2024高考一輪復(fù)習(xí) 第十章 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 實(shí)踐素養(yǎng)檢測(cè)（六）　探析化學(xué)實(shí)驗(yàn)（34張PPT）

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實(shí)踐素養(yǎng)檢測(cè)（六）探析化學(xué)實(shí)驗(yàn)

Ⅰ.制備催化劑CuCl2

（1）通過查閱資料有兩種方案可以制備

方案1：銅屑與H2O2在濃鹽酸中反應(yīng)

方案2：銅絲在氯氣中燃燒

方案1的實(shí)驗(yàn)原理如圖所示：

①儀器a的名稱。

1.丙烯腈（CH2CHCN）是合成纖維、合成橡膠和合成樹脂的重要單體，可以由乙炔與HCN反應(yīng)制得。原理如下：＋HCNCH2CHCN

②請(qǐng)寫出方案1的反應(yīng)原理（用離子方程式表示）。

（2）用恒壓滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2過量，原因是。

（3）方案2燃燒后的固體溶于水，過濾后發(fā)現(xiàn)一些白色固體X，為檢測(cè)X的成分，某同學(xué)將其溶于稀硫酸，白色固體變?yōu)榧t色，且溶液呈藍(lán)色，推測(cè)X為。

Ⅱ.合成丙烯腈

已知：①電石的主要成分是CaC2，還含有少量硫化鈣

②HCN易揮發(fā)，有毒，具有較強(qiáng)的還原性

（4）HCN的電子式。

解析：用恒壓滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2過量，原因是H2O2不穩(wěn)定易分解，生成的銅離子對(duì)雙氧水分解起催化作用，也為了讓反應(yīng)更充分，提高CuCl2的產(chǎn)量。

（5）純凈的乙炔是無色、無臭的氣體。但用電石制取的乙炔時(shí)常伴有臭雞蛋氣味，這種物質(zhì)是。

解析：方案2燃燒后的固體溶于水，過濾后發(fā)現(xiàn)一些白色固體X，為檢測(cè)X的成分，某同學(xué)將其溶于稀硫酸，白色固體變?yōu)榧t色，且溶液呈藍(lán)色，說明該白色物質(zhì)在酸性條件下反應(yīng)生成Cu和Cu2＋，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理推測(cè)X為CuCl。

（6）從下列選擇裝置D中可盛放的溶液（填字母）。

A.高錳酸鉀溶液B.NaOH溶液

C.飽和食鹽水D.鹽酸溶液

解析：HCN易揮發(fā)，裝置D主要處理揮發(fā)出的HCN氣體，HCN有毒，具有較強(qiáng)的還原性，利用高錳酸鉀強(qiáng)氧化性與具有強(qiáng)還原性物質(zhì)HCN發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此裝置D中可盛放的溶液為A。

（7）工業(yè)用200kg含CaC2質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的電石，生產(chǎn)得到丙烯腈79.5kg，計(jì)算產(chǎn)率。

解析：工業(yè)用200kg含CaC2質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的電石，根據(jù)CaC2～CH2CHCN關(guān)系式，理論上得到丙烯腈質(zhì)量為＝132.5kg，實(shí)際生產(chǎn)得到丙烯腈79.5kg，則丙烯腈的產(chǎn)率＝×100%＝60%。

答案：（1）①三頸燒瓶②Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O

（2）H2O2不穩(wěn)定易分解，讓反應(yīng)更充分，提高CuCl2的產(chǎn)量

（3）CuCl（4）H︰CN︰（5）H2S氣體

（6）A（7）60%

2.乙酰苯胺是一種白色有光澤片狀結(jié)晶或白色結(jié)晶粉末，是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體。乙酰苯胺的制備原理為

