高三题型专练题型十三 综合性实验题.docx

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高三题型专练题型十三综合性实验题

题型十三综合性实验题

高考真题

1.（2016课标Ⅰ）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。

某同学在实验室中对NH3与NOx反应进行了探究。

回答下列问题:

（1）氨气的制备

①氨气的发生装置可以选择上图中的________,反应的化学方程式为______________________________。

②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:

发生装置→_________________________（按气流方向,用小写字母表示）。

（2）氨气与二氧化氮的反应

将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。

在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤

实验现象

解释原因

打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中

①Y管中_____________

_______________________

②反应的化学方程式

______________________

将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温

Y管中有少量水珠

生成的气态水凝集

打开K2

③____________________

④_______________________

【答案】

（1）①A；2NH4Cl+Ca（OH）2△2NH3↑+CaCl2+2H2O（或B；NH3·H2O△NH3↑+H2O）；②dcfei；

（2）①红棕色气体慢慢变浅；②8NH3+6NO2

7N2+12H2O；

③Z中NaOH溶液产生

倒吸现象；④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压。

2.（2015课标Ⅰ）草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10－2,K2=5.4×10－5。

草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。

草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。

回答下列问题:

（1）甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C中可观察到的现象是_______

______________________________,由此可知草酸晶体分解的产物中有______________。

装置B的主要作用是___________________________________________。

（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、______。

装置H反应管中盛有的物质是_______。

②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是___________________________________。

（3）设计实验证明:

①草酸的酸性比碳酸的强______________________________________________________________。

②草酸为二元酸___________________________________________________________________。

【答案】

（1）有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊；CO2；冷凝（水蒸气、草酸等）,避免草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验。

（2）①F、D、G、H、D、I；CuO（氧化铜）；

②H中的粉末有黑色变为红色,其后的D中的石灰水变浑浊；

（3）①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生。

②用氢氧化钠标准溶液滴定草酸溶液,消耗氢氧化钠的物质的量是草酸的两倍

模拟训练

1.甲醛（HCHO）与葡萄糖相似具有强还原性,40%甲醛溶液沸点为96℃,易挥发。

为探究过量甲醛和新制Cu（OH）2反应的产物,进行如下研究。

（1）在下图装置中进行实验,向a中加入0.5mol·L-1CuSO4溶液50mL和5mol·L-1NaOH溶液100mL,振荡,再加入40%的甲醛溶液50mL,缓慢加热a,在65℃时回流20分钟后冷却至室温。

反应过程中观察到有棕色固体生成,最后变成红色,并有气体产生。

①仪器b的名称是__________,作用为________________________。

②能说明甲醛具有还原性的实验现象是_________________________。

（2）查阅资料发现气体产物是副反应产生的。

为确认气体产物中含H2不含CO,将装置A和如下图所示的装置连接后进行实验。

依次连接的合理顺序为A→B→_______→_______→_______→_______G,装置B的作用是____________

_______________________________________。

（3）已知:

。

设计实验证明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4价。

__________________________________________________________________________________________。

（4）为研究红色固体产物的组成,进行如下实验（以下每步均充分反应）；

已知:

Cu2O

[Cu（NH3）4]+（无色）

[Cu（NH3）4]2+]（蓝色）。

①摇动锥形瓶ⅰ的目的是_________________________________________。

②锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液的离子方程式为______________________________________。

③将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后,溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近。

由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为__________。

【答案】⑴①球形冷静管冷凝回流②A中出现红色物质（或A中出现棕色物质）

⑵EFDC吸收甲醛蒸气,防止其干扰后续检验⑶取少量a中反应后的清液,滴入过量的浓盐酸,未见气泡产生,说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价⑷①有利于溶液与空气中的氧气接触

②2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu（NH3）4]2++4OH-+6H2O③n（Cu2O）:

n（Cu）=1:

200

2.一氯化碘（沸点97.4℃）,是一种红棕色易挥发的液体,不溶于水,溶于乙醇和乙酸。

某校研究性学习小组的同学拟制备一氯化碘。

回答下列问题:

（1）甲组同学拟利用干燥、纯净的氯气与碘反应制备一氯化碘,其装置如下:

（已知碘与氯气的反应为放热反应）

①各装置连接顺序为A→____________________；A装置中发生反应的离子方程式为____________________

_______________________________。

②B装置烧瓶需放在冷水中,其目的是:

