高中参考资料化学综合实验.pdf

1 2012 年高考化学：综合实验 1 某课外活动小组用如图所示的实验装置探究氯气与氨气之间的反应。其中 A、F 为氨气和氯气的发生装置，C 为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。请回答下列问题：（1）装置 F 中发生反应的离子方程式是 。（2）装置 A 中的烧瓶内固体可选用 （选填以下选项的代号）。A碱石灰 B浓硫酸 C生石灰 D五氧化二磷 E烧碱 （3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从右图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格。B 、D 、E 。（4）氯气和氨气在常温下混合就能发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为：；装置 C 内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵：。（5）若 从 装 置 C 和 G 处 逸 出 的 尾 气 中 含 有 N2和 少 量 C12，应 如 何 处理？。2 已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到金属铜，用图 161 中的装置可以实现该反应。图 161 回答下列问题：(1)如果 A 中加入的物质是纯净物，则其可能为_ _。发生反应的化学方程式是_；2(2)B中加入的物质是_，其作用是_；(3)实验时在 C 中观察到的现象是_；(4)实验时在 D 中观察到的现象是_；(5)E中收集到的气体经测定在标况下的密度为 1.25 g/L，则该气体是_，C中反应的化学方程式为_。3 某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。固定装置略去(1)实验前，关闭活塞 b，试管 d 中加水至浸没长导管口，塞紧试管 c 和 d 的胶塞，加热 c。其目的是_。(2)在 d 中加适量 NaOH溶液，c 中放一小块铜片，由分液漏斗 a 向 c 中加入 2 mL 浓硝酸，c中反应的化学方程式是_ _。再由 a 向 c 中加 2 mL蒸馏水，c 中的实验现象是_。(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_，理由是_。方 案 反应物 甲 Cu、浓 HNO3 乙 Cu、稀 HNO3 丙 Cu、O2、稀 HNO3(4)该 小 组 还 用 上 述 装 置 进 行 实 验 证 明 氧 化 性KMnO4Cl2Br2。操 作 步 骤 为_，实验_；但此实验的不足之处是_。4(5 分)无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在 178 升华。装有无水氯化铝的试剂瓶久置潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾。氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油等。工业上由金属铝和氯气作用、或由无水氯化氢气体与熔融金属铝作用 3 而制得无水氯化铝。某课外兴趣小组在实验室里通过下图所示装置制取少量纯净的无水氯化铝。(1)A装置中发生反应的化学方程式为：_(2)在 E 处可收集到纯净的氯化铝，其原因是_。(3)从 A 装置中导出的气体若不经过 B、C 装置而直接进入 D 装置中，将对实验产生的不良后果是：_。(4)F装置所起的作用有：_。(5)无水氯化铝在潮湿空气中，会产生大量白雾，有关反应的化学方程式为：_。5 某化学探究小组拟用铜片制取 Cu(NO3)2，并探究其化学性质。(一)他们先把铜粉放在空气中灼烧，再与稀 HNO3反应制取硝酸铜。(1)如果直接用铜屑与稀 HNO3反应来制取硝酸铜，可能导致的两个不利因素是_、_。(2)实验中铜粉应该放在_(填“蒸发皿”、“坩埚”或“烧杯”)中灼烧。欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体，实验操作步骤按顺序分别是_、_、过滤。(二)为了探究 Cu(NO3)2的热稳定性，探究小组按图 163中的装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)图 163 往左试管中放入研细的无水 Cu(NO3)2晶体并加热，观察到左试管中有红棕色气体生成，最终残留黑色粉末；用 U 形管除去红棕色气体，在右试管中收集到无色气体。(1)红棕色气体是_。(2)当 导 管 口 不 再 有 气 泡 冒 出 时，停 止 反 应，这 时 在 操 作 上 应 注 意_。4(3)探究小组判断 Cu(NO3)2的分解属于氧化还原反应，产物除了红棕色气体和黑色固体外，进一步分析、推断，分解产物中一定还含有_。