化学实验综合 突破训练（三）【题型新颖、解析详尽、内容全面】.doc

化学实验综合 突破训练（三）‎ ‎1．用如图所示装置进行相关实验，能实现目的的是(　　)‎ 选项 Ⅰ中试剂 Ⅱ中试剂 目的 A 澄清石灰水 足量酸性KMnO4溶液 检验SO2中是否混有CO2气体 B 溴水 NaOH溶液 检验CH4中是否混有CH2===CH2气体 C 饱和Na2CO3溶液 浓硫酸 除去CO2中混有的HCl气体 D 澄清石灰水 CuSO4溶液 证明混合气体中含有CO2和水蒸气 ‎【解析】选B　SO2、CO2都能与澄清石灰水反应，应先通过酸性KMnO4溶液除去SO2再检验CO2，A项错误；乙烯与溴水发生加成反应，溴水褪色，可用溴水检验乙烯，B项正确；CO2和HCl都与饱和Na2CO3溶液反应，应用饱和NaHCO3溶液除杂，C项错误；不能用CuSO4溶液检验混合气体中是否含有水蒸气，正确的检验方法是先将混合气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管，然后将气体通入澄清石灰水中，D项错误。‎ ‎2．现有①K2SO4　②Ba(NO3)2　③Al2(SO4)3　④KOH　⑤CuCl2五种物质的溶液。不用其他任何试剂就能把它们一一鉴别出来，其鉴别出来的顺序是(　　)‎ A．⑤④③②① B．②③④①⑤‎ C．⑤④①②③ D．①②③④⑤‎ ‎【解析】选A　首先根据CuCl2溶液呈蓝色，鉴别出CuCl2溶液；再用CuCl2溶液鉴别出KOH溶液；用KOH溶液鉴别出Al2(SO4)3溶液；再用Al2(SO4)3‎ 溶液鉴别出Ba(NO3)2溶液；最后鉴别出K2SO4溶液。‎ ‎3．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是(　　)‎ A．原溶液中一定含有SO B．原溶液中一定含有NH C．原溶液中一定含有Cl－ D．原溶液中一定含有Fe3＋‎ ‎【解析】选B　原溶液中加入Ba(NO3)2和HCl生成白色沉淀，原溶液中可能存在SO、SO或Ag＋，A错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH，B正确；加AgNO3溶液产生白色沉淀，可能是加入的HCl引起的，C错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3＋可能是由原溶液中的Fe2＋被H＋、NO氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3＋，D错误。‎ ‎4.用如图所示装置及表中的试剂(装置Ⅰ中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中的现象，检验混合气体中的某种成分，方案合理的是(　　)‎ 选项 实验目的 装置Ⅰ中的试剂 装置Ⅱ中的试剂 A 检验CO2中混有的CH4‎ 澄清 石灰水 溴水 B 检验H2S中混有的SO2‎ 酸性KMnO4溶液 品红溶液 C 检验溴蒸气中混有的NO2‎ CCl4‎ 石蕊溶液 D 检验HI中混有的HCl 饱和食盐水 AgNO3溶液 ‎【解析】选C　A项，将混合气体通入澄清石灰水中，CO2能使澄清石灰水变浑浊，而溴水中无现象，无法证明CO2中混有CH4，不符合题意；B项，将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液，H2S、SO2‎ 均可被吸收，使酸性高锰酸钾溶液褪色，品红溶液中无现象，无法证明H2S中混有SO2，不符合题意；C项，将混合气体通入CCl4中，溴蒸气被吸收，溶液呈橙色，将剩余气体通入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，说明溴蒸气中混有NO2，符合题意；D项，将混合气体通入饱和食盐水中，HI、HCl都被吸收，无剩余气体进入AgNO3溶液中，无法证明HI中混有HCl，不符合题意。‎ ‎5.叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚,是汽车安全气囊中的主要成分,能在发生碰撞的瞬间分解产生大量气体将气囊鼓起。工业级NaN3 的制备分两步进行,反应方程式如下:‎ ⅰ.2Na+2NH32NaNH2+H2‎ ⅱ.NaNH2+N2ONaN3+H2O 实验室利用如图装置模拟工业级NaN3的制备。‎ 回答下列问题:‎ 实验Ⅰ:制备 ‎(1)装置C中盛放的药品为________________,装置D中进行油浴而不用水浴的主要原因是________________________。 ‎ ‎(2)N2O可由NH4NO3在240～245 ℃ 分解制得(硝酸铵的熔点为169.6 ℃),则可选择的气体发生装置是________________(图中加热装置已略去),该反应的化学方程式为____________________,在制备NaN3的实验过程中,当观察到_______‎ ‎_________时开始通入N2O。 ‎ 实验Ⅱ:分离提纯 反应完全结束后,取出装置D中的混合物进行以下操作,得到NaN3固体。‎ D中混合物 NaN3固体 已知:NaNH2能与水反应生成NaOH和氨气。‎ ‎(3)操作ⅳ采用乙醚洗涤的原因是______________________________。 ‎ 实验Ⅲ:定量测定 实验室用滴定法测定叠氮化钠样品中NaN3的质量分数:‎ ‎①将2.500 g试样配成500.00 mL溶液。‎ ‎②取50.00 mL溶液置于锥形瓶中,加入50.00 mL 0.101 0 mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6 溶液。‎ ‎③充分反应后,将溶液稍稀释,向溶液中加入8 mL浓硫酸,滴入3滴邻菲啰啉指示液,用0.050 0 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗溶液体积为29.00 mL。