新高考人教版高考化學三輪專練六化學綜合實驗探究

專練六化學綜合實驗探究1．某研究小組同學為探究Fe3＋能否氧化SO2，設計了如下的實驗裝置(假設實驗中所用裝置的氣密性良好)。(1)甲同學利用實線框內(nèi)的裝置制取SO2，并進行探究實驗。①裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________。②裝置B的作用是____________________________。③反應一段時間后，甲同學取出裝置C中的少量溶液，向其中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，觀察到有白色沉淀生成。由此得出結(jié)論：Fe3＋可以氧化SO2。(2)乙同學認為甲同學的實驗不嚴謹，用虛線框內(nèi)的裝置代替裝置A，先讓裝置E內(nèi)的試劑反應一段時間后，關閉活塞1，打開活塞2，又反應片刻后，取裝置C中的少量溶液，向其中加入酸性KMnO4溶液，觀察到KMnO4溶液紫紅色褪去。由此得出結(jié)論：Fe3＋可氧化SO2，且可被SO2還原成Fe2＋。①該實驗制取H2時需用濃硫酸配制450mL3mol·L－1的稀硫酸，所需的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需用到________。配制過程中若其他操作無誤，但沒有洗滌燒杯與玻璃棒，則所配制溶液的濃度會________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。②在該實驗過程中，H2所起的作用是_________________________________。(3)丙同學認為甲、乙兩位同學的實驗均不嚴謹，為此利用乙同學的實驗裝置及操作重新進行實驗。待裝置F內(nèi)的試劑反應一段時間后，取裝置C中的少量溶液，向其中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，得出與甲同學相同的結(jié)論。①甲同學實驗不嚴謹?shù)脑蚴莀_______(填序號)。A．SO2的溶解度太小B．SO2與Fe3＋不發(fā)生反應C．H2SO3與BaCl2溶液不反應D．裝置中的空氣與SO2進入水中可生成H2SO4②乙同學的實驗結(jié)論不嚴謹?shù)脑蚴莀_________________________________________?！敬鸢浮?1)①Na2SO3＋H2SO4(濃),ＦNa2SO4＋SO2↑＋H2O②防止倒吸(2)①500mL容量瓶偏低②排盡裝置中的空氣，防止空氣中的O2氧化SO2氣體(3)①D②SO2也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色【解析】(1)①硫酸的酸性強于亞硫酸，濃硫酸與亞硫酸鈉反應的化學方程式為Na2SO3＋H2SO4(濃),ＦNa2SO4＋SO2↑＋H2O。②裝置B的作用是防止倒吸。(2)①要配制450mL3mol·L－1的稀硫酸，由于實驗室中沒有450mL的容量瓶，故應選用500mL的容量瓶；配制過程中未洗滌燒杯與玻璃棒，會造成溶質(zhì)損失，導致所配溶液的濃度偏低。②乙同學用H2排盡裝置中的空氣，防止發(fā)生反應：2SO2＋2H2O＋O2,Ｆ2H2SO4。(3)①乙同學設計用H2排盡裝置中的空氣來改進甲同學的實驗，正是改進甲同學實驗方案不嚴謹?shù)牡胤?，因為裝置中的O2會把SO2溶于水生成的H2SO3氧化成H2SO4。②丙同學改進了乙同學實驗不夠嚴謹?shù)牡胤?，F(xiàn)e2＋能使酸性KMnO4溶液褪色，SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色。2．氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。為了分析某AlN樣品(樣品中的雜質(zhì)不與氫氧化鈉溶液反應)中AlN的含量，某實驗小組設計了如下兩種實驗方案。已知：AlN＋NaOH＋H2O,ＦNaAlO2＋NH3↑【方案1】取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。(1)上圖C裝置中球形干燥管的作用是_________________________________。(2)完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先________________________________，再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是________，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質(zhì)量變化。