2025版高三化學(xué)二輪專項復(fù)習(xí) 專題七 主觀題突破　3

1．(2024·江西上饒統(tǒng)考一模)草酸(H2C2O4)又名乙二酸，是一種有機酸，易溶于水，廣泛存在于植物源食品中。(1)在濃硫酸催化作用下，用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸，實驗裝置如圖所示：①儀器A的名稱為________。②葡萄糖溶液可由淀粉水解得到。水解反應(yīng)方程式為____________________________，該實驗中證明淀粉已經(jīng)完全水解的實驗操作及現(xiàn)象是________________________。③55℃～60℃時，裝置B中生成H2C2O4，同時生成NO。要將8.1g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全轉(zhuǎn)化為草酸，理論上消耗2mol·L－1HNO3溶液的體積為________mL。④該實驗中催化劑濃硫酸用量過多，會導(dǎo)致草酸產(chǎn)率減少，原因是______________。(2)草酸鐵銨是一種常用的金屬著色劑，制得的草酸鐵銨晶體中往往會混有少量草酸。為測定(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O(M＝428g/mol)的含量，進行下列實驗：稱取樣品9.46g，加稀硫酸溶解后，配成100mL溶液。取20.00mL配制的溶液，用濃度為0.2000mol/L的KMnO4溶液滴定至終點時消耗KMnO4溶液28.00mL。①用KMnO4標準溶液進行滴定應(yīng)使用________滴定管(酸式或堿式)。②通過計算，樣品中(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O的質(zhì)量為________g。答案(1)①恒壓滴液漏斗②(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2Oeq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(硫酸))nC6H12O6(葡萄糖)取水解液少許于試管中，向試管中加入碘水，溶液不變藍色③150mL④濃硫酸具有強氧化性，會將部分有機物氧化成CO2；濃硫酸具有脫水性，會使部分有機物脫水碳化(2)①酸式②8.56分析由題干圖示裝置可知，裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為在濃硫酸做催化劑作用下，先將淀粉水解為葡萄糖，然后葡萄糖與稀硝酸反應(yīng)生成草酸、一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6(葡萄糖)＋6HNO3(稀)=3H2C2O4＋6NO↑＋6H2O，由于NO與O2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2，NO2能與NaOH溶液反應(yīng)，故裝置B的作用是安全瓶，防止倒吸，裝置C的作用為吸收尾氣，防止污染環(huán)境。解析(1)①根據(jù)儀器的構(gòu)造可知，儀器A的名稱為恒壓滴液漏斗；②葡萄糖溶液可由淀粉水解得到，水解反應(yīng)方程式為(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2Oeq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(硫酸))nC6H12O6(葡萄糖)；說明淀粉水解完全的關(guān)鍵是要用實驗證明淀粉已不存在，則取水解液少許于試管中，向試管中加入碘水，溶液不變藍色說明淀粉已經(jīng)完全水解，故答案為(C6H10O5)n(淀粉)＋nH2Oeq\o(→,\s\up15(△),\s\do15(硫酸))nC6H12O6(葡萄糖)；取水解液少許于試管中，向試管中加入碘水，溶液不變藍色；③由題意可知，裝置A中發(fā)生的反應(yīng)為在濃硫酸做催化劑作用下，葡萄糖與稀硝酸反應(yīng)生成草酸、一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6(葡萄糖)＋6HNO3(稀)=3H2C2O4＋6NO↑＋6H2O，由淀粉水解方程式可得：(C6H10O5)n～nC6H12O6～6nHNO3，則將8.1g淀粉完全水解后的淀粉水解液完全轉(zhuǎn)化為草酸，理論上消耗2mol/L硝酸溶液的體積為eq\f(\f(8.1g,162ng/mol)×6n,2mol/L)×103mL/L＝150mL，故答案為150；④濃硫酸具有強氧化性，會將部分有機物氧化成CO2；濃硫酸具有脫水性，會使部分有機物脫水碳化；H2C2O4不穩(wěn)定，受熱及遇濃硫酸會發(fā)生分解，故若該實驗中催化劑濃硫酸用量過多，會使有機物脫水碳化，導