2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題十四實驗設(shè)計與探究實驗強化練含解析

PAGE9-專題強化練(十四)1．(2024·深圳第一次調(diào)研)堿式氯化銅為綠色或墨綠色結(jié)晶性粉末，難溶于水，溶于稀酸和氨水，在空氣中非常穩(wěn)定。Ⅰ.模擬制備堿式氯化銅。向CuCl2溶液中通入NH3和HCl，調(diào)整pH至5.0～5.5，限制反應(yīng)溫度于70～80℃，試驗裝置如圖1所示(部分夾持裝置已省略)。圖1(1)儀器X的名稱是____________，其主要作用有導(dǎo)氣、________。(2)試驗室利用裝置A制NH3，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________。(3)反應(yīng)過程中，在三頸燒瓶內(nèi)除視察到溶液藍(lán)綠色褪去，還可能視察到的現(xiàn)象是________________________、________________、______________。(4)若體系NH3過量會導(dǎo)致堿式氯化銅的產(chǎn)量________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。(5)反應(yīng)結(jié)束后，將三頸燒瓶中的混合物過濾，從濾液中還可以獲得的副產(chǎn)品是________(填化學(xué)式)，經(jīng)提純得產(chǎn)品無水堿式氯化銅。Ⅱ.無水堿式氯化銅組成的測定。稱取產(chǎn)品4.290g，加硝酸溶解，并加水定容至200mL，得到待測液。mol·L－1。則稱取的樣品中n(Cu2＋)＝______mol。(7)采納沉淀滴定法測定氯：用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的AgNO3，試驗如圖2：圖2①滴定時，應(yīng)選用下列哪種物質(zhì)作為指示劑________(填字母)。A．FeSO4B．Fe(NO3)3C．FeCl3mL。則稱取的樣品中n(Cl－)________mol。(8)依據(jù)上述試驗結(jié)果可推知無水堿式氯化銅的化學(xué)式為________。解析：Ⅰ.(1)儀器X的名稱是球形干燥管，其主要作用有導(dǎo)氣、防止倒吸。(2)試驗室制取氨氣的化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up14(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(3)在三頸燒瓶內(nèi)，氯化銅，氨氣和氯化氫氣體反應(yīng)制取堿式氯化銅，堿式氯化銅為綠色或墨綠色結(jié)晶性粉末，難溶于水，故試驗現(xiàn)象為①溶液中有大量墨綠色固體產(chǎn)生；由于通入的氯化氫氣體和氨氣相遇產(chǎn)生氯化銨，故試驗現(xiàn)象②三頸燒瓶中有白煙生成；干燥管中充溢了氨氣和氯化氫氣體，反應(yīng)后氣體的壓強快速減小，故試驗現(xiàn)象③干燥管中有液體先上升后下降的現(xiàn)象。(4)若NH3過量，會導(dǎo)致氨水濃度增大，會使堿式氯化銅有損耗，故導(dǎo)致堿式氯化銅的產(chǎn)量偏低。(5)該反應(yīng)為氯化銅，氨氣和氯化氫反應(yīng)，氨氣會和氯化氫反應(yīng)生成氯化銨，作為副產(chǎn)物。Ⅱ.(6)20.00mL待測液，Cu2＋濃為0.2000mol·L－1，則銅離子的物質(zhì)的量為0.2mol·L－1×0.02L＝0.004mol，樣品中所含銅離子的物質(zhì)的量為0.004mol×10＝0.04000mol或0.04mol。(7)①用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的AgNO3，到達(dá)滴定終點，用三價鐵離子檢驗硫氰根離子，可以運用硝酸鐵，不能運用氯化鐵，因為氯化鐵會和硝酸－1的NH4SCN的物質(zhì)的量等于0.1mol·L－1×0.01L＝0.001mol，由NH4SCN～AgNO3可知，未反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量等于0.001mol，共加入30mL0.1mol·L－1的硝酸銀，則與氯離子反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量等于0.03L×0.1mol·L－1－0.001mol＝0.002mol，Cl－～Ag＋，n(Cl－)＝0.002mol，樣品配成的是200mL溶液，滴定只取了20mL，樣品中的氯離子是0.002mol×10＝0.02mol。