2022年高考化學二輪復習 上篇 專題三 第13講 化學實驗綜合應用提升訓練

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1、2022年高考化學二輪復習 上篇 專題三 第13講 化學實驗綜合應用提升訓練 1．(xx·南京鹽城三調)氯酸鎂[Mg(ClO3)2]常用作催熟劑、除草劑等，實驗室制備少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下： 已知：①鹵塊主要成分為MgCl2·6H2O，含有MgSO4、FeCl2等雜質。 ②四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示。 (1)過濾所需要的主要玻璃儀器有________________________________________________， 加MgO后過濾所得濾渣的主要成分為__________________________________

2、_________。 (2)加入BaCl2的目的是除去SO，檢驗SO已沉淀完全的方法是_______________________。 (3)加入NaClO3飽和溶液發(fā)生反應為：MgCl2＋2NaClO3===Mg(ClO3)2＋2NaCl↓ 再進一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的實驗步驟依次為：①________；②________；③________；④過濾、洗滌。 (4)產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的測定： 步驟1：準確稱量3.50 g產(chǎn)品配成100 mL溶液。 步驟2：取10 mL于錐形瓶中，加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L－1的FeS

3、O4溶液，微熱。 步驟3：冷卻至室溫，用0.100 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至終點，此過程中反應的離子方程式為：Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。 步驟4：將步驟2、3重復兩次，平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。 ①寫出步驟2中發(fā)生反應的離子方程式：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數(shù)為

4、________。 解析　(1)加KMnO4的目的是氧化Fe2＋生成Fe3＋，加MgO調節(jié)pH以除去鐵，加BaCl2除去溶液中的SO，過濾的濾渣為BaSO4、Fe(OH)3。(3)Mg(ClO3)2的溶解度最大，因此先蒸發(fā)濃縮，使雜質沉淀，趁熱過濾掉雜質，得Mg(ClO3)2溶液，再冷卻結晶。(4)ClO氧化Fe2＋生成Fe3＋，自身被還原為Cl－：ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。與ClO反應的Fe2＋為：(0.02 L×1.000 mol·L－1－0.015 L×0.100 mol·L－1×6)＝0.011 mol，得m[Mg(ClO3)2·6H2O]＝(0.

5、011 mol/12)×(100 mL/10 mL) ×299 g·mol－1＝2.74 g。則產(chǎn)品中Mg(ClO3)2·6H2O的質量分數(shù)為w＝×100%＝78.3%。 答案　(1)漏斗、玻璃棒、燒杯　BaSO4和Fe(OH)3 (2)靜置，取上層清液少許，加入BaCl2，若無白色沉淀，則SO沉淀完全　(3)蒸發(fā)結晶　趁熱過濾　冷卻結晶 (4)①ClO＋6Fe2＋＋6H＋===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O ②78.3% 2．某同學在常溫下設計如下實驗流程探究Na2S2O3的化學性質。 (1)實驗①可說明________(填字母)。 A．該Na2S2O3溶液中水電離的c(OH

6、－)＝10－8mol/L B．H2S2O3是一種弱酸 C．Na2S2O3是一種弱電解質 D．Ns2S2O3的水解方程式為S2O＋2H2OH2S2O3＋2OH－ (2)寫出實驗②發(fā)生反應的離子方程式：______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)Na2S2O3溶液中加入鹽酸有淡黃色沉淀和刺激性氣味的氣體生成，寫出該反應的離子方程式__________________________________

7、______________________________________。 (4)實驗室制得的Na2S2O3·5H2O粗產(chǎn)品中往往含有少量雜質。為了測定粗產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的含量，一般在酸性條件下用KMnO4標準溶液滴定(假設粗產(chǎn)品中雜質與酸性KMnO4溶液不反應)。稱取1.28 g粗樣品溶于水，用0.40 mol/L KMnO4標準溶液(加入適量硫酸酸化)滴定，當溶液中S2O全部被氧化時，消耗KMnO4溶液體積20.00 mL(5S2O＋8MnO＋14H＋===8Mn2＋＋10SO＋7H2O)。試回答： ①此滴定實驗是否需要指示劑？________(填“是”或“否”)。K

8、MnO4溶液置于________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。 ②若滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)的測量結果________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 ③產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)為________。 解析　(1)pH＝8的Na2S2O3溶液中，c(H2O)電離＝c(OH－)＝10－6mol/L，A項錯誤；Na2S2O3是強電解質，在水中完全電離，C項錯誤；Na2S2O3的水解方程式為S2O＋H2OHS2O＋OH－、HS2O＋H2OH2S2O3＋OH－，D項錯誤；由實驗①可知Na2S2O3溶液顯堿

