【创新设计】2021届高考化学(广东专用)一轮总复习限时训练：热点回头专练13-综合型实验题专项突破

热点回头专练13综合型试验题专项突破1．(2021·广东六校二模质检，32)Ⅰ.电解饱和食盐水的阳极产物是________________(写化学式)。Ⅱ.废旧锌锰干电池回收处理，既能削减它对环境的污染，又能实现废电池的资源化利用。(1)回收二氯化锰。将废旧锌锰电池处理，得到含锰混合物，向该混合物加入浓盐酸并加热，试写出MnO(OH)与浓盐酸反应的化学方程式：______________________________________________。(2)萃取法回收锰离子。试验室萃取操作中使用的玻璃仪器是________。(3)制备锰锌铁氧体。锰锌铁氧体可用做隐形飞机吸取雷达波的涂料。一种以锌锰废电池为原料制备锰锌铁氧体的主要流程如下：①除汞时，铁粉的作用是________(填“氧化剂”“还原剂”或“吸附剂”)。在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸取率的影响及主要产物如图。②据图说明pH对Hg吸取率的影响规律：________________________________________________________________。③在强酸性环境下Hg的吸取率高的缘由可能是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)锰回收新方法。向含锰混合物加入肯定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。其主要反应为2MnO(OH)＋MnO2＋2H2C2O4＋3H2SO4=3MnSO4＋4CO2↑＋6H2①1molMnO2参与反应时，共有________mol电子发生转移。②新方法的优点是__________________________(答1点即可)。解析Ⅰ.电解饱和食盐水时，阴离子在电解池的阳极放电：2Cl－－2e－=Cl2↑。Ⅱ.(1)类似MnO2与浓盐酸反应，MnO(OH)与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气和水。(2)萃取操作的主要仪器是分液漏斗。(3)①除汞时，铁粉与Hg2＋发生置换反应，Fe化合价上升，做还原剂；②由图可知，随pH渐渐上升，KMnO4溶液对Hg的吸取领先渐渐降低，然后渐渐增加；③随酸性的增加，KMnO4的氧化力量也渐渐增加。(4)①由化学方程式可知：2MnO(OH)～2MnSO4～2e－，MnO2～MnSO4～2e－,1molMnO2参与反应时，共有4mol电子发生转移；②产物中MnSO4是目标产物，CO2和H2O对环境无污染，MnSO4的提纯也很简洁。答案Ⅰ.Cl2Ⅱ.(1)2MnO(OH)＋6HCleq\o(=,\s\up7(△))2MnCl2＋Cl2↑＋4H2O(2)分液漏斗(3)①还原剂②随pH的上升KMnO4溶液对汞的吸取领先降低后增加③KMnO4在酸性条件下氧化性强(或其他合理答案)(4)①4②工艺流程简洁；生成CO2和H2O不影响MnSO4的纯度；反应过程无有毒有害物质生成，不造成二次污染；废物资源化等2．乙酸正丁酯是一种重要化工原料，某试验小组利用图1、图2装置合成乙酸正丁酯(夹持装置已略去)，发生的化学反应为：CH3COOH＋ CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O可能用到的有关数据见下表：相对分子质量沸点/℃eq\f(密度,g·cm－3)水中溶解性正丁醇74117.20.80微溶乙酸60118.11.05易溶乙酸正丁酯116126.50.90微溶试验步骤如下：①在图1的圆底烧瓶中，装入7.0g正丁醇和7.0g冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸。②如图1所示，安装分水器和回流冷凝管。加热圆底烧瓶，待反应基本完成后，停止加热③冷却后将分水器中分出的酯层和圆底烧瓶中的反应液一起倒入分液漏斗中。先后用水、10%碳酸钠溶液洗涤。分别得到的酯层再用水洗涤后倒入锥形瓶中，加无水硫酸镁干燥。④将干燥后的酯层倒入图2的蒸馏烧瓶中，加热蒸馏。收集124℃～126℃的馏分，称得质量为回答下列问题：(1)图2冷凝管中冷水从________口流入(用字母表示)；仪器d的名称是________。(2)分液漏斗使用前须________并洗净备用。分别上下层液体时，应先________________________________________________________________，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。(3)试验中产生的副产物的结构简式为________________________(任写一种)。用10%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是__________________________。