届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30探究验证型综合实验答案 解析.docx
- 文档编号:13212299
- 上传时间:2023-06-12
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:113.29KB
届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30探究验证型综合实验答案 解析.docx
《届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30探究验证型综合实验答案 解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30探究验证型综合实验答案 解析.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30探究验证型综合实验答案解析
——探究、验证型综合实验
1.碳、硫的含量影响钢铁性能。
某兴趣小组对钢样进行探究。
(1)钢样中硫元素以FeS形式存在,FeS在足量氧气中灼烧生成的固体产物中Fe、O两种元素的质量比为21∶8,则该固体产物的化学式为________。
(2)检验钢样灼烧生成气体中的CO2,下列试剂中可选用的是________(填字母)。
a.酸性KMnO4溶液 B.澄清石灰水
c.饱和小苏打溶液D.浓硫酸
(3)取10.00g钢样在足量氧气中充分灼烧,将生成的气体用20mL1%H2O2溶液(足量)充分吸收,再用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定吸收液至终点,消耗NaOH溶液20.00mL;另取10.00g钢样在足量氧气中充分灼烧,将生成的气体通过盛有足量碱石灰的U形管(如图),碱石灰增重0.614g。
①用1%H2O2溶液吸收SO2,发生反应的离子方程式为__________________________。
②分别计算该钢样中硫元素、碳元素的质量分数(写出计算过程)。
③实验测得的碳元素质量分数比真实值偏高,其可能的原因是________(填字母)。
a.U形管中SO2与碱石灰反应生成的亚硫酸盐吸收了O2
b.碱石灰吸收了空气中的CO2
c.气体通过碱石灰的流速过快,未被充分吸收
解析:
(1)在该固体产物中,n(Fe)∶n(O)=
∶
=3∶4,故该固体为Fe3O4。
(2)该钢样灼烧后得到的气体含有SO2和CO2,检验CO2常使用澄清石灰水,但SO2也能使澄清石灰水变浑浊,故在检验CO2前要先将SO2除去,故应选择酸性KMnO4溶液除去SO2。
答案:
(1)Fe3O4
(2)ab
(3)①H2O2+SO2===2H++SO
②n(S)=n(SO2)=
n(NaOH)=
×0.0200L×0.1000mol·L-1=1.000×10-3mol
w(S)=
×100%=0.32%
m(CO2)=0.614g-m(SO2)=0.550g
n(C)=n(CO2)=
=0.0125mol
w(C)=
×100%=1.5%
③ab
2.氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛用作有机合成的催化剂。
Ⅰ.实验室使用如图所示装置,利用还原铜粉和氯气来制备氯化铜。
(1)石棉绒的作用是_______________________________________________________。
(2)装置B中的试剂是___________________________。
(3)若实验测得CuCl2质量分数为90%,则其中可能含有的杂质是______________(一种即可)。
Ⅱ.另取纯净CuCl2固体用于制备CuCl。
(4)操作①中加入盐酸的目的主要是__________________________________________
________________________________________________________________________(结合离子方程式回答)。
(5)操作②中反应的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)若上述操作①中用10mol·L-1盐酸代替0.2mol·L-1盐酸,通入SO2后,无白色沉淀产生。
对此现象有如下两种猜想。
猜想一:
c(H+)过大导致白色沉淀溶解。
为验证此猜想,取75gCuCl2固体、100mL0.2mol·L-1盐酸及__________mL9.8mol·L-1H2SO4配制成200mL溶液,再进行操作②,观察是否有白色沉淀。
猜想二:
c(Cl-)过大导致白色沉淀溶解。
[资料显示:
存在平衡2Cl-(aq)+CuCl(s)
CuCl
(aq)]
请设计实验说明该猜想二是否成立:
_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
(1)在大试管内,还原铜粉能均匀附着在石棉绒上,这样增大了铜粉与Cl2的接触面积。
(2)装置B在末端,而Cl2是有毒气体,不能直接排放到空气中,故B为尾气处理装置,Cl2可用NaOH溶液来吸收。
(3)CuCl2不纯,含有的杂质可能有反应过程中生成的CuCl,没有参加反应的铜粉,或者起载体作用的石棉绒等。
(4)CuCl2为强酸弱碱盐,在溶于水中时能发生水解Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+,故加入盐酸后能抑制Cu2+的水解。
(5)通入SO2后能将CuCl2还原为CuCl,SO2被氧化成SO
,根据O原子守恒可知,该反应需要H2O参加,同时生成H+,反应的离子方程式为SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O===SO
+2CuCl↓+4H+。
