化学实验综合 突破训练（二）【题型新颖、解析详尽、内容全面】.doc

化学实验综合 突破训练（二）‎ ‎1．下列实验能达到目的的是(　　)‎ A．只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液 B．将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体 C．用萃取分液的方法除去酒精中的水 D．用排饱和食盐水法收集KMnO4与浓盐酸反应产生的Cl2‎ ‎【解析】选D　A项中氨水与NaCl和Na2SO4均不反应，与AlCl3和MgCl2反应均生成白色沉淀，不能鉴别，A项错误；B项中NH4Cl能发生水解生成NH3和HCl，最终得不到NH4Cl固体，B项错误；酒精和水互溶，不能用分液的方法分离，C项错误。‎ ‎2．根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 操作 现象 结论 A 向浓溶液中加入铜片和浓硫酸并加热 如果有红棕色刺激性气味的气体产生 原溶液中一定有NO B 向某溶液中滴入氯水，再滴加KSCN溶液 溶液显红色 原溶液中一定有Fe2＋‎ C 向某无色溶液中加入硝酸钡溶液 产生白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸 原溶液中一定有SO D 将H2在充满Cl2的集气瓶中燃烧 集气瓶口上方有白烟生成 H2、Cl2化合生成HCl ‎【解析】选A　A项，说明生成了NO2，则原溶液中一定有NO，正确；B项，要检验溶液中一定有Fe2＋，应该先滴加KSCN溶液，无明显变化 ，再滴入氯水，溶液显红色，错误；C项，原溶液中可能含有SO，错误；D项，HCl气体在瓶口遇水蒸气变成白雾，错误。‎ ‎3．根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验操作 现象 结论 A 将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 该溶液中一定含有CO B 常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中 铁片不溶解 常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应 C 向某食盐溶液中滴加淀粉溶液 溶液颜色不变 该食盐中一定没有添加KIO3‎ D 向硅酸钠溶液中滴加乙酸溶液 溶液变浑浊 相同条件下，乙酸的酸性一定比硅酸强 ‎【解析】选D　A．能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2或SO2，该溶液中可能含有CO、HCO或SO、HSO，错误；B.常温下，铁在浓硫酸中发生钝化，发生了化学反应，错误；C.淀粉溶液遇碘变蓝，遇KIO3不发生变化，该食盐中可能含有KIO3，错误；D.硅酸钠和乙酸反应生成硅酸和乙酸钠，说明乙酸的酸性比硅酸强，正确。‎ ‎4．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)‎ A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋‎ B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋‎ D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2‎ ‎【解析】选B　A项，在溶液中加KSCN，溶液显红色，只能证明一定存在Fe3＋，不能证明是否含有Fe2＋，错误；B项，无水CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O，固体由无色变为蓝色，正确；C项，灼烧白色粉末，火焰呈黄色，能够证明原粉末中含有Na＋，无法证明是否含有K＋，因为要观察钾的火焰颜色，必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光，排除钠的干扰，错误；D项，能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，SO2也可以，错误。‎ ‎5.