跟踪检测三十九实验综合大题增分练二.docx

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跟踪检测三十九实验综合大题增分练二

1．氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、极易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。

实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵。

把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。

当悬浮物较多时，停止制备。

（1）结合上述实验装置，写出制备氨基甲酸铵的化学方程式：

________________________________________________________________________，

该反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）液体石蜡鼓泡瓶的作用是____________________________________________。

（3）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是______。

（4）氨基甲酸铵极易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，请写出其水解反应方程式：

________________________________________________________________________。

某学习小组为探究其水解反应，分别取两份不同浓度的氨基甲酸铵溶液，绘制出c（NH2COO－）随时间（t）变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则________（填“A”或“B”）曲线所对应的实验温度高，判断的依据是________________________________________________________________________。

（5）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵。

取某氨基甲酸铵样品4.69g，用足量氢氧化钡溶液充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钡，过滤、洗涤、干燥，测得沉淀质量为11.82g。

则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为______________。

解析：

（1）制备氨基甲酸铵的化学方程式为2NH3＋CO2===NH2COONH4。

发生器用冰水冷却，说明降低温度有利于反应正向进行，故该反应为放热反应。

（2）液体石蜡鼓泡瓶可以起到调节NH3与CO2的通入比例的作用。

（3）生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，因此选择过滤的方法从反应后的混合物中分离出产品。

（4）氨基甲酸铵的水解产物是碳酸氢铵和一种弱碱，该弱碱为NH3·H2O，则水解反应方程式为NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O。

由题图知，A曲线起始浓度小，但在20min内的平均反应速率快，说明其对应的温度高。

（5）设氨基甲酸铵的物质的量为xmol，碳酸氢铵的物质的量为ymol，则78x＋79y＝4.69g，根据沉淀质量为11.82g，由碳元素守恒，知x＋y＝

g＝0.06g，解得x＝0.05，y＝0.01。

故样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为

×100%＝83.3%。

答案：

（1）2NH3＋CO2===NH2COONH4　放热

（2）通过观察气泡，调节NH3与CO2的通入比例

（3）过滤

（4）NH2COONH4＋2H2ONH4HCO3＋NH3·H2O　A　A曲线起始浓度小，但在20min内的平均反应速率快，说明其对应的温度高

（5）83.3%或

或83.33%

2．（2018·成都第二次诊断）某化学小组欲通过实验探究：

Ⅰ.苯与液溴发生取代反应；Ⅱ.苯与液溴在催化剂作用下的反应机理。

所用装置如图所示。

已知：

MnO2＋2NaBr＋2H2SO4

Br2↑＋MnSO4＋Na2SO4＋2H2O

（1）实验室制备溴苯的化学方程式为________________________________________________________________________；

仪器X的名称为________。

（2）制取溴苯的实验操作步骤如下：

①连接装置，其接口顺序为（填字母）：

d接________，________接________，________接c；

②检查装置气密性；

③C中加入固体药品，________，再打开D处开关K，点燃C处酒精灯；将铁丝插入混合液中，一段时间后，D中液体沸腾，原因是________________________________________________________________________；

④关闭C中活塞。

（3）A中对广口瓶进行热水浴的目的是________________________________________________________________________。

（4）若B中有淡黄色沉淀生成，________（填“能”或“不能”）确定苯与液溴发生了取代反应。

（5）查阅文献知苯与液溴在FeBr3催化下的反应机理共分三步：

Ⅰ.Br2＋FeBr3Br＋＋FeBr

①请完成第三步反应：

Ⅲ________________________________________________________________________。

②该小组将A中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能是因为________________________________________________________________________。

解析：

（1）在催化剂FeBr3的作用下，苯和液溴发生取代反应生成溴苯，反应的化学方程式是

仪器X的名称为球形冷凝管，用于冷凝回流。

（2）①根据气体的流向和制备物质的先后顺序可知，先制溴蒸气，再干燥溴蒸气，然后溴蒸气与苯反应，最后检验反应产物HBr，故装置的接口顺序为d接a、b接e、f接c。

③C中加入固体药品，然后滴加浓硫酸，再打开D处开关K，点燃C处酒精灯；将铁丝插入混合液中；由于制溴苯的反应放热，一段时间后，D中液体沸腾，反应结束后，关闭C中活塞。

（3）Br2在常温下是液体，故A中对广口瓶进行热水浴，是为了防止Br2蒸气冷凝液化。

（4）由于生成的HBr中含有挥发出的溴，HBr和溴都能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀，故不能确定苯与液溴发生了取代反应。