测定过程的反应方程式为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN34NH4NO3+‎ ‎2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑,‎ Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+。‎ ‎(4)配制叠氮化钠溶液时,除需用到烧杯、玻璃棒、量筒外,还用到的玻璃仪器有________________。 ‎ ‎(5)试样中NaN3的质量分数为___________________________________。 ‎ ‎【解析】(1)A中产生的氨气混有水蒸气,干燥氨气应选用碱石灰,则在C中盛放的药品是碱石灰。‎ 装置D中发生反应之一:NaNH2+N2ONaN3+H2O,该反应需要温度较高,而水浴温度达不到反应所需的温度210～220 ℃,所以进行油浴而不用水浴。‎ ‎(2)N2O可由NH4NO3在240～245 ℃分解制得(硝酸铵的熔点为169.6 ℃),在制得N2O之前,NH4NO3就已经熔化,故试管不能向下倾斜,以防熔化后的NH4NO3流下,故不用c,NH4NO3分解会得到水,若用a、b装置,水蒸气冷凝后会掉在试管底部,试管会炸裂,故不用a、b,故气体发生装置选d,该反应的化学方程式为NH4NO3‎ N2O↑+2H2O↑。在制备NaN3的实验过程中,当Na和NH3完全反应时,开始通入N2O发生NaNH2+N2ONaN3+H2O,制得NaN3,所以当观察到装置D中熔融钠单质的银白色光泽全部消失时开始通入N2O。‎ ‎(3)D中混合物加水后,根据叠氮化钠(NaN3)固体易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚的性质可知,NaN3溶解在水中,NaNH2与水反应生成NaOH和氨气,可知操作ⅱ加乙醇可降低NaN3的溶解度促使NaN3析出;乙醚洗涤叠氮化钠可减少叠氮化钠的损失;故操作ⅳ采用乙醚洗涤的原因是NaN3不溶于乙醚,能减少其损失;可洗去NaN3固体表面的乙醇杂质;乙醚易挥发有利于产品快速干燥。‎ ‎(4)配制500.00 mL叠氮化钠溶液时,除需用到烧杯、玻璃棒、量筒外,还用到的玻璃仪器有500.00 mL 容量瓶和胶头滴管。‎ ‎(5)结合滴定过程,将2.500 g试样配成500.00 mL溶液,取50.00 mL溶液置于锥形瓶中,叠氮化钠和六硝酸铈铵反应,剩余的(NH4)2Ce(NO3)6,加入浓硫酸,用0.050 0 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2(硫酸亚铁铵)标准滴定溶液滴定过量的Ce4+,结合化学方程式定量关系计算:‎ ‎2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN34NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑‎ Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+。‎ n[(NH4)2Ce(NO3)6]=0.101 0 mol·L-1×50.00×10-3L=5.050×10-3mol,‎ 与过量的Ce4+反应的n[(NH4)2Fe(SO4)2]=0.050 0 mol·L-1×29.00×10-3L=1.450×10-3mol,与NaN3反应的n[(NH4)2Ce(NO3)6]=5.050×10-3mol-1.450×10-3mol ‎=3.600×10-3mol,故500.00 mL溶液中(2.500 g试样中)n(NaN3)=0.036 mol,‎ w=×100%=93.60%。‎ 答案:(1)碱石灰　水的沸点为100 ℃,达不到210～220 ℃‎ ‎(2)d　NH4NO3N2O↑+2H2O↑　装置D中熔融钠单质的银白色光泽全部消失 ‎(3)NaN3不溶于乙醚,能减少其损失;可洗去NaN3固体表面的乙醇杂质;乙醚易挥发有利于产品快速干燥 ‎(4)500.00 mL 容量瓶、胶头滴管 ‎(5)93.60%‎ ‎6.过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂。某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙。‎ ‎(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号，装置可重复使用)。‎ ‎(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入试剂；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热试剂；③反应结束后，__________________(填操作)；④拆除装置，取出产物。‎ ‎(3)若钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca3N2)，同时可能生成过氧化钙。请利用下列试剂，设计实验检验钙的燃烧产物中是否含有过氧化钙___________________________________‎ ‎(简要说明实验步骤、现象和结论)。‎ 限选试剂：酸化的FeCl2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸 ‎(4)利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH，在碱性环境下制取CaO2的装置如下：‎ C中发生反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右，其可能的原因分析：该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O产率；________________________________________。