大题突破练(三)　化学实验综合题大题突破练2025年高考总复习优化设计二轮专题化学江苏专版课后习题考前强化练

大题突破练2025年高考总复习优化设计二轮专题化学江苏专版课后习题考前强化练大题突破练(三)化学实验综合题1.(18分)(2024·江苏南通等六市第一次调研)学习小组利用废银催化剂制备乙炔银(Ag2C2)和酸性乙炔银(Ag2C2·nAgNO3)。已知乙炔银和酸性乙炔银在受热时均易发生分解。(1)制取乙炔。利用如图装置制取纯净的乙炔。①(2分)电石与水反应剧烈,为减缓反应速率,在不改变电石用量和大小的情况下,可采取的措施有(写两点)。

②(2分)电石主要含CaC2,还含有CaS等杂质。洗气瓶中CuSO4溶液的作用是。

(2)制备乙炔银。向含有Ag(NH3)2OH的溶液中通入乙炔可得到乙炔银沉淀。①(2分)写出生成乙炔银的化学方程式:。

②(4分)补充完整制取乙炔银固体的实验方案:将废银催化剂分批加入浓硝酸中,采用空气搅拌,用稀硝酸和氢氧化钠溶液先后吸收反应产生的废气,过滤除去不溶物,,将Ag2C2转入棕色试剂瓶中。(实验中须使用的试剂有C2H2、2%氨水、去离子水)

(3)制备酸性乙炔银并测定其组成。将乙炔通入硝酸银溶液中可制得酸性乙炔银。反应原理为C2H2+(n+2)AgNO3Ag2C2·nAgNO3↓+2HNO3。①(2分)将过滤所得滤渣置于小烧杯中,利用丙酮反复多次冲洗沉淀。检验滤渣已经洗净的实验方案是。

②(2分)准确称取1.260g样品,用浓硝酸完全溶解后,定容得200mL溶液,取20.00mL于锥形瓶中,以NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.05000mol·L-1NH4SCN标准溶液进行滴定(Ag++SCN-AgSCN↓),终点时消耗标准溶液的体积为16.00mL。滴定终点的现象为。

③(4分)通过计算确定n的数值(写出计算过程)。01234567891011121314151617182.(16分)(2024·江苏连云港、淮安第一次调研)实验室利用含钴废催化剂制备CoCl2·2H2O,并利用其制备[Co(NH3)6]Cl3。已知:Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7,Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2,Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5,CoCl2的溶解度曲线如图1所示。图1(1)制备CoCl2·2H2O。①(2分)基态Co2+核外电子排布式为。

②(4分)补充完整以含钴废催化剂(主要成分为CoO,少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案:,洗涤2~3次,低温干燥,得到产品CoCl2·2H2O。(实验中须使用的仪器和试剂:pH计、1mol·L-1HCl溶液、CoCO3固体)

(2)制备[Co(NH3)6]Cl3并测定Co含量。将CoCl2·2H2O和活性炭(催化剂)加入三颈烧瓶中(装置如图2),然后再依次通过滴液漏斗缓慢滴加NH4Cl和浓氨水混合溶液、H2O2溶液,控制温度不超过60℃充分反应,冷却后过滤。图2①(3分)三颈烧瓶中制得[Co(NH3)6]3+的离子方程式为。

②(2分)加入NH4Cl的作用是。

③(2分)在没有活性炭存在时,能得到一种化学式为Co(NH3)5Cl3的纯净物。测得1molCo(NH3)5Cl3与足量的硝酸银溶液反应生成2molAgCl,该配合物内界的化学式为。

