高考化学综合实验题探究--2023年高考化学一轮复习考点微专题(新高考地区专用)含答案.pdf
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1、1高考化学综合实验题探究高考化学综合实验题探究1.(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HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25时,HAc的Ka=1.75105=10-4.76。(1)配制250mL0.1molL-1的HAc溶液,需5molL-1HAc溶液的体积为mL。(2)下列关于250mL容量瓶的操作,正确的是。(3)某小组研究25下HAc电离平衡的影响因素。提出假设。稀释HAc溶液或改变Ac-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0.1molL-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定 pH,记录数据。序号
2、v HAc/mLv NaAc/mLV H2O/mLnNaAc:n HAcpH40.00/02.864.00/36.0003.364.00ab3:44.534.004.0032.001:14.65根据表中信息,补充数据:a=,b=。由实验和可知,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VIII可知,增大Ac-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n NaAcn HAc的增加,c H+的值逐渐接近HAc的Ka。查阅资料获悉:一定条件下,按n NaAcn HAc=1配制的溶液中,c H+的值等于HAc的Ka。对
3、比数据发现,实验VIII中 pH=4.65与资料数据Ka=10-4.76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 20.00mLHAc 溶液,加入 2 滴酚酞溶液,用 0.1000mol L-1NaOH 溶液滴定至终点,消耗体积为22.08mL,则该HAc溶液的浓度为molL-1。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。高考化学综合实验题探究-2023年高考化学一轮复习考点微专题(新高考地区专用)2用上述HAc溶液和0.1000molL-1NaOH溶液,配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液,测定 pH,结果与资料数据相
4、符。(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为0.1molL-1的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中的内容。移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V1mL_,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Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途。【答案】(1)5.0(2)C(3)3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1(4)0.1104(5)向滴定后的混合液中加入20mL HAc溶液(6)HClO:漂白剂和消
5、毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4: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,因此 250mL 0.1mol/L=V 5mol/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;
6、综上所述,正确的是C项。(3)实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验 I 可知,溶液最终的体积为 40.00mL,因此 V(H2O)=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110,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验 II所得溶液的 pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的 pH=3.36Ksp(CuS)探究HCOOH、CH3COOH电离能力的强弱用 pH试纸(或 pH计)分