‎ ‎(5)测定产品中CaO2含量的实验步骤如下：‎ 步骤一：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1的硫酸，充分反应。‎ 步骤二：向上述锥形瓶中加入几滴________(作指示剂)。‎ 步骤三：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，滴定至终点，记录数据，再重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。‎ CaO2的质量分数为________(用字母表示)。(已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O)‎ ‎【解析】(1)制备过氧化钙时，用双氧水制备氧气，钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氧气中会混有水蒸气，所以在与钙化合之前需要干燥，选用试剂是浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接浓硫酸的洗气瓶，所以正确的顺序：dfebcf或dfecbf。‎ ‎(2)实验结束时为防止空气进入装置，还要继续通氧气直到装置冷却，所以实验结束时的操作为熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞。‎ ‎(3)结合题中提供的试剂可知，通过利用过氧化钙能氧化亚铁离子的方法可判断燃烧产物中是否含有过氧化钙，设计实验为取样品少许于试管中，加入酸化的FeCl2溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明样品中含有过氧化钙；若溶液不变红色，则说明样品中不含有过氧化钙。‎ ‎(4)该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O的产率，减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率，因此C中发生反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右。‎ ‎(5)步骤二：碘单质能够使淀粉溶液变蓝色，因此该滴定实验中，可以向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液作指示剂；步骤三：根据电子转移守恒及题中反应方程式，可得关系式：CaO2～I2～2S2O，设样品中CaO2的质量分数为x，则：‎ CaO2　～　I2　～　2S2O ‎72 g　　　　　　 　2 mol ax g　　　　 　　　V×10－3 L×c mol·L－1‎ 所以＝，解得x＝%。‎ ‎[答案]　(1)dfebcf(或dfecbf)‎ ‎(2)熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞 ‎(3)取样品少许于试管中，加入酸化的FeCl2溶液溶解后，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明样品中含有过氧化钙；若溶液不变红色，则说明样品中不含有过氧化钙 ‎(4)温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率 ‎(5)淀粉溶液　%‎ ‎7.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：‎ ‎(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是________。仪器a的名称是________。‎ ‎(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。‎ ‎①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________。‎ ‎(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________________________________________________________________________；‎ d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。‎ ‎(4)指出装置d可能存在的缺点_____________________________________________。‎ ‎【解析】(1)由题给信息，[(CH3COO)2Cr·2H2O]在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2‎ ‎，以免影响[(CH3COO)2Cr·2H2O]的制备。由仪器的结构特点可知，a为分液(或滴液)漏斗。‎ ‎(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化。‎ ‎(3)过量的Zn与盐酸反应放出大量的H2，使装置c中压强增大，关闭K1和K2，打开K3时，溶液被压入装置d。由题给信息知，[(CH3COO)2Cr·2H2O]难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于[(CH3COO)2Cr·2H2O]析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。‎ ‎(4)装置d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的O2易将[(CH3COO)2Cr·2H2O]氧化。