专题16 化学实验综合题-2022年高考真题和模拟题化学分项汇编(解析版).doc
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1、专题16 化学实验综合题1(2021·全国高考甲卷真题)胆矾()易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有_(填标号)。A烧杯 B容量瓶 C蒸发皿 D移液管(2)将加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为_,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是_。(3)待完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量,冷却后用调为3.54,再煮沸,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、_、乙醇洗涤、_,得
2、到胆矾。其中,控制溶液为3.54的目的是_,煮沸的作用是_。(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为,加入胆矾后总质量为,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为_(写表达式)。(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是_(填标号)。胆矾未充分干燥 坩埚未置于干燥器中冷却 加热时有少胆矾迸溅出来【答案】A、C CuO+H2SO4CuSO4+H2O 不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高) 过滤 干燥 除尽铁,抑制硫酸铜水解 破坏氢氧化铁胶体,易于过滤 【解析】(1)制备胆矾时,根据题干信
3、息可知,需进行溶解、过滤、结晶操作,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿,A、C符合题意,故答案为:A、C;(2)将加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;直接用废铜和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水,与这种方法相比,将加入到适量的稀硫酸中,加热制备胆矾的实验方案具有的优点是:不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高);(3) 硫酸铜溶液制硫酸铜晶体,操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥;中含氧化铁杂质,溶于硫酸后会形成铁离子,为使铁元素以氢氧化铁形成沉淀完全,需控制溶液为3
4、.54,酸性环境同时还可抑制铜离子发生水解;操作过程中可能会生成氢氧化铁胶体,所以煮沸,目的是破坏氢氧化铁胶体,使其沉淀,易于过滤,故答案为:过滤;干燥;除尽铁,抑制硫酸铜水解;破坏氢氧化铁胶体,易于过滤;(4) 称量干燥坩埚的质量为,加入胆矾后总质量为,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为。则水的质量是()g,所以胆矾(CuSO4nH2O)中n值的表达式为=n:1,解得n;(5) 胆矾未充分干燥,捯饬所测m2偏大,根据n=可知,最终会导致结晶水数目定值偏高,符合题意;坩埚未置于干燥器中冷却,部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾,导
5、致所测m3偏大,根据n=可知,最终会导致结晶水数目定值偏低,不符合题意;加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出,会使m3数值偏小,根据n=可知,最终会导致结晶水数目定值偏高,符合题意;综上所述,符合题意,故答案为:。2(2021·全国高考乙卷真题)氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(转置如图所示):.将浓、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入粉末,塞好瓶口。.转至油浴中,35搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98并保持1小时。.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加
6、至悬浊液由紫色变为土黄色。.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。.蒸馏水洗涤沉淀。.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。回答下列问题:(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是_、_,仪器b的进水口是_(填字母)。(2)步骤中,需分批缓慢加入粉末并使用冰水浴,原因是_。(3)步骤中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是_。(4)步骤中,的作用是_(以离子方程式表示)。(5)步骤中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在来判断。检测的方法是_。(6)步骤可用试纸检测来判断是否洗净,其理由是_。【答案】滴液漏斗 三颈烧瓶 d 反应放热,防止反应过快 反应温度接近水的沸点,油浴更易控温 取少量洗出液,滴加,没有
7、白色沉淀生成 与电离平衡,洗出液接近中性时,可认为洗净 【解析】(1)由图中仪器构造可知,a的仪器名称为滴液漏斗,c的仪器名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,起冷凝回流作用,为了是冷凝效果更好,冷却水要从d口进,a口出,故答案为:分液漏斗;三颈烧瓶;d;(2)反应为放热反应,为控制反应速率,避免反应过于剧烈,需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,故答案为:反应放热,防止反应过快;(3)油浴和水浴相比,由于油的比热容较水小,油浴控制温度更加灵敏和精确,该实验反应温度接近水的沸点,故不采用热水浴,而采用油浴,故答案为:反应温度接近水的沸点,油浴更易控温;(4)由滴加H2O2后发生的现象可知,加