(dǎo)致草酸產(chǎn)率減少，故答案為濃硫酸具有強氧化性，會將部分有機物氧化成CO2；濃硫酸具有脫水性，會使部分有機物脫水碳化；H2C2O4不穩(wěn)定，受熱及遇濃硫酸會發(fā)生分解；(2)①KMnO4具有強氧化性，能腐蝕橡膠不能裝在堿式滴定管中，用KMnO4標準溶液進行滴定應(yīng)使用酸式滴定管；②設(shè)草酸的物質(zhì)的量為amol，草酸鐵銨晶體的物質(zhì)的量為bmol，由樣品的質(zhì)量可得：90a＋428b＝9.46①，由得失電子數(shù)目守恒可得：5H2C2O4～2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))，由20.00mL溶液消耗28.00mL0.2000mol/L的高錳酸鉀溶液可得：a＋3b＝0.2000mol/L×0.028L×5×eq\f(5,2)②，解聯(lián)立方程可得a＝0.01、b＝0.02，則9.46g樣品中草酸鐵銨晶體的質(zhì)量為0.02mol×428g/mol＝8.56g，故答案為8.56。2．(2024·寧夏石嘴山校聯(lián)考一模)氯磺酸(HSO3Cl)沸點約152℃，易溶于硫酸，可迅速吸水產(chǎn)生濃烈的白霧。常溫下制取氯磺酸的基本原理為HCl(g)＋SO3(g)=HSO3Cl(l)其中SO3由發(fā)煙硫酸提供?？捎孟铝袃x器裝置進行制備(圖中夾持、固定儀器等已略去)?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器丙的名稱是________，實驗過程中儀器丁的進水口為________(填“a”或“b”)口。(2)球形干燥器中裝有________(填寫試劑名稱)；若無此裝置，氯磺酸發(fā)生水解的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。(3)裝置B具有干燥氣體、________等作用。(4)當B和C中氣泡逸出速率相當時應(yīng)進行的操作__________________；隨即將裝置C改為油浴蒸餾裝置，分離氯磺酸時依然要通入HCl氣體的目的是________________。(5)氯磺酸產(chǎn)品中可能含有少量Fe2＋和Fe3＋，現(xiàn)測定其中總鐵量。已知在pH為3－9時，鄰菲啰啉能與Fe2＋形成橙色配合物Fe-phen。Fe-phen在510nm處的吸光度A與溶液中Fe2＋濃度呈線性關(guān)系，如下所示：Fe2＋濃度/mol·L－100.000800.00160.00240.0032吸光度A00.200.400.600.80①測定實驗步驟：取一定質(zhì)量氯磺酸產(chǎn)品，加水水解為一定體積的強酸性溶液，加入NH2OH將Fe3＋還原Fe2＋；然后依次________(填寫選項)。A．加入0.5%鄰菲啰啉溶液B．加入緩沖溶液調(diào)節(jié)pH＝5.0C．搖勻、靜置②在一定條件下測定溶液的平均吸光度A＝0.25，該產(chǎn)品中總鐵量為________mol(保留兩位有效數(shù)字)。答案(1)三頸燒瓶a(2)堿石灰(或氧化鈣等堿性干燥劑)HSO3Cl＋H2O=H2SO4＋HCl(3)觀察氣體流速、平衡氣壓(4)B和C中氣泡逸出速率相當，C中導(dǎo)管出現(xiàn)大量氣泡防止氯磺酸發(fā)生水解而變質(zhì)(5)BAC0.0010分析裝置A為實驗室制備少量的HCl，由于氯磺酸(HSO3Cl)沸點約152℃，易溶于硫酸，可迅速吸潮發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生濃烈的白霧：HSO3Cl＋H2O=HCl＋H2SO4，故B裝置可以起到干燥HCl防止氯磺酸水解變質(zhì)的作用，也可以通過B、C的氣流速率來判斷反應(yīng)進行的程度，C裝置為制備苯磺酸的發(fā)生裝置，反應(yīng)為HCl(g)＋SO3=HSO3Cl(l)，由于鄰菲啰啉能與Fe2＋形成橙色配合物Fe-phen，故加入鄰菲啰啉溶液之前需調(diào)節(jié)pH在3～9之間，依次確定操作步驟的順序，由題干可知，F(xiàn)e-phen在510nm處的吸光度A與溶液中Fe2＋濃度呈線性關(guān)系，分析表中數(shù)據(jù)可得出A＝250c(Fe2＋)，依次計算，據(jù)此分析解題。