新教材適用2025版高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)題型能力提升訓(xùn)練三化學(xué)實驗綜合題

題型實力提升訓(xùn)練(三)1.(2024·河北秦皇島二模)為探究FeCl3溶液與Na2SO3溶液的反應(yīng)，某探討小組的同學(xué)提出兩種觀點。(1)觀點一：兩溶液混合發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋。觀點二：_兩溶液混合發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)__，離子方程式為2Fe3＋＋3SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3SO2↑。為驗證上述觀點，該探討小組的同學(xué)設(shè)計了探究試驗(FeCl3溶液和Na2SO3溶液的濃度均為1.0mol·L－1)。試驗操作與現(xiàn)象①在5mL水中滴加2滴FeCl3溶液，呈棕黃色；煮沸，溶液變紅褐色②在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，溶液馬上變?yōu)榧t褐色；再滴加K2[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀③在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液，溶液馬上變?yōu)榧t褐色；將上述混合液分成兩份，一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，無藍(lán)色沉淀生成；另一份煮沸產(chǎn)生紅褐色沉淀，再加K3[Fe(CN)6]溶液，無藍(lán)色沉淀生成(2)試驗①的目的是_做比照試驗__。(3)對比試驗①②的現(xiàn)象，可得結(jié)論：_兩溶液混合后水解反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)同時發(fā)生__。(4)將試驗②反應(yīng)后的溶液放置3小時后，溶液變?yōu)闇\黃綠色，試提出合理的說明：_Fe3＋與SOeq\o\al(2－,3)發(fā)生水解的速率快，故起先溶液顯紅褐色。而氧化還原反應(yīng)的趨勢較大，長時間放置后。因氧化還原反應(yīng)的程度增大，F(xiàn)e3＋削減，平衡左移，最終都生成Fe2＋，溶液變?yōu)闇\黃綠色__。(5)試驗③的現(xiàn)象說明二者混合只發(fā)生_水解__反應(yīng)，緣由是_SOeq\o\al(2－,3)過量，溶液的堿性較強，而Fe3＋濃度較小，氧化性弱。兩者主要發(fā)生水解反應(yīng)__。(6)對比試驗②③可得影響反應(yīng)的因素可能有_試劑的滴加依次、溶液的酸堿性、溫度、濃度__?！窘馕觥?1)Fe3＋具有氧化性，SOeq\o\al(2－,3)具有還原性，二者相遇，可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)；Fe3＋水解呈酸性，SOeq\o\al(2－,3)水解呈堿性，二者相遇，可以發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)。氧化還原方程式為2Fe3＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2Fe2＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，水解的方程式為2Fe3＋＋3SOeq\o\al(2－,3)＋3H2O=2Fe(OH)3↓＋3SO2↑。(2)試驗①鐵離子在水溶液中顯棕黃色，存在水解反應(yīng)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，煮沸，促進水解平衡正向移動，得到紅褐色的氫氧化鐵膠體，為后續(xù)試驗做比照，所以試驗①的目的是做比照試驗。(3)通過與試驗①的比照，在5mLFeCl3溶液中滴加2滴Na2SO3溶液，溶液馬上變?yōu)榧t褐色，說明SOeq\o\al(2－,3)促進了Fe3＋的水解，說明二者水解相互促進。再滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，證明產(chǎn)生了Fe2＋，說明SOeq\o\al(2－,3)與Fe3＋發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。