1、届高考化学二轮复习专题突破高考真题114 实验方试做真题 备考升华成功考生必做高考真题1(2014新课标)某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 molL1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 molL1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)氯的测定:准确称取样品X
2、,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是_。(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用_式滴定管,可使用的指示剂为_。(3)样品中氨的质量分数表达式为_。(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将_(填“偏高”或“偏低”)。(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是_;滴定终点时,若溶液中c(Ag)2.0 105 molL1,c(CrO)为_molL1。已知:Ksp(Ag2CrO4)1.121012(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量
3、之比为163,钴的化合价为_。制备X的化学方程式为_;X的制备过程中温度不能过高的原因是_。答案:(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2)碱酚酞(或甲基红)(3)100%(4)偏低(5)防止硝酸银见光分解2.8103(6)32CoCl22NH4Cl10NH3H2O2=2Co(NH3)6Cl32H2O温度过高过氧化氢分解、氨气逸出解析:(1)若没有A中的安全管,当A中产生气体时,会因装置压力过大发生危险,反之,有安全管存在,当A中压力过大时,安全管中的液面会上升,使A瓶中压力稳定。(2)由题意知,用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,NaOH溶液应放入碱式滴定管中,可使用
4、酚酞作指示剂,滴定至终点时溶液由无色变为浅红色。(3)已知盐酸的总的物质的量为c1 molL1V1 mL103 LmL1c1V1103 mol,NH3反应完后剩余的盐酸用NaOH标准溶液滴定,可求出剩余的盐酸为c2V2103 mol,由NH3HCl=NH4Cl可求出NH3的物质的量。进而求出w g X中的含氨量,即:100%。(4)若装置气密性不好,会有NH3外逸,而不被HCl吸收,则剩余的HCl的物质的量会增多,消耗NaOH增多,即c2V2的值增大,由(3)中计算式可知氨的测定结果偏低。(5)AgNO3是见光易分解的物质,使用棕色滴定管的目的是防止AgNO3分解而影响实验结果;由Ag2CrO
5、4的溶度积常数Ksp1.121012,c(Ag)2.0105 molL1,可求出c(CrO)molL12.8103 molL1。(6)样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为163,可写出化学式为Co(NH3)6Cl3,由化合物中正负化合价代数和为0计算,NH3整体为0价,氯为1价,故Co为3价;从而推出制备X的化学方程式为2CoCl22NH4Cl10NH3H2O2=2Co(NH3)6Cl32H2O。由于温度过高时H2O2易分解,NH3易挥发,故制备过程中温度不能过高,否则H2O2分解,NH3挥发。2(2014江苏化学,节选)磷酸铁(FePO42H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加
6、剂和锂离子电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。反应加热的目的是_。(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2,离子方程式如下:Cr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、_和_。若滴定x mL滤液中的Fe2,消耗a molL1K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2)_molL1。为使滤液中的Fe2完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是_(填序号)
7、。A加入适当过量的H2O2溶液B缓慢滴加H2O2溶液并搅拌C加热,使反应在较高温度下进行D用氨水调节溶液pH7(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入含有Fe3的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO42H2O。若反应得到的FePO42H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为_。答案:(1)加快铁与稀硫酸反应速率(2)用蒸馏水洗净用K2Cr2O7标准溶液润洗23次AB(3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)解析:(1)温度越高反应速率越快,因此加热可以加快反应的速率。(2)滴定管要先用蒸馏水洗涤,再用待装液体润洗。根据题给离子方程式可知,n(Fe2)6n(Cr2O),c(Fe2
8、)molL1。加入过量的H2O2,可以使Fe2充分被氧化;缓慢滴加H2O2并搅拌,可以使反应更充分;加热会使H2O2发生分解;加入氨水会使Fe2转化为沉淀。故答案为AB。(3)因为碱性溶液中Fe3反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,从而使得到的FePO42H2O固体呈棕黄色。3(2014天津高考)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。.制备Na2S2O35H2O反应原理:Na2SO3(aq)S(s) Na2S2O3(aq)实验步骤:称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。安装实验装置
9、(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O35H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。回答问题:(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是_。(2)仪器a的名称是_,其作用是_。(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是_。检验是否存在该杂质的方法是_。(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因:_。.测定产品纯度准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 molL1碘的标准溶液滴定。反应原理为:2S2OI2=S4O2I(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化
10、:_。(6)测定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为_mL。产品的纯度为(设Na2S2O35H2O相对分子质量为M)_。.Na2S2O3的应用(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为_。答案:(1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管冷凝回流(3)Na2SO4取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4(4)S2O2H=SSO2H2O(5)由无色变蓝色(6)18.10100%(7)S2O4Cl25H2O=2SO8Cl10H解析:(1)硫粉难溶于水,微溶于乙醇,故硫粉用乙醇润湿
