大题分类练1　综合实验

大题分类练1综合实验授课提示：对应天天增分特训51页(分值：60分)1．(15分)(2025·河北石家庄三模)氯化亚铜(CuCl)为白色晶体，微溶于水，可溶于浓盐酸和碱金属氯化物浓溶液。某化学兴趣小组制备CuCl并测定某烟气中相关气体的体积分数。Ⅰ.制备CuCl固体步骤ⅰ.配制50mL0.500mol·L－1CuCl2溶液；步骤ⅱ.向试管中先加入3.00mL0.500mol·L－1CuCl2溶液，再加入2.00mL6.00mol·L－1盐酸和0.800gNaCl固体，混合均匀；步骤ⅲ.向混合液中加入0.500g铜粉，50～55℃水浴加热，充分反应至溶液变为无色，静置；步骤ⅳ.将上层清液倾倒入事先处理过的蒸馏水中，即可得到CuCl白色沉淀；步骤ⅴ.过滤、洗涤、干燥后得到CuCl固体。(1)步骤ⅰ中配制CuCl2溶液的过程如下图所示，正确的操作顺序为________________________________________________________________________(填标号)。(2)步骤ⅱ中，加入2.00mL6.00mol·L－1盐酸和0.800gNaCl固体后，溶液颜色由________色变为黄绿色。(3)步骤ⅲ中，加入铜粉并加热后，会有[CuCl2]－、[CuCl3]2－和[CuCl4]3－生成。生成[CuCl2]－的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤ⅳ中，对蒸馏水事先应进行的处理为________________________________________________________________________________________________________________________________________________；从平衡移动的角度解释将上层清液倾倒入蒸馏水中能析出CuCl沉淀的原因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.用下图装置测定某烟气中N2、O2、CO和CO2的体积分数已知：装置中试剂均足量；保险粉(Na2S2O4)具有较强还原性；CuCl可作脱氧剂和CO吸收剂。(5)装置的正确连接顺序为烟气→________________________________________________________________________(填仪器接口字母)。 (6)装置Ⅱ中发生反应生成Na2SO4的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(7)若烟气以0.300L·min－1(已折算为标准状况)的流速通过上述装置，4min后测得装置Ⅰ增重0.300g，则烟气中CO的体积分数为________%。解析：(1)由配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶可知，配制一定浓度氯化铜溶液的正确的操作顺序为FBGCEAD。(2)氯化铜溶液中含水合铜离子、为蓝色溶液，向溶液中加入盐酸和氯化钠固体会使溶液中的水合铜离子与氯离子反应转化为黄色的四氯合铜离子，二种离子混合呈黄绿色。(3)由题意可知，生成二氯合亚铜离子的反应为溶液中四氯合铜离子与铜在50～55℃水浴加热条件下反应生成二氯合亚铜离子，反应的离子方程式为[CuCl4]2－＋Cu△===2[CuCl2]－。(4)由题意可知，步骤ⅲ得到的无色溶液中存在如下平衡[CuCln](n－1)－⇌CuCl＋(n－1)Cl－，为防止氯化亚铜被蒸馏水中的氧气氧化，步骤ⅳ中所用蒸馏水应煮沸、冷却除去蒸馏水中含有的氧气；将上层清液倾倒入蒸馏水时，溶液中的平衡向正反应方向移动，有利于溶液中的氯化亚铜转化为氯化亚铜白色沉淀。(5)由题给试剂可知，氢氧化钠溶液用于吸收测定烟气中的二氧化碳，保险粉的氢氧化钠溶液用于吸收测定烟气中的氧气，氯化亚铜的盐酸溶液用于测定烟气中的一氧化碳，为防止保险粉的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳、氧气氧化氯化亚铜的盐酸溶液中的氯化亚铜，测定气体的顺序为二氧化碳、氧气、一氧化碳、氮气，则装置的连接顺序为Ⅳ→Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ，接口的连接顺序为gh→cd→ab→fe→i。