8、入的目的是除去过量的KMnO4,则反应的离子方程式为:2Mn+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O,故答案为:2Mn+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O ;(5)该实验中为判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在S来判断,检测方法是:取最后一次洗涤液,滴加BaCl2溶液,若没有沉淀说明洗涤完成,故答案为:取少量洗出液,滴加BaCl2,没有白色沉淀生成;(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀,步骤V洗涤过量的盐酸,与电离平衡,洗出液接近中性时,可认为洗净,故答案为:与电离平衡,洗出液接近中性时,可认为洗净。3(2021·广东高考真题)含氯物质在生产生活中有重要作用。1
9、774年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810年,戴维确认这是一种新元素组成的单质,并命名为chlorine(中文命名“氯气”)。(1)实验室沿用舍勒的方法制取的化学方程式为_。(2)实验室制取干燥时,净化与收集所需装置的接口连接顺序为_。(3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_已分解。检验此久置氯水中存在的操作及现象是_。(4)某合作学习小组进行以下实验探究。实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对溶解度的影响。查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;
10、离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25时,。提出猜想。猜想a:较高温度的饱和溶液的电导率较大。猜想b:在水中的溶解度。设计实验、验证猜想。取试样、(不同温度下配制的饱和溶液),在设定的测试温度下,进行表中实验13,记录数据。实验序号试样测试温度/电导率/1:25的饱和溶液252:35的饱和溶液353:45的饱和溶液45数据分析、交流讨论。25的饱和溶液中,_。实验结果为。小组同学认为,此结果可以证明中的猜想成立,但不足以证明猜想成立。结合中信息,猜想不足以成立的理由有_。优化实验。小组同学为进一步验证猜想,在实验13的基础上完善方案,进行实验4和5。请在答题卡上完成表中内容。实验
11、序号试样测试温度/电导率/4_5_实验总结。根据实验15的结果,并结合中信息,小组同学认为猜想也成立。猜想成立的判断依据是_。【答案】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O c-d-b-a-e HClO 向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl- 1.3410-5 测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度 45 II 45 A3>B2>B1 【解析】(1)实验室通常采用浓盐酸和MnO2制取,化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,故答案为:Mn
12、O2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O;(2)根据化学方程式可知,制取的氯气中混有氯化氢、水蒸气,氯气有毒,必须进行尾气处理,因此使用饱和食盐水吸收氯化氢气体,浓硫酸除去水蒸气,最后用NaOH溶液吸收尾气,因此接口连接顺序为c-d-b-a-e,故答案为:c-d-b-a-e;(3)久置后不能使品红溶液褪色,说明HClO已分解;检验的方法为向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有Cl-,故答案为:HClO;向溶液中加入过量稀硝酸,防止溶液中含有C、HC等,再加入少量AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中含有
13、Cl-;(4)25时,根据沉淀溶解平衡可知,饱和的溶液中,所以有=1.3410-5;实验13中,不同的饱和溶液浓度不同且测试温度不同,根据资料显示离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大,所以根据实验13无法判断温度较高的饱和溶液离子浓度大,进而不能得出溶解度关系,故答案为:1.3410-5;测试温度不同,根据电导率结果无法判断不同温度下饱和溶液的溶解度;如果要判断AgCl在水中的溶解度随温度的变化情况,可以设计不相同温度下的饱和溶液在相同温度下测试,如果温度较高下的饱和溶液电导率比温度较低的饱和溶液电导率高,则可以得出温度升高饱和溶液中离子浓度高。所以可以设计试样在45下测试与实验3比
14、较;设计试样II在45下测试与实验3比较。故答案为:45;II;45;猜想b成立的判断依据是A3>B2>B1,故答案为:A3>B2>B1。4(2021·河北高考真题)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:回答下列问题:(1)从AE中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是_(按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或_。A B C D E.(2)
15、B中使用雾化装置的优点是_。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为_。(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,则固体NaHCO3的质量为_g。向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为_、_、洗涤、干燥。(5)无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前,若无水NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分,用其
