高考化学二轮专题复习特色专项训练8第八题综合实验题

第八题综合实验题1．醋酸亚铬水合物{[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，相对分子质量为376}是一种深红色晶体，不溶于冷水，是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、三氯化铬溶液、醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物，其装置如图所示，且仪器2中预先加入锌粒。已知二价铬不稳定，极易被氧气氧化，不与锌反应，制备过程中发生的相关反应如下：Zn(s)＋2HCl(aq)=ZnCl2(aq)＋H2(g)2CrCl3(aq)＋Zn(s)=2CrCl2(aq)＋ZnCl2(aq)2Cr2＋(aq)＋4CH3COO－(aq)＋2H2O(l)=[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(s)请回答下列问题：(1)仪器1的名称是____________。(2)往仪器2中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是________(选下面的A、B或C)；目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。A．盐酸和三氯化铬溶液同时加入B．先加三氯化铬溶液，一段时间后再加盐酸C．先加盐酸，一段时间后再加三氯化铬溶液(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，应关闭阀门________(填“A”或“B”，下同)，打开阀门________。(4)本实验中锌粒要过量，其原因除了让产生的H2将CrCl2溶液压入装置3与CH3COONa溶液反应外，另一个作用是________________________________________________________________________。(5)已知其他反应物足量，实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g，取用的醋酸钠溶液为1.5L0.1mol/L；实验后得干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O9.48g，则该实验所得产品的产率为________(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。2．(2017·昆明高三检测)某实验小组设计如下流程，模拟将汽车尾气中的氮氧化合物(主要为NO和NO2的混合物)转化为工业用盐亚硝酸钠(NaNO2)，并对亚硝酸钠进行多角度探究：已知：NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O2NaNO3eq\o(=,\s\up7(高温))2NaNO2＋O2↑Ⅰ.(1)配制20%NaOH溶液，除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有____________(填仪器名称)。(2)操作①中，实验小组同学将气体通入盛有NaOH溶液的烧杯中，部分同学认为存在缺陷，改用如图装置，玻璃管a的作用是________________________________________________________________________。(3)操作③中会用到下列____________仪器(填字母)。Ⅱ.NaNO2的性质(4)设计一个实验验证酸性条件下NaNO2具有氧化性：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。供选用的试剂：NaNO2溶液、FeSO4溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液。(5)酸性条件下NaNO2也具有还原性。取1.50g样品配成100mL溶液。分别取出25.00mL，用0.1000mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定三次，测得平均消耗20.00mL酸性KMnO4标准溶液。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。滴定终点时的现象是________________________________________________________________________。NaNO2的纯度为________。3．(2017·运城高三模拟)某化学小组利用CaSO4、NH3、CO2制备(NH4)2SO4，其工艺流程如下。回答下列问题：(1)操作Ⅰ的名称为________，操作Ⅱ的一系列操作包括蒸发浓缩、________、过滤。(2)物质X为________(填化学式，下同)，物质Y为________，可循环利用的物质为____________。(3)下列装置不能用于实验室制氨气的是________。选择氨气的制取装置后，再用下列装置收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液，连接的顺序是a接______，______接______，______接______，______接______。(用接口序号表示)上述装置中CCl4的作用是________________________________________________________________________。(4)要测定所制得的硫酸铵纯度，取10.0g样品，完全溶于水，向溶液中滴加过量的氯化钡溶液，过滤、洗涤、干燥后称量固体的质量为13.98g。所制得硫酸铵的纯度为________。4．(2017·郑州二模)Na2SO3·7H2O是食品工业中常用的漂白剂、抗氧化剂和防腐剂。Ⅰ.该小组同学用Na2SO3与浓硫酸制备SO2，并把SO2通入NaNO3溶液中，他们为了检验产生的气体是NO还是NO2，设计了如下实验装置：(1)设计装置A的目的是___________________________________________，能够说明达到此目的的现象为______________________________。