2020届高考化学二轮复习专题二十六物质性质与制备探究性实验（含解析）.docx

专题二十六 物质性质与制备探究性实验1、某校同学在实验室中对一氧化碳与硫酸钙反应进行了探究,回答下列问题:1.甲组同学利用CaSO42H2O在400500脱水制取无水CaSO4实验中需用到的加热装置中的硅酸盐质的仪器除玻璃捧外,还用到_2.乙组同学利用H2C2O42H2O在浓硫酸作用下脱水生成CO、CO2并制备纯净的CO气体,实验装置如下:B、C中盛放的试剂依次为_、_3.丙组问学利用甲组制得的无水CaSO4和乙组制得的CO并利用下列装置验证反应并检验气态产物中有SO2和CO2产生上述装置(部分装置可重复使用)的连接顺序为C_若E中溶液褪色,则发生反应的离子方程式为_能证明存CO2生成的实验依据是_若G中产物为CaO,则G中发生反应的化学方程式为_4.丁组的同学取丙组实验后G装置中的固体产物加入试管中,然后加入足量稀盐酸,固体完全溶解且产生少量气体,通入CuSO4溶液有黑色沉淀可验证CO与CaSO4在高温下还发生了一个副反应,该反应为_(用化学方程式表示)2、重铬酸钠在制革工业、印刷工业、电镀工业等有重要用途,制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的方案1的流程图如下图,铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质。除此外工厂还有相关改进工艺,制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的方案2如图,采用电化学原理如图所示的装置(电极为NaOH石墨),通过电解提高阳极区溶液的酸性,实现Na2CrO4转浓溶液化为Na2Cr2O7。1.在方案2中请指明哪端是阴极?_(填“左”或“右”),写出阳极的电极方程式_。2.方案1中煅烧前应将铬铁矿充分粉碎,其目的是_。灼烧是中学化学中常用的操作方法,如在实验室中将铬铁矿和碳酸钠固体混合物灼烧,下列各实验仪器中不需要的是_(填序号)。a.陶瓷坩埚 b.铁c.三脚架d.泥三角转窑中发生的主要反应除了下面的两个反应外,还有其他反应。Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2;_FeOCr2O3+ _Na2CO3+ _O2 _Na2CrO4+_Fe2O3+_。请配平反应的化学方程式。请写出其他主要反应方程式:_、_。3.固体Y的化学式为_、_。4.向母液中加入浓硫酸,把铬酸钠转化为重铬酸钠,经两次蒸发,主要是除去_(填化学式),冷却至30-40 得到产品晶体。洗涤该晶体的容剂最好是_(填序号)。a.蒸馏水b无水乙醇c.75%乙醇溶液5.为了测定实验制得的产品中Na2Cr2O7的含量,称取样品0.140g置于锥形瓶中,加50mL水;再加入2g KI(过量)及稍过量的稀硫酸溶液,摇匀,暗处放置10min;然后加入150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%淀粉溶液;用0.100 0mol/L.Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液30.00 mL。(假定杂质不参加反应,已知:+6I- +14H+=2Cr3+ +3I2+7H2O,I2+2=2I-+终点实验现象是_。该产品中Na2Cr2O7的纯度为_。(以质量分数表示)若滴定管在滴定前俯视读数,滴定结束后视读数,测得样品的纯度将_(填“偏高或“偏低”或“无影响)3、实验室中制备对氯苯甲酸的反应以及装置如下图所示:常温下,物质的有关数据和性质如表所示:熔点/沸点/密度/g cm-3颜色水溶性对氯甲苯7.51621.07无色难溶对氯苯甲酸2432751.54白色微溶对氯苯甲酸钾具有盐的通性，属于可溶性盐实验步骤:在规格为250mL的仪器A中加入一定量的催化剂、适量KMnO4,100mL水;安装好装置,在滴液漏斗中加入6.00 mL对氯甲苯,在温度为93 左右时,逐滴滴入对氯甲苯;控制温度在93 左右,反应2 h,过滤,将滤渣用热水洗涤,使洗涤液与滤液合并,加入稀硫酸酸化,加热浓缩,冷却,然后过滤,将滤渣用冷水进行洗涤,干燥后称量其质量。请回答下列问题:1.仪器A的名称为_。2.仪器B是冷凝管,实验过程中,冷却水从a口进入,如此操作的目的是_。3.实验过程中两次过滤、洗涤操作,第一次过滤的滤渣成分为_(填化学式),洗涤该滤渣用热水,目的是_,第二次过滤后,洗涤滤渣用冷水,目的是_。4.过滤、洗涤操作中能用到的仪器是_(填选项字母)。a.烧杯 b.分液漏斗 c.锥形瓶d.玻璃棒5.第一次过滤后的滤液中加入硫酸,出现的现象是_。6.如图是温度对对氯苯甲酸产率的影响关系,最后干燥、称量得到的对氯苯甲酸的质量为_(保留小数点后两位)。4、叠氮化钠()是一种白色剧毒晶体，是汽车安全气囊的主要成分。易溶于水，微溶于乙醇，水溶液呈弱碱性，能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(tBuNO2，以tBu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。1.制备亚硝酸叔丁酯取一定溶液与50%硫酸混合，发生反应。可利用亚硝酸与叔丁醇(tBuOH)在40 左右制备亚硝酸叔丁酯，试写出该反应的化学方程式：_。2.制备叠氮化钠()按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应，反应方程式为：装置a的名称是_；该反应需控制温度在65，采用的实验措施是_；反应后溶液在0下冷却至有大量晶体析出后过滤，所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是_。