2021届高三新题速递·化学考点16 化学实验综合题(解析版).pdf
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1、考点16化学实验综合题1.(2020永安市第三中学高三月 考)84消毒液、酒精、过氧乙酸等消毒剂在抗击新型冠状病毒肺炎疫情中起到重要作用。回答下列问题:I.84消毒液是北京第一传染病医院(现北京地坛医院)于1984年研制的一种消毒液,主要成分为受热易分解的次氯酸钠(NaClO)。某实验小组用如图装置制备84消毒液。(1)A 中发生反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)C 中盛装试剂为,仪器的连接顺序为a。(3)制备84消
2、毒液时,若 C b与 NaOH溶液反应温度过高,NaClO的产率将(填“增大”“减小,域“不变,)。H.过氧乙酸(CH3coe)OH)是无色液体,易溶于水,有强烈刺激性气味,有腐蚀性,对人的眼睛、皮肤、黏膜、上呼吸道等有强烈刺激作用,易分解,易爆炸。(4)贮存和运输CH3COOOH时要注意的事项是。(5)消毒过程中需将200mL20%的过氧乙酸(密度为1.02g.em)稀释为0.5%的过氧乙酸,则需加入水的体积为 mLo(6)CH3coOOH可用H2O2和 CH3coOH制备,其化学方程式为C H 3c H 2 0 c H 2 c H 3+H 2 O(3)b(4)下 蒸储【解析】【分析】由实验
3、装置可知,A中浓硫酸、乙醇加热至1 7 0 发生消去反应生成乙烯,在1 40 时易发生副反应生成乙酸,烧瓶中加碎瓷片(或沸石),可防暴沸,为了验证二氧化硫的存在并除去二氧化硫对后续反应的干扰,B中品红可检验二氧化硫,C中N a O H可除去酸性气体,D中乙烯与漠水发生加成反应1,2-二溪乙烷,与水分层后有机层在下层,有机产物中含杂质乙酸,混合物沸点不同,可蒸镭分离。【详解】(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到1 7 0 C左右,其最主要目的是减少副产物乙醛生成;故答案为:d;(2)在装置A中除了浓硫酸和乙爵外,还应加入碎瓷片(或沸石),其目的是防暴沸,装置A中生成副产物乙醛的化
4、学反应方程式为2 c H 3c H 2 0 H 4 CH3 CH2 0 c H 2 c H 3+H 2 O,故答案为:碎 瓷 片(或沸石);2 c H 3c H 9 H 鬻 普 C H 3c H 2 0 c H 2 c H 3+比0;(3)为了验证二氧化硫的存在并除去二氧化硫对后续反应的干扰,B中品红可检验二氧化硫,C中N a O H可除去酸性气体,选b合理,故答案为:b;(4)1,2-二浪乙烷不溶于水,密度比水的密度大,则 将1,2-二漠乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层;有机产物中含杂质乙酸,混合物沸点不同,可蒸储分离,故答案为:下;蒸储。【点睛】本题考查有机物的制备实
5、验,把握有机物的性质、制备原理、实验装置的作用、实验技能为解答关键,侧重分析与实验能力的考查,注意题中的信息及性质的应用。5.(2 0 2 0.浙江高三开学考试)甘氨酸亚铁(H 2 N C H 2 c o O F e,摩尔质量2 0 4 g.m o l 是-种新型的铁营养强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如下:通N”川入亚铁盐V甘氨酸饱和溶液,异抗坏血酸步骤I溶解步骤n合成 步骤in分离已知:甘氨酸(H 2 N C H 2 C O O H)异抗坏血酸甘氨酸亚铁F e S O4-7 H2OF e C l2-4 H2O易溶于水微溶于乙醇易溶于水和乙醇有弱酸性和强还原性
