化学实验综合题-2023年高考化学真题题源解密(全国通用)含答案.pdf
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1、1工艺流程综合题目录:2023年真题展现考向一无机物(气体)的制备实验综合题考向二有机物的制备与提纯实验综合题考向三物质的检测综合实验题考向四物质性质和化学反应探究实验综合题真题考查解读近年真题对比考向一无机物(气体)的制备实验综合题考向二物质的检测综合实验题考向三物质性质和化学反应探究实验综合题命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一无机物(气体)的制备实验综合题1(2023全国甲卷)钴配合物 Co NH36Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2活性炭 2 Co NH36Cl3+2H2O。具体步骤如下:称取2.0gNH4Cl,用5
2、mL水溶解。分批加入3.0gCoCl26H2O后,将溶液温度降至10以下,加入1g活性炭、7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。加热至5560反应20min。冷却,过滤。将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中,趁热过滤。滤液转入烧杯,加入4mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。回答下列问题:(1)步骤中使用的部分仪器如下。仪器a的名称是。加快NH4Cl溶解的操作有。(2)步骤中,将温度降至10以下以避免、;可选用降低溶液温度。(3)指出下列过滤操作中不规范之处:。化学实验综合题-2023年高考化学真题题源解密(全国通用)2(4)步骤中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为。(
3、5)步骤中加入浓盐酸的目的是。2(2023山东卷)三氯甲硅烷 SiHCl3是制取高纯硅的重要原料,常温下为无色液体,沸点为31.8,熔点为-126.5,易水解。实验室根据反应Si+3HClSiHCl3+H2,利用如下装置制备SiHCl3粗品(加热及夹持装置略)。回答下列问题:(1)制备SiHCl3时进行操作:();()将盛有砫粉的瓷舟置于管式炉中;()通入HCl,一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应。操作()为;判断制备反应结束的实验现象是。图示装置存在的两处缺陷是。(2)已知电负性ClHSi,SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为。(3)采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHC
4、l3纯度。m1g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后,进行如下实验操作:,(填操作名称),称量等操作,测得所得固体氧化物质量为m2g,从下列仪器中选出、中需使用的仪器,依次为(填标号)。测得样品纯度为(用含m1、m2的代数式表示)。考向二有机物的制备与提纯实验综合题3(2023新课标卷)实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:3相关信息列表如下:物质性状熔点/沸点/溶解性安息香白色固体133344难溶于冷水溶于热水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黄色固体95347不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸无色液体17118与水、乙醇互溶装置示意图如下图所示,实验步骤为:在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸、5
5、mL水及9.0g FeCl36H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。停止加热,待沸腾平息后加入2.0g安息香,加热回流4560min。加入50mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6g。回答下列问题:(1)仪器A中应加入(填“水”或“油”)作为热传导介质。(2)仪器B的名称是;冷却水应从(填“a”或“b”)口通入。(3)实验步骤中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是。(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是
6、否可行?简述判断理由。(5)本实验步骤在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止。(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。a热水b乙酸c冷水d乙醇(7)本实验的产率最接近于(填标号)。a85%b80%c75%d70%44(2023辽宁卷)2-噻吩乙醇(Mr=128)是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小钠珠出现。制噻吩钠。降温至10,加入25mL噻吩,反应至钠砂消失。制噻吩乙醇钠。降温至-10,
7、加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应30min。水解。恢复室温,加入70mL水,搅拌30min;加盐酸调pH至46,继续反应2h,分液;用水洗涤有机相,二次分液。分离。向有机相中加入无水MgSO4,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体A后,得到产品17.92g。回答下列问题:(1)步骤中液体A可以选择。a乙醇b水c甲苯d液氨(2)噻吩沸点低于吡咯()的原因是。(3)步骤的化学方程式为。(4)步骤中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是。(5)步骤中用盐酸调节pH的目的是。(6)下列仪器在步骤中无需使用的是(填名称):无水MgSO4的作用为。(7)产品的
