新教材適用2025版高考化學二輪總復習題型突破特訓三化學實驗綜合題

題型突破特訓(三)化學試驗綜合題1.(2024·河北唐山三模)NaDCC(結構簡式為)，是一種優(yōu)良的消毒劑。常溫下，NaDCC為白色粉末或顆粒，性質穩(wěn)定，受熱易分解，難溶于冰水，在試驗室中可通過以下反應和裝置(夾持儀器略去)制取。原理：(氰尿酸)＋2NaClOeq\o(→,\s\up7(10℃))＋NaOH＋H2O試驗裝置：Ⅰ.制取NaDCC的試驗步驟如下：①向D中加入10mL40%NaOH溶液，水浴控溫10℃左右，攪拌。②A中加入KMnO4固體，B中加入濃鹽酸，混合使之反應，打開磁力攪拌器。③D中pH降至8左右時，向其中加入肯定量氰尿酸，保持10℃左右，邊攪拌邊持續(xù)通入A中產生的氣體，至D中有較多晶體析出，停止反應；④將D中的混合物用冰水浴冷卻，過濾，洗滌，低溫晾干得到NaDCC晶體。Ⅱ.NaDCC有效氯含量測定：⑤用250mL碘量瓶稱取0.2000gNaDCC晶體樣品，加蒸餾水100mL，搖動至樣品完全溶解，加適量的碘化鉀和稀硫酸，避光放置5min。再用少量水沖洗碘量瓶瓶塞和瓶內壁。⑥用滴定管快速滴入0.2000mol·L－1Na2S2O3溶液至淺黃色時，加2滴指示劑后，接著滴定至終點，記錄消耗Na2S2O3溶液的體積，重復三次，平均消耗Na2S2O3溶液16.76mL。⑦完成一次空白試驗，消耗Na2S2O3溶液0.16mL。已知：I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6樣品有效氯＝eq\f(測定NaDCC的物質的量×4×氯元素的摩爾質量,樣品質量)×100%請回答下列問題：(1)儀器B的名稱是_恒壓滴液漏斗__。制備NaDCC試驗中運用儀器C的目的是為了提高_NaOH__(填原料名稱)的利用率。(2)若步驟②中通入氣體過快，儀器D中反應熱量未剛好散失，可生成較多NaClO3副產物，該副反應的離子方程式為3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up7(△))5Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)＋3H2O。(3)步驟④中洗滌的操作是_向過濾器中加入冷水，浸沒沉淀，待自然濾干，重復2～3次__。(4)已知NaDCC在酸性環(huán)境中還原得到氰尿酸和含氯化合物，寫出步驟⑤中樣品加入適量的碘化鉀和稀硫酸的離子反應方程式2I－＋H＋＋HClO=I2＋Cl－＋H2O。(5)步驟⑥中運用的最佳指示劑是_淀粉__，滴定終點的現(xiàn)象為溶液由_藍色__變?yōu)開無色__。若變色后馬上讀取Na2S2O3溶液體積，則測定的樣品有效氯含量結果_D__(填字母)。A．肯定偏大 B．肯定偏小C．可能偏大 D．可能偏小(6)計算樣品有效氯_58.61__%(保留四位有效數(shù)字)?！窘馕觥康谝粋€裝置，用酸性高錳酸鉀溶液和濃鹽酸制取Cl2，濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以生成的Cl2中含有HCl，揮發(fā)出來的HCl與NaOH反應，降低了NaOH的利用率，所以儀器C中盛有飽和食鹽水，除去Cl2中含有的HCl，較純凈的Cl2與NaOH反應生成NaClO，生成的NaClO與氰尿酸制備NaDCC，用盛有NaOH溶液的燒杯汲取尾氣中的Cl2，防止污染。(1)儀器B的名稱是：恒壓滴液漏斗；用酸性高錳酸鉀溶液和濃鹽酸制取Cl2，濃鹽酸具有揮發(fā)性，所以生成的Cl2中含有HCl，揮發(fā)出來的HCl與NaOH反應，降低了NaOH的利用率，所以儀器C中盛有飽和食鹽水，除去Cl2中含有的HCl。(2)Cl2與NaOH反應，溫度較高時生成NaClO3的離子方程式為3Cl2＋6OH－eq\o(=,\s\up7(△))5Cl－＋ClOeq\o\al(－,3)＋3H2O。