2020-2021年高考化学真题分项版汇编 专题16 化学实验综合题(学生版)
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1、专题 16 化学实验综合题 1 (2021 全国甲卷)胆矾( 42 CuSO5H O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂 质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题: (1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有_(填标 号)。 A烧杯 B容量瓶 C蒸发皿 D移液管 (2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为_,与直接用废铜和浓硫酸 反应相比,该方法的优点是_。 (3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量 22 H O,冷却后用 32 NH H O调pH为 3.5
2、4,再煮 沸10min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、_、乙醇洗涤、_,得 到胆矾。其中,控制溶液pH为 3.54 的目的是_,煮沸10min的作用是_。 (4) 结晶水测定: 称量干燥坩埚的质量为 1 m, 加入胆矾后总质量为 2 m, 将坩埚加热至胆矾全部变为白色, 置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为 3 m。根据实验数据,胆矾分子中结晶水 的个数为_(写表达式)。 (5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是_(填标号)。 胆矾未充分干燥 坩埚未置于干燥器中冷却 加热时有少胆矾迸溅出来 2 (2021 全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结
3、构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧 化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(转置如图所示): .将浓 24 H SO、 3 NaNO、石墨粉末在 c 中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入 4 KMnO粉 末,塞好瓶口。 .转至油浴中,35搅拌 1 小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至 98并保持 1 小时。 .转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加 22 H O至悬浊液由紫色变为土黄色。 .离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。 .蒸馏水洗涤沉淀。 .冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。 回答下列问题: (1)装置图中,仪器 a、c 的名称分别是_、_,仪器 b 的
4、进水口是_(填字母)。 (2)步骤中,需分批缓慢加入 4 KMnO粉末并使用冰水浴,原因是_。 (3)步骤中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是_。 (4)步骤中, 22 H O的作用是_(以离子方程式表示)。 (5)步骤中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在 2 4 SO 来判断。检测的方法是_。 (6)步骤可用pH试纸检测来判断Cl是否洗净,其理由是_。 3 (2021 广东)含氯物质在生产生活中有重要作用。1774 年,舍勒在研究软锰矿(主要成分是 2 MnO)的过 程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色气体。1810 年,戴维确认这是一种新元素组成的单质, 并命名为 c
5、hlorine(中文命名“氯气”)。 (1)实验室沿用舍勒的方法制取 2 Cl的化学方程式为_。 (2)实验室制取干燥 2 Cl时,净化与收集 2 Cl所需装置的接口连接顺序为_。 (3)某氯水久置后不能使品红溶液褪色,可推测氯水中_已分解。检验此久置氯水中Cl存在的操作 及现象是_。 (4)某合作学习小组进行以下实验探究。 实验任务。通过测定溶液电导率,探究温度对AgCl溶解度的影响。 查阅资料。电导率是表征电解质溶液导电能力的物理量。温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液 中离子浓度的增大而增大;离子浓度一定时,稀溶液电导率随温度的升高而增大。25时, 10 sp KAgCl =1.8
