2020屆高考化學(xué)大題題型專項(xiàng)訓(xùn)練

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高考大題題型專項(xiàng)訓(xùn)練(三)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合探究題1凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3HCl=NH4ClH3BO3?；卮鹣铝袉栴}：(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名稱是_。(3)清洗儀器：g中加蒸餾水；打開K1，關(guān)閉K2、K3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉K1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是_；打開K2放掉水。重復(fù)操作23次。(4)儀器清洗后，g中加入硼

2、酸(H3BO3)和指示劑，銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉K3，d中保留少量水。打開K1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反應(yīng)的離子方程式為_，e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測定，滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為c mol·L1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_%，樣品的純度_%。解析：(1)加熱水蒸氣時(shí)，若關(guān)閉K1，b中壓強(qiáng)增大，a可起安全管的作用，防止燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)過大，造成事故。(2)碎瓷片可防止蒸餾水在加熱時(shí)暴沸；f是直形冷凝管。(3)關(guān)閉K1后形成密封體系，水蒸氣冷凝，管路內(nèi)

3、形成負(fù)壓，導(dǎo)致g中水倒吸入c中。(4)d中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的NH3逸出。銨鹽與堿在加熱條件下反應(yīng)生成氨氣，離子方程式為NHOHNH3H2O。e采用中空雙層玻璃瓶可起到保溫作用，使生成的氨氣盡可能地逸出，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。(5)由題給化學(xué)方程式NH3H3BO3=NH3·H3BO3、NH3·H3BO3HCl=NH4ClH3BO3，根據(jù)氮原子守恒可得關(guān)系式：C2H5NO2NHCl。n(C2H5NO2)n(N)n(HCl)cV×103 mol，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%；樣品的純度×100%。答案：(1)避免b中壓強(qiáng)過大(2)防

4、止暴沸直形冷凝管(3)c中溫度下降，管路中形成負(fù)壓(4)液封，防止氨氣逸出NHOHNH3H2O保溫使氨完全蒸出(5)2堿式硫酸鋁溶液可用于煙氣脫硫。室溫下向一定濃度的硫酸鋁溶液中加入一定量的碳酸鈣粉末，反應(yīng)后經(jīng)過濾得到堿式硫酸鋁溶液，反應(yīng)方程式為(2x)Al2(SO4)33xCaCO33xH2O=2(1x)Al2(SO4)3·xAl(OH)33xCaSO43xCO2生成物(1x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。(1)制備堿式硫酸鋁溶液時(shí)，維持反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間不變，提高x值的方法有_。(2)堿式硫酸鋁溶液吸收SO2過程中，溶液的

5、pH_(填“增大”、“減小”、“不變”)。(3)通過測定堿式硫酸鋁溶液中相關(guān)離子的濃度確定x的值，測定方法如下：取堿式硫酸鋁溶液25.00 mL，加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應(yīng)，靜置后過濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.330 0 g。取堿式硫酸鋁溶液2.50 mL，稀釋至25 mL，加入0.100 0 mol·L1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL，調(diào)節(jié)溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用0.080 00 mol·L1CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA至終點(diǎn)，消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL(已知Al3、Cu2與EDTA反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比均為1：1)。計(jì)算(1x

6、)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(寫出計(jì)算過程)。解析：(1)堿式硫酸鋁中“氫氧化鋁”的生成原理是：碳酸鈣與硫酸鋁水解出的氫離子反應(yīng)，促進(jìn)硫酸鋁水解，生成氫氧化鋁。所以，欲提高x值，即提高Al(OH)3的生成量，可以增加碳酸鈣的量。也可以在不增加碳酸鈣用量的情況下，加快攪拌速率，使二者接觸更充分，從而使硫酸鋁的水解率增大。(2)二氧化硫是酸性氧化物，吸收二氧化硫必將使堿式硫酸鋁溶液的pH減小。答案：(1)適當(dāng)增加CaCO3的量或加快攪拌速率(2)減小(3)25 mL溶液中：n(SO)n(BaSO4)0.010 0 mol25 mL溶液中：n(Al3)n(EDTA)n(C

7、u2)0.100 0 mol·L1×25.00 mL×103 L·mL10.080 00 mol·L1×20.00 mL×103 L·mL19.000×104 mol25 mL溶液中：n(Al3)9.000×103 mol1 mol(1x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3)(2x) mol；n(SO)3(1x) mol x0.413綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉栴}：(1)在試管中加入少量

