2025版高考化学二轮复习题型层级练11化学实验综合探究题含解析

PAGEPAGE8题型层级练11化学试验综合探究题(A级)1．某校活动小组的同学拟用乙烯催化还原二氧化硫的方法来制取单质硫。(1)甲组同学用乙醇脱水的反应来制取纯净的乙烯气体，其反应原理及制备装置如下：主反应：C2H5OHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O。副反应：C2H5OH＋2H2SO4(浓)eq\o(→,\s\up7(△))2C＋2SO2↑＋5H2O；C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。①仪器M的名称是________________________________________________________________________。②装置B中盛放的试剂可能是________________________________________________________________________。③装置C的作用是________________________________________________________________________。(2)乙组同学用甲组同学制得的乙烯并结合下列装置进行乙烯催化还原二氧化硫的试验。①装置E的作用是________________________________________________________________________；装置G的作用是________________________________________________________________________。②玻璃管中有硫及二氧化碳生成，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。③用下列装置检验G中逸出的气体含有氧化产物CO2。装置正确的连接依次为G→________，证明G中逸出的气体含有CO2的现象为________________________________________________________________________。答案：(1)①圆底烧瓶②NaOH溶液(或其他合理答案)③检验CO2和SO2是否除尽(2)①混合C2H4与SO2气体将生成的硫蒸气冷却为固体②C2H4＋3SO2eq\o(→,\s\up7(Fe2O3/CeO2),\s\do5(△))3S＋2CO2＋2H2O③I→J→H品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊2．资料显示：O2的氧化性随溶液pH的增大渐渐减弱。室温下，某学习小组利用下图装置探究不同条件下KI与O2的反应，试验记录如下。序号烧杯中的液体5分钟后现象①2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉无明显改变②2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L－1HCl溶液变蓝③2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L－1KCl无明显改变④2mL1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉＋2mL0.2mol·L－1CH3COOH溶液变蓝，颜色比②浅回答下列问题：(1)试验③的目的是________________________________________________________________________。(2)试验②中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)试验②比试验④溶液颜色深的缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。为进一步探究KI与O2的反应，用上述装置接着进行试验：序号烧杯中的液体5小时后现象⑤2mL混有KOH的pH＝8.5的1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉溶液略变蓝⑥2mL混有KOH的pH＝10的1mol·L－1KI溶液＋5滴淀粉无明显改变对于试验⑥的现象。甲同学猜想“pH＝10时O2不能氧化I－”，他设计了下列装置进行试验以验证猜想。(4)烧杯a中的溶液为________________________________________________________________________。(5)试验结果表明此猜想不成立。支持该结论的试验现象：通入O2后，________________________________________________________________________。(6)乙同学向pH＝10的“KOH­淀粉溶液”中滴加碘水，溶液先变蓝后快速褪色，经检测褪色后的溶液中含有IOeq\o\al(－,3)，用离子方程式表示褪色的缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)该小组同学对试验过程进行了整体反思，推想试验①和试验⑥的现象产生的缘由分别可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)验证Cl－是否影响KI与O2的反应(2)4I－＋O2＋4H＋=2I2＋2H2O(3)其他条件相同时，HCl是强电解质，溶液中c(H＋)较醋酸大，O2的氧化性较强(4)pH＝10的KOH溶液(5)电流表指针偏转，烧杯b中的溶液渐渐变蓝色(6)3I2＋6OH－=IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋3H2O(7)中性条件下，O2的氧化性比较弱，短时间内难以生成“肯定量”碘单质使溶液颜色发生改变；pH＝10的KOH溶液中I－被氧化生成I2，I2快速发生歧化反应变为IOeq\o\al(－,3)和I－3．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在肯定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在试验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接依次为发生装置→________(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在肯定温度下按图示装置进行试验。操作步骤试验现象说明缘由打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中①Y管中________________________________________________________________________②反应的化学方程式________________________________________________________________________将注射器活塞退回原处并固定，待装置复原到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝合打开K2③________________________________________________________________________④________________________________________________________________________解析：(1)①图中给出了两种气体制备装置，一种是固固加热制气装置，一种是固液加热制气装置。