2024高考化学一轮复习专练53实验综合应用二含解析新人教版

PAGE8-专练53试验综合应用二1．[2024·长春试验中学高三开学考试]某课外小组的同学拟用下图所示的装置从含碘废液(除H2O外，还有I2、I－等)中回收碘。回答下列问题：(1)装置A中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。(2)仪器X的名称为________；装置D的作用是________。(3)装置C中球形冷凝管冷却水从________(填“a”或“b”)进入，反应限制在较低温度下且保持溶液pH＝2进行的缘由是________________________________________________________________________。(4)三口烧瓶中液体经过滤得粗碘，粗碘可经________(填操作名称)得到纯碘。(5)为测定某含碘废水中I2的含量，取样100mL，调整溶液pH后，滴加2滴淀粉溶液，然后用0.02500mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，消耗标准液18.15mL。则滴定终点时的现象为________________，含碘废水中I2的含量________mg/mL(结果保留小数点后三位，已知：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。2.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气汲取剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。试验装置如图所示，回答下列问题：(1)试验中所用蒸馏水均需经煮沸后快速冷却，目的是________________，仪器a的名称是________。(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。①c中溶液由绿色渐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。②同时c中有气体产生，该气体的作用是________。(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其缘由是________________________________；d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分别，需采纳的操作是________、________、洗涤、干燥。(4)指出装置d可能存在的缺点________________________________________________________________________。3.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行试验。①通入氮气的目的是________________。②试验中视察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此推断热分解产物中肯定含有________________、________________。③为防止倒吸，停止试验时应进行的操作是________________________________________________________________________。④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：________________________________________________________________________。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________________________________________________________________________。②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________________________________________________。4．试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)①A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Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋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Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色。方案Ⅱ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Cl2产生。ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能推断肯定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由________________________________________________________________________产生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是__________________。②依据K2FeO4的制备试验得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ试验表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性强弱关系相反，缘由是__________________________________________。③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)，验证明验如下：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FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)。若能，请说明理由；若不能，进一步设计试验方案。理由或方案：__________________。5．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3，其主要试验流程如下：已知：①Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O是放热反应。②N2H4·H2O沸点约118℃，具有强还原性，能与NaClO猛烈反应生成N2。(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为____________________________；试验中限制温度除用冰水浴外，还需实行的措施是________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后，再快速升温至110℃接着反应。试验中通过滴液漏斗滴加的溶液是________；运用冷凝管的目的是__________________。(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。试验中确定何时停止通SO2的试验操作为________________。②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的试验方案：________________________________，用少量无水乙醇洗涤，干燥，密封包装。6．[2024·全国卷Ⅱ]咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上起先升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(Ka约为10－6，易溶于水及乙醇)约3%～10%，还含有色素、纤维素等。试验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。索氏提取装置如图所示。试验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：(1)试验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是________________________。圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒________________。(2)提取过程不行选用明火干脆加热，缘由是____________________________。与常规的萃取相比，采纳索氏提取器的优点是______________。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有________(填标号)。A．直形冷凝管B．球形冷凝管C．接收瓶D．烧杯(4)浓缩液加生石灰的作用是中和__________和汲取____________。(5)可采纳如图所示的简易装置分别提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝聚，该分别提纯方法的名称是________。

专练53试验综合应用二1．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)圆底烧瓶汲取未反应的Cl2，防止污染空气(3)a使氯气在溶液中有较大的溶解度(4)升华(5)当最终一滴Na2S2O3标准溶液滴入时，溶液由蓝色褪为无色，且半分钟不复原蓝色0.576解析：(3)冷凝管中冷却水下进上出，反应限制在较低温度下且保持溶液pH＝2进行，其主要缘由是使氯气在溶液中有较大的溶解度。(4)三口烧瓶中液体经过滤得粗碘，粗碘可经升华得到纯碘。⑸滴定终点时的现象为溶液由蓝色褪为无色，且半分钟不复原蓝色；依据关系式I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，得m(I2)＝0.02500mol/L×18.15ml/2×254g/mol＝57.6mg，则含碘废水中I2的含量＝57.6mg/100ml＝0.576mg/ml。2．(1)去除水中溶解的氧气分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②解除c中空气(3)c中产生H2使压强大于大气压冷却结晶过滤(4)放开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触解析：(1)由于醋酸亚铬易被氧化，因此尽可能避开与氧气接触，所以试验中所用蒸馏水均需经煮沸后快速冷却，目的是去除水中溶解氧；(2)①c中溶液由绿色渐渐变为亮蓝色，说明Cr3＋被锌还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋。②锌还能与盐酸反应生成氢气，由于装置中含有空气，能氧化Cr2＋，所以氢气的作用是解除c中空气；(3)打开K3，关闭K1和K2，由于锌接着与盐酸反应生成氢气，导致c中压强增大，使亮蓝色溶液流入d，与醋酸钠反应；依据题干信息可知醋酸亚铬难溶于冷水，所以为使沉淀充分析出并分别，须要实行的操作是(冰水)冷却、过滤、洗涤、干燥。(4)由于d装置是放开体系，因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产品不纯。3．(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O(2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置②CO2CO③先熄灭装置A、E中的酒精灯，冷却后停止通入氮气④取少量装置A中残留物于试管中，加入稀硫酸溶解，再滴入几滴KSCN溶液，若视察到溶液变红色，证明A中残留物中含有Fe2O3(3)①当最终一滴溶液滴入后，溶液变成浅红色，且半分钟内不褪色②eq\f(5cV×56,m×1000)×100%4．(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.洗去固体表面附着的氧化性离子ClO－，以免对FeOeq\o\al(2－,4)氧化Cl－产生干扰，同时保持K2FeO4稳定存在②>溶液的酸碱性影响物质的氧化性强弱，在酸性环境中氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，碱性环境中氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)③能，理由：在加入H2SO4后，FeOeq\o\al(2－,4)肯定会被反应掉，若溶液呈浅紫色，则可能为FeOeq\o\al(2－,4)干脆氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)或FeOeq\o\al(2－,4)生成O2，再由O2氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)，均可得出结论：FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。(不能，方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，视察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)解析：(1)①A为氯气发生装置，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl(浓)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；②由于盐酸具有挥发性，所得Cl2中混有HCl和H2O(g)，HCl会消耗Fe(OH)3、KOH，用饱和食盐水除去HCl，除杂装置B为。③C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，还有Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O；(2)①依据上述制备反应，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，还可能含有KClO等。ⅰ.方案Ⅰ加入KSCN溶液，溶液变红说明a中含Fe3＋。但Fe3＋的产生不能推断K2FeO4与Cl－发生了反应，依据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，自身被还原成Fe3＋，依据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，可能的反应为4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O。ⅱ.产生Cl2还可能是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，即KClO的存在干扰推断；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗涤的目的是除去KClO、解除ClO－的干扰，同时保持K2FeO4稳定存在。②制备K2FeO4的原理为3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，依据同一反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物，得出氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；方案Ⅱ的反应为2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋=2Fe3＋＋3Cl2↑＋8H2O，得出氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，试验表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案Ⅱ在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。③该小题为开放性试题。若能，依据题意K2FeO4在足量H2SO4溶液中会转化为Fe3＋和O2，最终溶液中不存在FeOeq\o\al(2－,4)，溶液振荡后呈浅紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的颜色，说明FeOeq\o\al(2－,4)将Mn2＋氧化成MnOeq\o\al(－,4)，所以该试验方案能证明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,