山東新高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題突破練14綜合實驗探究

專題突破練14綜合實驗探究非選擇題(本題包括5個小題,共100分)1.(2019全國2,28)(20分)咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇,熔點234.5℃,100℃以上開始升華),有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸(Ka約為106,易溶于水及乙醇)約3%~10%,還含有色素、纖維素等。實驗室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。索氏提取裝置如右圖所示。實驗時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā),蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,與茶葉末接觸,進行萃取。萃取液液面達到虹吸管3頂端時,經(jīng)虹吸管3返回?zé)?從而實現(xiàn)對茶葉末的連續(xù)萃取?；卮鹣铝袉栴}:(1)實驗時需將茶葉研細,放入濾紙?zhí)淄?中,研細的目的是。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑,加熱前還要加幾粒。

(2)提取過程不可選用明火直接加熱,原因是。與常規(guī)的萃取相比,采用索氏提取器的優(yōu)點是。

(3)提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比,乙醇作為萃取劑的優(yōu)點是?！罢麴s濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外,還有(填標(biāo)號)。

A.直形冷凝管 B.球形冷凝管C.接收瓶 D.燒杯(4)濃縮液加生石灰的作用是中和和吸收。

(5)可采用如右圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱,咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結(jié),該分離提純方法的名稱是。

2.(2019山東德州二模)(20分)某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如圖裝置,驗證黃銅礦(主要成分CuFeS2)在空氣中的氧化產(chǎn)物并測定CuFeS2的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng))?；卮鹣铝袉栴}。(1)儀器a的名稱,堿石灰的作用。

(2)為檢驗灼燒黃銅礦產(chǎn)生的氣體,B中可選

a.HNO3溶液b.品紅溶液c.BaCl2溶液d.溴水e.酸性KMnO4溶液(3)C中NaOH的作用。

(4)樣品經(jīng)煅燒后的固體中銅元素以泡銅(Cu、Cu2O)形式存在,其中Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)生成Cu和CuSO4。①請設(shè)計實驗驗證泡銅中含有Cu2O。

②用泡銅與CO反應(yīng)來制取粗銅的裝置如下圖,實驗時依次進行的操作:組裝儀器→檢查裝置氣密性→加裝藥品→→→…→尾氣處理;CO還原Cu2O的化學(xué)方程式為。

(5)為測定CuFeS2的純度,稱取ag黃銅礦樣品充分灼燒,從灼燒產(chǎn)物中分離出泡銅,完全溶于稀硝酸,并配成200mL的溶液,取20.00mL該溶液用cmol·L1的標(biāo)準(zhǔn)液EDTA(用H2Y2表示)滴定至終點(標(biāo)準(zhǔn)液不與雜質(zhì)反應(yīng)),消耗EDTAVmL,則CuFeS2的純度為。(滴定時的反應(yīng)為:Cu2++H2Y2CuY2+2H+)

3.(2019重慶九校聯(lián)盟聯(lián)考)(20分)過氧化鈣(CaO2)常用作種子及谷物的無毒性消毒劑,常溫下為白色的固體,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚和堿性溶液,但溶于酸。某實驗小組擬探究CaO2的性質(zhì)及其實驗室制法。(1)實驗探究CaO2與酸的反應(yīng)。操作現(xiàn)象向盛有4gCaO2的大試管中加入10mL稀鹽酸得溶液a劇烈反應(yīng),產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)燃的氣體取5mL溶液a置于試管中,滴入兩滴石蕊溶液溶液變紅,一段時間后溶液顏色明顯變淺,稍后溶液變?yōu)闊o色①CaO2與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

②加入石蕊溶液后溶液褪色可能是因為溶液a中存在較多的。

(2)用如圖所示裝置制備過氧化鈣,其反應(yīng)原理為Ca+O2CaO2。①請選擇實驗所需要的裝置,按氣流方向連接的順序為(填儀器接口的字母,上述裝置可不選用也可重復(fù)使用)。