(6)因为考虑的是c(H+)的影响,故加入H2SO4后,与开始加入10mol·L-1HCl最终的c(H+)应相同,设加入H2SO4xmL,则
=
,x=50;若是c(Cl-)的影响,则将白色沉淀直接加入到高浓度的Cl-溶液中,看沉淀是否溶解来证明。
答案:
(1)增大铜粉与氯气的接触面积
(2)NaOH溶液
(3)Cu(或CuCl或石棉绒)
(4)Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+,加酸抑制Cu2+的水解
(5)SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O===SO
+2CuCl↓+4H+
(6)50 取少量白色沉淀加入到饱和氯化钠溶液中,搅拌,若白色沉淀溶解,说明猜想二成立,反之不成立
3.(2019·江苏高考)实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+CO
(aq)CaCO3(s)+SO
(aq)达到平衡,则溶液中
=__________[Ksp(CaSO4)=4.8×10-5,Ksp(CaCO3)=3×10-9]。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为____________________________;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是______________________________。
(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。
控制反应温度在60~70℃,搅拌,反应3小时。
温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是__________________;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有____________。
(4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。
设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:
______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。
实验中必须使用的试剂:
盐酸和Ca(OH)2]。
[把脉考点]
第
(1)问
考查有关Ksp的计算
第
(2)问
考查离子方程式的书写、实验原理分析
第(3)问
考查实验原理分析、实验条件的控制
第(4)问
考查实验方案的设计
解析:
(1)室温下,反应CaSO4(s)+CO
(aq)CaCO3(s)+SO
(aq)达到平衡,则溶液中:
=
=
=
=1.6×104。
(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为HCO
+NH3·H2O===NH
+CO
+H2O或HCO
+NH3·H2O
NH
+CO
+H2O;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是增加溶液中CO
的浓度,使CaSO4(s)+CO
(aq)
CaCO3(s)+SO
(aq)平衡向正反应方向移动,促进CaSO4的转化。
(3)铵盐的热稳定性差,温度过高,(NH4)2CO3会分解生成CO2逸出体系,使溶液中CO
的浓度降低,会导致CaSO4的转化率下降;根据平衡移动原理,实验中保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高转化率的操作是加快搅拌速率。
(4)根据题意知,水洗后的滤渣中有CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2,用盐酸溶解滤渣,除去不溶物SiO2,得到CaCl2、FeCl3、AlCl3溶液,通过滴加Ca(OH)2溶液调节溶液的pH,将FeCl3、AlCl3转化为Fe(OH)3、Al(OH)3除去,得到纯净的CaCl2溶液。
答案:
(1)1.6×104
(2)HCO
+NH3·H2O===NH
+CO
+H2O(或HCO
+NH3·H2O
NH
+CO
+H2O) 增加溶液中CO
的浓度,促进CaSO4的转化 (3)温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 (4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤
4.实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。
已知K2FeO4具有下列性质:
①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在0~5℃、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。
(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为________________________________,将制备的Cl2通过装置B可除去________(填化学式)。
(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。
在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0~5℃进行,实验中可采取的措施是_____________________________、
______________________。
(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为________________________。