＋CH3COOH＋H2O

實(shí)驗(yàn)參數(shù)：

名稱苯胺乙酸乙酰苯胺

式量9360135

性狀無色油狀液體，具有還原性無色液體白色晶體

密度/（g·cm－3）1.021.051.22

沸點(diǎn)/℃184.4118.1304

溶解度微溶于水易溶于水微溶于冷水，溶于熱水

易溶于乙醇、乙醚等易溶于乙醇、乙醚易溶于乙醇、乙醚

實(shí)驗(yàn)裝置如圖：

注：刺形分餾柱的作用相當(dāng)于二次蒸餾，

用于沸點(diǎn)差別不太大的混合物的分離。

實(shí)驗(yàn)步驟：

步驟1：在圓底燒瓶中加入無水苯胺9.30mL，冰醋酸15.4mL，鋅粉0.100g，安裝儀器，加入沸石，調(diào)節(jié)加熱溫度，使分餾柱頂溫度控制在105℃左右，反應(yīng)約60～80min，反應(yīng)生成的水及少量醋酸被蒸出。

步驟2：在攪拌下，趁熱將燒瓶中物料以細(xì)流狀倒入盛有100mL冰水的燒杯中，劇烈攪拌，并冷卻結(jié)晶，抽濾、洗滌、干燥，得到乙酰苯胺粗品。

步驟3：將此粗乙酰苯胺進(jìn)行重結(jié)晶，晾干，稱重，計(jì)算產(chǎn)率。

（1）步驟1中所選圓底燒瓶的最佳規(guī)格是（填字母）。

a.25mLb.50mL

c.150mLd.200mL

解析：根據(jù)圓底燒瓶中盛放液體的體積不超過容積的分析判斷最佳規(guī)格是50mL。

答案：b

（2）實(shí)驗(yàn)中加入少量鋅粉的目的是。

解析：鋅粉具有還原性，實(shí)驗(yàn)中加入少量鋅粉的目的是防止苯胺在反應(yīng)過程中被氧化。

答案：防止苯胺在反應(yīng)過程中被氧化

（3）步驟1加熱可用（填“水浴”“油浴”或“直接加熱”）。從化學(xué)平衡的角度分析，控制分餾柱上端的溫度在105℃左右的原因是。

解析：由于步驟1加熱的溫度在105℃左右，而沸騰的水溫度為100℃，不能達(dá)到該溫度，所以步驟1可用油浴加熱的方法；水的沸點(diǎn)是100℃，加熱至105℃左右，就可以不斷分離出反應(yīng)過程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行。

答案：油浴不斷分離出反應(yīng)過程中生成的水，促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，提高生成物的產(chǎn)率

（4）步驟2中結(jié)晶時(shí)，若冷卻后仍無晶體析出，可采用的方法是。洗滌乙酰苯胺粗品最合適的試劑是（填字母）。

a.用少量冷水洗

b.用少量熱水洗

c.先用冷水洗，再用熱水洗

d.用酒精洗

解析：晶體析出時(shí)需要晶種，所以可以投入晶種促使晶體析出；由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于熱水，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量冷水洗，以減少因洗滌造成的損耗。

答案：用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁或投入晶種a

（5）乙酰苯胺粗品因含雜質(zhì)而顯色，欲用重結(jié)晶進(jìn)行提純，步驟如下：熱水溶解、、過濾、洗滌、干燥（選取正確的操作并排序）。

a.蒸發(fā)結(jié)晶b.冷卻結(jié)晶

c.趁熱過濾d.加入活性炭

解析：可以用活性炭吸附雜質(zhì)，再根據(jù)題干信息知乙酰苯胺溶于熱水，所以采用的方法為趁熱過濾、冷卻結(jié)晶。

答案：dcb

（6）該實(shí)驗(yàn)最終得到純品9.18g，則乙酰苯胺的產(chǎn)率是%（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

解析：n（苯胺）＝＝0.102mol，n（乙酸）＝＝0.2695mol，二者按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng)，由于乙酸的物質(zhì)的量大于苯胺的物質(zhì)的量，所以產(chǎn)生乙酰苯胺的物質(zhì)的量要以不足量的苯胺為標(biāo)準(zhǔn)，乙酰苯胺的理論產(chǎn)量為0.102mol，而實(shí)際產(chǎn)量n（乙酰苯胺）＝＝0.068mol，所以乙酰苯胺的產(chǎn)率為×100%≈66.7%。

