綜合實驗探究(填空題)(含解析)

2020屆高考化學(xué)第二輪專題復(fù)習(xí)課時提升訓(xùn)練綜合實驗探究1、S2Cl2是一種金黃色易揮發(fā)的液體,常用作橡膠硫化劑。某化學(xué)興趣小組擬設(shè)計實驗制備少量的S2Cl2,査閱資料知S2Cl2在水中易發(fā)生氧化還原反應(yīng)(一部分硫元素化合價升高,另一部分化合價降低)。加熱條件下硫單質(zhì)和干燥、純凈的Cl2反應(yīng)即可生成S2Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2S+Cl2S2Cl2。反應(yīng)涉及的幾種物質(zhì)的熔沸點如下:物質(zhì)SS2Cl2沸點/℃445138熔點/℃113-76該小組設(shè)計的制備裝置如下圖(夾持及加熱儀器已略去)回答下列問題:(1)連接好實驗裝置后的第一步實驗操作是_______________。(2)實驗中需要加熱的儀器是_______________。(填寫字母)

(3)裝置B、C中的試劑分別是_______________。(4)裝置D中儀器a的作用是_______________。(5)反應(yīng)結(jié)束后從錐形瓶內(nèi)混合物中分離出產(chǎn)品的方法是_______________。(6)若實驗過程中缺少C裝置,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品渾濁不清,請用化學(xué)方程式表示其原因_______________。(7)實驗完畢,小組中的一位同學(xué)把剩余濃鹽酸倒入E燒杯中,發(fā)現(xiàn)有黃綠色刺激性氣體產(chǎn)生。用離子方程式表示產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因_______________。答案:(1)檢驗裝置氣密性(2)AD(3)飽和食鹽水濃硫酸(4)冷凝回流、導(dǎo)氣(5)蒸餾(6)2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑(或3S2Cl2+4H2O=5S↓+H2SO4+6HCl↑)(7)ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O解析:流程為造氣→除雜→主體實驗→尾氣處理。所以A為制取氯氣,需要加熱,B、C裝置除雜,D裝置制取S2Cl2,需要加熱,E裝置尾氣處理;(6)如果缺少C裝置,則D裝置中含有水蒸氣,依據(jù)信息“S2Cl2在水中易發(fā)生氧化還原反應(yīng)(一部分硫元素化合價升高,另一部分化合價降低)”可知化合價降低生成S單質(zhì),化合價升高生成SO2,配平即可;(7)E燒杯中含有Cl-、ClO-,加入HCl后,生成黃綠色氣體Cl2。2、某興趣小組根據(jù)鎂與沸水的反應(yīng)推測鎂也能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)。資料顯示：鎂與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體和白色不溶物。該興趣小組設(shè)計了如下實驗方案并驗證產(chǎn)物、探究反應(yīng)原理。實驗Ⅰ：用砂紙擦去鎂條表面氧化膜，將其放入盛有適量滴有酚酞的飽和碳酸氫鈉溶液的試管中，迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡和白色不溶物，溶液由淺紅變紅。(1)提出假設(shè)該同學(xué)對反應(yīng)中產(chǎn)生的白色不溶物作出如下猜測：猜測1：可能是____________________。猜測2：可能是MgCO3。猜測3：可能是堿式碳酸鎂[xMgCO3·yMg(OH)2]。(2)設(shè)計定性實驗確定產(chǎn)物并驗證猜測：實驗序號實驗預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論實驗Ⅱ?qū)嶒灑裰惺占臍怏w點燃實驗Ⅲ取實驗Ⅰ中的白色不溶物，洗滌，加入足量____________________；白色不溶物可能是MgCO3實驗Ⅳ取實驗Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液產(chǎn)生白色沉淀；溶液中存在________離子(3)設(shè)計定量實驗確定實驗Ⅰ的產(chǎn)物：稱取實驗Ⅰ中所得干燥、純凈的白色不溶物31.0g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入裝置A和B中。實驗前后裝置A增重1.8g，裝置B增重13.2g，試確定白色不溶物的化學(xué)式_______________。