2023屆高考化學(xué)人教版一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)-10.4　化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綜合探究與創(chuàng)新突破

課時(shí)作業(yè)33化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綜合探究與創(chuàng)新突破1．[2020·浙江7月·30]硫代硫酸鈉在紡織業(yè)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。某興趣小組用如圖裝置制備Na2S2O3·5H2O。合成反應(yīng)：SO2＋Na2CO3=Na2SO3＋CO22Na2S＋3SO2=2Na2SO3＋3SNa2SO3＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S2O3滴定反應(yīng)：I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6已知：Na2S2O3·5H2O易溶于水，難溶于乙醇，50℃開始失結(jié)晶水。實(shí)驗(yàn)步驟：Ⅰ.Na2S2O3制備：裝置A制備的SO2經(jīng)過單向閥通入裝置C中的混合溶液，加熱、攪拌，至溶液pH約為7時(shí)，停止通入SO2氣體，得產(chǎn)品混合溶液。Ⅱ.產(chǎn)品分離提純：產(chǎn)品混合溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到Na2S2O3·5H2O產(chǎn)品。Ⅲ.產(chǎn)品純度測(cè)定：以淀粉作指示劑，用Na2S2O3·5H2O產(chǎn)品配制的溶液滴定碘標(biāo)準(zhǔn)溶液至滴定終點(diǎn)，計(jì)算Na2S2O3·5H2O含量。請(qǐng)回答：(1)步驟Ⅰ單向閥的作用是________；裝置C中的反應(yīng)混合溶液pH過高或過低將導(dǎo)致產(chǎn)率降低，原因是___________________________________________。(2)步驟Ⅱ下列說法正確的是________。A．快速蒸發(fā)溶液中水分，可得較大晶體顆粒B．蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱C．冷卻結(jié)晶后的固液混合物中加入乙醇可提高產(chǎn)率D．可選用冷的Na2CO3溶液作洗滌劑(3)步驟Ⅲ①滴定前，有關(guān)滴定管的正確操作為(選出正確操作并按序排列)：檢漏→蒸餾水洗滌→()→()→()→()→()→開始滴定。A．烘干B．裝入滴定液至零刻度以上C．調(diào)整滴定液液面至零刻度或零刻度以下D．用洗耳球吹出潤洗液E．排除氣泡F．用滴定液潤洗2至3次G．記錄起始讀數(shù)②裝標(biāo)準(zhǔn)碘溶液的碘量瓶(帶瓶塞的錐形瓶)在滴定前應(yīng)蓋上瓶塞，目的是____________________________。③滴定法測(cè)得產(chǎn)品中Na2S2O3·5H2O含量為100.5%，則Na2S2O3·5H2O產(chǎn)品中可能混有的物質(zhì)是________。2．CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl，并進(jìn)行相關(guān)探究。【資料查閱】【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器略）請(qǐng)回答下列問題：（1）儀器X的名稱是。（2）實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a→→e（填操作的編號(hào)）。a．檢查裝置的氣密性后加入藥品b．熄滅酒精燈，冷卻c.在“氣體入口”處通入干燥HCld．點(diǎn)燃酒精燈，加熱e．停止通入HCl，然后通入N2（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色，C中試紙的顏色變化是。（4）裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！咎骄糠此肌浚?）反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，根據(jù)資料信息分析：①若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②若雜質(zhì)是CuO，則產(chǎn)生的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH3COO）2]2·2H2O，相對(duì)分子質(zhì)量為376}是一種深紅色晶體，不溶于冷水，是常用的氧氣吸收劑。實(shí)驗(yàn)室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示，且儀器2中預(yù)先加入鋅粒。已知二價(jià)鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應(yīng)。制備過程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)如下：Zn（s）＋2HCl（aq）=ZnCl2（aq）＋H2（g）2CrCl3（aq）＋Zn（s）=2CrCl2（aq）＋ZnCl2（aq）2Cr2＋（aq）＋4CH3COO－（aq）＋2H2O（l）=[Cr（CH3COO）2]2·2H2O（s）請(qǐng)回答下列問題：（1）儀器1的名稱是。（2）往儀器2中加鹽酸和三氯化鉻溶液的順序最好是（選下面字母）；目的是________________________________________________________________________。A．鹽酸和三氯化鉻溶液同時(shí)加入B．先加三氯化鉻溶液一段時(shí)間后再加鹽酸C．先加鹽酸一段時(shí)間后再加三氯化鉻溶液（3）為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液順利混合，應(yīng)關(guān)閉止水夾（填“A”或“B”，下同），打開止水夾。（4）本實(shí)驗(yàn)中鋅粒要過量，其原因除了讓產(chǎn)生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3中與CH3COONa溶液反應(yīng)外，另一個(gè)作用是________________________________________________________________________。