(4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:
将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,__________________________________________
(实验中须使用的试剂有:
饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:
砂芯漏斗,真空干燥箱)。
[把脉考点]
第
(1)问
考查化学方程式的书写、除杂的原理和方法
第
(2)问
考查实验原理分析
第(3)问
考查实验操作方法
第(4)问
考查实验操作方案的设计
解析:
(1)该反应的实质是MnO
氧化Cl-,离子方程式为2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
这样制得的Cl2中含有HCl,将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水,可除去HCl。
(2)缓慢滴加盐酸,对装置C用冰水浴降温,均有利于Cl2与KOH在0~5℃的温度下发生反应生成KClO。
(3)根据题中给出的K2FeO4的性质,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液混合时,应在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。
(4)这里要根据题中给出的K2FeO4的性质和实验中须使用的试剂和仪器,补充完善提纯K2FeO4的实验方案。
答案:
(1)2MnO
+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O HCl
(2)缓慢滴加盐酸 装置C加冰水浴
(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中
(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥
5.(2019·苏锡常镇三模)乙酰苯胺具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。
其制备原理如下:
已知:
①苯胺易被氧化;
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表:
物质
熔点
沸点
溶解度(20℃)
乙酰苯胺
114.3℃
305℃
0.46
苯胺
-6℃
184.4℃
3.4
醋酸
16.6℃
118℃
易溶
实验步骤如下:
步骤1:
在50mL圆底烧瓶中,加入5mL苯胺、7.5mL冰醋酸及少许锌粉,依照如图装置组装仪器。
步骤2:
控制温度计示数约105℃,小火加热回流1h。
步骤3:
趁热将反应混合物倒入盛有100mL冷水的烧杯中,冷却后抽滤,洗涤,得到粗产品。
(1)步骤1中加入锌粉的作用是________。
(2)步骤2中控制温度计示数约105℃的原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤3中趁热将混合物倒入盛有冷水的烧杯中,“趁热”的原因是_________________。
抽滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有________、________(填仪器名称)。
(4)步骤3得到的粗产品需进一步提纯,该提纯方法是________。
解析:
(1)锌粉起抗氧化剂作用,防苯胺氧化,另外混合液加热,加固体还起到防暴沸作用。
(2)乙酸有挥发性,不易温度太高,另外考虑到水的沸点为100℃,太低不易水分蒸发除去。
(3)“趁热”很明显是防冷却,而一旦冷却就会有固体析出。
(4)混合溶液中固体溶质得到的方法是重结晶。
答案:
(1)防止苯胺被氧化,同时起着沸石的作用
(2)温度过高,未反应的乙酸蒸出,降低反应物的利用率;温度过低,又不能除去反应生成的水 (3)若让反应混合物冷却,则固体析出沾在瓶壁上不易处理 吸滤瓶 布氏漏斗 (4)重结晶
6.(2019·南京三模)废定影液的主要成分为Na3[Ag(S2O3)2],用废定影液为原料制备AgNO3的实验流程如下:
(1)“沉淀”步骤中生成Ag2S沉淀,检验沉淀完全的操作是_______________________。
(2)“反应”步骤中会生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为____________________。
(3)“除杂”需调节溶液pH至6。
测定溶液pH的操作是
________________________________________________________________________。
(4)已知:
2AgNO3
2Ag+2NO2↑+O2↑,2Cu(NO3)2
2CuO+4NO2↑+O2↑。
AgNO3粗产品中常含有Cu(NO3)2,请设计由AgNO3粗产品获取纯净AgNO3的实验方案:
______________________________________,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的AgNO3。
(实验中须使用的试剂有:
稀硝酸、NaOH溶液、蒸馏水)
(5)蒸发浓缩AgNO3溶液的装置如图所示。
使用真空泵的目的是________________________________________________________________________;判断蒸发浓缩完成的标志是________________________。
解析:
废定影液的主要成分为Na3[Ag(S2O3)2],与硫化钠溶液反应,生成Ag2S沉淀,过滤得到滤渣,洗涤干净后加入浓硝酸溶解Ag2S得到硝酸银、硫单质与二氧化氮;用氢氧化钠溶液除去过量的硝酸得到硝酸银溶液,蒸发浓缩、冷却结晶得到硝酸银晶体。
