化学实验综合 突破训练（四）【题型新颖、解析详尽、内容全面】.doc

化学实验综合 突破训练（四）‎ ‎1．根据下列实验内容得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验内容 结论 A 某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝 该物质中一定含有OH－，而且一定是碱 B 向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无砖红色沉淀产生 废液中不含Cu2＋‎ C 向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体 该溶液中一定含有CO D 向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解 该溶液中可能含有Al3＋‎ ‎【解析】选D　显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2＋，加入少量的葡萄糖溶液也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HCO，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。‎ ‎2.实验室在500 ℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物中可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物中可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是(　　)‎ A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰 B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3‎ C．取①‎ 中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红，则残留物一定为Fe2O3‎ D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2‎ ‎【解析】选B　装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水CuSO4，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成，则装置③中产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中可能还含有FeO，可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，不一定为Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液吸收，装置⑤中不可能收集到NH3，D错误。‎ ‎3.有关下列制备物质的叙述,正确的是 (　　)‎ ‎①工业上将氯气通入澄清石灰水中制漂白粉　‎ ‎②纯碱工业中将氨气与二氧化碳先后通入饱和食盐水中,生成碳酸氢钠沉淀　‎ ‎③将氢气和氯气混合后点燃,产物用水吸收制备盐酸　‎ ‎④将SO2和O2的混合气体加压后,通过接触室制备SO3　‎ ‎⑤实验室将苯和浓硝酸混合后加热制备硝基苯　⑥油脂皂化液中加食盐粉末、搅拌、静置、过滤,可获得高级脂肪酸钠(肥皂)　⑦向煮沸的1 mol·L-1 NaOH溶液中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体　⑧制备硫酸亚铁铵晶体时,最后在蒸发皿中蒸发浓缩溶液时,需要用小火加热,直至溶液全部蒸干 A.②④ B.②⑥ C.④⑤ D.④⑧‎ ‎【解析】工业制取漂白粉是将氯气通入石灰乳中,①错;制盐酸时,一般采用氢气在氯气中点燃,混合后再点燃易爆炸,③错;工业制取硫酸,由于二氧化硫转化率在常压时已经很高,所以一般不加压,④错;制硝基苯需要用浓硫酸作催化剂,⑤错;制备Fe(OH)3胶体用煮沸的蒸馏水,而不是NaOH溶液,⑦错;蒸发浓缩只需小火加热至溶液表面出现晶膜为止,不能将溶液全部蒸干,⑧错。‎ ‎4. Fe3O4是重要的化学试剂,铁粉在氧气中燃烧是制取它最为常见和快捷的方法。图K34-4(a)是制取四氧化三铁的系列装置,A装置用于制取二氧化碳气体,并要求气流稳定,流速可控。‎ 图K34-4‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)图(b)中仪器a的名称是　　　　。 ‎ ‎(2)根据题目要求,在图(b)中最好选择　　　(填序号)作为A装置。 ‎ ‎(3)对图(b)中装置①进行气密性检查的方法是  　。 ‎ ‎(4)在B装置中发生的主要反应的化学方程式是　　　　　　。 ‎ ‎(5)反应一段时间后,若将硬质玻璃管中的固体粉末用盐酸溶解,取少许溶液于试管中,加入淀粉碘化钾溶液,没有蓝色出现,推测固体粉末中除Fe3O4外,一定有　　　(填名称)。 ‎ ‎(6)写出Fe3O4溶于足量稀硫酸的离子方程式:　　　　　　　,要检验所得溶液中的Fe2+,常用试剂是　　　　　(填名称)。 ‎ ‎【答案】(1)长颈漏斗　(2)③‎ ‎(3)用止水夹夹紧橡胶管向分液漏斗中加足量水,过一会,水不再下滴,说明装置①的气密性良好 ‎(4)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2‎ ‎(5)铁粉 ‎(6)Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O　酸性高锰酸钾溶液 ‎[解析] (1)装置②中a仪器是添加溶液的仪器,名称为长颈漏斗。(2)题干信息要求A装置用于制取二氧化碳气体,并要求气流稳定,流速可控,装置③可以随时进行随时停止,关闭导气管活塞,气体压强增大会把液体压入长颈漏斗,固体与溶液分离反应停止,打开导气管上的活塞,装置内压强减小,液体回落遇到固体发生反应又生成气体,最好选择③作为A装置。(3)对装置①进行气密性检查的方法是装置密闭,需要用止水夹夹紧橡胶管,向分液漏斗中加足量水,过一会儿,水不再下滴,说明装置①的气密性良好。(4)B中是二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2‎ ‎。(5)若将硬质玻璃管中的固体粉末用盐酸溶解,发生反应的离子方程式为Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,应得到氯化铁和氯化亚铁混合溶液,取少许溶液于试管中,加入淀粉碘化钾溶液,没有蓝色出现,碘离子不能被氧化为碘单质,说明溶液中无氯化铁,溶液为氯化亚铁溶液,说明固体中有剩余铁粉,铁还原氯化铁为氯化亚铁,推测固体粉末中除Fe3O4外,一定有铁粉。(6)Fe3O4溶于足量稀硫酸反应生成硫酸铁和硫酸亚铁,反应的离子方程式为Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O,要检验所得溶液中的Fe2+,可以用小试管取少量高锰酸钾溶液,滴入几滴题述溶液,若紫色变浅,说明有Fe2+存在(或用小试管取少量溶液后,向其中逐滴加入K3[Fe(CN)6]溶液,若出现蓝色沉淀,说明有Fe2+)。‎ ‎5．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，实验如下：‎ 实验步骤 实验现象 ‎①用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部 试纸变为红色 ‎②取少量该溶液，加入Cu片和浓硫酸，加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色 ‎③取少量该溶液，加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成 ‎④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸 ‎⑤取少量该溶液，加入NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解 由此判断：‎ ‎(1)溶液中一定存在的离子是__________；溶液中肯定不存在的离子是______________。‎ ‎(2)写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎【解析】本题要求为无色透明溶液，则Fe2＋不能大量存在。‎ 步骤①pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO不能大量存在；‎ 步骤②说明有NO，在酸性条件下NO有强氧化性，因此还原性的离子I－就不能大量存在；‎ 步骤③说明有SO，Ba2＋就不能大量存在；‎ 步骤④不能说明有Cl－，因为步骤③中引入了Cl－；‎ 步骤⑤说明有Mg2＋和Al3＋。‎ 答案：(1)NO、SO、Mg2＋、Al3＋　Fe2＋、HCO、I－、Ba2＋‎ ‎(2)3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ‎(3)K＋的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在 ‎6.实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置如图所示，相关物质的物理性质见下表)。‎ 相对分子质量 密度/(g·cm－3)‎ 沸点/℃‎ 溴 ‎160‎ ‎3.119‎ ‎58.8‎ 苯甲醛 ‎106‎ ‎1.04‎ ‎179‎ ‎1,2二氯乙烷 ‎99‎ ‎1.235 1‎ ‎83.5‎ 间溴苯甲醛 ‎185‎ ‎1.587‎ ‎229‎ 其实验步骤为 步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2二氯乙烷和苯甲醛(5.3 g)充分混合后，升温至60 ℃，缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。‎ 步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10% NaHCO3溶液洗涤。‎ 步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水硫酸钙固体，放置一段时间后过滤。‎ 步骤4：为了防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化，把步骤3处理得到的间溴苯甲醛加入少量锌粉，同时采用某种技术，收集相应馏分，其中收集到间溴苯甲醛为3.7 g 。‎ ‎(1)实验装置中采用的加热方式为________，冷凝管的作用为________，锥形瓶中的试剂应为________。‎ ‎(2)步骤1所加入的无水AlCl3的作用为________。