(3)因為NaDCC難溶于冰水，所以洗滌時選擇冷水為洗滌劑，洗滌沉淀的操作是：向過濾器中加入冷水，浸沒沉淀，待自然濾干，重復2～3次。(4)NaDCC在酸性環(huán)境中還原得到氰尿酸和含氯化合物，發(fā)生反應：＋H＋＋2H2O→＋2HClO＋Na＋，步驟⑤中樣品加入適量的碘化鉀和稀硫酸的離子反應方程式2I－＋H＋＋HClO=I2＋Cl－＋H2O。(5)步驟⑤中樣品加入適量的碘化鉀和稀硫酸生成碘單質，所以用淀粉作為指示劑，當溶液由藍色變成無色，且半分鐘內不復原藍色時，達到滴定終點，若變色后馬上讀取Na2S2O3溶液體積，標準液體積偏小，測定的樣品有效氯含量結果可能偏低，故選D。(6)依據(jù)反應：＋H＋＋2H2O→＋2HClO＋Na＋，2I－＋H＋＋HClO=I2＋Cl－＋H2O和I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，n(NaDCC)＝eq\f(1,2)n(HClO)＝eq\f(1,2)n(I2)＝eq\f(1,4)n(Na2S2O3)＝eq\f(1,4)×0.2×(16.67－0.16)×10－3＝8.255×10－4mol，樣品有效氯＝eq\f(測定NaDCC的物質的量×4×氯元素的摩爾質量,樣品質量)×100%＝eq\f(8.255×10－4mol×4×35.5g·mol－1,0.2g)×100%＝58.61%。2.(2024·山東淄博二模)三苯甲醇[(C6H5)3COH]是一種重要的有機合成中間體，制備流程如下：已知：Ⅰ.RMgBr(R—表示烴基)能與水、二氧化碳、氧氣、鹵代烴、酮反應。如：RMgBr＋R′Br→R—R′＋MgBr2Ⅱ.ROMgBr＋H2O→ROH＋Mg(OH)Br↓Ⅲ.幾種物質的物理性質如下表：(*表示溴苯與水形成的共沸物沸點)物質熔點(℃)沸點(℃)溶解性三苯甲醇164.2380不溶于水，易溶于乙醇乙醚－116.334.6微溶于水溴苯－30.7156.2(92.8*)不溶于水，易溶于乙醚試驗裝置如下(加熱及夾持裝置略)?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置A中的試劑為_堿石灰__。(2)制備時，乙醚除作溶劑外，另一個作用是揮發(fā)生成的乙醚蒸氣，可以解除裝置內的空氣，防止與水、二氧化碳、氧氣反應；若溴苯—乙醚混合液滴加過快，生成的主要副產物為(寫結構簡式)。(3)用飽和NH4Cl溶液代替水與中間產物反應，能避開產生難溶的Mg(OH)Br，加入飽和NH4Cl溶液反應的離子方程式為(C6H5)3COMgBr＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O=(C6H5)3COH＋Mg2＋＋Br－＋NH3·H2O。(4)水蒸氣蒸餾過程中若出現(xiàn)堵塞，長導管中液面上升，應進行的操作是_打開活塞K，撤去熱源__。(5)當_無油狀液體蒸出時__(填試驗現(xiàn)象)時，表明水蒸氣蒸餾完成；裝置B中的物質經_過濾(或抽濾)__(填操作名稱)分別出產品，再向產品中加入_D__進行重結晶進一步提純(填標號)。A．NaOH溶液 B．水C．稀鹽酸 D．乙醇(6)計算產率：反應中投加0.10mol溴苯、0.08mol二苯酮，經純化、干燥后得13.0g產品[M(三苯甲醇)＝260g·mol－1]，則三苯甲醇的產率為_62.5%__。【解析】鎂和溴苯反應制備，再和二苯酮的乙醚溶液反應，生成中間產物(C6H5)3COMgBr，加入飽和氯化銨溶液，得到粗產品，再經過蒸餾、過濾得到較純的三苯甲醇，最終加入乙醇溶解重結晶進一步純化。(1)為了防止水蒸氣進入裝置中，使RMgBr水解，裝置A中應當裝堿石灰。(2)制備時，乙醚除作溶劑外，另一個作用是：揮發(fā)生成的乙醚蒸氣，可以解除裝置內的空氣，防止與水、二氧化碳、氧氣反應；在滴加的過程中，若溴苯—乙醚混合液滴加過快，生成的主要副產物為。