通入氮氣的目的是_______________________________________。(3)若去掉裝置B，則導致測定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。由于上述裝置還存在缺陷，導致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M意見：_______________________________?！痉桨?】按以下步驟測定樣品中AlN的純度：(4)步驟②生成沉淀的離子方程式為_____________________________________。(5)步驟③的操作是________；AlN的純度是____________(用m1、m2表示)?！敬鸢浮?1)防止倒吸(2)檢查裝置的氣密性關閉K1，打開K2把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置(3)偏高C裝置出口處連接一個干燥裝置(4)CO2＋AlO2－＋2H2O==HCO3－＋Al(OH)3↓(5)過濾、洗滌eq\f(41m2,51m1)×100%【解析】(1)分析裝置和儀器作用，氨氣是能與濃硫酸發(fā)生反應的氣體，易發(fā)生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸。(3)若去除裝置B，生成NH3中的H2O會進入裝置C，而使測定結(jié)果偏高；裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣也可以進入裝置C，使測定結(jié)果偏高，需要連接一個干燥裝置。(4)步驟②中偏鋁酸鈉溶液中通入過量CO2生成沉淀的離子方程式為CO2＋AlO2－＋2H2O,ＦHCO3－＋Al(OH)3↓。(5)步驟③的操作是過濾、洗滌。氧化鋁的質(zhì)量為m2g，則AlN的質(zhì)量為eq\f(41m2,51)g，即AlN的純度是×100%。3．某興趣小組為探究氮的化合物的性質(zhì)，設計了如下圖所示實驗裝置，A為氣體發(fā)生裝置。按上圖連接好各儀器，檢查裝置氣密性后，先將C處鉑絲網(wǎng)加熱至紅熱，再將A處產(chǎn)生的無色氣體通過后面裝置。片刻后可觀察到F中銅片慢慢溶解。請回答下列問題：(1)A制備氣體[A中所用試劑，從下列固體物質(zhì)中選?。孩貼H4HCO3、②NH4Cl、③Ca(OH)2]相對應的裝置可以是________(填字母)。(2)寫出題干裝置C中發(fā)生反應的化學方程式：_____________________________，C處加熱片刻后撤去酒精燈，鉑絲仍保持紅熱，原因是____________________。(3)銅片完全溶解后，發(fā)現(xiàn)F裝置中溶液呈綠色，加水稀釋后呈藍色，有同學得出兩種結(jié)論：①濃Cu(NO3)2溶液呈綠色，稀Cu(NO3)2溶液呈藍色；②Cu(NO3)2溶液呈藍色，呈綠色是由于溶液溶解過量的NO2。試設計實驗驗證哪一種結(jié)論正確：______________________。(4)該興趣小組同學共同設計了如圖所示的實驗裝置，利用裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體，請回答下列問題：①甲同學認為：利用裝置Ⅱ可以收集H2、NH3等氣體，但不能收集O2和NO，理由是________________________________________________________________________。②乙同學認為：利用裝置Ⅱ作簡易改進(不改變儀器裝置)，可收集NO、O2，改進的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)a(2)4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O反應放熱，停止加熱后放出的熱量能維持反應繼續(xù)進行(3)可在稀釋后的硝酸銅溶液中再加入適量硝酸銅固體，如溶液仍為藍色，則②結(jié)論正確；否則①正確(4)①O2密度比空氣大，應用向上排空氣法收集；NO易與空氣中O2反應，不能用排空氣法收集②在裝置Ⅱ中加入水，用排水法收集【解析】本題主要考查氣體的制備、化學方程式的書寫、實驗設計、實驗的改進等。(1)加熱NH4HCO3固體或NH4Cl和Ca(OH)2均可在a裝置中進行。(2)在C中發(fā)生氨的催化氧化反應，反應方程式為4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O；反應放熱，停止加熱后放出的熱量能維持反應繼續(xù)進行。