‎ ‎(3)步骤2中用10% NaHCO3溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的__________________(填化学式)。‎ ‎(4)步骤3中加入的无水硫酸钙固体的目的是__________________________________。‎ ‎(5)步骤4中，某种技术为__________________________________________________。‎ ‎(6)本实验所得到的间溴苯甲醛产率是_______________________________________。‎ ‎【解析】(1)由于温度低于100 ℃，因此为便于控制温度，应该采用水浴加热；因溴易挥发，为使溴充分反应，应进行冷凝回流，以增大产率，因此冷凝管的作用为导气、冷凝回流；反应发生取代反应，生成间溴苯甲醛的同时生成HBr，用NaOH溶液吸收，防止污染空气；(2)将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2二氯乙烷和苯甲醛充分混合，三种物质中无水AlCl3为催化剂，1,2二氯乙烷为溶剂，苯甲醛为反应物；(3)将反应混合物含有溴，缓慢加入一定量的稀盐酸中，加入碳酸氢钠，可与Br2、HCl反应，因此是为了除去溶于有机相的Br2‎ ‎、HCl(盐酸)；(4)经洗涤的有机相含有水，加入适量无水硫酸钙固体，可起到除去有机相中水的作用；(5)减压蒸馏，可降低沸点，避免温度过高，导致间溴苯甲醛被氧化，因此该技术是减压蒸馏；(6)5.3 g苯甲醛理论上可生成产品的质量是×185 g＝9.25 g，所以产率是×100%＝40.0%。‎ ‎[答案]　(1)水浴加热　导气、冷凝回流　NaOH溶液 ‎(2)催化剂　(3)Br2、HCl ‎(4)除去有机相的水(或干燥或除水)‎ ‎(5)减压蒸馏　(6)40.0%‎ ‎7.氯苯是重要的有机化工产品，是染料、医药、有机合成的中间体，工业上常用“间歇法”制取。反应原理、实验装置图(加热装置都已略去)如下：‎ 已知：氯苯为无色液体，沸点132.2 ℃。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)A反应器是利用实验室法制取氯气，中空玻璃管B的作用是__________________________。冷凝管中冷水应从________(填“a”或“b”)处通入。‎ ‎(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中(内有相当于苯量1%的铁屑作催化剂)，加热维持反应温度在40～60 ℃为宜，温度过高会生成二氯苯。‎ ‎①对C加热的方法是________(填字母)。‎ a．酒精灯加热　　b．油浴加热　　　c．水浴加热 ‎②D出口的气体成分有HCl、________和________。‎ ‎(3)C反应器反应完成后，工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥，才能蒸馏。碱洗之前要水洗的目的是洗去部分无机物，同时减少碱的用量，节约成本。写出用10%氢氧化钠碱洗时可能发生的化学反应方程式：____________________；________________(写两个即可)。‎ ‎(4)上述装置图中A、C反应器之间，需要增添一个U形管，其内置物质是____________。‎ ‎(5)工业生产中苯的流失情况如下：‎ 项目 二氯苯 尾气 不确定苯耗 流失总量 苯流失量(kg·t－1)‎ ‎13‎ ‎24.9‎ ‎51.3‎ ‎89.2‎ 则1 t苯可制得成品为________t(只要求列式)。‎ ‎【解析】(1)玻璃管B伸入液面下，装置内压强过大时，可以用于平衡气压；采取逆流原理通入冷凝水，使冷凝管充满冷凝水，充分冷却，即冷凝水由a口流入，由b口流出。(2)①反应器C加热控制反应温度在40～60 ℃，应利用水浴加热。②由于苯易挥发，反应产生的HCl，且有未反应的氯气，D出口气体中含有HCl、苯蒸气、氯气。(3)催化剂氯化铁与NaOH反应，生成的HCl会与NaOH反应，溶解的氯气也会与NaOH反应，反应方程式分别为HCl＋NaOH===NaCl＋H2O、FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl、Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。(4)A、C反应器之间需要增添U形管，干燥生成的氯气，可以用五氧化二磷或氯化钙等。(5)苯的总流失量为89.2 kg·t－1，故1 t苯中参加反应的苯的质量为(1 t－0.089 2 t)，由苯与氯苯质量之比为78∶112.5，可知生成氯苯质量为 t。‎ 答案：(1)平衡气压　a　(2)①c　②Cl2　苯蒸气 ‎(3)HCl＋NaOH===NaCl＋H2O FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O ‎(4)五氧化二磷(或氯化钙)‎ ‎(5) ‎8.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↑‎ ‎9．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 密度 ‎(20 ℃)‎ 熔点 ‎(℃)‎ 沸点 ‎(℃)‎ 溶解度 S(g/100 g溶剂)‎ 质量 ‎(g·cm－3)‎ 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