(8)測定無水堿式氯化銅組成時，稱取產(chǎn)品4.290g，已知銅離子的物質(zhì)的量為0.04mol，氯離子的物質(zhì)的量為0.02mol，假設(shè)無水堿式氯化銅的化學(xué)式為Cu2(OH)xCl，可知無水堿式氯化銅的物質(zhì)的量為0.02mol，摩爾質(zhì)量為eq\f(4.290g,0.02mol)＝214.5g·mol－1，則64×2g·mol－1＋17xg·mol－1＋35.5g·mol－1＝214.5g·mol－1，解得x＝3，故無水堿式氯化銅的化學(xué)式為Cu2(OH)3Cl。答案：Ⅰ.(1)球形干燥管防倒吸(2)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up14(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(3)溶液中有大量墨綠色固體產(chǎn)生三頸燒瓶中有白煙生成干燥管中有液體先上升后下降的現(xiàn)象(4)偏低(5)NH4ClⅡ.(6)0.04000(或0.04)(7)①B②0.02000(或0.02)(8)Cu2(OH)3Cl2．(2024·佛山質(zhì)檢)DCCNa(二氯異氰尿酸鈉)固體是一種高效、平安的消毒劑。20℃以上易溶于水。(CNO)3H3(氰尿酸)為三元弱酸。Ⅰ.制備DCCA(二氯異氰尿酸)。裝置如圖，主要反應(yīng)有：堿溶(CNO)3H3＋2NaOH=(CNO)3Na2H＋2H2OΔH<0氯化(CNO)3Na2H＋2Cl2=(CNO)3Cl2H＋2NaClΔH<0回答下列問題：(1)裝置C中的溶液是__________________________________，作用為_______________________________________________。(2)裝置A中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________。(3)裝置B用冰水浴的緣由是___________________________________________________________________________________，堿溶時若氫氧化鈉過量，(CNO)3Na2H中可能混有的雜質(zhì)是______________。Ⅱ.制備DCCNa。(4)步驟Ⅱ中“過濾洗鹽”洗去的鹽是________。(5)“中和”反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________。(6)氧元素含量的測定：稱取0.1000gDCCNa樣品，加入肯定量醋酸溶液溶解，樣品中的氯元素全部轉(zhuǎn)化成HClO，再加入足量的KI溶液，用淀粉作指示劑，用0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的碘，消耗VmL。已知：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)，樣品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%(用含V的代數(shù)式表示)。解析：由圖中裝置和試驗藥品可知，A裝置為氯氣發(fā)生裝置，B裝置發(fā)生氯化反應(yīng)生成DCCA，C裝置用于尾氣處理，汲取多余的氯氣。利用DCCA生產(chǎn)DCCNa先將B中產(chǎn)物主要成分為DCCA和NaCl的混合物進行過濾洗鹽，得到DCCA，DCCA與氫氧化鈉反應(yīng)得到DCCNa，再經(jīng)過冷卻結(jié)晶，過濾干燥得到產(chǎn)品DCCNa，以此分析。Ⅰ.(1)由上述分析可知C裝置用于尾氣處理，汲取多余的氯氣，防止污染空氣，試劑為氫氧化鈉溶液。(2)A裝置為氯氣發(fā)生裝置，離子反應(yīng)為2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。(3)由已知反應(yīng)可知裝置B中反應(yīng)ΔH<0，該反應(yīng)放熱，冰水浴可降溫促進反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，同時降低溫度可降低產(chǎn)品溶解度；(CNO)3H3(氰尿酸)為三元弱酸，則堿溶時若氫氧化鈉過量，則會生成產(chǎn)物(CNO)3Na3。Ⅱ.(4)B中產(chǎn)物主要成分為DCCA和NaCl的混合物，則過濾洗鹽洗去的鹽是NaCl。(5)DCCA與氫氧化鈉反應(yīng)得到DCCNa化學(xué)方程式為(CNO)3Cl2H＋NaOH=(CNO)3Cl2Na＋H2O。(6)DCCNa樣品，加入肯定量醋酸溶液溶解，樣品中的氯元素全部轉(zhuǎn)化成HClO，再加入足量的KI溶液，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的碘，則關(guān)系＝n(HClO)＝eq\f(1,2)n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝eq\f(V,1000)L×0.1mol·L－1×eq\f(1,2)＝eq\f(V,20000)mol，則樣品中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(\f(V,20000)mol×35.5g·mol－1,0.1g)×100%＝1.775V%。