(6)由题意可知，保险粉(Na2S2O4)具有较强还原性，装置Ⅱ中发生的反应为氧气与保险粉的氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成硫酸钠和水，反应的化学方程式为2Na2S2O4＋3O2＋4NaOH=4Na2SO4＋2H2O。(7)由题意可知，4min时装置Ⅱ增重一氧化碳的质量为0.300g，则烟气中一氧化碳的体积分数为0.300g28g·mol-1×答案：(1)FBGCEAD(2)蓝(3)[CuCl4]2－＋Cu△===2[CuCl2]－(4)煮沸、冷却溶液中存在[CuCln](n－1)－⇌CuCl＋(n－1)Cl－，加水稀释，平衡正向移动(5)ghcdabfei(6)2Na2S2O4＋3O2＋4NaOH=4Na2SO4＋2H2O(7)2．(15分)(2025·湖南益阳三模)钯(Pd)是航空、航天等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。某化学兴趣小组利用CO和PdCl2反应制取Pd，并测定PdCl2中钯的含量，实验装置如图所示(部分仪器省略)。已知甲酸为无色易挥发的液体。回答下列问题。(1)仪器X的名称为____________________，与普通的分液漏斗相比，该仪器的优点为______________________。(2)A为制取________的装置，当加热到80～90℃时，撤去酒精灯，然后滴加甲酸，此时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，浓硫酸除作催化剂外，还起________的作用。(3)B中NaOH溶液的作用为__________________________________________。C中产生黑色粉末状沉淀，且溶液的pH减小，则C中发生反应的离子方程式为__________________________。(4)某同学指出该实验存在缺陷，改进的措施为在上述装置末端连接________(填标号)装置。(5)丁二酮肟钯重量法因其特效性一直作为钯的标准测定方法。在酸性溶液中钯离子能与丁二酮肟形成螯合物沉淀，利用丁二酮肟钯与钯之间的换算因数(钯元素在丁二酮肟钯中所占质量比)可计算钯的含量。测定PdCl2样品中钯的含量的实验步骤如下：①准确称取m1gPdCl2样品，加入2mL盐酸，加热溶解，加入一定量的水稀释；②加入足量的丁二酮肟乙醇溶液，搅拌，静置陈化；③过滤、洗涤、烘干至恒重，称量所得丁二酮肟钯的质量为m2g。已知丁二酮肟钯与钯之间的换算因数为0.316，则该PdCl2样品中钯的含量为______%(用含m1、m2的代数式表示)。答案：(1)恒压滴液漏斗平衡压强，使液体顺利滴下(2)COHCOOH浓硫酸△CO↑＋H2O脱水剂(3)除去挥发出的甲酸气体CO＋Pd2+＋H2O=CO2＋Pd↓＋2H+(4)b或c(5)3．(15分)(2025·河南洛、平、许、济三模)重铬酸钾(K2Cr2O7)在室温下为橘红色结晶性粉末，可溶于水，不溶于乙醇。实验室以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质)为原料，利用固体碱熔氧化法制备K2Cr2O7的步骤如下。步骤Ⅰ.熔融氧化将6g铬铁矿与4g氯酸钾在研钵中混合均匀，取碳酸钠和氢氧化钠各4.5g于仪器A中混匀后，小火熔融，再将上述铬铁矿与氯酸钾的混合粉末分批加入仪器A中并不断搅拌。用煤气灯加强热，灼烧30～35min，稍冷几分钟，加水，过滤，得滤液ⅰ，滤渣中含红棕色固体。步骤Ⅱ.中和除杂将滤液ⅰ用稀硫酸调pH为7～8，加热煮沸3min后，趁热过滤，用少量蒸馏水洗涤残渣，得滤液ⅱ。步骤Ⅲ.结晶将滤液ⅱ转移至蒸发皿中，用6mol·L－1硫酸调pH后加入1g氯化钾，水浴加热浓缩至表面有晶膜为止，冷却结晶，过滤得重铬酸钾晶体，烘干，称量。步骤Ⅳ.纯度测定利用库仑滴定法测定K2Cr2O7固体样品的纯度：取mg样品，配成250mL溶液，取2mL溶液进行滴定，重复三次实验，测定平均电量(Q)为1.158C，已知计算K2Cr2O7的浓度公式为c＝QF×N×Vmol·L－1(F为96500C·mol－1，N为1个K2Cr2O7转化为Cr3+时转移的电子数，V为滴定样品溶液的体积)已知：常见粒子在不同pH条件下的存在形式如图所示。当离子浓度≤10－5mol·L－1时，则认为该粒子已除尽。回答下列问题。(1)仪器A为________(填标号)。A．普通坩埚 B．Al2O3坩埚C．氮化硅坩埚 D．