16、标定盐酸浓度时,会使结果_(填标号)。A偏高 B偏低 不变【答案】aefbcgh 将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔 使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案) NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3 0.84 蒸发浓缩 冷却结晶 A 【分析】根据工艺流程知,浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳气体,发生反应:NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3,得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备得到纯碱;另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl,再从加入氯化钠粉末,存在反应,据此分析解答。【
17、解析】(1)根据分析可知,要制备,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,后与饱和氨盐水充分接触来制备,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量,所以按气流方向正确的连接顺序应为:aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔,故答案为:aefbcgh;将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔;(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率;(3)根据上述分析可知,生成的总反应的化学方程式为NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl
18、+NaHCO3;(4)对固体充分加热,产生二氧化碳和水蒸气,反应的化学方程式为: 将气体先通过足量浓硫酸,吸收水蒸气,再通过足量,与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,化学方程式为:,根据方程式可知,根据差量法可知,当增重(2CO的质量)时,消耗的二氧化碳的质量为=0.22g,其物质的量为,根据关系式可知,消耗的的物质的量为20.005mol=0.01mol,所以固体的质量为0.01mol84g/mol=0.84g;根据溶解度虽温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使沉淀充分析出并分离,需采用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥
19、的方法,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;(5)称量前,若无水保存不当,吸收了一定量水分,标准液被稀释,浓度减小,所以用其标定盐酸浓度时,消耗的碳酸氢钠的体积会增大,根据c(测)=可知,最终会使c(测)偏高,A项符合题意,故答案为:A。5(2021·浙江高考真题)是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯。已知:,合适反应温度为;副反应:。常压下,沸点,熔点;沸点2.0,熔点。,在中的溶解度远大于其在水中的溶解度。请回答:(1)装置A的作用是去除原料气中的少量水分,可用的试剂是_。将上图中装置组装完整,虚框D中应选用_。(2)有关反应柱B,须进行的操作是_。A将HgO粉末
20、热处理除水分、增加表面积后填入反应柱B调控进入反应柱的混合气中和的比例C调控混合气从下口进入反应柱的流速D将加热带缠绕于反应柱并加热(3)装置C,冷却液的温度通常控制在。反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的含量,可采用的方法是_。(4)将纯化后的产品气化,通入水中得到高纯度的浓溶液,于阴凉暗处贮存。当需要时,可将浓溶液用萃取分液,经气化重新得到。针对萃取分液,从下列选项选择合适操作(操作不能重复使用)并排序:c_edf_。a.检查旋塞、玻璃塞处是否漏水b.将溶液和转入分液漏斗c.涂凡士林d.旋开旋塞放气e.倒转分液漏斗,小心振摇f.经几次振摇并放气后,将分液漏斗置于铁架台上静置g.打开旋塞
21、,向锥形瓶放出下层液体h.打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒入锥形瓶(5)产品分析:取一定量浓溶液的稀释液,加入适量、过量溶液及一定量的稀,充分反应。用标准溶液滴定(滴定);再以酚酞为指示剂,用标准溶液滴定(滴定)。已知产生的反应(不考虑与水反应):实验数据如下表:加入量滴定测出量滴定测出量用标准溶液滴定时,无需另加指示剂。判断滴定到达终点的实验现象是_。高纯度浓溶液中要求(和均以计)。结合数据分析所制备的浓溶液是否符合要求_。【答案】浓 a ABC 抽气(或通干燥氮气) a b g CCl4中由紫红色突变到无色,且30s不恢复 溶液中Cl2O和Cl2分别为1.000
22、15;10-3mol、5×10-6mol,=200>99,符合要求 【解析】(1)装置A的作用是去除原料气(Cl2、N2)中的少量水分,可用的试剂是浓。Cl2和Cl2O都不能直接排放于空气中,因此需要进行尾气处理,Cl2、Cl2O能与NaOH溶液反应,同时需要防止NaOH溶液中水蒸气进入C装置中,因此需要在C和尾气处理装置之间连接吸收水蒸气的装置,所以虚框D中应选用a装置。(2)装置B为HgO与Cl2反应制备Cl2O的装置,A因Cl2O能与H2O发生反应,因此需要将HgO粉末热处理除水分,该反应为固体与气体接触类反应,因此增加表面积能够加快反应速率,故A选;BN2的作用是稀释C
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