2025届高考化学二轮复习第一部分专题十三专题强化练十三含解析

PAGE11-专题强化练(十三)1．(2024·佛山质检)葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是常用的补铁剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。用下图装置制备FeCO3，并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。回答下列问题：(1)a的名称为__________。(2)打开a中K1、K3，关闭K2，一段时间后，关闭K3，打开K2。在__________(填仪器标号)中制得碳酸亚铁。试验过程中产生的H2作用有__________________________(至少写2条)。(3)将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。如过滤时间过长会发觉产品部分变为红褐色。用化学方程式说明缘由____________。(4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合，加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的是__________________。(5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁，同时有气体产生，离子方程式为______________，此法产品纯度更高，缘由是________________。解析：(1)a的名称为恒压滴液漏斗。(2)b中产生的硫酸亚铁被压入c中与碳酸钠作用产生碳酸亚铁；试验过程中产生的H2作用有：赶走空气、防止生成的FeCO3被氧化；将b中溶液压入c中。(3)过滤时间过长会发觉产品部分变为红褐色是因为FeCO3与O2反应生成Fe(OH)3，化学方程式为：4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe(OH)3＋4CO2。(4)乙醇分子的极性比水小，乙醇降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度，便于葡萄糖酸亚铁析出。(5)NaHCO3溶液与FeSO4溶液反应生成FeCO3、H2O、CO2和Na2SO4，方程式为Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑。碳酸根离子水解后溶液碱性较强，易生成氢氧化亚铁，此法产品纯度更高的缘由是降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁。答案：(1)恒压滴液漏斗(2)c排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化、将b中溶液压入c中(其他答案合理即可)(3)4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe(OH)3＋4CO2(4)降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度(5)Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁2．(2024·揭阳一模)叠氮化钠(NaN3)常用作汽车平安气囊中的药剂。试验室制取叠氮化钠的原理、试验装置及试验步骤如下：①打开装置D导管上的旋塞，加热制取氨气。②再加热装置A中的金属钠，使其熔化并充分反应后，再停止加热装置D并关闭旋塞。③向装置A中b容器内充入加热介质并加热到210～220℃，然后通入N2O。④冷却，向产物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度)，减压浓缩结晶后，再过滤，并用乙醚洗涤，晾干。已知：I.NaN3是易溶于水的白色晶体，微溶于乙醇，不溶于乙醚；Ⅱ.NaNH2熔点210℃，沸点400℃，在水溶液中易水解。请回答下列问题：(1)装置B中盛放的药品为______________；装置C的主要作用是______________________。(2)步骤①中先加热通氨气的目的是______________________；步骤②氨气与熔化的钠反应生成NaNH2的化学方程式为________________________________。步骤③中最相宜的加热方式为____________(填“水浴加热”或“油浴加热”)。(3)N2O可由NH4NO3在240～245℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6℃)，则可选择的气体发生装置是____________(填序号)。(4)生成NaN3的化学方程式为___________________________。(5)图中仪器a用的是铁质而不用玻璃，其主要缘由是______________________________________________________________。(6)步骤④中用乙醚洗涤的主要目的是____________________。(7)试验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数：①将2.500g试样配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于锥形瓶中，加入50.00mL0.1010mol·L－1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反应后，将溶液稍稀释，向溶液中加入8mL浓硫酸，滴入3滴邻菲啰啉指示液，用0.0500mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4＋，消耗溶液体积为29.00mL。测定过程的反应方程式为：2(NH4)2Ce(NO3)6＋2NaN3=4NH4NO3＋2Ce(NO3)3＋2NaNO3＋3N2↑；Ce4＋＋Fe2＋=Ce3＋＋Fe3＋；试样中NaN3的质量分数为________________。解析：(1)制备的氨气中含有大量的水，用C装置冷凝分别出水，B中盛放碱石灰干燥氨气。(2)步骤①中用氨气排尽装置中的空气，防止加热时空气中的氧气等能与钠反应；步骤②中氨气与钠反应生成NaNH2和氢气，反应方程式为：2Na＋2NH3eq\o(=,\s\up14(△),\s\do5())2NaNH2＋H2；水的沸点为100℃，不能达到反应限制的温度210～220℃，故用油浴加热。