化学综合实验模拟题详解版.docx

化学综合实验模拟题详解版.docx

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化学综合实验模拟题详解版

实验题解析版

1．绿矾的化学式可表示为FeSO4·xH2O，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某些性质进行探究。

回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加少量稀H2SO4后，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

充分振荡后，溶液逐渐变红。

溶液变红的原因是_________（用离子方程式表示）。

（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下列实验操作步骤的正确排序为___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a．关闭K1和K2b．打开K1和K2，缓缓通入N2c．点燃酒精灯，加热d．称量Ae．冷却到室温f．熄灭酒精灯

②判断A是否恒重的方法是____________________。

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

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入由下图所示仪器组装而成的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2一段时间后，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①反应中有两种气体产物生成，为检验该气体混合物的组成，请从下图所示的仪器中，选择合适的仪器（含其中的试剂），组成一套实验装置，该装置的连接顺序（按气体流向从左到右）依次为___________→D（填装置序号）。

装置中除有气泡冒出外，其他证明实验结论的现象分别为__________________________。

②硫酸亚铁高温分解的化学方程式为_____________________。

【答案】

（1）4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O

（2）①bcfead②最后两次称量A的质量差不超过0.1克③

①C、B生成白色沉淀、褪色②2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑

【解析】

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加少量稀H2SO4后，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

可知样品中没有Fe（Ⅲ），但亚铁离子不稳定，易被空气中氧气氧化生成铁离子，最终溶液变红色，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，故答案为：

4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；

（2）①实验时，为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时注意防止氧气进入，冷却至室温再称量固体质量的变化，则正确的顺序为bcfead；②最后两次称量A的质量差不超过0.1克，可以判断A已经恒重；③直至A恒重，记为m3 g，应为FeSO4和装置的质量，则m（FeSO4）=（m3-m1），m（H2O）=（m2-m3），则n（H2O）=

、n（FeSO4）=

，结晶水的数目等于

=

；（3）①实验后反应管中残留固体为红色粉末，说明生成Fe2O3，则反应中Fe元素化合价升高，S元素化合价应降低，则一定生成SO2，可知硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，C为氯化钡，用于检验SO3，可观察到产生白色沉淀，B为品红，可用于检验SO2，品红褪色；②硫酸亚铁高温分解可生成Fe2O3、SO3、SO2，方程式为2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑。

点睛：

本题以绿矾为载体，考查结晶水合物中结晶水数目的测定以及分解产物的鉴别。

本题的易错点为实验操作的顺序的排列，要注意为避免亚铁被氧化，应先通入氮气，冷却时要防止氧气进入。

2．实验室制取氯气除了用浓盐酸和二氧化锰反应外还可利用下列反应：

KClO3+6HCl（浓）═KCl+3Cl2↑+3H2O，该反应的优点是反应产生氯气速度快、不需加热．图是实验室利用此反应制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）．

（1）上述反应中______是氧化剂，______是还原剂，若反应中氧化产物比还原产物多1mol，则转移的电子数目为______。

（2）装置B的作用是______，实验进行时C中可能发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：

______。

（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入______（选“a”“b”或“c”）

a

b

c

Ⅰ

干燥的有色布条

湿润的有色布条

湿润的有色布条

Ⅱ

碱石灰

浓硫酸

无水氯化钙

Ⅲ

湿润的有色布条

干燥的有色布条

干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是为了比较Cl2、Br2、I2的氧化性强弱．已知Br2的水溶液因浓度不同而呈现橙色或红棕色，I2难溶于水而易溶苯，且I2的苯溶液为紫红色．当向D中缓缓通入足量Cl2时，可以看到无色溶液逐渐变为红棕色，说明Cl2的氧化性大于Br2，请写出D中对应的离子方程式并用双线桥法表示出电子转移情况：

______．打开活塞，将D中的少量溶液加入E中，振荡E，观察到E中溶液分为两层，上层（苯层）为紫红色．该现象______（填“能”或“不能”）说明Br2的氧化性大于I2。

（5）装置F的作用是除去污染性的物质（Cl2、Br2等），已知Cl2与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3，且