答案：Ⅰ.(1)氫氧化鈉溶液汲取多余氯氣，防止污染空氣(2)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O(3)該反應(yīng)放熱，冰水浴可降溫促進反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，同時降低產(chǎn)品溶解度(CNO)3Na3Ⅱ.(4)NaCl(5)(CNO)3Cl2H＋NaOH=(CNO)3Cl2Na＋H2O(6)1.775V3．(2024·茂名其次次模擬)二甲基砜是合成人體膠原蛋白的必要物質(zhì)。試驗室用二甲基硫醚為原料合成二甲基砜的新方法為：反應(yīng)?。?CH3)2S＋H2O2→(CH3)2SO＋H2O反應(yīng)ⅱ：___________________________________________。物理性質(zhì)二甲基硫醚(CH3)2S二甲基亞砜(CH3)2SO二甲基砜(CH3)2SO2密度0.85g·cm－31.10g·cm－3—熔點/沸點－83.2℃/37．5℃18.4℃/189℃111℃/238℃溶解性不溶于水易溶于水、乙醇易溶于水、乙醇詳細(xì)流程如下：回答下列問題：(1)反應(yīng)裝置如圖所示，儀器B的名稱是____________，其作用是__________。(2)第①步反應(yīng)溫度不高于40℃的緣由是_______________________________________________________________________；該步驟反應(yīng)完全的現(xiàn)象是_______________________________。(3)第②步先將A中滴加剩余的H2O2全部加入三頸燒瓶中，然后加熱發(fā)生反應(yīng)ⅱ。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________。(4)第③步的試驗操作為______________、過濾、低溫干燥，得到二甲基砜產(chǎn)品。(5)二甲基砜傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是由HNO3氧化(CH3)2S生成(CH3)2SO，然后用NaOH中和、精餾，制得精品(CH3)2SO，最終再經(jīng)氧化制得(CH3)2SO2。該新方法與傳統(tǒng)硝酸氧化法比的優(yōu)點有_______________________________________________________________________________________________(至少回答2點)。(6)該試驗中制得二甲基砜19.176g。二甲基砜的產(chǎn)率為________。解析：由題中信息可知，二甲基硫醚和過氧化氫在肯定的條件下發(fā)生反應(yīng)可以生成二甲基亞砜和二甲基砜，反應(yīng)分兩步進行，通過限制溫度得以實現(xiàn)。充分反應(yīng)后，冷卻結(jié)晶、過濾、低溫干燥，得到二甲基砜產(chǎn)品。(1)儀器B是球形冷凝管。由于二甲基硫醚的沸點為37.5℃，易揮發(fā)，因此，冷凝管的作用是冷凝回流。(2)由表可知二甲基硫醚的沸點為37.5℃，限制溫度在40℃以下為了削減二甲基硫醚的揮發(fā)，過氧化氫受熱易分解，限制較低的溫度有利于削減過氧化氫分解，另外，限制較低的溫度也有利于限制化學(xué)反應(yīng)速率，防止反應(yīng)過于猛烈；二甲基硫醚不溶于水，二甲基亞砜溶于水，則反應(yīng)結(jié)束后溶液不分層。(3)二甲基亞砜(CH3)2SO和H2O2反應(yīng)生成二甲基砜(CH3)2SO2，＋H2O。(4)二甲基砜(CH3)2SO2的熔點為111℃，防止二甲基砜熔化，應(yīng)采納冷卻結(jié)晶法。(5)相比傳統(tǒng)方法，新方法試劑少、步驟少、雜質(zhì)少、污染少、條件易限制。(6)二甲基硫醚物質(zhì)的量為n＝eq\f(ρV,M)＝eq\f(0.85g·mL－1×18.6mL,62g·mol－1)＝0.255mol，由方程式可知關(guān)系式為(CH3)2S～－1＝23.97g，產(chǎn)率＝eq\f(實際產(chǎn)量,理論產(chǎn)量)×100%＝eq\f(19.176g,23.97g)×100%＝80%。答案：(1)球形冷凝管冷凝回流(2)防止反應(yīng)過于猛烈，并能削減二甲基硫醚的揮發(fā)和過氧化氫的分解溶液不分層(3)(CH3)2SO＋H2O2eq\o(→,\s\up14(120℃))(CH3)2SO2＋H2O(4)冷卻結(jié)晶(5)試劑少、步驟少、雜質(zhì)少、污染少、條件易限制等合理答案(6)80%4．