高三化学总复习综合实验设计.doc

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1、 综合实验设计专题1、（2005年理综全国卷第27题）有6瓶白色固体试剂，分别是氯化钡、氢氧化钠、硫酸钠、硫酸铵、无水硫酸铜、碳酸钠。现只提供蒸馏水，通过下面的实验步骤即可鉴别它们。请填写下列空白：（1）各取适量固体试剂分别加入6支试管中，加入适量蒸馏水，振荡试管，观察到的现象是 。被检出的物质的化学式（分子式）是 。（2）分别取未检出的溶液，往其中加入上述已检出的溶液，观察到的现象和相应的离子方程式是：1支试管中有白色沉淀生成： 2支试管中有蓝色沉淀生成： 被检出的物质的化学式（分子式）是 。（3）鉴别余下未检出物质的方法和观察到的现象是： 2、（2005年理综全国卷第28题）已知某纯碱试样

2、中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：按图组装仪器，并检查装置的气密性将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g 从分液漏斗滴入6molL1的硫酸，直到不再产生气体时为止从导管A处缓缓鼓入一定量的空气再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g重复步骤和的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g请填空和回答问题：（1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明： （2）装置中干燥管B的作用是 。（3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果 。（填“偏高”、“偏低”

3、或“不变”）（4）步骤的目的是 。（5）步骤的目的是 （6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为 。（7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验法。3、2007年江苏17(10分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH4+6HCHO=3H+6H2O+(CH2)6N4H 滴定时，1 mol(CH2)6N4H+与 l mol H+相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸，某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验： 步骤I 称取样品1.500g。 步骤II 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。 步骤 移取25.0

4、0mL样品溶液于250mL锥形瓶中，加入10mL20的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后,加入12滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。 (1)根据步骤填空：碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察 A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化滴定达到终点时，酚酞指示剂由 色变成 色。 (2)滴定结果如下表所示：若NaOH标准溶液的浓度为

5、0.1010molL1则该样品中氮的质量分数为 4、2007年上海卷26（B）（12分）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上（用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a 蒸发皿 b 石棉网 c 泥三角d 表面皿 e 坩埚钳 f 试管夹（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 a 灼烧过程中部分氧化铜被还原 b 灼烧不充分铜未被完全氧化c 氧化铜

6、在加热过程中分解生成铜 d 该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是： 、 （5）在测定所得胆矾（CuSO4xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行 次（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是 a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大c 加热后放在空气中冷却 d 胆矾晶体部分风化5、（2007年上海卷27题12分）将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO42H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效

7、益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO42H2O、KCl外，还需要 等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式： （3）过滤操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。（4）过滤操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32的方法是： 。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（）02060K2SO4溶解的量(g)7.411.118.260时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0，可析出K2

8、SO4晶体 g（6）氯化钙结晶水合物（CaCl26H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 a 熔点较低（29熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。6、2007广东卷21题（10分）以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：203040506070802030405060708090100氯化铵溶解度/g硫酸钠温度/氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：（1）欲制备10.7gNH4Cl，理论上需NaCl g。（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有 、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。（3）“冷却结晶”过程中，

9、析出NH4Cl晶体的合适温度为 。（4）不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是 。（5）若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是 。7、2007广东卷23题（11分）已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下实验探究过程：（1）提出假设：假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有

10、 元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；（2）设计实验方案基于假设3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答）。（3）实验过程根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。【提示】在答题卡上按以下方式作答，注意前后内容对应； 注意文字简洁，确保不超过答题卡空间。编号实验操作预期现象和结论软锰矿酸浸H2SO4 过量FeSO4过滤滤渣滤液液调pH至5.4氨水液过滤滤渣A滤液液加热至沸MnS液过滤滤渣滤液液高纯MnO2液8、2007广东24题（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为MnO2，

11、还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.00.422.577（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。（2）滤渣A的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程式为 。（5）从废旧碱性

12、锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。9、2001年全国高考题.某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的相对分子质量。实验步骤如下：把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。装好实验装置。检查装置气密性。加热，开始反应，直到产生一定量的气体。停止加热(如下图导管出口高于液面)。测量收集到气体的体积。准确称量试管和残留物的质量为bg.测量实验室的温度。把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把试验桌面收拾干净。处理实验数据，求出氧气的相对分子质量。回答下列问题：(1)如何检查装置的气密性？ 。(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个

13、步骤：调整量筒内外液面高度使之相同；使试管的量筒内的气体都冷却至室温；读取量筒内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：_（请填写步骤代号）。(3)测量收集到气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同? 10、现用U型管(用硬质玻璃管弯制)、干燥管、酒精灯、胶塞和玻璃导管等仪器设计下图装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。(1)补充完成下列实验步骤：检查装置的气密性，方法是_。 打开活塞A，从U型管长管一端注入稀硝酸，一直注到_为止。关闭活塞A，用酒精灯在U型管短管一侧加热，当观察到_现象时，立即停止加热。(2)记录描述观察到的实验现象：可在U型管短管上方处观察到_色气体产生。若铜丝和稀硝酸均未完全反应

