通用版2022届高三化学一轮复习强化训练化学实验热点题型含解析

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1.答案 C NH4HCO3受热分解产生氨气,氨气遇水生成的一水合氨电离出OH-而使红色石蕊试纸变蓝,但无法推测NH4HCO3显碱性。
2.下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是( )
2.答案 B A项,淀粉可能部分水解,没有检验水解产物,不能确定水解程度,错误;B项,酸性高锰酸钾溶液可氧化乙二酸,溶液紫色褪去,说明乙二酸具有还原性,正确;C项,向AgNO3溶液中滴加过量氨水,生成银氨溶液,则Ag+与NH3·H2O不能大量共存,错误;D项,向鸡蛋白溶液中滴入HgCl2溶液,蛋白质发生变性,有白色沉淀,错误。
3.下列实验所用试剂、现象和结论均正确的是( )
3.答案 B A项,制取溴苯时应使用苯和液溴,不能使用浓溴水,错误;B项,石蜡油的主要成分是烃的混合物,在碎瓷片的催化作用下,石蜡油会裂(分)解,产物中含有烯烃等不饱和烃,正确;C项,制备乙酸乙酯时需要加入浓硫酸,错误;D项,甲醚与钠不反应,故与金属钠接触时不会有气泡产生,错误。
4.CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并验证其他分解产物。
【查阅资料】
①CuCl2·2H2O CuCl2 CuCl+Cl2
②CuCl是一种白色难溶固体,潮湿CuCl在空气中缓慢被氧化
(1)配平潮湿CuCl在空气中被氧化的化学方程式:
CuCl+ O2+ 3CuO·CuCl2·3H2O+ HCl
【实验探究】该小组选用下图装置进行实验(夹持、加热仪器略)。
(2)A装置用于制取HCl:NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑,浓硫酸在该反应中体现强酸性和 性。
(3)按实验要求选择上图装置,连接顺序为a (按气流方向,用小写字母表示)。
(4)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:
①连接装置, ;②装入药品;③打开分液漏斗活塞;④控制温度加热硬质玻璃管一段时间;⑤停止通HCl,升温继续加热;步骤④通HCl的目的是 。
(5)E装置中发生反应的离子方程式是 。
【实验分析与改进】
(6)B装置中试纸先变蓝后又褪色,经查资料获知过量的Cl2能将I2氧化。甲同学认为可将湿润淀粉KI试纸改成足量的淀粉KI溶液以克服Cl2过量的问题,但小组分析后认为该方案存在一个明显安全问题: 。
(7)反应结束后,CuCl产品中可能含有少量未分解的CuCl2,乙同学认为只用一种日常生活常见的液体即可检验。该实验方案为:取少量固体放入小试管中, 。
4.答案 (1)4 1 4H2O 2
(2)难挥发
(3)degfcbh或edgfcbh
(4)检查装置气密性 抑制CuCl2水解
(5)H++OH- H2O、Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O
(6)HCl易溶于水,易发生倒吸
(7)加少量水后用胶塞盖紧,迅速振荡,若溶液显蓝色则产品中含CuCl2,若不显蓝色则不含CuCl2
解析 (1)结合得失电子守恒和原子守恒可知,此反应化学方程式为4CuCl+O2+4H2O 3CuO·CuCl2·3H2O+2HCl。(3)由A装置制备的HCl通入C装置,经过D装置检验生成的水,经过B装置检验是否有氯气生成,最后用E装置进行尾气处理,防止污染空气,则装置的连接顺序为adegfcbh或aedgfcbh。(4)装置连接好后,首先要检查装置气密性,再进行后续实验;因CuCl2易水解,可通入HCl抑制CuCl2水解。(5)E装置是用NaOH溶液处理含有HCl和Cl2的尾气,发生反应的离子方程式是H++OH- H2O、Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(6)如果将湿润淀粉KI试纸改成足量的淀粉KI溶液,HCl气体易溶于水,容易产生倒吸现象,存在安全隐患。(7)CuCl2能溶于水,且其水溶液显蓝色,同时考虑到CuCl在潮湿环境中易被氧化,则检验时需避免空气中氧气的干扰,具体实验方案是取少量固体放入小试管中,加少量水后用胶塞盖紧,迅速振荡,若溶液显蓝色则产品中含CuCl2,若不显蓝色则不含CuCl2。
5.丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为
实验步骤如下:
步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。
步骤2:蒸出过量的甲醇(装置如图)。
步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5% Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。
步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。
(1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 。
(2)步骤2中,如图所示的装置中仪器A的名称是 ;
蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,用5% Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是 ;分离出有机相的操作名称为 。
(4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是 。
5.答案 (1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率 (2)(直形)冷凝管 防止暴沸 (3)丙炔酸 分液 (4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高
解析 (1)步骤1中,加入过量甲醇可以增大与之反应的丙炔酸的转化率,并作为溶剂使反应物充分接触,加快反应速率。
(2)据题给装置示意图可知仪器A为(直形)冷凝管;为了防止暴沸,通常在发生酯化反应的蒸馏烧瓶中加入碎瓷片。
(3)类比乙酸乙酯制备实验中饱和Na2CO3溶液的作用,可知步骤3中5% Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸;丙炔酸甲酯与Na2CO3溶液互不相溶,可用分液法分离出丙炔酸甲酯。
(4)由于丙炔酸甲酯的沸点大于100 ℃,故步骤4中蒸馏时不能用水浴加热。
B组 提升题组

6.某兴趣小组运用下图所示组合装置(部分夹持装置未画出)进行探究实验。
请回答下列问题:
(1)a同学将甲、乙装置组合进行实验,其实验目的是探究 反应的生成物;在连接好装置后,首先要进行的实验操作为 。
(2)为检验C装置中反应的生成物是否有氧气,装置B中盛放的试剂X应为 ,装置D中碱石灰的作用是 ;实验操作及现象是 。
(3)b同学将甲、丙装置组合进行实验,能说明I-的还原性弱于SO2的现象为 ,发生反应的离子方程式是 。