3.产率计算称取2.0g叠氮化钠试样，配成100mL溶液，并量取10.00mL溶液于锥形瓶中。用滴定管加入0.10molL1六硝酸铈铵(NH4)2Ce(NO3)6溶液40.00mL发生的反应为(假设杂质均不参与反应)。充分反应后将溶液稀释并酸化，滴入2滴邻菲罗啉指示液，并用0.10molL1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2为标准液，滴定过量的，终点时消耗标准溶液20.00mL(滴定原理：)。计算可知叠氮化钠的质量分数为_(保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确，滴定到终点后，下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是_(填字母代号)。A锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗B滴加六硝酸铈铵溶液时，滴加前仰视读数，滴加后俯视读数C滴加硫酸亚铁铵标准溶液时，开始时尖嘴处无气泡，结束时出现气泡D滴定过程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内4.叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，试写出反应的离子方程式：_。5、硫代硫酸钠可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：Na2SO3+S = Na2S2O3。常温下溶液中析出晶体为Na2S2O35H2O。Na2S2O35H2O于4045 熔化，48 分解；Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如下图所示。现按如下方法制备Na2S2O35H2O：将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150 mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按如下图所示安装好装置。1.仪器2的名称为_，装置6中可放入_。ABaCl2溶液B浓H2SO4C酸性KMnO4溶液DNaOH溶液2.打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S2H2S+SO2=3S+2H2ONa2SO3+SNa2S2O3随着SO2气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通SO2气体，反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热。溶液pH要控制不小于7的理由是：_（用文字和相关离子方程式表示）。分离Na2S2O35H2O并测定含量：3.为减少产品的损失，操作为_，操作是过滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用_（填试剂）作洗涤剂。4.蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高_。5.制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O35H2O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应）。称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40 mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定，当溶液中,全部被氧化时，消耗KMnO4溶液体积20.00 mL。(5+8+14H+ 8Mn2+10+7H2O)试回答：滴定终点时的颜色变化：_。产品中Na2S2O35H2O的质量分数为_。6、某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一 制取氯酸钾和氯水利用如图所示的实验装置进行实验(部分夹持仪器省略)。(1)制取实验结束后,取出中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有_。(2)若对调B和C装置的位置,_(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究(3)在不同条件下可将KI氧化为或。该小组设计了系列a实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列实验的记录表如下(实验在室温下进行):试管编号12340.20 KI/mL1.01.01.01.00.100.100.100.106.0 03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象系列a实验的实验目的是_。设计1号试管实验的作用是_。若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为_。实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量(4)该小组设计的实验方案为:使用如图装置,加热15.0mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积,此方案不可行的主要原因是_。