2025年高考二輪復(fù)習(xí)化學(xué)大題突破練2　化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題2

大題突破練(二)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題學(xué)生用書(shū)P3091.(2024·湖南天壹名校聯(lián)考)一水硫酸四氨合銅[Cu(NH3)4]SO4·H2O(M=246g·mol1)是高效、安全的廣譜殺菌劑,還是植物生長(zhǎng)激素,能明顯提高作物產(chǎn)量。某小組對(duì)一水硫酸四氨合銅的制備和產(chǎn)品純度測(cè)定進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。已知:①[Cu(NH3)4]SO4·H2O在水中可溶,在乙醇中難溶;②[Cu(NH3)4]SO4·H2O在溶液中存在以下電離(解離)過(guò)程:[Cu(NH3)4]SO4·H2O[Cu(NH3)4]2++SO42-+H[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3其制備及純度分析步驟如下:(一)制備一水硫酸四氨合銅Ⅰ.稱(chēng)取2gCuSO4·5H2O于燒杯中,加入10mL水溶解;Ⅱ.逐滴滴入濃氨水并不斷攪拌,先生成淺藍(lán)色沉淀,后沉淀消失,得到深藍(lán)色溶液;Ⅲ.通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)操作,析出深藍(lán)色晶體,再經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥得一水硫酸四氨合銅晶體。(二)蒸餾法測(cè)定純度利用如圖所示裝置處理樣品,然后滴定測(cè)量。Ⅳ.儀器清洗后,g中加入30.00mL0.5000mol·L1HCl溶液。將0.2210g一水硫酸四氨合銅樣品配成的溶液由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉k3,d中保留少量水。打開(kāi)k1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e。Ⅴ.30分鐘后,停止蒸餾。在裝置g中加2滴酸堿指示劑,用0.5000mol·L1NaOH溶液進(jìn)行滴定。Ⅵ.平行測(cè)定三次,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液的體積為22.88mL?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)步驟Ⅲ中“一定的實(shí)驗(yàn)操作”是;

洗滌的具體操作為

。

(2)水蒸氣發(fā)生裝置中a的作用是

。

(3)步驟Ⅳ中量取30.00mLHCl溶液的儀器為,“d中保留少量水”的目的是。

(4)步驟Ⅴ進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間蒸餾的目的是

。

(5)此樣品的純度為%(保留三位有效數(shù)字)。

(6)此蒸餾法測(cè)定的純度比正常值偏高,其原因可能是(填字母)。

A.滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)B.堿式滴定管未潤(rùn)洗C.量取0.5000mol·L1HCl溶液的儀器未潤(rùn)洗D.滴定前d中溶液未與g中溶液合并答案:(1)加入一定量的乙醇沿玻璃棒向過(guò)濾器中加入乙醇至浸沒(méi)沉淀,靜置,乙醇自然流盡后,重復(fù)2~3次即可(2)安全管(或平衡氣壓,避免b中壓強(qiáng)過(guò)大)(3)酸式滴定管(或移液管)液封,防止氨氣逸出(4)確保氨完全蒸出(5)99.1(6)AC解析:(1)結(jié)晶水合物通常可以通過(guò)“蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶”從溶液中分離提純,但由于存在[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3,加熱會(huì)促進(jìn)分解,結(jié)合信息[Cu(NH3)4]SO4·H2O在乙醇中難溶,通過(guò)改變?nèi)軇┑臉O性,可以使其析出;應(yīng)選擇乙醇(或乙醇水)作洗滌劑。(2)玻璃管a與大氣相通,能平衡氣壓,避免b中壓強(qiáng)過(guò)大,作安全管。(3)量取30.00mL不能用量筒,要選擇精度更高的滴定管(或移液管);“d中保留少量水”的目的是液封,防止氨氣逸出。(4)步驟Ⅴ進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間蒸餾的目的是確保氨完全蒸出,使測(cè)定結(jié)果更準(zhǔn)確,減少誤差。(5)樣品的純度測(cè)定原理為:通過(guò)返滴法進(jìn)行測(cè)定,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定得到過(guò)量的HCl的物質(zhì)的量→結(jié)合HCl總量得到與NH3反應(yīng)的n(HCl)→結(jié)合關(guān)系式4HCl~4NH3~[Cu(NH3)4]SO4·H2O,可得到[Cu(NH3)4]SO4·H2O的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算出樣品純度。w=[c(HCl)V(HCl)-c((6)純度計(jì)算公式w=[c(HCl)V(HCl)-c(NaOH)V(NaOH)]×10-3×14×2460.2210×100%,滴定終點(diǎn)俯視讀數(shù)→V(NaOH)偏低→w偏高,故A符合題意;堿式滴定管未潤(rùn)洗→V(NaOH)偏高→w偏低,故B不符合題意;量取0.5000mol·L1HCl溶液的儀器未潤(rùn)洗→V(NaOH)2.(2024·湖南衡陽(yáng)模考)S4N4是最重要的硫氮二元化合物之一,室溫下為橙黃色固體,178~187℃熔化并分解。實(shí)驗(yàn)室利用NH3和SCl2制備S4N4的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知SCl2易水解,熔點(diǎn)為78℃,沸點(diǎn)為60℃?；卮鹣铝袉?wèn)題:Ⅰ.制備SCl2(1)操作步驟的先后順序?yàn)椤?/p>