8、綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_、_。(2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為 m2 g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。儀器B的名稱是_。將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序_(填標(biāo)號)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。a點(diǎn)燃酒精燈，加熱b熄滅酒精燈c關(guān)閉K1和K2d打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2e稱量Af冷卻到室溫根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄，計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x_(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作，則使x_(填“偏大”“偏

9、小”或“無影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。C、D中的溶液依次為_(填標(biāo)號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為_。a品紅 bNaOHcBaCl2dBa(NO3) 2e濃H2SO4寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_。解析：(1)綠礬溶液中滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中沒有Fe3；再向試管中通入空氣，溶液變紅，說明有Fe3生成，即Fe2易被氧氣氧化為Fe3。(2)由儀器的構(gòu)造特征可知，B為干燥管。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為防止空氣中的O2將Fe2氧化，應(yīng)先通入

10、N2將裝置中的O2排凈，然后點(diǎn)燃酒精燈加熱。停止加熱后，為防止FeSO4吸收空氣中的水蒸氣，待玻璃管冷卻，關(guān)閉K1和K2后再稱重。故實(shí)驗(yàn)操作步驟應(yīng)為d、a、b、f、c、e。由題意知，綠礬的質(zhì)量為(m2m1) g，加熱后FeSO4的質(zhì)量為(m3m1) g，結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2m3) g。設(shè)綠礬的化學(xué)式為FeSO4·xH2O，則FeSO4·xH2OFeSO4xH2O 15218x(m3m1) g(m2m3) g 解得：x若實(shí)驗(yàn)中，按a、d次序操作，則會導(dǎo)致綠礬吸收空氣中的氧氣，從而使加熱后的固體質(zhì)量m3增大，則測出結(jié)晶水的值x偏小。(3)殘留固體為紅色，說明有Fe2O3生成，即

11、分解過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，根據(jù)Fe元素的化合價(jià)變化可知一定有SO2生成，即FeSO4Fe2O3SO2，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可得2FeSO4Fe2O3SO2，最后根據(jù)S守恒配平可得化學(xué)方程式：2FeSO4Fe2O3SO2SO3。SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4和Ba2可生成白色沉淀BaSO4，由于Ba(NO3) 2在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性，能氧化SO2，故應(yīng)該先用BaCl2檢驗(yàn)SO3，檢驗(yàn)SO2可用品紅溶液，故C、D的溶液依次為BaCl2溶液和品紅。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是C中溶液產(chǎn)生白色沉淀，D中品紅溶液褪色或變淺。 答案：(1)樣品中沒有Fe3Fe2易被氧氣氧化為Fe3(2)干燥管d、a、b、f、c

12、、e偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4Fe2O3SO2SO34以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O(水合肼)和無水Na2SO3，其主要實(shí)驗(yàn)流程如下：已知：Cl22OH=ClOClH2O是放熱反應(yīng)。N2H4·H2O沸點(diǎn)約118 ，具有強(qiáng)還原性，能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。(1)步驟制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過40 ，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為_；實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是_。(2)步驟合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素

13、水溶液在40 以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再迅速升溫至110 繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是_；使用冷凝管的目的是_。(3)步驟用步驟得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO、SO隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示)。邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實(shí)驗(yàn)中確定何時(shí)停止通SO2的實(shí)驗(yàn)操作為_。請補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案：_，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。解析：(1)由題給條件，反應(yīng)物為Cl2和NaOH，生成物為NaClO3、NaCl、H2O，根據(jù)離子方程式書寫規(guī)則、原子守恒

14、、電荷守恒以及得失電子守恒得該離子反應(yīng)為：3Cl26OH5ClClO3H2O；Cl2與堿反應(yīng)放熱，所以要控制溫度還要控制通入氯氣的速度。(2)步驟是尿素和次氯酸鈉反應(yīng)合成水合肼，由題給信息水合肼能與次氯酸鈉劇烈反應(yīng)，所以滴液漏斗中盛裝的是次氯酸鈉堿性溶液，由水合肼沸點(diǎn)約為118 ，題給實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度為110 ，故使用冷凝管的目的是減少水合肼的揮發(fā)。(3)由題圖2所給pH與各粒子摩爾分?jǐn)?shù)關(guān)系可知，在pH約為4時(shí)，溶液中HSO濃度最大，此時(shí)可停止通SO2氣體；由NaHSO3制備Na2SO3，是向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，由題圖2可知在pH約為10時(shí)，SO濃度最大，此時(shí)停止加入NaOH，再由

