2020届高考化学综合实验探究练习试题及答案

2020 届高考化学综合实验探究练习试题及答案 1、二氯化钴晶体因含结晶水的数量不同而呈现不同的颜色，据此可以判断硅胶 (含 CoCl2)的干燥能力。AgNO3 标准溶液常用作溶液中 Cl－的滴定剂。 水合物 CoCl2·6H2O CoCl2·2H2O CoCl2·H2O CoCl2 颜色 粉红 紫红 蓝紫 蓝色 实验一　配制 AgNO3 溶液 某学生实验需要 800 mL 0.1 mol·L－1AgNO3 溶液，配制该溶液的步骤：准确称取 m g AgNO3 固体溶于硝酸溶液中，转入容量瓶中，加入蒸馏水并定容。 (1)m＝______。 (2)硝酸溶液的作用是____________。 (3)实验室保存硝酸银溶液的方法是______________。 实验二　测定 CoCl2·xH2O 组成 (4)滴定法。已知：常温下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.2×10－12， Ag2CrO4 呈砖红色。准确称取 2.02 g CoCl2·xH2O 样品溶于蒸馏水中配制成 250 mL 溶液，取 25.00 mL 配制的溶液于锥形瓶中，滴加几滴 K2CrO4 溶液做指示剂， 用 0.1 mol·L－1AgNO3 标准溶液滴定至终点，消耗 20.00 mL 滴定液。 ①x＝______。 ②若加入 K2CrO4 溶液过多，测得的 x________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 ③该晶体颜色可能是______(填字母)。 A．蓝色　 B．蓝紫色　　 C．紫红色　　 D．红色 (5)重量法：取 a g CoCl2·xH2O 样品按如图装置进行实验，当样品全部失去结晶 水后，停止反应。 测得反应前后装置 C、D 的质量如下： 装置 C 装置 D实验前/g m1 m3 实验后/g m2 m4 ①试剂 R 可能是______(填标号)。 a．无水硫酸铜　 b．五氧化二磷　　c．无水氯化钙 ②x＝________(填标号)。 a. 65（m1－m2） 9（m2－m1＋a）　　　b. 65（m3－m4） 9（m4－m3＋a） 解析：(1)实验室没有 800 mL 容量瓶，应选择 1 000 mL 容量瓶，m(AgNO3)＝1 L× 0.1 mol·L－1×170 g·mol－1＝17.0 g。(2)硝酸银是强酸弱碱盐，应溶解在硝酸中， 以抑制 Ag＋水解。(3)硝酸银溶液见光易分解，故应密闭保存于棕色试剂瓶中并放 在阴凉处。(4)①n(Cl－)＝n(Ag＋)＝0.002 mol，n(CoCl2·xH2O)＝0.001 mol， M(CoCl2·xH2O)＝ 2.02 g × 25.00 mL 250 mL 0.001 mol ＝202 g·mol－1，x＝4。②由溶度积知，氯 化银先沉淀，铬酸银后沉淀，如果加入铬酸钾过多，c(CrO2－4 )较大，在 c(Ag＋)较 小时即产生铬酸银沉淀，提前到达滴定终点，消耗硝酸银溶液体积偏小，测得相 对分子质量偏大，使 x 偏大。③根据表格中物质颜色，CoCl2·4H2O 可能呈红色。 (5)①装置 D 的作用是避免装置 E 中水蒸气挥发到装置 C 中且吸收装置 C 中产生 的水，因此试剂 R 可选用五氧化二磷或无水氯化钙，无水硫酸铜吸水效率差，常 用于检验水。②装置 E 用于吸收尾气中氯化氢，盛装的液体可能是水、氢氧化钠 溶液等，水蒸气易挥发到装置 D 中，计算时应选择装置 C 中测得的数据。m(H2O) ＝(m1－m2) g，m(CoCl2)＝(m2－m1＋a) g，130 18x＝m2－m1＋a m1－m2 ，解得 x＝ 65（m1－m2） 9（m2－m1＋a）。 答案：(1)17.0　(2)抑制 AgNO3 水解　(3)密闭保存于棕色试剂瓶中，并存放于阴 凉处　(4)①4　②偏大　③D (5)①bc　②a 2、(2019·绵阳高中第一次诊断性考试) 草酸亚铁晶体(FeC2O4·xH2O)为淡黄色粉末，是生产锂电池的原料。