值与温度高低有关．若烧杯中装有500mL0.2mol/L的NaOH溶液，则最多可吸收标况下的Cl2的体积为______L（忽略Cl2溶于水）。

【答案】

（1）KClO3HCl2.5NA

（2）除杂和安全瓶锥形瓶中的液面下降，长颈漏斗中的液面上升

（3）c（4）

不能（5）1.12

【解析】

（1）反应KClO3+6HCl（浓）=KCl+3Cl2↑+3H2O中KClO3中氯元素的化合价由+5价变成0价，HCl中氯元素的化合价由-1价变成0价，因此KClO3是氧化剂，HCl是还原剂，氯气既是氧化产物又是还原产物，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:

1，若反应中氧化产物比还原产物多1mol，则生成氯气的物质的量为1.5mol，转移的电子数目为2.5NA；

（2）盐酸易挥发，反应制取的氯气中含有氯化氢，装置B中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl；装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，发生堵塞时B中的压强增大，B中长颈漏斗中液面上升，形成水柱；（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，选项中abc的Ⅱ中都是干燥剂，根据图示装置可知，II中应该为固体干燥剂，氯气干燥后再通入湿润的有色布条不能验证氯气的漂白性，所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条，所以答案选c；（4）D中对应的离子方程式为Cl2+2Br－=2Cl－+Br2，用双线桥法表示出电子转移情况为

；氯气具有强氧化性，过量的氯气能够将碘离子氧化成碘单质，所以该现象不能说明溴的非金属性强于碘；（5）根据题意，Cl2与NaOH反应时产物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3，无论生成的产物如何，钠原子与氯原子个数都相等，500mL0.2mol/L的NaOH溶液中含有NaOH的物质的量为0.1mol。

根据守恒关系，氯气的物质的量为0.05mol，标况下的Cl2的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L。

3．硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O）俗名海波，又名“大苏打”，是无色单斜晶体。

易溶于水，不溶于乙醇，具有较强的还原性，广泛地应用于照相等工业中。

回答下列问题：

（1）Na2S2O3·5H2O属于______（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）酸性条件下，S2O32-自身发生氧化还原反应生成SO2。

试写出Na2S2O3与盐酸反应的离子方程式：

_____。

（3）亚硫酸法制备Na2S2O3·5H2O简易流程如下：

①Na2S2O3·5H2O制备原理为_________________（用化学方程式表示）。

②Na2S2O3·5H2O粗品中可能含有Na2SO3、Na2SO4杂质，其检验步骤为：

取适量产品配成稀溶液，滴加足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成；将白色沉淀过滤，先用蒸馏水洗涤沉淀，然后向沉淀中加入足量____（填试剂名称），若_______________（填现象），则证明产品中含有Na2SO3和Na2SO4（已知：

Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液无沉淀生成）。

③粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测定

称取6g粗品配制250ml.的溶液待用。

另取25ml.0.01mol/LK2Cr2O7溶液于锥形瓶中，然后加入过量的KI溶液并酸化和几滴淀粉溶液，立即用配制的Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25mL。

粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为________。

已知Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。

【答案】

（1）纯净物

（2）S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O

（3）①Na2SO3+S+5H2O=Na2S2O3·5H2O②稀盐酸沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体生成③62%

【解析】

（1）Na2S2O3·5H2O属于纯净物。

（2）酸性条件下，S2O32-自身发生氧化还原反应生成SO2，所以Na2S2O3与盐酸反应生成SO2、S、氯化钠和水等，离子方程式为S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O。

（3）①由流程可知，Na2S2O3·5H2O制备原理为Na2SO3+S+5H2O=Na2S2O3·5H2O。

②Na2S2O3·5H2O粗品中可能含有Na2SO3、Na2SO4杂质，因为Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合后无沉淀生成，而Na2SO3、Na2SO4都可以与BaCl2溶液反应，分别生成亚硫酸钡和硫酸钡沉淀，亚硫酸钡可以溶于盐酸生成有刺激性气味的二氧化硫气体，所以其检验步骤可以设计为：

取适量产品配成稀溶液，滴加足量氯化钡溶液，有白色沉淀生成；将白色沉淀过滤，先用蒸馏水洗涤沉淀，然后向沉淀中加入足量稀盐酸，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体生成，则证明产品中含有Na2SO3和Na2SO4。

③由粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测定步骤及相关的反应可以得到关系式：

Cr2O72-~3I2~6S2O32，所以n（Na2S2O3·5H2O）=n（S2O32）=6n（Cr2O72-）=6

25

L

.0.01mol/L=1.5

mol，则6g粗品中Na2S2O3·5H2O的质量为

1.5

mol

248g/mol=3.72g，粗品中Na2S2O3·5H2O的质量分数为

=62%.