‎ 答案：(1)去除水中溶解氧　分液(或滴液)漏斗 ‎(2)①Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋　②排除c中空气 ‎(3)c中产生H2使压强大于大气压　(冰浴)冷却　过滤　(4)敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触 ‎8. 氯化铁是一种很重要的铁盐,有广泛的用途,可用于金属蚀刻,污水处理,印染滚筒刻花,电子工业线路板生产等。该化合物呈棕红色、易潮解,100 ℃左右时升华,某实验小组组合了如图K34-5所示实验装置来制备纯净的氯化铁。‎ 试回答:‎ ‎(1)仪器A的名称:　　　　　　。 ‎ 图K34-5‎ ‎(2)实验装置正确的连接顺序:Ⅰ接　　接　　接　　接　　　接Ⅱ;其中装置Ⅲ和Ⅴ的作用分别是　　　和　　　。 ‎ ‎(3)如何检查整个装置的气密性:   　。 ‎ ‎(4)装置Ⅳ两试剂瓶中的试剂分别是　　　和　　　　(填名称)。 ‎ ‎(5)装置Ⅱ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　。 ‎ ‎【答案】(1)蒸馏烧瓶 ‎(2)Ⅳ　Ⅵ　Ⅴ　Ⅲ　防止产品潮解　防止倒吸 ‎(3)连接好整个装置后,关闭分液漏斗活塞,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,装置Ⅱ中导管末端有气泡冒出,移去酒精灯冷却至室温,装置Ⅱ中导管有一段水柱且一段时间无变化 ‎(4)饱和食盐水　浓硫酸 ‎(5)Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O ‎【解析】实验室用氯气和金属铁反应制备无水三氯化铁。装置Ⅰ中分液漏斗盛放浓盐酸,A为蒸馏烧瓶盛放二氧化锰,浓盐酸和二氧化锰加热制取氯气4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑,制取的氯气中含有水蒸气和氯化氢,可以通过装置Ⅳ,用饱和食盐水和浓硫酸除去杂质,装置Ⅵ在加热条件下,铁和氯气反应,反应方程式为2Fe+3Cl22FeCl3,制得氯化铁,装置Ⅴ是安全瓶,防止引起倒吸,Ⅲ可起到防止水蒸气进入,从而防止产品潮解的作用,Ⅱ为尾气吸收装置。‎ ‎(1)根据装置图可知,仪器A的名称为蒸馏烧瓶。‎ ‎(2)根据上面的分析可知,实验流程为制氯气、除杂、铁与氯气反应制氯化铁、防倒吸、防潮解、尾气吸收,所以装置正确的连接顺序为:Ⅰ接Ⅳ、Ⅳ接Ⅵ、Ⅵ接Ⅴ、Ⅴ接Ⅲ、Ⅲ接Ⅱ。‎ ‎(3)检查整个装置的气密性的方法是:连接好整个装置后,关闭分液漏斗活塞,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,装置Ⅱ中导管末端有气泡冒出,移去酒精灯冷却至室温,装置Ⅱ中导管有一段水柱且一段时间无变化。‎ ‎(4)装置Ⅳ是除去氯气中含有的氯化氢和水,所以两试剂瓶中的试剂分别是饱和食盐水和浓硫酸。‎ ‎(5)装置Ⅱ吸收氯气尾气,反应化学方程式为Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O。‎ ‎9.氧化二氯是棕黄色且具有强烈刺激性的物质,沸点3.8 ℃,熔点-116 ℃,制备时将生成的Cl2O冷却为固体以便操作和贮存。它与一般有机物接触会发生爆炸,遇水则极易溶解(1∶100),生成次氯酸溶液。制备少量固态氧化二氯可用干燥的HgO与Cl2反应,生成物为Cl2O和HgO·HgCl2,该实验的反应流程图如图K34-6(a)所示:‎ 图K34-6‎ ‎(1)试剂a为KMnO4固体,则A中反应的化学方程式为　　　　　　,装置D中反应的化学方程式为　　　　　。 ‎ ‎(2)仪器b的名称是　　　,Cl2O的电子式为　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)E为保温式冷浴,其中应盛有制冷剂　　　　　(在干冰、冰水、液态空气、液氨中选择),E中所得固体Cl2O可能含有的杂质是　　　　。 ‎ ‎(提示:干冰的升华温度为-78.5 ℃;液态空气的沸点为-192 ℃;液氨的沸点为-33.5 ℃)‎ ‎(4)请指出装置A、B、C的连接方式与D和E的连接方式的不同之处并简要叙述理由:  　。 ‎ ‎(5)实验中鼓入干燥氮气的目的是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)该实验没有明确的尾气处理装置,请你在图(b)方框中画出尾气处理的仪器示意图(要标注试剂)。‎ ‎【答案】(1)2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O　2HgO+2Cl2Cl2O+HgO·HgCl2‎ ‎(2)分液漏斗　　(3)液态空气　液氯 ‎(4)A、B、C间用橡皮管连接,D、E间不能用橡皮管连接;因为氧化二氯与一般有机物接触会发生爆炸 ‎(5)用干燥氮气排尽装置中的水分,同时能带动气流流入D中 ‎(6)‎ ‎[解析] (1)A中为制取氯气的装置,则为KMnO4与浓盐酸的反应,反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。D中氯气与HgO反应生成Cl2‎ O与HgO·HgCl2,反应方程式为2HgO+2Cl2Cl2O+HgO·HgCl2。‎ ‎(2)b为分液漏斗,Cl2O的电子式为。‎ ‎(3)由题目信息可知,氧化二氯气体的熔点为-116 ℃,熔点很低,所以选择沸点很低的液态空气进行制冷。根据工艺流程可知,D中氯气可能不能充分反应,由于氯气易液化,所以E中得到的氧化二氯中可能含有的杂质是液氯。‎ ‎(4)由信息可知,氧化二氯不稳定,接触一般有机物易爆炸,因此Cl2O不能与有机物接触,所以A、B、C间用橡皮管连接,D、E间不能用橡皮管连接。‎ ‎(5)氧化二氯极易水解,所以实验装置中不能有水,可以用干燥氮气排尽装置中的水分,同时能带动气流流入D中。‎ ‎(6)该实验的尾气中可能有氯气、氧化二氯等,可以用碱石灰吸收,并防止空气中的水蒸气进入装置e。‎