高中化学练习：综合实验探究

高中化学专题练习：综合实验探究

1、业生产纯碱的工艺流程示意图如下:

完成下列填空：

⑴粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A于石灰窑厂），写出A、B的化学式。

AB

⑵实验室提纯粗盐的实验操作依次为：

取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。

⑶工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因

是。

⑷碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（填写化学式）,险验这一成分的阴离子的具体方法

是:。

（5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应

的离子方程式为：，滤液D加石灰水前先要加热，原因是。

（6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中

碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义）

【答案】（l）Ca（0H）2或CaONa2cO3

⑵溶解过滤蒸发过滤

⑶有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大

（4）NH4cl取样，加硝酸酸化，加硝酸银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子

（5）NH4*+OHTNH3T十H2O防止加石灰水时产生碳酸钙沉淀

【解析】（1）沉淀剂A源于石灰窑,说明其是生石灰或熟石灰；粗盐中的镁离子和钙离子一般用

碳酸钠除去,多余的CO32-可以用盐酸除去；

⑵实验室提纯粗盐的整个操作过程为：取样、溶解、沉淀、过滤、蒸发、冷却结晶、过滤、

烘干几步;

⑶纯碱生产中碳酸化时，会看到溶液中析出NaHCO3晶体，由于碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠;

⑷根据操作过程,碳酸后溶液中主要是NH40；检验其中的氯离子时，取样，加硝酸酸化的硝酸

银，有白色沉淀，该阴离子是氯离子；

⑸滤液中主要含有的是氯化筱，和石灰水反应时：NH4++OH-TNH3T+H2O；由于滤液中还含有

一定量的碳酸氢钠,因此加石灰水前先加热,是为防止加石灰水时产牛碳酸钙沉淀：

（6）假设加热前纯碱的质量为mi,加热后的质量为m2,则加热损失的质量为：则纯碱中碳

0_84Qi-吗）

叫

酸氢钠的质量为：84（mi-m2）/31；故纯碱中含有的碳酸氢钠的质量分数为:31

2、己知苯与液浪的反应是放热反应,某校学生为探窕苯与滨发生反应的原理用如图装置进行

实验。

根据相关知识回答下列问题：

⑴实验开始时，关闭心开启％和分液漏斗活塞，滴加苯和液溟的混合液，反应开始c过一会儿,

在（川）中可能观察的现象是

⑵整套实验装置中能防止倒吸的装置有（填装置序号）.