假如选择A装置制取氨气，则反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O；假如选择B装置制取氨气，则反应的化学方程式为NH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O。②欲收集一瓶干燥的氨气，首先要除去杂质，制备氨气的杂质只有水蒸气，由于氨气溶于水显碱性，因此要选用碱石灰作干燥剂，干燥管的进出口方向为粗进细出，因此先接d后接c；其次要收集氨气，由于氨气的密度小于空气，要从短管进气，因此先接f再接e；最终要进行尾气处理，由于氨气极易溶于水，因此可以选择水汲取尾气，还要留意防倒吸，所以接i。(2)由题干内容“工业上在肯定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2”，结合试验条件可知反应为8NH3＋6NO2催化剂,7N2＋12H2O，NO2答案：(1)①A2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或BNH3·H2Oeq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O)②dcfei(2)①红棕色气体渐渐变浅②8NH3＋6NO2催化剂,7N2＋12H2O③Z中NaOH溶液产生倒吸现象④反应后气体分子数削减，Y管中压强小于外压(B级)4．某探讨小组为探究SO2和Fe(NO3)3溶液反应的实质，设计了如图所示装置进行试验。已知：1.0mol·L－1的Fe(NO3)3溶液的pH＝1。请回答下列问题：(1)装置A中用于滴加浓硫酸的仪器名称为________。(2)试验前鼓入N2的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)装置B中产生了白色沉淀，其成分是________，说明SO2具有________性。(4)分析B中产生白色沉淀的缘由。观点1：SO2与Fe3＋反应；观点2：在酸性条件下SO2与NOeq\o\al(－,3)反应。①若观点1正确，除产生沉淀外，还应视察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②按观点2，装置B中反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③有人认为，如将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液，在相同条件下进行试验，也可验证观点2是否正确。此时应选择的最佳试剂是________(填字母)。A．1mol·L－1稀硝酸B．1.5mol·L－1Fe(NO3)2溶液C．6.0mol·L－1NaNO3溶液和0.2mol·L－1盐酸等体积混合的溶液D．3.0mol·L－1NaNO3溶液和0.1mol·L－1硫酸等体积混合的溶液解析：(1)装置A中用于滴加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗。(2)氧气、NOeq\o\al(－,3)都能将二氧化硫氧化，所以假如装置中含有氧气，会干扰试验，所以鼓入氮气的目的是排净空气防止干扰试验。(3)二氧化硫具有还原性，酸性条件下，能被NOeq\o\al(－,3)氧化生成SOeq\o\al(2－,4)，SOeq\o\al(2－,4)和Ba2＋反应生成硫酸钡白色沉淀。(4)①若观点1正确，二氧化硫和Fe3＋发生氧化还原反应生成SOeq\o\al(2－,4)和Fe2＋，SOeq\o\al(2－,4)和Ba2＋反应生成白色沉淀，溶液由棕黄色变为浅绿色，所以除产生沉淀外，还应视察到的现象是静置一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色。②按观点2，酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)和二氧化硫发生氧化还原反应生成SOeq\o\al(2－,4)和NO，SOeq\o\al(2－,4)和Ba2＋反应生成硫酸钡白色沉淀，反应的离子方程式为3SO2＋2NOeq\o\al(－,3)＋3Ba2＋＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO＋4H＋或3SO2＋2NOeq\o\al(－,3)＋2H2O=3SOeq\o\al(2－,4)＋2NO＋4H＋、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。③只要溶液中满意c(NOeq\o\al(－,3))＝3.0mol·L－1、c(H＋)＝0.1mol·L－1即可，则可用6.0mol·L－1NaNO3溶液和0.2mol·L－1盐酸等体积混合的溶液代替。答案：(1)分液漏斗(2)排净装置中的空气(3)BaSO4还原(4)①静置一段时间后，溶液由棕黄色变为浅绿色②3SO2＋2NOeq\o\al(－,3)＋3Ba2＋＋2H2O=3BaSO4↓＋2NO＋4H＋③C5．1­溴丙烷是一种重要的有机合成中间体，沸点为71℃，密度为1.36g·cm－3。试验室制备少量1­溴丙烷的主要步骤如下：步骤1：在仪器A中加入搅拌磁子、12g正丙醇及20mL水，冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4；冷却至室温，搅拌下加入24gNaBr。步骤2：如图所示连接试验装置，缓慢加热，直到无油状物馏出为止。步骤3：将馏出液转入分液漏斗，分出有机相。步骤4：将分出的有机相转入分液漏斗，依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤，分液，得粗产品，进一步提纯得1­溴丙烷。(1)仪器A的名称是________；加入搅拌磁子的目的是搅拌和________。(2)反应时生成的主要有机副产物有2­溴丙烷和________________________________________________________________________。(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是________________________________________________________________________。(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行，目的是________________________________________________________________________。(5)步骤4中用5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作：向分液漏斗中当心加入12mL5%Na2CO3溶液，振荡，________，静置，分液。解析：(2)浓H2SO4存在条件下，正丙醇可能发生消去反应生成丙烯，也可能分子间脱水生成正丙醚。(3)冰水降低温度，削减1­溴丙烷的挥发。(4)因正丙醇与HBr反应生成1­溴丙烷，HBr易挥发，缓慢加热，以削减HBr的挥发。答案：(1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)削减1­溴丙烷的挥发(4)削减HBr挥发(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体6．