2021届高考化学备考一轮复习考点训练:实验综合题(必考)(解析版)
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1、 1 实验综合题(必考)实验综合题(必考) 1 1我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用 NaHCONaHCO3 3、NaClNaCl、NHNH4 4ClCl 等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得等物质溶解度的差异,以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得 NaHCONaHCO3 3,进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取,进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取 NaHCONaHCO3 3的实验的实验 步骤:步骤: 第一步:连接好装置,检验气
2、密性,在仪器内装入药品。第一步:连接好装置,检验气密性,在仪器内装入药品。 第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在第二步:先让一装置发生反应,直到产生的气体不能再在 C C 中溶解时,再通入另一装中溶解时,再通入另一装 置中产生的气体,片刻后,置中产生的气体,片刻后,C C 中出现固体。继续向中出现固体。继续向 C C 中通入两种气体,直到不再有固中通入两种气体,直到不再有固 体产生。体产生。 第三步:过滤第三步:过滤 C C 中所得的混合物,得到中所得的混合物,得到 NaHCONaHCO3 3固体。固体。 第四步:向滤液中加入适量的第四步:向滤液中加入适量的 NaClNaCl 粉
3、末,有粉末,有 NHNH4 4ClCl 晶体析出。晶体析出。 请回答下列问题请回答下列问题( (提示提示 B B 分液漏斗中为浓氨水,滴入烧瓶可产生氨气分液漏斗中为浓氨水,滴入烧瓶可产生氨气) ): (1)(1)装置的连接顺序是:装置的连接顺序是:(a)(a)接接_,_接接_;(b)(b)接接_ (2)A(2)A 中常选用的固体反应物为中常选用的固体反应物为_;D D 中应选用的液体为中应选用的液体为 _(_(填化学式填化学式) )。 2 (3)(3)第二步骤中必须先让第二步骤中必须先让_装置先发生反应。装置先发生反应。 (4)C(4)C 中用球形中用球形干燥管而不用直导管,其作用是干燥管而不
4、用直导管,其作用是_,C C 中广口瓶内产生固体的总化学方程式为中广口瓶内产生固体的总化学方程式为_ _ 。 (5)(5)在第四步中分离在第四步中分离 NHNH4 4ClCl 晶体的操作是晶体的操作是_(_(填操作名称填操作名称) );其所得;其所得 的的 NHNH4 4ClCl 晶体中常含有少量的晶体中常含有少量的 NaClNaCl 和和 NaHCONaHCO3 3( (约占约占 5%8%)5%8%),请设计一个简单的实验证,请设计一个简单的实验证 明所得固体的成分中含有明所得固体的成分中含有 NaNa ,简要写出操作和现象 ,简要写出操作和现象 _。 【答案】 (【答案】 (1 1)f e
5、 d c f e d c (2 2) CaCOCaCO3 3 NaHCONaHCO3 3 (3 3) B B (4 4)防倒)防倒 吸吸 H H2 2O OCOCO2 2NHNH3 3NaCl=NaHCONaCl=NaHCO3 3NHNH4 4Cl Cl (5 5) 过滤过滤 用一根洁净的铂金用一根洁净的铂金 丝蘸取少量固体进行焰色反应,若火焰呈黄色,则含有丝蘸取少量固体进行焰色反应,若火焰呈黄色,则含有 NaNa 【解析】 (【解析】 (1 1)根据题干信息可知装置)根据题干信息可知装置 A A 产生产生 COCO2 2,装置,装置 B B 产生产生 NHNH3 3,由于生成的二氧化,由于生
6、成的二氧化 碳中含有氯化氢会干扰实验,所以装置碳中含有氯化氢会干扰实验,所以装置 D D 除去二氧化碳中的除去二氧化碳中的 HClHCl,氨气极易溶于水,氨气极易溶于水, 氨气通入氨气通入 C C 中应防止倒吸,则中应防止倒吸,则 b b 接接 c c,a a 接接 f f、e e 接接 d d; (2 2)A A 装置是制备二氧化碳气体的反应,所以固体为装置是制备二氧化碳气体的反应,所以固体为 CaCOCaCO3 3,生成的二氧化碳气体中,生成的二氧化碳气体中 含有氯化氢,若不除去碳酸氢钠难以形成,所以应该用饱和碳酸氢钠溶液除去;含有氯化氢,若不除去碳酸氢钠难以形成,所以应该用饱和碳酸氢钠溶
7、液除去; (3 3) 候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水, 二氧化碳气体水中溶解性较小,) 候氏制碱方法是利用氨气溶解性大极易溶解于水, 二氧化碳气体水中溶解性较小, 实验时饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳气体,因此实验操作过程中,应让实验时饱和食盐水中先通入氨气,再通入二氧化碳气体,因此实验操作过程中,应让 B B 装置先发生反应;装置先发生反应; (4 4)氨气极易溶于水,用直导管向饱和氯化钠溶液中通入氨气,容易发生倒吸,)氨气极易溶于水,用直导管向饱和氯化钠溶液中通入氨气,容易发生倒吸,C C 中中 用球形干燥管球形部分液面上升慢起缓冲作用,可以防止倒吸;侯氏制碱法,也称为