綜合所述，試驗②可得出的結(jié)論是SOeq\o\al(2－,3)與Fe3＋相遇，既能發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)又能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(4)Fe3＋與SOeq\o\al(2－,3)既能發(fā)生水解反應(yīng)又能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，起先溶液顯紅褐色，說明二者水解的速率快，而長時間放置后，溶液變?yōu)闇\黃綠色，說明氧化還原反應(yīng)的程度大，最終發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2＋。(5)在5mLNa2SO3溶液中滴加2滴FeCl3溶液馬上變?yōu)榧t褐色，說明發(fā)生了水解反應(yīng)。一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，無藍(lán)色沉淀生成，說明無Fe2＋，沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)；另一份煮沸，產(chǎn)生紅褐色沉淀，再加K3[Fe(CN)6]溶液，無藍(lán)色沉淀生成，說明加熱促進水解反應(yīng)進行的程度，但沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)。和試驗②相比較，試劑的滴加依次發(fā)生了改變，SOeq\o\al(2－,3)過量，溶液的堿性較強，而Fe3＋濃度較小，氧化性弱。兩者主要發(fā)生水解反應(yīng)，不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(6)通過上述分析，因為滴加試劑依次的不同而使溶液的酸堿性不同，溶液的濃度不同，溫度不同，從而導(dǎo)致現(xiàn)象不同，所以影響反應(yīng)的因素有試劑的滴加依次、溶液的酸堿性、溫度、濃度。2.(2024·湖南永州三模)二茂鐵[Fe(C5H5)2]廣泛用作火箭燃料添加劑，以改善其燃燒性能，還可用作汽油的抗震劑、紫外光的汲取劑等。其中一種制備方法的試驗步驟及裝置圖(加熱及夾持裝置已省略)如圖：步驟1：無水氯化亞鐵的制備2FeCl3＋Feeq\o(→,\s\up7(THF))3FeCl2在氮氣氛圍中，將100.00mL四氫呋喃(1,4-環(huán)氧丁烷，簡稱THF)加入到三頸燒瓶中，加入無水三氯化鐵27.00g和細(xì)純鐵粉4.48g，攪動回流4.5h。步驟2：二茂鐵的合成FeCl2＋2C5H6＋2(C2H5)2NH→Fe(C5H5)2＋2(C2H5)2NH·HCl制得無水氯化亞鐵后，減壓蒸餾出四氫呋喃。用冷水冷卻反應(yīng)瓶，在殘留物中加入45.00mL環(huán)戊二烯和100.00mL二乙胺(環(huán)戊二烯、二乙胺均過量)，接著通入氮氣，劇烈攪動4h，蒸出過量的二乙胺。加入石油醚，充分?jǐn)嚢韬蟪脽徇^濾，將濾液蒸發(fā)得二茂鐵粗品，提純可得精品。已知：常溫下二茂鐵為橙黃色晶體，有樟腦氣味，熔點173℃，沸點249℃，高于100℃易升華。能溶于苯、乙醚和石油醚等有機溶劑，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。紫外光譜于325nm和440nm處有極大的汲取值?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器a的名稱為_球形冷凝管__。(2)本試驗所運用的三頸燒瓶規(guī)格為_C__。A．50mL B．100mLC．250mL D．1000mL(3)試驗中持續(xù)通入氮氣的主要目的是_防止亞鐵離子被氧化，降低二茂鐵的產(chǎn)率__。(4)二茂鐵結(jié)構(gòu)如圖，是由環(huán)戊二烯負(fù)離子(C5Heq\o\al(－,5))和亞鐵離子形成的夾心結(jié)構(gòu)。已知分子中的大π鍵可用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參加形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參加形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))，則C5Heq\o\al(－,5)中的大π鍵可表示為_Πeq\o\al(6,5)__，二茂鐵晶體類型屬于_分子晶體__。(5)如何驗證所得晶體為二茂鐵，試列舉一種方法_測定熔點是否為173_℃或測定紫外線光譜是否在325_nm和440_nm處有極大的汲取值__。