_____________________,D装置的作用是______________________。

③将B装置得到的液态产物进一提纯可得到较纯净的ICl,则提纯采取的操作方法是___________________

_________________________________。

（2）乙组同学采用的是最新报道的制一氯化碘的方法。

即在三颈烧瓶中加入粗碘和盐酸,控制温度约50℃,在不断搅拌下逐滴加入氯酸钠溶液,生成一氯化碘。

则发生反应的化学方程式为___________________

_________________________________。

（3）设计实验证明:

①ICl的氧化性比I2强:

_____________________________________________________________。

②ICl与乙烯作用发生加成反应:

_____________________________________________________________。

【答案】⑴①C→E→B→DMnO2+4H++2Cl-===Mn2++Cl2↑+2H2O②防止ICl挥发吸收未反应的氯气,防止污染空气③蒸馏⑵3I2+6HCl+NaClO3

6ICl+NaCl+3H2O

⑶①用湿润的KI-淀粉试纸检验一氯化碘蒸气,试纸变蓝②在ICl的乙醇溶液中通入乙烯,溶液褪色

3.四氯化钛（TiCl4）是制取航天工业材料——钛合金的重要原料。

实验室以TiO2和CCl4为原料制取液态TiCl4的装置如图所示（部分夹持装置省略）。

已知:

有关物质的性质如下表:

请回答下列问题:

（1）仪器A的名称是_____________,仪器A中盛装的试剂是_________________________。

（2）CCl4的电子式为______________。

（3）装置C处硬质玻管中反应的化学方程式为_____________________________________________。

（4）TiCl4遇潮湿空气会产生TiO2,反应的化学方程式为___________________________________________。

（5）仪器N中收集到的物质主要有_____（写化学式）,从产物中分离出TiCl4的实验方法是________________。

（6）TiCl4还可由TiO2、焦炭和氯气在加热条件下制得,生成体积比为2:

1的CO和CO2混合气体,该感应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。

请设计实验方案验证产物气体中有CO:

________________________。

【答案】⑴球形干燥管或干燥管碱石灰或生石灰、氢氧化钠,氯化钙等

⑵

⑶TiO2+CCl4

TiCl4+CO2⑷TiCl4+2H2O=TiO2+4HCl⑸CCl4、TiCl4蒸馏

⑹4:

3将产物气体依序通入足量的NaOH溶液→干燥剂→灼热的CuO→澄清石灰水,若最终澄清石灰水变浑浊,灼热的CuO固体由黑色变红色,则产物中有CO

4.某研究小组选用以下装置（夹持装置省略,装置可重复选用）进行氯化亚铁与氧气反应的探究。

已知氯化亚铁的熔点674℃、沸点1023℃；三氯化铁在300℃以上易升华,易溶于水并且有强烈的吸水性。

在500℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生多种反应,反应之一为:

12FeCl2+3O2

2Fe2O3+8FeCl3。

回答下列问题:

（1）仪器C的名称____________,连接好装置后,加入药品前的操作为___________________。

（2）E装置的作用是_____________________。

（3）反应过程发现,装置B中除生成红棕色固体外,还观察到黄绿色气体,生成该气体的化学方程式为__________________________________________________。

（4）待B中充分反应后,停止加热,仍继续通入氧气直至反应管冷却。

则停止加热前是否需要先将Ｄ中导管口移出水面,为什么？

__________________________________________________。

（5）设计实验:

①利用E装置U形管里的固体验证Fe（OH）3是弱碱:

_______________________________________________。

（简明扼要写方法）

②利用E装置U形管里的固体,配成溶液,制得某种胶体,写出制备该胶体的化学方程式_________________

________________________________________。

【答案】⑴干燥管检验装置的气密性⑵冷凝FeCl3并收集⑶4FeCl2+3O2

2Fe2O3+4Cl2

⑷不需要,因为O2还在继续通入,不会引起倒吸。

⑸①取少量固体加水溶解用pH试纸（或pH计）测得溶液显酸性（1分）,即证

②FeCl3+

3H2O=Fe（OH）3（胶体）+3HCl

5.工业上常用亚硝酸钠（NaNO2）作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。

某兴趣小组用下列装置制备NaNO2并探究NO、NO2的某一化学性质（A中加热装置已略去）。

请回答下列问题:

（1）装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为____________________________________________。

（2）用上图中的装置制备NaNO2,其连接顺序为:

a→___________________________→h（按气流方向,用小写字母表示）,此时活塞K1、K2如何操作______________________________。

