高考化学一轮复习实验综合大题增分练一跟踪检测及答案.docx

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高考化学一轮复习实验综合大题增分练一跟踪检测及答案

跟踪检测（三十八）实验综合大题增分练

（一）

1．某研究小组验证乙醇的还原性，装置如下：

（1）乙醇被氧化的产物为______________，1mol乙醇失去______________mol电子。

（2）通入乙醇反应，试管A中的现象是____________；反应结束后，如果对试管B进行加热，将会出现的现象是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）研究小组发现，反应后期有不溶于水的气体出现，收集该气体证明是H2，为了进一步研究设计了如下装置（部分加热仪器已省略）：

①C装置盛有的物质是__________________，先加热________（填装置字母），赶走装置内的空气。

②E收集液体产物，甲认为是乙酸，乙认为还是乙醛，请你判断谁的推测更合理，并说明理由：

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）乙醇被强氧化剂（如酸性KMnO4溶液）氧化能得到乙酸，但像Fe2O3这样的氧化剂只能把乙醇氧化为乙醛；乙醇（C2H6O）中C的化合价是－2价，乙醛（C2H4O）中C的化合价是－1价，所以1mol乙醇被氧化为乙醛时失去2mol电子。

（2）联想乙醇与CuO的反应，可知试管A中发生反应：

3CH3CH2OH＋Fe2O3

3CH3CHO＋2Fe＋3H2O，所以A中可看到的现象是红色固体变黑。

（3）①反应后期，Fe2O3已大部分变为Fe，此时有H2生成，最大的可能是Fe作催化剂使乙醇发生了脱氢反应，为验证这一猜想，设计了题图所示实验，所以C中盛有的物质是乙醇；为防止空气中的O2与Fe反应，需先赶走装置内的空气，因此应先加热C装置，使乙醇汽化。

②若E是乙酸，则反应的化学方程式是2C2H5OH

CH3COOH＋2H2↑＋C2H4↑，生成的气体中除氢气外还有乙烯，这与实验事实不符；若E是乙醛，则反应的化学方程式是C2H5OH

CH3CHO＋H2↑，符合实验事实，因此乙的推测合理。

答案：

（1）乙醛　2　

（2）红色固体变黑　出现红色沉淀

（3）①乙醇　C　②乙合理，依据氧元素守恒和得失电子守恒，若生成乙酸则气体除了有氢气外还有乙烯，这与实验现象不符

2．水合肼（N2H4·H2O）又名水合联氨，无色透明，具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。

利用尿素法生产水合肼的原理为CO（NH2）2＋2NaOH＋NaClO===Na2CO3＋N2H4·H2O＋NaCl。

实验一：

制备NaClO溶液（实验装置如图1所示）：

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有________（填字母）。

A．玻璃棒　　　　　　　B．烧杯

C．烧瓶D．容量瓶

E．胶头滴管

（2）锥形瓶中发生反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

实验二：

制取水合肼（实验装置如图2所示）：

（3）①仪器A的名称为________________________________________________________________________。

②反应过程中需控制反应温度，同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中，如果滴速过快则会导致产品产率降低，同时产生大量氮气，写出该过程的化学反应方程式：

__________________，故分液漏斗中的溶液是________（填字母）。

A．CO（NH2）2溶液B．NaOH和NaClO溶液

③充分反应后，加热蒸馏A内的溶液，收集108～114℃馏分，即可得到水合肼的粗产品。

实验三：

测定馏分中肼含量：

（4）称取馏分5.0g，加入适量NaHCO3固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.10mol·L－1的I2溶液滴定。

滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。

（已知：

N2H4·H2O＋2I2===N2↑＋4HI＋H2O）

①滴定时，碘的标准溶液盛放在________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，本实验滴定终点的现象为______________________________。

②实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为________________。

解析：

（1）配制一定溶质质量分数的溶液时，用托盘天平称量溶质质量，在烧杯中加一定量的水溶解，并用玻璃棒搅拌，所以需要的仪器有：

托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管。

（3）②由题中信息可知，如果分液漏斗中溶液滴入A中速度过快则会导致产品产率降低，同时产生大量氮气，说明NaClO过量时可将N2H4·H2O进一步氧化成N2，而其本身被还原为Cl－，因此该过程的化学方程式为N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋3H2O＋2NaCl或CO（NH2）2＋2NaOH＋3NaClO===Na2CO3＋N2↑＋3NaCl＋3H2O；为保证NaClO不过量，应将含NaClO的溶液滴入CO（NH2）2溶液中，故分液漏斗中盛放的溶液为NaOH和NaClO的混合溶液。

