非选择题突破10　化学实验综合（2） 高考化学二轮复习

非选择题突破10化学实验综合(2)1.(2024·安徽黄山二模)2－溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体，其制备的反应原理如图所示：

制备装置如图所示(夹持装置已略去)：步骤一：制备。将10.0

g戊二酸(相对分子质量为132)加入到三颈烧瓶中，再向其中加入25

mL三氯甲烷，搅拌均匀，保持78

℃条件下，依次缓慢滴加12

mL

SOCl2、3滴催化剂、液溴，随后回流；回流完毕后，将三颈烧瓶置于冰盐浴中，将溶液温度降到－10

℃后，缓慢滴加25

mL甲醇(沸点64.7

℃)，保持滴加过程中温度不超过0

℃。实验步骤如下：步骤二：除杂。向三颈烧瓶中加入25

mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤，分液除去上层水相，下层有机相再用25

mL饱和氯化钠溶液洗涤3次，洗涤完毕，用无水硫酸镁干燥，过滤。步骤三：提纯。过滤后的液体置于热浴容器中(外温170

℃)，接上精馏装置，进行减压蒸馏。步骤四：收集。收集100～110

℃的馏分，得到10.86

g无色透明油状液体。回答下列问题：(1)使用装置A的优点是

平衡气压，便于液体顺利滴下

。(2)步骤一中采取“温度降到－10

℃”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有

abc

。a.减缓反应速率b.防止高温下发生复杂的有机副反应c.避免原料挥发，使反应物充分反应平衡气压，便于液体顺利滴下abc解析：(1)装置A为恒压滴液漏斗，优点是平衡气压，便于所盛液体顺利滴下。解析：(2)步骤一中采取“温度降到－10

℃”“缓慢滴加”这些措施的目的可能是减缓反应速率，使反应物充分反应，同时防止温度过高导致副反应的发生，避免原料受热挥发造成损失，故选a、b、c。(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是

除去有机相中残留的NaHCO3

。(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是

降低有机物沸点，减少挥发

。除去有机相中残留的NaHCO3降低有机物沸点，减少挥发解析：(3)由题意可知，步骤二中向三颈烧瓶中加入25

mL饱和碳酸氢钠溶液洗涤的目的是除去有机物中的酸性物质，下层有机相再用25

mL饱和氯化钠溶液洗涤3次的目的是除去有机物中残留的碳酸氢钠。(5)中间产物Ⅰ比戊二酸的沸点低很多的原因是

戊二酸分子间存在氢键，中间产物Ⅰ分子间不存在氢键

，

戊二酸分子间存在氢键，中间产物Ⅰ分子间不存在氢键

(6)从环保角度分析，该实验装置存在明显不足之处，解决的办法是

在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管

。(7)本实验的产率是

C

。A.30％B.50％C.60％D.80％在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管C解析：(6)由于反应中产生污染性气体，从绿色化学角度分析，该实验装置的明显不足之处是没有SO2与HCl的尾气处理装置，应在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管。

2.(2024·河北邯郸二模)[Co(NH3)6]Cl3[三氯化六氨合钴(Ⅲ)]易溶于热水，难溶于冷水及乙醇，常用于制备钴的高效催化剂。某化学兴趣小组在实验室制备[Co(NH3)6]Cl3并测定产品中氨和氯的含量。Ⅰ.[Co(NH3)6]Cl3的制备药品：浓氨水、NH4Cl和CoCl2混合液、H2O2溶液、活性炭。已知：过量的浓氨水加入到含有Co2＋的水溶液时，即生成可溶性的六氨合钴(Ⅱ)配离子[Co(NH3)6]2＋，它不稳定，易被氧化成[Co(NH3)6]3＋。请回答下列问题：