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):_。资料:.次氯酸会破坏酸碱指示剂;.次氯酸或氯气可被、和等物质还原成。7、某小组在验证反应“”的实验中检测到发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色间体,溶液呈黄色。(1)检验产物取出少量黑色固体,洗涤后,_(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。取上层清液,滴加溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_。(2)针对溶液呈黄色,甲认为溶液中有,乙认为铁粉过量时不可能有,乙依据的原理是_(用离子方程式表示),针对两种观点继续实验:取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象i3产生大量白色沉淀;溶液呈红色ii30产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深iii120产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅(资料:与生成白色沉淀AgSCN)对产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生;假设b:空气中存在,由于_(用离子方程式表示),可产生;假设c:酸性溶液中的;具有氧化性,可产生;假设d:根据_现象,判断溶液中存在,可产生。下述实验I可证实假设a、b、c不是产生的主要原因,实验II可证实假设d成立实验I:向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色实验II:装置如下图。其中甲溶液是_,操作及现象是_。(3)根据实验现象,结合方程式推测实验iiii中浓度变化的原因:_。 答案以及解析1答案及解析：答案：1.坩埚和泥三角; 2.NaOH溶液; 浓硫酸; 3.GDEDFH5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2+5SO42-+4H+连接在E后面的D中品红溶液不褪色,F中的澄清石高温灰水变浑浊CaSO4+COCaO+SO2+CO24.CaSO4+4COCaS+4CO2解析：1.甲组同学利用CaSO42H2O在400500脱水制取无水CaSO4所用到的坩埚、泥三角都属于硅酸盐质的仪器2.H2C2O42H2O在浓硫酸作用下脱水生成CO、CO2,要制得纯净的CO气体,必须先除去CO2和水,由实验装置知B除去CO2,C除去水,所以B中加NaOH溶液,C中加浓硫酸3.无水CaSO4和CO反应会产生SO2和CO2检验SO2和CO2的顺序为检验SO2除去SO2验证SO2是否除净检验CO2装置的连接顺序为:CGDEDFH4.由题意可知产生的少量气体时H2S,则固体物质中含有硫化物,故CO与CaSO4在高温下发生的副反应为CaSO4+4COCaS+4CO2 2答案及解析：答案：1.左；2H2O-4e-=O2+4H+，2+2H+=+H2O2.增大表面积，提高反应速率，使反应更充分；a；4、8、7、8、2、8CO2;Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+CO23.A1（OH）3;H2SiO3;4.Na2SO4;5.当滴入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原93.57%；偏高解析：1.由图可知，与电源负极相连的左端为电解池的阴极，电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，右端为阳极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,2+2H+=+H2O；2.方案1中将铬铁矿充分粉碎，可以增大固体的表面积，增大表面积，提高反应速率，使反应更充分；如在实验室中将铬铁矿和碳酸钠固体混合物灼烧，因陶瓷中二氧化硅与碳酸钠固体高温反应，所以实验仪器为铁坩埚、三脚架、泥三角，不需要陶瓷增场；反应中，FeOCr2O3中铬元素被氧气氧化生成Na2CrO4，配平的化学方程式为4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2；反应中二氧化硅杂质也与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，反高温应的化学方程式为Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+CO2；3.向含有溶于水的Na2CrO4、NaAlO2，Na2SiO3的滤液中通入反应生成的二氧化碳气体调节溶液pH，NaAlO2、Na2SiO3与二氧化碳溶液生成硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀，过滤得到含有Na2CrO4的母液和含有硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀的滤渣Y；4.向母液中加入浓硫酸，Na2Cr2O7与浓硫酸反应生成重铬酸钠和硫酸钠，将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶除去硫酸钠得到Na2Cr2O7晶体；为除去晶体表面的可溶性杂质，洗涤该晶体的溶剂最好是75%乙醇溶液；5.