大題突破練(二)化學實驗綜合題高考總復習優化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI20241234561.(2023·湖南株洲南方中學月考)某課題小組利用硫渣與氯氣反應制備四氯化錫,其過程如圖所示(夾持、加熱及控溫裝置略)。已知:四氯化錫(SnCl4)常溫下為無色液體,易水解。硫渣的化學組成:物質SnCu2SPbAs其他雜質質量分數/%64.4325.827.341.231.18123456氯氣與硫渣反應相關產物的熔、沸點:物質SnCl4CuClPbCl2AsCl3S熔點/℃-33426501-18112沸點/℃1141490951130444(1)儀器a的名稱為

,A中發生反應的化學方程式為

。

(2)e中所加物質為

,作用為_______________________________

。

(3)裝置中存在一處缺陷會導致SnCl4產率降低,改進的方法是

。

(4)三頸燒瓶中得到的粗產品進行提純的方法是

;提純后剩余的固體渣經過處理,可回收的主要金屬有

。

恒壓滴液漏斗

K2Cr2O7+14HCl(濃)══2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O堿石灰

吸收多余的氯氣,防止污染空氣;防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶中引起SnCl4水解在裝置A與B之間加盛有飽和食鹽水的洗氣瓶

蒸餾

Cu、Pb123456(5)已知SnCl4產品中含有少量AsCl3雜質,碘量法可用于測量產品的純度:取10.00g產品溶于水,加入0.100mol·L-1標準I2溶液20.00mL,并加入少量的淀粉溶液;用0.100×10-2mol·L-1的硫代硫酸鈉標準溶液滴定過量的碘。滴定終點時消耗20.00mL硫代硫酸鈉標準溶液。測定過程中發生的相關反應:①AsCl3+3H2O══H3AsO3+3HCl②H3AsO3+I2+H2O══H3AsO4+2HI則產品中SnCl4的質量分數為

(保留小數點后1位);若滴定后發現滴管尖嘴處產生了氣泡,則測量結果

(填“偏高”或“偏低”)。

96.4%偏低

123456解析

實驗裝置中A用于制備Cl2,反應原理為K2Cr2O7+14HCl(濃)══2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O。由于SnCl4常溫下易水解,B裝置用于除去Cl2中混有的水蒸氣,C裝置用于制備四氯化錫,化學反應原理為Sn+2Cl2

SnCl4,同理為了防止空氣中的水蒸氣進入三頸燒瓶,且吸收多余的氯氣,e中加入堿石灰,據此分析來解題。(1)為了使濃鹽酸順利滴入燒瓶中,使用的儀器a為恒壓滴液漏斗。(3)通過上面的分析可知,裝置A用于制備Cl2,Cl2中含有雜質HCl和水蒸氣,都會使SnCl4產率降低,因此除了B裝置除去水蒸氣之外,在裝置A與B之間加盛有飽和食鹽水的洗氣瓶,用于除去雜質HCl。123456(4)根據氯氣與硫渣反應相關產物的熔、沸點可知,三頸燒瓶中得到的粗產品進行提純的方法是蒸餾,且控制溫度為114

℃,硫渣中含有的金屬元素為Sn、Cu和Pb,與氯氣反應提純后剩余的固體渣經過處理,可回收的主要金屬有Cu和Pb。(5)根據滴定反應原理可知,過量的碘的物質的量為n(I2)剩余=×0.100×10-2

mol·L-1×20.00×10-3

L=1×10-5

mol,所以與H3AsO3發生反應的碘的物質的量n(I2)=0.100

mol·L-1×20.00×10-3L-1×10-5

mol=1.99×10-3

mol,即可得雜質n(AsCl3)=1.99×10-3

mol,所以產品中SnCl4的質量分數為

×100%=96.4%;若滴定后發現滴管尖嘴處產生了氣泡,使讀出的硫代硫酸鈉標準溶液體積偏小,即剩余的碘的物質的量偏小,所以求得雜質消耗的碘的量偏大,也就是雜質含量偏高,所以測量產品的純度會偏低。123452.(2023·湖北荊州二模)硫脲[CS(NH2)2]是一種白色晶體,熔點180℃,易溶于水和乙醇,受熱時部分發生異構化反應而生成硫氰化銨,可用于制造藥物,也可用作橡膠的硫化促進劑以及金屬礦物的浮選劑等。回答下列問題:Ⅰ.硫脲的制備:已知:將石灰氮(CaCN2)和水的混合物加熱至80℃時,通入硫化氫氣體反應可生成硫脲溶液和石灰乳,實驗裝置如圖所示。612345(1)裝置B中的試劑X和試劑Y的最佳組合是