答案：66.7

3.三氯化硼（BCl3）用于制備光導(dǎo)纖維和有機(jī)硼化物等，其制備原理：B2O3＋3C＋3Cl22BCl3＋3CO。某小組據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備BCl3并測(cè)定其純度，裝置如圖。

已知：BCl3的熔點(diǎn)為－107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，極易水解產(chǎn)生H3BO3[或B（OH）3]和HCl。

實(shí)驗(yàn)（一）：制備BCl3。

（1）水浴R選擇（填“熱水浴”或“冰水浴”），裝堿石灰的儀器是（填名稱）。

解析：BCl3的熔點(diǎn)為－107.3℃，沸點(diǎn)為12.5℃，應(yīng)選擇冰水浴冷凝三氯化硼，裝堿石灰的儀器為（球形）干燥管。

答案：冰水浴（球形）干燥管

（2）F裝置的作用是。

解析：一氧化碳有毒，會(huì)污染環(huán)境，裝置F用于吸收一氧化碳。

答案：吸收CO

（3）已知：A裝置中還原產(chǎn)物為Cr3＋，其離子方程式為。

實(shí)驗(yàn)（二）：測(cè)定BCl3產(chǎn)品的純度。

①準(zhǔn)確稱取wg產(chǎn)品，置于蒸餾水中，完全水解，并配成250mL溶液。

②準(zhǔn)確量取25.00mL溶液于錐形瓶中。

③向其中加入V1mLc1mol·L－1AgNO3溶液至沉淀完全，然后加入3mL硝基苯（常溫常壓下，密度為1.205g·cm－3），振蕩。

④向錐形瓶中滴加3滴FeCl3溶液，然后逐滴加入c2mol·L－1KSCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的AgNO3溶液，消耗KSCN溶液的體積為V2mL。已知：Ksp（AgCl）＞Ksp（AgSCN）。

解析：裝置A中濃鹽酸與K2Cr2O7反應(yīng)制備氯氣，A裝置中還原產(chǎn)物為Cr3＋，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知，反應(yīng)的離子方程式為Cr2＋14H＋＋6Cl－2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O。

答案：Cr2＋14H＋＋6Cl－2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O

（4）滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是。

解析：已知：Ksp（AgCl）＞Ksp（AgSCN），因此步驟③加入硝基苯的目的是：覆蓋AgCl，避免AgCl轉(zhuǎn)化成AgSCN，使滴定終點(diǎn)不準(zhǔn)確；根據(jù)滴定原理，當(dāng)KSCN標(biāo)準(zhǔn)液將過量的硝酸銀溶液反應(yīng)完，就會(huì)與氯化鐵反應(yīng)顯紅色，因此滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是：當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜬SCN溶液，溶液剛好由無色變?yōu)榧t色且半分鐘不褪色。

答案：滴入最后半滴KSCN溶液，溶液剛好由無色變?yōu)榧t色且半分鐘不褪色

（5）該產(chǎn)品中BCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%；如果其他操作都正確，僅滴定管沒有用KSCN溶液潤(rùn)洗，測(cè)得產(chǎn)品中BCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

解析：根據(jù)離子反應(yīng)可知：n（Ag＋）＝n（Cl－）＋n（SCN－），25.0mL溶液中含n（Cl－）＝n（Ag＋）－n（SCN－）＝c1V1×10－3mol－c2V2×10－3mol，則wg產(chǎn)品中BCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w（BCl3）＝×100%＝%；如果其他操作都正確，僅滴定管沒有用KSCN溶液潤(rùn)洗，則KSCN溶液濃度偏低，測(cè)得的過量的硝酸銀的含量偏高，算得的轉(zhuǎn)化為氯化銀的硝酸銀的含量偏低，測(cè)得產(chǎn)品中BCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。

答案：偏低

4.過碳酸鈉（Na2CO4）是工業(yè)上常用的漂白劑和氧化劑。該產(chǎn)品中可能含有純堿雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室在常溫常壓下利用如圖所示裝置判斷樣品中是否含有Na2CO3并測(cè)定樣品中過碳酸鈉的純度。圖中儀器c裝有堿石灰，Q為彈性良好的氣球，稱取mg的樣品放入其中，按圖安裝好儀器，打開漏斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：

