2022年高考化学专题突破训练综合实验题解题策略 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载专题突破训练( 五 ) 综合实验题解题策略1为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某小组进行了以下探究实验：【探究一】（1）将已去除表面氧化物的铁钉( 碳素钢 ) 放入冷浓硫酸中，10 min 后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_ 。（2）称取铁钉 ( 碳素钢 ) 5.6 g 放入 30.0 mL 浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X 并收集到气体Y。写出加热时铁与浓硫酸反应的化学方程式为_ 。若为 5.6 g 铁，理论上可收集到SO2的体积为 _L(标准状况下测量) 。甲同学认为溶液X 中除含 Fe3外还可能含有Fe2。若要确认其中是否含有Fe2，应

2、选择加入的试剂为_(填字母 )。aKSCN 溶液和氯水b铁粉和KSCN 溶液c浓氨水d酸性 KMnO4溶液乙同学将672 mL( 标准状况下 )气体 Y 通入足量溴水中，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得到干燥固体4.66 g。据此推知气体Y 中 SO2的体积分数为 _( 精确到小数点后1 位数字 ) 。【探究二】分析上述实验中SO2的体积分数，丙同学认为气体Y 中还可能含有H2和 CO2。为此设计下列探究实验装置( 图中夹持仪器省略) 。（3）气体 Y 中可能有H2的原因是 _ 。（4）装置 A 中试剂的作用是_，反应的离子方程式为_ 。（5）简述确认气体Y 中含有 CO2的实验现象

3、是 _ 。（6）如果气体Y 中含有 H2，预计实验现象应是_。（7）装置 G 的作用为 _ 。【解析】（1）铁在冷浓硫酸中发生钝化，表面形成一层致密的氧化膜，不和硫酸铜溶液反应。（2）加热时铁与浓硫酸反应生成SO2，反应的化学方程式为2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O,5.6 g精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习好资料欢迎下载铁理论上生成0.15 mol SO2，体积为3.36 L( 标准状况下 )。Fe2具有还原性，酸性高锰酸钾溶液呈紫色，具有氧化性，可与Fe2反应而褪色，故d 项正确。

4、 SO2 Br22H2O2HBr H2SO4， H2SO4BaCl2BaSO42HCl ，关系式为SO2 BaSO4，设标准状况下气体Y 中 SO2的体积为V。SO2BaSO422.4 L 233 g V4.66 g V0.448 L 448 mL ，所以 SO2的体积分数为448 mL672 mL100%66.7%。 （3）随反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，铁与稀硫酸反应产生H2。 （4） SO2和 CO2都能使澄清石灰水变浑浊，所以要检验CO2必须先排除SO2的干扰， SO2具有还原性，可与酸性高锰酸钾溶液反应，反应的离子方程式为5SO22MnO42H2O5SO242Mn24H。 （5）确认气

5、体Y 中含有CO2，应完全排除SO2的干扰，现象为B 中品红溶液不褪色， C 中澄清石灰水变浑浊。 （6）H2具有还原性，能将黑色的氧化铜还原为红色的铜单质，同时生成水，水能使无水硫酸铜变蓝色。（7）装置 G 可吸收空气中的水蒸气，避免其进入装置F，以减小实验误差。【答案】（1）铁在冷浓硫酸中发生钝化（2） 2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO2 6H2O3.36 d66.7%（3）浓硫酸变稀后与Fe 反应生成 H2（4）除去混合气体中的SO25SO22MnO42H2O5SO242Mn24H（5）装置 B 中品红溶液不褪色，装置C 中澄清石灰水变浑浊（6）装置 E中固体由黑色变为红

6、色，装置F 中固体变蓝色（7）防止空气中的水蒸气进入装置F 2某同学对铜与浓硫酸反应产生的黑色沉淀进行探究，实验步骤如下：.将光亮铜丝插入浓硫酸，加热；.待产生黑色沉淀和气体时，抽出铜丝，停止加热；.冷却后，从反应后的混合物中分离出黑色沉淀，洗净、干燥备用。查阅文献：检验微量Cu2的方法是：向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2。（1）该同学假设黑色沉淀是CuO。检验过程如下：将 CuO 放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，产生红褐色沉淀。将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，再滴加K4Fe(CN)6溶液，未见红褐色沉淀。由该检验过程所得结论是_

7、。（2）再次假设，黑色沉淀是铜的硫化物。实验如下：实验装置现象1.A 试管中黑色沉淀逐渐溶解2.A 试管内上方出现红棕色气体3.B 试管中出现白色沉淀现象 2 说明黑色沉淀具有_性。能确认黑色沉淀中含有S元素的现象是_，相应的离子方程式是_ 。为确认黑色沉淀是“铜的硫化物”，还需进行的实验操作是_ 。（3）以上实验说明，黑色沉淀中存在铜的硫化物。进一步实验后证明黑色沉淀是CuS 与 Cu2S 的混合物。将黑色沉淀放入浓硫酸中加热一段时间后，沉淀溶解，其中CuS 溶解的化学方程式是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习