7、别测定同浓度的HCOOH溶液、CH3COOH溶液的pH用 pH试纸(或 pH计)分别测定同浓度的HCOONa溶液、CH3COONa溶液的pH,盐溶液的pH越大,则对应酸的酸性越弱考点四实验方案的评价与规范答题考点四实验方案的评价与规范答题1.实验方案的评价(1)实验评价的几种类型(2)实验方案评价的原则122.综合实验中的“答题模板”(1)“实验现象”模板描述现象时要注意语言的全面性、准确性,全面性要包括看到的、听到的、触摸到的、闻到的;准确性要指明产生这种现象的部分。按“现象+结论”模式描述时,忌现象结论不分,正确的思维是根据 现象推出生成了物质或发生了反应。溶液中:颜色由变成;液面上升(或
8、下降);溶液变浑浊;生成色沉淀;产生大量气泡。固体:固体表面产生大量气泡;逐渐溶解;颜色由变成。气体:生成色味气体;气体由色变成色。(2)“操作或措施”模板从溶液中得到晶体的操作:蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)干燥。蒸发结晶的操作:将溶液转移到蒸发皿中,加热并用玻璃棒不断搅拌,待有大量晶体出现时停止加热,利用余热将剩余水分蒸干。证明沉淀完全的操作:静置,取沉淀后的上层清液,加入试剂(沉淀剂),若没有沉淀生成,说明沉淀完全。检验沉淀是否洗涤干净的操作:取最后一次洗涤液,加入 试剂(根据沉淀可能吸附的杂质离子,选择合适的检验试剂),若没有出现(特征现象),证明
9、沉淀已洗涤干净。滴定终点溶液颜色变化的判断:滴加最后一滴溶液时,溶液由色变为色,且半分钟内不变色。(3)“仪器或试剂作用”模板有机物制备装置中长导管(或冷凝管)的作用:冷凝回流、导气。有机物分离过程中加无水氯化钙的作用:干燥(除水)。固液加热型制气装置中恒压漏斗上的支管的作用:保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压漏斗内压强相等(平衡压强),使恒压漏斗内的液体顺利滴下。温度计的使用方法:蒸馏时温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管口处,测定馏分的温度;制乙烯时温度计的液泡置于反应液液面以下(不能接触瓶底),测定反应液的温度。(4)“某操作的目的、作用或原因”模板沉淀的目的:除去杂质(可溶于水)。沉
10、淀用乙醇洗涤的目的:a.减小固体的溶解损失;b.除去固体表面吸附的杂质;c.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥。冷凝回流的作用及目的:防止蒸气逸出而脱离反应体系,提高物质的转化率。控制溶液 pH的目的:防止离子水解;防止离子沉淀;确保离子沉淀完全;防止物质溶解等。13“趁热过滤”后,有时先向滤液中加入少量水,加热至沸腾,然后再“冷却结晶”出目标产物的原因:稀释溶液,防止降温过程中杂质析出,提高产品的纯度。加过量A试剂的原因:使B物质反应完全或提高B物质的转化率等。加入氧化性试剂的目的:使(还原性)物质转化为物质。温度不高于的原因:温度过低反应速率较慢,温度过高 物质(如H2O2、浓硝酸、NH4H
11、CO3等)分解或 物质(如浓硝酸、浓盐酸)挥发或 物质(如Na2SO3等)氧化或促进 物质(如AlCl3等)水解。减压蒸馏(减压蒸发)的原因:减小压强,使液体沸点降低,防止 物质(如 H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)受热分解。蒸发、反应时的气体氛围:抑制离子的水解(如蒸发AlCl3溶液得无水AlCl3时需在HCl气流中进行,加热MgCl26H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)。配制某溶液时事先煮沸水的原因:除去溶解在水中的氧气,防止某物质被氧化。反应容器中和大气相通的玻璃管的作用:指示容器中压强大小,避免反应容器中压强过大。加热的目的:加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于
12、生成目标产物的方向)移动。用平衡移动原理解释某现象的原因:溶液中存在平衡,该平衡是(平衡反应的特点),(条件改变)使平衡向方向移动,产生现象。考点五物质组成与含量的测定考点五物质组成与含量的测定1.含量测定对实验数据筛选的一般方法和思路(1)一看数据是否符合测量仪器的精度特点,如用托盘天平测得的质量的精确度为 0.1 g,若数值超过了这个范围,说明所得数据是无效的。(2)二看数据是否在误差允许范围内,若所得的数据明显超出误差允许范围,要舍去。(3)三看反应是否完全,是否是过量反应物作用下所得的数据,只有完全反应时所得的数据,才能进行有效处理和应用。(4)四看所得数据的测量环境是否一致,特别是气
13、体体积数据,只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算。(5)五看数据测量过程是否规范、合理,错误和违反测量规则的数据要舍去。2.物质组成的定量测定中数据测定的常用方法(1)沉淀法先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。(2)测气体体积法:对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。常见测量气体体积的实验装置14量气时应注意的问题a量气时应保持装置处于室温状态。b读数时要特别注意消除“压强差”,既要保持液面相平还要注意视线与凹液面最低处相平。如图中()()应使左侧和右侧的液面高度保持相平。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过