6、易溶于水难溶于乙醇易溶于水难溶于乙醛易溶于水易溶于乙醇请回答:(1)如图所示合成装置中仪器b的名称是合成装置图(2)合成过程中,本实验为了防止F e?+被氧化,采取的措施是。(3)下列说法正确的是 oA.滴入液体前,应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞B.根据题中所给信息,亚铁盐应选用F e S C U I H z O.C.步骤H I中的分离方法是过滤.D.步骤I V,提纯操作中的干燥过程最好选用真空干燥(4)合成过程需控制p H=5.5,试说明理由_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _o(5)步骤I I I加入
7、无水乙醇的目的是。(6)若甘氨酸的投料量为3 0 0 k g,得到纯品3 4 4.8 k g,则 产 品 的 产 率 为%(保留一位小数)。【答案】(1)三颈烧瓶(2)通入氮气;加入异抗坏血酸(3)C D (4)p H过低使产率下降的原因是H,会与H z N C H 2 c o O H中的氨基反应;p H过高会生产沉淀(5)降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出;除去杂质,提高产率(6)8 4.5【解析】【分析】在甘氨酸饱和溶液中加入亚铁盐,由于亚铁盐易被氧化,所以加入异抗坏血酸,通入氮气,保护亚铁离子,然后加入氢氧化钠溶液调节p H并水浴加热形成甘氨酸亚铁络合物(H 2 N CH 2
8、c o O h F e ,再加入乙醇,析出注氨酸亚铁络合物K H 2 N CH 2 c o e)”F e 的粗产品,再加入水进一步提纯得到注氨酸亚铁,以此解答该题。【详解】(1)根据图示仪器构造分析,仪器b为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;(2)甘氨酸饱和溶液中通入氮气,气流通过溶液,能起搅拌溶液的作用,搅拌可以加快化学反应速率,同时除去溶液中溶解的氧气,加入异抗坏血酸,异抗坏血酸有强还原性,都能防止亚铁离子被氧气氧化,故答案为:通入氮气;加入异抗坏血酸;(3)A.装置中使用的是恒压滴液漏斗,滴入液体前,无需打开滴液漏斗a的上口玻璃塞,故A错误;B.F e S O7H9易溶于水,难溶于乙醇,在加
9、入乙醇析出甘氨酸亚铁时会混入杂质,而F e Cb M H?。易溶于乙醇,不会引入杂质,因此亚铁盐应选用F e Cb M H?。,故B错误:C.加入乙醇析出甘氨酸亚铁,步骤H 1为分离液体和固体的操作,分离方法是过滤,故C正确;D.步骤I V中,用蒸储水洗涤除去乙醉,得到纯净的甘氨酸亚铁,甘氨酸亚铁容易被氧化,因此干燥过程最好选用真空干燥,故D正确,故答案为:C D;(4)p H过低,H,会与H?N CH 2 c o O H中的氨基反应,使产率下降,p H过高会生成氢氧化亚铁沉淀,因此合成过程需控制p H=5.5,故答案为:p H过低使产率下降的原因是H.会与H?N CH 2 c o 0 H中的
10、氨基反应;p H过高会产生氢氧化亚铁沉淀;(5)甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,步骤I I I加入无水乙醇,降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出;同时除去杂质,提高甘氨酸亚铁的产率和纯度,故答案为:降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,促使其结晶析出;除去杂质,提高产率和纯度;(6)甘氨酸的投料量为3 0 0 k g,甘氨酸的物质的量=300 x10 _ 4 x 1 03mol,生成7 5 g 2 m(N H 2 c H 2 c o O),F e =2 x 1 0 3 m o 1,产率为-:-x 1 0 0%=8 4.5%,故答案为:8 4.5。2 x l 03m o/x 2 0 4 g?w