8、用球形干燥管球形部分液面上升慢起缓冲作用,可以防止倒吸;侯氏制碱法,也称为 联合制碱法, 化学反应原理是用氨气和二联合制碱法, 化学反应原理是用氨气和二氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠,氧化碳与氯化钠饱和溶液反应生成碳酸氢钠, 然后加热碳酸氢钠制取碳酸钠, 所以然后加热碳酸氢钠制取碳酸钠, 所以 C C 中广口瓶内产生固体的总化学方程式为中广口瓶内产生固体的总化学方程式为 H H2 2O OCOCO2 2 3 NHNH3 3NaClNaClNaHCONaHCO3 3NHNH4 4ClCl; (5 5)第四步:向滤液中加入适量的)第四步:向滤液中加入适量的 NaClNaCl 粉末,有粉末,
9、有 NHNH4 4ClCl 晶体析出,分离固体和液体晶体析出,分离固体和液体 用过滤的方法。证明所得固体的成分中含有用过滤的方法。证明所得固体的成分中含有 NaNa 的实验操作和现象为:用一根洁净的 的实验操作和现象为:用一根洁净的 铂金丝蘸取少量固体进行焰色反应,若火焰呈黄色,则含有铂金丝蘸取少量固体进行焰色反应,若火焰呈黄色,则含有 NaNa 。 。 2 2硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可 能含能含 SOSO2 2、 SOSO3 3和和 O O2 2中的一种、 两种或三种。 某化
10、学课外活动小组通过设计探究性实验,中的一种、 两种或三种。 某化学课外活动小组通过设计探究性实验, 测定反应产生的测定反应产生的 SOSO2 2、SOSO3 3和和 O O2 2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确 定定 CuSOCuSO4 4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示: 提出猜想提出猜想 . .所得气体的成分可能只含所得气体的成分可能只含 SOSO3 3一种;一种; . .所得气体的成分可能含有所得气体的成分可能含有_两种;两种; . .所得气体的成分可能含有所得气体的成分
11、可能含有_三种。三种。 实验探究实验探究 实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。 4 (1)(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为 _( (填接口序号填接口序号) )。 (2)(2)若实验结束时若实验结束时 B B 中量筒没有收集到水,则证明猜想中量筒没有收集到水,则证明猜想_正确。正确。 (3)(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据
12、也 不同,数据如下:不同,数据如下: 实验小实验小 组组 称取称取 CuSOCuSO4 4的的 质量质量/g/g 装置装置 C C 增增 加的质量加的质量 /g/g 量筒中水的体积折算成标准状况量筒中水的体积折算成标准状况 下气体的体积下气体的体积/mL/mL 一一 6.46.4 2.562.56 448448 二二 6.46.4 2.562.56 224224 请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下 CuSOCuSO4 4分解的化学方程式。分解的化学方程式。 第一小组:第一小组:_; 第二小组:第二小组:_。 【答案】【答案】 SOS
13、O2 2、 O O2 2 SOSO2 2、 SOSO3 3、 O O2 2 (1) (1) (2)(2) (3)2CuSO(3)2CuSO4 4 2CuO2CuO2SO2SO2 2O O2 2 4CuSO4CuSO4 44CuO4CuO2SO2SO3 32SO2SO2 2O O2 2 【解析】猜想如果有氧气生成,则发生的化学反应中有电子转移,所以是氧化还【解析】猜想如果有氧气生成,则发生的化学反应中有电子转移,所以是氧化还 原反应,则生成的另一种气体应该是原反应,则生成的另一种气体应该是 SOSO2 2,因为硫酸和,因为硫酸和 SOSO3 3中中 S S 元素化合价相同,所以元素化合价相同,所
14、以 5 只能是只能是 SOSO2 2;猜想硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有;猜想硫酸铜受热分解所得气体的成分可能含有 SOSO3 3、SOSO2 2、O O2 2,故答案,故答案 为为 SOSO2 2、O O2 2;SOSO3 3、SOSO2 2、O O2 2; (1 1)实验时,根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序,)实验时,根据反应装置、洗气装置、干燥装置、收集装置进行排序,A A 是制取气是制取气 体、体、B B 是量取生成氧气体积、是量取生成氧气体积、C C 是吸收二氧化硫、是吸收二氧化硫、D D 是干燥氧气、是干燥氧气、E E 是排水法收集氧是排水法收集氧气、气、
