2022年高考真题和模拟题化学分类汇编-16化学实验综合题(解析版).pdf
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1、专题1 6 化学实验综合题1.(2 0 2 2 全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用9 5%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:(1)工业上常用芒硝(Na 2 s Oa/OH Q)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜(3)回流时间不宜过长,原因是 o回流结束后,需进行的操作有停止加热关闭冷凝水移去水浴,正 确 的 顺 序 为(填 标 号)。A.B.C.D.(
2、4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是 过滤除去的杂质为。若滤纸上析出大量晶体,则 可 能 的 原 因 是。(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量_ _ _ _ _ _洗涤,干燥,得到Na 2 s 3凡0。高温【答案】(1 )Na 2 s o 4 T 0 H2O+4 C =Na2S+4 C OT+1 0 H2O(2)硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以直接作沸石降低温度(3)硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na 2 s 会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸 D(4)防止滤液冷却重金属硫
3、化物温度逐渐恢复至室温(5)冷水【解析】本实验的实验目的为制备硫化钠并用9 5%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品,工业上常用芒硝(丘 万 温Na 2 s 0”0 凡0)和煤粉在高温下生产硫化钠,反应原理为:Na2SO4-1 0 H2O+4CN a2S+4 C Of +1 0 H2O,结合硫化钠的性质解答问题。(1)工业上常用芒硝(Na 2 s O.l OH z O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生产CO,根据得失电子守恒,反应高温的化学方程式为:Na 2 s o 4 T 0 H2O+4 C =Na2S+4 C Of+1 0 H,O;(2)由题干信息,生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等
4、杂质,这些杂质可以直接作沸石,因此回流前无需加入沸石,若气流上升过高,可直接降低降低温度,使气压降低;(3)硫化钠易溶于热乙醇,若回流时间过长,Na 2 s 会直接析出在冷凝管上,使提纯率较低,同时易造成冷凝管下端堵塞,圆底烧瓶内气压过大,发生爆炸;回流结束后,先停止加热,再移去水浴后再关闭冷凝水,故正确的顺序为,答案选D。(4)硫化钠易溶于热乙醇,使用锥形瓶可有效防止滤液冷却,重金属硫化物难溶于乙醇,故过滤除去的杂质为重金属硫化物,由于硫化钠易溶于热乙醇,过滤后温度逐渐恢复至室温,滤纸上便会析出大量晶体;(5)乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,因此将滤液冷却、结晶、过滤后,晶体可用少量冷水洗
5、涤,再干燥,即可得到N a 2 s 村也0。2.(2 0 2 2 全国乙卷)二草酸合铜(I I)酸钾(I M C W G O J )可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(H)酸钾可采用如下步骤:I.取己知浓度的C u s t)溶液,搅拌下滴加足量N a O H 溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。n.向草酸(H zC q,)溶液中加入适量K2c 固体,制得K H C Q 4 和 K 2 c2。,混合溶液。I H.将n 的混合溶液加热至8 0-8 5。(2,加入I 中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。I V.将I I I 的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,
6、得到二草酸合铜(I I)酸钾晶体,进行表征和分析。回答下列问题:(1)由C u S O 5 H 2。配制I 中的C u S O”溶液,下 列 仪 器 中 不 需 要 的 是(填 仪 器 名 称)。(2)长期存放的CuSO5 H2O中,会出现少量白色固体,原因是。(3)1中 的 黑 色 沉 淀 是(写 化 学 式)。(4)11中原料配比为n(HC O J n(K 2coJ=L5:1,写 出 反 应 的 化 学 方 程 式。(5)11中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入K2CO3应采取 的方法。(6)ni中应采用 进行加热。I V中“一系列操作”包括 0【答案】(1)分液漏斗和球形冷凝管(2)C