(三)为了探究 Cu(NO3)2在酸性条件下跟铁单质的反应。他们取一支试管，加入 Cu(NO3)2溶液，滴入适量稀硫酸酸化，再加入一定量铁粉，实验后没有固体残留物质。(1)反应中最先起氧化作用的是_。(2)该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究，他们设计了实验方案，并进行实验。请按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作步骤 预期现象与结论 步骤 1：观察样品 溶液呈蓝绿色，_(填“能”或“不能”)确定产物中铁元素的价态 步骤 2：取少量溶液，滴加酸性 KMnO4溶液 步骤 3：_ _ 若溶液变为红色，说明产物中含3 价的铁元素；若溶液颜色无明显变化，则说明产物中不含3 价的铁元素 6.以下是有关 SO2、Cl2的性质实验。(1)某小组设计如图 164所示的装置图(图中夹持和加热装置略去)，分别研究 SO2和Cl2的性质。图 164 若从左端分别通入 SO2和 Cl2，装置 A中所发生反应的实质_(填“相同”或“不 相 同”)；若D 中 盛 铜 粉，通 入 足 量 的Cl2，D 中 的 现 象 是_；若装置 D中装的是五氧化二钒(催化剂)，通入SO2时，打 开K 通 入 适 量O2的 化 学 反 应 方 程 式 为 _、_。SO2通入 B 中，碘水褪色，则该反应的离子方程式为 _。5(2)某同学将足量的 SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成，若向该试管中加入足量(填字母)_，则可以看到白色沉淀产生。A 氨水 B 稀盐酸 C 稀硝酸 D氯化钙溶液(3)若由元素 S 和 O 组成2 价酸根离子 X，X 中 S 和 O 的质量比为 43；当 Cl2与含 X 的溶液完全反应后，可得澄清溶液。取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出 Cl2与含 X 的溶液反应的离子方程式_；向含 X 的水溶液中加入稀硫酸时的现象是_。7.(2011江苏高考 10，15 分)高氯酸铵（NH4ClO4）是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取 (1)若 NH4Cl 用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是 。(2）反应得到的混合溶液中 NH4ClO4和 NaCl 的质量分数分别为 0.30和 0.l5（相关物质的溶解度曲线见图 9）。从混合溶液中获得较多 NH4ClO4晶体的实验操作依次为（填操作名称）、干燥。(3）样品中 NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定，蒸馏装置如图 10 所示（加热和仪器固定装置已略去），实验步骤如下：步骤 1：按图 10 所示组装仪器，检查装置气密性。步骤 2：准确称取样品 a g（约 0.5g）于蒸馏烧瓶中，加入约 150mL水溶解。6 步骤 3：准确量取 40.00mL约 0.1 molL1H2SO4 溶解于锥形瓶中。步骤 4：经滴液漏斗向蒸馏瓶中加入 20mL3 molL1NaOH 溶液。步骤 5：加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约 100mL溶液。步骤 6：用新煮沸过的水冲洗冷凝装置 2 3 次，洗涤液并入锥形瓶中。步骤 7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用 c molL1NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液 V1mL。步骤 8.将实验步骤 1 7 重复 2 次 步骤 3 中，准确量取 40.00mlH2SO4 溶液的玻璃仪器是 。步骤 1 7 中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验是 （填写步骤号）。为获得样品中NH4ClO4 的含量，还需补充的实验是 。8.（2011江苏高考，12 分）草酸是一种重要的化工产品。实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图 14 所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）实验过程如下：7 将一定量的淀粉水解液加入三颈瓶中 控制反应液温度在 5560条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3与 98%H2SO4的质量比为 2：1.5）溶液 反应 3h 左右，冷却，抽滤后再重结晶得草酸晶体。硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：C6H12O612HNO33H2C2O49NO23NO9H2O C6H12O68HNO36CO28NO10H2O 3H2C2O42HNO36CO22NO4H2O(1)检验淀粉是否水解完全所需用的试剂为 。(2)实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是 。(3)装置 C 用于尾气吸收，当尾气中 n(NO2):n(NO)1：1 时，过量的 NaOH溶液能将 NOx全部吸收，原因是 （用化学方程式表示）(4)与用 NaOH溶液吸收尾气相比较，若用淀粉水解液吸收尾气，其优、缺点是 。(5)草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有 。9（2011 浙江高考 28，15 分）二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下：COCHOH2FeCl3COCO2FeCl22HCl 8 在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应结束后加热煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出，用 70乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程：加热溶解活性炭脱色趁热过滤冷却结晶抽滤洗涤干燥 请回答下列问题：（1）写出装置图中玻璃仪器的名称：a_，b_。（2）趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：_。A缓慢冷却溶液 B溶液浓度较高 C溶质溶解度较小 D缓慢蒸发溶剂 如果溶液中发生过饱和现象，可采用_等方法促进晶体析出。（3）抽滤所用的滤纸应略_（填“大于”或“小于”）布氏漏斗内径，将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是_。A无水乙醇 B饱和 NaCl 溶液 C70乙醇水溶液 D滤液（4）上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：_。（5）某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程，分别在反应开始、回流 15min、30min、45min 和 60min 时，用毛细管取样、点样、薄层色谱展开后的斑点如图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是_。9 A15min B30min C45min D60min 10.(2011 安徽高考 27，14 分)MnO2是一种重要的无机功能材料，粗 MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗 MnO2（含有较多的 MnO 和 MnCO3）样品转化为纯 MnO2实验，其流程如下：（1）第步加稀 H2SO4时，粗 MnO2样品中的 （写化学式）转化为可溶性物质。（2）第步反应的离子方程式 +ClO3+MnO2+Cl2+。（3）第步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、，已知蒸发得到的固体中有 NaClO3和 NaOH，则一定还有含有 （写化学式）。（4）若粗 MnO2样品的质量为 12.69g，第步反应后，经过滤得到 8.7g MnO2，并收集到 0.224LCO2（标准状况下），则在第步反应中至少需要 mol NaClO3 11.（2011 北京高考 27，15 分）甲、乙两同学为探究 SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色 BaSO3沉淀，用下图所示装置进行实验（夹持装置和 A 中加热装置已略，气密性已检验）10 实验操作和现象：操作 现象 关闭弹簧夹，滴加一定量浓硫酸，加热 A 中有白雾生成，铜片表面产生气泡 B 中有气泡冒出，产生大量白色沉淀 C 中产生白色沉淀，液面上方略显浅棕色并逐渐消失 打开弹簧夹，通入 N2,停止加热，一段时间后关闭 _ 从 B、C 中分别取少量白色沉淀，加稀盐酸 均未发现白色沉淀溶解(1)A中反应的化学方程式是_。(2)C中白色沉淀是_，该沉淀的生成表明 SO2具有_性。(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_。(4)分析 B 中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因，甲认为是空气参与反应，乙认为是白雾参与反应。1 为证实各自的观点，在原实验基础上：甲在原有操作之前增加一步操作，该操作是_;乙在 A、B 间增加洗气瓶 D，D 中盛放的试剂是_。