（5）①由于催化剂FeBr3参与反应，最后应重新生成催化剂FeBr3，根据前两步反应可知，第三步反应是FeBr

和

生成产物溴苯、催化剂FeBr3及HBr。

②从反应机理看，反应要先生成Br＋，有水的情况下，则不能生成Br＋，故浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败。

答案：

（1）

　球形冷凝管　

（2）①a　b　e　f　③C处滴加浓硫酸（其他合理答案也可）　该反应是放热反应　（3）防止Br2蒸气冷凝（其他合理答案也可）　（4）不能　

②有水情况下，无法生成Br＋

3．（2018·石家庄一模）甲烷在加热条件下可还原氧化铜，气体产物除水蒸气外，还有碳的氧化物。

某化学小组利用如图装置探究其反应产物。

[查阅资料]①CO能与银氨溶液反应：

CO＋2[Ag（NH3）2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NH

＋CO

＋2NH3。

②Cu2O为红色，不与Ag＋反应，能发生反应：

Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。

（1）装置A中反应的化学方程式为___________________________________________。

（2）按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__________________。

（填字母编号）

（3）实验中滴加稀盐酸的操作为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）已知气体产物中含有CO，则装置C中可观察到的现象是________________；装置F的作用为_____________________________________________________________。

（5）当反应结束后，装置D处试管中固体全部变为红色。

①设计实验证明红色固体中含有Cu2O：

_____________________________________

________________________________________________________________________。

②欲证明红色固体中是否含有Cu，甲同学设计如下实验：

向少量红色固体中加入适量0.1mol·L－1AgNO3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中含有Cu。

乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需增加如下对比实验，完成表中内容。

实验步骤（不要求写出具体操作过程）

预期现象和结论

若观察到溶液不变蓝，则证明红色固体中含有Cu；若观察到溶液变蓝，则不能证明红色固体中含有Cu

解析：

（1）由题意知，装置A用于制取甲烷，反应物是Al4C3和HCl，生成物是甲烷和AlCl3，反应的化学方程式为Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3。

（2）根据实验目的及实验装置可知，用装置A制取甲烷，用装置F除去甲烷中混有的HCl气体和水蒸气，用装置D还原氧化铜，用装置B验证反应产物中含有水，用装置E探究反应产物中是否含CO2，用装置C探究反应产物中是否含CO，用装置G进行尾气处理，所以各装置从左到右的连接顺序为A→F→D→B→E→C→G。

（3）滴加稀盐酸时，要先打开分液漏斗上口的玻璃塞（或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔），再打开分液漏斗下面的旋塞使稀盐酸顺利滴下。

（4）由题意知，CO能与银氨溶液反应生成单质银，所以装置C中可观察到的现象为试管内有黑色固体生成或有银镜生成。

（5）①因为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，而Cu不与稀盐酸或稀硫酸反应，所以可设计实验：

取少量红色固体于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O。

②欲证明甲同学的结论，还需增加对比实验，排除Cu2O的干扰。

答案：

（1）Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3

（2）F→D→B→E→C→G

（3）先打开分液漏斗上口的玻璃塞（或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔），再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下

（4）试管内有黑色固体生成（或试管内有银镜生成）

除去甲烷中的HCl气体和水蒸气

（5）①取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O　②取少量Cu2O固体于试管中，加入适量0.1mol·L－1AgNO3溶液

4．（2018·重庆适应性测试）某助熔剂具有较好的热稳定性，是两种常见钠盐的混合物，其中一种组分是NaCl。

为确定另一种组分X及其含量，甲、乙两个小组进行了以下实验。

（1）取适量样品，注入装置A中，测定组分X的化学式。

①甲组用图Ⅰ的装置进行实验，观察到相应实验现象，则X的化学式是________。

②乙组只用图Ⅰ中装置A和C进行实验，得到与甲组相同的实验结论，则分液漏斗中盛装的溶液应换为__________，原因是__________________________________________。

（2）甲、乙组分别用以下方法测定组分X的含量。

①甲组用装置A和图Ⅱ中所示的部分装置（可重复选用）进行实验。

请选择必要的装置，依次连接的合理顺序为装置A后接________（填仪器接口的字母）。

完成一组实验，除样品的质量外，还需测定的实验数据有____________________________________________。

②乙组用酸碱滴定法测定X的含量。

准确称取两份样品，滴入少量水润湿后，分别加入0.2000mol·L－1的盐酸40.00mL，加入2滴酚酞作为指示剂，用0.2000mol·L－1的NaOH溶液滴定过量盐酸至终点，实验数据列于下表中。

m试样/g

V（NaOH）/mL

滴定前刻度

滴定后刻度

0.3200

0.52

20.48

0.3200

0.35

20.39

回答下列问题：

Ⅰ.滴定过程中选用的滴定管是________________。

Ⅱ.滴定至终点时的现象为_______________________________________________。

Ⅲ.样品中X的质量分数为__________________。

③乙组测得的X含量比实际值偏高，可能的原因是_________（填字母）。

A．用NaOH溶液润洗滴定管

B．滴定终点读数时仰视液面刻度

C．用样品溶液润洗锥形瓶

D．滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡

解析：

（1）①与盐酸反应得到的气体不能使品红溶液褪色，而能使澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体为CO2，则该助熔剂中含有Na2CO3或NaHCO3，由于NaHCO3受热易分解，热稳定性较差，所以X是Na2CO3。