②根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:Ⅰ.檢驗裝置的氣密性后,裝入藥品;Ⅱ.打開分液漏斗活塞,通入氣體一段時間,加熱藥品;Ⅲ.反應(yīng)結(jié)束后,(填操作);Ⅳ.拆除裝置,取出產(chǎn)物。

(3)利用反應(yīng)Ca2++H2O2+2NH3+8H2OCaO2·8H2O↓+2NH4+在堿性環(huán)境下制取CaO2①NH3在Ca2+和H2O2的反應(yīng)過程中所起的作用是。

②反應(yīng)結(jié)束后,經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O。過濾需要的玻璃儀器是;將沉淀進行洗滌的操作為。

(4)設(shè)計實驗證明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性強:。

4.(20分)氮化鎵(GaN)被稱為第三代半導(dǎo)體材料,其應(yīng)用已經(jīng)取得了突破性的進展。已知:(ⅰ)氮化鎵性質(zhì)穩(wěn)定,不與水、酸反應(yīng),只在加熱時溶于濃堿溶液。(ⅱ)NiCl2溶液在加熱時,先轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,后分解為NiO。(ⅲ)制備氮化鎵的反應(yīng)為2Ga+2NH32GaN+3H2某學(xué)?；瘜W(xué)興趣小組在實驗室制備氮化鎵,設(shè)計實驗裝置如圖所示:設(shè)計實驗步驟如下:①滴加幾滴NiCl2溶液潤濕金屬鎵粉末,置于反應(yīng)器中;②先通入一段時間的H2后,再加熱;③停止通氫氣,改通入氨氣,繼續(xù)加熱一段時間;④停止加熱,繼續(xù)通入氨氣,直至冷卻;⑤將反應(yīng)器內(nèi)的固體轉(zhuǎn)移到盛有鹽酸的燒杯中,充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥。(1)儀器X中的試劑是,儀器Y的名稱是。

(2)該套裝置中存在的一處明顯錯誤是。

(3)步驟①中選擇NiCl2溶液,不選擇氧化鎳的原因是。

a.增大接觸面積,增大化學(xué)反應(yīng)速率b.使鎳能均勻附著在鎵粉的表面,提高催化效率c.為了能更好形成原電池,增大反應(yīng)速率(4)步驟③中制備氮化鎵,則判斷該反應(yīng)接近完成時觀察到的現(xiàn)象是。

(5)請寫出步驟⑤中檢驗產(chǎn)品氮化鎵固體洗滌干凈的操作:

。

(6)鎵元素與鋁同族,其性質(zhì)與鋁類似,請寫出氮化鎵溶于熱NaOH溶液的離子方程式:。

5.(2019陜西寶雞中學(xué)三模)(20分)葡萄糖酸亞鐵[(C6H11O7)2Fe]是醫(yī)療上常用的補鐵劑,易溶于水,幾乎不溶于乙醇。某實驗小組同學(xué)擬用下圖裝置先制備FeCO3,再用FeCO3與葡萄糖酸反應(yīng)進一步制得葡萄糖酸亞鐵。請回答下列問題:(1)與普通漏斗比較,a漏斗的優(yōu)點是。

(2)按上圖連接好裝置,檢査氣密性后加入藥品,打開K1和K3,關(guān)閉K2。①b中的實驗現(xiàn)象。

②一段時間后,關(guān)閉,打開(選填“K1”“K2”或“K3”),觀察到b中的溶液會流入c中,同時c中析出FeCO3沉淀。

③b中產(chǎn)生的氣體的作用是。

(3)將c中制得的碳酸亞鐵在空氣中過濾時間較長時,表面會變?yōu)榧t褐色,用化學(xué)方程式說明其原因:

(4)將葡萄糖酸與碳酸亞鐵混合,須將溶液的pH調(diào)節(jié)至5.8,其原因是。向上述溶液中加入乙醇即可析出產(chǎn)品,加入乙醇的目的是。

(5)有同學(xué)提出用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制得的碳酸亞鐵純度更高,其可能的原因是。

參考答案專題突破練14綜合實驗探究1.答案(1)增加固液接觸面積,提取充分沸石(2)乙醇易揮發(fā),易燃使用溶劑量少,可連續(xù)萃取(萃取效率高)(3)乙醇沸點低,易濃縮AC(4)單寧酸水(5)升華解析(1)將茶葉研細是為了增加固液接觸面積,使提取充分。為了防止暴沸,需要加入沸石。(2)乙醇容易揮發(fā),且易燃燒。根據(jù)所給萃取的原理和裝置,可知該種萃取方法中萃取劑可以連續(xù)使用,萃取效率高。(3)乙醇的沸點比水的低,蒸餾濃縮更容易;直形冷凝管便于餾分液體流出,故A項正確,B項錯誤。(4)因為茶葉中含有單寧酸,故加入生石灰可以中和單寧酸,且生石灰可與水反應(yīng),從而達到吸收水的目的。(5)固體直接轉(zhuǎn)化為氣體,屬于升華。2.答案(1)(球形)干燥管吸收通入空氣中的二氧化碳和水蒸氣(2)bde(3)吸收多余的SO2(4)①取少量泡銅置于試管中,加入適量稀硫酸,若溶液呈藍色說明泡銅中含有Cu2O②通入氣體點燃酒精燈CO+CuOCu+CO2(5)1.84解析(1)儀器a的名稱是球形干燥管,堿石灰的作用是吸收通入空氣中的二氧化碳和水蒸氣。(2)灼燒黃銅礦產(chǎn)生的氣體是二氧化硫。a.HNO3溶液可以氧化二氧化硫,但是沒有明顯的現(xiàn)象,且會產(chǎn)生不能被氫氧化鈉溶液吸收的污染性氣體NO,故不選a;b.二氧化硫氣體可以漂白品紅溶液,故選b;c.二氧化硫氣體不與BaCl2溶液反應(yīng),故不選c;d.二氧化硫與溴可發(fā)生氧化還原反應(yīng),使溴水褪色,故選d;e.二氧化硫與酸性KMnO4溶液可發(fā)生氧化還原反應(yīng),使酸性高錳酸鉀褪色,故選e。(3)C中NaOH溶液是用來吸收多余的二氧化硫氣體,防止污染環(huán)境。(4)①因為銅排在氫后面,不與稀硫酸反應(yīng),而Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)生成Cu和CuSO4,所以可以用稀硫酸驗證;具體方案是取少量泡銅置于試管中,加入適量稀硫酸,若溶液呈藍色,說明泡銅中含有Cu2O。②實驗開始之前先除掉裝置中的空氣,再加熱,否則CO與空氣混合加熱可能會引起爆炸;因此步驟為組裝儀器→檢查裝置氣密性→加裝藥品→通入氣體→點燃酒精燈→…→尾氣處理。CO還原Cu2O的化學(xué)方程式為CO+CuOCu+CO2。(5)根據(jù)關(guān)系式進行計算:CuFeS2~Cu2+~H2Y21mol 1mol 1moln(CuFeS2) cV×103×200解得n(CuFeS2)=cV×102mol,則CuFeS2的純度為cV×10-2mol3.答案(1)①2CaO2+4HCl2CaCl2+2H2O+O2↑②H2O2(2)①d→e→f→b→c→e(或d→e→f→c→b→e)②熄滅酒精燈,待反應(yīng)管冷卻至室溫,停止通入氧氣,并關(guān)閉分液漏斗的活塞(3)①中和生成的氫離子,促進反應(yīng)進行(或使溶液呈堿性,減少CaO2·8H2O的溶解,或提高產(chǎn)品的產(chǎn)率等其他合理答案)②燒杯、漏斗、玻璃棒沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀,讓水自然流下,重復(fù)2~3次(4)在FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不顯紅色,再加入少量CaO2粉末,溶液變紅色,說明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性強解析(1)①CaO2與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CaCl2、H2O和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaO2+4HCl2CaCl2+2H2O+O2↑;②加入石蕊后溶液褪色可能是因為溶液a中存在較多的H2O2,該物質(zhì)具有氧化性,能將紅色的物質(zhì)氧化變?yōu)闊o色。