(1)沉淀过程是Na3[Ag(S2O3)2]与Na2S反应制得Ag2S的反应,检验沉淀完全的操作是:
静置,向上层清液中继续滴加Na2S溶液,若不再有沉淀生成,则说明沉淀已经完全。
(2)“反应”步骤中会生成淡黄色固体,根据原子守恒可知,该淡黄色沉淀为硫离子被氧化生成硫单质,根据氧化还原反应规律可知其反应的化学方程式为Ag2S+4HNO3===2AgNO3+2NO2↑+S+2H2O。
(3)测定溶液pH的基本操作是:
用洁净的玻璃棒蘸取反应液,滴在pH试纸上,与标准比色卡对照。
(4)根据给定的已知信息可知,硝酸铜的分解温度为200℃,硝酸银的分解温度在440℃,则可设计除去硝酸铜的方法为:
将AgNO3粗产品加热并维持温度在200℃至恒重,同时用足量NaOH溶液吸收产生的气体,待固体残留物冷却后,加入蒸馏水,充分溶解、过滤、洗涤,并将洗涤液与滤液合并,再加入适量稀硝酸。
(5)考虑硝酸银易分解,而实验装置中真空泵可以形成负压,有利于水分在较低温度下蒸发,同时可防止AgNO3分解;若溶液表面有晶膜出现,则证明蒸发浓缩完成。
答案:
(1)静置,向上层清液中继续滴加Na2S溶液,若不再有沉淀生成,则说明沉淀已经完全
(2)Ag2S+4HNO3===2AgNO3+2NO2↑+S+2H2O
(3)用洁净的玻璃棒蘸取反应液,滴在pH试纸上,与标准比色卡对照
(4)将AgNO3粗产品加热并维持温度在200℃至恒重,同时用足量NaOH溶液吸收产生的气体,待固体残留物冷却后,加入蒸馏水,充分溶解、过滤、洗涤,并将洗涤液与滤液合并,再加入适量稀硝酸
(5)使体系形成负压,有利于水分在较低温度下蒸发,同时可防止AgNO3分解 溶液表面有晶膜出现
7.实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。
实验过程如下:
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3(s)+2H+(aq)===Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4kJ·mol-1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)===2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4kJ·mol-1
酸溶需加热的目的是________________;所加H2SO4不宜过量太多的原因是________________________________________________________________________。
(2)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为____________________________
________________________________________________________________________。
(3)用右图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
①实验装置图中仪器A的名称为______。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:
向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,________、静置、分液,并重复多次。
(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案:
边搅拌边向溶液中滴加氨水,_______________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
过滤、用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
[已知该溶液中pH=8.5时Mg(OH)2开始沉淀;pH=5.0时Al(OH)3沉淀完全。
]
解析:
(1)升温可加快化学反应速率,故加热的目的是加快反应速率,使废渣中的主要成分充分溶解。
若所加H2SO4
过量太多,则萃取分液后的水相中含有较多的H2SO4,后续操作中会增加氨水的用量,造成浪费。
(2)酸溶时,少量Fe、Al的氧化物会转化为Fe2+(或Fe3+)、Al3+,加入H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(3)①由仪器的特征可知,A为分液漏斗。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移到有机相,每次向分液漏斗中加入一定量的有机萃取剂后,需充分振荡液体。
(4)由废渣的主要成分及分析制备流程可知,萃取分液后的水相中主要含有Mg2+、Al3+、SO
,为制备MgCO3·3H2O,要将Al3+转化为Al(OH)3沉淀,而Mg2+不能转化为Mg(OH)2沉淀,需向水溶液中滴加氨水,至5.0<pH<8.5,使Al3+全部转化为Al(OH)3沉淀,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清液中继续滴加Na2CO3溶液,若无沉淀出现,说明Mg2+全部转化为MgCO3·3H2O,然后进行过滤、洗涤、干燥等操作。
答案:
(1)加快酸溶速率 避免制备MgCO3时消耗过多的碱
(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O (3)①分液漏斗 ②充分振荡 (4)至5.0<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届高三化学考前三轮冲刺考点突破训练考点30 探究验证型综合实验答案 解析 届高三 化学 考前 三轮 冲刺 考点 突破 训练 30 探究 验证 综合 实验 答案