14、，在_时反应也可自行停止。反应自行停止后，如果慢慢打开活塞A，可立即观察到_。以上现象说明_。 高三化学综合实验设计专题答案1、（1）观察到的现象是 6种固体全部溶解，5支试管中得到无色溶液，1支试管中得到蓝色溶液。被检出的物质的化学式（分子式）是 ：CuSO4 （2）1支试管中有白色沉淀生成：Ba2+SO BaSO42支试管中有蓝色沉淀生成：Cu2+2OH Cu(OH)2；Cu2+CO CuCO3被检出的物质的化学式（分子式）是：BaCl2 。（3） 分别取（2）中能产生蓝色沉淀的两种溶液，向其中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成的是Na2CO3溶液，无沉淀生成的是NaOH溶液。 分别取少量

15、未检出的溶液，往其中加入NaOH溶液，无明显现象的是Na2SO4溶液，有刺激性气味气体产生的是(NH4)2SO4溶液。2、（1）说明： 样品重，砝码轻。（2）防止空气中的CO2和水气进入U型管中。（3） 偏高。（4）把反应产生的CO2全部导入U型管中。（5）判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收。（6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为 。（7）可设计如下方法：沉淀法A.沉淀Cl法：取ag样品配成溶液，加硝酸酸化的AgNO3溶液至沉淀不再产生为止，过滤出AgCl沉淀，洗涤烘干得bg。根据反应NaClAgNO3AgCl+NaNO3可得 B.沉淀CO32：取ag样品配成溶液，加入

16、CaCl2也可以选择Ca(NO3)2、BaCl2等至沉淀不再产生为止，过滤出CaCO3沉淀，洗涤烘干得bg。根据反应Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl可得： 差量法： A.加酸测固法：取ag样品，加入足量的盐酸至不再产生气泡为止，蒸干反应后的溶液得NaCl固体bg。根据Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2可知，反应前后固体的质量差（ba）g是样品中的Na2CO3转变为NaCl造成的，则有： B.加酸测液法：取ag样品，加入bg稀H2SO4（过量），两者充分反应后称得剩余溶液cg。根据Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2可知：反应前后溶液的质量差（a+b

17、-c）g即为反应产生的CO2质量，则有： C.通气测液法：取ag样品加蒸馏水溶解得bg溶液，通入足量的CO2气体，充分反应后，再将溶液加热煮沸，冷却后称得反应后溶液为cg。根据Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3可知：溶液质量差（cb）g即为与Na2CO3反应的CO2的质量，则有； 滴定法：取ag样品配成100.00mL溶液，量取20.00mL于锥形瓶中，滴加23甲基橙指示剂，用酸式滴定管盛cmol/L盐酸标准液，记录体积读数1，滴定至锥形瓶中溶液由黄色变为橙色且半分钟内不变色，记录体积读数2,重复滴定23次，计算出所用盐酸平均体积VmL。根据Na2CO32HCl2NaCl+H2O+C

18、O2可知： 量气法：取ag样品于锥形瓶中，通过分液漏斗向锥形瓶中滴加足量的稀H2SO4，将产生的CO2气体导入盛有饱和NaHCO3溶液的试剂瓶（加塞，导管短进长出），后接量筒（应选适合量程）。待反应完全后（锥形瓶中不再产生气泡），读取量筒中NaHCO3溶液体积VmL（即反应产生的CO2气体体积），根据此时的气温、压强计算出相应的气体摩尔体积Vm，结合反应Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2可知：3、（1）偏高 无影响 B 无 粉红（或浅粉）（2）18.85%4、（1）c e b （2）a b（3）蒸发 过滤（4）产生等量胆矾途径消耗硫酸少 途径不会产生污染大气的气体（5）4（

19、6）a5、（1）CaCO3 NH3 H2O（2）CaSO4CO32CaCO3SO42（3）CaSO4（4）滤液中滴加盐酸产生气泡（5）54g（6）a d（7）碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）6、（1）11.7（2）蒸发皿（3）35（3340均可得分）（4）加热法；取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净。（5）重结晶7、（1）Cu；Fe（顺序可交换）（3） 用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用

20、 样品部分溶解，并有气体放出 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用 固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁 往试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液 溶液先变黄色，加KSCN后显血红色，结合可知，一定含铁 往剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液 固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。8、（1）MnO22FeSO42H2SO4MnSO4Fe2(SO4)32H2O（2）Fe(OH)3 Al(OH)3 （3）Cu2 Zn2（4）MnO2H2OeMnOOHOH（或2MnO2H2O2eMn2O32OH）（5）锌、二氧化锰9、(1)将导管的出口浸入水槽的水中，用手捂住试管，有气泡从导管口逸出，放手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。(2)(3)慢慢将量筒下移 (4)22.4Lmol-1298K(ag-bg)273KCL10、(1)关闭玻璃导管活塞A，向U型管长管一端加水至液面高于短管的液面，静置一段时间后，若液面相对位置不变，则说明不漏气。U型管短管一端没有气泡铜丝上有气泡(2)无；NO将硝酸溶液排入长管，使硝酸与铜脱离接触。U型管短管一端液面上升，干燥管的球型容器中有红棕色气体生成；Cu与稀HNO反应生成NO。