(4)請結(jié)合化學(xué)用語和化學(xué)平衡移動原理解釋Mg和飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡的原因____________。答案：(1)Mg(OH)2(2)實驗序號實驗預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論實驗Ⅱ能安靜燃燒、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰，氣體成分為氫氣實驗Ⅲ稀鹽酸(合理均可)產(chǎn)生氣泡，沉淀全部溶解實驗ⅣCOeq\o\al(2－,3)(3)3MgCO3·Mg(OH)2[或Mg(OH)2·3MgCO3或Mg4(OH)2(CO3)3](4)NaHCO3溶液中存在如下平衡：HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)、H2OH＋＋OH－；Mg和H＋反應(yīng)生成H2和Mg2＋，Mg2＋跟OH－、COeq\o\al(2－,)3生成難溶物Mg(OH)2·3MgCO3，則H＋、OH－、COeq\o\al(2－,3)的濃度均降低，促使上述兩平衡均向右移動。故Mg與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生大量H2解析因為Mg和沸水反應(yīng)的原理為H2OH＋＋OH－，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓所以Mg和NaHCO3反應(yīng)的原理應(yīng)為HCOeq\o\al(－,3)H＋＋COeq\o\al(2－,3)，H2OH＋＋OH－，Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑，Mg2＋＋COeq\o\al(2－,3)=MgCO3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓，所以白色物質(zhì)可能為MgCO3、Mg(OH)2或是它們的混合物。點燃H2，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，向沉淀中加入足量的稀鹽酸，若產(chǎn)生氣泡，則應(yīng)含有MgCO3；向?qū)嶒灑裰谐吻逡褐屑尤隒aCl2溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則應(yīng)含有COeq\o\al(2－,3)。(3)裝置A用來吸收H2O(g)，裝置B用來吸收CO2，由于Mg(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))MgO＋H2OMgCO3eq\o(=,\s\up7(△))MgO＋CO2↑所以n[Mg(OH)2]＝n(H2O)＝eq\f(1.8g,1.8g·mol－1)＝0.1moln(MgCO3)＝n(CO2)＝eq\f(13.2g,44g·mol－1)＝0.3mol所以不溶物的化學(xué)式為3MgCO3·Mg(OH)2。3、1-溴丙烷是一種重要的有機(jī)合成中間體，某小組設(shè)計如圖裝置制備1-溴丙烷。已知：1-溴丙烷的沸點為71℃，密度為1.36g·cm－3；正丙醇的沸點為97℃。主要步驟：步驟1在蒸餾燒瓶中加入少量碎瓷片、12g正丙醇及20mL水，冰水冷卻下緩慢加入28mL濃硫酸；冷卻至室溫，攪拌下加入24gNaBr。步驟2按如圖所示搭建實驗裝置，緩慢加熱(加熱裝置未畫出)，直到無油狀液體蒸出為止?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器A的名稱是__________。(2)已知燒瓶中無機(jī)副產(chǎn)物之一為NaHSO4，寫出制備1-溴丙烷的化學(xué)方程式：________________________。(3)步驟1中加入水，將濃硫酸適當(dāng)稀釋，步驟2中緩慢加熱，這些操作的主要目的是______(填字母)。a．防止液體暴沸b．減少副產(chǎn)物生成c．減少溴化氫揮發(fā)d．水做催化劑(4)提純產(chǎn)品的流程如下：粗產(chǎn)品eq\o(→,\s\up7(5%Na2CO3溶液),\s\do5(振蕩、靜置))eq\o(→,\s\up7(操作A))有機(jī)層eq\o(→,\s\up7(無水硫酸鎂),\s\do5(過濾))有機(jī)物eq\o(→,\s\up7(操作B))純產(chǎn)品①加入碳酸鈉溶液的目的之一是除去產(chǎn)品中的Br2，已知氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶5，并放出CO2，寫出反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。