④(3分)准确称取7.0800g样品于烧杯中,加入足量NaOH溶液充分反应,微沸加热至无NH3放出。冷却至室温后,加入过量的KI固体和盐酸,充分摇荡。将所得溶液定容至250mL,然后取出25.00mL溶液放入锥形瓶中,滴加少量淀粉溶液,用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为24.00mL。计算样品中钴元素的质量分数(写出计算过程)。已知:[Co(NH3)6]3++3OH-Co(OH)3↓+6NH3↑;2Co(OH)3+2I-+6H+2Co2++I2+6H2O;I2+2S2O32-2I-+S4O60123456789101112131415163.(13分)(2024·江苏如皋适应性考试)实验室从电解铜阳极泥(含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等)中提取硒及银、金等贵金属,过程如下:已知:①SeO2升华温度为315℃。②氯化法提取Au的原理:Au在溶有Cl2的盐酸中可反应生成HAuCl4溶液,HAuCl4可被还原为Au。(1)(2分)“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧,所得固体有CuO、Au、CuSeO3、CuSeO4、Ag2SeO3、SeO2等。“焙烧”时采用低温的目的是。

(2)(3分)“浸出”时先加入稀硫酸,再加入盐酸。加盐酸时发生反应:Ag2SeO3+2H++2Cl-H2SeO3+2AgCl。该反应平衡常数K=。[已知:Ksp(Ag2SeO3)=1×10-15,Ksp(AgCl)=2×10-10,Ka1(H2SeO3)=3×10-3,Ka2(H2(3)“浸出渣”中含有AgCl、Au及少量惰性物质。①(3分)用Na2S2O3溶液浸取浸出渣得到含[Ag(S2O3)2]3-溶液,用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3-可生成银。碱性条件下,用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3-生成银和CO32-②(5分)补充完整以浸出渣为原料回收Au的实验方案:,得到金。(实验中须使用如图所示实验装置及以下试剂:Cl2、盐酸、FeSO4溶液、BaCl2溶液)

0123456789101112134.(16分)(2024·江苏南京第二次模拟)实验室以(NH4)2CO3和Cu(OH)2为原料制备高纯Cu2(OH)2CO3的方法如下:(1)(2分)“浸取”时,加料完成后,保持反应温度不变,提高铜元素浸出率的方法有(答两点)。

(2)“蒸氨”在如图1所示的实验装置中进行。①(3分)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为。

②(4分)实验中采用三个盛有水的洗气瓶吸收尾气的目的为;

与图1所示洗气瓶相比,采用三个图2所示装置的优点为。

③(2分)实验中采用真空泵持续抽气,稳定的气流有利于真空泵的使用。实验中控制反应温度由80℃升高至95℃,采用变温加热操作的原因为。

图1图2(3)已知:①Ksp[Cu(OH)2]=1×10-20;②Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+K=2×1013;③(5分)沉淀速率过快时,Cu(OH)2絮状沉淀易裹挟杂质。以CuSO4·5H2O固体为原料,补充完整制备纯净Cu(OH)2的实验方案:取一定质量的CuSO4·5H2O固体分批加入蒸馏水中,搅拌至完全溶解,,低温烘干。(须使用的试剂:浓氨水、1mol·L-1NaOH溶液、0.1mol·L-1BaCl2溶液、蒸馏水)

0123456789101112131415165.(18分)(2024·江苏南京外国语、金陵中学、海安中学三校联考)氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造杀虫剂、分析试剂和红色玻璃等。Cu2O在酸性溶液中歧化为二价铜和铜单质。以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有杂质SiO2)为原料制取Cu2O的一种工艺流程如图所示:(1)(3分)写出“浸泡”时CuFeS2发生反应的离子方程式:。

(2)(3分)判断“操作1”反应已完成的实验操作及现象为。

(3)(3分)“热还原”时,将新制Na2SO3溶液和CuSO4溶液按一定量混合,加热至90℃并不断搅拌反应得到Cu2O粉末。制备装置如图甲所示:甲乙反应时A装置原料反应配比为n(Na2SO3)∶n(CuSO4)=3∶2,B装置的作用是吸收反应产生的酸性气体,防止污染环境,A装置中反应的化学方程式为。

(4)(3分)实际反应中不断滴加NaOH溶液,原因是。

(5)(4分)反应完成后,利用装置B中的溶液(NaOH与Na2SO3混合溶液)可制备Na2SO4·10H2O晶体。请补充完整实验方案,取装置B中的溶液,,洗涤、干燥得Na2SO4·10H2O晶体。(已知:室温下,溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-的物质的量分数随pH的分布如图乙所示;室温下从Na2SO4饱和溶液中结晶出Na2SO4·(6)(2分)工业上常以铜作阳极,石墨作阴极,电解含有NaOH的NaCl水溶液制备Cu2O。已知:该电解过程中阳极先生成难溶物CuCl,再与NaOH反应转化为Cu2O。若电解时电路中通过0.2mol电子,理论上生成Cu2O的质量为g。