(填字母)。

A.FeS固體+濃硫酸B.FeS固體+稀硝酸C.FeS固體+稀鹽酸(2)儀器M的名稱為

。按(1)中所選試劑組合,按氣流從左到右的方向,上述裝置的合理連接順序為c→

(填儀器接口的小寫字母)。

(3)裝置C中反應溫度控制在80℃,溫度不宜過高或過低的原因是

,裝置C中反應的化學方程式為

。C恒壓滴液漏斗

a→b→d→e→f溫度過高,硫脲會部分發生異構化反應而生成硫氰化銨;溫度過低,反應速度緩慢CaCN2+H2S+2H2OCS(NH2)2+Ca(OH)2612345Ⅱ.硫脲的分離及產品含量的測定:(4)裝置C反應后的液體過濾后,將濾液減壓蒸發濃縮,之后冷卻結晶,離心分離,烘干即可得到產品。稱取mg產品,加水溶解配成500mL溶液,量取25mL于錐形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液顯酸性,用cmol·L-1KMnO4標準溶液滴定,滴定至終點時消耗KMnO4標準溶液VmL。①硫脲[CS(NH2)2]中硫元素的化合價為

價。

②滴定時,硫脲轉化為CO2、N2、

的離子方程式為

。③樣品中硫脲的質量分數為

(用含“m、c、V”的式子表示)。

-2612345解析

(3)若反應溫度過高,硫脲會部分發生異構化反應而生成硫氰化銨;若反應溫度過低,反應速度緩慢,故裝置C中反應溫度控制在80

℃;裝置C中,將石灰氮(CaCN2)和水的混合物加熱至80

℃時,通入硫化氫氣體反應可生成硫脲溶液和石灰乳,化學方程式為CaCN2+H2S+2H2OCS(NH2)2+Ca(OH)2。(4)③用c

mol·L-1

KMnO4標準溶液滴定,滴定至終點時消耗KMnO4標準溶液V

mL,消耗KMnO4的物質的量為cV×10-3

mol,根據滴定反應可知,m

g產6123453.(2023·湖南懷化二模)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)廣泛用于紡織、印染、造紙等行業,因其使用時對織物的損傷很小,故又稱“保險粉”。Ⅰ.Na2S2O4制備鋅粉法是最早應用于工業生產連二亞硫酸鈉的方法,其制備原理及裝置如下:612345步驟1:檢查裝置氣密性并加入藥品;步驟2:打開儀器a的活塞,向裝置C中通入一段時間SO2,發生反應:Zn+2H2SO3══ZnS2O4+2H2O;步驟3:打開儀器c的活塞滴加稍過量的NaOH溶液使裝置C中溶液的pH處在8.2~10.5之間,發生反應ZnS2O4+2NaOH══Na2S2O4+Zn(OH)2↓;步驟4:過濾,將濾液經“一系列操作”可獲得Na2S2O4。已知:①Na2S2O4易溶于水,不溶于乙醇,在堿性介質中較穩定。②Zn(OH)2與Al(OH)3的化學性質相似。612345回答下列問題:(1)儀器d的名稱為

。

(2)裝置B(單向閥)的作用為

。

(3)一系列操作包括鹽析、過濾、脫水、洗滌、干燥等操作,其中洗滌所用的試劑為

(填字母)。

A.乙醇

B.NaOH溶液 C.水

D.濃硫酸(4)步驟3需控制溶液的pH在8.2~10.5之間,其原因為

。

三頸燒瓶

防止倒吸

ApH太小Na2S2O4不能穩定存在(且不能使沉淀完全),pH太大Zn(OH)2會溶解,使得制備的Na2S2O4不純612345Ⅱ.Na2S2O4含量的測定稱取2.0g制得的Na2S2O4產品溶于冷水配成250mL溶液,取出25.00mL該溶液于錐形瓶中,用0.10mol·L-1堿性K3[Fe(CN)6]標準溶液滴定,選擇合適指示劑,平行滴定三次,消耗標準溶液體積分別為19.98mL、20.90mL、20.02mL。(5)[Fe(CN)6]3-是一種比較弱的氧化劑,能將,自身被還原為[Fe(CN)6]4-,滴定中發生反應的離子方程式為