①組裝儀器并檢驗(yàn)裝置氣密性,加入藥品②通入N2,通冷凝水,一段時(shí)間后,關(guān)閉K1③加熱裝置C使其中的硫黃熔化④打開(kāi)K1、K2,關(guān)閉K3⑤充分反應(yīng)后停止滴加濃鹽酸⑥向裝置A中滴加濃鹽酸,加熱裝置C至135℃左右(2)儀器b的名稱(chēng)為,裝置B中盛放的試劑為(填試劑名稱(chēng))。

(3)裝置D的作用為

。

Ⅱ.制備S4N4打開(kāi)止水夾K3,向裝置F中滴入濃氨水,待裝置C中充分反應(yīng)后停止滴加濃氨水,冷卻后停止通冷凝水。(4)生成S4N4的同時(shí)還生成一種常見(jiàn)固體單質(zhì)和一種鹽,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

Ⅲ.分離產(chǎn)物后測(cè)定產(chǎn)品的純度稱(chēng)取5.00g樣品,加入NaOH溶液加熱,使氮元素(雜質(zhì)中不含氮元素)完全轉(zhuǎn)化為NH3,用足量硼酸溶液吸收。將吸收液配成100mL溶液,用移液管移取25.00mL,以甲基紅亞甲藍(lán)為指示劑用1.000mol·L1鹽酸進(jìn)行滴定,重復(fù)3次實(shí)驗(yàn),平均消耗20.00mL鹽酸。已知滴定反應(yīng)為(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O2NH4Cl+4H3BO3。(5)所制得的產(chǎn)品中S4N4的純度為。下列實(shí)驗(yàn)操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大的是(填字母)。

