【創(chuàng)新設(shè)計】2015高考化學(xué)(江蘇專用)二輪題型專攻：微題型17 化學(xué)實驗綜合題(含新題及解析)

1、題型專練1某化學(xué)研究小組擬采用銅粉在酸溶液中直接通入空氣氧化制備硫酸銅晶體。.制備硫酸銅溶液稱取一定質(zhì)量的銅粉放入燒杯中，加入6 mol·L1硫酸，加熱并通入空氣，實驗裝置如圖，待銅粉完全溶解后即可得硫酸銅溶液。(1)上述制備過程中所涉及反應(yīng)的離子方程式為_。(2)小組經(jīng)過多次實驗后發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)時間相同的情況下，溫度應(yīng)控制在70 90 為最佳。若溫度低于70 ，會導(dǎo)致銅的反應(yīng)量較少，原因可能是_；若溫度高于90 ，銅的反應(yīng)量并沒有明顯地提高，主要原因可能是_。(3)實驗時通入空氣的速度不宜過慢，應(yīng)能使銅粉較均勻地懸浮在溶液中即可，其目的是_。.獲得硫酸銅晶體(4)從硫酸銅溶液中獲得硫

2、酸銅晶體的實驗步驟依次為：蒸發(fā)濃縮、_、過濾、_、干燥，(5)在(4)的步驟中，加入了適量乙醇，其優(yōu)點有：降低CuSO4的溶解度，有利于CuSO4晶體析出；_。在蒸發(fā)濃縮的初始階段還采用了如圖所示的裝置，其目的是_。解析(1)反應(yīng)物有Cu、O2和H，生成物有Cu2和H2O。(4)從溶液中獲取結(jié)晶水合物多用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥的方法。(5)該裝置圖是蒸餾裝置，目的是回收易揮發(fā)的乙醇。答案(1)2CuO24H=2Cu22H2O(2)溫度低，反應(yīng)速率小溫度過高，空氣在溶液中的溶解度降低(3)增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率(4)冷卻結(jié)晶洗滌(5)降低能耗回收乙醇2CoxFe3xO4磁

3、粉是一種比較好的高矯頑力磁粉。工業(yè)上以FeSO4為原料制備CoxFe3xO4的主要步驟如下：FeSO4FeOOH晶種FeOOHFe2O3Fe3O4CoxFe3xO4(1)步驟是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40 下攪拌生成FeOOH晶種。生成晶種的化學(xué)方程式為_。(2)步驟將晶種移到放有FeSO4溶液和鐵皮的生長槽中，升溫到60 ，吹入空氣，待晶種長大到一定尺寸后，過濾、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生長槽中放入鐵皮的目的是_，吹入空氣的作用為_。(3)步驟將FeOOH在200300 下加熱脫水，生成紅色Fe2O3。實驗室完成該操作需要下列儀器中的_(填字母)。a蒸發(fā)皿 b燒杯c坩堝d

4、泥三角e酒精燈(4)步驟通入H2，加熱至300400 ，生成Fe3O4。通入H2前要向加熱爐中通入N2，其作用為_。(5)步驟加入CoSO4溶液，所得粗產(chǎn)品經(jīng)過濾、洗滌、干燥即得成品。檢驗粗產(chǎn)品是否洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是_。(6)某研究小組欲用鋰離子電池正極廢料(含LiCoO2、鋁箔、鐵的氧化物)制備CoSO4·7H2O晶體。下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L1計算)：金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Fe25.88.8Co26.99.4請完成下列實驗步驟(可選用的試劑：H2O2、稀硝酸、稀

5、硫酸、NaOH溶液)：用N甲基吡咯烷酮在120 下浸洗正極廢料，使LiCoO2與鋁箔分離，得到LiCoO2粗品并回收鋁。_。向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH約為5，過濾。_。將Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶，得到CoSO4·7H2O晶體。解析(3)200300 下加熱脫水，屬于高溫灼燒，使用坩堝、泥三角、酒精燈。(5)檢驗洗滌液中是否有SO即可。(6)溶解(酸溶)氧化Fe2NaOH溶液調(diào)pH沉淀Fe3用NaOH溶液沉淀濾液中Co2酸溶Co(OH)2獲取CoSO4·7H2O晶體。答案(1)4FeSO48NaOHO240 ,4FeOOH4