14、称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。(4)重量分析法在重量分析中,一般首先采用适当的方法,使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分离。重量分析法不需要选择合适的指示剂,实验的关键是准确判断反应是否反应完全,以及反应前后固体(或液体)质量的变化。重量分析的过程包括了分离和称量两个过程。根据分离的方法不同,重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。计算方法采用重量分析法进行定量计算时,可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定相关物质之间的定量关系,再结合实验数据列出关系式,并进行相关计算。考点六滴定原理在定量实验中的应用考点六滴定原理在定量实验中的应
15、用1.滴定分析法定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等,主要是根据滴定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度。应用较多的是氧化还原滴定,其中碘量法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法,在近几年的高考试题中多次出现。I2可作氧化剂,能被Sn2+、H2S等还原剂还原,I-可作还原剂,能被IO-3、Cr2O2-7、MnO-4等氧化剂氧化,故碘量法分为直接碘量法和间接碘量法。直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法,在滴定过程中,I2被还原为I-。间接碘量法(又称滴定碘法)是利用I-的还原性与氧化性物质反应生成I2,淀粉溶液遇I2显蓝色,再加入Na2S2O3标准溶液
16、与I2反应,滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色,从而测出氧化性物质的含量。例如用间接碘量法测定混合气中ClO2的含量,有关反应的离子方程式为2ClO2+10I-+8H+=2Cl-+5I2+4H2O和I2+2S2O2-3=2I-+S4O2-6,得关系式2ClO25I210S2O2-3,然后根据已知条件进行计算。2.滴定实验中常用的计算方法-关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中,利用该法可以减少不必要的中间运算过程,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目标产物的关系;在多步反应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式,将
17、该物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间量的关系。利用这种方法解题的关键是建立已知物质和所求物质之间量的关系式。如用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量,经过如下三步反应:O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2+I2+3H2O2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI因此水中溶氧量与Na2S2O3之间的关系为O22MnO(OH)22I24Na2S2O3(中介物质)(中介物质)153.碳酸铈Ce2(CO3)3是制备稀土发光材料、汽车尾气净化催化剂的重要原料。碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸氢铵反应制备。甲同学利用下列装置模拟制备Ce2(CO3)3。已
18、知:.装置C中溶液为亚硫酸钠溶液。.KspCe2(CO3)3=1.0010-28。.Ce3+易被空气氧化成Ce4+。(1)装置D中盛放稀盐酸的实验仪器名称为,装置C中溶液的作用是 _。(2)装置A中发生的化学反应方程式为_。(3)实验装置中有一处不合理,请针对不合理之处写出改进措施:_。(4)装置B中制备Ce2(CO3)3反应的离子方程式为_。(5)实验过程中当Ce3+沉淀完全时c(Ce3+)=110-5molL-1,溶液中c(CO2-3)为。(6)Ce2(CO3)3在装置B中沉淀,然后经过静置、过滤、洗涤、干燥后即可得到产品。检验产品是否洗涤干净的方法为_。(7)为测定产品中Ce2(CO3)