(4)试验1圆底烧瓶c的容积最适合的是________(选填字母)。A．25mLB．50mLC．250mLD．500mL(5)分水器中预先加水至略低于支管口。在加热过程中，除去生成水的操作是____________________________；推断反应基本完成的标志是________________________________。(6)试验中，乙酸正丁酯的产率为________。解析乙酸和正丁醇在浓硫酸作催化剂的条件下发生反应生成乙酸正丁酯。利用除去生成的水的方法促使酯化反应正向移动，提高反应的转化率。生成的水和酯冷凝回流到分水器中，由于乙酸正丁酯不溶于水且密度小于水，所以在上层。n(CH3COOH)＝0.117mol，n(C4H10O)＝0.0945mol，乙酸过量，乙酸正丁酯的产率为eq\f(7.0g,0.0945mol×116g·mol－1)×100%＝63.8%。答案(1)b尾接管(2)检漏打开分液漏斗上端的玻璃塞(3)CH3CH2CHCH2除去醋酸、硫酸(4)B(5)打开分水器下端的活塞，让水流出分水器中水面高度基本不再变化(6)63.8%3．(2022·广东深圳一模，33)某争辩小组欲探究SO2的化学性质，设计了如下试验方案。(1)在B中检验SO2的氧化性，则B中所盛试剂可为________。(2)在C中装FeCl3溶液，检验SO2的还原性，则C中反应的离子方程式为________________________________________________________________。(3)在D中装新制漂白粉浓溶液。通入SO2一段时间后，D中消灭了大量白色沉淀。同学们对白色沉淀成分进行了探究。请回答下列问题：限选的仪器和试剂：过滤装置、试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、0.5mol·L－1盐酸、0.5mol·L－1H2SO4溶液、0.5mol·L－1BaCl2溶液、品红溶液、新制澄清石灰水。(ⅰ)假设一：该白色沉淀为CaSO3；假设二：该白色沉淀为________；假设三：该白色沉淀为上述两种物质的混合物。(ⅱ)基于假设一，填写下表：试验操作预期现象和结论将D中沉淀过滤，洗涤洁净备用用另一洁净试管取少量沉淀样品，加入______________________________________________________________________________________________________________________________(ⅲ)若假设二成立，试写诞生成该白色沉淀的化学方程式：________________________________________________________________。解析(1)～(2)涉及SO2的性质试验。SO2既有氧化性也有还原性，但多表现还原性(能够被氧化性稍强的Fe3＋、H2O2或强氧化剂HClO等氧化)，一般在和H2S等－2价硫化物反应时表现其氧化性，因此B中为H2S(或Na2S、NaHS等)溶液。(3)探究白色沉淀的成分，其实是检验SOeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)。常通过与非氧化性酸反应产生SO2使品红溶液褪色来检验SOeq\o\al(2－,3)或HSOeq\o\al(－,3)。答案(1)硫化氢水溶液(或硫化钠、硫氢化钠或相应溶质的化学式都可以)(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋(3)(ⅰ)CaSO4(ⅱ)试验操作预期现象和结论过(适)量0.5mol·L－1盐酸，塞上带导管的单孔塞，将导管另一端插入盛有少量澄清石灰水(或品红溶液)的试管中若固体完全溶解，有气泡放出、且澄清石灰水变浑浊(或品红溶液褪色)，则假设一成立。若固体不溶解，或溶解但无气泡或澄清石灰水未变浑浊(或品红溶液不褪色)，则假设一不成立(ⅲ)2SO2＋2H2O＋Ca(ClO)2=CaSO4↓＋2HCl＋H2SO44．以明矾石[主要成分为K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O]为原料生产硫酸铝晶体[Al2(SO4)3·18H2O]和明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的试验流程如下：两种不同形态的氧化铝的部分性质如下表：物质αAl2O3γAl2O3性质不溶于水和酸不溶于水，溶于强酸或强碱，加热至1200℃可转化为αAl2OAl2(SO4)3、明矾在不同温度下的溶解度如下表：温度/℃溶解度/g020406080100Al2(SO4)331.236.446.159.273.089.0明矾3.05.911.72571154(1)①理论上得到硫酸铝晶体与明矾的物质的量之比为________。②“焙烧”温度过高，会导致硫酸铝晶体产量降低，其缘由是________________________________。(2)从“母液”制备硫酸铝晶体的试验步骤为：①________；②________；③过滤、洗涤、干燥。