01234567891011121314151617186.(17分)(2024·江苏如皋适应性考试)钛铁矿(主要含FeTiO3,还含有SiO2、MgO和FeO)是常见含钛矿石,常用于制取TiCl4和TiO2等物质。(1)(3分)工业上将FeTiO3、焦炭混合后,通入Cl2在高温下反应,可以制得FeCl3、TiCl4和一种可燃性的气体。写出该反应的化学方程式:。

(2)(5分)设计以钛铁矿、浓硫酸为原料制取TiO2·H2O的实验方案:,得到TiO2·H2O。[已知FeTiO3(灰黑色)可溶于热的浓硫酸生成TiOSO4和FeSO4;TiOSO4+2H2OTiO2·H2O↓+H2SO4;除HF外,SiO2不与任何酸反应。实验中须使用的试剂和仪器有:浓硫酸、蒸馏水、BaCl2溶液、砂芯漏斗]

(3)(2分)利用反应:TiO2+CCl4TiCl4+CO2可以制取TiCl4(装置如下图所示)。已知CCl4、TiCl4的熔、沸点如下表所示。将CCl4和TiCl4通过蒸馏法分离后,检验CCl4中是否含有少量TiCl4的方法是。

物质熔点沸点其他CCl4-23℃76℃与TiCl4互溶TiCl4-25℃136℃易水解(4)将钛铁矿与焦炭高温共热后可得到含TiO2、MgO、CaO、SiO2、Fe2O3、FeO和Fe的炉渣。为测定其中金属Fe的含量,现进行如下实验:步骤1:称取2.80g粉碎后的炉渣,加入足量含Na2SO3和邻菲罗啉(抑制Fe2+的水解)的浸取液,同时调节溶液的pH=4.5,充分反应(此时除金属Fe外,其余含铁化合物不反应)后过滤并洗涤滤渣;步骤2:将步骤1所得滤液和洗涤液合并,向其中加入稀硫酸和过量的H2O2溶液,充分反应后将溶液煮沸约10min,后冷却至室温,加水至100mL;步骤3:取25mL步骤2所得溶液于锥形瓶中,向其中滴加2滴磺基水杨酸指示剂(溶于水呈无色,酸性条件下遇Fe3+显紫红色),用浓度为0.10mol·L-1的维生素C(C6H8O6)标准溶液滴定,到达终点时消耗维生素C标准溶液的体积为12.50mL。实验过程中发生的反应如下:6H++2SO32-+2FeS2O32-C6H8O6+2Fe3+C6H6O6+2Fe2++2H+①(2分)步骤3滴定终点时的实验现象是。

②(1分)下列情况会导致金属Fe测定含量偏高的有(填字母)。

A.步骤1中,调节pH小于2B.步骤2中,只取步骤1所得滤液进行实验,未将滤液和洗涤液合并C.步骤2中,充分反应后未将溶液煮沸D.步骤3中,滴定开始时仰视滴定管进行读数,滴定结束时俯视滴定管进行读数③(4分)计算炉渣中金属Fe的质量分数,并写出计算过程。012345678910111213141516177.(15分)(2024·江苏盐城考前指导)软锰矿(主要成分为MnO2)和黄铁矿(主要成分为FeS2)可以制取电子工业原料MnCO3固体。(1)浸取。将软锰矿粉和黄铁矿粉投入20%H2SO4溶液中浸取锰元素,反应机理如图1所示。图1图2①(2分)加料完成后,下列措施能够提高锰元素浸取率的是(填字母)。

