完整word版届高考化学大题题型专项训练.docx

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完整word版届高考化学大题题型专项训练

高考大题题型专项训练（三）

化学实验综合探究题

1．凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。

已知：

NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。

回答下列问题：

（1）a的作用是________。

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是__________。

f的名称是__________。

（3）清洗仪器：

g中加蒸馏水；打开K1，关闭K2、K3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭K1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是________；打开K2放掉水。

重复操作2～3次。

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭K3，d中保留少量水。

打开K1，加热b，使水蒸气进入e。

①d中保留少量水的目的是_____________________。

②e中主要反应的离子方程式为_________________________，

e采用中空双层玻璃瓶的作用是______________________。

（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L－1的盐酸VmL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。

解析：

（1）加热水蒸气时，若关闭K1，b中压强增大，a可起安全管的作用，防止烧瓶内压强过大，造成事故。

（2）碎瓷片可防止蒸馏水在加热时暴沸；f是直形冷凝管。

（3）关闭K1后形成密封体系，水蒸气冷凝，管路内形成负压，导致g中水倒吸入c中。

（4）①d中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的NH3逸出。

②铵盐与碱在加热条件下反应生成氨气，离子方程式为NH＋OH－NH3↑＋H2O。

e采用中空双层玻璃瓶可起到保温作用，使生成的氨气尽可能地逸出，以减小实验误差。

（5）由题给化学方程式NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3、

NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3，根据氮原子守恒可得关系式：

C2H5NO2～N～HCl。

n（C2H5NO2）＝n（N）＝n（HCl）＝cV×10－3mol，则样品中氮的质量分数为×100%＝%；样品的纯度≤×100%＝%。

答案：

（1）避免b中压强过大

（2）防止暴沸　直形冷凝管　

（3）c中温度下降，管路中形成负压

（4）①液封，防止氨气逸出　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　保温使氨完全蒸出

（5）　

2．碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。

室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为

（2－x）Al2（SO4）3＋3xCaCO3＋3xH2O===2[（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3]＋3xCaSO4↓＋3xCO2↑

生成物（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。

（1）制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有______________。

（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中，溶液的pH________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（3）通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：

①取碱式硫酸铝溶液25.00mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300g。

②取碱式硫酸铝溶液2.50mL，稀释至25mL，加入0.1000mol·L－1EDTA标准溶液25.00mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000mol·L－1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00mL（已知Al3＋、Cu2＋与EDTA反应的化学计量比均为1：

1）。

计算（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中的x值（写出计算过程）。

解析：

（1）碱式硫酸铝中“氢氧化铝”的生成原理是：

碳酸钙与硫酸铝水解出的氢离子反应，促进硫酸铝水解，生成氢氧化铝。

所以，欲提高x值，即提高Al（OH）3的生成量，可以增加碳酸钙的量。

也可以在不增加碳酸钙用量的情况下，加快搅拌速率，使二者接触更充分，从而使硫酸铝的水解率增大。

（2）二氧化硫是酸性氧化物，吸收二氧化硫必将使碱式硫酸铝溶液的pH减小。

答案：

（1）适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率

（2）减小

（3）25mL溶液中：

n（SO）＝n（BaSO4）＝＝0.0100mol

2．5mL溶液中：

n（Al3＋）＝n（EDTA）－n（Cu2＋）

＝0.1000mol·L－1×25.00mL×10－3L·mL－1－0.08000mol·L－1×20.00mL×10－3L·mL－1＝9.000×10－4mol

25mL溶液中：

n（Al3＋）＝9.000×10－3mol

1mol（1－x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中

n（Al3＋）＝（2－x）mol；n（SO）＝3（1－x）mol

＝＝x＝0.41

3．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。

某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。

回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。

由此可知：

__________________________、__________________。

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1g。

将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。

按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是________。

②将下列实验操作步骤正确排序________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a．点燃酒精灯，加热

b．熄灭酒精灯

c．关闭K1和K2

d．打开K1和K2，缓缓通入N2

e．称量A

f．冷却到室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________（列式表示）。

若实验时按a、d次序操作，则使x________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为________（填标号）。

C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为___________________。

a．品红　　　　　b．NaOH　　　　　c．BaCl2

d．Ba（NO3）2　　　e．浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式____________________________________。

解析：

（1）绿矾溶液中滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中没有Fe3＋；再向试管中通入空气，溶液变红，说明有Fe3＋生成，即Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋。

（2）①由仪器的构造特征可知，B为干燥管。

②实验时，为防止空气中的O2将Fe2＋氧化，应先通入N2将装置中的O2排净，然后点燃酒精灯加热。

停止加热后，为防止FeSO4吸收空气中的水蒸气，待玻璃管冷却，关闭K1和K2后再称重。

故实验操作步骤应为d、a、b、f、c、e。

③由题意知，绿矾的质量为（m2－m1）g，加热后FeSO4的质量为（m3－m1）g，结晶水的质量为（m2－m3）g。

设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O，则

FeSO4·xH2OFeSO4　　＋　　xH2O

　　　　　　　152　　　　　　18x

　　　　　　（m3－m1）g　　（m2－m3）g

＝

解得：

x＝

若实验中，按a、d次序操作，则会导致绿矾吸收空气中的氧气，从而使加热后的固体质量m3增大，则测出结晶水的值x偏小。

（3）残留固体为红色，说明有Fe2O3生成，即分解过程中发生了氧化还原反应，根据Fe元素的化合价变化可知一定有SO2生成，即FeSO4Fe2O3＋SO2↑，根据电子转移守恒可得2FeSO4Fe2O3＋SO2↑，最后根据S守恒配平可得化学方程式：

2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。

SO3溶于水生成H2SO4，H2SO4和Ba2＋可生成白色沉淀BaSO4，由于Ba（NO3）2在酸性溶液中具有强氧化性，能氧化SO2，故应该先用BaCl2检验SO3，检验SO2可用品红溶液，故C、D的溶液依次为BaCl2溶液和品红。

实验现象是C中溶液产生白色沉淀，D中品红溶液褪色或变浅。

答案：

（1）样品中没有Fe3＋　Fe2＋易被氧气氧化为Fe3＋

（2）①干燥管　②d、a、b、f、c、e　③　偏小

（3）①c、a　生成白色沉淀、褪色

②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑

4．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______________________。

（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、HSO、SO随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示）。

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。

解析：

（1）由题给条件，反应物为Cl2和NaOH，生成物为NaClO3、NaCl、H2O，根据离子方程式书写规则、原子守恒、电荷守恒以及得失电子守恒得该离子反应为：

3Cl2＋6OH－5Cl－＋ClO＋3H2O；Cl2与碱反应放热，所以要控制温度还要控制通入氯气的速度。

（2）步骤Ⅱ是尿素和次氯酸钠反应合成水合肼，由题给信息水合肼能与次氯酸钠剧烈反应，所以滴液漏斗中盛装的是次氯酸钠碱性溶液，由水合肼沸点约为118℃，题给实验反应温度为110℃，故使用冷凝管的目的是减少水合肼的挥发。

（3）①由题图2所给pH与各粒子摩尔分数关系可知，在pH约为4时，溶液中HSO浓度最大，此时可停止通SO2气体；②由NaHSO3制备Na2SO3，是向NaHSO3溶液中加入NaOH溶液，由题图2可知在pH约为10时，SO浓度最大，此时停止加入NaOH，再由Na2SO3的溶解度曲线可知，过滤温度应高于34℃。

实验方案为：

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，在温度高于34℃条件下趁热