某化学兴趣 小组对草酸亚铁晶体的一些性质进行探究。回答下列问题： (1)实验室用 0.5 mol·L－1FeSO4 溶液与 0.5 mol·L－1(NH4)2C2O4 溶液制备草酸亚铁 晶体。要配制 500 mL 0.5 mol·L－1 的 FeSO4 溶液，需称取 FeSO4·7H2O(M＝278 g·mol－1)样品________g，必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有__________。 (2)为探究草酸亚铁的热分解产物，按下图所示装置进行实验。 ①实验中观察到装置 B、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置 E 中固体变为红色，由 此判断热分解产物中一定含有________。 ②停止实验时要先熄灭两处酒精灯，再继续通 N2 至玻璃管冷却至室温，目的是 ______________________________________________________________________ __。 ③若装置 A 中 5.76 g 样品完全分解后残余 2.88 g 黑色固体，装置 E 的硬质玻璃管 中固体质量减轻 0.64 g。则草酸亚铁受热分解的化学方程式为 _____________________________。 解析：(1)配制 500 mL 0.5 mol·L－1 的 FeSO4 溶液，需称取 FeSO4·7H2O 的质量为 0.5 L×0.5 mol·L－1×278 g·mol－1＝69.5 g；必须使用的玻璃仪器还有 500 mL 容 量瓶、胶头滴管。(2)①根据装置 B 中澄清石灰水变浑浊可知，草酸亚铁分解产物 中有 CO2，根据装置 E 中固体变为红色，装置 F 中澄清石灰水变浑浊可知，草酸 亚铁分解产物中有 CO。②停止实验时要先熄灭两处酒精灯，再继续通 N2 至玻璃 管冷却至室温，目的是防止倒吸。③5.76 g 样品中 n(FeC2O4)＝ 5.76 g 144 g·mol－1 ＝0.04 mol，根据装置 E 中发生反应：CuO＋CO===== △ Cu＋CO2，Δm(固)＝16 g·mol－1 可知，草酸亚铁样品分解生成的 CO 的物质的量 n(CO)＝ 0.64 g 16 g·mol－1 ＝0.04 mol， 残余 2.88 g 黑色固体中 n(Fe)＝0.04 mol，n(O)＝(2.88－56×0.04) g÷16 g·mol－1＝ 0.04 mol，该黑色固体中 n(Fe)∶n(O)＝1∶1，则黑色固体为 FeO，草酸亚铁分解 产生的 CO2 的质量 m(CO2)＝(5.76－2.88－0.04×28) g＝1.76 g，n(CO2)＝ 1.76 g 44 g·mol－1 ＝0.04 mol，故草酸亚铁受热分解的化学方程式为 FeC2O4 ===== △ FeO＋ CO↑＋CO2↑。 答案：(1)69.5　500 mL 容量瓶、胶头滴管(2)①CO2 和 CO　②防止倒吸　③FeC2O4 ===== △ FeO＋CO↑＋CO2↑ 3、(2019·山东九校联考) MMA(甲基丙烯酸甲酯，简称甲甲酯)是合成 PMMA(有机玻璃)的单体，某小组拟 在实验室制备甲甲酯。已知几种物质的部分信息如表所示： 实验步骤： ①量取 86.0 mL 甲基丙烯酸倒入烧杯中，在不断搅拌下加入 5 mL 浓硫酸，冷却至 室温； ②取 50.0 mL 甲醇注入步骤①所得的混合溶液中，并不断搅拌至混合均匀； ③将步骤②所得的混合溶液注入如图装置中，加入几块碎瓷片，控制温度为 105℃ 左右，持续加热，充分反应； ④纯化产品，称得产品质量为 70.4 g。 回答下列问题：(1)仪器 a 的名称是________。 (2)从油水分离器中及时分离出________(填“上”或“下”)层水，其目的是 ______________________________。