某课题组同学受葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应实验的启示,拟设计实验利用氧化铜探究乙醛的还原性。‎ ‎【提出猜想】 猜想 1: CH3CHO+2CuOCH3COOH+Cu2O;‎ 猜想 2:____________________(写出化学方程式)。 ‎ ‎【定性实验】(1)甲同学设计如图装置进行实验(部分夹持装置已略去):‎ 已知: 乙醛和乙酸的沸点分别为 20.8 ℃、 117.9 ℃。‎ 按上述装置进行实验,当氧化铜完全反应后停止实验。‎ ‎①为达到良好的冷凝效果,方框中C装置应选用________(填仪器名称);实验中先通入乙醛蒸气,后点燃装置B处酒精灯,这样操作的目的是_____________。 ‎ ‎②已知: Cu2O呈红色,在酸性条件下发生反应Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O。 请你设计实验证明猜想1成立。‎ 实验操作:______________________________________________________。 ‎ 实验现象:______________________________________________________。 ‎ ‎【定量实验】(2)乙同学设计了如图所示实验方案定量探究红色固体的成分。‎ 已知:醋酸亚铬[Cr(CH3COO)2]溶液可以吸收少量的O2。‎ ‎①下列有关说法正确的是________(填标号)。 ‎ a.装置D可以控制反应的发生与停止 b.装置F中盛装醋酸亚铬溶液 c.向装置D中加入少量硫酸铜固体可加快反应 d.实验中观察到装置G中有明显现象 ‎②装置G中红色粉末完全反应后,称得固体粉末质量为19.2 g;装置H净增质量为2.0 g。请选择合理数据计算,确定红色粉末的成分及物质的量________。 ‎ ‎【解析】利用氧化铜探究乙醛的还原性,根据猜想 1:乙醛将氧化铜还原为氧化亚铜,故猜想2:乙醛将氧化铜还原为铜,反应方程式应为CH3CHO+CuOCH3COOH ‎+Cu。‎ ‎(1)①观察装置,A中产生乙醛蒸气,进入B发生反应,在M处收集乙酸,故C装置的作用是冷凝,应选用直形冷凝管。实验中先通入乙醛蒸气,后点燃装置B处酒精灯,这样操作的目的是排尽装置中的空气,防止乙醛被氧气氧化。‎ ‎②要证明猜想1成立,即证明产物是Cu2O,根据反应Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O,故取B中固体少许于试管中,加入适量稀硫酸振荡,溶液变成蓝色,且有红色固体残余,即证明产物是Cu2O。‎ ‎(2)要定量探究红色固体的成分,观察装置,此实验的原理是用氢气还原红色固 体,通过测量粉末质量的变化,测定红色固体中氧的含量。‎ ‎①启普发生器可以控制反应的开始与停止,故a正确;装置F中应盛放的是浓硫酸吸收氢气中的水蒸气,不需要吸收氧气,开始前就应该将装置内空气全部排出,故b错误;向装置D中加入少量硫酸铜固体可形成铜锌原电池加快反应,故c正确;装置G中,氢气还原氧化亚铜得到铜依然是红色的,故没有明显现象,故d错误,故选a、c。‎ ‎②H中的增重还包括空气中的水分等,故2.0 g不能用,完全反应后,称得固体粉末质量为19.2 g,反应前后粉末减少1.6 g,即粉末中m(O)=1.6 g,n(O)=0.1 mol,‎ m(Cu)=19.2 g,n(Cu)=0.3 mol,故该粉末不全是Cu2O,还应该有Cu,n(Cu2O)=‎ ‎0.1 mol,n(Cu)=0.1 mol。‎ 答案:猜想2:CH3CHO+CuOCH3COOH+Cu ‎(1)①直形冷凝管　排尽装置中的空气,防止乙醛被氧气氧化 ‎②取B中固体少许于试管中,加入适量稀硫酸振荡　溶液变成蓝色,有红色固体残余(见溶液变蓝色即可)‎ ‎(2)①a、c　②0.1 mol Cu2O,0.1 mol Cu ‎6.氮化镓(GaN)被称为第三代半导体材料，其应用已经取得了突破性的进展。‎ 已知：(ⅰ)氮化镓性质稳定，不与水、酸反应，只在加热时溶于浓碱。‎ ‎(ⅱ)NiCl2溶液在加热时，先转化为Ni(OH)2，后分解为NiO。‎ ‎(ⅲ)制备氮化镓的反应为2Ga＋2NH32GaN＋3H2。‎ 某学校化学兴趣小组实验室制备氮化镓，设计实验装置如图所示。‎ 设计实验步骤如下：‎ ‎①滴加几滴NiCl2溶液润湿金属镓粉末，置于反应器内。