（5）已知其他反應(yīng)物足量，實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mo1·L－1；實(shí)驗(yàn)后得干燥純凈的[Cr（CH3COO）2]2·2H2O9.48g，則該實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為（不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物）。4．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體（H2C2O4·2H2O）無色，熔點(diǎn)為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}：（1）甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有。裝置B中的主要作用是。（2）乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗(yàn)證，選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置（可以重復(fù)選用）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中，依次連接的合理順序?yàn)锳、B、。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是。②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)________________________________________________________________________。②草酸為二元酸________________________________________________________________________。5．Cu2SO3·CuSO3·2H2O是一種深紅色固體（以下用M表示）。某學(xué)習(xí)小組擬測(cè)定膽礬樣品的純度，并以其為原料制備M。已知：①M(fèi)不溶于水和乙醇，100℃時(shí)發(fā)生分解反應(yīng)；②M可由膽礬和SO2為原料制備，反應(yīng)原理為3Cu2＋＋6H2O＋3SO2eq\o(=,\s\up7(60～80℃))Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))。Ⅰ.測(cè)定膽礬樣品的純度。（1）取wg膽礬樣品溶于蒸餾水配制成250mL溶液，從中取25.00mL于錐形瓶中，加入指示劑，用cmol·L－1EDTA（簡寫成Na4Y）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)（滴定原理：Cu2＋＋Y4－=CuY2－），測(cè)得消耗了VmLEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。則該膽礬樣品的純度為%（用含c、V、w的代數(shù)式表示）。如果滴定管裝液前沒有用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，測(cè)得的結(jié)果會(huì)（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。Ⅱ.制備M。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：（2）實(shí)驗(yàn)室用70%硫酸與亞硫酸鈉粉末在常溫下制備SO2。上圖A處的氣體發(fā)生裝置可從下圖裝置中選擇，最合適的是（填字母）。（3）裝置D中的試劑是。裝置B中水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）實(shí)驗(yàn)完畢冷卻至室溫后，從錐形瓶中分離產(chǎn)品的操作包括：、水洗、乙醇洗、常溫干燥，得產(chǎn)品Cu2SO3·CuSO3·2H2O。檢驗(yàn)產(chǎn)品已水洗完全的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。課時(shí)作業(yè)33化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的綜合探究與創(chuàng)新突破1．解析：本題考查硫代硫酸鈉晶體的制備，意在考查考生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?）單向閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是只能允許流體從一端流向另外一端，不能倒流，故可起到防止倒吸的作用。Na2CO3、Na2S水解顯堿性，若pH過高，Na2CO3、Na2S水解過多，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)混合液中的Na2CO3、Na2S與SO2反應(yīng)不充分；若pH過低，則生成的Na2S2O3會(huì)轉(zhuǎn)化為S和SO2，致使產(chǎn)物損失。（2）蒸發(fā)太快，則結(jié)晶速率快，不能得到大晶體顆粒，A項(xiàng)錯(cuò)誤；蒸發(fā)濃縮溶液時(shí)，表面出現(xiàn)晶膜時(shí)即可停止加熱，B項(xiàng)正確；由題給已知信息知Na2S2O3·5H2O難溶于乙醇，50℃時(shí)開始失去結(jié)晶水，故可往冷卻結(jié)晶后的固液混合物中加入乙醇以提高產(chǎn)率，C項(xiàng)正確；若選用冷的Na2CO3，溶液作洗滌劑會(huì)引入新的雜質(zhì)，故不能采用冷的Na2CO3溶液進(jìn)行洗滌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。（3）①滴定管在使用時(shí)應(yīng)先檢驗(yàn)是否漏液，確定不漏液后先用蒸餾水洗滌，然后用滴定液潤洗2至3次；再裝液，且液面高于零刻度；然后排出滴定管尖嘴處的氣泡；再通過放出滴定管中的液體，調(diào)整液體液面至零刻度或零刻度以下；最后記錄起始讀數(shù)。②碘具有揮發(fā)性，蓋上碘量瓶的瓶塞，可減少碘的損失。