(2024·合肥線上考試)試驗室利用如圖裝置探究SO2還原CuO，并進一步檢測產(chǎn)物含量。已知：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。回答下列相關(guān)問題：Ⅰ.SO2還原CuO的探究。(1)裝置B中宜放入的試劑為__________，消膜泡的作用是____。(2)運用98%的H2SO4溶液制備SO2的速率明顯小于運用65%的H2SO4溶液制備SO2，緣由是_______________________________________________________________________________________。(3)充分反應(yīng)后，黑色固體變?yōu)榧t色。取C中適量的產(chǎn)物，加水后溶液顯藍(lán)色并有紅色沉淀物，取紅色沉淀物滴加鹽酸，溶液又呈藍(lán)色并仍有少量紅色不溶物，由此可以得出SO2與CuO反應(yīng)的方程式為______________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.生成物中CuSO4含量檢測。(4)用“碘量法”測定產(chǎn)物中CuSO4含量。取mg固體溶解于水配制為250mL溶液，取20.00mL溶液滴加幾滴稀硫酸，再加入過量KI溶液，以淀粉為指示劑用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，相關(guān)化學(xué)反應(yīng)為2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2，I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。①Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液易變質(zhì)，滴定前須要標(biāo)定。配制該溶液時須要的玻璃儀器有燒杯、__________、玻璃棒和試劑瓶。②若消耗0.1000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，則產(chǎn)物中CuSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用含m、V的代數(shù)式表示)。③CuI沉淀物對Ieq\o\al(－,3)具有強的吸附實力，由此會造成CuSO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定值________(填“偏大”或“偏小”)。為削減試驗誤差，滴定過程中，常在接近終點時加入KSCN，使CuI轉(zhuǎn)化為溶解度更小的CuSCN，該沉淀物對Ieq\o\al(－,3)吸附實力極弱，KSCN加入太早，I2的濃度較大，I2會將SCN－氧化生成SOeq\o\al(2－,4)和ICN，該反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________________。解析：試驗室一般用中等濃度的硫酸和亞硫酸鹽反應(yīng)制備SO2，所以裝置A是制備SO2的裝置，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑，制備的SO2中含有水蒸氣，應(yīng)用濃硫酸干燥，消膜泡防止B中的濃硫酸被SO2的氣流吹入C裝置中，＋SO2eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋Cu2O，多余的SO2被NaOH溶液汲取，D裝置是尾氣處理裝置。Ⅰ.(1)制備SO2時含有水蒸氣雜質(zhì)，應(yīng)用濃硫酸干燥，所以裝置B中放入濃硫酸，目的是除去水蒸氣；消膜泡所起的主要作用是防止B中的濃硫酸被SO2的氣流吹入C裝置中。(2)制取SO2的反應(yīng)實質(zhì)是氫離子和亞硫酸根離子反應(yīng)，98%的硫酸溶液中溶質(zhì)主要是硫酸分子，而氫離子濃度較小，所以反應(yīng)速率較小。(3)依據(jù)信息，可以得出產(chǎn)物有硫酸銅和氧化亞銅，其反應(yīng)方程式為3CuO＋SO2eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋Cu2O。Ⅱ.(4)①標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定前須要標(biāo)定，不須要特殊精準(zhǔn)體積的容量瓶，所以配制Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時須要的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒＋4I－=2CuI↓＋I2，I2＋I－Ieq\o\al(－,3)，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－，可以得出關(guān)系式：Cu2＋～S2Oeq\o\al(2－,3)，n(Cu2＋)＝n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝(0.1000×V××100%。