(3)测定硫酸铝晶体样品中Al2(SO4)3·18H2O质量分数的试验步骤为(EDTA分别能与Al3＋或Pb2＋以物质的量之比1∶1进行反应)：步骤1：精确     称取硫酸铝晶体样品mg，溶于25mL水中。步骤2：加入c1mo1·L－1EDTA溶液V1mL(过量)，煮沸、冷却，稀释至100mL。步骤3：取25.00mL上述稀释液，滴加指示剂，用c2mol·L－1Pb(NO3)2标准溶液滴定过量的EDTA溶液，达到终点时消耗V2mLPb(NO3)2标准溶液。①步骤2中“稀释至100mL”时，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、________________。②依据上述数据计算，该样品中Al2(SO4)3·18H2O的质量分数为________(用含字母的代数式表示)。③若样品中含有可与EDTA反应的杂质离子，所测定的Al2(SO4)3·18H2O的质量分数将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。解析(1)①依据K守恒可知，当明矾石为1mol时，得到明矾2mol，共含有Al2mol；再依据Al守恒可知，可得到2molAl2(SO4)3。②由信息知，温度过高，γA12O3转化犯难溶于硫酸的αAl2O3。(2)硫酸铝晶体含有结晶水，温度过高，易失去结晶水，故应接受蒸发浓缩、冷却结晶的方法。(3)①配制溶液应用到胶头滴管、容量瓶，但必需指明容量瓶规格。②Al3＋消耗的EDTA为(c1V1－eq\f(100,25)c2V2)×10－3mol，故Al2(SO4)3·18H2O的质量分数为eq\f(1,2)(c1V1－4c2V2)×10－3mol×666g·mol－1/mg×100%。③若含有杂质，则V2变小，故质量分数偏高。答案(1)①1∶1②γA12O3转化犯难溶于硫酸的αAl2O3(2)①蒸发浓缩②冷却结晶(3)①100mL容量瓶、胶头滴管②eq\f(c1V1－4c2V2×333,m×1000)×100%③偏高5．乙醇在肯定条件下可被氧化，某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化试验，并检验其产物，其中C装置的试管中盛有无水乙醇。已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)2反应生成Cu2O。回答下列问题(1)请选择必要的装置，按气流方向连接挨次为________________(填仪器接口的字母编号)(固定和夹持装置已略去)。(2)B装置的分液漏斗中液体药品是________________(填化学式)。该液体还可以与酸性KMnO4溶液反应产生相同的气体，写出该反应的离子方程式__________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)F装置中的固体物质是________________，发生反应的化学方程式为________________________________。反应一段时间后移去酒精灯，反应能连续进行，其缘由是________________________________________________________________。(4)A装置和D装置的试验现象分别为____________________、________________。(5)为了提高乙醇的转化率，可以对C装置进行改进，提出你的改进意见________________________。解析反应原理是利用H2O2制得O2，除去其中含有的水蒸气，通入无水乙醇，在铜作催化剂条件下加热反应，生成乙醛和水，利用装置D检验水，装置A利用乙醛与Cu(OH)2的反应检验产物。(2)装置B为制备氧气的装置，由于有MnO2固体，所以分液漏斗中装有H2O2。H2O2与酸性高锰酸钾溶液反应，H2O2作还原剂。(3)乙醇的催化氧化需要铜作催化剂。(4)装置A是检验乙醛，由题给信息生成砖红色Cu2O沉淀。装置D是检验水。答案(1)c→hi→de→jk(或kj)→fg(或gf)→a(2)H2O22MnOeq\o\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑(3)铜丝2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up7(Cu),\s\do5(△))2CH3CHO＋2H2O该反应为放热反应，反应过程放出的热量能维持反应连续进行(4)A中消灭砖红色沉淀D中白色粉末变为蓝色(5)使用温度计，把握C装置中水浴的温度略高于乙醇的沸点(或其他合理答案)6．(2022·深圳月考)硫代硫酸钠是一种常见的化工原料。将SO2通入按肯定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中，便可得到Na2S2O3，该反应的化学方程式为2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。