。

612345(6)選擇指示劑時,指示劑的條件電位要在滴定突躍電位之間,本實驗滴定突躍范圍為0.01~0.38V,根據下表,可選擇

為指示劑。

常用氧化還原指示劑條件電位(V)顏色變化還原態氧化態亞甲基藍0.36無色藍色二苯胺0.76無色紫色二苯胺磺酸鈉0.84無色紫紅鄰苯氨基苯甲酸0.89無色紫紅(7)樣品中Na2S2O4的質量分數為

(雜質不參與反應,計算結果精確到0.1%)。

亞甲基藍

87.0%612345解析

(4)步驟3需控制溶液的pH在8.2~10.5之間,其原因為pH太小Na2S2O4不能穩定存在(且不能使沉淀完全),pH太大Zn(OH)2會溶解,使得制備的Na2S2O4不純。(6)本實驗滴定突躍范圍為0.01~0.38

V,根據表中信息,亞甲基藍的條件電位為0.36

V,且由還原態到氧化態顏色由無色變為藍色,故可選擇亞甲基藍為指示劑。612345(7)平行滴定三次,消耗標準溶液體積分別為19.98

mL、20.90

mL、20.02

mL,第二次誤差較大,舍去,則平均消耗體積為20.00

mL,用0.10

mol·L-1堿性K3[Fe(CN)6]標準溶液滴定,其物質的量為0.10

mol·L-1×20.00×10-3

L=2.0×10-3

mol,根據滴定反應可知,2.0

g

Na2S2O4產品中Na2S2O4的物質的61234564.(2023·湖南湘潭一中高三月考)銅是生活中常見的金屬,以銅為原料進行如下實驗。回答下列問題:Ⅰ.制備SO2(1)利用銅與濃硫酸制備SO2,適宜的裝置是

(從A、B、C中選擇),該裝置內發生反應的化學方程式為

。BCu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O123456(2)收集干燥的SO2,所需裝置的接口連接順序為發生裝置→

(填小寫字母)。

(3)反應后,發生裝置中未觀察到藍色溶液,原因是

。

ghedij濃硫酸具有吸水性,反應后的硫酸銅以固體形式存在

Ⅱ.探究溫度對銅與過氧化氫反應的影響向10mL30%的H2O2溶液中滴加1mL3mol·L-1硫酸,將光潔無銹的銅絲置于其中,銅絲表面產生氣泡并逐漸變多,剩余溶液呈藍色。經檢驗產生的氣體為O2,查閱資料發現是Cu2+催化H2O2分解的結果。(4)寫出生成Cu2+的離子方程式:

。

Cu+H2O2+2H+══Cu2++2H2O123456(5)學習小組提出猜想:升高溫度,Cu2+催化能力增強,該小組設計如下實驗驗證猜想。①小組同學認為實驗1~3的結果,不能證明猜想成立,理由是

。

②為進一步驗證猜想,完善實驗4~6的方案。___________________小組同學結合實驗1~6,判斷猜想成立,依據是

。

123456溫度升高促進H2O2的分解

實驗組1~3生成氧氣平均速率隨溫度升高的增大程度比對照組4~6大10

0

2

30

123456解析

(1)用銅與濃硫酸制備SO2,需在加熱條件下反應,因此適宜的裝置是B,化學方程式為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。(2)收集干燥的SO2,先用濃硫酸干燥二氧化硫氣體,再用向上排空氣法收集二氧化硫氣體,最后進行尾氣處理,因此所需裝置的接口連接順序為發生裝置→ghedij。(3)反應后,發生裝置中未觀察到藍色溶液,可能是濃硫酸具有吸水性,將硫酸銅溶液中的水吸收,最后硫酸銅以固體形式存在。(4)銅、硫酸和H2O2反應生成硫酸銅和水,則生成Cu2+的離子方程式為Cu+H2O2+2H+══Cu2++2H2O。123456(5)①小組同學認為實驗1~3的結果,不能證明猜想成立,理由是H2O2的熱穩定性較差,溫度升高促進H2O2的分解。②為進一步驗證猜想,根據實驗1、4以及實驗3、6,實驗溫度相同,實驗條件中硫酸銅溶液的用量不同,得出實驗2、5是一組對比實驗;小組同學結合實驗1~6,判斷猜想成立,根據1和4、2和5、3和6分別對比實驗得出溫度升高,Cu2+催化能力增強,即依據是實驗組1~3生成氧氣平均速率隨溫度升高的增大程度比對照組4~6大。1234565.(2023·北京朝陽區二模)某小組同學探究Na2SO3和不同銅鹽溶液的反應,實驗如下。實驗:向2mL0.5mol·L-1Na2SO3溶液中加入1mL0.25mol·L-1CuCl2溶液,立即產生橙黃色沉淀(沉淀A),放置5min左右,轉化為白色沉淀(沉淀B)。(1)研究沉淀B的成分。向洗滌后的沉淀B中加入足量濃氨水,得到無色溶液,在空氣中放置一段時間,溶液變為深藍色。取少量深藍色溶液,滴加試劑X,產生白色沉淀。①白色沉淀是AgCl,試劑X是