(4)O2密度比空氣大，應用向上排空氣法收集，NO易與空氣中O2反應，不能用排空氣法收集；由于NO、O2都不溶于水，可在裝置Ⅱ中加入水，用排水法收集。4．用電解方法制取金屬鎂時需要用無水MgCl2，而直接加熱MgCl2·6H2O晶體卻得不到無水MgCl2。某化學小組利用下圖實驗裝置(夾持裝置已略去)，通過測定反應物及生成物的質(zhì)量來確定MgCl2·6H2O晶體受熱分解的產(chǎn)物。請回答：(1)按氣流方向連接各裝置，其順序為________(填儀器接口字母)。(2)實驗過程中，裝置B中的CCl4層始終為無色。裝置B的作用為________________。實驗結(jié)束后，需通入一段時間的空氣，其目的為_________________________________。(3)實驗中稱取8.12gMgCl2·6H2O晶體，充分反應后，裝置A中殘留固體質(zhì)量為3.06g，裝置B增重1.46g，裝置C增重3.60g，則裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為______________。(4)直接加熱MgCl2·6H2O晶體得不到無水MgCl2的原因為____________________________________。(5)某同學采用如圖裝置(夾持裝置已略去)由MgCl2·6H2O晶體制得了無水MgCl2。①方框中所缺裝置從上圖A、B、C、D中選擇，按氣流方向連接依次為________(只填儀器字母，不必填接口順序)。②圓底燒瓶中盛裝的液體甲為________?！敬鸢浮?1)g→a→b→f→e→c→d(2)吸收HCl，防止倒吸將生成的氣體全部吹入B、C裝置充分吸收(3)MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑[其中Mg(OH)Cl只要原子配比正確即可，不要求必須寫成此形式](4)加熱分解出的水會使MgCl2水解(只需答出水解即可)(5)①CAB(寫成CACB也可)②濃鹽酸【解析】(2)裝置B的作用為吸收氯化氫、防倒吸；實驗結(jié)束后，需通入一段時間的空氣，其目的是將氣體全部吹入B、C裝置被吸收。(3)8.12gMgCl2·6H2O晶體(物質(zhì)的量為0.04mol)，裝置B增重1.46g(HCl，物質(zhì)的量為0.04mol)，裝置C增重3.60g(水，物質(zhì)的量為0.2mol)，則裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為MgCl2·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑。(4)直接加熱MgCl2·6H2O晶體得不到無水MgCl2的原因為加熱分解出的水會使MgCl2水解。(5)①方框中所缺裝置按氣流方向連接依次為C、A、B；圓底燒瓶中盛裝的液體甲為濃鹽酸。5．利用生產(chǎn)鈦白粉的副產(chǎn)品綠礬制備還原鐵粉的工藝流程如下：(1)從綠礬中浸出FeSO4，下列試劑可選的是______________________________(填字母序號)，理由是_______________________________________________________。a．H2Ob．稀硫酸c．濃硫酸d．HCl(2)實驗室過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗和________，確定沉淀是否洗滌干凈的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)干燥過程主要是為了脫去游離水和結(jié)晶水，該過程中會有少量FeCO3·nH2O被空氣氧化為FeO(OH)，請設計實驗證明有FeO(OH)生成：___________________________________。(4)還原鐵粉中含有少量的FexC，用下列裝置來測定還原鐵粉中碳的含量。請完成下列問題：①若用過氧化氫和催化劑二氧化錳制取氧氣，可選擇的裝置是________。②為完成該實驗，依據(jù)氣流方向，裝置的連接順序為____連____，____連____，____連____(裝置不可重復選用)；該實驗有一明顯的缺陷，將導致含碳量的測量值________(填“偏大”或“偏小”)，改進措施是____________________________________?！敬鸢浮?1)bH＋可抑制Fe2＋水解，同時防止引入新的雜質(zhì)(2)玻璃棒取最后一次洗滌液于試管中，向其中加入BaCl2溶液，若無明顯現(xiàn)象，則已洗滌干凈，否則未洗滌干凈(3)取樣品少許，用煮沸的稀硫酸溶解，向溶液中加入KSCN溶液，溶液變血紅色(4)①B②bhifgd(