高考化學二輪復習 專題能力訓練12 綜合實驗探究（含解析）-人教版高三化學試題

專題能力訓練十二綜合實驗探究非選擇題(共4小題,共100分)1.(2019河南高三模擬)(25分)摩爾鹽的成分為(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(M=392g·mol-1),常作氧化還原滴定劑。學校購買了一批摩爾鹽樣品(假設雜質不參與反應),某學習小組擬設計實驗方案測定其純度:方案1:沉淀法。甲同學準確稱量一定質量樣品溶于適量的蒸餾水,滴加適量BaCl2溶液至SO42-(1)檢驗SO42-是否完全沉淀的操作是

方案2:滴定法。乙同學準確稱取mg摩爾鹽樣品溶于蒸餾水配制成250mL溶液,量取25.00mL所配制溶液放入錐形瓶中,滴加適量的稀硫酸,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液的體積為VmL。(2)用KMnO4溶液滴定時應選用(填“酸式”或“堿式”)滴定管,寫出滴定反應的離子方程式:

。

(3)該樣品的純度為。

(4)若用待測液潤洗錐形瓶,測得結果(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

方案3:量氣法。丙同學準確稱量4.0g樣品按下圖所示裝置進行實驗。(5)①橡膠管L的作用是

。

②B中液體可以是(填字母)。

a.飽和食鹽水b.四氯化碳c.煤油 d.飽和氯化銨溶液③當A中樣品完全反應后,待裝置冷卻至室溫,測得NH3的體積為448mL(已折合成標準狀況)。根據上述數據計算,該產品的純度為。

答案:(1)靜置后,在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液,若無沉淀產生,證明SO4(2)酸式MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2(3)1960cV(4)偏高(5)①平衡壓強,使分液漏斗中溶液順利滴下,同時減小滴入液體排出氣體體積對實驗結果的影響②bc③98%解析:(1)檢驗SO42-(2)高錳酸鉀為強氧化性物質,不能使用堿式滴定管盛裝,否則會腐蝕橡膠管,應使用酸式滴定管盛裝,滴定時發(fā)生反應的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2(3)25.00mL溶液消耗的KMnO4為cV1000mol,依據方程式可知Fe2+為cV200mol,原250mL溶液中含有Fe2+為cV20mol,即摩爾鹽的物質的量也為cV20mol,其質量為392cV20g,純度為(4)若用待測液潤洗錐形瓶,消耗標準液的體積會變大。(5)①橡膠管L可以平衡壓強,使分液漏斗中溶液順利滴下,同時也可以減少因滴入液體排出氣體體積對實驗結果的影響。②該實驗中滴入燒堿溶液產生的氣體為氨氣,故所選用液體不能與氨氣反應,也不能溶解氨氣。③標準狀況下NH3的體積為448mL,物質的量為0.02mol,依據原子守恒可知摩爾鹽為0.01mol,其質量為3.92g,純度為3.92g÷4.0g×100%=98%。2.(25分)某研究學習小組要制備一種在水中溶解度很小的黃色化合物[Fex(C2O4)y·zH2O],并用滴定法測定其組成。已知H2C2O4在溫度高于90℃時易發(fā)生分解。實驗操作如下:步驟一:將圖甲分液漏斗中的草酸溶液滴入錐形瓶內,可生成黃色沉淀;步驟二:稱取黃色產物0.841g放入錐形瓶中,加入足量的硫酸并水浴加熱至70~85℃。待固體全部溶解后,用膠頭滴管吸出一滴溶液點在點滴板上,用鐵氰化鉀溶液檢驗,無藍色沉淀產生;步驟三:用0.080mol·L-1KMnO4標準液滴定步驟二所得的溶液;步驟四:向步驟三滴定后的溶液中加入足量Zn粉和硫酸,幾分鐘后用膠頭滴管吸出一滴點在點滴板上,用KSCN溶液檢驗,若不顯紅色,過濾除去Zn粉,并用稀硫酸洗滌Zn粉,將洗滌液與濾液合并,用0.0800mol·L-1KMnO4標準液滴定,用去高錳酸鉀標準液10.00mL。(1)步驟一中將沉淀從反應混合物中分離出來的操作名稱是。