7、USO4-5H2O 风化失去结晶水生成无水硫酸铜 CuO(4)3H 2c2O4+2K2co3=2KH C2()4+K2c2O4+2H 2O+2CO2T(5)分批加入并搅拌(6)水浴(7)冷却结晶、过滤、洗涤【解析】取已知浓度的CuSO,溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀氢氧化铜,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀,过滤,向草酸(HzGO,)溶液中加入适量K 2cO3固体,制得KH C2O4和K 2c混合溶液,将KH C2O4和K G。,混合溶液加热至80-85。(2,加入氧化铜固体,全部溶解后,趁热过滤,将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(I
8、I)酸钾晶体。由CuSO5Hq固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的CuSO5Hq固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解CuSO。见。,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)CuSO5 H 2。含结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成无水硫酸铜,无水硫酸铜为白色固体。(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,加热,氧氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。(4)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成KH C2O4、K2c2。八CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为:3H 2c2O4+2K2co3=2KH C2C4+K2c2
9、O4+2H 2O+2CO2T。(5)为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减缓反应速率,将碳酸钾进行分批加入并搅拌。(6)111中将混合溶液加热至80-85。应采取水浴加热,使液体受热均匀。(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,因此将山的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(II)酸钾晶体。3.(2022浙江卷)氨基钠(NaNH?)是重要的化学试剂,实验室可用下图装置(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)制备。简要步骤如下:L在瓶A 中加入100mL液氨和0.05g F e l N O j f H Q,通入氨气排尽密闭体系中空
10、气,搅拌。H.加入5g钠粒,反应,得 NaNH?粒状沉积物。HL除去液氨,得产品NaNH已知:NaNH?几乎不溶于液氨,易与水、氧气等反应。2Na+2NH,=2NaNH,+H2 TNaNH2+H,O=NaOH+NH,T4NaNH2+3O2=2NaOH+2NaNO2+2N&请回答:(D F elN O jfH zO 的作用是;装置B 的作用是。(2)步骤I,为判断密闭体系中空气是否排尽,请设计方案 o(3)步骤I I,反应速率应保持在液氨微沸为宜。为防止速率偏大,可采取的措施有(4)下 列 说 法 不 正 确 的 是。A.步骤I中,搅拌的目的是使Fe(N O j/9H 2。均匀地分散在液氨中B.
11、步骤II中,为判断反应是否已完成,可在N 处点火,如无火焰,则反应己完成C.步骤n i中,为避免污染,应在通风橱内抽滤除去液氨,得到产品NaNH zD.产品NaNH?应密封保存于充满干燥氮气的瓶中(5)产品分析:假设NaOH是产品NaNH?的唯一杂质,可采用如下方法测定产品NaNH2纯度。从下列选项中 选 择 最 佳 操 作 并 排 序。准确称取产品N aN H/g f()()()-计算a.准确加入过量的水b.准确加入过量的HC1标准溶液c.准确加入过量的NH4cl标准溶液d.滴加甲基红指示剂(变色的pH范围4.46.2)e.滴加石蕊指示剂(变色的pH范围4.5 8.3)f.滴加酚献指示剂(变
12、色的pH范围8.2-10.0)g.用NaOH标准溶液滴定h.用NH4c l标准溶液滴定i.ffl HC1标准溶液滴定【答案】(1)催 化 防 止 氧 气、水进入密闭体系(2)试管中加满水倒扣于水槽中,M处通入氨气,将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡,则空气尚未排尽,如未出现气泡,则说明空气已排尽(3)分批少量加入钠粒;降低冷却液温度;适当增加液氨量(任写一种即可)(4)BC(5)bdg【解析】在硝酸铁催化卜钠与液氨的反应来生成NaN%和氢气,该反应是放热反应,为保证液氨处于微沸状态,需要用冷却液控制一定的温度。NaNH?易与水和氧气发生反应,所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体
