届二轮复习 综合实验探究 专题卷全国通用.docx
《届二轮复习 综合实验探究 专题卷全国通用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届二轮复习 综合实验探究 专题卷全国通用.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
届二轮复习综合实验探究专题卷全国通用
专题突破综合实验探究
非选择题（本题包括5个小题,共100分）
1.（2019全国2,28）（20分）咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华）,有兴奋大脑神经和利尿等作用。
茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸（Ka约为10-6,易溶于水及乙醇）约3%~10%,还含有色素、纤维素等。
实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如右图所示。
实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。
萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。
回答下列问题:
（1）实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是 。
圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒 。
（2）提取过程不可选用明火直接加热,原因是 。
与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是 。
（3）提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。
与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是 。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有 （填标号）。
A.直形冷凝管B.球形冷凝管
C.接收瓶D.烧杯
（4）浓缩液加生石灰的作用是中和 和吸收 。
（5）可采用如右图所示的简易装置分离提纯咖啡因。
将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是 。
2.（2019河北张家口质检）（20分）硫是一种自然界分布较广的元素,在很多化合物中都含有该元素,回答下列问题:
（1）装置A中反应的化学方程式为 。
（2）使分液漏斗中液体顺利流下的操作是 。
（3）选用上面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱。
①甲同学认为按照A→C→F的顺序连接装置即可证明,乙同学认为该方案不合理,其理由是 。
②丙同学设计的合理实验方案为:
A→C→ → →D→F,其中装置C的作用是 ,证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的实验现象是 。
（4）K2S2O8具有强氧化性,可通过电解H2SO4和K2SO4的混合溶液制得,其阳极反应式为 ,称取0.2500g产品置于碘量瓶中,加100mL水溶解,再加入8.000gKI固体（稍过量）,振荡使其充分反应。
加入适量醋酸溶液酸化,以淀粉为指示剂,用cmol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准液VmL,则样品中K2S2O8的纯度为 （用含c、V的代数式表示,已知:
S2
+2I-
2S
+I2,2S2
+I2
S4
+2I-）。
3.（2019重庆九校联盟联考）（20分）过氧化钙（CaO2）常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白色的固体,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液,但溶于酸。
某实验小组拟探究CaO2的性质及其实验室制法。
（1）实验探究CaO2与酸的反应。
操作
现象
向盛有4gCaO2的大试管中加入10mL稀盐酸得溶液a
剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体
取5mL溶液a置于试管中,滴入两滴石蕊溶液
溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍后溶液变为无色
①CaO2与盐酸反应的化学方程式为 。
②加入石蕊溶液后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的 。
（2）用如图所示装置制备过氧化钙,其反应原理为Ca+O2
CaO2。
①请选择实验所需要的装置,按气流方向连接的顺序为 （填仪器接口的字母,上述装置可不选用也可重复使用）。
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:
Ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;Ⅱ.打开分液漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后, （填操作）;Ⅳ.拆除装置,取出产物。
（3）利用反应Ca2++H2O2+2NH3+8H2O
CaO2·8H2O↓+2NH4+在碱性环境下制取CaO2的装置如图所示。
①NH3在Ca2+和H2O2的反应过程中所起的作用是 。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。
过滤需要的玻璃仪器是 ;将沉淀进行洗涤的操作为 。