(4)装置G中的现象是 ,说明SO2是 (填“酸”或“碱”)性气体。
(5)为验证装置中SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,c同学设计了两套方案,完成下表:
6.答案 (1)SO2与Na2O2 检查装置的气密性
(2)浓硫酸 吸收未反应的SO2,防止污染空气,同时防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C与Na2O2反应,干扰实验 将带火星的木条放在干燥管D出口处,若木条复燃,则说明有氧气生成,否则无氧气生成
(3)装置F中溶液蓝色褪去 SO2+I2+2H2O 2I-+SO42-+4H+
(4)溶液红色褪去 酸
(5)盐酸酸化的BaCl2 KSCN 溶液不变红
解析 (1)a同学将甲、乙装置组合进行实验,甲装置利用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫,气体干燥后进入C装置与过氧化钠反应,故其实验目的是探究SO2与Na2O2反应的生成物;实验过程有气体的参与,在连接好装置后,首先要检查装置的气密性。(2)装置B中盛放浓硫酸,将通入的二氧化硫进行干燥,以免水蒸气进入装置C中与过氧化钠反应生成氧气而干扰实验;装置D中碱石灰的作用是吸收未反应的SO2,防止污染空气,同时防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C与Na2O2反应,干扰实验;氧气的检验可将带火星的木条放在干燥管D出口处,若木条复燃,则说明有氧气生成,否则无氧气生成。(3)b同学将甲、丙装置组合进行实验,I-的还原性弱于SO2,则碘单质被二氧化硫还原,现象为装置F中溶液蓝色褪去,发生反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O 2I-+SO42-+4H+。(4)装置G中含有酚酞的氢氧化钠溶液呈红色,当过量的二氧化硫被吸收后溶液碱性减弱,现象是溶液红色褪去,说明SO2是酸性气体。(5)方案1:取少量装置E中的溶液于试管中,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明溶液中含有硫酸根离子;方案2:取少量装置E中的溶液于试管中,向其中滴加KSCN溶液,溶液不变红,证明溶液中的铁离子已被还原为亚铁离子,从而证明二氧化硫与氯化铁发生了氧化还原反应。
7.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。
(2)步骤②需要加热的目的是 ,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时为了 ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为 。
7.答案 (1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O
解析 (1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。
(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95 ℃,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。
(3)步骤③利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水解,需控制溶液的pH小于0.5。
(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。
(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 ml,加热到150 ℃,失去1.5 ml(即27 g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为275.6%≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水,482-26618=12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。
8.以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为 ;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是 。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是 ;
使用冷凝管的目的是 。
图1
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。
图2
图3
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为 。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: ,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
8.答案 (1)3Cl2+6OH- 5Cl-+ClO3-+3H2O 缓慢通入Cl2
(2)NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发
(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2 ②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 ℃条件下趁热过滤
解析 (1),反应生成的NaClO3与NaCl的物质的量之比为1∶5;Cl2与NaOH的反应为放热反应,缓慢通入Cl2可减慢反应速率,防止溶液升温过快。(2)反应过程中不能使NaClO碱性溶液过量,否则会氧化生成的N2H4·H2O,故NaClO碱性溶液应用滴液漏斗滴加;水合肼的沸点约为118 ℃,冷凝回流可减少水合肼的挥发。(3)②溶液pH约为10时可得Na2SO3溶液;制备无水Na2SO3时,注意过滤时温度不能低于34 ℃,否则会生成Na2SO3·7H2O晶体。
9.葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是常用的补铁剂,易溶于水,几乎不溶于乙醇。用下图装置制备FeCO3,并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。回答下列问题:
(1)a的名称为 。
(2)打开K1、K3,关闭K2,一段时间后,关闭K3,打开K2。在 (填仪器标号)中制得碳酸亚铁。实验过程中产生的H2作用有 、 。(写2条)
(3)将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤。如过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色。用化学方程式说明原因: 。
