2024届高考一轮复习 课时分层作业60　综合实验探究

课时分层作业(六十)综合实验探究

1.(2022•沈阳模拟)高铁酸钾(KzFeOQ是一种新型非氯高效消毒净水剂，集氧

化、消毒、吸附、絮凝、去污等多种功能为一体，是新型、高效、安全、多功能

的水处理剂。下面是以三价铁盐作为铁源、次氯酸盐作为强氧化剂制备高铁酸钾

的装置图(部分夹持装置略)。回答下列问题:

(1)向圆底烧瓶中添加浓盐酸时，应先使磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对

准，原因是________________________________________________________________

⑵装置B既可以除去A中挥发出的HC1气体，又可以.

(3)实验结束时通入氮气的目的是.

(4)装置C中制备高铁酸钠发生反应的离子方程式为o

⑸低温下，在充分反应后的装置C反应液中加入KOH至饱和，可析出高铁酸

钾粗产品，该反应的离子方程式为________________________________________

粗产品中的可溶性杂质可通过_______方法进一步提纯。

2.(2022・郑州模拟)碳酸蒯La2(CO»3,M=458g•moH］为白色难溶固体，分

解温度为900在溶液中制备时，形成水合碳酸镯Laz(CO3)3・HhO,若溶液

碱性太强，会生成受热易分解的碱式碳酸锄La(OH)CO3。已知酒精喷灯火焰温

度可达1000℃0

回答下列问题：

(1)用如图装置模拟制备水合碳酸镯:

XYZW

①实验开始时，应先打开仪器（填“A”或"B”）的活塞。

②装置接口的连接顺序为-d,e-（填接口标号）。

③反应中生成水合碳酸翎的化学方程式为

⑵某小组通过以下实验验证制得的样品中不含La（OH）CO3，并测定

La2（CO3）3•XH2O中结晶水的含量。将石英玻璃管A称重，记为mig；将样品

装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g；将装有试剂的装置C称重，

记为gg。按下图连接好装置进行实验（夹持装置略去）。

实验步骤：i.打开Ki、K2和K3,缓缓通入N2；

ii.数分钟后关闭K”K3,打开K4,点燃酒精喷灯，加热A中样品；

iii.一段时间后，熄灭酒精喷灯，打开Ki,通数分钟N2后关闭Ki和K2,冷却

到室温，称量A。重复上述操作步骤，直至A恒重，记为机4g（此时装置A中

固体为La2€>3,M=326g・mol“）；称重装置C,记为，“5g。

①装置B中的试剂为。

（磔一，〃3）

44-

②根据实验记录，当;------；=时,说明制得的样品中不含La（OH）CO3。

-326

③若无装置D,测得LaXCOR-XH2O中x的数值________（填“偏大”或“偏

小”）。

3.（2022•石家庄模拟）无水三氯化络（CrCb）为紫色单斜晶体，易潮解，易升华，

高温下易被氧气氧化，在工业上主要用作媒染剂和催化剂，某化学小组在氮气的

氛围下用CnO3和CC14（沸点：76.8℃）在高温下制备无水三氯化铝，并测定

某样品中三氯化铭的质量分数，回答下列问题:

(1)仪器a的名称为,制备CrCb时有光气(COCL)生成，写出管式炉内

发生反应的化学方程式：_______________________________________________

(2)实验过程中需持续通入N2,写出通入N2的两个作用：

(3)为保证产生稳定的CC14气流，需对a加热，适宜的加热方式为

,实验结束时，C中的现象为____________________________________

(4)测定某样品中三氯化铝的含量。

称取0.7000g样品溶于水配制成500mL溶液，取50.00mL所得溶液于锥形瓶

中，加入20.00mL0.0200moi•L“的EDTA(Na2H2丫)溶液，充分反应后，加入

指示剂，用().010()1«01・1/的211。2标准溶液滴定至终点时，消耗标准溶液的

3+2+2+2

体积为5.00mL(已知：Cr+H2Y==CrY+2H^Zn+H2Y==ZnH2Y)o

该样品中CrCb的质量分数为(计算结果精确到1%),如果滴定管用

蒸储水洗涤后未用待装溶液润洗，则测定结果(填“偏高”“偏低”或

“无影响”)»