11、o r 6.(2 0 2 0海南海口。高三模拟)实验室制备乙酸乙酯的实验装置如图所示,回答下列问题:(1)该 实 验 中 混 合 乙 醇 和 浓 硫 酸 的 方 法 是。(2)该装置与教材上的相比做了一些改进,其中仪器a 的名称,改进后的装置仍然存在一定的不足,请指出其中的一点。(3)试 管 中 溶 液 呈 红 色 的 原 因 是。(用离子方程式表示)。(4)某实验小组在分离操作中,摇晃了试管,发现上下两层溶液均变为无色,该小组对褪色原因进行探究。1 .经过讨论猜想褪色原因是挥发的乙酸中和碳酸钠。编号操作现象实 验 1用 pH计测量饱和碳酸钠溶液pHpH=12.23实验2分离出试管下层液体,用
12、 pH计测定pHpH=12.21由实验1、2 得出的结论是 oII.查阅资料:酚猷;是一种白色晶状粉末,不溶于水,1g酚配可溶于13mL乙醇或70mL乙醛中。编号操作现象实验3取 5mL饱和碳酸钠溶液,滴入儿滴酚献溶液,再加入3mL纯净的乙酸乙酯,振荡碳酸钠溶液先变红,加入乙酸乙酯振荡后褪色实验4分离出试管上层液体,加入饱和碳酸钠溶液,振荡溶液变成浅红色,静置分层后红色消失由实验3、4 得出的结论是。【答案】(1)应将浓硫酸缓慢的滴加到乙醇中,边加边搅拌(2)球形干燥管 原料利用率低(或容易发生副反应)(3)CO;+H2O=HCO;+OH(4)挥发出的乙酸不能完全中和Na2cO3而使下层液体褪
13、色 酚配在乙酸乙酯中溶解度更大,乙酸乙酯萃取酚献,使下层液体褪色【解析】(1)浓硫酸密度大并且吸水放热,为防止酸液飞溅,应将密度大的液体加入到密度小的液体中,即应将浓硫酸缓慢的滴加到乙醇中,边加边搅拌,故答案为:应将浓硫酸缓慢的滴加到乙醇中,边加边搅拌:(2)仪器a 在本实验中有防倒吸功能,名称球形干燥管;由于该装置直接用酒精灯加热,不容易控制温度,会导致乙酸和乙醇的挥发,使原料利用率低;还可能混合液升高温度过快而生成乙烯、乙醛等副产物,故答案为:球形干燥管;原料利用率低(或容易发生副反应);(3)碳酸钠是弱酸强碱盐,水解显碱性,酚儆试液遇到碱变红色,但CO:的水解以第一步为主,离子方程式为
14、COj+HzOuHCOj+OH,故答案为:CO;-+H20#HCO;+0H;(4)I.根 据 pH数值可知,试管下层液体的碱性略有减弱,但仍呈强碱性,说明下层液体中含有大量碳酸钠溶液,所以实验1、2 得出的结论是挥发出的乙酸不能完全中和N a 2 c 而使下层液体褪色,故答案为:挥发出的乙酸不能完全中和Na2cCh而使下层液体褪色;H.乙酸乙酯的密度小于水,实验4 说明乙酸乙酯能萃取酚献,使酚献与碳酸钠溶液分开而褪色,所以饱和碳酸钠和酚酷溶液中加入纯净的乙酸乙酯,振荡,褪色的原因是乙酸乙酯萃取/酚酥,使下层液体中的酚儆与碳酸钠分开而褪色,故答案为:酚曲在乙酸乙酯中溶解度更大,乙酸乙酯萃取酚醐,
15、使下层液体褪色。7.(2020.吉林高三月考)苯是一种石油化工基本原料,其产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯易发生取代反应,主要有溟化反应和硝化反应。已知:苯溟苯硝基苯密度/gvn?0.881.501.20沸点/80156210.9相对分子质量78157123(1)根据图中判断制澳苯的为(填“A”或 B”),制硝基苯的为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填“A”或 B”)。(2)制澳苯实验:向三颈烧瓶中加入1 5 m L苯和5 m L液澳(足量)反应。制溟苯的化学反应方程式为冷凝水的方向为(填“上进下出”或“下进上出”)。