15、F F 吸收三氧化硫,其实验先后顺序是制取气体、除去三氧化硫、吸收水分、吸收二氧吸收三氧化硫,其实验先后顺序是制取气体、除去三氧化硫、吸收水分、吸收二氧 化硫、吸收二氧化硫、干燥氧气、收集氧气,所以其排列顺序为化硫、吸收二氧化硫、干燥氧气、收集氧气,所以其排列顺序为 ,故答案为;,故答案为; (2 2)若实验结束时装置)若实验结束时装置 B B 中量筒没有收集到水,说明生成的气体完全被吸收,因为生中量筒没有收集到水,说明生成的气体完全被吸收,因为生 成二氧化硫时一定生成氧气,氧气不能被吸收,所以生成的气体只能是三氧化硫,所成二氧化硫时一定生成氧气,氧气不能被吸收,所以生成的气体只能是三氧化硫,
16、所 以以 I I 是正确的,故选是正确的,故选 I I; (3 3)c c 装置吸收的是装置吸收的是 SOSO2 2,E E 装置中收集的气体是装置中收集的气体是 O O2 2,实验一中,实验一中 n n(CuSOCuSO4 4)= = 6.4 160/ g gmol =0.04mol=0.04mol,n n(SOSO2 2)= = 2.56 64/ g g mol =0.04mol=0.04mol、n n(O O2 2)= = 0.448 22.4/ L L mol =0.02mol=0.02mol,根据转移电子,根据转移电子 守恒知,硫酸铜分解生成守恒知,硫酸铜分解生成 n n(SOSO2
17、 2)= = 0.02mol 4 2 =0.04mol=0.04mol,所以该反应中没有,所以该反应中没有 SOSO3 3生成,生成, 再结合原子守恒配平方程式为再结合原子守恒配平方程式为 2CuSO2CuSO4 42CuO+2SO2CuO+2SO2 2+O+O2 2; 实验二中实验二中 n n (CuSOCuSO4 4) = = 6.4 160/ g gmol =0.04mol=0.04mol, n n (SOSO2 2) = = 3.84 160/ g g mol =0.06mol=0.06mol, n n (O O2 2) = = 0.224 22.4 / mol L L =0.01mo
18、l=0.01mol, 根据转移电子守恒知, 硫酸铜分解生成, 根据转移电子守恒知, 硫酸铜分解生成n n (SOSO2 2) = = 0.01mol 4 2 =0.02mol=0.02mol0.06mol0.06mol, 所以生成的气体中含有所以生成的气体中含有 SOSO3 3,根据,根据 SOSO3 3+2NaHSO+2NaHSO3 3=Na=Na2 2SOSO4 4+2SO+2SO2 2+H+H2 2O O 知,生成知,生成 n n(SOSO3 3)= = 0.06mol-0.02mol 2 1=0.02mol1=0.02mol, 所以, 所以n n (SOSO2 2) :) : n n
19、(SOSO3 3) :) : n n (O O2 2) =0.02mol=0.02mol: 0.02mol0.02mol: 0.01mol=20.01mol=2: 2 2: 1 1, 根据原子守恒配平方程式得, 根据原子守恒配平方程式得 4CuSO4CuSO4 44CuO+2SO4CuO+2SO2 2+2SO+2SO3 3+O+O2 2, 故答案为, 故答案为 2CuSO2CuSO4 4 2CuO+2SO2CuO+2SO2 2+O+O2 2;4CuSO4CuSO4 44CuO+2SO4CuO+2SO2 2+2SO+2SO3 3+O+O2 2。 3 3氯化铜和氯化亚铜都是重要的化原料,常用作石油
20、工业脱臭脱硫和纯化剂、印染媒氯化铜和氯化亚铜都是重要的化原料,常用作石油工业脱臭脱硫和纯化剂、印染媒 6 染剂等。 某研究小组用粗铜染剂等。 某研究小组用粗铜( ( 含杂质含杂质 Fe) Fe) 为原料制备为原料制备 CuClCuCl2 2 2H2H2 2O O 晶体, 再用晶体, 再用 CuClCuCl2 2 2H2H2 2O O 晶体制备晶体制备 CuClCuCl。 制备制备 CuClCuCl2 22H2H2 2O O 晶体晶体 (1 1)仪器)仪器 B B 的名称是的名称是_;B B 中反应的离子方程式为中反应的离子方程式为 _。 (2 2)装置)装置 C C 中粗铜粉末与气体充分反应时
21、的生成物是中粗铜粉末与气体充分反应时的生成物是_(_(填化填化 学式学式) )。反应完成后,将。反应完成后,将 C C 中的固体用稀盐酸完全溶解、再加入试剂中的固体用稀盐酸完全溶解、再加入试剂 M M 除杂,经一系列除杂,经一系列 操作便可获得操作便可获得 CuClCuCl2 22H2H2 2O O 晶体。晶体。 试剂试剂 M M 应当选用应当选用_(_(填正确答案字母编号填正确答案字母编号) ) a.Cu(NOa.Cu(NO3 3) )2 2 b.NaOH c.CuO d.NHb.NaOH c.CuO d.NH3 3H H2 2O e.CO e.Cu(OH)u(OH)2 2 溶解溶解 C C
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