4．过氧化钙是白色结晶，用做杀菌剂、防腐剂、解酸剂、油类漂白剂及封闭胶泥的快干剂。

在食品、牙粉和化妆品等制造中用作添加剂，也可用作氧化物阴极材料。

农业上用作种子及谷物的无毒性消毒剂。

可作为水产养殖中广泛使用的供氧剂。

（1）过氧化钙制备方法很多

①制备方法一：

氢氧化钙与60%的过氧化氢在催化剂存在下反应而得，其化学方程式为_____________。

②制备方法二：

利用反应CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O+2NH4Cl。

在碱性环境中制取CaO2。

NH3·H2O在Ca2+和H2O2的反应中所起的作用是______________；该反应需要在冰水浴条件下完成，原因是________________________。

③制备方法三：

利用反应Ca（s）+O2

CaO（s），在纯氧条件下制取CaO2，实验室模拟装置示意图如图所示：

请回答下列问题：

装置A中发生反应的化学方程式为_______________；装置D中盛有的液体是浓硫酸，其作用一是观察氧气的流速，判断氧气通入是否过快及氧气与钙反应进行的程度；二是_________________。

（2）水中溶氧量（DO）是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L-1。

测定原理为碱性条件下，O2将Mn2+氧化为MnO（OH）2：

2Mn2++O2+4OH-=2MnO（OH）2↓；酸性条件下，MnO（OH）2将I-氧化为I2：

MnO（OH）2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O；用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：

2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。

取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.0mL，按上述方法测定水中的溶氧量，消耗0.01000mol·L-1Na2S2O3标准溶液13.50mL。

滴定过程中使用的指示剂是___________；该水样中的溶解氧量（DO）为_______________。

【答案】

（1）①Ca（OH）2+H2O2=CaO2+2H2O

②中和过氧化氢和Ca2+反应产生的氢离子，促进反应的进行（或中和反应生成的HCl，使反应CaCl2+H2O2=CaO2+2HCl）（向右进行）防止H2O2发生分解

③2H2O2

2H2O+O2↑（或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑）防止空气进入C装置影响产品纯度

（2）淀粉溶液10.80mg·L-1

【解析】

（1）①氢氧化钙与60%的过氧化氢在催化剂存在下反应生成过氧化钙和水，类似复分解反应，化学方程式为Ca（OH）2+H2O2=CaO2+2H2O；②中和过氧化氢和Ca2+反应产生的氢离子，促进反应的进行（或中和反应生成的HCl，使反应CaCl2+H2O2=CaO2+2HCl）（向右进行）；双氧水受热易分解，在冰水浴条件下可防止H2O2发生分解；③装置A是制备氧气的发生装置，应是双氧水分解反应，化学方程式为2H2O2

2H2O+O2↑（或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑）；因过氧化钙易与水反应，整个制备应干燥纯氧条件下进行，D装置可以防止空气进入C装置影响产品纯度。

用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，可以用淀粉溶液作为滴定终点判断的现象依据；由方程式找出关系式（电子守恒）为：