8、好资料欢迎下载_ 。【解析】（1）向试液中滴加K4Fe(CN)6溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2，根据 将黑色沉淀放入稀硫酸中，一段时间后，滴加K4Fe(CN)6溶液，未见红褐色沉淀可知，黑色固体中一定不含CuO。 （2）A试管内上方出现红棕色气体，说明反应中有二氧化氮生成，证明了黑色固体具有还原性，在反应中被氧化；根据 B 试管中出现白色沉淀可知，白色沉淀为硫酸钡，说明黑色固体中含有硫元素，发生反应的离子方程式为 NO2 SO2 Ba2H2OBaSO4NO2H；为确认黑色沉淀是“铜的硫化物 ”，还需检验黑色固体中含有铜离子，方法为： 取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加 K4Fe(CN)6

9、溶液， 若产生红褐色沉淀，证明有 Cu2，说明黑色沉淀是铜的硫化物。（3）浓硫酸具有强氧化性，硫化铜被浓硫酸氧化为二氧化硫。【答案】（1）黑色沉淀中不含有CuO（2）还原B 试管中出现白色沉淀2NO33SO23Ba2 2H2O3BaSO4 2NO 4H(或 NO2SO2 Ba2H2OBaSO4 NO2H)取冷却后A 装置试管中的溶液，滴加K4Fe(CN)6溶液，若产生红褐色沉淀，证明有Cu2，说明黑色沉淀是铜的硫化物（3） CuS4H2SO4(浓)CuSO4 4SO2 4H2O 3Na2S2O3可用作照相的定影剂等。已知Na2S2O3的某些性质如下：()S2O23能被 I2氧化为 S4O26；

10、()酸性条件下S2O23迅速分解为S 和 SO2；()向 Na2CO3和 Na2S混合溶液中通入SO2可制得 Na2S2O3；所得产品中常含有少量Na2SO3和 Na2SO4。实验室可用如下装置( 略去部分夹持仪器) 模仿生成过程。实验步骤：（1）仪器组装完成后，_ ，则整个装置气密性良好。装置D 的作用是 _，装置 E 中溶液的作用是_。（2）先向 C 烧瓶中加入Na2CO3和 Na2S 混合溶液，再向A 烧瓶中滴加浓H2SO4。（3）等 Na2CO3和 Na2S完全消耗后，结束反应。过滤 C 中混合物，将溶液蒸发、结晶、过滤、 洗涤、干燥，得到产品。（4）为验证产品中含有硫酸盐，该小组设计

11、了以下实验方案，请将方案补充完整。实验步骤预期现象或结论a.取少量固体样品溶于无氧蒸馏水中固体完全溶解得无色澄清溶液b.加入过量盐酸c.静置后取上清液，加入BaCl2溶液（5）利用酸性KMnO4标准溶液可以定量测定硫代硫酸钠试剂的纯度，步骤为：溶液配制：称取1.0 g Na2S2O3试样，用新煮沸并冷却的蒸馏水溶解，最终定容至100 mL。滴定：取10.00 mL 0.01 mol L1酸性 KMnO4标准溶液，加硫酸酸化，再加过量KI 溶液。写出该反应的离子方程式为_。往步骤所得溶液中加入某指示剂，用 Na2S2O3滴定至终点 (2S2O23I2S4O26 2I)，记录 Na2S2O3精选学

12、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习好资料欢迎下载溶液用量，滴定 3 次。 指示剂最好选用_， 本次滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有 _。若 3 次滴定 Na2S2O3溶液的平均用量为12.00 mL，则样品的纯度为_。【解析】 仪器组装完成后，必须检验装置的气密性；在题给装置中，A 为 SO2的发生装置， B、D 为安全瓶，以防止倒吸；E 为尾气处理装置，吸收多余的SO2，以防污染空气。因制得的Na2S2O3产品中常含有少量Na2SO3和 Na2SO4，为验证产品中含有硫酸盐，取少量固体样品溶于无氧蒸馏水中，以防S

13、O23氧化转化为SO24，固体完全溶解得无色澄清溶液，然后加入过量盐酸，排除S2O23和 SO23对 SO24检验的干扰，有浅黄色浑浊出现，有刺激性气味气体产生，静置后取上清液，加入BaCl2溶液，有白色沉淀产生，说明样品中含有 SO24；酸性KMnO4溶液与过量KI 溶液反应的离子方程式为2MnO416H10I5I22Mn28H2O；用 Na2S2O3滴定其中生成的I2时，选用淀粉溶液作为终点指示剂；滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有盛放 Na2S2O3溶液的碱式滴定管；根据电子得失守恒可得：5Na2S2O3KMnO4， 若 3 次滴定 Na2S2O3溶 液 的 平 均 用 量 为12.0

