反应生成氢气的质量为4.2mg－y,CaH2＋2H2O=Ca(OH）2＋2H2↑424xy有42∶4＝x∶y①Ca＋2H2O=Ca（OH）2＋H2↑40246－x4.2－y有40∶2＝(46－x)∶（4。2－y)②联立①②，解得x＝42mg,y＝4mg.所以样品中氢化钙的纯度为eq\f（42mg，46mg)×100%≈91.3%.4．(2020·武汉高三联考）NaCN为剧毒无机物.某化学兴趣小组查阅资料得知，实验室里的氰化钠溶液可使用硫代硫酸钠溶液进行统一解毒销毁，他们开展了以下实验，根据要求回答问题：实验Ⅰ.硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)的制备已知Na2S2O3·5H2O遇热不稳定,超过33℃即开始失去结晶水。现以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料，采用下述装置制备硫代硫酸钠，反应原理为:①Na2CO3＋SO2=Na2SO3＋CO2②Na2S＋SO2＋H2O=Na2SO3＋H2S③2H2S＋SO2=3S↓＋2H2O④Na2SO3＋Seq\o（=，\s\up7（△)）Na2S2O3(1)将硫化钠和碳酸钠按反应要求的比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在蒸馏烧瓶中加入亚硫酸钠固体，在分液漏斗中注入________（填字母)，并按图示组装好装置，进行实验。A．稀盐酸 B．浓盐酸C．70%的硫酸 D．稀硝酸从以上反应可知Na2S与Na2CO3的最佳物质的量之比是________。（2)pH小于7即会引起Na2S2O3溶液变质,溶液中会出现淡黄色浑浊。反应约半小时，当溶液pH接近且不小于7时，即可停止通气和加热。若通入SO2过量，则发生反应的化学方程式为________________________________________.（3）从上述反应混合液中获得较高产率Na2S2O3·5H2O的步骤为:eq\x（\a\al（向反应混合液中，加活性炭脱色））eq\o(→，\s\up7(操作①））eq\x(滤液)eq\o（→,\s\up7(操作②)）eq\o（→，\s\up7(操作③))eq\x(粗晶体)为减少产品的损失，操作①为趁热过滤，“趁热”的原因是________________________________________；操作②是____________；操作③是抽滤、洗涤、干燥.实验Ⅱ.产品纯度的检测(4)已知:Na2S2O3·5H2O的摩尔质量为248g·mol－1；2Na2S2O3＋I2=2NaI＋Na2S4O6.取晶体样品ag，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液,用0。010mol·L－1碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液VmL,则该样品的纯度是________。（5)滴定过程中可能造成实验结果偏低的是________（填字母)。A．锥形瓶未用Na2S2O3溶液润洗B．锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定，进行读数C．滴定到终点时仰视读数D．滴定管尖嘴内滴定前无气泡，滴定到终点出现气泡答案(1）C2∶1(2)Na2S2O3＋SO2＋H2Oeq\o(=，\s\up7(△))2NaHSO3＋S↓(3）防止晶体在漏斗中大量析出导致产率降低蒸发浓缩、冷却结晶（4)eq\f(4.96×10－3V,a）×100％(5)BD解析（1)以亚硫酸钠、硫化钠和碳酸钠等为原料制备硫代硫酸钠,根据题图和反应原理可知，蒸馏烧瓶中产生的是SO2，浓盐酸易挥发，而加入稀盐酸，反应速率较慢,稀硝酸能氧化反应物,所以用70％的硫酸合适。根据题中提供的4个方程式,由①＋②×2＋③＋④×3，消去Na2SO3、H2O、H2S、S得到化学方程式2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2，所以Na2S与Na2CO3的最佳物质的量之比是2∶1。(2)根据题意，Na2S2O3在酸性条件下会生成S，当溶液pH接近且不小于7时，立