(2)当(1)目的达到后，打开分液漏斗活塞，反应一段时间后，将注射器里的空气注入集气瓶D中，看到无色气体变为红棕色，写出SO2通入NaNO3溶液中发生反应的化学方程式：________________________________。(3)请指出该套装置的不足之处：_______________________________。Ⅱ.已知：H2SK1＝9.1×10－8K2＝1.1×10－12H2SO3K1＝1.54×10－2K2＝1.02×10－7(1)一个小组同学将Na2SO3·7H2O隔绝空气加热至恒重，质量变化如图所示：该小组同学分别取A、B两个温度下的等质量的固体溶于等量水并测量其水溶液的pH，发现B点溶液的pH大于A点溶液的pH。对此实验结果，该小组同学认为A、B两点对应温度下发生了不同反应，则：A温度下发生的反应为________________________________。B温度下发生的反应为____________________________________。(2)B点时，该物质完全反应，请选择最佳试剂并设计实验验证B温度下产物的成分。可选用的试剂：蒸馏水、盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．一氯甲烷是一种重要的化工原料，常温下它是无色有毒气体，微溶于水，易溶于乙醇、CCl4等。(1)甲组同学在实验室用如图所示装置模拟催化法制备和收集一氯甲烷。①无水ZnCl2为催化剂，a瓶中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________，如果实验时a瓶加热时间过长，最终在瓶底得到一种白色物质，该物质的化学式是____________。②装置B的主要作用是______________________________。③收集到的CH3Cl气体在氧气中充分燃烧，产物用过量的V1mLc1mol·L－1NaOH溶液充分吸收，以甲基橙作指示剂，用c2mol·L－1盐酸标准液对吸收液进行返滴定，最终消耗V2mL盐酸。则所收集CH3Cl的物质的量为________mol。(已知：2CH3Cl＋3O2eq\o(→,\s\up7(点燃))2CO2＋2H2O＋2HCl)(2)乙组同学选用甲组装置A、B和如图所示的部分装置检验CH3Cl中的氯元素(已知：一卤代烷一般要在加热条件下才能与氢氧化钠溶液反应)。①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、______________。②通入一段时间的CH3Cl气体，打开装置D中分液漏斗的活塞，观察实验现象。分液漏斗中盛放的试剂是____________________。③能证明CH3Cl中含有氯元素的实验现象是_____________________________________________________________________________________________________。(3)查阅资料可知：AgNO3的乙醇溶液可以检验CH3X中的卤素原子。相关数据如下表：化学键C—ClC—Br键能(kJ·mol－1)330276化合物AgClAgBrKsp1.8×10－105×10－13①CH3X通入AgNO3的乙醇溶液中，除有沉淀生成外，还生成硝酸甲酯，请写出硝酸甲酯的结构简式：______________________________________________。②CH3Cl和CH3Br的混合气体通入AgNO3的乙醇溶液中，先出现淡黄色沉淀。请依据表中数据解释原因：________________________________________________________________________。③设计实验证明Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)：________________________________________________________________________(简要说明实验操作、现象和结论)。

第八题综合实验题1．[导学号：53144243]解析：(1)仪器1为分液漏斗。(2)二价铬不稳定，极易被氧气氧化，让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化，故先加盐酸，一段时间后再加三氯化铬溶液。(3)利用生成的氢气，使装置内气体压强增大，将CrCl2溶液压入装置3中与CH3COONa溶液顺利混合，因此应关闭阀门B，打开阀门A。(4)锌粒过量的另一个作用是使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2。(5)CrCl3的物质的量为eq\f(9.51g,158.5g/mol)＝0.06mol，得到的CrCl2为0.06mol，而CH3COONa为0.15mol，由离子方程式可知CH3COONa过量，则理论上得到[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的质量为0.06mol×eq\f(1,2)×376g/mol＝11.28g，所得产品的产率为eq\f(9.48g,11.28g)×100%＝84.0%。答案：(1)分液漏斗(2)C让锌粒与盐酸先反应产生H2，把装置2和3中的空气赶出，避免生成的亚铬离子被氧化(3)BA(4)使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2(5)84.0%2．解析：Ⅰ.(1)配制20%NaOH溶液，除烧杯、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有量筒、胶头滴管。(2)玻璃管a与外界相通，其作用是保持容器内压强稳定。(3)操作②所得固体为NaNO2、NaNO3，通过操作③可将操作②所得固体中的NaNO3转化为NaNO2，则结合题给已知反应知，操作③为灼烧，灼烧时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、三脚架等。Ⅱ.