6、10。 提出猜想。 猜想 a:较高温度的AgCl饱和溶液的电导率较大。 猜想 b:AgCl在水中的溶解度s 45s 35s 25。 设计实验、验证猜想。取试样、(不同温度下配制的AgCl饱和溶液),在设定的测试温度下,进 行表中实验 13,记录数据。 实验序号 试样 测试温度/ 电导率/S/cm 1 :25的AgCl饱和溶液 25 1 A 2 :35的AgCl饱和溶液 35 2 A 3 :45的AgCl饱和溶液 45 3 A 数据分析、交流讨论。25的AgCl饱和溶液中, - c Cl=_mol/L。 实验结果为 321 AAA。 小组同学认为, 此结果可以证明中的猜想a成立, 但不足以证明猜
7、想b成立。 结合中信息,猜想b不足以成立的理由有_。 优化实验。小组同学为进一步验证猜想b,在实验 13 的基础上完善方案,进行实验 4 和 5。请在答题卡 上完成表中内容。 实验序号 试样 测试温度/ 电导率/S/cm 4 _ 1 B 5 _ _ 2 B 实验总结。根据实验 15 的结果,并结合中信息,小组同学认为猜想b也成立。猜想b成立的判断依据 是_。 4 (2021 河北)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献,某化 学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备 NaHCO3,进一步处理得到产品 Na2CO3和 NH4Cl,实验 流程如图: 回答下列问
8、题: (1)从 AE 中选择合适的仪器制备 NaHCO3,正确的连接顺序是_(按气流方向,用小写字母表示)。为 使 A 中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或_。 A B C D E. (2)B 中使用雾化装置的优点是_。 (3)生成 NaHCO3的总反应的化学方程式为_。 (4)反应完成后,将 B 中 U 形管内的混合物处理得到固体 NaHCO3和滤液: 对固体 NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量 Na2O2,Na2O2增重 0.14g,则固 体 NaHCO3的质量为_g。 向滤液中加入 NaCl 粉末,存在 NaCl(s)+NH4Cl(aq)
9、NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使 NH4Cl 沉淀充分析出 并分离,根据 NaCl 和 NH4Cl 溶解度曲线,需采用的操作为_、_、洗涤、干燥。 (5)无水 NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度.称量前,若无水 NaHCO3保存不当,吸收了一定量水分, 用其标定盐酸浓度时,会使结果_(填标号)。 A偏高 B偏低 不变 5 (2021 浙江选考) 2 Cl O是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯 2 Cl O。已知: 222 HgO2ClH ClO= gCl,合适反应温度为18 25;副反应: 222 2HgO+2Cl2HgCl +O。 常压下, 2 Cl沸
10、点34.0,熔点101.0; 2 Cl O沸点 2.0,熔点120.6。 22 Cl O+H O2HClO, 2 Cl O在 4 CCl中的溶解度远大于其在水中的溶解度。 请回答: (1)装置 A 的作用是去除原料气中的少量水分,可用的试剂是_。 将上图中装置组装完整,虚框 D 中应选用_。 (2)有关反应柱 B,须进行的操作是_。 A将 HgO 粉末热处理除水分、增加表面积后填入反应柱 B调控进入反应柱的混合气中 2 Cl和 2 N的比例 C调控混合气从下口进入反应柱的流速 D将加热带缠绕于反应柱并加热 (3)装置 C,冷却液的温度通常控制在-80-60。反应停止后,温度保持不变,为减少产品
11、中的 2 Cl含 量,可采用的方法是_。 (4) 将纯化后的 2 Cl O产品气化, 通入水中得到高纯度 2 Cl O的浓溶液, 于阴凉暗处贮存。 当需要 2 Cl O时, 可将 2 Cl O浓溶液用 4 CCl萃取分液,经气化重新得到。 针对萃取分液,从下列选项选择合适操作(操作不能重复使用)并排序: c_edf_。 a.检查旋塞、玻璃塞处是否漏水 b.将溶液和 4 CCl转入分液漏斗 c.涂凡士林 d.旋开旋塞放气 e.倒转分液漏斗,小心振摇 f.经几次振摇并放气后,将分液漏斗置于铁架台上静置 g.打开旋塞,向锥形瓶放出下层液体 h.打开旋塞,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,将上层液体倒入
12、锥形瓶 (5)产品分析:取一定量 2 Cl O浓溶液的稀释液,加入适量 4 CCl、过量KI溶液及一定量的稀 24 H SO,充 分反应。用标准 223 Na S O溶液滴定(滴定);再以酚酞为指示剂,用标准NaOH溶液滴定(滴定)。已知 产生 2 I的反应(不考虑 2 Cl与水反应): - 22 2I +Cl =I +2Cl -+- 222 4I +Cl O+2H =2I +H O+2Cl -+- 22 2I +HClO+H =I +H O+Cl 实验数据如下表: 加入量 24 n H SO/mol 3 2.505 10 滴定测出量 2 n I/mol 3 2.005 10 滴定测出量 24