。

②無色溶液在空氣中放置變為深藍色,反應的離子方程式為

。

足量硝酸和AgNO3溶液

①僅通過上述實驗不能證明沉淀A中含有Cl-,補充實驗:向少量洗凈的沉淀A中加入稀硫酸,證實沉淀A中含有Cu+的證據是

。

②無色溶液中含有,推測

的產生有兩個途徑:途徑1:實驗過程中O2氧化;途徑2:

(將途徑補充完整)。

經研究,途徑1不合理,途徑2合理。③解釋Na2SO3和CuCl2溶液反應時,先產生橙黃色沉淀,再轉化為白色的原因:

。

(2)經檢驗,沉淀A不含

。推測沉淀A能轉化為沉淀B與Cl-有關,為研究沉淀A的成分及沉淀A轉化為B的原因,實驗如下。有紅色固體析出

在Cl-的作用下,Cu2+氧化亞硫酸根到硫酸根

CuCl2和Na2SO3溶液生成棕黃色沉淀A反應速率快,生成白色沉淀B的程度大123456(3)Na2SO3和CuCl2溶液反應最終生成CuCl沉淀,并檢測到有SO2生成,離子方程式是

。用Na2SO3和CuSO4溶液重復上述實驗,僅產生橙黃色沉淀,放置72h后變為暗紅色沉淀(可溶于氨水,得到無色溶液,放置變為深藍色)。

(4)根據上述實驗所得結論:_______________________________________

(答出兩點)。

Cu2+和

能發生復分解反應和氧化還原反應,且復分解反應速率更快;在Cl-作用下,Cu2+的氧化性增強123456123456解析

(2)ⅱ.Cu+

Cu2++Cu,向含有亞銅離子的溶液中加入稀硫酸會發生歧化反應,生成銅,故答案為有紅色固體析出;溶液中的氧化劑除了氧氣之外還有銅離子,當存在氯離子時,銅離子會具有較強的氧化性,會把亞硫酸根氧化,故答案為在Cl-的作用下,Cu2+氧化亞硫酸根到硫酸根;向2

mL

0.5

mol·L-1

Na2SO3溶液中加入1

mL

0.25

mol·L-1

CuCl2溶液,立即產生橙黃色沉淀(沉淀A),說明生成亞硫酸銅沉淀的反應較快,放置5

min左右,轉化為白色沉淀(沉淀B),說明生成白色沉淀B的程度大。(3)Na2SO3和CuCl2溶液反應最終生成CuCl沉淀,該反應未外加酸堿,所以反應物為水,生成物為氫離子,根據電子守恒及電荷守恒可知,該反應的離子123456(4)向2

mL

0.5

mol·L-1

Na2SO3溶液中加入1

mL

0.25

mol·L-1

CuCl2溶液,立即產生橙黃色沉淀亞硫酸銅,在NaCl溶液中,亞硫酸銅繼續發生氧化還原反應,生成CuCl白色沉淀,根據沉淀顏色的變化快慢可知,復分解反應較快,氧化還原反應較慢。1234566.(2023·廣東六校聯盟聯考)某實驗小組探究淺黃色草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)分解產物的裝置如圖所示。回答下列問題:(1)儀器M的名稱是

。

(2)點燃酒精燈之前,先通入N2,其目的是

。(3)裝置C的作用是

。

(球形)干燥管

排盡裝置內的空氣

檢查是否有CO2生成

(4)如果實驗中觀察到C、H變渾濁,E不變渾濁,可以得出實驗結論:A裝置中分解的氣體產物一定有

(填化學式)。

(5)在300℃、500℃下進行上述實驗,A裝置中分別得到甲、乙兩種黑色粉末,進行實驗并觀察到現象如下:實驗實驗操作及現象①用強磁鐵接近甲,無明顯現象;將黑色粉末溶于稀硫酸,滴加K3[Fe(C