（4）设计实验证明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强:
。
4.（20分）氮化镓（GaN）被称为第三代半导体材料,其应用已经取得了突破性的进展。
已知:
（ⅰ）氮化镓性质稳定,不与水、酸反应,只在加热时溶于浓碱溶液。
（ⅱ）NiCl2溶液在加热时,先转化为Ni（OH）2,后分解为NiO。
（ⅲ）制备氮化镓的反应为2Ga+2NH3
2GaN+3H2
某学校化学兴趣小组在实验室制备氮化镓,设计实验装置如图所示:
设计实验步骤如下:
①滴加几滴NiCl2溶液润湿金属镓粉末,置于反应器中;
②先通入一段时间的H2后,再加热;
③停止通氢气,改通入氨气,继续加热一段时间;
④停止加热,继续通入氨气,直至冷却;
⑤将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中,充分反应后过滤、洗涤、干燥。
（1）仪器X中的试剂是 ,仪器Y的名称是 。
（2）该套装置中存在的一处明显错误是 。
（3）步骤①中选择NiCl2溶液,不选择氧化镍的原因是 。
a.增大接触面积,增大化学反应速率
b.使镍能均匀附着在镓粉的表面,提高催化效率
c.为了能更好形成原电池,增大反应速率
（4）步骤③中制备氮化镓,则判断该反应接近完成时观察到的现象是 。
（5）请写出步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤干净的操作:
。
（6）镓元素与铝同族,其性质与铝类似,请写出氮化镓溶于热NaOH溶液的离子方程式:
。
5.（2019陕西宝鸡中学三模）（20分）葡萄糖酸亚铁
[（C6H11O7）2Fe]是医疗上常用的补铁剂,易溶于水,几乎不溶于乙醇。
某实验小组同学拟用下图装置先制备FeCO3,再用FeCO3与葡萄糖酸反应进一步制得葡萄糖酸亚铁。
请回答下列问题:
（1）与普通漏斗比较,a漏斗的优点是 。
（2）按上图连接好装置,检査气密性后加入药品,打开K1和K3,关闭K2。
①b中的实验现象 。
②一段时间后,关闭 ,打开 （选填“K1”“K2”或“K3”）,观察到b中的溶液会流入c中,同时c中析出FeCO3沉淀。
③b中产生的气体的作用是 。
（3）将c中制得的碳酸亚铁在空气中过滤时间较长时,表面会变为红褐色,用化学方程式说明其原因:
（4）将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合,须将溶液的pH调节至5.8,其原因是 。
向上述溶液中加入乙醇即可析出产品,加入乙醇的目的是 。
（5）有同学提出用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制得的碳酸亚铁纯度更高,其可能的原因是 。
参考答案
1.答案
（1）增加固液接触面积,提取充分 沸石
（2）乙醇易挥发,易燃 使用溶剂量少,可连续萃取（萃取效率高） （3）乙醇沸点低,易浓缩 AC （4）单宁酸 水 （5）升华
解析
（1）将茶叶研细是为了增加固液接触面积,使提取充分。
为了防止暴沸,需要加入沸石。
（2）乙醇容易挥发,且易燃烧。
根据所给萃取的原理和装置,可知该种萃取方法中萃取剂可以连续使用,萃取效率高。
（3）乙醇的沸点比水的低,蒸馏浓缩更容易;直形冷凝管便于馏分液体流出,故A项正确,B项错误。
（4）因为茶叶中含有单宁酸,故加入生石灰可以中和单宁酸,且生石灰可与水反应,从而达到吸收水的目的。
（5）固体直接转化为气体,属于升华。
2.答案
（1）CaSO3+2HCl
CaCl2+SO2↑+H2O
（2）拔下分液漏斗颈部的塞子（或使分液漏斗塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口部的小孔）,然后再旋转下部活塞
（3）①SO2通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应,不能证明强酸制备弱酸的原理 ②B E 除去HCl气体 D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀
（4）2S
-2e-
S2
54cV%
解析
（1）盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、二氧化硫与水,反应的化学方程式为CaSO3+2HCl
CaCl2+SO2↑+H2O。
（2）分液漏斗使用时应使内外压强相等,操作为拔下分液漏斗颈部的塞子（或使分液漏斗塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口部的小孔）,然后再旋转下部活塞。
（3）①次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,SO2通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应,不能证明强酸制备弱酸的原理。
②A装置制备SO2,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有HCl,用饱和的亚硫酸氢钠溶液除去HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸钾溶液氧化除去CO2中混有的SO2,用品红溶液检验CO2中的SO2是否除尽,再将气体通入F中进行反应,则装置连接顺序为A、C、B、E、D、F,其中装置C的作用是除去HCl气体,D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀,可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
（4）阳极失电子,对应电极反应式为2S
-2e-
S2
。
由题给信息可得关系式S2
~2S2
则样品中K2S2O8的纯度为
×100%=54cV%。
3.答案
（1）①2CaO2+4HCl
2CaCl2+2H2O+O2↑ ②H2O2