已知：常溫常壓下，氣體摩爾體積約為24.5L·mol－1。

（1）儀器a的名稱為。

解析：裝置名稱a與b是分開的，由儀器構(gòu)造可知，a是分液漏斗，若a與b合在一起，就是恒壓滴液漏斗。

答案：分液漏斗

（2）過碳酸鈉易溶解于水，可以與酸反應(yīng)生成兩種氣體，寫出過碳酸鈉與過量的稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：。

解析：根據(jù)過氧根離子，可以與水反應(yīng)生成氧氣，則過碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成物為硫酸鈉、CO2和O2，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒，反應(yīng)的離子方程式為2C＋4H＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O。

答案：2C＋4H＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O

（3）利用裝置Ⅱ測(cè)出氣體的總體積與裝置Ⅰ對(duì)比，若Ⅱ讀數(shù)與Ⅰ讀數(shù)比值約為，即可判斷樣品中無Na2CO3。

解析：由過碳酸鈉和硫酸反應(yīng)的方程式可知，當(dāng)Ⅱ中測(cè)得生成3體積的氣體時(shí)（2體積CO2和1體積O2），Ⅰ中測(cè)得除CO2被堿石灰吸收外還剩1體積O2，若樣品中無Na2CO3，則無其他CO2，兩者體積比為3∶1。

答案：3

（4）讀取裝置Ⅰ中量筒的體積為VmL，用含m、V的表達(dá)式表示樣品中Na2CO4的百分含量為。

解析：Ⅰ中氣體就是O2，這些O2與過碳酸鈉的關(guān)系式為2Na2CO4～O2，根據(jù)常溫常壓下，Vm＝24.5L·mol－1，VmLO2的物質(zhì)的量為＝mol，過碳酸鈉的物質(zhì)的量為2×mol，則過碳酸鈉的含量為×100%＝%。

答案：%

（5）下列實(shí)驗(yàn)操作，可能會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高的操作有（填字母）。

A.若在導(dǎo)管b加一個(gè)止水夾并關(guān)閉止水夾

B.反應(yīng)結(jié)束后，量筒液面高于水槽液面

C.反應(yīng)結(jié)束后立即對(duì)量筒讀數(shù)

D.稱量樣品時(shí)，有樣品黏在濾紙上

解析：過碳酸鈉的含量表達(dá)式為%，其中V是Ⅰ中量筒收集的O2體積，m為樣品的質(zhì)量。由表達(dá)式可知，測(cè)量的氣體體積的大小決定純度的高低；若在導(dǎo)管b加一個(gè)止水夾并關(guān)閉止水夾，硫酸占有體積，氣體體積變大，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，A選；

答案：ABC

5.某研究小組為了探究化合物X的組成，設(shè)計(jì)并完成了如圖實(shí)驗(yàn)：

②氣體A為非金屬氣體單質(zhì)，單質(zhì)D常用來制作信號(hào)彈和煙火；

③金屬化合物C是僅由兩種相鄰且同周期的金屬元素組成的。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）白色膠狀沉淀F為（填化學(xué)式），金屬化合物C的組成為（寫最簡(jiǎn)比）。

（2）化合物X的一價(jià)陰離子與CH4具有相同的空間結(jié)構(gòu)，寫出該陰離子的電子式：。

（3）③中通入過量CO2的目的是。

已知：①化合物X由三種短周期元素（均不同主族）組成，且陰、陽離子個(gè)數(shù)之比為2∶1；

（4）氣體A與單質(zhì)D制備化合物H的過程中，通常產(chǎn)品中會(huì)夾雜單質(zhì)D。有同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，檢驗(yàn)mg產(chǎn)品中單質(zhì)D的含量。

①寫出化合物H與冷水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。

②裝置中導(dǎo)管a的作用是。

③設(shè)該狀態(tài)下的氣體的摩爾體積為VmL·mol－1，實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)品中單質(zhì)D的含量為（用含m、Vm、V1、V2的代數(shù)式表示，忽略單質(zhì)D與冰水的反應(yīng)）。