2 进行实验，B 中现象：甲 大量白色沉淀 乙 少量白色沉淀 检验白色沉淀，发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因：_。(5)合并（4）中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成，而 C中产生白色沉淀，由此得出的结论是_。11 1 2(1)碳酸氢铵或碳酸铵(其他答案合理也可)NH4HCO3=NH3CO2H2O 或(NH4)2CO3=2NH3CO2H2O(2)碱石灰或生石灰 除去二氧化碳和水蒸气(3)黑色粉末逐渐变红(4)出现无色液体，石蕊试纸变蓝(5)N2 2NH33CuO=N23Cu3H2O 3 答案(1)检查装置的气密性(2)Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O 反应变缓，气体颜色变浅(3)丙 耗酸量最少，无污染(4)向 d 中加入 KBr溶液，c 中加入固体 KMnO4，由 a 向 c 中加入浓盐酸 c 中有黄绿色气体产生，d 中溶液变为黄棕色 没有处理尾气 4 答案(1)MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl22H2O(2)生成的 AlCl3受热升华，在 E 处冷凝(3)未经除去的 HCl气体、水蒸气随 Cl2进入 D装置中，与 Al 反应能生成 H2，H2与 Cl2组成的混合气体会发生爆炸；水蒸气与生成的 AlCl3作用产生大量的白雾，甚至发生爆炸(4)吸收多余 Cl2，防止其污染空气；干燥作用，防止空气中的水蒸气进入 D 装置中，使 AlCl3水解(5)AlCl33H2OAl(OH)33HCl 5(一)(1)生成等物质的量的硝酸铜，消耗硝酸原料多 产生污染物 NO(2)坩埚 蒸发浓缩 冷却结晶(二)(1)NO2(2)先把导气管移出水面，然后熄灭酒精灯火焰(3)O2(三)(1)HNO3(或 H和 NO3)12(2)不能 若 KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅，则说明产物中含2价铁元素；若 KMnO4溶液不褪色或不变浅，则说明产物中不含2 价铁元素 另取少量溶液，滴加 KSCN溶液 6(1)不相同 Cu 粉红热，并产生棕黄色烟 2SO2O2催化剂2SO3 SO2I22H2O=4H2ISO2 4(2)AC(3)4Cl2S2O2 35H2O=2SO2 48Cl10H 有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生【解析】(1)SO2使品红溶液褪色是因为发生了化合反应，生成不稳定的无色物质，加热后又会分解生成品红，溶液又会变为红色；Cl2使品红褪色是因为发生了氧化反应，品红被氧化后加热不会再变为红色；氯气与铜粉反应，产生棕黄色烟。SO2有较强的还原性，能被氧气、碘水氧化，反应方程式见答案。(2)SO2与氯化钡溶液不起反应，加入氨水后先生成亚硫酸铵，再生成亚硫酸钡沉淀；加入稀硝酸后，SO2会被氧化为硫酸，进而生成硫酸钡沉淀。(3)因为n(S)n(O)4323162 3，可知 X 为 S2O2 3，它与氯气反应被氧化为硫酸，加入氯化钡后有硫酸钡沉淀生成；S2O2 3与稀硫酸反应的离子方程式为 S2O2 32H=SSO2H2O，所以观察到的现象是有黄色沉淀和刺激性气味的气体产生。7 答案：（1）氨气与浓盐酸反应放出热量 （2）蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，冰水洗涤 （3）酸式滴定管 1、5、6 用 NaOH标准溶液标定 H2SO4溶液的浓度（或不加高氯酸铵样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验）8 答案：(1)碘水或 KI-I2 溶液(2)由于温度过高、硝酸浓度过大，导致 C6H12O6 和 H2C2O4进一步被氧化(3)NO2NO2NaOH2NaNO2H2O(4)优点：提高 HNO3利用率 缺点：NOx吸收不完全(5)布氏漏斗、吸漏瓶 9 13 答案：（1）三颈瓶 球形冷凝器（或冷凝管）（2）AD 用玻璃棒摩擦容器内壁 加入晶种（3）小于 D （4）趁热过滤 C 10 答案：（1）MnO 和 MnCO3；（2）5Mn22ClO34H2O=5MnO2Cl28H；（3）酒精灯、蒸发皿、玻璃棒；NaCl；（4）0.02mol。11 答案：（1）2H2SO4(浓)Cu CuSO42H2O2SO2；（2）BaSO4 还原 （3）2NO+O2=2NO2；（4）通 N2一段时间，排除装置的空气 饱和的 NaHSO3溶液 甲：SO42Ba2=BaSO4；乙：2Ba22SO2O22H2O=2BaSO44H；白雾的量要远多于装置中氧气的量 （5）SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成 BaSO3沉淀