③因為CuI沉淀對Ieq\o\al(－,3)具有強的吸附實力，會造成碘單質(zhì)實際消耗量偏少，由此造成硫酸銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定值偏??；依據(jù)氧化還原反應(yīng)特點，可以得出碘單質(zhì)與硫氰化鉀之間的離子反應(yīng)方程式為SCN－＋4I2＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋7I－＋ICN＋8H＋。答案：(1)濃硫酸防止B中液體被吹入裝置C中(2)98%的H2SO4溶液中c(H＋)較小，反應(yīng)速率較小(3)3CuO＋SO2eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋Cu2O＋4I2＋4H2O=SOeq\o\al(2－,4)＋7I－＋ICN＋8H＋5．(2024·瀘州第三次質(zhì)檢)一水硫酸四氨合銅晶體[Cu(NH3)4SO4·H2O，相對分子質(zhì)量為246]是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體。常溫下該物質(zhì)可溶于水，難溶于乙醇。某化學(xué)愛好小組通過以下試驗制備一水硫酸四氨合銅晶體并測定其純度?；卮鹣嚓P(guān)問題：Ⅰ.試驗室制取CuSO4溶液。方案?。恒~與濃硫酸加熱制備。方案ⅱ：將銅粉在空氣中充分加熱至完全變黑，再加稀硫酸即可得到硫酸銅溶液。(1)請寫出方案ⅰ反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________________________________，其缺點是_____________________________________(寫1點)。(2)實際生產(chǎn)中方案ⅱ常有紫紅色固體未反應(yīng)，猜想緣由可能是____________________________________________________________________________________________________________。(3)基于此，試驗進行了改進，其中一種方案是在硫酸和銅的反應(yīng)容器中滴加H2O2溶液，視察到的現(xiàn)象是______________________________________________________________(寫1點)。H2O2的沸點為150.2℃。為加快反應(yīng)須要提高H2O2溶液的濃度，可通過下圖將H2O2稀溶液濃縮，冷水入口是________(填“a”或“b”)，增加減壓設(shè)備的目的是__________________________________________________________________________________________。Ⅱ.一水硫酸四氨合銅晶體的制備。(4)硫酸銅溶液含有肯定的硫酸，呈酸性，加入適量NH3·H2O調(diào)整溶液pH，產(chǎn)生淺藍(lán)色沉淀，已知其成分為Cu2(OH)2SO4，試寫誕生成此沉淀的離子反應(yīng)方程式：____________________________________________________________________________。(5)接著滴加NH3·H2O，會轉(zhuǎn)化成深藍(lán)色溶液。從深藍(lán)色溶液中析出深藍(lán)色晶體的簡便試驗是滴加_______________________。Ⅲ.產(chǎn)品純度的測定。(6)精確稱取mg晶體，加適量水溶解，然后逐滴加入足量NaOH溶液，通入水蒸氣將氨全部蒸出，用V1mL0.200mol·L－1的鹽酸完全汲取。以甲基橙作指示劑，用0.200mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mLNaOH溶液。產(chǎn)品純度的表達(dá)式為____________________________________________________________________________________________________________。解析：Ⅰ.(1)方案ⅰ銅與濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水，化學(xué)方程式Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，其缺點是會產(chǎn)生有污染的SO2氣體(或硫酸利用率比較低或不節(jié)能)。(2)實際生產(chǎn)中方案ⅱ常有紫紅色固體未反應(yīng)，猜想緣