解析：根據(jù)單質(zhì)D常用來制作信號(hào)彈和煙火，推出單質(zhì)D為Mg；根據(jù)單質(zhì)B與金屬化合物C和過量氫氧化鈉反應(yīng)可得到非金屬單質(zhì)氣體A，推出氣體A為H2；根據(jù)已知①和③，及向溶液E中通入過量二氧化碳有膠狀沉淀F[Al（OH）3]生成，推出組成X的另一種元素為鋁元素。根據(jù)圖中已知的量可算出n[Al（OH）3]＝0.09mol，n（Mg）＝0.045mol，推出化合物X中：m（Al）＝2.43g，m（Mg）＝1.08g、m（H）＝0.36g（即0.36mol氫原子），結(jié)合已知①推出化合物X中N（Al）∶N（Mg）∶N（H）＝2∶1∶8，化合物X為Mg（AlH4）2。

（3）③中通入過量CO2目的是使溶液中的Al完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀。

（4）①氫氣與鎂反應(yīng)生成氫化鎂，氫化鎂中氫元素化合價(jià)為－1價(jià)，與水發(fā)生歸中反應(yīng)，其化學(xué)方程式為MgH2＋2H2OMg（OH）2＋2H2↑；②裝置中導(dǎo)管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，使液體能順

利流下；③堿式滴定管的0刻度在上方，實(shí)驗(yàn)前堿式滴定管中的液面低于實(shí)驗(yàn)后堿式滴定管的液面高度，即V1＞V2，又因?yàn)殒V與冷水不反應(yīng)，則：

MgH2＋2H2OMg（OH）2↓＋2H2↑

26g2mol

m（MgH2）

解得m（MgH2）＝g，

故鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝×100%。

答案：（1）Al（OH）3Mg3Al2

（2）[H︰︰H]－

（3）使溶液中的Al完全轉(zhuǎn)化為Al（OH）3沉淀

（4）①M(fèi)gH2＋2H2OMg（OH）2＋2H2↑

②保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，使液體能順利流下

③×100%

6.四氯化錫（SnCl4），常溫下為無色液體，易水解。某研究小組利用氯氣與硫渣反應(yīng)制備四氯化錫，其過程如圖所示（夾持、加熱及控溫裝置略）。

硫渣的化學(xué)組成

物質(zhì)SnCu2SPbAsSb其他雜質(zhì)

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%64.4325.827.341.230.370.81

氯氣與硫渣反應(yīng)相關(guān)產(chǎn)物的熔、沸點(diǎn)

物質(zhì)性質(zhì)SnCl4CuClPbCl2AsCl3SbCl3S

熔點(diǎn)/℃－33426501－1873112

沸點(diǎn)/℃1141490951130221444

（1）A裝置中，盛濃鹽酸裝置中a管的作用是，b瓶中的試劑是。

解析：由題圖可知，裝置A用于制備Cl2，飽和食鹽水用于除去Cl2中的HCl，B裝置為反應(yīng)裝置，在Cl2參與反應(yīng)前要經(jīng)過干燥，故飽和食鹽水后為裝有濃硫酸的洗氣瓶，制備產(chǎn)品SnCl4，裝置C為蒸餾裝置，用于分離提純產(chǎn)品。

（1）裝置A中盛濃鹽酸的儀器為恒壓滴液漏斗，其中a管主要用于平衡燒瓶和恒壓滴液漏斗中的壓強(qiáng)，使?jié)恹}酸順利流入燒瓶中；Cl2在參與反應(yīng)前要經(jīng)過干燥，所以b瓶中的試劑為濃硫酸。

答案：平衡氣壓，使?jié)恹}酸順利流入燒瓶中濃硫酸

請(qǐng)回答以下問題：

①生成SnCl4的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

②其中冷凝水的入口是，e中試劑使用堿石灰而不用無水氯化鈣的原因是。

（2）氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向B裝置的三頸瓶中加入適量SnCl4浸沒硫渣，通入氯氣發(fā)生反應(yīng)。

③實(shí)驗(yàn)中所