A.适当提高浸取温度B.加快搅拌速度C.延长浸取时间D.加入HNO3溶液②(2分)Fe2+与Fe3+之间的循环是浸取的关键,浸取后期该循环过程受阻,其原因是。

③(2分)一定条件下,用足量黄铁矿浸锰,浸取时间与溶液中Fe2+、Fe3+浓度的关系如图2所示。80~100min时,Fe3+浓度变化较小而Fe2+浓度迅速上升的原因是

。

(2)(2分)除杂。将浸取液过滤后再加入适量精制MnO2粉末,充分搅拌后用氨水调节溶液pH去除Fe3+,过滤,得滤液和滤渣。加入MnO2粉末的目的是(用离子方程式表示)。

(3)制备MnCO3。向滤液中滴加NH4HCO3溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥,得MnCO3固体。①(2分)检验沉淀是否洗涤干净的方法是

。

②(2分)不使用Na2CO3溶液作沉淀剂的原因是

。

(4)(3分)滤渣利用。浸锰后的滤渣可生产补铁剂甘氨酸亚铁[Fe(H2NCH2COO)2·2H2O],该物质中Fe2+与H2NCH2COO-配位形成两个五元环。请在下图中补充完整该物质的结构简式。0123456789101112131415大题突破练(四)化学反应原理综合题1.(16分)(2024·江苏苏州学业质量指标调研)尿素[CO(NH2)2]是常用的化肥与工业原料,其生产与应用有着重要的意义。(1)(2分)尿素生产一般在180~200℃,15~25MPa下进行,主要涉及下列反应:反应12NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)ΔH=-100.4kJ·mol-1反应2NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)ΔH=+27.6kJ·mol-1反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH=。

(2)NH2COONH4具有强还原性,生产尿素的过程中,常通入适量氧气防止镍制容器表面的金属钝化膜(NiO)被破坏。①(2分)NH2COONH4与NiO反应产生N2的化学方程式为。

②(2分)生产时通入的CO2气体中常混有少量H2S。有氧气存在的条件下,H2S腐蚀反应容器的速率会更快,其原因是。

(3)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下:反应3CO(NH2)2(l)HNCO(g)+NH3(g)(快反应)反应4HNCO(g)+CO(NH2)2(l)(H2NCO①(2分)在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的氢原子。②(2分)在尿素结晶过程中,反应3可视为处于平衡状态。实验表明,在合成尿素的体系中,NH3的浓度越高,缩二脲生成速率越慢,其原因是。

(4)含结晶水的Ni3(BO3)2晶体表面存在结构“”,用加热后的Ni3(BO3)2晶体作催化剂,以CO2、N2为原料,电解KHCO3溶液可获得尿素。①(2分)生成尿素的电极反应式为。

②(2分)加热后的Ni3(BO3)2晶体表面会产生LA位点,LA位点与LB位点共同形成FLP位点,其催化机理(部分)如图所示。实验表明,在150℃下加热Ni3(BO3)2晶体得到的催化剂催化效果最好,温度过高或过低催化效果会降低的原因是。

③(2分)电解质溶液中若存在SCN-会极大地降低催化剂的活性,原因是。

0123456789101112131415162.(16分)(2024·江苏南京学情调研)“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2,相关反应如下:主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH副反应:Ⅰ.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1Ⅱ.2CO(g)CO2(g)+C(s)ΔH2Ⅲ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH3Ⅳ.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)ΔH4其中,副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积炭易导致催化剂活性降低。(1)(2分)主反应的ΔH=。

(2)CH4的还原能力(R)可衡量CO2转化效率,R=Δn(CO2)Δn(CH4)(同一时段内CO2①(3分)CH4的转化率在800℃时远大于400℃时的原因是。

②(2分)400~600℃时,R值的变化情况为。

③(2分)1000℃时R值为(写出计算过程)。

图1图2(3)(3分)CH4在Pt-Ni合金或Sn-Ni合金催化下脱氢反应历程与相对能量关系如图2所示(*表示吸附在催化剂表面的物质)。从化学反应速率角度分析,脱氢反应选择的催化剂为(填“Pt-Ni合金”或“Sn-Ni合金”),理由是。

