1、高考化学模拟训练 专题15 综合实验探究高考关键词1.物质制备、仪器的作用与连接。2.性质探究及条件控制。3.定量测定与误差分析。4.综合探究。1据下图所示的实验装置回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取干燥的氧气应选用的发生装置是_，收集装置为_。(2)实验室用双氧水制取并收集较纯的氧气时应选用的发生装置是_，收集装置为_。(3)实验室用氯化铵与熟石灰两种固体加热制取氨气，氨气的密度比空气的小，极易溶于水。推断：实验室制取氨气应选用的发生装置为_，收集装置为_。用C装置可以快速制取氨气，所用试剂是_。(4)实验室用浓盐酸与MnO2制氯气时，应选用的发生装置是_，收集装置可用_。(5)用C装置也
2、可以制取Cl2，锥形瓶中的固体物质是_(填化学式)。答案(1)AE(2)CD(3)AF浓氨水和NaOH固体(或生石灰，碱石灰)(4)BD或E(5)KMnO42写出下列在生产、生活应用中气体的产生原理(用化学方程式表示)：(1)潜水艇和消毒呼吸面具中产生O2：_。(2)泡沫灭火器用于灭火时产生CO2：_。(3)制备消毒气Cl2，用KMnO4代替MnO2：_。答案(1)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2、2Na2O22H2O=4NaOHO2(2)Al2(SO4)36NaHCO3=3Na2SO42Al(OH)36CO2(3)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O3设
3、计实验证明酸性：CH3COOHH2CO3H2SiO3，并画出简易实验装置图。答案利用反应：2CH3COOHNa2CO3=2CH3COONaH2OCO2，Na2SiO3H2OCO2=Na2CO3H2SiO3，即向Na2CO3溶液中加入醋酸，有大量气泡(CO2)产生，证明醋酸酸性强于碳酸；将CO2气体通入Na2SiO3溶液，有白色沉淀生成，证明碳酸的酸性强于硅酸高考题型1无机物的制备与性质探究(2016全国卷，26)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题：(1)氨气的制备氨气的发
4、生装置可以选择上图中的_，反应的化学方程式为_。欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为发生装置_(按气流方向，用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中_反应的化学方程式_将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2_答案(1)A2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3(或BNH3H2ONH3H2O)dcfei
5、(2)红棕色气体慢慢变浅6NO28NH37N212H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压解析(1)在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A，其反应的化学方程式为2NH4ClCa(OH)2CaCl22H2O2NH3，或选用发生装置B，直接加热浓氨水生成氨气：NH3H2ONH3H2O；氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应采用向下排空气法收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序为发生装置dcfei。(2)打开K1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反
6、应：6NO28NH37N212H2O，随着反应的发生Y管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO2和NH3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K2，Z中的溶液倒吸入Y管中。1气体制备实验综合题的一般形式气体制备与性质探究实验题，一般以实验装置图的形式给出实验的流程，其实验流程与考查内容如下：2有关气体制备及连续装置的综合考查问题的解决方案(1)明确实验目的。(2)选择气体发生装置和净化装置(一般：先除杂，后除水，加热装置放末尾)。(3)性质实验，主要通过明显的现象论证某气体的酸碱性、氧化性、还原性等其他特殊性质。注意装置中的空气是否对性质实验有影响；上一个性质实验是否
7、对下一个实验有影响。(4)若探究影响性质的因素，首先应确定变量，其次是“定多变一”，即其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。(5)注意装置最后尾气的处理方法，常见的尾气处理方法：吸收法、收集法、点燃法。考向1气体制备与性质探究的综合12015全国卷，26(1)(2)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101 ，易溶于水，受热脱水、升华，170 以上分解。回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中
8、可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_。答案(1)有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等) ，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、ICuO(氧化铜)前面澄清石灰水无现象，H中黑色粉末变红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊解析(1)装置C中澄清石灰水的作用是