6、Na2SO42H2O(2)消耗硫酸，生成FeSO4氧化硫酸亞鐵生成FeOOH，使晶種生長(3)cde(4)除去空氣，防止氫氣與氧氣混合發(fā)生爆炸(5)取最后一次洗滌濾出液少許于試管中，滴加氯化鋇溶液，如果不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈(6)用稀硫酸溶解LiCoO2，并加入過量H2O2向所得濾液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9.4，過濾，洗滌得到Co(OH)2沉淀3“鹽泥”是粗鹽提純及電解食鹽水過程中形成的工業(yè)“廢料”。某工廠的鹽泥含有NaCl(1520%)、Mg(OH)2(1520%)、CaCO3(510%)、BaSO4(3040%)和不溶于酸的物質(zhì)(1015%)，為了生產(chǎn)七水硫酸鎂，設(shè)計了如

7、下工藝流程：(1)電解食鹽水前，為除去食鹽水中的Mg2、Ca2、SO等雜質(zhì)離子，下列試劑加入的先后順序合理的是_(填字母)。A碳酸鈉、氫氧化鈉、氯化鋇B碳酸鈉、氯化鋇、氫氧化鈉C氫氧化鈉、碳酸鈉、氯化鋇D氯化鋇、氫氧化鈉、碳酸鈉(2)設(shè)食鹽水中Mg2的濃度為0.06 mol·L1，則加入氫氧化鈉溶液后使溶液的pH_才會產(chǎn)生Mg(OH)2沉淀。(KspMg(OH)26.0×1012)(3)反應(yīng)器中發(fā)生兩個轉(zhuǎn)化，寫出其中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)三種化合物的溶解度(S)隨溫度的變化曲線如圖，在過濾器中需要趁熱過濾，其主要原因是_；濾渣的主要成分有不溶于酸的物質(zhì)、_和_。(

8、5)在蒸發(fā)濃縮器中通入高溫水蒸氣并控制溫度在100110 ，蒸發(fā)結(jié)晶，此時析出的晶體主要是_。(6)洗滌槽中洗滌晶體的目的是除去晶體表面的雜質(zhì)，檢驗晶體表面的Cl已洗滌干凈的方法是_。解析(1)粗鹽水除雜時，Na2CO3必須在BaCl2之后加入，選項D正確。(2)c(OH)105mol·L1，pH9。(3)H2SO4溶解CaCO3、Mg(OH)2。答案(1)D(2)9(3)CaCO3H2SO4=CaSO4H2OCO2(或Mg(OH)2H2SO4=MgSO42H2O)(4)溫度較高時鈣鹽與鎂鹽分離更徹底(或高溫下CaSO4·2H2O溶解度小)硫酸鋇(BaSO4)硫酸鈣(CaS

9、O4或CaSO4·2H2O)(5)氯化鈉(NaCl)(6)取最后洗滌液少許于試管中，滴加Ba(NO3)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀，靜置，向上層清液滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，無沉淀產(chǎn)生(意思明白即可)4過硫酸鉀()具有強氧化性(常被還原為硫酸鉀)，80 以上易發(fā)生分解。實驗室模擬工業(yè)合成過硫酸鉀的流程如下：(1)硫酸銨和硫酸配制成電解液，以鉑作電極進行電解，生成過硫酸銨溶液。寫出電解時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如右圖所示。在實驗室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實驗具體操作依次為：將過硫酸鉀粗產(chǎn)品溶于適量水中，_，干燥。(3)樣品中過硫酸鉀的含量可用碘量法進行測定。實驗

10、步驟如下：步驟1：稱取過硫酸鉀樣品0.300 0 g于碘量瓶中，加入30 mL水溶解。步驟2：向溶液中加入4.00 0 g KI固體(略過量)，搖勻，在暗處放置30 min。步驟3：在碘量瓶中加入適量醋酸溶液酸化，以淀粉溶液作指示劑，用0.100 0 mol·L1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，共消耗Na2S2O3標準溶液21.00 mL。(已知反應(yīng)：I22S2O=2IS4O)若步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30 min”，立即進行步驟3，則測定的結(jié)果可能_(選填“偏大”、“偏小”或“無影響”)；上述步驟3中滴定終點的現(xiàn)象是_。根據(jù)上述步驟可計算出該樣品中過硫酸鉀的質(zhì)量分數(shù)為_。為