某化学小组同学用下列装置和试剂进行试验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。供选试剂：30%H2O2溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体(1)小组同学设计甲、乙、丙三组试验，记录如下操作现象甲向Ⅰ的锥形瓶中加入________，向Ⅰ的________中加入30%H2O2溶液，连接Ⅰ、Ⅲ，打开活塞Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液快速变蓝乙向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝丙向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝(2)丙试验中O2与KI溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)对比乙、丙试验可知，O2与KI溶液发生反应的相宜条件是________________________________________________________________________。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可实行的试验措施是________________________________________________________________________。(4)由甲、乙、丙三试验推想，甲试验可能是Ⅰ中的白雾使溶液变蓝。学生将Ⅰ中产生的气体干脆通入下列________(填字母)溶液，证明白白雾中含有H2O2。A．酸性KMnO4B．FeCl2C．Na(5)资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O=2I2＋4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有视察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I2＋6OH－=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋3H2O造成的。请设计试验证明他们的猜想是否正确：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)甲试验：依据装置Ⅰ不须要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体，向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液，连接Ⅰ、Ⅲ，打开活塞，Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液快速变蓝说明生成碘单质；(2)碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧气氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：O2＋4I－＋4H＋=2I2＋2H2O；(3)向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝，向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/LH2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯，Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝，对比乙、丙试验可知，O2与KI溶液发生反应的相宜条件是：酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可实行的试验措施是：运用不同浓度的稀硫酸作对比试验；(4)KMnO4，高锰酸钾溶液能够将过氧化氢氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，假如高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有过氧化氢，故A正确；FeCl2，氧气和H2O2都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有过氧化氢，故B错误；Na2S，H2O2和氧气都能够氧化硫化钠，无法用硫化钠检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；品红遇过氧化氢会被氧化红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，故D正确；(5)KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI＋O2＋2H2O=2I2＋4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有视察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，离子方程式为：3I2＋6OH－=5I－＋IOeq\o\al(－,3)＋3H2O，设计试验证明他们的猜想是否正确，方案为：向上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液视察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。答案：(1)MnO2固体分液漏斗(2)O2＋4I－＋4H＋=2I2＋2H2O(3)酸性环境运用不同浓度的稀硫酸作对比试验(4)AD(5)向上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液，视察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误7．乙酰氯为无色发烟液体，有剧烈刺激性气味，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。常作为有机合成原料，用于生产农药、医药、新型电镀络合剂、羧酸发生氯化反应的催化剂、乙酰化试剂，以及其他多种精细有机合成的中间体。试验室可用冰醋酸与三氯化磷反应制得乙酰氯。主要反应：3CH3COOH＋PCl3→3CH3COCl＋H3PO3易发生副反应：CH3COOH＋PCl3→CH3COOPCl2＋HCl↑已知：物质沸点/℃密度/(g·mL－1)水中溶解性醋酸中溶解性醋酸761.05互溶——乙酰氯511.11水解互溶H3PO3200(分解)1.65溶于水溶CH3COOPCl2固体1.53水解分解(产生HCl)H3PO3和CH3COCl不互溶。试验装置(夹持装置略)：试验步骤：Ⅰ.制备：将34.3mL冰醋酸加入反应器B中，于室温下在10～15min内滴加13.5mL(约0.20mol)三氯化磷。加热，保持40～50℃反应0.5h左右，反应停止。然后上升温度，将上层液体完全蒸出，停止加热。利用E装置可以回收稀盐酸。Ⅱ.提纯：将盛有粗CH3COCl的装置C作为蒸馏器，加入2滴冰醋酸和几粒沸石蒸馏，收集馏分。(1)装置B、C的名称为________。(2)制备试验中，保持40～50℃反应的方法最好为________，如何推断反应已经停止________________________________________