15、Na2SO3的溶解度曲線可知，過濾溫度應(yīng)高于34 。實(shí)驗(yàn)方案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時(shí)，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在溫度高于34 條件下趁熱過濾。答案：(1)3Cl26OH5ClClO3H2O緩慢通入Cl2(2)NaClO堿性溶液減少水合肼的揮發(fā)(3)測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時(shí)，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34 條件下趁熱過濾5無水MgBr2可用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2

16、，裝置如圖1，主要步驟如下：步驟1三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無水乙醚；裝置B中加入15 mL液溴。步驟2緩慢通入干燥的氮?dú)?，直至溴完全?dǎo)入三頸瓶中。步驟3反應(yīng)完畢后恢復(fù)至室溫，過濾，濾液轉(zhuǎn)移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0 ，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。步驟4室溫下用苯溶解粗品，冷卻至0 ，析出晶體，過濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160 分解得無水MgBr2產(chǎn)品。已知：Mg與Br2反應(yīng)劇烈放熱；MgBr2具有強(qiáng)吸水性。MgBr23C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5請回答：(1)儀器A的名稱是_。實(shí)驗(yàn)中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是_。(2)如

17、將裝置B改為裝置C(圖2)，可能會導(dǎo)致的后果是_。(3)步驟3中，第一次過濾除去的物質(zhì)是_。(4)有關(guān)步驟4的說法，正確的是_。A可用95%的乙醇代替苯溶解粗品B洗滌晶體可選用0 的苯C加熱至160 的主要目的是除去苯D該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴(5)為測定產(chǎn)品的純度，可用EDTA(簡寫為Y4)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：Mg2Y4=MgY2滴定前潤洗滴定管的操作方法是_。測定時(shí)，先稱取0.250 0 g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0.050 0 mol·L1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液26.50 mL，則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是_(以質(zhì)量

18、分?jǐn)?shù)表示)。解析：(1)儀器A為球形干燥管；空氣主要成分為氮?dú)夂脱鯕?，如用空氣代替干燥氮?dú)猓瑒t鎂屑與氧氣反應(yīng)，導(dǎo)致生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應(yīng)。(2)液溴具有揮發(fā)性，裝置B是利用氮?dú)獍唁逭魵鈳肴i瓶中；若將裝置B改為裝置C，則氮?dú)馔ㄈ牒?，會將液溴快速壓入三頸瓶，反應(yīng)過快大量放熱而存在安全隱患。(3)由于鎂屑不溶于混合液中，故第一次過濾而除去。(4)95%的乙醇中含有水，溴化鎂有強(qiáng)烈的吸水性，A錯(cuò)誤；加入苯的目的是除去乙醚和溴，洗滌晶體用0 的苯，可以減少產(chǎn)品的溶解，B正確；加熱至160 的主要目的是分解三乙醚合溴化鎂得到溴化鎂，不是為了除去苯，C錯(cuò)誤；該步驟是為了除去乙醚和溴，故D正確

19、。故選BD。(5)滴定管潤洗的操作方法為：從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕內(nèi)壁，然后從下部放出，重復(fù)23次。據(jù)題意知：MgBr2Y4，n(MgBr2)n(Y4)0.050 mol·L1×0.026 5 L1.325×103 mol，m(MgBr2)1.325×103 mol×184 g·mol10.243 8 g，無水溴化鎂產(chǎn)品的純度為0.243 8 g/0.250 0 g×100%97.5%。答案：(1)干燥管防止鎂屑與氧氣反應(yīng)，生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應(yīng)(2)會將液溴快速壓入三頸瓶，反應(yīng)過

20、快大量放熱而存在安全隱患(3)鎂屑(4)BD(5)從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉(zhuǎn)動滴定管，使液體潤濕內(nèi)壁，然后從下部放出，重復(fù)23次97.5%6檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑，可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備：FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L1計(jì)算)。金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8(1)制備FeCO3時(shí)，選用的加

21、料方式是_(填字母)，原因是_。a將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時(shí)加入到反應(yīng)容器中b將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中c將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是_。(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中，再加入少量鐵粉，80 下攪拌反應(yīng)。鐵粉的作用是_。反應(yīng)結(jié)束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是_。(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥，獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是_。(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā)，先制備綠礬，再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線，補(bǔ)充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑：鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng)，_，得到FeSO4溶液，_，得到FeSO4·7H2O晶體。解析：(1)Fe2開始生成Fe(OH)2的pH為5.8，為防止Fe(OH)2的生成，應(yīng)將Na2CO3溶液滴加到FeSO4溶液中制備FeCO3。(2)沉淀洗滌的目的是除去沉淀吸附的可溶性雜質(zhì)，由制備反應(yīng)可知