O2——2MnO（OH）2——2I2——4S2O32—，代入计算：

所以该水样中的溶解氧为

＝10.80mg/L。

5．溴化亚铜可用作工业催化剂，是一种白色粉末，微溶于冷水，不溶于乙醇等有机溶剂，在热水中或见光都会分解，在空气中会慢慢氧化成绿色粉末。

制备CuBr的实验步骤如下：

步骤1.在如上图所示的三颈烧瓶中加入45gCuSO4·5H2O、19gNaBr、150mL煮沸过的蒸馏水，60℃时不断搅拌，以适当流速通入SO22小时。

步骤2.溶液冷却后倾去上层清液，在避光的条件下过滤。

步骤3.依次用溶有少量SO2的水、溶有少量SO2的乙醇、纯乙醚洗涤

步骤4.在双层干燥器（分别装有浓硫酸和氢氧化钠）中干燥3～4h，再经氢气流干燥，最后进行真空干燥。

（1）实验所用蒸馏水需经煮沸，煮沸目的是除去水中的________________（写化学式）。

（2）步骤1中：

①三颈烧瓶中反应生成CuBr的离子方程式为__________________；

②控制反应在60℃进行，实验中可采取的措施是____________________；

③说明反应已完成的现象是_____________________。

（3）步骤2过滤需要避光的原因是_____________________。

（4）步骤3中洗涤剂需“溶有SO2”的原因是____________________。

（5）欲利用上述装置烧杯中的吸收液（经检测主要含Na2SO3、NaHSO3等）制取较纯净的Na2SO3·7H2O晶体。

请补充实验步骤[须用到SO2（贮存在钢瓶中）、20%NaOH溶液]：

①_________________。

②___________________。

③加入少量维生素C溶液（抗氧剂）,蒸发浓缩，冷却结晶。

④过滤，用乙醇洗涤2～3次。

⑤放真空干燥箱中干燥。

【答案】

（1）O2

（2）①2Cu2++2Br-+SO2+2H2O=2CuBr↓+SO42-+4H+②60℃水浴加热③溶液蓝色完全褪去

（3）防止CuBr见光分解（4）防止CuBr被氧化在

（5）①烧杯中继续通入SO2至饱和②然后向烧杯中加入100g20%的NaOH溶液

【解析】

（1）溴化亚铜能被氧气慢慢氧化，用二氧化硫还原铜离子生成溴化亚铜要排除氧气的干扰，可以通过煮沸的方法除去水中的O2，故答案为：

O2；

（2）①三颈烧瓶中铜离子被二氧化硫还原成亚铜离子，与溴离子反应生成CuBr沉淀，反应的离子方程式为2Cu2++2Br-+SO2+2H2O=2CuBr↓+SO42-+4H+，故答案为：

2Cu2++2Br-+SO2+2H2O=2CuBr↓+SO42-+4H+；

②控制反应在60℃进行，可以用60℃的水浴加热，故答案为：

60℃水浴加热；

③45gCuSO4•5H2O为0.18mol，19gNaBr为0.184mol，所以NaBr稍过量，所以当溶液中的铜离子消耗完时反应即完成，所以说明反应已完成的现象是溶液蓝色完全褪去，故答案为：

溶液蓝色完全褪去；

（3）溴化亚铜见光会分解，所以步骤2过滤需要避光，防止CuBr见光分解，故答案为：

防止CuBr见光分解；

（4）溴化亚铜在空气中会慢慢被氧化，所以洗涤剂需“溶有SO2”可以防止CuBr被氧化，故答案为：

防止CuBr被氧化；

（5）烧杯中的吸收液主要含Na2SO3、NaHSO3等，制取较纯净的Na2SO3•7H2O晶体，可以在烧杯中继续通入SO2至饱和，将Na2SO3生成NaHSO3，根据钠元素守恒可知，此时溶液中NaHSO3的物质的量为0.5mol，然后向烧杯中加入100g20%的NaOH溶液，使NaHSO3恰好完全反应生成Na2SO3，加入少量维生素C溶液（抗氧剂），蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用乙醇洗涤2～3次，除去表面可溶性杂质，放真空干燥箱中干燥，故答案为：

①在烧杯中继续通入SO2至饱和；②然后向烧杯中加入100g20%的NaOH溶液。

点睛：

本题考查了物质制备的生产工艺流程，涉及对操作的分析评价、物质的分离提纯、实验方案实际等，（5）为易错点，学生容易忽略图中加入氢氧化钠溶液的质量。

6．亚硝酸钠大量用于染料和有机合成工业。

用木屑制备亚硝酸钠的流程如下:

已知:

 ①氧化过程中，控制反应液的温度在55～60℃，发生的主要反应为C6H12O6 + 12HNO3

3H2C2O4+9NO2 ↑+3NO ↑+9H2O；

②NaNO2 有氧化性，在酸性条件下能把I-氧化为I2 ；S2O32- 能把I2 还原为I-

③NaNO2 也有还原性，能使酸性KMnO4 溶液褪色

（1）酸溶过程中,发生的主要反应的化学方程式为______________。

（2）实验室模拟氧化和吸收过程的装置（ 加热和仪器固定裝置已略去）如下图所示

①实验装置图中仪器a 的名称为______________。

②A装置须控制反应液的温度不高于60℃的原因是_____________。

③B 装置用于制备亚硝酸钠，其中盛放的溶液是__________ （填字母）。

a.NaCl 溶液b.Na2CO3 溶液c.NaNO3 溶液

（3）工业上在吸收过程中需控制NO 和NO2 的物质的量比接近1:

1。

若n（ NO）:

n（ NO2 ）>l:

 1，则会导致________；若n（NO） ：

n（NO2）<1:

1，则会导致________。

（4）为测定产品NaNO2 的纯度，请补充完整实验方案：

准确称量适量的NaNO2 样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，________。

（实验中可供选择的试剂：

稀硫酸、淀粉溶液、酚酞试液、c1mol/LKI 溶液、c2mol/LNa2S2O3 溶液、c3 mol/L酸性KMnO4溶液）

【答案】

（1）

（2）①分液漏斗②温度过高会导致HNO3分解，降低NaNO2的产率③b

（3）排放气体中NO含量升高产品NaNO2中NaNO3含量升高

（4）用c3mol/L酸性KMnO4溶液滴定，当溶液由无色恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色时读数，重复以上操作2~3次，计算NaNO2的纯度

【解析】试题分析：

本题考查工业流程的分析，物质的制备，物质纯度测定的实验方案的设计。

（1）木屑的主要成分为纤维素，酸溶时纤维素发生水解反应生成葡萄糖，反应的化学方程式为

。

（2）①根据仪器的构造特点，仪器a的名称为分液漏斗。

②A装置中发生的反应为：

C6H12O6 + 12HNO3

3H2C2O4+9NO2 ↑+3NO ↑+9H2O，控制反应温度不高于60℃的原因是：

防止温度过高HNO3分解和挥发，降低NaNO2的产率。

③A装置中产生NO2和NO的混合气体，工业流程中用NaOH溶液吸收混合气制备NaNO2；三种盐溶液只有Na2CO3溶液呈碱性，装置B中盛放的溶液为Na2CO3溶液，Na2CO3溶液吸收该混合气体生成NaNO2的化学方程式为NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2；NaCl溶液、NaNO3溶液只能吸收混合气体中的NO2生成HNO3；答案选b。

（3）工业上吸收混合气体生成NaNO2的反应为：

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O。

若n（ NO）:

n（ NO2 ）>l:

 1，发生上述反应后NO过量，过量的NO不能被NaOH溶液吸收，则会导致排放气体中NO含量升高。

若n（NO） ：

n（NO2）<1:

1，发生上述反应后NO2过量，过量的NO2与NaOH发生反应：

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O，则会导致产品NaNO2中NaNO3的含量升高。

（4）由于NaNO2产品中含有NaNO3，根据题意，NaNO2 有氧化性，在酸性条件下能把I-氧化为I2；NaNO2 也有还原性，能使酸性KMnO4 溶液褪色；酸性条件下NaNO3也有氧化性，也能将I-氧化为I2；NaNO3与酸性KMnO4溶液不反应；所以选用酸性KMnO4溶液进行滴定实验，由于KMnO4溶液本身有颜色，所以滴定时不必使用指示剂。

实验方案为：

准确称量适量的NaNO2 样品放入锥形瓶中，加适量水溶解，用c3 mol/L酸性KMnO4溶液滴定，当溶液由无色恰好变为浅红色，且半分钟内不褪色时读数，重复以上操作2~3次，计算NaNO2的纯度。

7．含硫物质燃烧会产生大量烟气，主要成分是SO2、CO2、N2、O2。

某研究性学习小组在实验室利用下列装置制备模拟烟气，并测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率。

请回答下列问题：

I.模拟烟气的制备

（1）用_______装置制SO2，用________装置制CO2（填“A”或“B”）。

（2）将制得的气体与一定量空气充分混合，获得模拟烟气用于后续实验。

Ⅱ.测定烟气中SO2的体积分数

（3）将部分模拟烟气缓慢通过C、D装置，其中C、D中盛有的药品分别是_______、________。

（填序号）

①KMnO4溶液   ②饱和NaHSO3溶液  ③饱和Na2CO3溶液   ④饱和NaHCO3溶液写出吸收SO2时发生反应的离子方程式________________________________________。

（4）若模拟烟气的流速为amL/min，t1min后，测得量筒内液体体积为VmL，则SO2的体积分数是_______。

Ⅲ.测算模拟烟气通过转化器的脱硫效率（已转化的SO2占原有SO2的百分比）

（5）将模拟烟气通过转化器E装置，E装置中盛有FeCl2、FeCl3的