4.(2022•长沙模拟)氮化钙(Ca3N2)是一种重要试剂，常温下为棕色固体，在空

气中会被氧化，遇水强烈水解，产生刺激性气味气体。实验室设计如图装置用Ca

与N2反应制备Ca3N2,并对Ca3N2纯度进行测定。

I.Ca3N2的制备

ABCDE

（1）仪器a的名称为,E装置的主要作用是。

⑵实验开始时应首先点燃（填“A”或"C”）处酒精灯，当观察到

时点燃另一处酒精灯。

II.CasNz纯度的测定（已知所含的杂质不与水反应产生气体）

（3）方案一：①按图甲所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定虚线框

内装置及试剂的质量如；③,用

分液漏斗加入足量水，至不再产生气体；④;⑤再

次测定虚线框内装置及试剂的质量mz。则产品中Ca3N2的质量分数表达式为

（4）方案二：按图乙所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。打开分液漏斗活

塞向三颈烧瓶中加入蒸储水，打开K持续通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，

并用100mL1.00mol・L1的稀硫酸标准溶液完全吸收（液体体积变化忽略不

计）。从烧杯中量取10.00mL的吸收液注入锥形瓶中，用LOOmol•L1NaOH

标准溶液滴定过量的稀硫酸，到终点时消耗12.80mLNaOH溶液。则产品中

CasNz的质量分数为。若两个方案均操作无误，比较两方案测定的质量

分数，方案一（填“偏高”“偏低”或“相等”）。

课时分层作业（六十）

1.解析：（1）向圆底烧瓶中添加浓盐酸时，应打开上口玻璃塞或先使磨口塞

上的凹槽与漏斗口颈上的小孔对准，使漏斗内外的空气相通，压强相等，便于漏

斗里的液体顺利流下。（2）装置B既可用于除去A中挥发出的HC1气体，又可用

于观测气体流速，便于调节后续反应速率。（3）氯气有毒，多余氯气必须处理，实

险结束时通入氮气的目的是将体系内残留的氯气排尽,使其与NaOH充分反应。

（4）装置C用于制备高铁酸钠，反应中，铁元素化合价从+3价升高到+6价、次

氯酸根离子中氯元素化合价从+1价降低到一1价，根据得失电子守恒、电荷守

恒、元素质量守恒得反应的离子方程式为3cleT+2Fe（OH）3+4OH=2FeO1十

3Cr+5H2Oo（5）高铁酸钾在低温、强碱溶液中比较稳定，则低温下，在充分反

应后的装置C反应液中加入KOH至饱和，可析出高铁酸钾粗产品，该反应的离

+

子方程式为FeO4+2K=K2FeO4I。粗产品中的可溶性杂质可通过重结晶方法

进一步提纯。

答案：（1）这样可以使漏斗内外的空气相通，压强相等，便于漏斗里的液体顺

利流下（2）用于观测气体流速，便于调节后续反应速率（3）将体系内残留的氯

气排尽（4）3C1O^+2Fe（OH）3+40H==2FeOi-+3CP+5H2O（反应物为Fe3+也

可）（5）FeC法+2K+=K2FeO4I重结晶

2.解析：结合装置以及所给试剂，制取水合碳酸锢的原理为2LaCb+6NH3

+3CO2+（x+3）H2O=La2（CO3）3•XH2OI+6NH4CI,装置Y制备NH3,NH3易

溶于水，通入带有球形干燥管的导气管中可以防倒吸，装置W制备C02,装有

饱和碳酸氢钠溶液的装置X用于除去C02中的HC1,防止消耗过多的氨气，在

装置Z中生成水合碳酸铜。根据已知信息，mi-m\为La2（CC）3）3•XH2O的质量，

侬一"21为La2（）3的质量，如一根3为CO?的质量。B中装有浓硫酸，C、D中装有

碱石灰，D中碱石灰的作用是防止空气中CO2和H2O进入装置C中影响实验结

果；第一次通入N2,目的是排出装置中的空气，防止空气中C02干扰实验结果，

第二次通入N2,目的是将装置中残留的C02全部排入装置C中被吸收，减小实

验误差。⑴①C02在LaC13溶液中溶解度较小，要先通入NH3使溶液显碱性后才

更容易吸收二氧化碳，故先打开仪器A的活塞制备NH3；②结合分析可知装置

接口顺序应为ffb-afd,e+c;③根据元素质量守恒可知化学方程式为2LaCh

+6NH3+3CO2+(x+3)H2O=La2(CO3)3・XH20I+6NH4C10(2)①B中装有浓硫

酸，吸收装置中的水和反应过程中产生的水；②如果制得的样品中不含有

(m5—"23)

~44~

La(0H)C03,则由La2(CO3)3•x&O化学式可知/i(CO):»(LaO3)=3,即;------r

22{nu—ni])

326

=3;③”(LazCh)=〃[La2(CO3)3,AH2O],则水合碳酸锢化学式中结晶水数目x—

132(7722—mi)

----------458

一加3)

若没有D装置，空气中的C02和H2O进入到装置C,会使

18

5增大，从而使X偏小。

答案：⑴①A②ffbfac③2LaCh+6NH3+3cO2+(x+

3)H2O=La2(CO3)3•xH2OI+6NH4CI

(2)①浓硫酸②3③偏小

3.解析：(3)四氯化碳的沸点为76.8°C,为保证产生稳定的四氯化碳气流,

应对a采取水浴加热；装置C为收集装置，无水三氯化铭■(CrCb)为紫色单斜晶

体，因此当实验结束时，装置C中广口瓶内壁上有紫色固体附着。(4)由题意可

1

知，50.00mLCrCl3溶液中CrCl3的物质的量为20.00X10-3LX0.0200mol•L-

-0.0100mol-L'X5.00X10-3L=3.5X10-4mol,则该样品中CrCb的质量为

3.5XIO-4molX嘿警X158.5g•mol-1=0.55475g,CrCh的质量分数为

DUIlli—z

055475g

O7nnn/X100%^79%;如果滴定管用蒸储水洗涤后未用待装溶液润洗，会造

成消耗ZnCh标准溶液体积偏大，导致氯化锌消耗EDTA的量偏高，所测CrCh

含量偏低，测定结果偏低。

高温

答案：(1)三颈烧瓶Cr20s+3CC14=^^2CrCh+3COC12(2)排出空气、吹

出CrCb及尾气、吹出CC14蒸气(写出其中两点即可)

（3）水浴加热广口瓶内壁上有紫色固体附着（4）79%偏低

4.解析：（3）①按图甲所示连接装置，检查装置气密性后加入试剂。②测定

虚线框内装置及试剂的质量，加，③关闭Ki,打开K2,用分液漏斗加入足量水,

至不再产生气体，④打开Ki,通入足量的N?把产生的气体全部压入浓硫酸中，

⑤再次测定虚线框内装置及试剂的质量m2；根据Ca3N2+6H2O=3Ca（OH）2+

2NH3t,得关系式Ca3N2〜2NH3,可知148gCa3N2〜34gNH3,产品中Ca3N2的

148,、

34（m2-W1）g37（加2—on）

质量分数=----痂----X100%--------51------XW0%o（4）根据反应2NaOH+

H2s04一