A.定容時(shí)俯視刻度線B.移液管用蒸餾水洗滌后未用吸收液潤(rùn)洗C.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后無(wú)氣泡D.滴定前仰視滴定管讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)答案:(1)①④②③⑥⑤(2)三頸燒瓶濃硫酸(3)吸收多余的氯氣,防止污染環(huán)境,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置使二氯化硫水解(4)6SCl2+16NH3S4N4+2S↓+12NH4Cl(5)73.6%AC解析:濃鹽酸與高錳酸鉀在裝置A中制取氯氣,濃鹽酸具有較強(qiáng)的揮發(fā)性,所以制取的氯氣中有氯化氫和水蒸氣,由于二氯化硫易水解,所以進(jìn)入C裝置的氣體必須是干燥的,氯化氫和S不反應(yīng),所以B裝置應(yīng)是干燥裝置,其中盛裝濃硫酸,由于二氯化硫的沸點(diǎn)較低,為防止其損失,用冷凝管冷凝回流,由于氯氣有毒,不能直接排放,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置,D裝置中盛裝堿石灰,干燥的氯氣和S在加熱條件下反應(yīng)制取二氯化硫;濃氨水和堿石灰在裝置F中制取氨氣,由于二氯化硫易水解,所以E裝置用于干燥氨氣,二氯化硫與氨氣在裝置C中制備S4N4。(1)為防止熔化的硫與氧氣反應(yīng),該裝置應(yīng)在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行,即要通入氮?dú)?待裝置的空氣排盡之后,制取干燥的氯氣通入C中和S反應(yīng)生成二氯化硫,所以操作步驟的先后順序?yàn)棰佗堍冖邰蔻荨?2)據(jù)儀器b的構(gòu)造可知其名稱(chēng)為三頸燒瓶;濃鹽酸與高錳酸鉀在裝置A中制取氯氣,濃鹽酸具有較強(qiáng)的揮發(fā)性,所以制取氯氣中有氯化氫和水蒸氣,氯化氫和S不反應(yīng),由于二氯化硫易水解,所以進(jìn)入C裝置的氣體必須是干燥的,因此B裝置應(yīng)是干燥裝置,其中盛裝濃硫酸。(3)由于氯氣有毒,多余的氯氣不能直接排放,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置,D裝置中盛裝堿石灰,所以裝置D的作用為吸收多余的氯氣,防止污染環(huán)境,同時(shí)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置使二氯化硫水解。(4)據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象以及元素種類(lèi)可知,生成S4N4的同時(shí)還生成的一種常見(jiàn)固體單質(zhì)為S,生成的一種鹽為NH4Cl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為6SCl2+16NH3S4N4+2S↓+12NH4Cl。(5)結(jié)合化學(xué)方程式和原子守恒可得出關(guān)系式S4N4~4NH3~4HCl,消耗鹽酸平均體積為20.00mL,所以n(S4N4)=14n(HCl)×10025=14×20.00mL×103L·mL1×1.000mol·L1×4=0.02mol,所以S4N4的純度為0配制溶液定容時(shí),俯視刻度線,體積偏小,則濃度偏高,造成鹽酸體積偏大,所測(cè)結(jié)果偏高,故A正確;移液管用蒸餾水洗滌后未用吸收液潤(rùn)洗,相當(dāng)于稀釋了吸收液,消耗的鹽酸體積偏小,所測(cè)結(jié)果偏低,故B錯(cuò)誤;滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后無(wú)氣泡,造成鹽酸體積偏大,所測(cè)結(jié)果偏高,故C正確;滴定前仰視滴定管讀數(shù),初次讀數(shù)讀大,滴定后俯視讀數(shù),末次讀數(shù)讀小,即鹽酸體積偏小,所測(cè)結(jié)果偏低,故D錯(cuò)誤;故答案為AC。3.(2024·廣東大亞灣區(qū)1月聯(lián)合模擬)氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種重要的化工原料,可用于藥物合成、制備化學(xué)肥料、滅火劑或洗滌劑等。某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置制取氨基甲酸銨:已知:①制取氨基甲酸銨反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH<0。②氨基甲酸銨溶于水后生成NH4HCO3和NH3·H2O。回答下列問(wèn)題:(1)儀器甲的名稱(chēng)是;裝置2的作用是除去CO2中的水蒸氣,其盛裝的試劑是。

(2)裝置7是實(shí)驗(yàn)室制備氨氣,其化學(xué)方程式為

。

(3)液體石蠟鼓泡瓶的作用是

。

(4)實(shí)驗(yàn)制得產(chǎn)品1.173g,其中可能含有碳酸氫銨雜質(zhì)(不考慮碳酸氫銨與一水合氨之間的反應(yīng))。設(shè)計(jì)方案進(jìn)行成分探究,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)表中空格。限選試劑:蒸餾水、稀硝酸、CaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀鹽酸。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:取固體樣品于試管中,加入蒸餾水至固體溶解得到無(wú)色溶液步驟2:向試管中繼續(xù)加入足量澄清石灰水

步驟3:過(guò)濾、洗滌、后稱(chēng)量,沉淀質(zhì)量為1.500g

證明樣品中有碳酸氫銨通過(guò)計(jì)算,氨基甲酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

[M(H2NCOONH4)=78g·mol1、M(NH4HCO3)=79g·mol1](5)氨基甲酸銨易分解,用如圖所示裝置測(cè)定25℃時(shí)該分解反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp,實(shí)驗(yàn)步驟如下:(Ⅰ)關(guān)閉K3,打開(kāi)K1和K2,開(kāi)啟真空泵抽氣至測(cè)壓儀數(shù)值穩(wěn)定后關(guān)閉K1。(Ⅱ)關(guān)閉K2,,讀取壓強(qiáng)數(shù)值。測(cè)得25℃時(shí)壓強(qiáng)為12.0kPa。①請(qǐng)完善步驟(Ⅱ)的實(shí)驗(yàn)操作:。