9、性，所以H2S2O3是一種弱酸，B項正確。(3)Na2S2O3在酸性條件下，自身發(fā)生氧化還原反應：S2O＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O。(4)①因為高錳酸鉀本身有顏色，反應完顏色消失，所以不需要指示劑，高錳酸鉀溶液應盛放在酸式滴定管中。②滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定。說明加的高錳酸鉀少了，會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)的測定結果偏低。③設產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O的質量分數(shù)為w，有 5S2O＋8MnO＋14H＋===8Mn2＋＋10SO＋7H2O 　5　　　　8 　0.40 mol/L×0.02 L 則有＝ 解得w＝96.9%。 答案　(1

10、)B (2)S2O＋5H2O＋4Cl2＋2Ba2＋===2BaSO4↓＋8Cl－＋10H＋ (3)S2O＋2H＋===SO2↑＋S↓＋H2O (4)①否　酸式　②偏低?、?6.9% 3．(xx·鎮(zhèn)江期末)綠礬(FeSO4·7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。下列是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質)為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法。 已知：室溫下飽和H2S溶液的pH約為3.9，SnS沉淀完全時溶液的pH為1.6；FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0，沉淀完全時的pH為5.5。 (1)通入硫化氫的作用是 ①除去溶液中的Sn2＋。 ②除去溶液中的Fe3＋，其反應的離子方程式為_

11、____________________________________ ________________________________________________________________________。 操作Ⅱ，在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是_________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)操作Ⅳ的順序依次為________、________、過濾、洗滌、干燥。 (3)操作Ⅳ得到的綠礬晶體用

12、少量冰水洗滌，其目的是 ①除去晶體表面附著的硫酸等雜質； ②________________________________________________________________________。 (4)測定綠礬產(chǎn)品中Fe2＋含量的方法是 a．稱取一定質量的綠礬產(chǎn)品，配制成250.00 mL溶液； b．量取25.00 mL待測溶液于錐形瓶中； c．用硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。 滴定時發(fā)生反應的離子方程式為 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ①用

13、硫酸酸化的0.010 00 mol·L－1 KMnO4溶液滴定時，左手把握酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，眼睛注視 ________________________________________________________________________； ②判斷此滴定實驗達到終點的方法是_________________________________________ ________________________________________________________________________； ③若用上述方法測定的樣品中FeSO4·7H2O的質量分數(shù)偏低(

14、測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略)，其可能原因有___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　本題考查滴定實驗、離子方程式的書寫、物質的洗滌、工業(yè)流程的分析等。(1)H2S具有還原性，將Fe3＋還原為Fe2＋；根據(jù)數(shù)據(jù)可知，pH＝2時，SnS沉淀完全而FeS還未開始沉淀。(2)對于帶結晶水的產(chǎn)物，必須蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶，不能加熱蒸發(fā)。(3)若溫度太高，會促進Fe2＋的水解

15、。(4)KMnO4溶液為紫色，當?shù)味ńK點時，KMnO4溶液過量一滴，溶液由無色變?yōu)闇\紅色；當樣品中Fe2＋偏小，消耗KMnO4溶液的體積偏小，則樣品中FeSO4·7H2O的質量分數(shù)偏低，所以樣品中有雜質或者部分Fe2＋被氧化均會導致數(shù)據(jù)偏低。 答案　(1)2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋　使Sn2＋沉淀完全，防止Fe2＋生成沉淀 (2)蒸發(fā)濃縮　冷卻結晶 (3)降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗 (4)①錐形瓶中溶液顏色的變化 ②滴加最后一滴KMnO4溶液，溶液變成淺紅色且半分鐘內不褪色 ③樣品中存在少量的雜質或樣品部分被氧化 4．(xx·福建理綜，25)某

16、化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。 實驗一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。 (1)制取實驗結束后，取出B中試管冷卻結晶、過濾、洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有________________________________________________________________________。 (2)若對調B和C裝置的位置，________(填“能”或 “不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實驗二　氯酸鉀與碘化鉀反應的探究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產(chǎn)物的影響，其中

17、系列a實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)： 試管編號 1 2 3 4 0.20 mol·L－1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 mol·L－1 H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實驗現(xiàn)象 ①系列a實驗的實驗目的是_______________________________________________。 ②設計1號試管實驗的作用是__________________________

18、______________________。 ③若2號試管實驗現(xiàn)象為“黃色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，則此反應的離子方程式為____________________________。 實驗三　測定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設計的實驗方案為：使用下圖裝置，加熱15.0 mL飽和氯水試樣，測定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是_____________________________________________。 (不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不必

19、描述操作過程的細節(jié))：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 資料：i.次氯酸會破壞酸堿指示劑； ii.次氯酸或氯氣可被SO2、H2O2和FeCl2等物質還原成Cl－。 解析　(1)制取實驗