（4）①碘的标准溶液具有氧化性，可以腐蚀橡胶管，所以应盛放在酸式滴定管中。

②设馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为a，则：

N2H4·H2O＋2I2===N2↑＋4HI＋H2O

50g　　　　2mol

5．0g×a　　　0.018L×0.10mol·L－1×10＝0.018mol

a＝

×100%＝9%

答案：

（1）ABE　

（2）Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O

（3）①三颈烧瓶　②N2H4·H2O＋2NaClO===N2↑＋3H2O＋2NaCl或CO（NH2）2＋2NaOH＋3NaClO===Na2CO3＋N2↑＋3NaCl＋3H2O　B　（4）①酸式　溶液出现蓝色且半分钟内不褪色　②9%

3．某化学课外活动小组通过实验探究NO能否与Na2O2反应以及反应后的产物，该小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器、连接用的乳胶管均已省略）。

经查阅资料知：

①NO是不成盐氧化物；

②2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O。

回答下列问题：

（1）写出木炭与浓硝酸反应的化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）为了完成实验，选择图中的装置，其连接顺序为a→____________________（按气流方向，用小写字母表示）；有同学认为该装置存在缺陷，则该缺陷是________________________________________________________________________。

（3）连接好仪器，__________________，装入药品后，要通入一段时间的氮气，再滴入浓硝酸，点燃酒精灯，通入氮气的主要目的是________________________________________________________________________。

（4）装置E的作用是________________；能说明NO与Na2O2发生反应的实验现象是________________________________________________________________________。

（5）探究NO与Na2O2反应的产物。

假设1：

产物只有NaNO3；

假设2：

__________________________________________________________；

假设3：

产物为NaNO3和NaNO2的混合物。

为验证反应产物，该小组同学准确称取反应后的固体3.50g，用煮沸并冷却后的蒸馏水配成100.00mL溶液，取10.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L－1KMnO4溶液（硫酸酸化）滴定，共消耗KMnO4溶液20mL。

滴定过程中发生反应的离子方程式为_______________，反应产物中NaNO2的质量分数为____________（保留四位有效数字）。

解析：

（1）木炭与浓硝酸反应必须加热。

（2）木炭与浓硝酸反应生成的CO2、NO2进入E中，NO2和水反应生成HNO3和NO，Cu和稀硝酸反应也生成NO，然后经过NaOH溶液，将其中的CO2吸收，再经过B中的氯化钙干燥，最后在D中检验NO和Na2O2是否反应；含有氮氧化物的尾气对环境有污染，应有尾气处理装置。

（3）要先通入一段时间的氮气，防止NO被空气中的O2氧化为NO2。

（4）Na2O2为淡黄色固体，NaNO3和NaNO2均为白色固体。

（5）根据关系式，设NO

的物质的量为n，

2MnO

　～　　5NO

2mol　　　　　5mol

0．002mol　　　n

求得n＝0.005mol

则NaNO2的质量分数为

×100%≈98.57%

答案：

（1）C＋4HNO3（浓）

CO2↑＋4NO2↑＋2H2O

（2）h→i→d→e→b→c→f或g　缺少尾气处理装置

（3）检验装置的气密性　　排除装置中的空气，防止NO被空气中的O2氧化为NO2　（4）制备NO　D中固体由淡黄色变为白色　（5）产物只有NaNO2　2MnO

＋5NO

＋6H＋===5NO

＋2Mn2＋＋3H2O　98.57%

4．（2018·衡水中学二调）已知反应原理：

反应试剂、产物的物理性质如下：

名称

相对分子质量

性状

熔点（℃）

沸点（℃）

密度（g·cm－3）

溶解性

水

乙醇

乙醚

甲苯

92

无色液体易燃易挥发

－95

110.6

0.8669

不溶

易溶

易溶

苯甲酸

122

白色片状或针状晶体

122.4

248

1.2659

微溶

易溶

易溶

主要实验装置和流程如下：

实验方法：

一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图甲装置中，在90℃时，反应一段时间，再停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

（1）无色液体A的结构简式为______。

操作Ⅱ为________。

（2）如果滤液呈紫色，要先加亚硫酸氢钾，然后再加入浓盐酸酸化，加亚硫酸氢钾的目的是________________________________________________________________________。