（2）①d→e→f→b→c→e（或d→e→f→c→b→e） ②熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通入氧气,并关闭分液漏斗的活塞
（3）①中和生成的氢离子,促进反应进行（或使溶液呈碱性,减少CaO2·8H2O的溶解,或提高产品的产率等其他合理答案）
②烧杯、漏斗、玻璃棒 沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复2~3次
（4）在FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再加入少量CaO2粉末,溶液变红色,说明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强
解析
（1）①CaO2与盐酸反应产生CaCl2、H2O和氧气,反应的化学方程式为2CaO2+4HCl
2CaCl2+2H2O+O2↑;②加入石蕊后溶液褪色可能是因为溶液a中存在较多的H2O2,该物质具有氧化性,能将红色的物质氧化变为无色。
（2）①用H2O2与MnO2反应产生O2,用浓硫酸干燥氧气,然后是氧气与Ca在加热时发生反应产生CaO2,为防止空气中的水分影响反应产物,应该再连接盛有浓硫酸的洗气瓶。
故装置的连接顺序是d→e→f→b→c→e（或d→e→f→c→b→e）。
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:
Ⅰ.检验装置的气密性后装入药品;Ⅱ.打开分液漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后,熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通入氧气,并关闭分液漏斗的活塞;Ⅳ.拆除装置,取出产物。
（3）①根据反应的离子方程式可知NH3与反应产生的H+结合形成N
所以NH3在Ca2+和H2O2的反应过程中所起的作用是中和生成的氢离子,促进反应进行。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O,过滤所需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒。
将沉淀进行洗涤的操作为沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复2~3次。
（4）要证明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强,可在FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不显红色,再加入少量CaO2粉末,溶液变红色,说明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性强。
4.答案
（1）浓氨水 球形干燥管
（2）装置F中溶液会产生倒吸或缺少尾气处理装置
（3）ab （4）装置F中几乎不再产生气泡
（5）取最后的一次洗涤液于试管中,滴加AgNO3溶液,若无白色沉淀,则证明氮化镓固体已洗涤干净
（6）GaN+OH-+H2O
Ga
+NH3↑
解析
（1）根据题中信息可知,装置A制取氢气,装置C制取氨气;由于是不需要加热条件下的液体与固体作用制氨气,故仪器X中的试剂是浓氨水,仪器Y的名称是球形干燥管。
（2）因过量的氨气进入装置F与稀硫酸反应,装置F中的溶液会产生倒吸;同时该装置缺少尾气处理装置。
（3）步骤①中选择NiCl2溶液,NiCl2溶液在加热时,先转化为Ni（OH）2,后分解为NiO,增大接触面积,增大化学反应速率,且能使NiO被还原生成的镍均匀附着在镓粉的表面,提高催化效率。
（4）步骤③中制备氮化镓的反应为2Ga+2NH3
2GaN+3H2,氨气极易溶于水,氢气不溶于水,故判断该反应接近完成时观察到的现象是装置F中几乎不再产生气泡。
（5）步骤⑤中检验产品氮化镓固体是否洗涤干净,即检验洗涤液中是否还含有Cl-,操作为取最后的一次洗涤液于试管中,滴加AgNO3溶液,若无白色沉淀,则证明产品氮化镓固体已洗涤干净。
（6）镓元素与铝同族,其性质与铝类似,则氮化镓溶于热NaOH溶液的离子方程式为GaN+OH-+H2O
Ga
+NH3↑。
5.答案
（1）平衡气压,利于稀硫酸顺利流下
（2）①铁屑溶解,溶液变为浅绿色,有大量气泡产生 ②K3 K2 ③排出装置内的空气,防止生成的FeCO3被氧化;把b中溶液压进c中
（3）4FeCO3+O2+6H2O
4Fe（OH）3+4CO2
（4）抑制Fe2+的水解 降低溶剂的极性,使晶体的溶解量减小更易析出
（5）溶液的pH降低,减少氢氧化亚铁杂质的生成
解析
（1）a为恒压滴液漏斗,可以保证内部压强不变,使漏斗内液体顺利流下。
（2）①b中铁屑与稀硫酸反应,铁屑会逐渐溶解,溶液由于产生Fe2+变为浅绿色,并有大量气泡产生。
②反应一段时间后,需要把FeSO4加到c中,所以需要关闭K3,打开K2,利用产生的气体把FeSO4压入到c中。
③FeCO3易被氧化,b中反应产生的H2一是把装置内的空气排干净,防止生成的FeCO3被氧化;二是把b中溶液压进c中。
（3）过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色,原因是FeCO3与O2及H2O反应生成Fe（OH）3,化学方程式为4FeCO3+O2+6H2O
4Fe（OH）3+4CO2。
（4）Fe2+易发生水解,将溶液的pH调节至5.8,可抑制Fe2+的水解。
乙醇分子的极性比水小,可以降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解量,便于葡萄糖酸亚铁析出。
（5）碳酸根离子水解后溶液碱性较强,易生成氢氧化亚铁,用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液可以降低溶液的pH,以免产生氢氧化亚铁,得到的产品纯度更高。
升级会员 