②乙组只用装置A和C即可得到相同的实验结论，说明反应过程中只有CO2生成，则分液漏斗中应盛装稀硝酸，以排除亚硫酸钠或亚硫酸氢钠的影响。

（2）①测定原理应为向样品中加入足量稀盐酸，使Na2CO3完全反应生成CO2，干燥后用碱石灰吸收，称量盛碱石灰的干燥管实验前后的质量，二者之差即为生成的CO2的质量。

②NaOH溶液应盛在碱式滴定管中，到达滴定终点时，溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色。

两次滴定消耗NaOH溶液的体积的平均值为20.00mL，则样品消耗盐酸n（HCl）＝0.2000mol·L－1×0.04000L－0.2000mol·L－1×0.02000L＝0.004mol，n（Na2CO3）＝

n（HCl）＝0.002mol，则样品中Na2CO3的质量分数为

×100%＝66.25%。

③滴定时，滴定管必须用标准溶液润洗，A项不会造成误差，A项不符合题意；滴定终点读数时仰视液面刻度，使所读数值偏大，则样品消耗的盐酸的体积偏小，最终结果偏小，B项不符合题意；用样品溶液润洗锥形瓶，会使样品消耗的盐酸体积偏大，则结果偏大，C项符合题意；滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡，会造成HCl所消耗的NaOH溶液的体积偏小，则样品消耗的盐酸的体积偏大，最终结果偏大，D项符合题意。

答案：

（1）①Na2CO3　②稀硝酸　Na2CO3和Na2SO3（或NaHSO3）分别与稀硝酸反应装置C中的实验现象不同

（2）①e，f，d，c，h（其他合理答案也可）　盛装碱石灰的干燥管实验前后的质量　②Ⅰ.碱式滴定管　Ⅱ.溶液由无色变成红色，且30秒内不褪色　Ⅲ.66.25%　③CD

5．（2018·佛山一模）氯苯是燃料、医药、有机合成的中间体，是重要的有机化工产品。

实验室制取氯苯的装置如图所示（加热和固定仪器的装置略去）。

回答下列问题：

（1）a和b仪器组合成制取氯气的装置，反应无需加热，则a装置中的固体反应物可以是________（填字母）。

A．MnO2　　　B．KMnO4　　　　C．K2Cr2O7

（2）把氯气通入反应器d中（d装置有FeCl3和苯），加热维持反应温度40～60℃，温度过高会生成过多的二氯苯。

对d加热的方法是___________________________________。

（3）装置c出口的气体成分有HCl、Cl2、水蒸气和____________________________。

（4）制取氯苯的化学方程式为_____________________________________________。

（5）装置d中的反应完成后，工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏。

①碱洗之前要水洗，其目的是________________________________________。

②用10%NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学反应方程式为________________________________________________________________________。

（6）生成的氯气中存在HCl、H2O等杂质气体，若需要增加一个装置除去水蒸气，请画出该装置图，并标明所用试剂。

（7）工业生产中苯的流失情况如下表所示：

项目

二氯苯

氯化尾气

蒸气

成品

不确定苯耗

合计

苯流失量（kg·t－1）

11.7

5.4

20.8

2.0

49.3

89.2

则10t苯可制得成品氯苯____________t（列出计算式即可。

氯苯和苯的相对分子质量分别是112.5和78）。

解析：

利用固液反应不加热原理制备氯气，制备的氯气中混有HCl、H2O等杂质气体，水蒸气需用盛有浓硫酸的洗气瓶除去；氯气、FeCl3和苯在装置d中发生反应生成氯苯，所得产物要经水洗、碱洗、干燥等操作才能蒸馏得到最终产物。

（1）装置a不需要加热即可制备氯气，则a装置中的固体反应物是KMnO4或K2Cr2O7，MnO2和浓盐酸反应需要加热，故B、C正确。

（2）温度控制在40～60℃，需要水浴加热。

（3）苯的沸点较低，受热易挥发，因此装置c出口的气体中还含有苯蒸气。

（4）以FeCl3为催化剂，苯和氯气发生取代反应生成氯苯。

（5）①产品中含有少量Cl2、HCl、FeCl3等无机物杂质，Cl2、HCl和FeCl3均溶于水，因此水洗的目的是除去HCl、FeCl3和Cl2等无机物，节省碱的用量，降低成本。

