2020高考化学考前微专题突破练十二化学实验综合非选择题含解析

化学实验综合(非选择题)

1.(2020·梅州模拟)工业上可用焦炭、二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是某化学小组制备干燥的氯气并在实验室制备SiCl4的部分装置示意图(注: SiCl4遇水易水解)。

(1)选择上图部分装置,制备纯净干燥的氯气,正确的仪器连接顺序为发生装置甲→________→________→________→________→装置A(用小写字母填空)。 

(2)上图C装置的作用是________________。 

(3)装置A的硬质玻璃管中二氧化硅和焦炭与氯气恰好完全反应生成SiCl4,则二氧化硅和碳的物质的量之比为________________。 

(4)经过讨论,该小组认为D中吸收尾气一段时间后,除了过量的OH-,吸收液中阴离子肯定存在Cl-和S,原因是________________(用离子方程式解释)。 

【解析】(1)选择题图部分装置,制备纯净干燥的氯气,发生装置甲为制备氯气的发生装置,用高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯气,生成的氯气中含氯化氢和水蒸气,通过饱和食盐水吸收氯化氢,通过浓硫酸吸收水蒸气,正确的仪器连接顺序为发生装置甲→h→g→d→c→装置A;

(2)题图C装置的作用是防止D装置中的水蒸气进入B的集气瓶使SiCl4水解;

(3)装置A的硬质玻璃管中二氧化硅和焦炭与氯气恰好完全反应生成SiCl4,反应的化学方程式为SiO2+2C+2Cl2 SiCl4+2CO,则二氧化硅和碳的物质的量之比为1∶2;

(4)D中吸收尾气一段时间后,除了过量的OH-,吸收液中阴离子肯定存在Cl-和S,是因为氯气和氢氧化钠、亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠、氯化钠和水,反应的离子方程式为Cl2+S+2OH-2Cl-+S+H2O。

答案:(1)h　g　d　c　(2)防止D装置中的水蒸气进入B的集气瓶使SiCl4水解　(3)1∶2

(4)Cl2+S+2OH-2Cl-+S+H2O

2.(2020·唐山模拟)某学习小组在实验室中利用如图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成,并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。

实验步骤: 

步骤Ⅰ:如图连接装置,检查装置气密性,装入药品;

步骤Ⅱ:旋开分液漏斗活塞与旋塞,并点燃酒精喷灯;

步骤Ⅲ:当硬质玻璃管中固体质量不再改变时,停止加热,继续向烧瓶中滴水一段时间

步骤Ⅳ:实验结束后,将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液……

请回答:

(1)步骤Ⅲ中,停止加热后还需继续向烧瓶中滴水一段时间,其目的为____________________。 

(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是________________________。 

(3)步骤Ⅳ 中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外,还有____________________。 

(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液,加入足量的双氧水,再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥,称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为__________________________。 

(5)反应后D装置所得溶液中除含有Na2SO4外,还可能含有Na2SO3。现用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。可供选择的试剂:①0.100 0 mol·L-1 酸性KMnO4溶液;②0.100 0 mol·L-1 H2O2溶液;③0.100 0 mol·L-1 KI-淀粉溶液;④0.100 0 mol·L-1 BaCl2溶液;

⑤0.100 0 mol·L-1 HCl溶液。

①所选试剂应装在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中; 

②所利用的反应原理为____________________(用离子方程式表示)。 

【解析】(1)步骤Ⅲ中,停止加热后还需继续向烧瓶中滴水一段时间,利用生成的氧气把生成的二氧化硫气体全部赶入氢氧化钠溶液中吸收;

(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是:SO2中含不溶于NaOH溶液的O2;

(3)步骤Ⅳ中将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液,配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外,还需要250 mL容量瓶,定容用到的胶头滴管;

(4)12.0 g FexSy,灼烧后生成的二氧化硫被吸收,将D中所得溶液加水配制成

250 mL溶液,取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液,加入足量的双氧水,再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液,将所得沉淀过滤、洗涤、干燥,称其质量为4.66 g。硫元素守恒n(S)=n(BaSO4)==0.02 mol,250 mL溶液中含硫元素物质的量0.02 mol×=0.2 mol,铁元素物质的量==0.1 mol,则化学式中n(Fe)∶n(S)=0.1∶0.2=1∶2,x=1,y=2,化学式为FeS2;

(5)溶液中除含有Na2SO4外,还可能含有Na2SO3。0.100 0 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定终点溶液颜色变为紫红色说明反应达到终点,过氧化氢能氧化亚硫酸钠但无明显现象,0.100 0 mol·L-1KI淀粉溶液不能氧化亚硫酸钠。①所选试剂为

①0.1000 mol·L-1酸性KMnO4溶液,高锰酸钾溶液具有强氧化性应该盛在酸式滴定管中;②所利用的反应原理为2Mn+5S+6H+5S+2Mn2++3H2O。

答案:(1)继续生成O2,驱赶装置内残留的SO2,使生成的SO2全部被NaOH溶液吸收　(2)SO2中含不溶于NaOH溶液的O2　(3)250 mL容量瓶、胶头滴管

(4)FeS2　(5)①酸式　②2Mn+5S+6H+5S+2 Mn2++3H2O

3.(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。

【查阅资料】(NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。

【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。

实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛有

0.500 0 mol·L-1盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后,于260 ℃时加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用0.200 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无S。