‎ ‎②先通入一段时间的H2，再加热。‎ ‎③停止通氢气，改通入氨气，继续加热一段时间。‎ ‎④停止加热，继续通入氨气，直至冷却。‎ ‎⑤将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中，充分反应后过滤、洗涤、干燥。‎ ‎(1)仪器X中的试剂是____________，仪器Y的名称是__________。‎ ‎(2)该套装置中存在的一处明显的错误是___________________________________。‎ ‎(3)步骤①中选择NiCl2溶液，不选择氧化镍的原因是____。‎ a．增大接触面积，加快化学反应速率 b．使镍能均匀附着在镓粉的表面，提高催化效率 c．为了能更好形成原电池，加快反应速率 ‎(4)步骤③中制备氮化镓，则判断该反应接近完成时，观察到的现象是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)请写出步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤干净的操作：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(6)镓元素与铝同族，其性质与铝类似，请写出氮化镓溶于热的浓NaOH溶液的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)根据题中信息可知，装置A制取氢气，装置C制取氨气，液体与固体作用且不需要加热的条件下制氨气，则仪器X中的试剂是浓氨水。‎ ‎(2)过量的氨气进入装置F与稀硫酸反应，则装置F中会产生倒吸。‎ ‎(3)NiCl2溶液在加热时，先转化为Ni(OH)2，后分解为NiO，可增大接触面积，加快Ga与NiO制取催化剂Ni的化学反应速率；生成的镍能均匀附着在镓粉的表面，提高催化效率。‎ ‎(4)步骤③中制备氮化镓，发生的反应为2Ga＋2NH32GaN＋3H2，过量的氨气被硫酸迅速吸收，氢气不溶于水，会产生气泡，故反应接近完成时，可观察到装置F中几乎不再产生气泡。‎ ‎(6)可以理解成GaN与水反应生成Ga(OH)3和NH3，虽然很难，但在热的浓NaOH溶液的环境下，NaOH与Ga(OH)3反应生成GaO，促进了反应的进行。‎ 答案：(1)浓氨水　球形干燥管 ‎(2)装置F中会产生倒吸 ‎(3)ab ‎(4)装置F中几乎不再产生气泡 ‎(5)取最后一次的洗涤液于试管中，滴加AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，则证明产品氮化镓固体已洗涤干净 ‎(6)GaN＋OH－＋H2OGaO＋NH3↑‎ ‎7．己二酸是一种重要的有机二元酸，能够发生成盐反应、酯化反应、酰胺化反应等，并能与二元胺或二元醇缩聚成高分子聚合物等，是合成尼龙66的原料，工业上环己醇用硝酸氧化可得到己二酸，是典型的氧化还原反应。‎ 相关物理常数：‎ 名称 相对 分子 质量 密度 ‎(20 ℃)‎ ‎(g·cm－3)‎ 熔点 ‎(℃)‎ 沸点 ‎(℃)‎ 溶解度 S(g/100 g溶剂)‎ 水 乙醇 乙醚 环己醇 ‎100‎ ‎0.96‎ ‎25.2‎ ‎161‎ 可溶 易溶 己二酸 ‎146‎ ‎1.36‎ ‎151‎ ‎265‎ 可溶(S随温度降低而减小)‎ 易溶 微溶 Ⅰ.己二酸粗产品的制备 操作步骤：装置C中加入50 mL中等浓度的硝酸(过量)，投入沸石，并逐一安装装置A、装置B和温度计，磁力搅拌，将溶液混合均匀，并加热到80 ℃。用装置A滴加2滴环己醇，反应立即开始，温度随即上升到85～90 ℃，从装置A中小心地逐滴加入环己醇，将混合物在85～90 ℃下加热2～3分钟，共加入1.000 g环己醇。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)反应需维持温度在85～90 ℃，最好采取________控温；试分析维持温度在85～90 ℃的原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)装置右侧烧杯中的NaOH溶液的作用是：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.