8、产率为(用Na计算,精确至0.1%)。考向三物质的检测综合实验题5(2023全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。回答下列问题:(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查。依次点燃煤气灯,进行实验。(2)O2的作用有。CuO的作用是(举1例,用化学方程式表示)。5(3)c和d中的试剂分别是、(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是。A.CaCl2B.NaClC.碱石灰(CaO+NaOH)D.Na2SO3(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:。取下c和d管
9、称重。(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为。考向四物质性质和化学反应探究实验综合题6(2023广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cV总T计算获得。(1)盐酸浓度的测定:移取20.00mL待测液,加入指示剂,用0.5000molL-1NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。上述滴定操作用到的仪器有。A.B.C.D.该盐酸浓度为molL-1。(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸
10、各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(C)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为J(c和分别取4.18Jg-1C-1和1.0gmL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。序号反应试剂体系温度/C反应前反应后i0.20molL-1CuSO4溶液100mL1.20gFe粉abii0.56gFe粉ac温度:bc(填“”“m)的固体混合物中,振荡。实验记录如下:c KI实验现象实验0.01molL-1极少量I2溶解,溶液为淡红色;充分
11、反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为淡红色实验0.1molL-1部分I2溶解,溶液为红棕色;充分反应后,红色的铜粉转化为白色沉淀,溶液仍为红棕色实验4molL-1I2完全溶解,溶液为深红棕色;充分反应后,红色的铜粉完全溶解,溶液为深红棕色(1)初始阶段,Cu被氧化的反应速率:实验(填“”“”或“=”)实验。(2)实验所得溶液中,被氧化的铜元素的可能存在形式有 Cu H2O42+(蓝色)或 CuI2-(无色),进行以下实验探究:步骤a取实验的深红棕色溶液,加入CCl4,多次萃取、分液。步骤b取分液后的无色水溶液,滴入浓氨水。溶液颜色变浅蓝色,并逐渐变深。步骤a的目的是。查阅资料,2Cu2+
12、4I-=2CuI+I2,Cu NH32+(无色)容易被空气氧化。用离子方程式解释步骤b的溶液中发生的变化:。(3)结合实验,推测实验和中的白色沉淀可能是CuI,实验中铜被氧化的化学方程式是。分别取实验和充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓KI溶液,(填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是。(4)上述实验结果,I2仅将Cu氧化为+1价。在隔绝空气的条件下进行电化学实验,证实了I2能将Cu氧化为Cu2+。装置如图所示,a、b分别是。(5)运用氧化还原反应规律,分析在上述实验中Cu被I2氧化的产物中价态不同的原因:。9(2023湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化
13、物的组成。回答下列问题:(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图,仪器A的名称为,装置B的作用为。(2)铜与过量H2O2反应的探究如下:8实验中Cu溶解的离子方程式为;产生的气体为。比较实验和,从氧化还原角度说明H+的作用是。(3)用足量NaOH处理实验新制的溶液得到沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物,提纯干燥后的X在惰性氛围下加热,mgX完全分解为ng黑色氧化物Y,nm=56。X的化学式为。(4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后,调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂,用0.1000molL-1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定终点时消耗Na2S2O3标准溶液15.00m
14、L。(已知:2Cu2+4I-=2CuI+I2,I2+2S2O2-3=2I-+S4O2-6)标志滴定终点的现象是,粗品中X的相对含量为。【命题意图】化学实验综合题是高考必考题型,意在考查考生的实验探究与创新意识的学科素养,以及信息获取、研究探索和语言表达的关键能力。【考查要点】化学实验常用仪器的主要用途和使用方法。化学实验的基本操作。常见气体的实验室制法。运用化学知识对常见的物质(包括气体物质、无机离子)进行分离、提纯和鉴别。根据实验现象,观察、记录、分析或处理数据,得出正确结论根据实验试题要求,设计或评价实验方案。考向一无机物(气体)的制备实验综合题10(2022全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料
15、、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95%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(Na2SO410H2O)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超过冷凝管高度的1/3.若气雾上升过高,可采取的措施是。9(3)回流时间不宜过长,原因是。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.(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧
16、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Na2SxH2O。11(2022全国乙卷)二草酸合铜()酸钾(K2Cu(C2O4)2)可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜()酸钾可采用如下步骤:.取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。.将的混合溶液加热至80-85,加入中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。.将的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作