11、確保實驗結(jié)果的準確性，你認為還需要_。(4)將0.40 mol過硫酸鉀與0.20 mol硫酸配制成1 L溶液，在80 條件下加熱并在t時刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液，測定溶液中各成分的濃度如圖所示(H濃度未畫出)。圖中物質(zhì)X的化學(xué)式為_。解析(1)由題意知，硫酸銨轉(zhuǎn)化為過硫酸銨為氧化反應(yīng)，則H發(fā)生還原反應(yīng)；(2)根據(jù)各物質(zhì)的溶解度變化和過硫酸鉀的性質(zhì)，應(yīng)運用重結(jié)晶法進行提純分離。(3)若在步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30 min”立即進行步驟3，則可能造成過硫酸鉀未能完全轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致測定結(jié)果偏?。坏味ńK點即是碘單質(zhì)剛好消耗完畢，最后一滴標準液滴入后溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30 s不變色

12、。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系有S2OI22S2O，故n(K2S2O8)0.100 0 mol·L1×0.021 L×0.001 05 mol，m(K2S2O8)0.001 05 mol×270 g·mol10.283 5 g，w(K2S2O8)×100%94.50%。定量實驗均應(yīng)重復(fù)進行23次，取測定結(jié)果的平均值，故應(yīng)該“重復(fù)上述實驗步驟12次”。(4)由過硫酸鉀的結(jié)構(gòu)及圖中粒子濃度的變化知，0.4 mol過硫酸鉀可生成0.4 mol H2O2，然后再分解可得0.2 mol O2，與圖像吻合。答案(1)2SO2HS2OH2(2)在不超過80 的

13、條件下加熱濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，用冷水洗滌(3)偏小最后一滴標準液滴入后溶液由藍色變?yōu)闊o色，且30 s不變色94.50%(或0.945 0)重復(fù)上述實驗步驟12次(4)H2O25三氯氧磷(化學(xué)式：POCl3)常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料。氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的流程如下：(1)氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的化學(xué)方程式為_。(2)通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl元素含量，實驗步驟如下：.取a g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸至酸性。.向錐形瓶中加入0.100 0 mol·L1的AgNO3溶液40.00 mL，使Cl完全沉淀。.向其中加入2 mL硝基苯、

14、用力搖動，使沉淀表面被有機物覆蓋。.加入指示劑，用c mol·L1NH4SCN溶液滴定過量Ag至終點，記下所用體積。已知：Ksp(AgCl)3.2×1010，Ksp(AgSCN)2×1012。滴定選用的指示劑是_(填字母)，滴定終點的現(xiàn)象為_。aFeCl2bNH4Fe(SO4)2c淀粉d甲基橙實驗過程中加入硝基苯的目的是_，如無此操作所測Cl元素含量將會_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。(3)氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷會產(chǎn)生含磷(主要為H3PO4、H3PO3等)廢水。在廢水中先加入適量漂白粉，再加入生石灰調(diào)節(jié)pH將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。在沉淀前先加入適

15、量漂白粉的作用是_。下圖是不同條件對磷的沉淀回收率的影響圖像。處理該廠廢水最合適的工藝條件為_(填字母)。a調(diào)節(jié)pH9B調(diào)節(jié)pH10c反應(yīng)時間30 minD反應(yīng)時間120 min若處理后的廢水中c(PO)4×107mol·L1，溶液中c(Ca2)_mol·L1。(已知KspCa3(PO4)22×1029)解析(1)三氯化磷與水、氯氣反應(yīng)，磷被氧化成了5價，氯被還原成1價，所以產(chǎn)物除了三氯氧磷外還有HCl。(2)用NH4SCN溶液滴定Ag時，當過量時如果溶液中有三價鐵離子則可以與硫氰根離子結(jié)合而使溶液呈紅色，所以所用指示劑為含三價鐵的試劑，故選b。由題中所

16、給Ksp可以看出，AgSCN的溶度積比AgCl更小，所以加入比水密度大的硝基苯，可以將沉淀與水溶液分離，防止氯化銀在水中再與硫氰化銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化成硫氰化銀，從而使測定的氯離子偏低。(3)由于在廢水中存在的含磷物質(zhì)是H3PO4、H3PO3等，在加入沉淀劑前先加入適量的漂白粉即可把H3PO3氧化成H3PO4，這樣再加入生石灰生成磷酸鹽沉淀可將水污染進行有效治理。在進行轉(zhuǎn)化時，從圖1中可以看出隨著pH增大，到了pH10的時候回收率達到了最高；從圖2可以看出，在30 min時，回收率曲線也變得較大了，所以可以選擇b、c。KspCa3(PO4)2c(PO)2·c(Ca2)3，代入數(shù)據(jù)即可得到最終結(jié)