(4)Ni/6MnOx-CeO2催化CH4与CO2重整反应的路径甲和乙如图3所示。研究表明,在催化剂Ni/CeO2中掺入MnOx可产生更多的氧空位,生成更多的可流动O*,能有效减少催化剂的积炭生成。①(2分)路径甲、乙中生成的不同中间产物为(填化学式)。

②(2分)反应路径中,减少催化剂积炭的反应为。

图30123456789101112131415163.(16分)(2024·江苏南京盐城期末)实现“碳中和”目标的关键技术之一是CO2的资源化再利用。(1)(2分)氨的饱和食盐水捕获CO2是其利用的方法之一,反应原理为NaCl(aq)+NH3(g)+CO2(g)+H2O(l)NaHCO3(s)+NH4Cl(aq)。该反应常温下能自发进行的原因是。

(2)XO(X=Mg、Ca、Cd等)基掺杂Na2CO3形成XONa2CO3能用于捕获CO2,原理如下图所示。已知阳离子电荷数越高、半径越小,阴离子越易受其影响而分解。①(2分)X=Ca时,再生的化学方程式为。

②(3分)X=Mg相比X=Ca,其优点有。

(3)催化电解吸收CO2的KOH溶液可将CO2转化为有机物。①(2分)HCO3-在阴极放电生成CH3COO-的电极反应式为②(2分)碱性溶液有利于抑制阴极上副产物的产生,该副产物的化学式为。

(4)在催化剂作用下,以CO2和H2为原料合成CH3OH,主要反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1保持压强3MPa,将起始n(CO2)∶n(H2)=1∶3的混合气体匀速通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2转化率和甲醇选择性[n生成(图1图2①(3分)随着温度的升高,CO2转化率增大,但甲醇选择性降低的原因是。

②(2分)假设定义催化剂催化效率η=n生成(CH3OH)n投入(CO2)×100%,计算340℃时三种催化剂的催化效率之比η(In2O3)∶η0123456789101112131415164.(16分)(2024·江苏苏州期初调研)研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。(1)CO2催化加氢制CH4是CO2的有机资源转化途径之一。已知:反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1=-164.7kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=41.2kJ·mol-1①(2分)反应:2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g)ΔH=kJ·mol-1。

②(3分)在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶4时,CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图1所示。CO2的平衡转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是。

图1(2)金属锰分解水原位还原CO2产生甲酸是CO2有机资源转化新途径。锰与水反应生成MnO与活性氢原子,MnO结合活性氢原子形成中间体Q,HCO3图2①(3分)从电负性角度描述中间体Q与HCO3-生成HCOO-的过程:②(2分)实验中将锰粉、碳酸氢钠和去离子水添加到反应器中,反应一段时间后产生甲酸的速率迅速上升的原因可能是。

(3)电催化还原法是CO2的有机资源化的研究热点。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入盛有酸性溶液的电催化装置中,CO2可转化为有机物,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。图3①(2分)电解电压为U1时,电解时转移电子的物质的量为。

②(2分)电解电压为U2时,阴极由CO2生成甲醇的电极反应式为。

③(2分)在实际生产中发现当pH过低时,有机物产率降低,可能的原因是。

0123456789101112131415165.(16分)(2024·江苏扬州期末)水合肼(N2H4·H2O)在储氢领域有广阔的应用前景,其水溶液呈弱碱性。(1)(2分)N2H4分子有顺式、反式和交互式三种比较稳定的空间结构。下列结构能表示N2H4分子交互式的是(填字母)。

(2)(3分)肼分解制氢的主要反应为N2H4N2+2H2,肼的理论储氢密度=m释放(H2)m(N(3)水合肼制氢过程中涉及肼在NiPt催化剂表面分解,如图1所示。①(3分)X的结构简式为。

②(5分)催化剂表面存在Ni和Pt两种活性位点,两种活性位点分别带不同电性的电荷。肼中的氢原子吸附于(填“Ni”或“Pt”)活性位点。已知:N—N、N—H的键能分别是286kJ·mol-1、360kJ·mol-1。肼在该催化剂表面反应断裂的化学键不是N—N,而是N—H,原因是。

图1图2③(3分)在催化剂存在下,不同浓度的N2H4·H2O分解时,测得n(N2)+