(1)仪器X的名称是________。 

(2)滴定前,下列操作的正确顺序是________(填字母编号)。 

a.盛装0.200 0 mol·L-1 NaOH溶液

b.用0.200 0 mol·L-1 NaOH溶液润洗

c.读数、记录

d.查漏、水洗

e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面

(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是____mol。 

实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 ℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有S,无S。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。

(4)检验装置D内溶液中有S,无S的实验操作和现象是_____________。 

(5)装置B内溶液吸收的气体是_______________。 

(6)(NH4)2SO4在400 ℃分解的化学方程式是_______________________。 

【解析】(1)仪器X为圆底烧瓶。(2)滴定操作步骤:首先查漏、水洗,再用待装的溶液润洗,再装液,再排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面,最后记录读数。

(3)由题意知:品红溶液不褪色,说明无SO2生成,溶液中无S,滴定后的溶液中无S,则装置B中吸收的气体为NH3。n(HCl)=n(NH3)+n(NaOH),则吸收气体的物质的量为0.03 mol。

答案:(1)圆底烧瓶　(2)dbaec　(3)0.03

(4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气味气体

(5)NH3(或氨气)

(6)3(NH4)2SO4

4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑

4.NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图:

已知:25°C时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表所示。

注:NiCO3是一种不溶于水易溶于强酸的沉淀。

(1)下列措施可行,且能提高废渣浸出效率的有________(填字母)。 

A.升高反应温度

B.增大压强

C.在反应过程中不断搅拌

(2)在滤液Ⅰ中加入6%的H2O2,其作用是________________(用离子方程式表示);加入NaOH调节pH的范围是________,为了除去溶液中的________离子。 

(3)滤液Ⅱ的主要成分是________。 

(4)检验N已完全沉淀的实验方法是 ________________。 

【解析】废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等杂质)在硫酸溶解过滤后除去不溶于硫酸的铜,所以滤液含有Fe2+、Fe3+、Cr3+杂质,加H2O2是将Fe2+氧化成Fe3+,再通过调节pH 5.6～8.4使Fe3+和Cr3+都以氢氧化物沉淀的形式除去,滤液Ⅱ含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、NiSO4,再加碳酸钠沉淀Ni2+,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成NiSO4。(1)能提高废渣浸出效率即提高反应速率,所以AC都可以提高反应速率,而B增大压强对反应没影响;(2)因为废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等杂质)在硫酸溶解过滤后含有Fe2+、Fe3+、Cr3+杂质,所以加H2O2是将Fe2+氧化成Fe3+,再通过调节pH 5.6～8.4使Fe3+和Cr3+都以氢氧化物沉淀的形式除去;(3)经过加入H2O2、NaOH后可除去Fe、Cr等杂质,滤液中含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、NiSO4;(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是静置后向上层清液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成。

答案:(1)AC

(2)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O

5.6≤pH<8.4　Fe3+、Cr3+

(3)Na2SO4、NiSO4

(4)静置后向上层清液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成

5.已知MgCl2+6NH3MgCl2·6NH3该反应具有极好的可逆吸、放氨特性。某课题组在实验室探究其特性,其中氨化(吸氨)过程装置如图1,放氨过程实验装置如图2。

已知:相关物质的性质见表

请回答:(1)实验室采用固固加热的方式制备NH3,制备反应的方程式为________, 

虚框内装置的作用是_______, 

氨化过程采用冰水浴的原因可能是________(填选项序号字母)。 

A.氨化过程为吸热反应,促进反应正向进行

B.加快反应速率

C.防止氨气从溶液中挥发,提高氨气利用率

D.增大六氨氯化镁的溶解度

(2)利用MgCl2溶液制备无水MgCl2,其具体操作为 ________。 

(3)提纯MgCl2·6NH3操作中,下列洗涤剂最合适的是______(填选项序号字母)。 

A.冰浓氨水

B.乙二醇和水的混合液

C.氨气饱和的甲醇溶液

D.氨气饱和的乙二醇溶液

(4)进行放氨实验时,三颈烧瓶加入1.97 g MgCl2·6NH3和烧碱的浓溶液,加热,并不断通入N2,通入N2的目的是 ______________。 

通过观察烧杯中现象的变化就可以监控MgCl2·6NH3的放氨过程,若要判断转化率是否达到或超过90%,则烧杯中溶液可以是________。 

【解析】(1)实验室可用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下制备氨气:2NH4Cl+

Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;氨气易挥发,且污染空气,应进行尾气处理,且干燥管起到吸水的作用,防止右侧水蒸气进入反应器;降低温度,反应速率减小,但有利于提高氨气的利用率,只有C符合;

(2)利用MgCl2溶液制备无水MgCl2,应避免氯化镁水解,可在HCl的氛围中蒸干氯化镁溶液;

(3)洗涤剂应易挥发,且能减少MgCl2·6NH3的溶解,则可用氨气饱和的甲醇溶液;

(4)通入氮气,可排出装置内的氨气,将装置内氨气全部赶入右侧吸收装置;n(MgCl2·6NH3)==0.01 mol,则生成0.06 mol氨气,转化率若达到或超过90%,即有0.054 mol氨气生成,则可用含有少量甲基橙和0.054 mol H+的强酸溶液(或含有少量酚酞和0.054 mol一元弱酸溶液)。

答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑

吸收尾气、防倒吸,防止右侧水蒸气进入反应器　C

(2)在HCl的氛围中蒸干氯化镁溶液

(3)C

(4)将装置内氨气全部赶入右侧吸收装置

含有少量甲基橙和0.054 mol H+的强酸溶液(或含有少量酚酞和0.054 mol一元弱酸溶液)