(2)步驟二中水浴加熱并控制溫度70~85℃的理由是,加鐵氰化鉀溶液無藍色沉淀產生,此操作的目的是。

(3)步驟三盛裝KMnO4標準液的滴定管在滴定前后的液面如圖乙所示,則消耗KMnO4標準液的體積為,該滴定管為(填“酸式”或“堿式”)滴定管。

(4)步驟四中滴定時發(fā)生反應的離子方程式為。若不合并洗滌液,則消耗KMnO4標準液的體積將(填“增大”“減小”或“不變”)。由以上數據計算黃色化合物的化學式為。

答案:(1)過濾(2)加快固體溶解,同時防止草酸分解用鐵氰化鉀溶液檢驗Fe2+的存在,防止Fe2+干擾草酸的測定(3)25.00mL酸式(4)MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O減小Fe4(C2O4)5·10H2解析:(1)分離固體和液體的操作是過濾。(2)由于H2C2O4在溫度高于90℃時易發(fā)生分解,所以需要水浴加熱并控制溫度至70~85℃,同時可加快固體溶解。用鐵氰化鉀溶液檢驗Fe2+的存在,以防止Fe2+干擾草酸的測定。(3)由圖乙可知,消耗高錳酸鉀溶液的體積為25.80mL-0.80mL=25.00mL;滴定液是高錳酸鉀標準溶液,該溶液具有強氧化性,只能選用酸式滴定管。(4)步驟四是用高錳酸鉀溶液滴定Fe2+,滴定時反應的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O;洗滌液中殘留少許Fe2+,若不合并洗滌液,則消耗KMnO4標準液的體積將減少;根據離子方程式MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,可知關系式MnO4-~5Fe2+,其中n(MnO4-)=0.0800mol·L-1×0.01L=0.0008mol,即n(Fe2+)=0.0008mol×5=0.0040mol,則樣品中n(Fe)=0.0040mol。步驟三中,根據方程式:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO42MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可得到轉化關系:2KMnO4~5H2C2O4,即n(H2C2O4)=52n(KMnO4)=0.0800mol·L-1×0.025L×52=0.005mol,則樣品中含草酸根離子的物質的量為0.005mol。根據質量守恒定律可知,0.841g樣品中結晶水的物質的量為0.841g-0.0040mol×56g·mol-1-0.005mol×88g·mol-118g3.(2019河北唐山一中高三沖刺卷)(25分)三硫代碳酸鈉(Na2CS3)常用作殺菌劑、沉淀劑。某小組設計實驗探究三硫代碳酸鈉的性質并測定其溶液的濃度。實驗1:探究Na2CS3的性質。步驟操作及現(xiàn)象①取少量Na2CS3固體溶于蒸餾水配制成溶液并分成兩等份②向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液,溶液變紅色③向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去(1)H2CS3是(填“強”或“弱”)酸。

(2)已知步驟③的氧化產物是SO42-,寫出該反應的離子方程式: (3)某同學取步驟③所得溶液放入試管中,滴加足量鹽酸、BaCl2溶液產生白色沉淀,他認為通過測定產生的白色沉淀的質量即可求出實驗所用Na2CS3的量,你是否同意他的觀點并說明理由:

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實驗2:測定Na2CS3溶液的濃度。按如圖所示連接好裝置,取50mLNa2CS3溶液置于A中,打開儀器d的活塞,滴入足量2.0mol·L-1稀硫酸,關閉活塞。已知:Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑;CS2和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸點為46℃,與CO2某些性質相似,與NaOH反應生成Na2COS2和H2O。(4)盛放Na2CS3溶液的儀器名稱是,B中發(fā)生反應的離子方程式是。(5)反應結束后打開活塞K,再緩慢通入熱N2一段時間,其目的是。(6)為了計算Na2CS3溶液的濃度,對B中混合物進行過濾、洗滌、干燥、稱重,得19.2g固體,則A中Na2CS3的物質的量濃度為。

(7)分析上述實驗方案,還可以通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度,若反應結束后將通熱N2改為通熱空氣,計算值(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