(2)①用H2O2與MnO2反應(yīng)產(chǎn)生O2,用濃硫酸干燥氧氣,然后是氧氣與Ca在加熱時發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CaO2,為防止空氣中的水分影響反應(yīng)產(chǎn)物,應(yīng)該再連接盛有濃硫酸的洗氣瓶。故裝置的連接順序是d→e→f→b→c→e(或d→e→f→c→b→e)。②根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:Ⅰ.檢驗裝置的氣密性后裝入藥品;Ⅱ.打開分液漏斗活塞,通入氣體一段時間,加熱藥品;Ⅲ.反應(yīng)結(jié)束后,熄滅酒精燈,待反應(yīng)管冷卻至室溫,停止通入氧氣,并關(guān)閉分液漏斗的活塞;Ⅳ.拆除裝置,取出產(chǎn)物。(3)①根據(jù)反應(yīng)的離子方程式可知NH3與反應(yīng)產(chǎn)生的H+結(jié)合形成NH4+,所以NH3在Ca2+和H2O2的反應(yīng)過程中所起的作用是中和生成的氫離子,促進反應(yīng)進行。②反應(yīng)結(jié)束后,經(jīng)過濾、洗滌、低溫烘干可獲得CaO2·8H2O,過濾所需要的玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒。將沉淀進行洗滌的操作為沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水至浸沒沉淀,讓水自然流下,重復(fù)2~3次。(4)要證明CaO2的氧化性比FeCl3的氧化性強,可在FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不顯紅色,再加入少量CaO2粉末,溶液變紅色,說明CaO2的氧化性比FeCl34.答案(1)濃氨水球形干燥管(2)裝置F中溶液會產(chǎn)生倒吸或缺少尾氣處理裝置(3)ab(4)裝置F中幾乎不再產(chǎn)生氣泡(5)取最后的一次洗滌液于試管中,滴加AgNO3溶液,若無白色沉淀,則證明氮化鎵固體已洗滌干凈(6)GaN+OH+H2OGaO2-+NH3解析(1)根據(jù)題中信息可知,裝置A制取氫氣,裝置C制取氨氣;由于是不需要加熱條件下的液體與固體作用制氨氣,故儀器X中的試劑是濃氨水,儀器Y的名稱是球形干燥管。(2)因過量的氨氣進入裝置F與稀硫酸反應(yīng),裝置F中的溶液會產(chǎn)生倒吸;同時該裝置缺少尾氣處理裝置。(3)步驟①中選擇NiCl2溶液,NiCl2溶液在加熱時,先轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,后分解為NiO,增大接觸面積,增大化學(xué)反應(yīng)速率,且能使NiO被還原生成的鎳均勻附著在鎵粉的表面,提高催化效率。(4)步驟③中制備氮化鎵的反應(yīng)為2Ga+2NH32GaN+3H2,氨氣極易溶于水,氫氣不溶于水,故判斷該反應(yīng)接近完成時觀察到的現(xiàn)象是裝置F中幾乎不再產(chǎn)生氣泡。(5)步驟⑤中檢驗產(chǎn)品氮化鎵固體是否洗滌干凈,即檢驗洗滌液中是否還含有Cl,操作為取最后的一次洗滌液于試管中,滴加AgNO3溶液,若無白色沉淀,則證明產(chǎn)品氮化鎵固體已洗滌干凈。(6)鎵元素與鋁同族,其性質(zhì)與鋁類似,則氮化鎵溶