14、0 mL ， 则 样 品 的 纯 度 为0.01 L0.01 molL150.10 L158 g mol10.012 L1.0 g100% 65.8%。【答案】（1）关闭 A、C 中分液漏斗活塞，将E 中导管伸入盛水的水槽中，微热A 中圆底烧瓶， E 中导管口有气泡冒出，停止加热，导管中回流一段稳定的水柱防止倒吸吸收多余的SO2（4）预期现象或结论有浅黄色浑浊出现，有刺激性气味气体产生有白色沉淀产生，说明样品中含有SO24（5） 2MnO416H10I5I22Mn2 8H2O淀粉溶液碱式滴定管65.8%(或 0.658) 4某化学兴趣小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱并进行后续实验。.制备纯碱：先以

15、NaCl、NH3、CO2和水等为原料，用下图所示装置制取NaHCO3，然后再将NaHCO3制成 Na2CO3。（1）装置丙中反应的化学方程式为_ 。（2）装置乙的作用是_。为防止污染空气，尾气中的 _需要进行吸收处理。（3）在装置丙中产生的NaHCO3制取 Na2CO3时，需要进行的实验操作有_、_、_。.测定所得产品的组成和纯度（4）检验纯碱样品中是否混有NaHCO3，请选择下列装置设计实验，并完成下表：选择的装置 ( 填编号 )实验现象实验结论样品中含NaHCO3（5）测定该纯碱样品的纯度：称取m1 g 样品，置于小烧杯中，加水溶解，滴加足量CaCl2溶液。将反应混精选学习资料 - - -

16、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习好资料欢迎下载合物过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体的质量为m2 g。则该纯碱样品的纯度为_。【解析】（1） NaHCO3的溶解度不大，在氨化的饱和食盐水中通入过量CO2可析出NaHCO3沉淀。 （2）用装置甲和相应药品制得的CO2中混有HCl ，用装置乙可以除去HCl。氨化的饱和食盐水可挥发出污染环境的 NH3，尾气应进行处理。 （3）装置丙中产生了NaHCO3沉淀，将过滤后得到的NaHCO3进行洗涤，然后灼烧即可得到纯碱。（4） 用酒精灯加热时， Na2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解可生成CO

17、2、 H2O 和 Na2CO3，加热纯碱样品，只要能检验出有CO2或 H2O 生成即可说明纯碱样品中含有NaHCO3。 （5）实验所得沉淀为CaCO3，n(Na2CO3)n(CaCO3)m2100mol，m(Na2CO3)106m2100g，纯碱样品的纯度为106m2100m1100%106m2m1%。【答案】（1） NH3CO2H2ONaClNaHCO3 NH4Cl （2）除去 CO2中的 HCl 气体氨气 (NH3) （3）过滤洗涤灼烧（4）A、BB 中溶液变浑浊或 A、CC 中物质变蓝或A、C、BC 中物质变蓝，B 中溶液变浑浊 （5）106m2m1% 5铝氢化钠 (NaAlH4)是有机

18、合成的重要还原剂，其合成线路如下图所示。纯净 Cl2 纯 Al 粉AlCl3NaH特定条件NaAlH4（1）铝氢化钠遇水发生剧烈反应，其反应的化学方程式为_ 。（2）AlCl3与 NaH 反应时，需将AlCl3溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH 粉末上，此反应中NaH的转化率较低的原因是_ 。（3）实验室利用下图装置制取无水AlCl3。A 中盛装的试剂的名称是_。点燃 D 处酒精灯之前需排除装置中的空气，其操作是_。（4） 改变 A、 B 试管中和D 中的试剂就可以用该装置制取NaH。 最好将 B 试管中原来的 _改为 _，如果操作不当，制得的NaH 中可能含有 _杂质。（5）现设计如下

19、四种装置测定铝氢化钠样品的纯度(假设杂质不参与反应)。从简约性、准确性考虑，最适宜的方案是_( 填编号 ) 。铝氢化钠与水完全反应，冷却至室温的标志是 _。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习好资料欢迎下载【解析】（2）AlCl3与 NaH 反应时，除生成NaAlH4外，还有 NaCl 生成， NaH 与 NaCl 均为离子化合物，不溶于有机溶剂，使其中的NaH 与 AlCl3接触面积小而反应程度低，生成的NaCl 还会沉淀于NaH 表面阻止反应进行。（4） B 试管中原来盛有饱和食盐水，作用是除去Cl2中混有的H