16、反应结束后,打开分液漏斗,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用为。若最终得到纯净的澳苯1 0 m L,求澳苯的产率约为(保留整数)。(3)制硝基苯实验:制硝基苯的化学反应方程式为 o反应装置应采用的加热方式(填“水浴加热”或“直接加热”)。配置混酸时的操作为。反应结束后,将液体转移至分液漏斗中,除去混酸,依次用水、碳酸钠溶液和水洗涤,加入无水氯化钙,无水氯化钙的作用为,若要最终得到纯净的硝基苯还需进行的操作名称为【答案】(1)A B(2)+B r2-码J+H Br 下进上出 除去溶解在漠苯中的漠单质和烧瓶中残留的HB r气体5 6%(3)+HNOK浓)鬻一 0-N O,+H2 0 水浴加热 将
17、浓硫酸缓慢滴入浓硝酸中,并不断搅拌 除水干燥 蒸储【解析】【分析】苯和澳单质制取澳苯时需要加入铁粉,铁与澳单质反应生成F e B n做催化剂;制取硝基苯需要浓硝酸和浓硫酸的混合液与苯在5 0 6 0 水浴加热的条件下反应制得,则装置A为制取漠苯的装置,装置B为制取硝基苯的装置,由F苯、澳、硝酸都具有挥发性,装置A、B都用到冷凝管,起到冷凝回流提高原料利用率的作用,冷凝水应下进上出;A装置中,长导管能起冷凝和导气的作用,生成的溪化氢通入长导管进入锥形瓶中,澳化物都污染大气,不能直接排空,HB r极易溶于水,所以用水吸收淡化氢,为防止倒吸,导管不能伸入液面以下,据此分析解答。【详解】(1)根据分析
18、,结合反应原理,图中制澳苯的为A,制硝基苯的为B;(2)制溟苯实验:向三颈烧瓶中加入15 mL苯和5 mL液漠(足量)反应。苯和溟单质在FeBn做催化剂条件下反应生成澳苯,化学反应方程式为+Bn_F c B r3 +HBr;根据分析,冷凝管的作用为冷凝回流,提高原料利用率,则冷凝水的方向为下进上出;反应结束后,制取的澳苯中溶解有未反应的液溪以及烧瓶中含有反应产生澳化械,打开分液漏斗,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用为除去未反应的液澳和残留在烧瓶中的澳化氢气体;根据题中表格数据,参加反应的苯的质量为0.88g-cmx 15mL=13.2g,则根据反应+Br?-里匹_ _+HBr13 2可知,
19、理论上生成漠苯的质量为一 不 x 157g,澳苯的实际质量为1.5g-cm x 10mL=15g,则苯的产率=78溟苯的实际产量xlOO%=15g澳苯的理论产量 13.2-X ID /g78,xlOO%-56%;(3)浓硝酸和浓硫酸的混合液与苯在水浴加热的条件下反应生成硝基苯,化学反应方程式为+HNOK浓)浓硫酸加热QrNO,+比。;根据分析,制取硝基苯的反应温度要控制在5060,应采用水浴加热:配置浓硝酸和浓硫酸的混合液时,考虑到浓硫酸稀释放热和密度大,应将浓硫酸缓慢滴入浓硝酸中,并不断搅拌;硝基苯的制备过程中有水生成,加入无水氯化钙,无水氯化钙的作用为硝基苯中的水,经过一系列除杂操作,制取
20、的产物中还含有溶解在硝基苯中的苯,结合表格数据,苯和硝基苯的沸点相差3(r c 以上,若要最终得到纯净的硝基苯应利用蒸锵的方法分离得到纯的硝基苯。【点睛】本题的易错点为苯的性质,苯是一种良好的有机溶剂,利用苯制备其他有机物时,产物中都会溶解苯,提纯时易忽略溶解的苯的除杂。8.(2020黑龙江佳木斯一中高三开学考试)过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂。过氧化钠保存不当容易吸收空气中COz而变质。(1)某课外活动小组欲探究某过氧化钠样品是否已经变质,取少量样品,溶解,加入 溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明NazCh已经变质。(2)该课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度,他们称取a g 样品,并设