②若步驟(Ⅰ)中測(cè)壓儀數(shù)值未穩(wěn)定即關(guān)閉K1,Kp測(cè)量值(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。

答案:(1)長(zhǎng)頸漏斗濃硫酸(2)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(3)通過(guò)觀察氣泡,調(diào)節(jié)NH3與CO2的通入比例(4)產(chǎn)生白色沉淀干燥79.80%(5)①緩慢開(kāi)啟K3至U形管兩邊液面相平并保持不變②偏大解析:根據(jù)題中已知反應(yīng),制取氨基甲酸銨需要二氧化碳和氨氣,又由于氨基甲酸銨易分解、易吸水,所以二氧化碳和氨氣必須干燥,且在低溫環(huán)境中反應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳和制氨氣的原理,裝置1中為碳酸鈣和鹽酸混合制二氧化碳的反應(yīng),經(jīng)過(guò)裝置2中濃硫酸干燥二氧化碳,裝置7中為固體加熱制氨氣,裝置6中堿石灰干燥氨氣,干燥的氨氣和二氧化碳分別通過(guò)裝置5、3的液體石蠟鼓泡瓶控制反應(yīng)物的用量,在裝置4三頸燒瓶中發(fā)生反應(yīng)制取氨基甲酸銨,尾氣為氨氣和二氧化碳,其中氨氣有毒,在a處接酸液進(jìn)行吸收處理。(1)裝置2的作用是除去CO2中的水蒸氣,其盛裝的試劑是濃硫酸。(2)裝置7中氯化銨和消石灰反應(yīng)制備氨氣。(3)液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過(guò)觀察氣泡,調(diào)節(jié)NH3與CO2的通入比例。(4)澄清石灰水與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,過(guò)濾、洗滌、干燥后稱(chēng)量,沉淀質(zhì)量為1.500g,樣品與足量石灰水充分反應(yīng),碳元素全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,所以氨基甲酸銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和一水合氨,反應(yīng)的方程式為H2NCOONH4+Ca(OH)2+H2OCaCO3↓+2NH3·H2O;設(shè)碳酸氫銨為xmol,氨基甲酸銨為ymol,由樣品總質(zhì)量可得:79xg+78yg=1.173g,又因?yàn)閚(CaCO3)=0.015mol,由碳原子守恒可得:xmol+ymol=0.015mol,解得x=0.003,y=0.012,則m(H2NCOONH4)=0.012mol×78g·mol1=0.936g,則氨基甲酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.936g1.173(5)②若步驟(Ⅰ)中測(cè)壓儀數(shù)值未穩(wěn)定即關(guān)閉K1,則體系中的空氣未被完全抽空,導(dǎo)致測(cè)量的壓強(qiáng)偏大,則Kp測(cè)量值偏大。4.(2024·甘肅二模)草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種黃色難溶于水可溶于稀硫酸的固體,具有較強(qiáng)還原性,受熱易分解,是生產(chǎn)電池、涂料以及感光材料的原材料。某化學(xué)活動(dòng)小組分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)裝置進(jìn)行草酸亞鐵的制備及其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。回答下列問(wèn)題:Ⅰ.制備草酸亞鐵晶體(裝置如圖所示)(1)從b中獲得產(chǎn)品的操作為、、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:先打開(kāi)K1和K3,待a中反應(yīng)一段時(shí)間后,需要對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行的操作為。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)物的探究(3)盛放無(wú)水硫酸銅的裝置a的名稱(chēng)為。

(4)裝置C的作用為。

(5)從綠色化學(xué)考慮,該套裝置存在的明顯缺陷是

。

(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,E中黑色固體變?yōu)榧t色,B、F中澄清石灰水變渾濁,a中無(wú)水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,A中硬質(zhì)玻璃管中殘留FeO,則A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

Ⅲ.運(yùn)用熱重分析法推測(cè)產(chǎn)物稱(chēng)取54.0g草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)加熱分解,得到剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示:(7)已知B點(diǎn)時(shí),固體只含有一種鐵的氧化物,根據(jù)上圖可知B點(diǎn)固體物質(zhì)的化學(xué)式為。