（3）E装置发生反应的离子方程式是______________________________________。

（4）通过查阅资料,NO2或NO可能与溶液中Fe2+发生反应。

某同学选择上述装置并按A→C→E顺序连接,E中装入FeSO4溶液,进行如下实验探究。

步骤②操作的目的是_________________________；步骤③C瓶中发生的化学方程式为__________________

____________________________；通过实验可以得出:

________（填“NO2、NO中的一种或两种”）和溶液中Fe2+发生反应使溶液呈深棕色。

【答案】⑴Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O⑵debcfg（b与c、f与g可以互换）关闭K1,打开K2（2分）

⑶3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O⑷排尽装置中残留的NO23NO2+H2O==2HNO3+NONO

6.苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某研究性学习小组的同学拟用下列装置制取高纯度的苯甲酸甲酯。

熔点/℃

沸点/℃

密度/g·cm－3

水溶性

苯甲酸

122.4

249

1.27

微溶

甲醇

－97

64.3

0.79

互溶

苯甲酸甲酯

－12.3

199.6

1.09

不溶

有关数据如表所示,请回答下列问题:

（1）在烧瓶中混合有机物及浓硫酸的方法是______________________________________________________,装置C如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作时。

（2）B装置的冷凝管的主要作用是_____________,可否换为球形冷凝管_______（填“可”或“否”）。

（3）制备和提纯苯甲酸甲酯的操作先后顺序为______________________（填装置字母代号）。

（4）A中Na2CO3的作用是___________________________；D装置的作用是______________________________

（5）在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后_______（填标号）。

a.直接将苯甲酸甲酯从分液漏斗的上口倒出

b.直接将苯甲酸甲酯从分液漏斗的下口放出

c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将苯甲酸甲酯从下口放出

d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将苯甲酸甲酯从上口倒出

【答案】⑴先将一定量的苯甲酸放入烧瓶中,然后再加入甲醇,最后边振荡边缓慢加入一定量的浓硫酸　冷却后补加⑵冷凝收集产品否⑶CFEADB⑷除去苯甲酸甲酯中的苯甲酸　除去没有反应完的Na2CO3

⑸b

7.碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu（OH）2],呈孔雀绿颜色.又称为孔雀石,是一种名贵的矿物宝石。

它与铜与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气等物质反应产生的物质。

CuSO4溶液与Na2CO3溶液反应可以得到碱式碳酸铜,我们将对其组成进行相关探究。

[沉淀制备]称取12.5g胆矾（CuSO4•5H2O）溶于87.5mL蒸馏水中,滴加少量稀硫酸（体积可以忽略不计）,充分搅拌后得到CuSO4溶液。

向其中加入Na2CO3溶液,将所得蓝绿色悬浊液过滤,并用蒸馏水洗涤,再用无水乙醇洗涤,最后低溫烘干备用。

[实验探究]我们设计了如下装置,用制得的蓝绿色固体进行实验。

根据以上实验回答下列问题

（1）配制硫酸铜溶液的过程中滴加稀硫酸的作用是_______________________________________,所得硫酸铜溶液的溶质质量分数为_________

（2）实验室通常使用加热亚硝酸钠和氯化铵混合溶液的方法制取N2,该反应的化学方程为:

___________

__________________________________。

⑶D装置加热前,需要首先打开活塞K,通入适量N2,然后关闭K,再点燃D处酒精灯。

通入N2的作用_________

______________________,B为安全瓶,其作用原理为____________________________________________,

C中盛装的试剂应是_________。

（4）加热D后观察到的现象是___________________________________________________。

（5）经查阅文献知:

Ksp[CaCO3]=2.8×10-9,Ksp[BaCO3]=5.1×10-9,经讨论认为需要用Ba（OH）2溶液代替澄清石灰水来定量测定蓝绿色固体的化学式,其原因是____________

a.Ba（OH）2的碱性比Ca（OH）2强

b.Ba（OH）2溶解度大于Ca（OH）2,能充分吸收CO2

c.相同条件下,CaCO3的溶解度明显大于BaCO3

d.吸收等量CO2生成的BaCO3的质量大于CaCO3,测量误差小

（6）待D中反应完全后,打开活塞K,再次滴加NaNO2溶液产生N2,其目的是____________________________。

若装置F中使用Ba（OH）2溶液,实验结束后经称量,装置E的质量增加0.27 g,F中产生沉淀1.97 g。

则该蓝绿色固体的化学式为___________。

[写成xCuCO3·yCu（OH）2的形式]