②操作A使用的主要儀器名稱是________。靜置后，有機(jī)層在________層。③操作B的名稱是________。(5)粗產(chǎn)品可能含有H2O、CH3CH2CH2OH等雜質(zhì)，檢驗水的試劑可選用______(填字母)。a．無水硫酸銅 b．鈉粒c．紫色石蕊溶液 d．醋酸(6)本實驗制得14.8g純產(chǎn)品，產(chǎn)率為______%(保留一位小數(shù))。解析：(1)儀器A為(直形)冷凝管。(2)溴化鈉與濃硫酸反應(yīng)生成溴化氫和硫酸氫鈉，溴化氫與正丙醇反應(yīng)生成1-溴丙烷和水。(3)如果濃硫酸濃度大、溫度高，濃硫酸會氧化溴化氫生成溴單質(zhì)；正丙醇在濃硫酸作用下會生成醚或烯烴等雜質(zhì)，因此，控制反應(yīng)物濃度和溫度，目的是減少副產(chǎn)物生成，減少溴化氫揮發(fā)等。(4)①氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶5，還原產(chǎn)物只能為NaBr，則氧化產(chǎn)物應(yīng)為NaBrO3。②用分液漏斗分離有機(jī)層，1-溴丙烷密度大于水，有機(jī)層在下層。③可采用蒸餾操作進(jìn)一步提純。(5)用無水硫酸銅檢驗產(chǎn)品中的水，鈉與醇和水均能發(fā)生反應(yīng)，不能用于檢驗。(6)NaBr和H2SO4均過量，以正丙醇為計算依據(jù)，理論產(chǎn)量為12g×eq\f(123,60)＝24.6g，產(chǎn)率為eq\f(14.8g,24.6g)×100%≈60.2%。答案：(1)(直形)冷凝管(2)CH3CH2CH2OH＋NaBr＋H2SO4→CH3CH2CH2Br＋NaHSO4＋H2O(3)bc(4)①3Br2＋3COeq\o\al(2－,3)=5Br－＋BrOeq\o\al(－,3)＋3CO2↑②分液漏斗下③蒸餾(5)a(6)60.24、某化學(xué)實驗小組為了探究氨的氧化性和還原性設(shè)計了如下實驗方案。實驗一：探究氨的還原性，實驗裝置如圖1所示。已知：(ⅰ)Mg(OH)2可代替消石灰與氯化銨在加熱條件下反應(yīng)，生成氨和堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]；(ⅱ)Cu2O粉末呈紅色，在酸性溶液中不穩(wěn)定：Cu2O＋H2SO4(稀)=Cu＋CuSO4＋H2O。(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________，裝置D的作用是______________________________。(2)反應(yīng)結(jié)束后裝置C中的氧化銅完全轉(zhuǎn)化為紅色固體，為了探究紅色固體的成分，進(jìn)行了如下實驗探究：實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論取10.4g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸，充分?jǐn)嚢?，靜置若無現(xiàn)象①紅色固體為______若溶液變藍(lán)②紅色固體中肯定含有______，可能含有______取上述反應(yīng)后的混合物過濾、洗滌、干燥、稱重，得固體6.4g—③紅色固體的成分及其物質(zhì)的量為__________________實驗二：探究氨的氧化性，實驗裝置如圖2所示。已知：(ⅲ)鋁可以與氨反應(yīng)：2Al＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))2AlN＋3H2；(ⅳ)氮化鋁性質(zhì)穩(wěn)定，基本不與水、酸反應(yīng)，在加熱時溶于濃堿可產(chǎn)生氨。按圖2所示連接好裝置，檢查裝置氣密性；在蒸餾燒瓶中加入生石灰，分液漏斗中加入濃氨水，裝置G中盛裝堿石灰，裝置H中加入鋁粉，打開裝置F處分液漏斗活塞，待裝置中空氣排盡后再點燃裝置H處酒精燈。(3)用平衡移動原理解釋裝置F中產(chǎn)生氨的原因：______。(4)裝置H處反應(yīng)進(jìn)行完全的實驗現(xiàn)象為_________。(5)為了得到純凈的氮化鋁，可將裝置H中固體冷卻后轉(zhuǎn)移至燒杯中，加入______溶解、______(填操作名稱)、洗滌、干燥即可。(6)寫出氮化鋁與濃氫氧化鈉溶液共熱反應(yīng)的離子方程式：________________。解析：(1)由信息(ⅰ)可知裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg(OH)2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O；裝置E中的稀硫酸如果倒吸進(jìn)入裝置C中會引起實驗安全問題，所以裝置D做安全瓶，防止倒吸。