(3)NH4Cl溶液水解顯酸性，可以防止Mg(OH)Br生成，加入NH4Cl，反應的離子方程式為(C6H5)3COMgBr＋NHeq\o\al(＋,4)＋H2O=(C6H5)3COH＋Mg2＋＋Br－＋NH3·H2O。(4)水蒸氣蒸餾過程中若出現(xiàn)堵塞，應打開活塞K，撤去熱源。(5)三苯甲醇不溶于水，所以蒸餾時，當無油狀液體蒸出時，蒸餾已經完成；三苯甲醇固體易溶于乙醇，用過濾分別產品，再加入乙醇溶解，進行重結晶進一步提純產品。(6)0.10mol溴苯、0.08mol二苯酮反應后得到的產品(三苯甲醇)理論產量為0.08mol，m＝0.08×260＝20.8g，產率為eq\f(13.0,20.8)×100%＝62.5%。3.(2024·山東濰坊二模)二氧化釩(VO2)具有優(yōu)異的導電特性，試驗室用如圖裝置(加熱和夾持裝置略)，先制得氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體，其化學式為(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。已知：＋4價的釩化合物在弱酸性條件下易被氧化；VO2在空氣中能被緩慢氧化為V2O5?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器c的名稱為_分液漏斗__，試驗起先后，打開K1、K2，關閉K3，為使c中液體順當?shù)蜗逻M行的操作是_打開分液漏斗的玻璃塞或使玻璃塞的凹槽對準漏斗口上的小孔__。(2)b中加入N2H4·2HCl溶液后進行的操作為：①關閉K2，加熱裝置b至微沸；②數(shù)分鐘后……，使b中溶液流入三頸燒瓶；③關閉K3，打開e的活塞，使碳酸氫銨溶液與VOCl2溶液混合，攪拌，充分反應，冷卻、過濾、洗滌、干燥，得氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體。裝置b充分反應得到VOCl2溶液，反應的化學方程式為2V2O5＋N2H4·2HCl＋6HCl=4VOCl2＋N2↑＋6H2O，②的操作方法為_關閉K1，打開K3__，裝置b中所產生氣體的作用是_排出裝置內的空氣；使裝置b中的壓強增大，將b中溶液壓入三頸燒瓶中__。(3)在N2氛圍中加熱氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體得到VO2。稱量ag產品于錐形瓶中，用20mL70%的硫酸加熱溶解后，加入0.01mol·L－1高錳酸鉀溶液至稍過量，充分反應后，加2%NaNO2溶液至稍過量，再用尿素除去過量的NaNO2，最終用bmol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗cmL標準液。已知：VOeq\o\al(＋,2)＋Fe2＋＋2H＋=VO2＋＋Fe3＋＋H2O。①粗產品中VO2的質量分數(shù)為eq\f(8.3bc,a)%(用含a、b、c的式子表示)。②下列狀況會導致所測釩元素的質量分數(shù)偏小的是_AD__(填序號)。A．稱量樣品時，樣品在空氣中露置時間過長B．(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液中部分Fe2＋被氧化C．滴定過程中，往錐形瓶內加入少量蒸餾水D．滴定達終點時發(fā)覺滴定管尖嘴內有氣泡【解析】由題意可知，該試驗的試驗目的是用五氧化二釩先制得氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體，在氮氣氛圍中加熱氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體得到二氧化釩，并用滴定的方法測定粗產品中釩元素的質量分數(shù)。(1)由試驗裝置圖可知，儀器c為分液漏斗；試驗起先后，打開K1、K2，關閉K3，為使分液漏斗中液體順當?shù)蜗聭蜷_分液漏斗的玻璃塞或使玻璃塞的凹槽對準漏斗口上的小孔，形成內外空氣對流。