(3)硝酸铵的熔点为169.6℃，因NH4NO3在240～245℃分解时已经熔化，分解反应中还生成水，故选Ⅰ、Ⅳ。(4)氨气与钠反应生成的NaNH2与通入的N2O反应生成NaN3和H2O，反应的化学方程式为NaNH2＋N2Oeq\o(=,\s\up14(210～220℃),\s\do5())NaN3＋H2O。(5)反应过程中有水生成，会反应生成NaOH腐蚀玻璃。(6)NaN3不溶于乙醚，可以削减晶体的损失，有利于产品快速干燥。(7)50.00mL0.1010mol·L－1(NH4)2Ce(NO3)6溶液中n[(NH4)2Ce(NO3)6]＝0.1010mol·L－1×50.00×10－3L＝5.050×10－3mol，参加其次步反应的量n[(NH4)2Fe(SO4)2]＝0.0500mol·L－1×29.00×10－3L＝1.450×10－3mol，与NaN3反应的n[(NH4)2Ce(NO3)6]＝5.050×10－3mol－1.450×10－3mol＝3.600×10－3mol，试样中NaN3的质量分数为eq\f(3.600×10－3mol×10×65g·mol－1,2.500g×100%)＝93.60%。答案：(1)碱石灰(或氢氧化钠固体)冷凝分别出水(2)排尽装置中的空气2Na＋2NH3eq\o(=,\s\up14(△),\s\do5())2NaNH2＋H2油浴加热(3)Ⅰ、Ⅳ(4)NaNH2＋N2Oeq\o(=,\s\up14(210～220℃),\s\do5())NaN3＋H2O(5)反应过程中可能生成的NaOH能腐蚀玻璃(6)NaN3不溶于乙醚，能削减NaN3的溶解损耗；且乙醚易挥发，有利于产品快速干燥(7)93.60%3．某爱好小组依据镁与沸水的反应推想镁也能与饱和碳酸氢钠溶液反应。资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。该爱好小组设计了如下试验方案并验证产物、探究反应原理。试验Ⅰ：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，快速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。(1)提出假设。该同学对反应中产生的白色不溶物作出如下揣测：揣测1：可能是____________________。揣测2：可能是MgCO3。揣测3：可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)设计定性试验确定产物并验证揣测。试验序号试验预期现象和结论试验Ⅱ将试验Ⅰ中收集的气体点燃试验Ⅲ取试验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量______________________；白色不溶物可能是MgCO3试验Ⅳ取试验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液产生白色沉淀；溶液中存在______离子(3)设计定量试验确定试验Ⅰ的产物：称取试验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物31.0g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。试验前后装置A增重1.8g，装置B增重13.2g，试确定白色不溶物的化学式___________________。(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理说明Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的缘由_____________________________________________________________________________。解析：因为Mg和沸水反应的原理为H2OH＋＋OH－，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓所以Mg和NaHCO3反应的原理应为HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)，H2OH＋＋OH－，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，Mg2＋＋COeq\o\al(2－,3)=MgCO3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，所以白色物质可能为MgCO3、Mg(OH)2或是它们的混合物。点燃H2，产生淡蓝色的火焰，向沉淀中加入足量的稀盐酸，若产生气泡，则应含有MgCO3；向试验Ⅰ中澄清液中加入CaCl2溶液，若产生白色沉淀，则应含有COeq\o\al(2－,3)。(3)装置A用来汲取H2O(g)，装置B用来汲取CO2，由于Mg(OH)2eq\o(=,\s\up14(△),\s\do5())MgO＋H2O、MgCO3eq\o(=,\s\up14(△),\s\do5())MgO＋CO2↑，所以n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝eq\f(1.8g,1.8g·mol－1)＝0.1mol，n(MgCO3)＝n(CO2)＝eq\f(13.2g,44g·mol－1)＝0.3mol，所以不溶物的化学式为3MgCO3·Mg(OH)2。答案：(1)Mg(OH)2(2)试验序号试验预期现象和结论试验Ⅱ能宁静燃烧、产生淡蓝色火焰，气体成分为氢气试验Ⅲ稀盐酸(合理即可)产生气泡，沉淀全部溶解试验ⅣCOeq\o\al(2－,3)(3)3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3](4)NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反应生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、CO3生成难溶物Mg(OH)2·3MgCO3，则H＋、OH－、COeq\o\al(2－,3)的浓度均降低，促使上述两平衡均向右移动。故Mg与饱和NaHCO3溶液反应产生大量H24．乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。