高考化学二轮复习专题26综合性化学实验练习有答案.docx
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高考化学二轮复习专题26综合性化学实验练习有答案
专题26综合性化学实验
1．以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。
其工作流程如下：
（1）过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是________________________。
（2）过程Ⅰ中，Fe2＋催化过程可表示为：
ⅰ：
2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2O
ⅱ：
……
①写出ⅱ的离子方程式：
________________________________________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。
b．____________________________________________________________________。
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：
PbO（s）＋NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________（选填序号）。
A．减小PbO的损失，提高产品的产率
B．重复利用NaOH，提高原料的利用率
C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。
结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：
_______________________________。
【答案】
（1）Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
（2）①2Fe3＋＋Pb＋SO===2Fe2＋＋PbSO4
②取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去
（3）①A、B ②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体
【解析】
（1）根据题给化学工艺流程知，过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水，
2．某矿样中含有大量的CuS及少量其他不溶于酸的杂质。
实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体，流程如下：
（1）在实验室中，欲用37%（密度为1.19g·mL－1）的盐酸配制500mL6mol·L－1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有________、________。
（2）①若在实验室中完成系列操作a。
则下列实验操作中，不需要的是________（填字母）。
②CuCl2溶液中存在平衡：
Cu（H2O）（蓝色）＋4Cl－CuCl（黄色）＋4H2O。
欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中还需要的是________（填字母）。
a．FeCl3固体 b．CuCl2固体 c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气中焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图。
①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成，转化顺序为
CuSCu2SCuO·CuSO4CuSO4CuO
第①步转化主要在200～300℃内进行，该步转化的化学方程式为___________________________。
②300～400℃内，固体质量明显增加的原因是____________________，上图所示过程中，CuSO4固体能稳定存在的阶段是________（填字母）。
a．一阶段 b．二阶段
c．三阶段 d．四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO2和O2的混合物。
a．装置组装完成后，应立即进行的一项操作是________。
b．当D中产生白色沉淀时，说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物，你认为D中原来盛有________溶液。
c．若原CuS矿样的质量为10.0g，实验过程中，保持在760℃左右持续加热，待矿样充分反应后，石英玻璃管内所得固体的质量为8.0g，则原矿样中CuS的质量分数为________。
【答案】
（1）胶头滴管 500mL容量瓶
（2）①cd ②c
（3）①2CuS＋O2200～300℃,Cu2S＋SO2 ②Cu2S转化为CuSO4 c
③a.检验装置气密性 b．氯化钡（BaCl2） c．96%
3．某学生欲通过实验方法验证Fe2＋的性质。
（1）该同学在实验前，依据Fe2＋的________性，填写了下表。
实验操作
预期现象
反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡
试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄
Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO2↑＋H2O
依照表中操作，该同学进行实验，观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色。
为了进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行了如下实验。
（2）向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红。
该现象的结论是_____________________________________________________________。
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe3＋或Fe2＋发生反应而得到的。
为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究。
ⅰ.打开活塞a、关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液并无明显变化。
ⅱ.打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应。
ⅲ.为与ⅰ中实验进行对照，更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同。
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是_____________________________________；
②装置乙的作用是___________________________________________；
③步骤ⅱ的目的是_______________________________________________；
④该实验可得出的结论是___________________________________________________________。
（4）该同学重新进行
（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是____________________________________。
【答案】
（1）还原
（2）Fe2＋被浓硝酸氧化为Fe3＋
（3）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
②使NO2转化为NO
③排出乙右侧装置中残留的NO2
④溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2＋作用得到的（或溶液的深棕色不是由NO或NO2与Fe3＋作用得到的）
（4）向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡
【解析】
（1）Fe2＋具有还原性，可被氧化为Fe3＋。
（2）题中现象说明反应后溶液中有Fe3＋，即Fe2＋被浓硝酸氧
4．甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