己二酸粗产品的提纯及应用 操作流程：趁热倒出装置C中的产品，在冷水中降温冷却，析出的晶体在布氏漏斗上进行抽滤，将晶体进行重结晶，再分别用3 mL冰水和乙醚洗涤己二酸晶体，继续抽滤，晶体再用3 mL冰水洗涤一次，再抽滤。取出产品，干燥后称重，得干燥的己二酸0.860 g。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(3)相比于普通过滤，抽滤的优点在于______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在抽滤过程中，用冰水洗涤析出的己二酸晶体的原因：_________________________________________________。‎ ‎(5)该实验的产率为________%(结果保留3位有效数字)。‎ ‎(6)工业上用己二酸与乙二醇反应形成链状高分子化合物，写出化学方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)反应需维持温度在85～90 ℃，低于100 ℃，最好采取水浴控温。维持温度在85～90 ℃的原因：维持反应速率(或温度过低反应速率慢)，减少HNO3的分解和挥发(或温度过高HNO3分解和挥发)，减少副反应的发生。‎ ‎(2)在反应中环己醇被氧化，HNO3被还原成氮氧化物，右侧烧杯中的NaOH溶液的作用是吸收HNO3被还原生成的氮氧化物，防止污染大气。‎ ‎(3)相比于普通过滤，抽滤的优点在于：减小压强加快过滤速率，减少过滤过程中产品的变质，得到较干燥的产品。‎ ‎(4)己二酸中混有环己醇和HNO3，环己醇易溶于乙醚，己二酸微溶于乙醚，抽滤时用乙醚洗涤除去环己醇。HNO3易溶于水，己二酸在水中的溶解度随温度降低而减小，用冰水洗涤析出的己二酸晶体的原因：除去残留的HNO3‎ ‎，减少己二酸的损失。‎ ‎(5)n(环己醇)＝1.000 g÷100 g·mol－1＝0.01 mol，理论上生成己二酸物质的量为0.01 mol，生成己二酸的质量为0.01 mol×146 g·mol－1＝1.46 g，该实验的产率为×100%≈58.9%。‎ ‎(6)己二酸属于二元酸，乙二醇属于二元醇，两者发生缩聚反应形成高分子化合物，反应的化学方程式为 答案：(1)水浴　维持反应速率，并减少HNO3的挥发及分解，减少副反应的发生 ‎(2)吸收HNO3被还原生成的氮氧化物，防止污染空气 ‎(3)加快过滤速度，减少过滤过程中产品的变质，得到较干燥的产品 ‎(4)除去残留的HNO3，减小己二酸的损失 ‎(5)58.9‎ ‎8.SO2为大气污染物，研究它的性质对环境治理具有重要意义。在铝基氧化铜作催化剂时，可利用天然气脱除二氧化硫，并回收单质硫(熔点为112.8 ℃，沸点为444.6 ℃)。‎ ‎(1)①装置中导管X的作用是： ___________________________________________。‎ ‎②用装置A制取SO2，则试剂的组合最好是__________(填字母)。‎ a．18.4 mol·L－1H2SO4＋Cu b．4 mol·L－1 HNO3＋Na2SO3‎ c．60%H2SO4＋K2SO3‎ ‎③水与Al4C3在装置A中制取甲烷，其化学方程式为________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)利用制得的CH4和SO2并结合B～G装置验证反应产物：CH4＋2SO22S＋CO2＋2H2O生成的单质S和CO2。‎ ‎①B装置有三个作用，分别是__________、____________、____________。‎ ‎②实验装置依次连接的合理顺序为B、___________________________________‎ ‎(每个装置只用一次)。‎ ‎③证明有CO2产生的现象为____________________________________________。‎ ‎④G装置中发生反应的离子方程式为____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】(1)①蒸馏烧瓶中产生气体，使其中的压强增大，若分液漏斗与蒸馏烧瓶不连通，则不利于液体滴入，所以装置中导管X的作用是平衡压强，使液体顺利滴入烧瓶中。