最終得到29.50g純二茂鐵，則該試驗產(chǎn)率w(二茂鐵)＝_66.1__%(保留1位小數(shù))。(6)還可用FeCl2、環(huán)戊二烯(C5H6)在KOH堿性條件下制備二茂鐵，試寫出化學(xué)方程式FeCl2＋2C5H6＋2KOH=Fe(C5H5)2＋2KCl＋2H2O?！窘馕觥恳罁?jù)已知信息可知首先利用氯化鐵和鐵制備氯化亞鐵，然后加入環(huán)戊二烯和二乙胺，接著通入氮氣，攪動、蒸出過量的二乙胺。最終加入石油醚，充分?jǐn)嚢韬蟪脽徇^濾，將濾液蒸發(fā)得二茂鐵粗品，提純可得精品，結(jié)合已知信息和題中問題分析解答。(1)依據(jù)儀器構(gòu)造可推斷儀器a的名稱為球形冷凝管。(2)由題意可知三頸燒瓶中加入145mL液體，由于三頸燒瓶裝的液體不低于容積的eq\f(1,3)，不高于eq\f(2,3)，所以應(yīng)當(dāng)選擇的規(guī)格是250mL三頸燒瓶，故合理選項是C。(3)試驗中持續(xù)通入氮氣的主要目的是排盡裝置中的空氣，避開亞鐵離子被氧化，降低二茂鐵的產(chǎn)率。(4)C5Heq\o\al(－,5)中參加大π鍵的碳原子個數(shù)是5個，參加形成大π鍵的電子數(shù)是6個，所以可表示為Πeq\o\al(6,5)，常溫下二茂鐵為橙黃色晶體，有樟腦氣味，熔點173℃，沸點249℃，高于100℃易升華，所以二茂鐵晶體類型屬于分子晶體。(5)依據(jù)已知信息可知驗證所得晶體為二茂鐵的試驗方法是測定熔點是否為173℃或測定紫外線光譜是否在325nm和440nm處有極大的汲取值；無水三氯化鐵27.00g(0.17mol)、細(xì)純鐵粉4.48g(0.08mol)，反應(yīng)中鐵不足，生成氯化亞鐵0.24mol，由于環(huán)戊二烯、乙二胺均過量，所以理論上生成二茂鐵的質(zhì)量為0.24mol×186g/mol＝44.64g，所以產(chǎn)率為eq\f(29.50g,44.64g)×100%≈66.1%。(6)用FeCl2、環(huán)戊二烯(C5H6)在KOH堿性條件下制備二茂鐵，依據(jù)原子守恒可知還有氯化鉀和水生成，則反應(yīng)化學(xué)方程式為FeCl2＋2C5H6＋2KOH=Fe(C5H5)2＋2KCl＋2H2O。3.(2024·湖南岳陽二模)氧化二氯(Cl2O)是國際公認(rèn)的高效平安滅菌消毒劑之一，某學(xué)習(xí)小組以Cl2O為原料用下列裝置制備次氯酸溶液。已知：常溫常壓下，Cl2O沸點為3.8℃，42℃以上會分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并與水馬上反應(yīng)生成HClO。將氯氣和空氣(不參加反應(yīng))通入足量含水8%的碳酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng)，然后用水汲取產(chǎn)生的氣體Cl2O(不含Cl2)可制得次氯酸溶液。(1)HClO分子的VSEPR模型(價層電子對互斥模型)名稱為_四面體形__。(2)各裝置的連接依次為A→_D__→_B__→_C__→_E__。(3)寫出B中反應(yīng)的化學(xué)方程式2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。(4)裝置E中采納棕色圓底燒瓶的緣由_防止產(chǎn)物HClO見光分解__。(5)此方法相對于用氯氣干脆溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點是_產(chǎn)率高，產(chǎn)物較純，反應(yīng)速率快__。(答一條即可)(6)用下列試驗方案測定所得溶液中次氯酸的物質(zhì)的量濃度：量取10.00mL上述次氯酸溶液，并稀釋至100.00mL，再從其中取出10.00mL于錐形瓶中，加入足量KI溶液，滴加幾滴淀粉溶液，用0.08mol·L－1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點，消耗25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該溶液中c(HClO)為_1.00__mol·L－1(保留兩位小數(shù))。(已知涉及的反應(yīng)為HClO＋2I－＋H＋=I2＋Cl－＋H2O，I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))(7)滴定過程中滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視讀數(shù)，則測得結(jié)果會_偏高__(填“偏高”“偏低”或“無影響”)?！