(4)欲设计实验验证酸性条件下NaNO2具有氧化性，可以通过其与还原性物质反应来验证。(5)酸性条件下NOeq\o\al(－,2)被氧化为NOeq\o\al(－,3)，而MnOeq\o\al(－,4)被还原为Mn2＋，反应的离子方程式为5NOeq\o\al(－,2)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O。达到滴定终点时的现象为当加入最后一滴酸性KMnO4标准溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色。根据关系式：5NOeq\o\al(－,2)～2MnOeq\o\al(－,4)，则1.50g样品中n(NaNO2)＝eq\f(5,2)×0.1000mol·L－1×0.02L×eq\f(100mL,25.00mL)＝0.02mol，故NaNO2的纯度为eq\f(0.02mol×69g·mol－1,1.50g)×100%＝92.0%。答案：Ⅰ.(1)量筒、胶头滴管(2)保持容器内压强稳定(3)BDEⅡ.(4)取FeSO4溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加几滴KSCN溶液，无明显变化；滴加少许NaNO2溶液，溶液变为红色，证明NaNO2具有氧化性(或取KI溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加淀粉溶液，无明显现象；滴加少许NaNO2溶液，溶液变蓝，证明NaNO2具有氧化性)(5)5NOeq\o\al(－,2)＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=5NOeq\o\al(－,3)＋2Mn2＋＋3H2O当加入最后一滴酸性KMnO4标准溶液时，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色92.0%3．解析：(1)B为碳酸钙沉淀和硫酸铵溶液，分离两者的实验操作应为过滤。滤液是硫酸铵溶液，使硫酸铵从溶液中析出的方法为先加热制成饱和溶液(蒸发浓缩)，再降温析出晶体，过滤。(2)中性条件下CO2的溶解度很小，但是氨气极易溶于水，得到的碱性溶液易和二氧化碳反应，进而将CaSO4转化为CaCO3，故X为NH3，Y为CO2；工艺流程中生成了NH3和CO2，同时也消耗了NH3和CO2，故可循环利用的物质为NH3、CO2。(3)氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，但氨气和氯化氢在试管口遇冷又化合成氯化铵，因此甲装置不能用于制取氨气；氨水中存在平衡：NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，加热浓氨水，氨气溶解度降低，同时平衡向逆反应方向移动，有利于氨气的生成，故乙装置能用于制取氨气；氢氧化钙和氯化铵混合加热可以制取氨气，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，故丙装置可以制取氨气；NaOH溶于水放出大量的热，利于NH3逸出，同时OH－浓度增大，使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－逆向移动，也有利于NH3的生成，故丁装置可以制取氨气。收集干燥的氨气，并制取硫酸铵溶液时，各装置的连接顺序是adegfcbh。四氯化碳不能和氨气反应，也不溶解氨气，可以防止倒吸。(4)n(BaSO4)＝eq\f(13.98g,233g·mol－1)＝0.06mol，所以n[(NH4)2SO4]＝0.06mol，m[(NH4)2SO4]＝0.06mol×132g·mol－1＝7.92g，硫酸铵的纯度＝eq\f(7.92g,10.0g)×100%＝79.2%。答案：(1)过滤冷却结晶(2)NH3CO2NH3、CO2(3)甲degfcbh防止倒吸(4)79.2%4．[导学号：53144244]解析：Ⅰ.(1)NO易被空气氧化生成NO2，因此装置A的作用是排出整套装置中的空气，防止对实验产生干扰；根据E中澄清石灰水是否变浑浊判断装置中空气是否排尽。(2)将注射器里的空气注入集气瓶D中，看到无色气体变为红棕色，说明SO2与NaNO3溶液反应生成NO，化学方程式为3SO2＋2NaNO3＋2H2O=Na2SO4＋2NO＋2H2SO4。(3)氮的氧化物、二氧化硫均有毒，会污染空气，需要进行尾气处理。Ⅱ.(1)A温度下，固体质量减轻50g－25g＝25g，50gNa2SO3·7H2O中结晶水的质量为50g×eq\f(18×7,126＋18×7)＝25g，则该温度下分解完全失去结晶水，反应方程式为Na2SO3·7H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2SO3＋7H2O；由实验结果可以判断B点的生成物中有Na2S，则B点发生歧化反应，因此还有Na2SO4生成，反应方程式为4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(>600℃))3Na2SO4＋Na2S。(2)检验在B温度下产物成分的实验方案为取B温度下的固体产物少许，加水溶解，向溶液中加入足量的盐酸，有臭鸡蛋气味的气体产生，再加氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则证明产物为Na2SO4和Na2S。答案：Ⅰ.(1)排出整套装置中的空气，防止对实验产生干扰E中澄清石灰水出现浑浊(2)3SO2＋2NaNO3＋2H2O=Na2SO4＋2NO＋2H2SO4(3)无尾气处理装置(其他合理答案也可)Ⅱ.(1)Na2SO3·7H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Na2SO3＋7H2O4Na2SO3eq\o(=,\s\up7(>600℃))3Na2SO4＋Na2S(2)取B温度下的固体产物少许，加水溶解，向溶液中加入足量盐酸，有臭鸡蛋气味气体产生，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则证明产物为Na2SO4和Na2S5．[导学号：53144245]解析：(1)①甲醇与浓盐酸在氯化锌作