⑶反应结束后要使装置I中的水倒吸入装置n中。这样操作的目的是，简

述这一操作方法

⑷你认为通过该实验后，有关苯跟浪反应的原理方面能得出的结论是（以化学方程式和必要的

文字说明）

【参考解析】（1）因从冷凝管出来的气体为澳化氢，溟化氢不溶于苯，漠化氢遇空气中水蒸气形

成酸雾，澳化氢能与硝酸银反应生成澳化银沉淀，

【答案】小试管中有气泡,液体变棕黄色，有白雾出现，广口瓶内溶液中有浅黄色澳化银沉淀生

成；

⑵装置III试管里苯与导管导管口接触，不会减小装置内的气体压强，所以可以防止发生倒吸；

IV烧杯中，倒立的干燥管容积大，发生倒吸后，水上升到干燥管中，使烧杯中液面下降上升的液

体有在重力作用下回流到烧杯中，所以可以防止发生倒吸，

【答案】(2)III和IV：

(3)因装置II中含有澳化氢气体能污染空气，反应结束后装置II中存在大量的澳化氢，使I的水

倒吸入II中可以除去溟化氢气体,以免逸出污染空气;操作方法为：开启K1,关闭K2和分液漏

斗活塞，

【答案】(3)反应结束后装置II中存在大量的溪化氢，使I的水倒吸入II中可以除去演化氢

气体,以免逸出污染空气;开启K2,关闭K1和分液漏斗活塞；

(4)取代反应和加成反应的区别在于是否产生演化氢，通过实验证明产生了浪离子，即苯跟浪能

发生取代反应，

3、二氯化钻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CoCL)的干

燥能力。AgN03标准溶液常用作溶液中C厂的滴定剂。

水合

CoCh・6H2OCoCh・2H2OCoCh・H2OCoCh

物

颜色粉红紫红蓝紫蓝色

实验一配制AgNCh溶液

某学生实验需要800mL0.1mol-L।AgNCh溶液,配制该溶液的步骤：准确称取mgAgNCh固

体溶于硝酸溶液中,转入容量瓶中，加入蒸饰水并定容。

(l)m=o

(2)硝酸溶液的作用是o

⑶实验室保存硝酸银溶液的方法是O

实验二测定CoCh-XH2O组成

,0

(4)滴定法。已知：常温下Kp(AgCl)=1.8X10,KsP(Ag2CrO4)=1.2X10^AgzCQ呈砖红色。

准确称取2.02gC0CI2-xH2O样品溶于蒸馈水中配制成250mL溶液，取25.00mL配制的溶液

于锥形瓶中，滴加儿滴K2CrO4溶液做指示剂，用0.1mol-LrAgNCh标准溶液滴定至终点，消耗

20.00mL滴定液。

①X=o

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

⑸重量法：取agCoCb・xH4样品按如图装.置进行实验，当样品全部失去结晶水后，停匕反应。

测得反应前后装置C、D的质量如下：

装置C装置D

实验前

mim3

/g

实验后

m2ni4

/g

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

②*=（填标号）。

65(mi-m2)65(m3-rru)

'9(m2—mi+a)“9(1114—ms+a)

解析：（1）实验室没有800mL容量瓶，应选择1000mL容量瓶,m（AgN03）=lLX0.1mol-L

X170g-mor'=17.0go（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

25.00mL

2.02gX

250mL

mol,n(CoCh•xH2O)=0.001mol,M(CoC12•xH2O)==202gmol1,x=4。②

0.001mol

由溶度积知，氯化银先沉淀,辂酸银后沉淀，如果加入铭酸钾过多,c（CrCT）较大，在c（Ag+）较小时

即产生铝酸银沉淀，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,Co02・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。

,130m2-mi+a65(mi-m2)

m(H2O)=(mi-m2)g,m(CoC12)=(m2-m.+a)g,J8x=m-m2，解得*=9(口-网+a)。

答案：（1）17.0⑵抑制AgNCh水解⑶密闭保存于棕色试剂瓶中，并存放于阴凉处（4）①4

②偏大③D

⑸①be②a

4、1,2・二澳乙烷可作抗爆剂的添加剂。如图为实验室制备1,2■二漠乙烷的装置图，图中分液

漏斗和烧瓶a中分别装有浓H2s0,和无水乙醇,d装置试管中装有液澳。

NaOH溶液

浓硫酸

已知：CH3ClLOHiyo-^Clh===CH2t+IL0

浓硫酸

2cH3cH20H14OFCH3cH20cH2cH3+H20

相关数据列表如下：

1,2-~

乙醇乙醛浪

澳乙烷

无色液无色液无色液红棕色液

状态

体体体体

密度/g•cm30.792.180.713.10

沸点/℃78.5131.434.658.8

熔点/℃-114.39.79-116.2-7.2

水溶性混溶难溶微溶可溶

⑴实验中应迅速将温度升高到170℃左右的原因是

⑵安全瓶b在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行中d装置中导管是否发生堵塞,请

写出发生堵塞时瓶b中的现象：;

如果实验时d装置中导管堵塞,你认为可能的原因是;