③若產(chǎn)品Na2S2O3·5H2O中混有Na2SO3或Na2S2O3·xH2O（x<5），則消耗的碘增多，測(cè)定結(jié)果偏大。答案：（1）防止倒吸pH過高，Na2CO3、Na2S反應(yīng)不充分；pH過低，導(dǎo)致Na2S2O3轉(zhuǎn)化為S和SO2（2）BC（3）①FBECG②防止碘揮發(fā)損失③Na2SO3；失去部分結(jié)晶水的Na2S2O3·5H2O2．解析：第1步：審題干信息，本題題干信息很簡單，提取實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脽岱纸釩uCl2·2H2O晶體制取CuCl。第2步：（1）審“流程”，獲取反應(yīng)條件等有效信息：CuCl2·2H2O要在HCl氣流中加熱先脫結(jié)晶水，再繼續(xù)加熱使無水CuCl2分解，若不在HCl氣流中加熱，CuCl2·2H2O將會(huì)水解，最終產(chǎn)物為CuO。（2）審“裝置圖”，獲取每個(gè)儀器的作用等有效信息：①A為CuCl2·2H2O分解產(chǎn)生CuCl的裝置，氣體入口必須通入HCl氣體；②X干燥管中盛放的無水CuSO4檢驗(yàn)分解產(chǎn)生的水蒸氣；③C中濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)HCl以及反應(yīng)產(chǎn)生的Cl2；④D為尾氣處理裝置，吸收HCl和Cl2。第3步，審問題信息：結(jié)合第1步、第2步提取的有效信息，結(jié)合題目提出的具體問題，聯(lián)想已學(xué)過的知識(shí)，規(guī)范解答題目中的具體問題。如本題第（2）問，結(jié)合第2步中獲取的流程信息的條件控制，必須先通HCl排盡空氣，防止O2影響產(chǎn)品純度，然后點(diǎn)燃酒精燈，在HCl氣流中加熱分解CuCl2·2H2O，最后在HCl氣流中冷卻生成CuCl，即可順利選擇操作順序：a→c→d→b→e。第（3）問，結(jié)合第2步獲取的有效信息，知通入C裝置的氣體有HCl和Cl2，再根據(jù)HCl和Cl2的性質(zhì)，即可得出石蕊試紙“先變紅后褪色”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。第（4）問中NaOH吸收Cl2屬于氧化還原反應(yīng)，即可寫出離子方程式。第（5）問，結(jié)合流程信息，可知有CuCl2的原因，是分解不完全，可能是“加熱時(shí)間不夠”或“溫度偏低”；產(chǎn)生CuO是CuCl2·2H2O發(fā)生水解時(shí)“HCl通入的量不足”。答案：（1）球形干燥管（2）c→d→b（3）先變紅后褪色（4）Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O（5）①加熱時(shí)間不足或溫度偏低②通入HCl的量不足3．解析：第一步：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求及所給原料以鋅粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和鹽酸為主要原料制備[Cr（CH3COO）2]2·2H2O。第二步：分析制備原理要得到二價(jià)Cr，三氯化鉻溶液中需要加入還原劑，選擇Zn作還原劑，發(fā)生的反應(yīng)為：2CrCl3（aq）＋Zn（s）=2CrCl2（aq）＋ZnCl2（aq），然后Cr2＋與醋酸鈉溶液反應(yīng)：2Cr2＋（aq）＋4CH3COO－（aq）＋2H2O（l）=[Cr（CH3COO）2]2·2H2O（s）。第三步：解決實(shí)際問題例如裝置2分析：①Cr2＋不穩(wěn)定，極易被O2氧化，讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的Cr2＋被氧化；②還有一個(gè)作用是利用生成氫氣，使裝置內(nèi)氣壓增大，將CrCl2溶液壓入裝置3中與CH3COONa溶液順利混合；③裝置2鋅粒要過量，除了讓產(chǎn)生的H2將CrCl2溶液壓入裝置3與CH3COONa溶液反應(yīng)外，另一個(gè)作用是：過量的鋅與CrCl3充分反應(yīng)得到CrCl2。第四步：產(chǎn)率計(jì)算要細(xì)算題目中給了CrCl3和CH3COONa兩個(gè)量，注意CH3COONa是過量的，根據(jù)元素守恒即可算出[Cr（CH3COO）2]2·2H2O的量。答案：（1）分液漏斗（2）C讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2，把裝置2和3中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化（3）BA（4）使鋅與CrCl3充分反應(yīng)得到CrCl2（5）84.0%4．解析：第（1）問考查CO2的檢驗(yàn)方法CO2能使澄清石灰水變渾濁第（1）問考查草酸的物理性質(zhì)草酸的熔點(diǎn)為101℃，故草酸蒸氣遇冷后會(huì)冷凝為非氣態(tài)物質(zhì)，故裝置B的作用是冷凝。冷凝的目的是防止草酸蒸氣進(jìn)入澄清石灰水生成難溶性CaC2O4對(duì)CO2的檢驗(yàn)造成干擾。第（2）①問考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)先分析如何排除CO2對(duì)CO檢驗(yàn)的干擾：檢驗(yàn)CO氣體，應(yīng)先在H裝置中進(jìn)行CO還原CuO的反應(yīng)，氣體進(jìn)入H裝置前需除去CO中的CO2氣體并檢驗(yàn)CO2氣體是否除盡，從H裝置中導(dǎo)出的氣體需用澄清石灰水檢驗(yàn)由CO生成的CO2氣體的存在。再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程：第（2）②考查CO的檢驗(yàn)方法CO還原CuO時(shí)，黑色的CuO變成紅色的單質(zhì)Cu，且CO的氧化產(chǎn)物是CO2。故證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是前面D中澄清石灰水無現(xiàn)象，H中的黑色粉末變成紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁。第（3）問考查草酸比碳酸酸性強(qiáng)、二元酸的證明方法向NaHCO3溶液中加入草酸，若有CO2生成，即可證明草酸的酸性強(qiáng)于碳酸，當(dāng)1mol草酸與NaOH完全中和時(shí)，