17、果c(Ca2)5×106mol·L1。答案(1)PCl3H2OCl2=POCl32HCl(2)b溶液恰好變?yōu)榧t色防止在滴加NH4SCN溶液時，將AgCl沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀偏小(3)將廢水中的H3PO3氧化為PO，使其加入生石灰后轉(zhuǎn)化為磷酸的鈣鹽bc5×1066硅藻土是由硅藻死亡后的遺骸沉積形成的，主要成分是SiO2和有機質(zhì)，并含有少量的Al2O3、Fe2O3、MgO等雜質(zhì)。下圖是生產(chǎn)精制硅藻土并獲得Al(OH)3的工藝流程。(1)粗硅藻土高溫煅燒的目的是_。(2)寫出反應(yīng)中生成Al(OH)3沉淀的化學(xué)方程式：_氫氧化鋁常用做阻燃劑，其原因是_。(3)實驗室用

18、酸堿滴定法測定硅藻土中硅含量的步驟如下：步驟1：準確稱取樣品a g，加入適量KOH固體，在高溫下充分灼燒，冷卻，加水溶解。步驟2：將所得溶液完全轉(zhuǎn)移至塑料燒杯中，加入硝酸至強堿性，得硅酸濁液。步驟3：向硅酸濁液中加入NH4F溶液、飽和KCl溶液，得K2SiF6沉淀，用塑料漏斗過濾并洗滌。步驟4：將K2SiF6轉(zhuǎn)移至另一燒杯中，加入一定量蒸餾水，采用70 水浴加熱使其充分水解(K2SiF63H2O=H2SiO34HF2KF)。步驟5：向上述水解液中加入數(shù)滴酚酞，趁熱用濃度為c mol·L1NaOH的標準溶液滴定至終點，消耗NaOH標準溶液V mL。步驟1中高溫灼燒實驗所需的儀器除三角架

19、、泥三角、酒精噴燈外還有_。a蒸發(fā)皿 b表面皿c瓷坩堝d鐵坩堝實驗中使用塑料燒杯和塑料漏斗的原因是_。步驟3中采用飽和KCl溶液洗滌沉淀，其目的是_。步驟5中滴定終點的現(xiàn)象是_。樣品中SiO2的質(zhì)量分數(shù)可用公式“w(SiO2)×100%”進行計算。由此分析步驟5中滴定反應(yīng)的離子方程式為_。解析(1)高溫煅燒可使有機質(zhì)和碳質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2而除去。(2)反應(yīng)是過量CO2通入NaAlO2溶液的過程，注意產(chǎn)物是NaHCO3，不能寫成Na2CO3，因為CO2是過量的；氫氧化鋁分解吸收熱量，生成的氧化鋁是高熔點的物質(zhì)，能有效隔絕空氣、產(chǎn)生的水蒸氣也能隔絕空氣。(3)灼燒應(yīng)選擇坩堝，瓷坩堝中SiO2

20、易被KOH腐蝕，故選擇鐵坩堝；HF腐蝕玻璃儀器，故與HF接觸的儀器都應(yīng)使用塑料材質(zhì)的；見參考答案；這是NaOH溶液滴定酸性溶液的實驗，故滴定終點為NaOH溶液過量半滴的時刻，即溶液呈弱堿性，酚酞顯粉紅色；HF是弱堿，書寫離子方程式時不能拆開書寫。答案(1)除去有機質(zhì)和碳質(zhì)(2)NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3氫氧化鋁分解吸收熱量，且生成高熔點的氧化鋁覆蓋在表面(3)d實驗中產(chǎn)生的HF能與玻璃儀器中的SiO2等物質(zhì)反應(yīng)洗去沉淀表面的HF等雜質(zhì)；增大K濃度，減少K2SiF6的損失最后一滴滴入后溶液由無色變?yōu)榉奂t色，且30 s內(nèi)不褪色HFOH=FH2O,對點回扣1實驗探究題的一般模式探究型綜合實驗題是今后高考試題的命題趨勢。這種題型常令人耳目一新，解答這種題目時關(guān)鍵是圍繞要探究的目標，充分挖掘題干中的有用信息，利用已掌握的基礎(chǔ)知識找出解題方法。實驗探究的一般模式：2綜合實驗題的解題策略通常是“化整為零”，即把一道綜合實驗題分解成幾個相對獨立而又相互關(guān)聯(lián)的小實驗，根據(jù)各個小實驗的操作步驟，再結(jié)合各個小實驗之間的聯(lián)系確定操作的先后順序?？蓺w納如下注：江蘇綜合實驗題比較重視實驗過程中步驟的分析和實驗方案的完善，在平時練習中要多加總結(jié)。3流程型實驗題解題的一般步驟解此類型題目的基本步驟是：從題干中獲取有用信息，了解原料和