11、后易扩散到溶液中。(2)装置中仪器a(冷凝管)可以将挥发出的乙醇冷凝回流到烧瓶中。(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4,故可能存在的无机杂质是Na2SO4;检验产品中是否含有Na2SO4,即检验SO是否存在,需要防止SO的干扰,故不能用具有强氧化性的硝酸酸化,而应用盐酸酸化,过滤除去不溶物,再向滤液中滴加氯化钡溶液。(4)产品发黄,说明产品中含有硫杂质,这是由于在酸性环境中Na2S2O3不稳定,发生反应:2HS2O=SSO2H2O。(5)滴定终点时,过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝,可指示滴定终点。(6)起始读数为0.00 mL,终点读数为18.10 mL,所以消耗碘的
12、标准溶液的体积为18.10 mL0.00 mL18.10 mL;根据2Na2S2O35H2O2S2OI2,得n(Na2S2O35H2O)2n(I2)20.100 0 molL118.10103 L3.620103 mol,则产品的纯度100%100%。(7)S2O被Cl2氧化成SO,Cl2被还原为Cl,首先根据化合价升降总值相等写出S2O 4Cl22SO8Cl,然后根据原子守恒和电荷守恒配平得:S2O 4Cl25H2O=2SO8Cl10H。4(2013安徽理综)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O转化为Cr3。某课题组研究发现,少量铁明矾Al2Fe
13、(SO4)424H2O即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:(1)在25 下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL46010305601030560测得实验和溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后草酸被氧化为_(填化学式)。(3)实验和的结果表明_;实验中0t1时间段反应速率v(Cr3)_molL1min1(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明矾Al2Fe(SO4)4
14、24H2O中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:假设一:Fe2起催化作用;假设二:_;假设三:_;(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的浓度可用仪器测定实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论答案:(1)实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL2020(2)CO2(3)溶液pH对该反应的速率有影响(4)Al3起催化作用SO起催化作用(5)实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结
15、论用等物质的量K2SO4Al2(SO4)324H2O代替实验中的铁明矾,控制其他反应条件与实验相同,进行对比实验反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O)大于实验中的c(Cr2O),则假设一成立;若两溶液中的c(Cr2O)相同,则假设一不成立(本题属于开放性试题,合理答案均可)解析:(1)根据题设要求,和数据对比可得出不同pH对反应速率的影响,和数据对比可得出草酸用量对反应速率的影响。根据实验单一变量原则,设计实验时,只能允许草酸用量发生变化,且保证混合溶液其他成分浓度变化相同,故保证和中混合溶液总体积相同。本题可以选择的组合有多种。例如:草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL2020或15252
16、515a(0a40,且a10)40a(3)由实验和及对应图像可知溶液pH对该反应速率有影响。pH越小,图像斜率越大,说明反应速率越快。根据图像中的变化可以求出v(Cr2O)molL1min1,再结合反应Cr2O3C2O14H=2Cr36CO27H2O可得关第式:v(Cr3)molL1min1。(4)分析铁明矾Al2Fe(SO4)424H2O的成分,可以提出另外两个假设分别是Al3起催化作用,SO起催化作用。(5)完成本实验的关键是选择对照实验并控制单一变量(Fe2的有和无)。最简捷的做法为选择实验作为参照实验,该实验用等物质的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替实验中的铁明矾,并控制
17、其他实验条件与相同,进行对比实验。另外,还可以选择或作为参照实验,其他操作相同。本题也可以另外设计对比实验,例如:实验方案预期实验结果和结论在两支盛有相同草酸和废水的试管中,一支加入少量K2SO4固体,另一支加入少量FeSO4固体,控制其他变量相同反应进行相同时间后,若加入FeSO4的试管中c(Cr2O)的变化较大,则假设一成立,反之不成立5.(2013江苏高考)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备:FeSO4Na2CO3=FeCO3Na2SO4FeCO3C6H8O7=FeC6H6O7CO2H2O下表列出了相关金属离子生成氢氧化
18、物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Al33.05.0Fe25.88.8(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是_(填字母),原因是_。a将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是_。(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80 下搅拌反应。铁粉的作用是_。反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉
19、的方法是_。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是_。(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合图中的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,_,得到FeSO4溶液,_,得到FeSO47H2O晶体。答案:(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若
20、无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净(3)防止2价的铁元素被氧化加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60 饱和溶液,冷却至0 结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥解析:(1)Fe2开始生成Fe(OH)2的pH为5.8,为防止Fe(OH)2的生成,应将Na2CO3溶液滴加到FeSO4溶液中制备F
21、eCO3。(2)沉淀洗涤的目的是除去沉淀吸附的可溶性杂质,由制备反应可知FeCO3沉淀表面吸附的离子有Na、SO、CO等,检验其中某种离子是否存在即可证明沉淀是否已洗净,实际检验时应尽量选择现象明显、灵敏度高的离子来检验,本题选择检验SO是否存在较为合适,具体操作见答案。(3)因Fe2易被空气中的O2氧化,故应加入铁粉防止Fe2被氧化,过量的铁粉可加入适量柠檬酸使之完全反应生成柠檬酸亚铁。(4)“醇析法”在实验化学中已有涉及,加入乙醇可降低产品在水中的溶解量,有利于晶体结晶析出。(5)硫铁矿烧渣与足量稀硫酸充分反应后,过滤滤去SiO2,为除去滤液中的Al3,可调节溶液pH约为5,但此时滤液中Fe3也已沉淀完全,故在调pH之前需先加入过量铁粉将Fe3还原成Fe2。从FeSO47H2O溶解度曲线可知,要从FeSO4溶液中获得FeSO47H2O晶体,应先将溶液加热浓缩得到60 饱和溶液,然后再冷却结晶,过滤得到晶体后,为减少晶体洗涤时的溶解损耗,洗涤剂应选择冰水。为防止晶体干燥时脱水,应选择低温干燥或真空干燥等方式。
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