2[Co(NH3)6]3＋＋2NH3·H2O

(2)经过一系列操作得到的粗产品(含活性炭及其他杂质)用重结晶法提纯，将得到的晶体先用盐酸洗涤，后用乙醇洗涤。用盐酸洗涤的目的是

增大氯离子浓度，减少产品因溶解而损失

。增大氯离子浓度，减少产品因溶解而损失Ⅱ.[Co(NH3)6]Cl3中氨和氯的测定

(3)氨的测定：准确称取m

g

[Co(NH3)6]Cl3样品放入三颈烧瓶中，向其中加入过量的NaOH溶液，用20.00

mL

0.5

mol·L－1盐酸吸收生成的气体，再用NaOH标准溶液滴定剩余盐酸，吸收装置如图所示：用0.100

0

mol·L－1

NaOH标准溶液滴定盐酸至终点，消耗NaOH标准溶液20.00

mL。①滴定过程中选用

甲基橙

作为指示剂；②样品中氨的物质的量为

0.008

mol；甲基橙0.008③反应结束后，通入氮气的作用是

将

产生的氨气全部排出，保证被盐酸完吸

。将产生的氨气全部排出，保证被盐酸完全吸收解析：(3)①盐酸吸收氨气生成NH4Cl，盐酸吸收氨气后有剩余，用NaOH标准溶液滴定剩余HCl时，恰好反应后，溶液中的溶质为NaCl和NH4Cl，溶液呈酸性，故用甲基橙作指示剂；②n(NH3)＝(20×10－3×0.5－20×10－3×0.1)

mol＝0.008

mol。(4)氯的测定：将反应后三颈烧瓶中的混合物过滤，滤液用硝酸调节pH至中性，选用K2CrO4作为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定。

碱性增强，Ag＋与OH－反应，生成黑色的Ag2O，干扰终点判定0.02

(5)假设两步滴定过程中指示剂的选择和操作均正确，所测氨气和氯离子的物质的量之比应为2∶1，而实际测得结果大于2∶1，请解释原因：

氯的测定中，三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤，导致滤液中氯离子有损失，所测氯离子含量偏小

。氯的测定中，三颈烧瓶中反应后的所得物质过滤后的沉淀没有洗涤，导致滤液中氯离子有损失，所测氯离子含量偏小3.(2024·长沙模拟)某实验小组利用如图装置，常温下使用电解－量气法测定阿伏加德罗常数并实现了Cu2O的电化学合成。实验过程如下：Ⅰ.向100

mL烧杯中加入50

mL

pH＝12的2

mol/L

NaCl溶液，再向仪器A中加满pH为12的NaCl溶液，竖直倒置在烧杯中，准确读取仪器A中液面位置为V1

mL。Ⅱ.使用恒电流仪通电一段时间后，观察到烧杯中产生大量砖红色浑浊，阴极铜线产生大量气泡，仪器A中液面下降至V2

mL。(1)仪器A的名称为

C

(填标号)。A.

酸式滴定管B.

碱式滴定管C.

酸碱通用滴定管(聚四氟乙烯活塞)C解析：(1)由题干可知烧杯中加入pH＝12的NaCl与NaOH混合溶液，滴定管应选择碱式滴定管，碱式滴定管尖嘴处应是带有玻璃球与胶皮管。故排除AB选项，仪器A为酸碱通用滴定管(聚四氟乙烯活塞)。

＋2NaCl

(4)将上述电化学合成的Cu2O离心分离，并用适量纯水洗涤干净。简述如何检验Cu2O已经洗涤干净？

取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则说明Cu2O已经洗涤干净

。氢气

取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则说明Cu2O已经洗涤干净

(5)将洗净后的Cu2O均分成2等份，分别放入离心管甲、乙中，再分别加入15滴6

mol/L盐酸、15滴c

mol/L

H2SO4溶液，静置。随着时间的推移，甲中先产生白色沉淀CuCl，然后白色沉淀消失，溶液仍为无色，一段时间后得到黄色溶液；乙中最终得到红色沉淀(经检测为一种单质)和蓝色溶液。(已知：[CuCl2]－为无色，[CuCl4]2－为黄色)①c＝

3

mol/L。

3[CuCl2]－被空气中氧气氧化成黄色的

实验结论：在相同酸性条件下，酸根阴离子不同，与Cu2O反应的产物不同。

4.(2024·青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为－107

℃，沸点为12.5

℃，易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。实验步骤：(ⅰ)连接仪器，检验装置的气密性，盛装药品；打开K1，通一段时间N2；(ⅱ)关闭K1，加入适量浓盐酸，接通冷凝装置，加热管式炉；(ⅲ)待反应结束，停止加热，打开K1，再通一段时间N2。回答下列问题：(1)仪器甲的名称为