(4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合,加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的是 。
(5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁,同时有气体产生,离子方程式为 ,
此法产品纯度更高,原因是 。
9.答案 (1)恒压滴液漏斗
(2)c 排出装置内空气,防止生成的FeCO3被氧化 将b中溶液压入c中
(3)4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2
(4)降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度
(5)Fe2++2HCO3- FeCO3↓+CO2↑+H2O 降低溶液的pH,以免产生氢氧化亚铁
解析 (1)根据题图可知,a为恒压滴液漏斗;(2)Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,故先打开K1、K3,关闭K2,此时在b中制备硫酸亚铁;一段时间后,关闭K3,打开K2,利用生成的氢气使烧瓶中气压增大,将硫酸亚铁溶液压入三颈烧瓶c中,发生的反应为FeSO4+Na2CO3 FeCO3↓+Na2SO4,因此碳酸亚铁在c中生成;(3)FeCO3在空气中容易被氧化生成氢氧化铁,该反应的化学方程式为4FeCO3+6H2O+O2 4Fe(OH)3+4CO2;(4)葡萄糖酸亚铁易溶于水,几乎不溶于乙醇,加入乙醇可降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解度,从而提高产率;(5)FeSO4溶液与NaHCO3溶液反应生成FeCO3、CO2和H2O,该反应的离子方程式为Fe2++2HCO3- FeCO3↓+CO2↑+H2O,该反应生成二氧化碳,使溶液的pH减小,从而避免生成氢氧化亚铁。
10.ClO2是一种优良的消毒剂,常用于自来水的消毒,其沸点为9.9 ℃,可溶于水,有毒,浓度较高时易发生爆炸。某学习小组在实验室通过反应30NaClO3+20H2SO4(浓)+7CH3OH 30ClO2↑+6HCOOH+10Na3H(SO4)2+CO2↑+23H2O制备ClO2,并将其转化为便于运输和贮存的NaClO2固体,实验装置如下图所示。请回答下列问题:
(1)试剂X的名称为 ;盛放该试剂的仪器的名称为 。
(2)实验过程中需持续通入一定量的CO2,其目的是 ;反应结束后需再通入一定量的CO2,其目的是 。
(3)装置C中生成NaClO2的离子方程式为 。
(4)设计实验证明NaClO2溶液具有氧化性: (可供选择的试剂:稀HNO3、稀H2SO4、K2SO3溶液、BaCl2溶液、FeCl2溶液、KSCN溶液)。
(5)上述装置存在一处明显的缺陷,其改进措施为 。
(6)某同学欲测定经ClO2消毒过的自来水中ClO2残留量,他进行了如下实验:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸;
Ⅱ.向锥形瓶中加入20.00 mL自来水;
Ⅲ.用0.100 0 ml·L-1 Na2S2O3溶液测定锥形瓶中生成I2的量(I2+2S2O32- 2I-+S4O62-),共用去a mL Na2S2O3溶液。
①盛放Na2S2O3溶液的仪器为 (填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②水样中ClO2的含量为 g/L。
10.答案 (1)浓硫酸 分液漏斗
(2)使ClO2中混有一定量的CO2,防止ClO2浓度过高发生爆炸 将装置中残留的ClO2吹入装置C中参与反应,提高原料的利用率
(3)2OH-+2ClO2+H2O2 2ClO2-+O2↑+2H2O
(4)向FeCl2和KSCN的混合溶液中加入NaClO2溶液,如果溶液变红,证明NaClO2溶液具有氧化性
(5)接一个装有NaOH溶液的洗气瓶进行尾气处理
(6)碱式 0.067 5a
11.乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加 0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作。
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用 加热。(填标号)
A.热水浴B.酒精灯C.煤气灯D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有 (填标号),不需使用的有 (填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是 。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是 ,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为 。
(6)本实验的产率是 %。
11.答案 (1)A
(2)BD 分液漏斗、容量瓶
(3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶)
(4)生成可溶的乙酰水杨酸钠
(5)重结晶
(6)60
解析 (1)该合成反应需维持瓶内温度在70 ℃左右,采用热水浴加热最合适。
(2)①中在不断搅拌下将反应后的混合物倒入冷水中,应在烧杯中进行并用玻璃棒搅拌;过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,不需使用分液漏斗和容量瓶。
(3)温度降低,乙酰水杨酸晶体的溶解度减小,故①中使用冷水的目的是充分析出乙酰水杨酸固体。
(4)①中过滤得到乙酰水杨酸粗品,②中加入饱和NaHCO3溶液,乙酰水杨酸可以与饱和NaHCO3溶液反应,生成可溶的乙酰水杨酸钠,便于过滤除去难溶杂质。
(5)纯化乙酰水杨酸固体的方法为重结晶。
(6)结合已知数据,判断出醋酸酐过量,利用水杨酸质量计算出乙酰水杨酸的理论产量为9.0 g,故本实验的产率为5.4 g9.0 g×100%=60%。实验
现象
结论
A
向2 mL 0.1 ml·L-1的FeCl3溶液中加足量铁粉,振荡,加1滴KSCN溶液
黄色逐渐消失,加KSCN溶液颜色不变
还原性:Fe>Fe2+
B
将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶
集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生
CO2具有氧化性
C
加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸
石蕊试纸变蓝
NH4HCO3显碱性
D
向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液
一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象
Ksp(AgI)