【答案】⑴抑制Cu2+水解,防止溶液变浑浊8.0%⑵NaNO2+NH4Cl

NaCl+N2↑+2H2O

⑶排除装置中的空气当装置内压力过大时,B瓶中间的安全管中液面上升,使压力稳定浓硫酸

⑷硬质玻璃管中蓝绿色固体变黑色,E中白色固体变蓝,F中溶液变浑浊　

⑸bd⑹让停留在装置中的气体被充分吸收,减小实验误差2CuCO3·3Cu（OH）2

8.实验I:

反应产物的定性探究,按如图装置（固定装置已略去）进行实验:

（1）F装置的烧杯中发生反应的离子方程式是_____________________________________________；B装置中的现象是_____________________________。

（2）实验过程中,能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是。

（3）实验结束时,撤去所有酒精灯之前必须完成的实验操作是。

（4）实验结束后,证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是

。

实验Ⅱ:

反应产物的定量探究

（5）在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,且黑色物质为Cu2S。

产生Cu2S的反应为

aCu+

（6）为测定硫酸铜的产率,将该反应所得溶液中和后配制成250.00mL溶液,取该溶液25.00mL加入足量KI溶液中振荡,以淀粉溶液为指示剂,用O.36mol·

的Na2S2O3溶液滴定生成的I2,3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液25.00mL。

若反应消耗铜的质量为6.4g,则硫酸铜的产率为。

（已知

）

【答案】

（1）SO2+2OH-=SO32-+H2O,无水硫酸铜遇水变蓝。

（2）D装置中氧化铜黑色无变化,E装置中品红试液褪色。

（3）拉起铜丝,关闭K1与K2

（4）将A装置中冷却的混合溶液沿烧杯内壁缓缓倒入盛水的烧杯中,并不断搅拌,观察是否变蓝。

（5）5:

4（6）90%

9.某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水氯化铁并对产物做如下探究实验。

已知:

①无水氯化铁在空气中易潮解,加热易升华；

②工业上,向500~600℃的铁屑中通人氯气可生产无水氯化铁；

③向炽热的铁屑中通入氯化氢可以生产无水氯化亚铁和氢气,

（1）仪器N的名称是____________,N中盛有浓盐酸,烧瓶M中的固体试剂___________（填化学式）。

（2）装置的连接顺序为_______→→→→→→→d→e→f。

（用小写字母表示,部分装置可以重复使用）

（3）若缺少装置E,则对本实验造成的影响是________________________________________________。

（4）已知硫代硫酸钠（Na2S2O3）溶液在工业上可作脱氯剂,反应后Na2S2O3被氧化为Na2SO4,则装置D中发生反应的离子方称式为______________________________________________。

（5）实验结束并冷却后,将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中,加入过量的稀盐酸和少许植物油（反应过程中不振荡）,充分反应后,进行如下实验:

①淡红色溶液中加入过量H2O2溶液后,溶液红色加深的原因是____________________________________（用离子方程式表示）。

②已知红色褪去的同时有气体生成,经检验气体为O2。

该小组对红色褪去的原因进行探究。

由实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论为___________________________。

【答案】⑴分液漏斗KMnO4（或KClO3）⑵a,g,h,d,e,b,c

⑶HCl和Fe反应生成的H2与Cl2混合受热发生爆炸,且有杂质氯化亚铁生成

⑷S2O32-+4Cl2+5H2O＝2SO42-+8Cl-+10H+（或S2O32-+4Cl2+10OH-＝2SO42-+8Cl-+5H2O）

⑸①2Fe2++2H++H2O2＝2Fe3++2H2O[写作2Fe2++2H++H2O2+6SCN-＝2Fe（SCN）2+2H2O也给分]

②H2O2将SCN-氧化成SO42-

10.某研究性学习小组的同学通过查阅资料得到如下信息:

草酸晶体（H2C2O4·2H2O）无色,熔点为101℃,受热脱水、升华,易溶于水,170℃以上分解可得到CO、CO2、H2O,H2C2O4难溶于水。

他们欲利用如下装置验证上述产物（加热仪器、夹持仪器省略）。

（1）加热草酸晶体使其分解的装置是________（从I、II、III中选取）,验证其分解产物的装置依次是___________________________→A→尾气处理装置（用装置字母作答,装置可重复使用）。

（2）D中试剂是________________,证明有CO生成的现象是___________________________________。

（3）实验中有两处需要加热,加热的顺序是_____________________________________,写出一种处理尾气的方法:

__________________________________。

（4）若上述实验均产生了预期的现象,写出草酸分解的化学方程式:

_______________________________。

（5）设计一种方案证明草酸是弱酸________