三颈烧瓶

，试剂X为

饱和食盐水

，F处碱石灰的作用是

吸收Cl2等尾气，同时防止外界水蒸气进入E中

。三颈烧瓶饱和食盐水吸收Cl2等尾气，同时防止外界水蒸气进入E中

(3)反应结束后通入N2的目的是

将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气

；图示装置存在的缺陷是

缺少CO尾气处理装置

。解析：(3)由于体系中充满Cl2，所以需在反应结束后通N2，将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气。生成的CO是有毒气体，所以需对其进行尾气处理。B2O3＋

E中冷凝管下端不再有液体滴下将装置内的残留气体全部排出，防止污染空气缺少CO尾气处理装置(4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)＜Ksp(AgCl)。BCl3产率的测定方法如下(不考虑杂质的反应)：①m

g

B2O3与足量木炭、氯气反应，取产品的20％于水解瓶中完全水解，稀释至100.00

mL。②取10.00

mL该溶液于锥形瓶中，加入V1

mL

c1

mol/L

AgNO3溶液，加入适量硝基苯，用力摇动，将沉淀表面完全覆盖。③以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂，用c2

mol/L

KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液，消耗标准溶液V2

mL。

滴入最后半滴KSCN标准液，溶液变为红色，且半分钟内不褪色

偏小

5.(2024·北京海淀区模拟)某小组同学设计实验探究银镜在I2－KI溶液中的溶解情况。

探究1：I2－KI溶液(向1

mol/L

KI溶液中加入I2至饱和)溶解银镜【实验ⅰ】

(2)能证明②中Ag已全部反应、未被包裹在黄色固体内的实验证据是

加入Na2S2O3后得到无色溶液，没有沉淀剩余

。探究2：I2－KI溶液能快速溶解银镜的原因【实验ⅱ～ⅳ】向附着银镜的试管中加入相应试剂至浸没银镜，记录如下：

[Ag(S2O3)2]3－加入Na2S2O3后得到无色溶液，没有沉淀剩余

解析：(2)AgI能溶于Na2S2O3，Ag不能溶解，能证明②中Ag已全部反应、未被包裹在黄色固体内的实验证据：加入Na2S2O3后得到无色溶液，没有沉淀剩余。序号加入试剂实验现象ⅱ4

mL饱和碘水(向水中加入I2至饱和，下同)和少量紫黑色I2固体30

min后，银镜少部分溶解，溶液棕黄色变浅；放置24

h后，与紫黑色固体接触部分银镜消失，紫黑色固体表面上有黄色固体，上层溶液接近无色；搅拌后，银镜继续溶解ⅲ4

mL饱和碘水和0.66

g

KI固体(溶液中KI约1

mol/L)15

min后银镜部分溶解，溶液棕黄色变浅；放置24

h后，试管壁上仍有未溶解的银镜，溶液无色ⅳ4

mL

1

mol/L

KI溶液放置24

h，银镜不溶解，溶液无明显变化(3)ⅱ中，搅拌后银镜继续溶解的原因是

破坏了I2表面覆盖的黄色固体，使I2能继续参与反应

。(4)由ⅰ，ⅲ可得到的结论是

增加I2的浓度，可提高银镜的溶解速率

。破坏了I2表面覆盖的黄色固体，使I2能继续参与反应增加I2的浓度，可提高银镜的溶解速率(5)设计ⅳ的目的是

排除O2－KI溶液对银镜溶解的干扰

。排除O2－KI溶液对银镜溶解的干扰解析：(3)紫黑色固体I2表面上有黄色固体AgI，搅拌后，破坏了I2表面覆盖的黄色固体，使I2能继续参与反应，银镜继续溶解。解析：(4)实验ⅰ加入的是I2－KI溶液(向1

mol/L

KI溶液中加入I2至饱和)，实验ⅲ加入的是4

mL饱和碘水和0.66

g

KI固体(溶液中KI约1

mol/L)，两者相比实验ⅰ中I2浓度大，银镜消失得快，因此得出结论：增加I2的浓度，可提高银镜的溶解速率。解析：(5)溶液中有溶解的O2，设计实验ⅳ的目的：排除O2－KI溶液对银镜溶解的干扰。探究3：I－的作用【实验ⅴ】实验装置实验步骤及现象