答案:(1)弱(2)5CS32-+24MnO4-+52H+5CO2↑+15SO4(3)不同意,因為KMnO4溶液用硫酸酸化,含有SO4(4)三頸燒瓶Cu2++H2SCuS↓+2H+(5)將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中,使其被完全吸收(6)4.0mol·L-1(7)偏高解析:(1)根據實驗中信息:向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液,溶液變紅色,說明Na2CS3為強堿弱酸鹽,水解使溶液呈堿性,故H2CS3是弱酸。(2)已知步驟③向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,氧化產物是SO42-,還原產物為Mn2+,同時應產生二氧化碳氣體,根據氧化還原反應原理進行配平得該反應的離子方程式為5CS32-+24MnO4-+52H+5CO2(3)某同學取步驟③所得溶液加入試管中,滴加足量鹽酸、BaCl2溶液產生白色沉淀,但因為KMnO4溶液用硫酸酸化,含有SO42-,會引起實驗誤差,故根據白色沉淀的質量不能求出實驗所用Na2(4)根據儀器的結構可知,盛放無水CaCl2的儀器的名稱是干燥管,A中發(fā)生反應Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑,氣體進入B中,H2S與硫酸銅反應生成硫化銅沉淀和硫酸,故B中發(fā)生反應的離子方程式是Cu2++H2SCuS↓+2H+。(5)反應結束后打開活塞K,再緩慢通入熱N2一段時間,將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中,使其被完全吸收。(6)為了計算Na2CS3溶液的濃度,對B中混合物進行過濾、洗滌、干燥、稱重,得19.2g固體,n(H2S)=n(CuS)=19.2g96g·mol-1=0.2mol,根據反應Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2S↑,可知n(Na2CS3)=n(H2S)=0.2mol,則A中Na2(7)分析上述實驗方案,還可以通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度,若反應結束后將通熱N2改為通熱空氣,空氣中含有的CO2能被氫氧化鈉溶液吸收,導致C中的質量偏大,從而使求得的Na2CS3的物質的量偏大,因此通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度時,計算值偏高。4.(2019山東濰坊高三一模)(25分)FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學小組同學在實驗室里用如下兩種方法來制備無水FeCl2。有關物質的性質如下:物質C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2(二氯苯)FeCl3FeCl2溶解性不溶于水,易溶于苯、乙醇不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水熔點/℃-4553易升華沸點/℃132173——請回答下列問題:(1)利用反應2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉化率。按上圖裝置,在三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯。打開K1、K2,關閉K3,通一段時間H2后關閉K2,控制三頸燒瓶內反應溫度在128~139℃,反應一段時間。反應完成后打開K2再通氫氣一段時間。①儀器a的名稱是,裝置B中盛裝的試劑是。

②反應后再通入H2的目的是

。

③冷卻實驗裝置,將三頸燒瓶內物質倒出,經過濾、用苯洗滌、干燥后,得到粗產品,回收濾液中C6H5Cl的操作方法是。

④反應后將錐形瓶中溶液配成250mL溶液,取25.00mL所配溶液,用0.4mol·L-1NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液23.60mL,則氯化鐵的轉化率為。

(2)打開K1、K3,關閉K2,通氫氣與氯化鐵反應制取無水FeCl2。①寫出反應的化學方程式:。

②實驗制得FeCl2后并防止氧化的操作是。

③請指出該制備方法的缺點:。

答案:(1)①球形冷凝管無水CaCl2(或硅膠、P2O5)②將反應器中的HCl氣體全部排入錐形瓶內,使其被充分吸收③蒸餾濾液,并收集132℃的餾分④94.4%(2)①H2+2FeCl32FeCl2+2HCl②先熄滅酒精燈,再繼續(xù)通入氫氣一段時間③氯化鐵易升華,轉化率低;導管易堵塞解析:(1)①儀器a的名稱為球形冷凝管,裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶中影響實驗,其中的干燥劑不能吸收HCl,因為最后的尾氣處理中用水吸收氯化氫,得到副產品鹽酸,通過用NaOH溶液滴定鹽酸來測定FeCl3的轉化率,故盛放的試劑可以是無水CaCl2,或其他不與HCl反應的試劑,如P2O5或硅膠等。②反應后再通入H2,可將反應器中的HCl氣體全部吹入裝置C,使其被充分吸收,操作更規(guī)范,同時使后續(xù)測量氯化鐵轉化率更精準。③由題中表格所給數據可知,C6H5Cl的沸點為132℃,C6H4Cl2的沸點為173℃,利用沸點不同回收濾液中C6H5Cl可采用蒸餾法,即蒸餾濾液,收集132℃的餾分。④NaOH與HCl按物質的量之比為1∶1完全反應,則NaOH溶液滴定的鹽酸中HCl的物質的量=0.4mol·L-1×23.60×10-3L=9.44×10-3mol,則錐形瓶內鹽酸中HCl的物質的量=250mL2