试验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下：CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHeq\o(,\s\up14(催化剂),\s\do15(加热))CH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O有机物乙酸正丁醇乙酸丁酯熔点/℃16.6－89.5－73.5沸点/℃117.9117126.0密度/(g·cm－3)1.10.800.88(1)乙酸丁酯粗产品的制备。在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸(过量)，再加3～4滴浓硫酸。然后再安装分水器(作用：试验过程中不断分别除去反应生成的水)、冷凝管，然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器的酯层合并。装置中冷水应从________(填“a”或“b”)管口通入；通过分水器下端旋塞分出的生成物是________，其目的是________________________________________________________________________________________。(2)乙酸丁酯的精制。将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。a．正确的操作步骤是________________(填序号)。A．①②③④ B．③①④②C．①④①③② D．④①③②③b．分液漏斗有两种，如图。分液时应选择图中________形分液漏斗，其缘由是__________________________________________________________________________________________________。c．蒸馏操作时，需收集________℃的馏分，沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏，一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管，可能缘由是____________________________________________________________________________________________________________。(3)计算产率。测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为1.8mL，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽视副反应，计算乙酸丁酯的产率为________。解析：(1)冷水下进上出冷凝效果最好；水的密度比乙酸丁酯的大，分水器下端旋塞分别出的生成物是水；分别酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率。(2)a.第一步水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸，其次步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸、硫酸、正丁醇；第三步用水洗涤除去过量的碳酸钠溶液；第四步用无水硫酸镁干燥除去水；第五步蒸馏，制得较纯净的酯。b.梨形分液漏斗靠近旋塞处比较瘦长，双液界面更清楚，分别更完全。c.乙酸正丁酯的沸点是126.0℃，则需收集126℃左右的馏分；水冷凝管温度较低，温差过大，冷凝管会炸裂。(3)正丁醇的质量为0.80g·mL－1×12.0mL＝9.6g；理论上9.6g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg，生成1.8g水时同时生成酯的质量是yg。CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHeq\o(,\s\up14(催化剂),\s\do15(加热))CH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O74g116g18g9.6gxgyg1.8g所以x≈15.0，y＝11.6，乙酸丁酯的产率＝eq\f(11.6,15)×100%≈77.3%。答案：(1)b水分别酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率(2)a.Cb．梨梨形分液漏斗靠近旋塞处比较瘦长，双液界面更清楚，分别更完全c．126防止因温差过大，冷凝管炸裂(3)77.3%5．某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋=Fe2＋＋2Ag”的试验中检测到Fe3＋，发觉和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。(1)检验产物。①取少量黑色固体，洗涤后，____________________(填操作和现象)，证明黑色固体中含有Ag。②取上层清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有_________________________________________________。(2)针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3＋，乙认为铁粉过量时不行能有Fe3＋，乙依据的原理是_______________________________________________________________(用离子方程式表示)。针对两种观点接着试验：①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证明了甲的揣测。同时发觉有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比试验记录如下：序号取样时间/min现象ⅰ3产生大量白色沉淀；溶液呈红色ⅱ30产生白色沉淀；较3min时量少；溶液红色较3min时加深ⅲ120产生白色沉淀；较30min时量少；溶液红色较30min时变浅(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3＋产生的缘由作出如下假设：假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3＋；假设b：空气中存在O2，由于________________________(用离子方程式表示)，可能产生Fe3＋；假设c：酸性溶液中NOeq\o\al(－,3)具有氧化性，可产生Fe3＋；假设d：依据_______现象，推断溶液中存在Ag＋，可产生Fe3＋。③下列试验Ⅰ可证明假设a、b、c不是产生Fe3＋的主要缘由。