(2)由題意可知，為防止＋4價的釩化合物在酸性條件下被氧化，試驗時應關閉K1、K2，打開K3，加熱裝置b至微沸，用濃鹽酸揮發(fā)產生的氯化氫氣體排盡裝置中的空氣，待裝置中的空氣排盡后，關閉K3，打開K1、K2，使N2H4·2HCl溶液進入錐形瓶中與五氧化二釩、鹽酸反應生成VOCl2、氮氣和水，數(shù)分鐘后，關閉K1，打開K3，利用反應生成的氮氣使錐形瓶中的氣壓增大，將反應生成的VOCl2溶液流入三頸燒瓶中，錐形瓶中生成VOCl2的方程式為2V2O5＋N2H4·2HCl＋6HCl=4VOCl2＋N2↑＋6H2O。(3)①由題意可知，滴定消耗cmLbmol·L－1硫酸亞鐵銨溶液，則由原子個數(shù)守恒可知，粗產品中二氧化釩的質量分數(shù)為eq\f(bmol·L－1×c×10－3L×83g·mol－1,ag)×100%＝eq\f(8.3bc,a)%。②稱量樣品時，樣品在空氣中露置時間過長會使樣品的質量偏小，滴定消耗硫酸亞鐵銨的體積偏小，導致所測結果偏低，故A符合題意；硫酸亞鐵銨溶液中亞鐵離子部分被氧化會使滴定消耗硫酸亞鐵銨溶液體積偏大，導致所測結果偏高，故B不符合題意；滴定過程中，往錐形瓶內加入少量蒸餾水對溶質的物質的量和標準溶液的體積無影響，對試驗結果無影響，故C不符合題意；滴定達終點時發(fā)覺滴定管尖嘴內有氣泡會使滴定消耗硫酸亞鐵銨的體積偏小，導致所測結果偏低，故D符合題意。故選AD。4.(2024·廣東湛江二模)2-呋喃甲酸乙酯(，相對分子質量為140)常用于合成香料，是一種透亮液體，不溶于水。試驗室可用2-呋喃甲酸(，相對分子質量為112)和乙醇在濃硫酸催化下反應制得2-呋喃甲酸乙酯，部分裝置如圖。試驗步驟：步驟1：按圖1裝置，在250mL三頸瓶中加入35mL苯、0.5mL濃硫酸、12mL(約9.6g)無水乙醇，用儀器B加入6g2-呋喃甲酸，限制反應液溫度保持在68℃，回流5.5h。步驟2：將反應后的混合物倒入100mL水中，加入1.5g無水Na2CO3固體(20℃時，100mL水中最多能溶解20g無水Na2CO3固體)，攪拌、靜置、過濾，向濾液中加入活性炭(用于吸附反應后混合物中的固體小顆粒)，再次攪拌、靜置、過濾。步驟3：將濾液靜置，待分層后分別水相和有機相，并用苯對水層少量多次萃取，合并有機相(仍殘留少量水)，再利用圖2裝置進行蒸餾，保留少量濃縮液，待濃縮液冷卻后，在乙醇中重結晶，得無色針狀晶體6.2g。幾種物質的沸點如表：物質2-呋喃甲酸乙酯2-呋喃甲酸乙醇苯和水恒沸物沸點/℃1962307869(1)儀器B的名稱是_恒壓(滴液)漏斗__；儀器A中出水口是_a__(填“a”或“b”)。(2)熱水浴加熱的主要優(yōu)點有_使反應混合物受熱勻稱，溫度簡單限制__(答一條)。(3)圖2錐形瓶中收集的主要物質是_苯和水__。Na2CO3的作用是_除去殘留酸__。(4)本試驗中，反應后混合物中的固體小顆粒的主要成分可能為_C__(填化學式)，步驟3中加入的苯的作用是_作萃取劑__。(5)本試驗中2-呋喃甲酸乙酯的產率為_82.7__%(精確到小數(shù)點后一位)。(6)為了探究產品水解與介質酸堿性的關系，設計如表試驗方案：試驗樣品/mL加入的5.0mL物質熱水浴溫度/℃視察現(xiàn)象①2.0蒸餾水35油層不消逝②2.00.1mol·L－1NaOH溶液35油層很快消逝③2.00.1mol·L－1H2SO4溶液35油層緩慢消逝上述試驗得出的結論是_酸、堿都能催化酯水解，堿的催化效率高于酸__?！窘馕觥咳鐖D1為反應發(fā)生裝置，其中儀器A為球形冷凝管，用于冷凝回流，儀器B為恒壓滴液漏斗，可以平衡三口燒瓶和漏斗中的氣壓，使液體順當?shù)蜗?，步驟1發(fā)生反應的化學方程式為＋CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃H2SO4),\s\do5(水浴加熱))＋H2O，其中濃硫酸作催化劑和吸水劑；步驟2加入