1.按图搭好装置，接通电路，检流计指针向右微弱偏转，检流计读数为a

mA；2.向石墨电极附近滴加饱和碘水，指针继续向右偏转，检流计读数为b

mA(b＞a)；3.向左侧烧杯中加入

，指针继续向右偏转，检流计读数为c

mA(c＞b)，有

生成说明：本实验中，检流计读数越大，说明氧化剂氧化性(或还原剂还原性)越强。(6)步骤1接通电路后，正极的电极反应物为

O2

。(7)补全步骤3的操作及现象：

KI固体

，

黄色固体

。O2KI固体黄色固体解析：(6)根据实验装置可知，Ag为负极，石墨为正极，步骤1接通电路后，有微弱的电流，正极区溶解的O2被还原为OH－，正极的电极反应物为O2。解析：(7)探究3是验证反应中I－的作用，步骤2向石墨电极附近滴加饱和的碘水，单质碘在正极上被还原为I－，电流计读数为b

mA，b＞a，步骤3应该向左侧烧杯加入KI固体，来验证反应中I－的作用，I－与Ag＋会生成黄色AgI固体。

I2与Ag的反应速率；I－消耗Ag＋生成AgI沉淀，提高了Ag的还原性，促进了Ag与I2的反应6.

钴配合物[Co(NH3)x]Cl3溶于热水，在冷水中微溶。某学习小组在实验室中制备[Co(NH3)x]Cl3并测定其组成。Ⅰ.制备[Co(NH3)x]Cl3晶体实验步骤：将CoCl2·6H2O分批加入NH4Cl溶液中；控温至10

℃以下，加入活性炭、浓氨水后，再逐滴加入6％的双氧水；加热至55～60

℃充分反应，然后进行操作①；将所得固体转入盛有少量盐酸的沸水中，再进行操作②；向所得混合液中加入浓盐酸，冷却，过滤、用乙醇洗涤、干燥，得到[Co(NH3)x]Cl3晶体。(1)温度保持55～60

℃采用的合适加热方式为

水浴加热或热水浴

。水浴加热或热水浴(2)活性炭是反应的催化剂，写出制备[Co(NH3)x]Cl3的化学方程式⁠⁠

2CoCl2＋2NH4Cl＋(2x－2)NH3·H2O＋H2O2

2[Co(NH3)x]Cl3＋2xH2O(或2(CoCl2·6H2O)＋2NH4Cl＋(2x－2)NH3·H2O＋H2O2

2[Co(NH3)x]Cl3＋(12＋2x)H2O)

。(3)操作①和操作②分别为

A

、

B

(填选项字母)。A.

冷却、过滤B.

趁热过滤C.

蒸馏2CoCl2＋2NH4Cl＋(2x－2)NH3·H2O＋H2O2

2[Co(NH3)x]Cl3＋2xH2O(或2(CoCl2·6H2O)＋2NH4Cl＋(2x－2)NH3·H2O＋H2O2

2[Co(NH3)x]Cl3＋(12＋2x)H2O)AB解析：(2)反应物为CoCl2、NH4Cl、NH3·H2O和H2O2，生成物为[Co(NH3)x]Cl3、H2O，活性炭作催化剂，根据得失电子守恒、原子守恒配平可得反应的化学方程式。解析：(3)[Co(NH3)x]Cl3溶于热水，在冷水中微溶，结合操作①后得到固体并利用所得固体进行后续实验知，操作①为冷却、过滤，目的是分离出[Co(NH3)x]Cl3晶体、活性炭固体；操作②的目的是分离[Co(NH3)x]Cl3和活性炭，故为趁热过滤。(4)与水洗相比，用乙