试验Ⅱ可证明假设d成立。试验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色。试验Ⅱ：装置如图，其中甲溶液是__________，操作及现象是_____________________________________________________。(3)依据试验现象，结合方程式推想试验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度改变的缘由：________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①黑色固体中有Ag和Fe，加入过量稀盐酸，铁粉会全部溶解，若仍有黑色固体剩余，则为银；②本题是Fe2＋的检验，加入铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成，说明溶液中有Fe2＋。(2)①铁粉过量时会与Fe3＋发生反应，方程式为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；②当空气中的O2存在时，Fe2＋会与之发生氧化还原反应：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，当溶液中存在Ag＋时，Ag＋与SCN－会发生反应Ag＋＋SCN－=AgSCN↓，故会有白色沉淀产生，同时溶液呈红色，说明溶液中有Fe3＋。③试验Ⅰ要证明假设a、b、c不是产生Fe3＋的缘由，须要发生反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，且存在HNO3及O2的条件下，证明溶液中不存在Fe3＋即可，再考虑限制变量，Ⅰ中选用c(NOeq\o\al(－,3))＝0.05mol·L－1的Fe(NO3)3溶液，试验Ⅱ须要将反应Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag设计成原电池，右烧杯反应：Ag＋＋e－=Ag，左烧杯反应：Fe2＋－e－=Fe3＋，所以甲溶液选Fe(NO3)2溶液和KSCN溶液；必需涉及左、右烧杯的现象，故答案为连接如图装置，电流计指针偏转，左烧杯溶液变红色，右烧杯中银棒上出现黑色固体。(3)ⅰ中溶液呈红色，且烧杯中有黑色固体，说明发生反应：①Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag、②Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3；ⅱ中反应①正向进行，c(Fe3＋)增大，c(Ag＋)减小，平衡②正向移动，红色加深；ⅲ中由于铁粉过量，2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，120min后c(Fe3＋)减小，平衡②逆向移动，溶液红色变浅。答案：(1)①加入过量的稀盐酸，黑色固体部分溶解(其他答案合理均可)②Fe2＋(2)2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋②4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O溶液产生白色沉淀，且随时间变长，白色沉淀削减，红色加深③0.017mol·L－1Fe(NO3)3Fe(NO3)2溶液和KSCN溶液连接如图装置，电流计指针偏转，左烧杯中溶液变红色，右烧杯中银棒上出现黑色固体(3)溶液中存在如下两个平衡：①Ag＋＋Fe2＋Fe3＋＋Ag②Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，随着反应①的进行，c(Fe3＋)增大，平衡②正向移动，溶液红色加深，随后发生反应2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，c(Fe3＋)削减，平衡②逆向移动，溶液红色变浅6．PCl3是磷的常见氯化物，可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：性质熔点/℃沸点/℃密度/(g·mL－1)其他黄磷44.1280.51.822P＋3Cl2(少量)eq\o(=,\s\up14(△),\s\do5())2PCl3；2P＋5Cl2(过量)eq\o(=,\s\up14(△))2PCl5PCl3－11275.51.574遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3(一)制备。如图是试验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。(1)仪器乙的名称是________；其中与自来水进水管连接的接口编号是________(填“a”或“b”)。(2)试验室制备Cl2的离子方程式_________________________。试验过程中，为削减PCl5的生成，应限制____________。(3)碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解，影响产品的纯度；二是__________________________。(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气，其目的是________。(二)分析。测定产品中PCl3纯度的方法如下：快速称取4.100g产品，水解完全后配成500mL溶液，取出25.00mL加入过量的0.1000mol·L－120.00mL碘溶液，充分反应后再用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗12.00mLNa2S2O3溶液。已知：H3PO3＋H2O＋I2=H3PO4＋2HI；I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。(5)依据上述数据，该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为________。若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(三)探究。(6)设计试验证明PCl3具有还原性：_____________________________________________________________________________。(限选试剂有：蒸馏水、稀盐酸、碘水、淀粉)解析：(1)仪器乙为冷凝管，用于冷凝蒸馏产物，为了使冷凝效果最好，进水口为b。(2)