(1)在配制混合溶液前先将蒸馏水加热煮沸一段时间后待用，其目的是________________________。(2)用该方法获得的Na2S2O3·5H2O晶体中常混有肯定量的杂质。某爱好小组欲对其中所含杂质的成分进行探究(不考虑副反应和杂质所带的结晶水)。【提出假设】假设1：晶体中只含Na2CO3杂质；假设2：晶体中只含Na2S杂质；假设3：________________________________________________________。【查阅资料】①SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；②Na2S2O3在中性、碱性溶液中较稳定，而在酸性溶液中能快速反应：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。【推断与思考】某同学取少量制得的晶体溶于足量稀H2SO4中，并将产生的气体通入CuSO4溶液中，未见黑色沉淀，据此认为假设2不成立。你认为其结论是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，请说明理由：__________________。【设计方案进行试验】基于假设1，完成下表中的试验方案、现象及结论(仪器自选)。限选试验试剂：3mol·L－1H2SO4溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水。试验方案现象及结论(3)已知：2Na2S2O3＋I2=2NaI＋Na2S4O6。为测定所制得晶体的纯度，该小组以淀粉作指示剂，用0.010mol·L－1的碘水进行多次取样滴定，测得Na2S2O3·5H2O的含量约为102%。若所用试剂及操作均无不当，产生该结果最可能的缘由是__________________________________________________。解析Na2S2O3与稀H2SO4反应生成的SO2对H2S和CO2的检验都有干扰，在检验时应充分考虑到：晶体中可能含有的杂质(Na2S)在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水，是解答第(3)小题的关键。答案(1)赶走水中的溶解氧(或空气)(2)晶体中含Na2S和Na2CO3两种杂质不合理Na2S2O3与稀H2SO4反应生成的SO2与H2S发生反应，可能无H2S逸出试验方案现象及结论取适量晶体于烧瓶中，加入足量3mol·L－1H2SO4溶液，塞上带导气管的橡皮塞，将产生的气体导出并依次通过盛有酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水的洗气瓶若品红溶液不褪色、澄清石灰水变浑浊，说明晶体中含Na2CO3杂质(其他合理答案也可)(3)晶体中含有的杂质(如Na2S等)在滴定时参与反应或晶体部分失去结晶水(其他合理答案也可)7．(2022·广东深圳一模，33)工业上用异丙苯氧化法合成苯酚，其生产流程如图：eq\o(→,\s\up15(①O2，100～120℃),\s\do15(②稀H2SO4，90℃))有关物质的性质如下表：物质沸点溶解性主要化学性质异丙苯152.4不溶于水，易溶于酒精可被强氧化剂氧化苯酚181.8微溶于冷水，易溶于热水和酒精等有机溶剂易被氧化丙酮56.2易溶于水和有机溶剂不易被氧化(1)检验有机相中是否含有水的方法是__________________________________________________________________________________________________________________________________；(2)“操作2”(3)丙酮中常含有苯酚和异丙苯中的一种或者两种有机物杂质，某同学做了如下检验。检验项目试验方案检验丙酮中肯定存在有机杂质的方法是________A.酸性KMnO4溶液，加热B.乙醇，溶解C.NaOH溶液(酚酞)，加热检验丙酮中肯定含有苯酚取少许待测液置于试管中，滴加1～2滴FeCl3溶液。预期的试验现象和结论是__________________________________________________________(4)某同学对该厂废水进行定量分析。取20.00mL废水于锥形瓶中，水浴加热，用0.1000mol·L－1酸性KMnO4溶液滴定(假定只有苯酚与KMnO4反应)。达到滴定终点时，消耗KMnO4溶液的体积为10.00mL。有关反应方程式为＋28KMnO4＋42H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))28MnSO4＋14K2SO4＋30CO2↑＋57H2O①滴定终点的现象为________________________________________________________________。②该废水中苯酚的含量为________mg·mL－1(保留2位有效数字)。解析(1)检验水的存在时，常利用白色的无水硫酸铜