②氯气和氢氧化钠溶液发生氧化还原反应，生成氯化钠和次氯酸钠：

Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。

（6）除去Cl2中的水蒸气（干燥Cl2），一般将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶。

（7）根据苯的流失情况，1t苯参与反应苯流失量为89.2kg·t－1×1t＝89.2kg＝0.0892t，因此10t苯参与反应，氯苯的产量是10×（1－0.0892）×

t。

答案：

（1）BC　

（2）水浴加热　（3）苯蒸气

（5）①洗去FeCl3、Cl2、HCl等无机物，节省碱的用量，降低成本　②Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

（6）

（或其他合理答案）

（7）10×（1－0.0892）×

6．硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]是透明、浅蓝绿色晶体，易溶于水而不溶于酒精等有机溶剂，在空气中一般比较稳定，不易被氧化。

制备步骤如下：

步骤1：

称取还原铁粉0.4g，碳粉0.3g，放入50mL锥形瓶中，加入3.5mL2mol·L－1硫酸置于60℃热水浴中加热（如图甲），待反应完全，取出冷却，再加入6mol·L－1的硫酸2mL。

步骤2：

在上述反应液中加入浓氨水0.8mL，振荡混匀，抽滤（如图乙）。

向滤液中加入10mL无水乙醇，静置，大量晶体析出，倾析，再次抽滤。

步骤3：

取出晶体，用干净的滤纸吸干，称量并分析样品。

请回答下列问题：

（1）步骤1中碳粉的作用是_________________________________________________；

加入6mol·L－1硫酸的作用是__________________________________________。

（2）向滤液中加入无水乙醇的目的是____________________________________。

（3）产品中金属阳离子的检验方法及现象：

__________________________________

________________________________________________________________________。

（4）称取获得的硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]（摩尔质量为392g·mol－1）1.9600g配成100mL溶液，取出20.00mL滴加稀H2SO4酸化后用0.0100mol·L－1KMnO4标准溶液进行滴定，消耗KMnO4溶液18.00mL。

下列有关滴定的操作正确的是________（填字母）。

a．滴定过程中眼睛注视滴定管中液面变化

b．滴定完成后取下滴定管握住中部防止掉落

c．读数过程中保持滴定管自然悬垂

d．读数时视线与凹液面最低处切线相平

滴定过程中反应的离子方程式为________________________________________________________________________，

制得硫酸亚铁铵样品的纯度为________________________________________________________________________。

解析：

（1）Fe、碳粉与稀H2SO4形成原电池，Fe作负极，碳粉作正极，可以一定程度地加快Fe的溶解速率；加过量H2SO4的目的是抑制Fe2＋的水解，防止Fe2＋以氢氧化物的形式析出，过量的H2SO4与后续加入的NH3·H2O反应得到NH

。

（2）根据题干信息，硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于酒精，故加无水乙醇的目的是降低硫酸亚铁铵的溶解度，便于结晶析出。

（3）在没有Fe3＋的干扰情况下，Fe2＋检验可以采取滴加NaOH溶液、先加KSCN溶液再加氯水或加K3[Fe（CN）6]溶液的方法，利用特殊的实验现象加以鉴别。

（4）滴定过程左手控制玻璃活塞或者橡胶管，右手晃动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化，a错误；取下滴定管时手应握住滴定管没有刻度的部分，b错误；为了准确读数，滴定管应自然悬垂，且视线与凹液面的最低处相平，c、d正确。

酸性条件下MnO

被还原成Mn2＋，Fe2＋被氧化为Fe3＋，根据化合价升降守恒和原子守恒配平即可，即反应的离子方程式为MnO

＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，故20.00mL的待测液中n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]＝5n（MnO

）＝5×0.0100mol·L－1×0.018L＝0.0009mol，故100mL的待测液中n[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O]＝0.0045mol，故（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O的质量分数为

×100%＝90%。

答案：

（1）为了形成原电池，加快反应速率　加入硫酸抑制Fe2＋的水解，过量的H2SO4与后续加入的氨水反应

（2）降低硫酸亚铁铵的溶解度，有利于结晶析出

（3）取少量产品于试管中加水溶解，滴加KSCN溶液无现象，再滴加氯水后溶液显红色（取少量产品于试管中加水溶解，滴加氢氧化钠溶液后，有白色沉淀生成，生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色或取少量产品于试管中加水溶解，滴加铁氰化钾溶液有蓝色沉淀生成）（其他合理答案均可）　（4）cd　5Fe2＋＋MnO

＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O　90%