21、计用下图装置来测定过氧化钠的质量分数。哲酸 NazOj样品A中发生反应离子方程式为。将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是。B装置出来的气体是否需要干燥。(填 是 或 否”)写出装置C中发生的所有反应的化学方程式。D中Na O H溶液的作用。实验结束时,读取实验中生成气体的体积时,不合理的是。a.直接读取气体体积,不需冷却到室温b.上下移动量筒,使得E、F中液面高度相同c.视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积读出量筒内水的体积后,折算成标准状况下氧气的体积为V m L,则样品中过氧化钠的质量分数为【答案】(1)C a C k或B a C b溶液(2)C a C O3+2 H+=C a2
22、+H2O+C O2t 检查装置的气密性 否 2 c o 2+2 Na 2()2=2 Na 2 c o 3+O 2、39V2 Na,O,+2 H,O=4 Na O H+O,T 吸收未反应的 C O,a -56a【解析】【分析】过氧化钠保存不当容易吸收空气中C O 2而转化为碳酸钠,检验是否变质只需检验碳酸根离子;装置图中A为生成二氧化碳的装置,B为洗气装置,除去二氧化碳中的氯化氢气体,C为二氧化碳与过氧化钠反应的装置,D为吸收多余的二氧化碳的装置,E和F是测量生成氧气的体积的装置,根据标况下氧气的体积转化为物质的量,根据氧气和过氧化钠的物质的量关系,计算出过氧化钠的物质的量,转化为质量,质量与样
23、品的质量的比值得到质量分数,由此分析。【详解】(1)过氧化钠在空气中变质,最后生成碳酸钠固体,探究一包过氧化钠样品是否已经变质,可以利用碳酸根离子和钢离子结合生成碳酸钢白色沉淀证明Na z C h已经变质,取少量样品,溶解,加入C a C b或B a C b溶液,充分振荡后有白色沉淀,证明Na?。?已经变质;(2)A中是碳酸钙和稀盐酸反应制得氯化钙、水和二氧化碳,发生反应离子方程式为:C a C O3+2 H+=C a2+H2O+C O2t ;实验探究测定方法是测定二氧化碳和过氧化钠反应生成的氧气,装置中必须是气密性完好,将仪器连接好以后,必须进行的第一步操作是检查装置的气密性;B装置出来的气
24、体不需要干燥,二氧化碳、水蒸气和过氧化钠反应生成氧气的反应,过氧化钠反应生成氧气的物质的量定量关系相同对测定过氧化钠质量分数无影响,所以不需要干燥除去水蒸气;装置C中是过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,从装置B中出来的水蒸气也会和过氧化钠反应制得氢氧化钠和氧气,反应的化学方程式为:2 c o 2+2 Na 2 O 2=2 Na 2 c o 3+O 2,2 Na2O 2+2 H2O=4 Na O H+O2T;D为吸收多余的二氧化碳的装置,防止多余的二氧化碳进入量气装置,否则导致测得的氧气的体积偏大;a.直接读取气体体积,不冷却到室温,会使溶液体积增大,读出结果产生误差,故a不正确;b.调整
25、量筒内外液面高度使之相同,使装置内压强和外界压强相同,避免读取体积产生误差,故b正确;c.视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积是正确的读取方法,故c正确;故答案为a;V x 1 O3 1测定出量筒内水的体枳后,折算成标准状况下氧气的体枳为V mL,则”(。2)=mol,由丁 (0 2)=不22.4 2VxlO3 _n(N a2O2),则样品中过氧化钠的质量分数为=22,4 m。】x2x78g/mol x0G%=31V%。56aag【点睛】E和F是测量生成氧气的体积的装置,相当于排水法收集氧气,为易错点.9.(2 0 2 0.广东珠海高三月考)锹(S r)和镁位于同主族,锢比镁更活泼,锢与
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