向Na2Cr2O7溶液中加入过量KI溶液发生如下氧化还原反应，反应的离子方程式为+6I-+14H+=2Cr3+3I2+7H2O，向反应后的溶液中加入淀粉溶液，溶液变为蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液，发生反应I2+2=2I-+，溶液蓝色褪去，所以终点实验现象为当滴入最后一滴标准液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不复原；有反应方程式可得如下关系：-3I2-6，反应消耗n（）为0.100 0 mol/L 0.030 0L=0.003 mol，则n（）为0.003 mol/6=0.000 5 mol，则Na2Cr2O7的纯度为（0.000 5 mol262 g/mol）/0.140 g 100%93.57%；若滴定管在滴定前俯视读数，滴定结束后仰视读数，消耗Na2S2O3标准溶液体积偏大，则所测结果偏高。 3答案及解析：答案：1.三颈烧瓶；2.使水充满冷凝管，从而使挥发出的气体得到充分冷却、回流；3.MnO4；减少对氯苯甲酸钾的损失；降低对氯苯甲酸中杂质的含量，减少对氯苯甲酸的溶解损失；4.ad；5.出现白色沉淀；6.6.59g解析：1.由仪器A的结构特点为三口圆底，可知其名称为三颈烧瓶。2.从冷凝管的下口进水，可使水慢慢充满冷凝管，从而使装置A中挥发出的气体得到充分冷却、回流，减少反应物及生成物的挥发损失。3.由题给反应可知，高锰酸钾被还原为MnO2，故第一次过滤的滤渣为MnO2；滤渣附着有对氯苯甲酸钾。由表格中的信息知，酸钾的溶解度随着温度的升高而增大，故用可减少其损失；第二次过滤的滤渣为对氯苯我们的实验目标产物，使用冷水洗涤的目的对氯苯甲酸中的杂质，同时还可以减少对氯溶解损耗。4.过滤和洗涤操作中均需要使玻璃棒，不需要使用分液漏斗和锥形瓶。5.表格中的信息，可知对氯苯甲酸微溶于水，中加入硫酸后，会出现白色沉淀。6.根据转化关系：对氯甲苯 对氯苯甲酸126.5 156.56.00 mL1.07 g/cm3 x/0.83x=6.59 g 4答案及解析：答案：1. 2.恒压滴液漏斗(滴液漏斗)水浴加热降低叠氮化钠的溶解度，防止产物损失3.65%;AC4. 解析：1.根据元素组成以及酯化反应特点，有水分子生成，无机酸与醇的酯化反应应生成亚硝酸酯与水。2.加热温度低于100，所以用水浴加热。叠氮化钠易溶于水，微溶于乙醇，低温下溶解度降低，用乙醇洗涤溶质损失更少。3.总计为0.10molL10.04L0.004mol，分别与和反应。其中与按11反应消耗0.10molL10.02L0.002mol，则与N按11反应也为0.002mol，即10mL所取溶液中有0.002mol。原2.0g叠氮化钠试样，配成100mL溶液中有0.02mol即1.3g NaN3，所以样品质量分数为65%。误差分析：A选项，使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶，使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大；B选项，六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00mL，滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大，计算叠氮化钠溶液浓度偏小；C选项，滴定前无气泡，终点时出现气泡，则读数体积为实际溶液体积减气泡体积，硫酸亚铁铵标准液读数体积减小，叠氮化钠溶液浓度偏大；D选项，无影响。 5答案及解析：答案：1.蒸馏烧瓶；CD2.Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在。+2H+=S+SO2+H2O3.趁热过滤；乙醇；4.温度过高会导致析出的晶体分解5.溶液恰好由无色变为浅红色，半分钟内不褪色；96.9%解析：1.根据图示装置可知，仪器2的名称为蒸馏烧瓶6是尾气吸收装置，主要吸收SO2污染性气体，选项中酸性KMnO4溶液具有氧化性，能氧化SO2生成H2SO4而吸收；NaOH溶液和SO2反应生成Na2SO3和水，也能吸收SO2，而浓硫酸、氯化银与SO2都不反应，不能吸收SO2，故选项C、D合理；2.当溶液pH7时，溶液显示酸性，会发生反应： +2H+=S+SO2+H2O，所以Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在，溶液的pH应不小于7；3.常温下溶液中祈出晶体为Na2S2O35H2O，Na2S2O35H2O于4045 熔化，为了避免析出Na2S2O35H2O导致产率降低，所以操作过滤出活性炭时需要趁热；洗涤晶体时为减少晶体损失，减少Na2S2O35H2O的溶解，依据Na2S2O3易溶于水，不溶于乙醇的性质选择乙醇洗涤，且洗涤后乙醇易辉发，不引入新的杂质；4.由于Na2S2O35H2O于4045熔化，48分解，所以蒸发时温度过高会导致析出的晶体分解，降低了产率；5.依据标定的原理可知，反应结束前溶液为无色，反应结束后溶液中高锰酸根离子过量，溶液变为浅红色，所以滴定终点的现象为：溶液由无色变为浅红色，半分钟内不褪色；20.00 mL 0.40 mol/L KMnO4溶液中含有高锰酸钾的物质的量为：n（KMnO4）=0.40 mol/L0.02 L=0.008 mol，根据反应5 +8+14H+=8Mn2+10+7H2O可知，1.28g的粗样品含有Na2S2O35H2O的物质的量为：n（Na2S2O35H2O）=n（）=5/8n（KMnO4）=0.005 mol，产品中Na2S2O35H2O的质量分数为：(248 g/mol0，005 mol)/1.28 g=96.9%。 6答案及解析：答案：(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