9、检验是否有CO2气体生成，若有CO2气体生成，澄清石灰水变浑浊。装置B中冰水的作用是降低温度，使生成的水和草酸(题给信息：受热脱水、升华)冷凝。若草酸进入装置C，会生成草酸钙沉淀，干扰CO2检验。(2)检验CO可通过检验CO还原黑色的CuO生成CO2进行。因为分解产物中有CO2，所以先要除去CO2，可用浓NaOH溶液吸收CO2，并用澄清石灰水检验CO2是否除尽，再用无水氯化钙干燥CO，然后通过加热的CuO，再用澄清石灰水检验生成的CO2气体，没有反应掉的CO可用排水法收集。若前面澄清石灰水无现象，H中黑色的CuO变红色，后面的澄清石灰水变浑浊，说明草酸晶体分解产物中有CO。2硫化氢(H2S)是
10、一种无色剧毒有臭鸡蛋气味的气体，蛋白质腐败和某些生命活动中均可以产生硫化氢，在工农业生产及科研活动中有重要的用途。资料：H2S可溶于水，其水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。FeS是一种不溶于水的黑褐色块状固体，能溶于盐酸或稀硫酸生成H2S。(1)某化学实验小组设计了制取少量H2S并验证其性质的实验，如下图所示。B中盛放CuSO4溶液，C中放有湿润的蓝色石蕊试纸，D中盛放FeCl3溶液。请回答下列问题：装置A中仪器a的名称是_。写出装置A中发生反应的离子方程式：_。B中有黑色沉淀产生，B中发生反应的化学方程式为_。工业上利用该反应检验Cu2的存在，并使用H2S作为除去废水中某些重金属离子的沉淀剂。
11、D中只有浅黄色沉淀产生，且溶液变浅绿色。写出发生反应的离子方程式：_。检验溶液中的Fe3已经反应完全的操作过程：_。(2)下图是实验室制取气体的常用反应装置。现在该小组在实验室中要用硫化亚铁和稀硫酸制备较大量的H2S气体，可选择装置_。有同学选择了乙，请指出采用乙装置制取硫化氢气体的主要缺点：_。(3)为进一步探究2价硫的化合物与4价硫的化合物发生反应的条件，该小组同学又设计了下列实验。实验操作实验现象实验1将等浓度的Na2S和Na2SO3溶液按体积比21混合无明显现象实验2将H2S通入Na2SO3溶液中未见明显沉淀，再加入少量稀硫酸，立即产生大量浅黄色沉淀实验3将SO2通入Na2S溶液中有浅
12、黄色沉淀产生根据上述实验，可以得出结论：在_条件下，4价硫的化合物可以氧化2价硫的化合物。已知：电离平衡常数：H2SKa11.3107；Ka27.11015H2SO3Ka11.7102；Ka25.6108将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量，下列表示溶液pH随SO2气体体积变化关系示意图正确的是_(填序号)。答案(1)长颈漏斗FeS2H=Fe2H2SCuSO4H2S=CuSH2SO42Fe3H2S=2Fe2S2H取少量溶液置于试管中，滴加23滴KSCN溶液，若不变红色，说明Fe3已反应完全(2)丁无法做到随开随用、随关随停，浪费药品，污染环境(3)酸性C解析(1)由于CuS的溶解度很小，不溶
13、于水和强酸，因而H2S能与CuSO4溶液反应；浅黄色沉淀只能是S，溶液变浅绿色，说明Fe3被还原为Fe2。(3)依据电离平衡常数可知H2SO3的酸性强。由于2H2SSO2=3S2H2O，开始一段时间pH应升高，反应完全后，SO2溶于水生成亚硫酸，pH逐渐下降，最终应比原H2S水溶液的pH小，只有C符合。考向2其他无机物的制备3三氯化铁是一种高效、廉价的净水剂，为红棕色固体，易潮解生成FeCl3nH2O。实验室用如下装置(部分加热、夹持等装置已略去)制备无水氯化铁固体。(1)按照气流方向仪器接口的连接顺序为a_bc_。(2)实验前检查装置气密性的方法是_。(3)装置D的作用是_；装置E中的试剂X
14、是_，其作用是_。(4)用无水氯化铁固体配制氯化铁溶液的操作是_。答案(1)hidefg(2)打开a处止水夹，用酒精灯微热圆底烧瓶，装置E和C中有气泡产生；移开酒精灯后，C、E装置的导管内液面上升形成一段水柱(3)吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置B饱和食盐水吸收Cl2中的HCl气体(4)将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中解析(1)用MnO2和浓盐酸反应制得的氯气中混有HCl和水蒸气，需要经过净化才可进行下一步反应；实验后剩余的气体要用碱石灰吸收。(2)该装置比较复杂，可通过微热法检查装置气密性。(3)装置A是Cl2的制备装置，装置B是Cl2与Fe反应的实验装置，装
15、置C可吸收Cl2中的水蒸气，装置D可吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置B使FeCl3潮解，装置E中盛饱和食盐水可吸收Cl2中的HCl气体。(4)氯化铁易水解，要得到氯化铁溶液，应将无水氯化铁固体溶解在滴有少量稀盐酸的蒸馏水中，以抑制氯化铁的水解。4过氧化钙是一种重要的化工原料，制备方法如下。(1)利用反应Ca(s)O2CaO2(s)，在纯氧条件下制取CaO2的装置示意图如下：请回答下列问题：装置A中反应的化学方程式为_；仪器a的名称为_；装置D中盛有的液体是浓硫酸，其作用一是观察氧气的流速，判断氧气通入是否过快及氧气与钙反应进行的程度；二是_。仪器安装后应进行的实验操作如下：a
16、通入氧气b检查装置气密性c加入药品d停止通氧气e点燃酒精灯f熄灭酒精灯g冷却至室温正确的操作顺序为_(填字母)。已知金属氮化物易水解，请设计实验检验CaO2样品中是否混有Ca3N2：_。(2)利用反应Ca2H2O22NH3H2O6H2O=CaO28H2O2NH，在碱性环境中，制取CaO2的流程示意图如下：请回答下列问题：主反应中，NH3H2O在Ca2和H2O2的反应中所起的作用是_；该反应所需的条件及操作为_(填字母)。a把氯化钙溶液逐滴加入过氧化氢氨水溶液中b把过氧化氢氨水溶液逐滴加入氯化钙溶液中c滴加时先搅拌后静置，观察晶体析出d滴加时不断搅拌，直至晶体完全析出e热水浴加热反应体系f冰水浴