20、結束后，由取出B中試管進行的操作(冷卻結晶、過濾、洗滌)，可知該實驗操作過程中需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管；(2)Cl2與熱的KOH溶液反應生成KClO3、KCl和H2O，與冷的KOH溶液反應生成KClO、KCl和H2O。因此，若將裝置B、C的位置對調，可以除去Cl2中的雜質氣體HCl，故能提高B中KClO3的產(chǎn)率。(3)①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知：KI、KClO3的物質的量及濃度不變，改變的是硫酸溶液的體積和水的多少，二者的總體積相等，由此可見系列a實驗的目的是研究反應體系中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響；②設計1號試管實驗的作用是作對照實驗，比較影響結果。③根據(jù)2號試管實驗現(xiàn)象為“黃

21、色溶液”，取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色，證明生成了I2；若氧化產(chǎn)物唯一，還原產(chǎn)物為KCl，根據(jù)氧化還原反應中電子守恒、電荷守恒及元素原子守恒可知該反應的離子方程式為：ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O。(4)該小組設計的實驗方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等，無法測定試樣含氯總量。(5)由于HClO具有強氧化性會破壞酸堿指示劑，因此實驗設計時不能用酸堿指示劑，可以利用氯水的強氧化性，向該溶液中加入足量的H2O2溶液，H2O2把氯元素完全還原為Cl－，H2O2被氧化成O2，然后加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的AgNO3

22、溶液，過濾、洗滌生成的AgCl沉淀，干燥后稱量沉淀質量，結合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質量。 答案　(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應體系中硫酸濃度對反應產(chǎn)物的影響 ②硫酸濃度為0的對照實驗　③ClO＋6I－＋6H＋===Cl－＋3I2＋3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量取一定量的試樣，加入足量的H2O2溶液，待反應完全加熱除去過量的H2O2，冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，過濾、洗滌、干燥、稱量沉淀質量(或其他合理答案) 5．(xx·蘇北四市調

23、研)高氯酸銨(NH4ClO4)是復合火箭推進劑的重要成分，實驗室可通過下列反應制取： NaClO4(aq)＋NH4Cl(aq)NH4ClO4(aq)＋NaCl(aq) (1) 若NH4Cl用氨氣和濃鹽酸代替，上述反應不需要外界供熱就能進行，其原因是_________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________。 (2)反應得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的

24、質量分數(shù)分別為0.30和0.15(相關物質的溶解度曲線見圖1)。從混合溶液中獲得較多NH4ClO4晶體的實驗操作依次為 (填操作名稱)__________________________________________________、干燥。 (3)樣品中NH4ClO4的含量可用蒸餾法進行測定，蒸餾裝置 如圖2所示(加熱和儀器固定裝置已略去)，實驗步驟如下： 步驟1：按圖2所示組裝儀器，檢查裝置氣密性。 圖2 步驟2：準確稱取樣品a g(約0.5g)于蒸餾燒瓶中，加入約150 mL水溶解。 步驟3：準確量取40.00 mL約0.1 mol·L－1 H2SO4溶液于錐形瓶中。 步

25、驟4：經(jīng)分液漏斗向蒸餾瓶中加入20 mL 3 mol·L－1 NaOH 溶液。 步驟5：加熱蒸餾至蒸餾燒瓶中剩余約100 mL溶液。 步驟6：用新煮沸過的水沖洗冷凝裝置2～3次，洗滌液并入錐形瓶中。 步驟7：向錐形瓶中加入酸堿指示劑，用c mol·L－1 NaOH標準溶液滴定至終點，消耗NaOH標準溶液 V1 mL 步驟8：將實驗步驟1～7重復2次 ①步驟3中，準確量取40.00 mL H2SO4 溶液的玻璃儀器是________。 ②步驟1～7中，確保生成的氨被稀硫酸完全吸收的實驗是________(填寫步驟序號)。 ③為獲得樣品中NH4ClO4的含量，還需補充的實驗是____

26、____。 解析　(1)氨氣和濃鹽酸的反應是放熱反應。(2)由于NH4ClO4受熱易分解，其溶解度受溫度的影響變化很大，且溫度越高其溶解度越大，而氯化鈉的溶解度受溫度的影響變化不大，因此要獲得其晶體，采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，為了減少其溶解，采用冰水洗滌。(3)①滴定管能讀到小數(shù)點后兩位，因此選擇酸式滴定管量取硫酸。②檢查裝置的氣密性以免氨氣逸到空氣中；充分加熱蒸餾燒瓶中的液體，使氨氣完全逸出被吸收；把冷凝管洗滌，并將洗滌液也加到錐形瓶中，保證氨氣不損失。③硫酸的濃度約為0.1 mol·L－1，要求獲得NH4ClO4的含量，需要知道硫酸的準確濃度。 答案　(1)氨氣與濃鹽酸反應放出熱量　(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、冰水洗滌　(3)①酸式滴定管?、?，5，6?、塾肗aOH標準溶液標定H2SO4溶液的濃度(或不加高氯酸銨樣品，保持其他條件相同，進行蒸餾和滴定實驗)