13、系,导气口N与尾气处理连接装置再处理氨气等,据此结合实验原理分析解答。(1)结合实验原理,根据实验操作中加入Fe(NO3)3,9H 2。的用料很少,可推知,Fe(NO3)3,9出0在反应中作催化剂,加快反应速率:结合已知信息可知,制备得到的NaNH?易与水和氧气发生反应,所以装置B中Hg可防止氧气、水进入密闭体系,干扰NaNHz的制备,故答案为:催化:防止氧气、水进入密闭体系:(2)结合氨气极易溶于水,空气中的氮气难溶于水,氧气不易溶于水的物理性质,所以为判断密封体系中空气是否排尽,可设计方案如下:试管中加满水倒扣于水槽中,M处通入氨气,将N处排出的气体导入试管内。如试管底部出现气泡,则空气尚
14、未排尽,如未出现气泡,则说明空气已排尽:(3)上述化学反应中,反应物的浓度、温度均可影响化学反应速率,所以为防止反应速率偏大,可实施的措施有:分批少量加入钠粒;降低冷却液温度;适当增加液氨量(任写一种即可);(4)A.步 骤I中,搅拌可使液体混合均匀,所以搅拌可使少量的催化剂Fe(NO3)3,9H 2。均匀分散在液氨中,A正确;B.步骤I I中,由于液氨处于微沸状态,故生成的氢气中混有一定量的氨气;氢气虽然是可燃性气体,由于氨气在空气中不能被点燃,当氨气中只有少量氢气时,则也不能被点然、不会产生火焰,旦对易气体点火有安全隐患,B错误;C.步骤n中得到的粒状沉积物,颗粒较小,颗粒太小的沉淀易在滤
15、纸上形成一层密实的沉淀,溶液不易透过,所以不适宜选用抽滤装置进行过滤,C错误;D.因为制备的产品NaNH Z易与水和氧气发生反应,所以可密封保存于充满干燥氮气的瓶中,D正确;故选BC;(5)题干信息中提到假设产品NaN%的唯一杂质为N aO H,因为产品溶于水生成氢氧化钠和氨气,所以可设计利用盐酸标准溶液进行滴定,因滴定终点时,溶液中含氯化钠和氯化核,所以需选用酸性条件下的酸碱指示剂判断滴定终点,过量的盐酸再利用氢氧化钠标准液反滴定,最终利用所测数据计算得出产品中NaN%的纯度,故涉及的操作步骤为:准确称取产品xg-加入过量盐酸标准溶液一 加入滴加甲基橙指示剂-用 领氧化钠标准溶液进行滴定,根
16、据实验所测数据,计算产品纯度,故答案为:bdgo4.(2022广东卷)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HA c表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25 时,H A c 的 K“=1.75 x105 =10-76。配制25 0mL 0.1 mol!?的HA c溶液,需5 m oiiTHAc溶液的体积为 mL。(2)下列关于25 0mL容量瓶的操作,正确的是。(3)某小组研究25 P下HAc电离平衡的影响因素。提出假设。稀释HA c溶液或改变AL浓度,HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为(MmoLL”的HA c和NaA c溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;
17、测定p H,记录数据。序号v(HAc)/mLv(NaAc)/mLV(H,O)/mLn(NaAc):n(HAc)PHI40.00/02.86II4.00/36.0003.36VII4.00ab3:44.53VIII4.004.0032.001:14.65根据表中信息,补充数据:a=,b=。由实验I和n 可知,稀释HAc溶液,电 离 平 衡(填“正“或“逆“)向移动;结合表中数据,给出判断理由:由实验IIVIH可知,增大Ac一 浓度,HAc电离平衡逆向移动。实验结论假设成立。(4)小组分析上表数据发现:随 着 笔 胃 的 增 加,c(H)的值逐渐接近HAc的Kil。查阅资料获悉:一定条件下,按 常
18、 鬻 =1配制的溶液中,c(H)的值等于HAc的K,。对比数据发现,实验V I中pH=4.65与资料数据Ka=10T76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。移取20.0()mLHAc溶液,加入2 滴酚献溶液,用O.lOOOmoLL NaOH溶液滴定至终点,消耗体积为22.08mL,则该HAc溶液的浓度为 mo-U.在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点 o用上述HAc溶液和O.lOOOmoLL-NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与 NaAc混合溶液,测定p H,结果与资料数据相符。(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为