17、冷却反应体系滤液循环使用时需在反应器中加入一种物质，该物质的化学式为_。答案(1)2H2O22H2OO2(或2Na2O22H2O=4NaOHO2)蒸馏烧瓶防止空气进入装置C影响产品纯度bcaefgd将CaO2样品放入试管中，加水溶解，并加热试管，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若石蕊试纸变蓝，则可证明CaO2样品中混有Ca3N2(2)中和过氧化氢和Ca2反应产生的氢离子，促进反应的进行(或中和反应生成的HCl，使反应CaCl2H2O2 CaO22HCl向右进行)acfCa(OH)2解析(1)从装置图可以看出装置A是用固体和液体来制取氧气，反应可以是2H2O22H2OO2或2Na2O22H2O=
18、4NaOHO2，仪器a的名称为蒸馏烧瓶；反应要在纯氧中进行，装置D中盛有的液体应起到防止空气进入装置C中影响产品纯度的作用；仪器组装好后先检查装置气密性，再加入药品，由于反应要在纯氧中进行，所以先要制备氧气并通入氧气把装置中的空气排尽，然后点燃酒精灯，制取CaO2，等反应完全后熄灭酒精灯，为了防止倒吸，让装置冷却至室温再停止通氧气，故操作顺序为bcaefgd。Ca3N2水解产物为Ca(OH)2和NH3，要检验CaO2中是否混有Ca3N2，只需检验固体物质溶于水后有无氨气放出即可，氨气可用湿润的红色石蕊试纸检验。(2)NH3H2O反应后变为NH，发生了中和反应，故NH3H2O的作用是中和过氧化氢
19、与Ca2反应产生的氢离子，促进反应的进行。溶液在混合时通常是把密度大的加入密度小的溶液中；观察晶体的析出时，滴加过程中应先搅拌后静置，如果不停地搅拌会影响晶体的析出；为了让晶体能更顺利地析出，反应体系应用冰水浴冷却。则反应的条件和操作为a、c、f三项。滤液的主要成分是NH4Cl，要循环使用则应把NH4Cl转变为CaCl2和NH3H2O，可以加入Ca(OH)2。高考题型2有机物的制备与实验基本操作的综合(2016上海，六)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，中学化学实验常用a装置来制备。完成下列填空：(1)实验时，通常加入过量的乙醇，原因是_。加入数滴浓硫酸即能起催化作用，但实际用量多于此量
20、，原因是_；浓硫酸用量又不能过多，原因是_。(2)饱和Na2CO3溶液的作用是_。(3)反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，_、_，然后分液。(4)若用b装置制备乙酸乙酯，其缺点有_、_。由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是_，分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_。答案(1)增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率(答案合理即可)浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率(2)中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振荡静置(4)原
21、料损失较大易发生副反应乙醚蒸馏解析(1)由于该反应是可逆反应，因此加入过量的乙醇增大反应物浓度，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率。由于浓H2SO4能吸收生成的水，使平衡向生成酯的方向移动，提高酯的产率，因此实际用量多于此量；由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，会使有机物碳化，降低酯的产率，所以浓硫酸用量又不能过多。(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。(3)乙酸乙酯不溶于水，因此反应结束后，将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中，振荡、静置，然后分液即可。(4)根据b装置可知由于不是水浴加热，温度不易控制，因
22、此制备乙酸乙酯的缺点有温度过高原料损失较大、温度较低发生副反应，由于乙醇发生分子间脱水生成乙醚，所以由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后，还可能含有的有机杂质是乙醚，乙醚和乙酸乙酯的沸点相差较大，则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。1有机物制备综合实验题考查方式(1)乙酸乙酯的制备是一个重要的基本操作实验。高考除直接考查该实验外，还经常考查该实验要点的迁移应用，如全国新课标卷考查过的乙酸异戊酯的制备、环己烯的合成的实验装置均是由乙酸乙酯的制备装置发散而来。(2)涉及有机物制取的综合实验，重点考查物质分离中的蒸馏、分液操作，反应条件的控制，产率的计算等问题。2有机物制备综
23、合实验答题策略(1)熟悉有机物制取中的典型装置图反应装置蒸馏装置(2)条件控制：试剂加入顺序；温度控制：主要考虑副反应，改变反应速率和平衡移动。(3)产率计算公式：产率100%。1苯甲酸甲酯是一种重要的香料。其合成装置为反应原理为CH3OHH2O反应物和产物的部分性质如下表所示：沸点/密度/gcm3水中溶解性苯甲酸2491.265 9微溶于水甲醇64.60.791 0易溶于水苯甲酸甲酯1981.090 0不溶于水实验步骤如下：步骤一：在干燥的圆底烧瓶(如图甲)中加入12.20 g苯甲酸和12.10 mL甲醇。边缓缓摇动边加入3 mL浓硫酸，再加上几粒固体X，装上冷凝管，加热。步骤二：取下图甲所示冷凝管，在烧瓶上安装图乙所