②a项，“18.4 mol·L－1H2SO4＋Cu”制取SO2需要加热，而装置A为固、液不加热装置，故不适合；b项，HNO3具有强氧化性，“4 mol·L－1HNO3＋Na2SO3”发生氧化还原反应，＋4价S被氧化成＋6价，得不到SO2，故不适合；c项，“60%H2SO4＋K2SO3”制取SO2符合强酸制弱酸原理，故适合。③由已知，用水与Al4C3制取甲烷，根据原子守恒还生成Al(OH)3，故化学方程式为Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑。‎ ‎(2)①CH4和SO2的反应需要高温条件下在硬质玻璃管中进行，B中浓硫酸可以起到干燥CH4和SO2的作用；B装置中可同时通入CH4和SO2，便于充分混合CH4‎ 和SO2；CH4和SO2气体通过浓硫酸，会形成气泡，观察气泡以便调节CH4和SO2的流速比约为1∶2。②根据实验目的：验证CH4和SO2反应生成的单质S和CO2，则装置C冷却得到固体S单质，用E装置中澄清石灰水验证CO2，为防止SO2对验证CO2实验造成干扰，必须先将其除尽，可依次通过酸性高锰酸钾溶液和品红溶液，综上分析实验装置依次连接的合理顺序为B、D、C、G、F、E。③若F中品红溶液不褪色，则说明SO2已经除尽，E中澄清石灰水变浑浊则能证明该实验有CO2产生。④G装置中，酸性高锰酸钾溶液与SO2发生氧化还原反应，＋7价Mn被还原为＋2价，＋4价S被氧化为＋6价，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒可写出离子方程式：2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋。‎ 答案：(1)①平衡气压，使液体顺利滴入烧瓶中　②c ‎③Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑‎ ‎(2)①干燥　充分混合　观察气泡以便调节CH4和SO2的流速　②D、C、G、F、E　③F中品红溶液不褪色，E中澄清石灰水变浑浊 ‎④2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋‎ ‎9．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中重要试剂，可由NO与Cl2在常温常压(或稍低温度)下合成，其熔点－64.5 ℃，沸点－5.5 ℃，遇水易水解。实验室模拟制备装置如图所示(部分夹持装置省略)，D中三颈烧瓶置于－10 ℃冰盐水中。‎ 经查阅资料：NO与NaOH溶液不反应，但NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。‎ ‎(1)仪器甲的名称是________。‎ ‎(2)图示装置中恒压漏斗与分液漏斗相比，其优点为______________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)实验开始时，先打开K1、K2，关闭K3，打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸，至C中红棕色完全消失后，关闭K1、K2‎ ‎，此时装置C的作用为________。滴入适量浓盐酸，点燃酒精灯，当________(填装置字母)中充满黄绿色气体时，打开K1、K3，制备NOCl。‎ ‎(4)装置乙中装有无水CaCl2，其作用为______________；丙为尾气处理装置，则最佳选择为________。‎ ‎【解析】(1)由图可知，仪器甲的名称是蒸馏烧瓶。(2)图示装置中的恒压分液漏斗，可以平衡分液漏斗内外压强，便于液体顺利流下。(3)关闭K1、K2，A中依然产生NO气体，故此时C可以作为安全瓶，储存A中产生的NO气体，滴入适量浓盐酸，点燃酒精灯，当D中充满黄绿色气体时，打开K1、K3，制备NOCl。(4)亚硝酰氯(NOCl)遇水发生水解反应，装置乙中无水氯化钙可以吸收水蒸气，防止水蒸气进入D中使NOCl水解，丙为尾气处理装置，尾气主要为NO、Cl2和NOCl、NO2，故在尾气吸收时可以选用NaOH溶液，同时为了防止NOCl和NO2挥发逸出，可以在上方加一个浸有NaOH溶液的棉花团，①中碱石灰固体不能吸收NOCl和NO气体，③中不能避免挥发出来的气体污染空气，则最佳选择为②。‎ 答案：(1)蒸馏烧瓶 ‎(2)平衡压强，便于液体顺利流下 ‎(3)储存A中产生的NO　D ‎(4)防止水蒸气进入D，使NOCl水解　②‎