如果反应温度控制不好，可能有副产物 ________(填一种)等产生。 (3)写出制备 MMA 的化学方程式 ____________________________________________________。 (4)如果油水分离器中油层不再增厚，则表明____________。 (5)纯化产品的流程如下： ①用“饱和碳酸钠溶液洗涤”的目的是____________； ②完成操作 C 需要下列装置中的________(填字母)。 (6)本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率约为________(填字母)。 a．56%　　b．61%　　c．70.%　　d．72% [解析]　(1)仪器 a 的名称是球形冷凝管。(2)利用油水分离器能及时从酯化反应的 平衡体系中分离出水，促使酯化反应的平衡向右移动，提高原料利用率(或产率)。 反应温度控制不好，甲醇可能会生成二甲醚、CO2 等副产物。(3)甲基丙烯酸和甲 醇发生酯化反应，酯化反应是可逆反应。(4)观察油水分离器中油层厚度，如果油 层厚度不再增加，表明反应达到平衡。(5)①第一次水洗除去产品中大量可溶于水 的杂质，用饱和碳酸钠溶液洗涤，除去少量酸性杂质；第二次水洗，除去碳酸钠 杂质；用无水硫酸镁吸水后蒸馏得到产品。②操作 C 是分离两种互不相溶的液体， 应采用分液操作。在题给四种装置中，a 为过滤装置，b 为蒸发装置，c 为蒸馏装 置，d 为分液装置。(6)分析起始加入反应物的量知，甲醇过量，计算产品的理论产量时按甲基丙烯酸的量计算，产品理论质量 m＝86.0 mL×1.01 g·cm－3×100 86 ＝ 101 g。甲基丙烯酸甲酯的产率为70.4 g 101 g ×100%≈70%。 [答案]　(1)球形冷凝管　 (2)下　促使酯化反应的平衡向右移动，提高原料利用率(其他合理答案均可)　 CH3OCH3 或 CO2 (3)CH2===C(CH3)COOH＋CH3OH 浓硫酸 △ CH2===C(CH3)COOCH3＋H2O (4)酯化反应达到平衡 (5)①除去产品中残留的酸性杂质　②d　(6)c 4、(物质性质探究型综合实验) 某化学实验小组为了探究氨的氧化性和还原性设计了如下实验方案。 实验一：探究氨的还原性，实验装置如图 1 所示。 已知：(ⅰ)Mg(OH)2 可代替消石灰与氯化铵在加热条件下反应，生成氨和碱式氯 化镁[Mg(OH)Cl]； (ⅱ)Cu2O 粉末呈红色，在酸性溶液中不稳定：Cu2O＋H2SO4(稀)===Cu＋CuSO4＋ H2O。 (1)装置 A 中发生反应的化学方程式为_______________________________，装置 D 的作用是______________________________。 (2)反应结束后装置 C 中的氧化铜完全转化为红色固体，为了探究红色固体的成分， 进行了如下实验探究： 实验操作 实验现象 实验结论 若无现象 ①红色固体为______取 10.4 g 红色固体于烧杯 中，加入足量稀硫酸，充分 搅拌，静置 若溶液变蓝 ②红色固体中肯定含有 ______，可能含有______ 取上述反应后的混合物过 — ③红色固体的成分及其物滤、洗涤、干燥、称重，得 固体 6.4 g 质的量为 _______________________ _______________________ _______________________ ___ _______________________ _______________________ _______________________ ___ 实验二：探究氨的氧化性，实验装置如图 2 所示。 已知：(ⅲ)铝可以与氨反应：2Al＋2NH3 =====△ 2AlN＋3H2； (ⅳ)氮化铝性质稳定，基本不与水、酸反应，在加热时溶于浓碱可产生氨。 按图 2 所示连接好装置，检查装置气密性；在蒸馏烧瓶中加入生石灰，分液漏斗 中加入浓氨水，装置 G 中盛装碱石灰，装置 H 中加入铝粉，打开装置 F 处分液漏 斗活塞，待装置中空气排尽后再点燃装置 H 处酒精灯。 (3)用平衡移动原理解释装置 F 中产生氨的原因： ______________________________。 (4)装置 H 处反应进行完全的实验现象为_______________________。 (5)为了得到纯净的氮化铝，可将装置 H 中固体冷却后转移至烧杯中，加入______ 溶解、______(填操作名称)、洗涤、干燥即可。 (6)写出氮化铝与浓氢氧化钠溶液共热反应的离子方程式：________________。 解析：(1)由信息(ⅰ)可知装置 A 中反应的化学方程式为 Mg(OH)2＋NH4Cl =====△ Mg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O；装置 E 中的稀硫酸如果倒吸进入装置 C 中会引起实验 安全问题，所以装置 D 做安全瓶，防止倒吸。(2)①常温下 Cu 不与稀硫酸反应； ②溶液变蓝，有 CuSO4 生成，则红色固体中肯定含有 Cu2O，不能确定是否含有 单质 Cu；③所得固体为单质 Cu，物质的量为 0.1 mol，设 10.4 g 红色固体中含 x mol Cu, y mol Cu2O，因为 Cu2O＋H2SO4(稀)===Cu＋CuSO4＋H2O，则有 x＋y＝0.1， 64x＋144y＝10.4，联立得 x＝y＝0.05，则 Cu2O 与 Cu 的物质的量均为 0.05 mol。 (3)浓氨水中氨溶解度随温度升高而减小，且氨水中还存在溶解平衡和电离平衡， NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONH＋4 ＋OH－，所以可以从溶解度及平衡 移动等角度分析生石灰与浓氨水作用产生氨的原因。(4)对于反应 2Al＋2NH3 =====△ 2AlN＋3H2，由于氨极易溶于水，而氢气难溶于水，会产生气泡，所以反 应进行完全时装置 J 中将不再产生气泡。(5)装置 H 中所得的固体中含有氮化铝和 没有反应完全的铝，氮化铝不溶于酸，所以可以选用稀盐酸或稀硫酸等除去其中 的铝，然后过滤、洗涤、干燥。(6)根据题中信息并结合铝在强碱溶液中以偏铝酸 根离子的形式存在，可以写出反应的离子方程式。 答案：(1)Mg(OH)2＋NH4Cl =====△ Mg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O 　做安全瓶 (2)①铜　②氧化亚铜　铜　③0.05 mol Cu、0.05 mol Cu2O (3)生石灰与水反应放热，降低了氨的溶解度，使一水合氨分解，生石灰与水反应 将溶剂消耗，使平衡 NH3＋H2ONH3·H2O 向左移动，有利于氨逸出 (4)装置 J 中几乎没有气泡冒出 (5)稀盐酸(或稀硫酸等其他合理答案)　过滤 (6)AlN＋OH－＋H2O =====△ AlO－2 ＋NH3↑ 5、苯中可能混有少量的苯酚，下列实验能证明苯中是否混有少量苯酚的是（ ） ①取样品，加入少量高锰酸钾酸性溶液，振荡，看酸性高锰酸钾溶液是否褪色， 褪色则有苯酚，不褪色则无苯酚。 ②取样品，加入氢氧化钠溶液，振荡，观察样品是否减少。 ③取样品，加入过量的浓溴水，观察是否生成白色沉淀，若产生白色沉淀则有苯 酚，没有白色沉淀则无苯酚。 ④取样品，滴加少量的 FeCl3 溶液，观察溶液是否显紫色，若显紫色则有苯酚， 若不显紫色则无苯酚。A. ③④ B.①③④ C.①④ D.全部 【参考答案】①苯酚能使锰酸钾褪色，但是苯不能，所以取样品，加入少量高锰 酸钾酸性溶液，振荡，看酸性高锰酸钾溶液是否褪色，褪色则有苯酚，不褪色则 无苯酚，故正确； ②不管苯中是否有苯酚，加入 NaOH 溶液都会产生分层，因此无法鉴别，故错误； ③产生的三溴苯酚能溶于苯， 因此不能鉴别，故错误； ④苯酚遇到氯化铁显示紫色，但是苯不能，取样品，滴加少量的 FeCl3 溶液，观 察溶液是否显紫色，若显紫色则有苯酚，若不显紫色则无苯酚，故正确。 所以①④正确。 故选 C。