13、 n H SO/mol 3 1.505 10 用标准 223 Na S O溶液滴定时,无需另加指示剂。判断滴定 到达终点的实验现象是_。 高纯度 2 Cl O浓溶液中要求 22 n Cl O /n Cl99( 2 Cl O和HClO均以 2 Cl O计)。 结合数据 分析所制备的 2 Cl O浓溶液是否符合要求_。 6 (2021 湖南)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测 定产品中少量碳酸氢钠的含量,过程如下: 步骤 I. 23 Na CO的制备 步骤.产品中 3 NaHCO含量测定 称取产品 2.500g,用蒸馏水溶解,定容于 250mL 容量瓶中
14、; 移取 25.00mL 上述溶液于锥形瓶,加入 2 滴指示剂 M,用 1 0.1000mol L盐酸标准溶液滴定,溶液由红 色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸 1 VmL; 在上述锥形瓶中再加入 2 滴指示剂 N,继续用 1 0.1000mol L盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点), 又消耗盐酸 2 V mL; 平行测定三次, 1 V平均值为 22.45, 2 V平均值为 23.51。 已知:(i)当温度超过 35时, 43 NH HCO开始分解。 (ii)相关盐在不同温度下的溶解度表 2 g/100gH O 温度/C 0 10 20 30 40 50 60 NaCl 35.7 35
15、.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 43 NH HCO 11.9 15.8 21.0 27.0 3 NaHCO 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 4 NH Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2 回答下列问题: (1)步骤 I 中晶体 A 的化学式为_,晶体 A 能够析出的原因是_; (2)步骤 I 中“300加热”所选用的仪器是_(填标号); A B C D (3)指示剂 N 为_,描述第二滴定终点前后颜色变化_; (4)产品中 3 NaHCO的质量分数为_(保留三位有效数字); (5) 第一滴定终点时,
16、某同学俯视读数, 其他操作均正确, 则 3 NaHCO质量分数的计算结果_(填“偏 大”“偏小”或“无影响”)。 7 (2021 浙江)某兴趣小组用铬铁矿Fe(CrO2)2制备 K2Cr2O7晶体,流程如下: 已知:4Fe (CrO2)2 + 10Na2CO3+7O2 高温 8Na2CrO4 +4NaFeO2+10CO2 2H+2CrO 2 4 Cr2O 2 7 +H2O 相关物质的溶解度随温度变化如下图。 请回答: (1)步骤 I,将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率,其理由是_。 (2)下列说法正确的是_。 A步骤 II,低温可提高浸取率 B步骤 II,过滤可除去 NaFeO2水解产生的
17、Fe(OH)3 C步骤 III,酸化的目的主要是使 Na2CrO4转变为 Na2Cr2O7 D步骤 IV,所得滤渣的主要成分是 Na2SO4和 Na2CO3 (3)步骤 V,重结晶前,为了得到杂质较少的 K2Cr2O7粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重 复使用)并排序:溶解 KCl _重结晶。 a50蒸发溶剂; b100 蒸发溶剂; c抽滤; d冷却至室温; e蒸发至溶液出现晶膜,停止加热; f蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热。 (4)为了测定 K2Cr2O7产品的纯度,可采用氧化还原滴定法。 下列关于滴定分析的操作,不正确的是_。 A用量筒量取 25.00mL 待测液转移至锥形
18、瓶 B滴定时要适当控制滴定速度 C滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化 D读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直 E平行滴定时,须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下 在接近终点时, 使用“半滴操作”可提高测量的准确度。 其方法是: 将旋塞稍稍转动, 使半滴溶液悬于管口, 用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,_继续摇动锥形瓶,观察颜色变化。(请在横线上补全操作) (5)该小组用滴定法准确测得产品中 K2Cr2O7的质量分数为 98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度 (K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例),但测得的质量分数明显偏低。分析其原因,发现配
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