答案:(1)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(2)打開(kāi)K2、關(guān)閉K3(3)球形干燥管(4)吸收二氧化碳(5)缺少處理尾氣CO裝置(6)FeC2O4·2H2OFeO+2H2O+CO2↑+CO↑(7)Fe3O4解析:Ⅰ.制備草酸亞鐵晶體的具體操作為:組裝好裝置后,檢驗(yàn)裝置的氣密性,添加試劑后,先打開(kāi)K1和K3,將一定量稀硫酸加入a瓶后再關(guān)閉K1,讓a瓶中反應(yīng)先進(jìn)行一段時(shí)間以排除空氣,進(jìn)行上述操作的同時(shí)關(guān)閉K2,一段時(shí)間后,打開(kāi)K2關(guān)閉K3,將A裝置中的硫酸亞鐵溶液導(dǎo)入裝置B中。Ⅱ.裝置A為草酸亞鐵晶體分解,利用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)水蒸氣,B裝置檢驗(yàn)二氧化碳,C裝置吸收二氧化碳,D裝置干燥氣體,E裝置檢驗(yàn)CO,F裝置檢驗(yàn)二氧化碳。(1)b裝置中硫酸亞鐵和草酸銨反應(yīng)生成草酸亞鐵,經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到FeC2O4·2H2O晶體。(2)反應(yīng)一段時(shí)間后,打開(kāi)K2關(guān)閉K3,將a裝置中的硫酸亞鐵溶液導(dǎo)入裝置b中。(4)C中盛放NaOH溶液,作用是吸收二氧化碳。(5)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生CO,明顯缺陷是缺少處理尾氣CO裝置。(6)FeC2O4·2H2O受熱分解,E中黑色固體變?yōu)榧t色,說(shuō)明有Cu單質(zhì)生成,B、F中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明有CO2和CO生成,a中無(wú)水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,說(shuō)明有H2O生成,A中硬質(zhì)玻璃管中殘留FeO,則A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeC2O4·2H2OFeO+2H2O+CO2↑+CO↑。(7)n(FeC2O4·2H2O)=54.0g180g·mol-1=0.3mol,n(Fe)=n(FeC2O4·2H2O)=0.3mol,B點(diǎn)時(shí)固體產(chǎn)物只含一種鐵的氧化物,m(Fe)=0.3mol×56g·mol1=16.8g,m(O)=23.2g16.8g=6.4g,n(O)=0.4mol,n(Fe)∶n(O)=0.3mol∶0.5.(2024·吉林白山二模)某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備環(huán)己酮。化學(xué)反應(yīng)原理如下:+NaClO+NaCl+H2O實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟1:在如圖1裝置中加入8.4mL環(huán)己醇、20mL冰醋酸。在滴液漏斗中加入60mL濃度為1.8mol·L1的次氯酸鈉水溶液。步驟2:開(kāi)動(dòng)攪拌棒,逐滴加入NaClO溶液,并使瓶?jī)?nèi)溫度保持在30~35℃。當(dāng)NaClO溶液加完后,溶液呈黃綠色,經(jīng)檢驗(yàn),確保NaClO過(guò)量,在室溫下繼續(xù)攪拌15min。步驟3:在步驟2得到的溶液中加入1~5mL飽和NaHSO3溶液直至反應(yīng)液變?yōu)闊o(wú)色,經(jīng)檢驗(yàn),NaClO已完全反應(yīng)。步驟4:向反應(yīng)混合物中加入50mL水,進(jìn)行水蒸氣蒸餾(如圖2),收集35~40mL餾出液。在攪拌下,向餾出液中分批加入無(wú)水Na2CO3(約需6g),至反應(yīng)液呈中性。中和后的溶液加入精鹽(約需6.5g)使之飽和。步驟5:混合物轉(zhuǎn)入分液漏斗,分出有機(jī)相。水層用乙醚萃取2次,合并有機(jī)相和醚萃取液,用無(wú)水MgSO4干燥后過(guò)濾。先用水浴蒸餾回收乙醚,再蒸餾收集150~155℃餾分,產(chǎn)量約為5.6g?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)圖1中儀器A的名稱(chēng)是;圖2中“1”導(dǎo)管的作用是。(2)步驟2中,“溫度保持在30~35℃”的目的是。

(3)步驟