（3）下列关于仪器的组装或使用正确的是______（填字母）。

A．抽滤可以加快过滤速率，得到较干燥的沉淀

B．安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触

C．图甲回流搅拌装置应采用直接加热的方法

D．冷凝管中水的流向是下进上出

（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入________，分液，水层再加入________，然后抽滤，干燥即可得到苯甲酸。

（5）纯度测定：

称取1.220g产品，配成100mL溶液，取其中25.00mL溶液，进行滴定，消耗KOH物质的量为2.4×10－3mol。

产品中苯甲酸的质量分数为__________。

解析：

（1）结合操作目的，分析流程知：

对反应后的溶液过滤除去生成的MnO2，滤液经分液所得有机层含有未反应的甲苯，水层含有生成的苯甲酸钾及其他可溶性物质。

有机层经干燥剂干燥、过滤后，再经操作Ⅱ得到的无色液体A应为甲苯。

操作Ⅱ为蒸馏。

（2）滤液呈紫色，证明高锰酸钾有剩余，又因为高锰酸钾会与浓盐酸反应产生氯气，所以应先加KHSO3除去未反应的高锰酸钾，再加浓盐酸酸化。

（3）抽滤可以加快过滤速率，得到较干燥的沉淀，故A正确。

安装电动搅拌器时，搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触，故B正确。

三颈烧瓶不能直接加热，故C错误。

冷凝管酸中水的流向应是下进上出，故D正确。

（4）除去残留在苯甲酸中的甲苯时，先加入NaOH溶液，使苯甲酸转化为可溶性的苯甲酸钠，再经分液操作将甲苯（有机层）除去，然后用浓盐酸把可溶性的苯甲酸钠转化为苯甲酸。

（5）设产品中苯甲酸质量为mg，则

　122g　　　　　1mol

mg　　　　4×2.4×10－3mol

＝

，解得m＝1.1712，

产品中苯甲酸的质量分数为

×100%＝96%。

答案：

（1）

　蒸馏

（2）除去未反应的高锰酸钾，否则用盐酸酸化时盐酸会被高锰酸钾氧化，产生氯气

（3）ABD

（4）NaOH溶液　浓盐酸酸化

（5）96%

5．CuCl2、CuCl是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂。

实验室中以粗铜（含杂质Fe）为原料，一种制备铜的氯化物的流程如下：

请回答下列问题：

（1）如图装置进行反应①，导管a通入氯气（夹持仪器和加热装置省略）。

观察到的现象是________________，写出铜与氯气反应的化学方程式：

_________________________________________________________。

（2）上述流程中固体K溶于稀盐酸的目的是____________。

试剂X、固体J分别为________（填字母）。

a．NaOH、Fe（OH）3　　　　b．NH3·H2O、Fe（OH）2

c．CuO、Fe（OH）3c．CuSO4、Cu（OH）2

（3）反应②是向溶液2中通入一定量的SO2，加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。

写出制备CuCl的离子方程式：

_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）反应后，如图盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用，若用钢铁（含Fe、C）制品盛装该溶液会发生电化学腐蚀，钢铁制品表面生成红褐色沉淀，溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。

该红褐色沉淀的主要成分的化学式是________。

该腐蚀过程的正极反应式为________________________________________________________________________

________________________________。

（5）以石墨为电极，电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出，写出此过程中阴极上的电极反应式：

_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）铜在氯气中燃烧生成氯化铜固体，观察到棕色的烟，反应的化学方程式为Cu＋Cl2

CuCl2。

（2）氯化铜、氯化铁中的金属离子易水解，直接用水配制溶液会产生浑浊，所以加盐酸来溶解氯化铜、氯化铁，以抑制氯化铜、氯化铁水解。

试剂X用于调节pH以除去溶液1中的杂质，故选用CuO或Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3；调节pH的目的是使溶液中Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀，过滤除去。

（3）根据信息可知：

在加热条件下，SO2与CuCl2反应生成CuCl白色沉淀和SO

，反应的离子方程式为2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O

2CuCl↓＋4H＋＋SO

。

（4）氢氧化钠溶液吸收氯气，生成次氯酸钠，钢铁在次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液中发生电化学腐蚀，碳等杂质为正极，铁为负极。

负极的电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，正极的电极反应式为ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－。

Fe2＋＋2OH－===Fe（OH）2,4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3，红褐色沉淀主要为氢氧化铁。

（5）以石墨为电极，电解CuCl2溶液时发现阴极上也会有部分CuCl析出，阴极上Cu2＋得到电子发生还原反应生成CuCl，电极反应式为Cu2＋＋e－＋Cl－===CuCl。