石英坩埚(2)若用O2代替KClO3，则理论上转化1molFeO·Cr2O3所需O2的物质的量是消耗KClO3的物质的量的________倍。(3)步骤Ⅰ中“分批加入”的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)若步骤Ⅱ中“调pH至3～4”，则不良后果是__________________________。(5)进一步提纯的步骤Ⅲ所得晶体的方法是__________________。(6)探究pH对K2Cr2O7溶液的氧化性强弱的影响。实验操作实验现象实验结论向酸化的K2Cr2O7溶液中加入一定量甲醇形成灰绿色溶液，并产生无色无臭的气体____________________________________________________(用离子方程式表示)向碱化的K2Cr2O7溶液中加入相同量甲醇______________酸性条件下K2Cr2O7溶液的氧化性更强(7)K2Cr2O7固体样品的纯度为________(用含m的式子表示)。答案：(1)C(2)1.5(3)使反应物充分接触，充分反应(4)引入杂质离子Al3+(5)重结晶(6)8H+＋CH3OH＋Cr2O72-=2Cr3+＋CO2↑＋6H2O无明显现象(或未形成灰绿色溶液和气泡)(74．(15分)(2025·湖北黄冈三模)某化学兴趣小组对铜及其化合物的性质进行了如下实验，请你跟他们一起完成探究。查阅资料：水溶液中[Cu(H2O)4]2+蓝色、[CuCl3]2－无色、[CuCl4]2－黄色、[Cu2Cl4(H2O)]－棕色；CuCl白色难溶物。甲同学将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中，实验记录如下：编号溶液a实验现象ⅠCuCl2溶液(1mol·L－1)产生白色沉淀，溶液蓝色变浅，5h时铜粉有剩余Ⅱ浓盐酸(10mol·L－1)产生细小无色气泡，溶液无色；继而溶液变为黄色；较长时间后溶液变为棕色，5h时铜粉有剩余ⅢCuCl2溶液(1mol·L－1)和浓盐酸(10mol·L－1)溶液由黄绿色变为棕色，无气泡；随着反应进行，溶液颜色变浅，后接近于无色，5h时铜粉无剩余(1)Cu2+的价层电子排布式为________。(2)实验Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式为______________________________________。(3)①乙同学对实验Ⅱ产生的无色气泡进行了收集并点燃，听到了尖锐的爆鸣声。产生该无色气泡的原因可能是________________________________________________________________________。②无色溶液变为黄色时的离子方程式为__________________________________________。(4)为了探明实验Ⅲ中无白色沉淀产生的原因，取了适量实验Ⅰ中的白色沉淀，向其中加入了饱和氯化钠溶液，发现沉淀溶解。丙同学得出结论：Cl－的大量存在，发生了反应CuCl＋2Cl－=[CuCl3]2－，导致无白色沉淀产生。但丁同学认为丙同学的实验不够严谨，应补做对照实验：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)[Cu2Cl4(H2O)]－中Cu元素的化合价为________。若实验Ⅲ溶液中Cu元素主要以[CuCl4]2－和[Cu(H2O)4]2+存在，试写出溶液由黄绿色变为棕色时发生反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(6)戊同学拟测定某CuCl样品的纯度，完成了如下实验：准确称取样品1.200g，将其置于足量FeCl3溶液中，待其完全溶解后加入适量稀硫酸，用0.1000mol·L－1KMnO4标准溶液滴定至终点，四次实验分别消耗测得标准液15.03mL、14.98mL、13.70mL、14.99mL。则该样品纯度为________。[M(CuCl)＝99.0g·mol－1，精确到0.1%]解析：(1)Cu为29号元素，Cu2+的价层电子排布式为3d9。(2)Ⅰ中Cu2+和Cu发生归中反应生成Cu+，Cu+与Cl－生成CuCl白色沉淀，化学方程式为CuCl2＋Cu=2CuCl。(3)产生该无色气泡的原因可能是Cl－浓度高，与Cu+形成了[CuCl3]2－，提高了Cu的还原性；无色溶液变为黄色时为[CuCl3]2－被氧化为[CuC