17、后,干燥,得到二草酸合铜()酸钾晶体,进行表征和分析。回答下列问题:(1)由CuSO45H2O配制中的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是(填仪器名称)。(2)长期存放的CuSO45H2O中,会出现少量白色固体,原因是。(3)中的黑色沉淀是(写化学式)。(4)中原料配比为n(H2C2O4):n(K2CO3)=1.5:1,写出反应的化学方程式。(5)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)中应采用进行加热。10(7)中“一系列操作”包括。12(2022湖北卷)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化
18、过程需要严格控制温度和水分,温度低于21易形成2H3PO4H2O(熔点为30),高于100则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略):回答下列问题:(1)A的名称是。B的进水口为(填“a”或“b”)。(2)P2O5的作用是。(3)空气流入毛细管的主要作用是防止,还具有搅拌和加速水逸出的作用。(4)升高温度能提高除水速度,实验选用水浴加热的目的是。(5)磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向过饱和溶液中加入促进其结晶。(6)过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为(填标号)。A.10.0时,溶液中OH-、和(填离子符号)浓度明显增加。(5)
19、若本实验不选用pH传感器,还可选用作指示剂,当溶液颜色由变为时,停止通NH3。15(2022重庆卷)研究小组以无水甲苯为溶剂,PCl5(易水解)和NaN3为反应物制备米球状红磷。该红磷可提高钠离子电池的性能。(1)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂,无水时体系呈蓝色。12存贮时,Na应保存在中。冷凝水的进口是(填“a”或“b”)。用Na干燥甲苯的原理是(用化学方程式表示)。回流过程中,除水时打开的活塞是;体系变蓝后,改变开关状态收集甲苯。(2)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(搅拌和加热装置略)。在Ar气保护下,反应物在A装置中混匀后转入B装置,于280
20、加热12小时,反应物完全反应。其化学反应方程式为。用Ar气赶走空气的目的是。经冷却、离心分离和洗涤得到产品,洗涤时先后使用乙醇和水,依次洗去的物质是和。所得纳米球状红磷的平均半径R与B装置中气体产物的压强p的关系如图3所示。欲控制合成R=125nm的红磷,气体产物的压强为kPa,需NaN3的物质的量为mol(保留3位小数)。已知:p=an,其中a=2.5105kPamol-1,n为气体产物的物质的量。1316(2022辽宁卷)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛,氢醌法制备H2O2原理及装置如下:已知:H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题:(1)A中反应的离子方程式为。(2)装置B应为
21、(填序号)。(3)检查装置气密性并加入药品,所有活塞处于关闭状态。开始制备时,打开活塞,控温45。一段时间后,仅保持活塞b打开,抽出残留气体。随后关闭活塞b,打开活塞,继续反应一段时间。关闭电源和活塞,过滤三颈烧瓶中混合物,加水萃取,分液,减压蒸馏,得产品。(4)装置F的作用为。(5)反应过程中,控温45的原因为。14(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为。(7)取2.50g产品,加蒸馏水定容至100mL摇匀,取20.00mL于锥形瓶中,用0.0500molL-1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次,消耗标准溶液体积分别为19.98mL、20.90mL、20.02mL。假设其他杂质不
22、干扰结果,产品中H2O2质量分数为。17(2021全国乙卷)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(装置如图所示):.将浓H2SO4、NaNO3、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KMnO4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H2O2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
23、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KMnO4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,H2O2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SO2-4来判断。检测的方法是。(6)步骤可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是。18(2021河北卷)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:15(1)从AE
24、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)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N
25、aCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为、洗涤、干燥。16(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,用其标定盐酸浓度时,会使结果(填标号)。A偏高B偏低不变19(2021山东卷)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283,沸点为340,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为,证明WO3已被完全还
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