答案：

（1）试管内有棕色烟产生　Cu＋Cl2

CuCl2　

（2）避免Cu2＋水解　c　（3）2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O

2CuCl↓＋SO

＋4H＋　（4）Fe（OH）3　ClO－＋2e－＋H2O===Cl－＋2OH－　（5）Cu2＋＋e－＋Cl－===CuCl

6．SO2的防治与利用对于环境保护意义重大。

某小组在实验室中对SO2的性质及回收利用等相关问题进行探究。

（1）用下图装置制备纯净的SO2，发生装置中反应的化学方程式为__________________________，装置的连接顺序为a→__________________（按气流方向，用小写字母表示）。

（2）用如图装置探究SO2的性质。

限选试剂：

NaOH溶液、稀H2SO4、H2O2溶液、FeCl3溶液、淀粉KI溶液、新制H2S溶液。

操作步骤

实验现象

解释原因

用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶

产生乳白色浑浊

＋4价S有①______性

用注射器将②______溶液注入充满SO2的烧瓶

③____________

＋4价S有还原性，反应的离子方程式为④__________________

（3）工业上回收利用SO2的一种途径是：

SO2

（NH4）2SO3

（NH4）2SO4

该小组在实验室探究步骤Ⅱ时，一定条件下向100mLc0mol·L－1的（NH4）2SO3溶液中通入空气后，欲测定溶液中（NH4）2SO3的氧化率

。

①为该小组设计实验方案（不必描述操作过程的细节，物理量的数值用字母表示）：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②α＝________×100%（用实验方案中的物理量表示）。

解析：

（1）浓硫酸与NaHSO3固体制取SO2气体发生的反应为2NaHSO3＋H2SO4（浓）===Na2SO4＋2SO2↑＋2H2O（浓硫酸不足）或NaHSO3＋H2SO4（浓）===NaHSO4＋SO2↑＋H2O（浓硫酸过量）。

制取的SO2中含有水蒸气，用浓硫酸进行干燥；SO2的密度大于空气的密度，要用向上排空气法收集SO2；SO2有毒性，易污染空气，用碱石灰吸收SO2尾气，故装置的连接顺序为a→b→c→g→f→d。

（2）①用注射器将新制H2S溶液注入充满SO2的烧瓶，发生反应：

2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，产生乳白色浑浊，其中H2S作还原剂，SO2作氧化剂，故＋4价S表现氧化性。

②若验证＋4价S有还原性，即SO2作还原剂，应用注射器注入氧化性物质，H2O2溶液和FeCl3溶液都具有氧化性，但H2O2溶液与SO2发生反应：

H2O2＋SO2===H2SO4，无明显实验现象，因此应选用FeCl3溶液。

③FeCl3溶液与SO2发生的反应为2FeCl3＋SO2＋2H2O===2FeCl2＋2HCl＋H2SO4，FeCl3被还原为FeCl2，溶液由棕黄色变为浅绿色。

④FeCl3、FeCl2、HCl和H2SO4都是易溶于水的强电解质，则反应的离子方程式为

2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO

。

（3）方案1：

步骤Ⅱ中（NH4）2SO3溶液中通入空气被氧化生成（NH4）2SO4，可利用（NH4）2SO3的还原性测定溶液中（NH4）2SO3的氧化率，取一定体积的反应液，用一定浓度KMnO4溶液进行滴定，根据消耗KMnO4溶液的体积计算（NH4）2SO3的氧化率。

方案2：

可利用BaSO3易溶于盐酸，BaSO4难溶于盐酸的性质，向反应后的溶液中加入足量盐酸，再加入足量BaCl2溶液或Ba（OH）2溶液，生成BaSO4沉淀，称量沉淀的质量，计算（NH4）2SO3的氧化率。

答案：

（1）H2SO4（浓）＋2NaHSO3===2SO2↑＋2H2O＋Na2SO4或[H2SO4（浓）＋NaHSO3===SO2↑＋H2O＋NaHSO4]　b→c→g→f→d　

（2）①氧化　②FeCl3　③溶液由棕黄色变成浅绿色　④SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO

＋2Fe2＋＋4H＋　（3）方案1：

①取20.00mL反应后的溶液于锥形瓶中，用浓度为cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定，重复滴定三次，平均消耗KMnO4溶液的体积是VmL

②

　或方案2：

①向反应后的溶液中加入过量盐酸，再加入足量BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤、干燥、称量，质量为mg　②

（其他合理答案也可）