(2)①常溫下Cu不與稀硫酸反應(yīng)；②溶液變藍(lán)，有CuSO4生成，則紅色固體中肯定含有Cu2O，不能確定是否含有單質(zhì)Cu；③所得固體為單質(zhì)Cu，物質(zhì)的量為0.1mol，設(shè)10.4g紅色固體中含xmolCu,ymolCu2O，因為Cu2O＋H2SO4(稀)=Cu＋CuSO4＋H2O，則有x＋y＝0.1，64x＋144y＝10.4，聯(lián)立得x＝y(tǒng)＝0.05，則Cu2O與Cu的物質(zhì)的量均為0.05mol。(3)濃氨水中氨溶解度隨溫度升高而減小，且氨水中還存在溶解平衡和電離平衡，NH3＋H2ONH3·H2O，NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，所以可以從溶解度及平衡移動等角度分析生石灰與濃氨水作用產(chǎn)生氨的原因。(4)對于反應(yīng)2Al＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))2AlN＋3H2，由于氨極易溶于水，而氫氣難溶于水，會產(chǎn)生氣泡，所以反應(yīng)進(jìn)行完全時裝置J中將不再產(chǎn)生氣泡。(5)裝置H中所得的固體中含有氮化鋁和沒有反應(yīng)完全的鋁，氮化鋁不溶于酸，所以可以選用稀鹽酸或稀硫酸等除去其中的鋁，然后過濾、洗滌、干燥。(6)根據(jù)題中信息并結(jié)合鋁在強堿溶液中以偏鋁酸根離子的形式存在，可以寫出反應(yīng)的離子方程式。答案：(1)Mg(OH)2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)Cl＋NH3↑＋H2O做安全瓶(2)①銅②氧化亞銅銅③0.05molCu、0.05molCu2O(3)生石灰與水反應(yīng)放熱，降低了氨的溶解度，使一水合氨分解，生石灰與水反應(yīng)將溶劑消耗，使平衡NH3＋H2ONH3·H2O向左移動，有利于氨逸出(4)裝置J中幾乎沒有氣泡冒出(5)稀鹽酸(或稀硫酸等其他合理答案)過濾(6)AlN＋OH－＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))AlOeq\o\al(－,2)＋NH3↑5、二氯化鈷晶體因含結(jié)晶水的數(shù)量不同而呈現(xiàn)不同的顏色，據(jù)此可以判斷硅膠(含CoCl2)的干燥能力。AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液常用作溶液中Cl－的滴定劑。水合物CoCl2·6H2OCoCl2·2H2OCoCl2·H2OCoCl2顏色粉紅紫紅藍(lán)紫藍(lán)色實驗一配制AgNO3溶液某學(xué)生實驗需要800mL0.1mol·L－1AgNO3溶液，配制該溶液的步驟：準(zhǔn)確稱取mgAgNO3固體溶于硝酸溶液中，轉(zhuǎn)入容量瓶中，加入蒸餾水并定容。(1)m＝______。(2)硝酸溶液的作用是____________。(3)實驗室保存硝酸銀溶液的方法是______________。實驗二測定CoCl2·xH2O組成(4)滴定法。已知：常溫下，Ksp(AgCl)＝1.8×10－10，Ksp(Ag2CrO4)＝1.2×10－12，Ag2CrO4呈磚紅色。準(zhǔn)確稱取2.02gCoCl2·xH2O樣品溶于蒸餾水中配制成250mL溶液，取25.00mL配制的溶液于錐形瓶中，滴加幾滴K2CrO4溶液做指示劑，用0.1mol·L－1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗20.00mL滴定液。①x＝______。②若加入K2CrO4溶液過多，測得的x________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。③該晶體顏色可能是______(填字母)。A．藍(lán)色B．藍(lán)紫色C．紫紅色D．紅色(5)重量法：取agCoCl2·xH2O樣品按如圖裝置進(jìn)行實驗，當(dāng)樣品全部失去結(jié)晶水后，停止反應(yīng)。測得反應(yīng)前后裝置C、D的質(zhì)量如下：裝置C裝置D實驗前/gm1m3實驗后/gm2m4①試劑R可能是______(填標(biāo)號)。a．無水硫酸銅b．五氧化二磷c．無水氯化鈣②x＝________(填標(biāo)號)。a.eq\f(65（m1－m2）,9（m2－m1＋a）)b.eq\f(65（m3－m4）,9（m4－m3＋a）)解析：(1)實驗室沒有800mL容量瓶，應(yīng)選擇1000mL容