窘馕觥繚恹}酸與二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，通入飽和食鹽水去除氯氣中混有的HCl，去除HCl后將氯氣、空氣通入碳酸鈉溶液中生成Cl2O，用足量的四氯化碳汲取多余的氯氣，最終用水汲取Cl2O制得次氯酸溶液，以此分析。(1)HClO中以O(shè)為中心原子，價層電子對數(shù)為4，則其VSEPR模型為四面體形。(2)依據(jù)分析，連接依次為A→D→B→C→E。(3)依據(jù)分析，B中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。(4)為了防止產(chǎn)物HClO見光分解，裝置E中采納棕色圓底燒瓶。(5)此方法相對于用氯氣干脆溶于水制備次氯酸溶液的優(yōu)點是產(chǎn)率高，產(chǎn)物較純，反應(yīng)速率快等特點。(6)依據(jù)方程式關(guān)系，設(shè)HClO的物質(zhì)的量為x，則HClO～I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)1 2x 0.08mol·L－1×25×10－3x＝10－3mol；則原溶液的HClO的濃度為eq\f(10－3×\f(100,10)mol,10×10－3L)＝1mol·L－1。(7)滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視，則標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大，導(dǎo)致待測液濃度偏高。4.(2024·山東日照二模)鐵氰化鉀俗稱赤血鹽，化學(xué)式為K3[Fe(CN)6]，可溶于水，常用作分析試劑。試驗室用Cl2在60～65℃時氧化K4[Fe(CN)6]制備K3[Fe(CN)6]的裝置如圖所示(夾持裝置省略)?；卮鹣铝袉栴}：(1)裝置B中試劑是_飽和食鹽水__；裝置C最好的加熱方式為_水浴__(填“水浴”或“油浴”)，C中反應(yīng)的離子方程式為2[Fe(CN)6]4－＋Cl2eq\o(=,\s\up7(60～65℃))2[Fe(CN)6]3－＋2Cl－。(2)反應(yīng)結(jié)束后通入N2一段時間的目的是_排空Cl2，使得Cl2充分被氫氧化鈉汲取，削減對環(huán)境的污染__。(3)工業(yè)上可用鐵氰化鉀法測定蔗糖(C12H22O11)的水解程度(雜質(zhì)不參加反應(yīng))。Ⅰ.反應(yīng)原理：鐵氰化鉀在堿性溶液中有氧化性，能將葡萄糖(或果糖)氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C6H12O6＋6K3[Fe(CN)6]＋6KOH=(CHOH)4·(COOH)2＋6K4[Fe(CN)6]＋4H2O。Ⅱ.試驗步驟：ⅰ.稱取純凈的蔗糖1.000g，置于200mL錐形瓶中，加入少量水溶解，再加入5mL2mol·L－1稀硫酸、搖勻，加熱20分鐘；ⅱ.進行“一系列操作”；ⅲ.加入2滴次甲基蘭指示劑，用cmol·L－1鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液滴定，終點時消耗標(biāo)準(zhǔn)液VmL。已知：鐵氰化鉀溶液中加入次甲基蘭指示劑，溶液快速變藍(lán)。①配制鐵氰化鉀標(biāo)準(zhǔn)液時，用到的定量玻璃儀器有_燒杯、容量瓶__(填儀器名稱)。②試驗步驟ⅱ中“一系列操作”為_冷卻、加入KOH溶液至堿性(或冷卻、加入過量堿液)__。③蔗糖的水解程度為_2.85Vc__%(用含c、V的代數(shù)式表示)。④下列操作會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低的是_c__。a．稱取蔗糖時，砝碼生銹b．配制鐵氰化鉀溶液時，轉(zhuǎn)移操作未洗滌燒杯c．溶液變藍(lán)馬上讀數(shù)，后又復(fù)原無色d．滴定前俯視，滴定后仰視【解析】A中利用濃鹽酸和二氧化錳制備氯氣，制備的氯氣中含有HCl氣體，通過飽和食鹽水凈化后通入C，與K4[Fe(CN)6]反應(yīng)制備K3[Fe(CN)6]，尾氣運用氫氧化鈉汲?。粨?jù)此分析解題。(1)據(jù)分析可知，裝置B中試劑是飽和食鹽水；試驗室用Cl2在60～65℃時氧化K4[Fe(CN)6]制備K3[Fe(CN)6]，所以裝置C最好的加熱方式為水??；裝置C中反應(yīng)離子方程式為2[Fe(CN)6]4－＋Cl2eq\o(=,\s\up7(60～65