安全瓶b还可以起到的作用是O

⑶容器c、e中都盛有NaOH溶液,c中NaOll溶液的作用是。

⑷某学牛在做此实验时,使用一定量的液溟，当澳全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的

量，比正确情况下超过许多，如果装置的气密性没有问题,试分析可能的原因：

________________（写出两条即可）。

⑸除去产物中少量未反应的Bn后,还含有的主要杂质为_______,要进一步提纯:下列操作

中必需的是_______________________

（填字母）O

A.重结晶B.过滤C.萃取D.蒸储

（6）实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装置的试管中，则此时

冷水除了能起到冷却1,2-二澳乙烷的作用外，还可以起到的作用是

【解题导引】结合实验原理分析可能发生的副反应一分析1,2-二澳乙烷的性质一挖掘已

知表格中的信息

【答案】（1）减少副产物乙醛生成

（2）b中长直玻璃管内液柱上升过度冷却，产品1,2-二溪乙烷在装置d中凝固防止倒吸

⑶吸收乙烯气体中含有的C6、SO,等酸性气体

⑷①浓硫酸将部分乙醵氧化；②发生副反应生成乙醛；③乙醇挥发；④乙烯流速过快，未完

全发生加成反应（写出两条即可）

⑸乙醛D

⑹液封Bn及1,2一二澳乙烷

【解析】（1）该实验需用乙烯作反应物，而当温度为140C时乙醇在浓硫酸作用下会生成副产

物乙酸，所以应迅速将温度升高到170°C。（2）当d装置中导管发生堵塞时,气体流动不畅，安

全瓶b中压强增大,导致安全瓶b中长直玻璃管内液柱上升。由于1,2-二溟乙烷的熔点为

9.79°C,如果d装置烧杯中冰水温度过低，1,2・二澳乙烷凝固,d装置导管中发生堵塞。因此

安全瓶b还可以起到防倒吸的作用。（3）浓硫酸与乙醇能发生氧化还原反应，因而有SO?、CO?

等酸性气体生成,容器C内NaOH溶液可将其除去。（4）实验时所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量

比正常情况下多，可从浓硫酸与部分乙醇发生氧化还原反应、乙烯气流过快难以被液澳全部吸

收、加热温度控制不当造成部分乙醇挥发、发生其他副反应等方面分析。（5）除去产物中少量

未反应的Bm后，还含有的主要杂质是乙醛，根据表中数据知1,2•二嗅乙烷的沸点与乙醛的沸

点相差较大,可用蒸馀的方法进行分离。（6）直接将冷水加入d装置的试管中,此时冷水会起到

液封的作用。

5、硫酰氯（SO202）常用作氯化剂和氯磺化剂，在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程

中有重要作用。现拟用干燥的C12和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反应的化学方程式为:

SO2（g）+C12（g）==SO2Cl2（l）AH=-97.3kJ-mo尸，实验装置如图所示（部分夹持装置未画出）。

已知：硫酰氯通常条件下为无色液体，熔点一54.1C,沸点69.1℃。在潮湿空气中“发烟”；长

期放置或者100℃以上发生分解，生成二氧化硫和氯气。

回答下列问撅：

⑴仪器C的名称是冷凝管的进水口为（填“a”或"b”）。

⑵下列操作或描述正确的是o

A.将70%硫酸换成98.3%硫酸,可以加快制取SO2的速率

B.实验中通过观察乙、丁导管口产生气泡的速率相等,可控制两种反应物体积相等

C.装置戊上方分液漏斗中最好选用0.10mol-L「NaQ溶液，减小氯气的溶解度

D.装置已防止污染，又防止硫酰氯变质

⑶氯磺酸（C1SO3H）加热分解也能制得硫酰氯，写出反应方程式：

（4）长期储存的硫酰氯会发黄、可能的原因是

（用化学方程式和必要的文字加以解释）。

⑸若反应中消耗的氯气体积为896mL（标准状况下），最后经过分离提纯得到4.05g纯净的硫酰

。（产率=需胃X100%）

氯，则硫酰氯的产率为

【答案】（1）蒸镭烧瓶a(2)BD

(3)2C1SO3HSO2CI2+H2SO4

（4）SO2Ch=SO2t+Cbt，分解产生少量的氯气溶解在其中

（5）75%

6、（2019•合肥高三第一次教学质量检测）

亚硝酸钠曾用作食品防腐剂.现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚稍酸钠与硫

酸反应生成气体的成分。

已知：NO2和NO的沸点分别是21℃和一152℃。

回答下列问题:

⑴组装好仪器后,接下来进行的操作是________________________________________；

装置C的作用是_____________________________________________________________o

⑵滴入硫酸前需要通入N2,其目的是__________________________________________；

实验结束后还需要继续通入N2的目的是o

⑶关闭弹簧夹Ki,打开分液漏斗活塞，滴入7（）%硫酸后，装置A中产生红棕色气体。确认装置A

中还含有NO的依据是；装置A中发生反应的化

学方程式为o

（4）若向装置D中通入过量02,则装置E中发生反应的离子方程式为；若没有装

置B,则对实验结论造成的影响是o

解析：⑴该实验的目的是探究NaNCh与H2s04反应生成气体的成分，因此组装好仪器后，接下

来进行的操作是检查装置的气密性。根据已知信息可知.NCh的沸点高于NO的沸点，装置C中

冰盐水的作用是冷凝，使NCh完全液化。（2）根据已知信息可知，反应后生成的气体可能有NO、

NO2,滴入硫酸前通入N2,目的是排尽装置中的空气,防止对一氧化氮的检验造成干扰。实验结

束后还需要继续通入N2,目的是把装置中残留的有毒气体全部赶入E中被吸收。（3）根据NO

与Ch反应生成红棕色NO2可知，确认装置A中还含有NO的依据是打开K2,向装置D中通入

氧气后，出现红棕色气体。根据反应生成的气体中含有NO、NO2,配平化学方程式为2NaNCh

+H2sCM=Na2sCU+NOt+NO2t+H2O0（4）若向装置D中通入过量。2,则装置E中NCh、

O2和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，其反应的离子方程式为4NO2+O2+4OH===4NOs+

2H2Oo若没有装置B,则生成的NCh和水反应生成NO,对后面NO的检验造成干扰。

答案：（1）检查装置的气密性冷凝，使NO2完全液化

⑵排尽装置中的空气，防止对一氧化氮的检验造成干扰把装置中残留的有毒气体全部赶入E

中被吸收

⑶打开K2,向D中通入氧气后，出现红棕色气体2NaN（h+H2s04=Na2sCU+NOt+NO2t

+H2O

（4）4NO2+O2+4OH==4N0^+2H2O水会与NCh反应生成NO,影响后面NO的检验

7、（2019.湖北质量检测二）

某实验课题小组的同学在实验室利用新制备的硫酸亚铁溶液制备硫酸亚铁钱（俗名为莫尔

盐）［（NH4）2SO4・FeSO4・6H2O］（相对分子质量为392）,该晶体比•般亚铁盐稳定，易溶于水,不溶于

乙醇。

（一）制备硫酸亚铁溶液（实验步骤如下）

除氧蒸福水,还原铁屑『静弓广清液

硫酸铁晶体

稀3酸②③-►残渣

⑴步骤①,加入稀硫酸的目的是O

⑵步骤②，加入还原铁屑后观察到的现象是。实验前，常用碱溶

液洗涤铁屑，其目的是0

（二）制备莫尔盐（硫酸亚铁钺）

⑶在FeSCU溶液中加入稍过量的硫酸锈饱和溶液。从溶液中提取（NH4）2SO4・FeSO4-6H2O的具

体操作是________、用乙醇洗涤、干燥。

（三）检验莫尔盐加热时的分解产物

莫尔盐受热分解，甲同学认为分解产物可能有以下几种情况：

a.Fe2O3>SO3、NH3、H2O

b.FeO、NH3、SO3、H2O

c.FeO、SO2、NHa、H2O

d.Fe2O3>NH3、SO2、SO3、H2O

（4）经认真分析，推理即可确定猜想（填序号）不成立。

⑸乙同学认为莫尔盐分解的产物中可能含有SO3（g）、S02（g）及N2（g）。为验证产物的存在，乙

同学用下列装置进行实验：

品红溶液NM）H溶液BaCl,溶液排水集气法安全瓶

与足好盐酸

AI）RFCII

①乙同学的实验中,装置依次连接的合理顺序为A-H-一G。

②证明分解产物中含有SO3的实验现象是。

（四）测定实验（二）所得晶体中（NH4）2SO4-FeSO4・6H2O的纯度称取mg硫酸亚铁锈样品配制成

500mL溶液，取20.00mL样品溶液进行实验，装置如图所示。

各硫酸亚铁铁样品溶液

⑹若实验测得NH3的体积为VL（已折算为标准状况下），则该硫酸亚铁核样品的纯度为

（列出计算式即可）。

［解析］⑴步骤①，加入稀硫酸的目的是抑制Fe3+的水解。（2）步骤②，加入还原铁屑后,铁屑和

酸及Fe3+反应，观察