20、Cl ，当改为制H2时， B 试管的作用是除去H2中混有的HCl ，所盛试剂改为NaOH 溶液。实验中最容易出现的不当操作是未排净装置中的空气，使制得的 NaH 中可能含有Na2O2杂质，此外还有可能因Na 未完全反应而混有Na 杂质。（5）四种装置都通过测定铝氢化钠与水反应产生H2的体积来测定铝氢化钠的纯度，从简约性考虑，丙、丁不如甲、乙，且丙装置无法将广口瓶中的水排入量筒，达不到实验目的；从准确性考虑，乙中使用橡胶管将烧瓶和分液漏斗上口连通，消除了液体本身所占体积对测量结果的影响，因此乙比甲更适宜。【答案】（1） NaAlH42H2ONaAlO24H2（2）反应生成的NaCl 沉淀在氢化钠

21、表面，阻止了AlCl3和 NaH 进一步反应 ( 或 NaH 是离子化合物，难溶于有机溶剂，使反应物难以接触而发生反应)（3）高锰酸钾( 或氯酸钾或重铬酸钾或次氯酸钙等) 打开分液漏斗活塞使A 中发生反应，待D 中充满黄绿色气体时点燃酒精灯（4）饱和食盐水NaOH 溶液Na、 Na2O2( 或其他合理答案) （5）乙连续两次读取的H2体积相等6苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂，也可广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。主要实验装置如图所示。反应原理：实验方法：将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于三颈烧瓶中，在90 时反应一段时间后，停止反应，按如下

22、流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。（1）无色液体A 的结构简式为_。操作为 _。（2）如果滤液呈紫色，要先加饱和亚硫酸钾溶液，然后再进行操作，加饱和亚硫酸钾溶液的目的是_ ，写出反应的离子方程式为_。（3）冷却水应该从冷凝管_( 填“a”或“ b”) 口流入。（4）要得到苯甲酸晶体，应进行的操作顺序是_( 填字母 )。A酸化B过滤C蒸发浓缩D冷却结晶（5）为除去残留在苯甲酸中的甲苯，应先加入_，分液，水层再加入_，最后抽滤、干燥，即可得到苯甲酸。（6）纯度测定：称取1.220 g 产品，配成100 mL 溶液，取其中25.00 mL 溶液，用KOH 溶液进行滴定，消耗 KOH 的物质的量为2

23、.4 103 mol。产品中苯甲酸的质量分数为_。【解析】（1）一定量的甲苯和KMnO4溶液在三颈烧瓶中发生反应，甲苯被氧化为苯甲酸钾，高锰酸钾被还精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习好资料欢迎下载原得到 MnO2，由于 MnO2难溶于水，而苯甲酸钾可溶于水，通过过滤可将它们进行分离，此时滤液中含有未完全反应的甲苯和反应产生的苯甲酸钾，用分液的方法进行分离，有机物中含甲苯，为除去其中的水分，加入无水 Na2SO4，然后过滤除去硫酸钠晶体，蒸馏即可得到甲苯，所以无色液体A 是甲苯，其结构简式为CH3，操作 是蒸馏。（

24、2）如果滤液呈紫色，说明其中含有未完全反应的高锰酸钾溶液，为防止HCl 被高锰酸钾氧化产生氯气，可加亚硫酸钾溶液将高锰酸钾除去，反应的离子方程式为2MnO4 H2O 3SO232MnO2 2OH3SO24。（3）冷却水应该从冷凝管的下口进，上口出。（4）要得到苯甲酸晶体，应先将滤液酸化，然后蒸发浓缩、冷却结晶，最后过滤洗涤即可，则操作顺序为ACDB 。（5）为除去残留在苯甲酸中的甲苯，应先加入NaOH 溶液 (或 KOH 溶液 )，与苯甲酸反应变为易溶于水的苯甲酸钠 (或苯甲酸钾 )，然后分液，向水层加入浓盐酸酸化，最后抽滤、干燥，即可得到苯甲酸。（ 6） n(苯甲酸 ) n(KOH) 2.4103mol(100 25)9.6103mol，则m(苯甲酸 )9.6103mol122 g/mol1.171 2 g，所以产品中苯甲酸的质量分数为1.171 2 g1.220 g100% 96.00%。【答案】（1）CH3蒸馏（ 2）除去未反应的KMnO4，防止 HCl 被高锰酸钾氧化产生氯气2MnO4H2O 3SO232MnO2 2OH3SO24（3） a（4）ACDB（5）NaOH 溶液 (或其他合理答案) 浓盐酸（6） 96.00% 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页