19、3的纯度,取2.00 g产品加入稀硫酸、H2O2溶液至全部溶解,配成100.00 mL溶液,取25.00 mL溶液用0.10 molL-1的FeSO4溶液滴定至终点(铈被还原成Ce3+),消耗FeSO4溶液20.0016mL,则产品中Ce2(CO3)3的纯度为。4.某化学兴趣小组为探究氧化性强弱的影响因素进行如下实验。(1)饱和食盐水的作用是 _。装置F可吸收微量氯气制得氯水,使用倒置漏斗的目的是。(2)装置A中产生Cl2的化学方程式为 _,可推知氧化性:Cl2MnO-4(填“”或“”或“”)。(4)通过对比(2)和(3)可判断的氧化性强弱的影响因素是。利用本实验充分反应所得溶液设计实验验证你
20、的判断。实验方案为_。(5)有同学认为无需流量控制器,你是否认可?并简要说明理由。_。5.某研究性学习小组的同学通过查阅资料得到如下信息:在加热及适当催化剂存在下,CH4可将SO2还原为单质硫(另有CO2、H2O生成);实验室制备CH4的原理为CH3COONa+NaOH-CH4+Na2CO3。(1)实验室制备CH4时要先将所用固体试剂研细再充分混合,这样处理的目的是 _;实际制备中常用碱石灰代替 NaOH,以减少反应容器(试管)破损情况的出现,从试剂角度分析,导致试管易出现破损的原因是_。(2)为验证SO2能氧化CH4并有CO2生成,该同学设计如下装置(夹持及加热仪器省略)进行实验。17装置A
21、的作用有干燥气体、将气体充分混合及_,C 中可观察到的现象是 _。D 中试剂通常是 _,表明 B 中确实有 CO2生成的现象是 _。(3)该小组同学讨论后认为B中可能还有CO生成,但能否直接在加热条件下用CuO检验从F逸出的气体中到底有无CO的问题上发生了争执,甲同学认为能,而乙同学认为不能,你同意哪位同学的观点并说明理由_。6.CN-有剧毒,含氰电镀废水需处理达标后才能排放,某兴趣小组在密闭系统中用如图装置进行模拟实验,测定CN-被处理的百分率。具体原理及部分操作步骤如图所示:步骤原理操作1在 TiO2催化作用下,用 NaClO 将 CN-氧化成CNO-(CN-和CNO-中N元素均为-3价)
22、将 1 L 含氰电镀废水经浓缩后与过量NaClO溶液混合,倒入甲中,塞上橡皮塞2在酸性条件下 CNO-与 NaClO 反应生成N2、CO2和Cl2一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部进入乙中,关闭活塞已知:含氰电镀废水中CN-浓度为a mgL-1;玻璃棉不参与反应。(1)写出甲中的反应的离子方程式 _。(2)乙中反应的离子方程式为 2CNO-+6ClO-+8H+=N2+2CO2+3Cl2+4H2O,该反应的氧化剂是。(3)上述实验是通过测定 CO2的量来确定对 CN-的处理效果。丙装置中的试剂是,丁装置中主要发生反应的化学方程式是_,丁装置中玻璃棉的作用是 _;干燥管的作用是 _。18(4
23、)若干燥管增重b mg,则CN-被处理的百分率是。(用含a、b的代数式来表示)(5)该装置气密性良好,假定每一个装置都充分反应,则利用该装置测得的 CN-被处理的百分率与实际值相比(填“偏高”或“偏低”),简述可能的原因:_。7.为测定某氟化稀土样品中氟元素的质量分数,某化学兴趣小组进行了如下实验。利用高氯酸(高沸点酸)将样品中的氟元素转化为氟化氢(低沸点酸)蒸出,再滴定测量。实验装置如图所示:(1)a的作用是,仪器d的名称是。(2)检查装置气密性:_(填操作),关闭K,微热c,导管e末端有气泡冒出;停止加热,导管e内形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好。(3)c中加入一定体积的高氯酸和 m
24、 g氟化稀土样品,f 中盛有滴加酚酞的 NaOH 溶液。加热 b、c,使 b中产生的水蒸气进入c。下列物质可代替高氯酸的是(填字母)。A.硝酸B.盐酸C.硫酸D.磷酸实验中除有 HF气体外,可能还有少量 SiF4(易水解)气体生成。若有 SiF4生成,实验结果将(填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。若观察到 f中溶液红色褪去,需要向 f中及时补加NaOH溶液,否则会使实验结果偏低,原因是 _。(4)向馏出液中加入V1mL c1molL-1La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀,再用c2molL-1EDTA标准溶液滴定剩余 La3+(La3+与 EDTA 按11配合),消耗 EDTA 标准溶液
25、V2mL,则氟化稀土样品中氟的质量分数为。(5)用样品进行实验前,需要用 0.084 g氟化钠代替样品进行实验,改变条件(高氯酸用量、反应温度、蒸馏时间),测量并计算出氟元素质量,重复多次。该操作的目的是。1.(2022黑龙江大庆实验中学高三开学考试)工业上常用水杨酸与乙酸酐反应制取解热镇痛药阿司匹林(乙19酰水杨酸)。【反应原理】【物质性质】名称相对分子质量熔点()溶解度(g/100mL水)水杨酸138159微溶于冷水,易溶于热水乙酸酐102-73在水中逐渐分解乙酰水杨酸180135138微溶于水【实验流程】实验过程:在 100mL 锥形瓶中加入水杨酸 6.9g 及醋酸酐 10mL,充分摇动
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