操 作
现 象
Ⅰ.A中溶液变红
Ⅱ.稍后，溶液由红色变为黄色
请回答下列问题：
（1）B中反应的离子方程式是__________________________________________。
（2）A中溶液变红的原因是_________________________________________。
（3）为了探究现象Ⅱ的原因，甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在____________。
②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是SCN－与Cl2发生了反应。
（4）甲同学猜想SCN－可能被Cl2氧化了，他又进行了如下研究。
资料显示：
SCN－的电子式为[C⋮⋮N]－。
①甲同学认为SCN－中碳元素没有被氧化，理由是________________________________
________________________________________________________________________。
②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN－中被氧化的元素是________。
③通过实验证明了SCN－中氮元素转化为NO，他的实验方案是___________________。
④若SCN－与Cl2反应生成1molCO2，则转移电子的物质的量是________mol。
【答案】
（1）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
（2）Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成红色的Fe（SCN）3，所以溶液变红 （3）Fe3＋
（4）①SCN－中的碳元素是最高价态（＋4价） ②硫
③取足量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，证明A中黄色溶液中存在NO，SCN－中氮元素被氧化成NO ④16
【解析】
（1）多余的氯气在B中与NaOH溶液发生反应。
（2）Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成Fe（SCN）3，导致溶液变红。
（3）①红褐色沉淀是Fe（OH）3，说明溶液中含有Fe3＋。
（4）①在SCN－中，C的非金属性最弱，故C显正价，N显－3价、S显－2价，由此可求出C为＋4价，碳元素已处于最高价态，故它不可能被氧化。
②由于BaSO4不溶于酸，故SCN－中被氧化的元素是硫元素。
④当生成1molCO2时，由元素守恒知有1molSCN－被氧化，生成1molSO、1molNO，共失去16mol电子。
5．二氧化氯（ClO2）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。
工业上用稍潮湿的KClO3和草酸（H2C2O4）在60℃时反应制得。
某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO2。
（1）A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、________。
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是________________________________。
（3）反应后在装置C中可得NaClO2溶液。
已知：
NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2·3H2O，高于38℃时析出晶体是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
NaClO2的溶解度曲线如图2，获得NaClO2晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③____________；④在55℃干燥，得到成品。
（4）ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。
为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：
步骤1：
准确量取ClO2溶液10.00mL，稀释成100.00mL试样，量取V1mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：
用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：
加入指示剂，用cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点。
重复2次，测得消耗Na2S2O3溶液平均值为V2mL（已知2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI）。
①配制100mLcmol·L－1Na2S2O3标准溶液时，用的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：
________________________________。
②原ClO2溶液的浓度为___________g·L－1（用含字母的代数式表示）。
【答案】
（1）温度计
（2）使ClO2充分冷凝，减少挥发
（3）用38～60℃热水洗涤 （4）①100mL容量瓶、胶头滴管 ②
6．某同学设计了如下实验确定铁的含氧化合物X的化学式，同时制取FeSO4·7H2O。
Ⅰ.确定X的化学式
①称取样品22.8g，加足量稀硫酸使其完全溶解，配成250mL溶液A。
②取20.00mL溶液A于锥形瓶中，滴加KSCN溶液，溶液变红；继续滴加双氧水至过量，溶液红色褪去，同时有气泡产生。
③待气泡消失后，用1.000mol·L－1KI标准溶液滴定锥形瓶中的Fe3＋，消耗KI标准溶液24.00mL。
Ⅱ.制取FeSO4·7H2O
④取剩余溶液A，加入足量铁粉并加热，充分反应、趁热过滤得滤液B。
⑤加热浓缩滤液B，冷却结晶、操作a、洗涤、操作b，获得FeSO4·7H2O晶体。
回答下列相关问题：
（1）步骤①中“配成250mL溶液A”所需的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管以及________。
（2）由实验Ⅰ计算该氧化物的化学式是________。
（3）步骤④中趁热过滤的目的是____________。
（4）步骤⑤中操作a、b的名称分别是________、________。
（5）步骤②中产生的气泡有多种可能，请完成下列猜想。
猜想一：
气泡可能是SCN－的反应产物N2、CO2、SO2或N2、CO2；
猜想二：
气泡还可能有________，理由是______________（用化学方程式表示）。
（6）选用下列部分装置，设计一个实验来验证猜想一成立。
装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是a→________（选填一个装置编号），若观察到________，即可证明猜想一成立；该设计存在的缺陷是________。
【答案】
（1）250mL容量瓶
（2）Fe4O5 （3）防止硫酸亚铁因冷却结晶而残留在滤纸上造成损失 （4）过滤 低温干燥 （5）O2 2H2O22H2O＋O2↑ （6）e e中有白色浑浊生成 缺少尾气处理装置
7.废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。
其工作流程如下：
（1）过程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________________________。
（2）过程Ⅰ中，Fe2＋催化过程可表示为：
ⅰ：
2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2O
ⅱ：
……
①写出ⅱ的离子方程式：
________________________________________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红。
b．____________________________________________________________________。
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：
PbO（s）＋NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________（选填序号）。
A．减小PbO的损失，提高产品的产率