解析(1)由裝置圖可知儀器丙的名稱是三頸燒瓶；實驗過程中儀器丁冷凝管中冷卻水的流向與蒸汽的方向相反，故進水口為a口；(2)由題干信息可知，氯磺酸(HSO3Cl)沸點約152℃，易溶于硫酸，可迅速吸潮產(chǎn)生濃烈的白霧，球形干燥器中裝有堿石灰(或氧化鈣等堿性干燥劑)，一來吸收尾氣HCl等酸性氣體，二來防止空氣中的水蒸氣進入C中，引起氯磺酸水解變質(zhì)，故若無此裝置，氯磺酸發(fā)生水解的化學(xué)方程式為HSO3Cl＋H2O=H2SO4＋HCl；(3)由裝置圖可知，裝置B具有干燥氣體、觀察氣體流速、平衡氣壓等作用；(4)當B和C中氣泡逸出速率相當，C中導(dǎo)管出現(xiàn)大量氣泡，說明通入的HCl基本不在與SO3反應(yīng)了，此時可判斷已大量制得氯磺酸并停止通入HCl氣體；隨即將裝置C改為油浴蒸餾裝置，由于可迅速吸潮產(chǎn)生濃烈的白霧，故分離氯磺酸時依然要通入HCl氣體以抑制氯磺酸水解；(5)①由題干信息可知，在pH為3～9時，鄰菲啰啉能與Fe2＋形成橙色配合物Fe-phen，因此加入鄰菲啰啉溶液之前需調(diào)節(jié)pH在3～9之間，故操作步驟為：取一定質(zhì)量氯磺酸產(chǎn)品，加水水解為一定體積的強酸性溶液，加入NH2OH將Fe3＋還原為Fe2＋；然后依次加入緩沖溶液調(diào)節(jié)pH＝5.0，加入0.5%鄰菲啰啉溶液，搖勻、靜置，故答案為BAC；②由題干信息可知，F(xiàn)e-phen在510nm處的吸光度A與溶液中Fe2＋濃度呈線性關(guān)系，分析表中數(shù)據(jù)可得出：A＝250c(Fe2＋)，故在一定條件下測定溶液的平均吸光度A＝0.25，該產(chǎn)品中總鐵量為eq\f(0.25,250)＝0.0010mol·L－1。3．過氧乙酸(CH3COOOH)為無色有刺激性氣味液體，易揮發(fā)、見光或受熱易分解，其純品極為敏感、易發(fā)生爆炸性反應(yīng)。作為一種常用的消毒劑，過氧乙酸的制備原理為H2O2＋CH3COOHeq\o(=,\s\up15(60℃),\s\do15())CH3COOOH＋H2OΔH<0，實驗裝置如圖。已知：物質(zhì)密度/(g·cm－3)熔點/℃沸點/℃乙酸1.0516.6118過氧化氫1.46－0.43150.2(分解)過氧乙酸0.790.7105(分解)乙酸丁酯0.88－78127注意：乙酸丁酯與水形成共沸物(沸點90.7℃)，會一起蒸餾出來。(1)儀器2的名稱為______________。實驗中加入乙酸、雙氧水、乙酸丁酯和固體催化劑發(fā)生反應(yīng)，儀器3中盛放的試劑為______________。(2)反應(yīng)體系采用抽氣泵抽氣減壓的目的是__________________________。(3)實驗過程中打開油水分離器活塞，分離出水的目的是_____________________，當觀察到現(xiàn)象為_________________________________________，即可停止實驗。(4)乙酸丁酯的作用除了作為過氧乙酸的穩(wěn)定劑之外，還有_____________。答案(1)三頸燒瓶雙氧水(2)減壓可以降低共沸物的沸點，防止溫度過高導(dǎo)致過氧乙酸分解(3)減少水的量提高過氧乙酸的產(chǎn)率油水分離器中水不再增加時(4)降低共沸物的沸點，利于產(chǎn)品蒸出，防止溫度過高解析(1)實驗中加入乙酸、雙氧水、乙酸丁酯和固體催化劑發(fā)生反應(yīng)，乙酸和過氧化氫反應(yīng)，乙酸丁酯作為有機溶劑，過氧化氫易分解，故儀器3中盛放的試劑為雙氧水，使用恒壓滴液漏斗控制雙氧水的加入速度提高原料利用率。(2)過氧乙酸不穩(wěn)定，受熱易分解，反應(yīng)體系采用抽氣泵抽氣減壓的目的是減壓可以降低共沸物的沸點，防止溫度過高導(dǎo)致過氧乙酸分解。(4)乙酸丁酯與水形成共沸物的沸點為90.7℃，故乙酸丁酯的作用除了作為過氧乙酸的穩(wěn)定劑之外，還有降低共沸物的沸點，利于產(chǎn)品蒸出，防止溫度過高使過氧乙酸分解的作用。4．已知苯甲酸乙酯的沸點為213℃，水-乙醇-環(huán)己烷三元共沸物的共沸點為62.1℃(即在此溫度下水、乙醇和環(huán)己烷以7.0%、17.0%、76.0%的比例成為蒸氣逸出)。請根據(jù)以上信息和圖1、圖2回答下述實驗室制備苯甲酸乙酯的有關(guān)問題：eq\o(\s\up15(),\s\do15(圖1))eq\o(\s\up15(),\s\do15(圖2))(1)在三頸燒瓶中加入苯甲酸、濃硫酸、過量的乙醇、沸石。再向三頸燒瓶中加入足量的環(huán)己烷，裝上分水器和回流冷凝管。加入環(huán)己烷的目的是__________。(2)反應(yīng)結(jié)束后，將三頸燒瓶中的液體倒入盛有冷水的燒杯中，用飽和Na2CO3溶液中和至弱堿性，加入飽和Na2CO3溶液的作用是①________________________________________________________________________________________________________________________________________________，②________________________________________________________________________。用________________(填儀器名稱)進行分離操作，得到粗產(chǎn)品；再用乙醚萃取水層中溶有的少量有機產(chǎn)品，將醚層與粗產(chǎn)品合并；用蒸餾水洗有機層2次，將醚層與水盡量分凈，