19、0.1mol【T 的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的K,?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中II的内容。I移取20.00mLHAc溶液,用 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V,mLII,测得溶液的pH 为 4.76实验总结得到的结果与资料数据相符,方案可行。(6)根据K.可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 o【答案】(1)5.0 C(3)3.00 33.00 正 实验H 相较于实验I,醋酸溶液稀释了 10倍,而实验n 的 pH 增大值小于1(5)向滴定后的混合液中加入20mL HAc溶液(6)HC1O:漂白剂和消毒液(或H2sO3:还原剂、防腐剂或H3 P
20、 食品添加剂、制药、生产肥料)【解析】(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,S lit 250mLx0.1mol/L=Vx5mol/L,解得V=5.0mL。(2)A.容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故 A 错误;B.定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故 B 错误;C.向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故 C 正确;D.定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故 D 错误;综上所述,正确的是
21、C 项。实验 VII 的溶液中(NaAc):n(HAc)=3:4,K(HAc)=4.00mL,因此 NaAc)=3.00mL,即 a=3.00,由实验 I 可知,溶液最终的体积为 40.00mL,S ltt r(H20)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即 b=33.00。实验I 所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I 的 宗,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验U 所得溶液的pH=2.86+l=3.86,但实际溶液的pH=3.36 4 溶液,用于吸收H?s。(3)硫酸与氯化钢反应生成硫酸钢沉淀,因此判断沉淀已完全的方法是静置,取上层清液
22、于一洁净试管中,继续滴加硫酸溶液,无白色沉淀生成,则已沉淀完全。(4)为了使钢离子沉淀完全,沉淀过程中需加入过量的硫酸溶液。(5)过滤用到的仪器有:铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒,用不到锥形瓶。由题意可知,硫酸钢的物质的量为:募鬻=0 Q 0 2 m o L 依据钢原子守恒,产品中B a C L 2H 2。的物质0 488g的量为 0.0 0 2m o L 质量为 0.0 0 2m o l x 244g/m o l=0.488g,质量分数为:0 5O O5gX 100%=97-6%2022年 考 模 拟 试 题1.(20 22贵州遵义二模)丙烯睛(C%=C H C N)是合成纤维、合成橡胶和合成树
23、脂的重要单体,可以由乙焕与 HCN反应制得。原理如下C H 三 C H+H C N 联CH2=C H C NI.制备催化剂C u C b(1)通过查阅资料有两种方案可以制备方 案 1:铜屑与。2在浓盐酸中反应方案2:铜丝在氯气中燃烧方 案 1 的实验原理如图所示器a 的名称请写出方案1 的 反 应 原 理(用 离 子 方 程 式 表 达)(2)用恒压滴液漏斗分批多次滴加H 2O2,且 H 2O2过量,原因是(3)方案2 燃烧后的固体溶于水,过滤后发现一些白色固体X,为检测X的成分,某同学将其溶于稀硫酸,白色固体变为红色,且溶液呈蓝色,推测X为I I.合成丙烯情已知:电石的主要成分是C a C
24、2,还含有少量硫化钙HCN易挥发,有毒,具有较强的还原性水(4)H C N 的电子式(5)纯净的乙烘是无色、无臭的气体。但用电石制取的乙快时常伴有有臭鸡蛋气味,这种物质是(6)从下列选择装置D 中可盛放的溶液A.高锌酸钾溶液 B.N a O H 溶液 C.饱和食盐水 D.盐酸溶液(7)工业用20 0 k g 含 C a C 2质量分数80%的电石,生产得到丙烯腊79.5 k g,计算产率【答案】(1)三颈烧瓶 CU+H2O2+2 H+=CU2+2 H2O(2 出2。2 不稳定易分解,让反应更充分,提高C u C b 的产量(3)C u C l(4)H:C:N:(5)H2S气体(6)A(7)6
25、0%【解析】内烯JJ青(C H?=C H C N)是通过CH=CH+HCNCH2=C H C N 得到,制备催化剂C u C b 常用铜屑与 H 2 O 2 在浓盐酸中反应得到或则铜丝在氯气中燃烧得到,制备乙炊时常用电石与饱和食盐水反应得到,由于含有硫化氢杂质,用硫酸铜溶液处理,将乙快通入到氯化铜和HCN溶液中水浴加热反应生成丙烯脩,由于HCN有毒,因此尾气用高镭酸钾溶液处理。(1)根据图中得到仪器a的名称三颈烧瓶;故答案为:三颈烧瓶。方案1 的反应原理是铜屑与比。2 在浓盐酸中反应生成氯化铜和水,其离子方程式为:CU+H2O2+2 H+=CU2+2 H2O:故答案为:CU+H2O 2+2 H
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