B．重复利用NaOH，提高原料的利用率
C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。
结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：
_________________________。
【答案】
（1）Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O
（2）①2Fe3＋＋Pb＋SO===2Fe2＋＋PbSO4
②取a中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去
（3）①A、B ②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤得到PbO固体
8．某矿样中含有大量的CuS及少量其他不溶于酸的杂质。
实验室中以该矿样为原料制备CuCl2·2H2O晶体，流程如下：
（1）在实验室中，欲用37%（密度为1.19g·mL－1）的盐酸配制500mL6mol·L－1的盐酸，需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还有________、________。
（2）①若在实验室中完成系列操作a。
则下列实验操作中，不需要的是________（填字母）。
②CuCl2溶液中存在平衡：
Cu（H2O）（蓝色）＋4Cl－CuCl（黄色）＋4H2O。
欲用实验证明滤液A（绿色）中存在上述平衡，除滤液A外，下列试剂中还需要的是________（填字母）。
a．FeCl3固体 b．CuCl2固体 c．蒸馏水
（3）某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程，查阅资料得知在空气中焙烧CuS时，固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图。
①CuS矿样在焙烧过程中，有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成，转化顺序为
CuSCu2SCuO·CuSO4CuSO4CuO
第①步转化主要在200～300℃内进行，该步转化的化学方程式为______________________________。
②300～400℃内，固体质量明显增加的原因是____________________，上图所示过程中，CuSO4固体能稳定存在的阶段是________（填字母）。
a．一阶段 b．二阶段
c．三阶段 d．四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程，并验证所得气体为SO2和O2的混合物。
a．装置组装完成后，应立即进行的一项操作是________。
b．当D中产生白色沉淀时，说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物，你认为D中原来盛有________溶液。
c．若原CuS矿样的质量为10.0g，实验过程中，保持在760℃左右持续加热，待矿样充分反应后，石英玻璃管内所得固体的质量为8.0g，则原矿样中CuS的质量分数为________。
【答案】
（1）胶头滴管 500mL容量瓶
（2）①cd ②c
（3）①2CuS＋O2200～300℃,Cu2S＋SO2 ②Cu2S转化为CuSO4 c
③a.检验装置气密性 b．氯化钡（BaCl2） c．96%
9．某学生欲通过实验方法验证Fe2＋的性质。
（1）该同学在实验前，依据Fe2＋的________性，填写了下表。
实验操作
预期现象
反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸，振荡
试管中产生红棕色气体，溶液颜色逐渐变黄
Fe2＋＋NO＋2H＋===Fe3＋＋NO2↑＋H2O
依照表中操作，该同学进行实验，观察到液面上方气体逐渐变为红棕色，但试管中溶液颜色却变为深棕色。
为了进一步探究溶液变为深棕色的原因，该同学进行了如下实验。
（2）向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液，前者不变红色，后者变红。
该现象的结论是______________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）该同学通过查阅资料，认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe3＋或Fe2＋发生反应而得到的。
为此他利用如图装置（气密性已检验，尾气处理装置略）进行探究。
ⅰ.打开活塞a、关闭b，并使甲装置中反应开始后，观察到丙中溶液逐渐变为深棕色，而丁中溶液并无明显变化。
ⅱ.打开活塞b、关闭a，一段时间后再停止甲中反应。
ⅲ.为与ⅰ中实验进行对照，更换丙、丁后，使甲中反应继续，观察到的现象与步骤ⅰ中相同。
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是_________________________
________________________________________________________________________；
②装置乙的作用是___________________________________________；
③步骤ⅱ的目的是_______________________________________________；
④该实验可得出的结论是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）该同学重新进行
（1）中实验，观察到了预期现象，其实验操作是_______________________________。
【答案】
（1）还原
（2）Fe2＋被浓硝酸氧化为Fe3＋
（3）①Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O
②使NO2转化为NO
③排出乙右侧装置中残留的NO2
④溶液的深棕色是由NO或NO2与Fe2＋作用得到的（或溶液的深棕色不是由NO或NO2与Fe3＋作用得到的）
（4）向盛有浓硝酸的试管中滴入数滴新制FeSO4溶液，振荡
10.甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。
操 作
现 象
Ⅰ.A中溶液变红
Ⅱ.稍后，溶液由红色变为黄色
请回答下列问题：
（1）B中反应的离子方程式是__________________________________________。
（2）A中溶液变红的原因是_________________________________________。
（3）为了探究现象Ⅱ的原因，甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在____________。
②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象Ⅱ的原因是SCN－与Cl2发生了反应。
（4）甲同学猜想SCN－可能被Cl2氧化了，他又进行了如下研究。
资料显示：
SCN－的电子式为[C⋮⋮N]－。
①甲同学认为SCN－中碳元素没有被氧化，理由是________________________________
________________________________________________________________________。
②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN－中被氧化的元素是________。
③通过实验证明了SCN－中氮元素转化为NO，他的实验方案是________________________________。
④若SCN－与Cl2反应生成1molCO2，则转移电子的物质的量是________mol。
【答案】
（1）Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
（2）Fe2＋被Cl2氧化成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应生成红色的Fe（SCN）3，所以溶液变红 （3）Fe3＋
（4）①SCN－中的碳元素是最高价态（＋4价） ②硫
③取足量铜粉于试管中，加入A中黄色溶液和一定量的稀盐酸，加热，观察到试管上方有红棕色气体生成，证明A中黄色溶液中存在NO，SCN－中氮元素被氧化成NO ④16
11.．二氧化氯（ClO2）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体
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