2020高考化學課標二輪(天津專用)專題能力訓練：12 綜合實驗探究 Word版含解析

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1、專題能力訓練十二綜合實驗探究 （時間:45分鐘滿分:100分） 專題能力訓練第2頁 非選擇題（共4小題,共100分） 1.（2019河南高三模擬）（25分）摩爾鹽的成分為 （NH4）2Fe（SO4）2^6H2O（M=392g?mol-i）,常作氧化還原滴定劑。學校購買了一批摩爾鹽樣品（假設雜質不參與反應）,某學習小組擬設計實驗方案測定其純度:方案1:沉淀法。甲同學準確稱量一定質量樣品溶于適量的蒸餾水滴加適量BaCl2溶液至S-完全沉淀，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，稱得BaSO4的質量。 （1）檢驗S-是否完全沉淀的操作方案2:滴定法。乙同學準確稱取mg摩爾鹽樣品溶于蒸餾水配制成250mL溶

2、液，量取25.00mL所配制溶液放入錐形瓶中，滴加適量的稀硫酸，用cmol-L-1KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液的體積為VmL。 ⑵用KMnO4溶液滴定時應選用（填“酸式”或“堿式”）滴定管，寫出滴定反應的離子方程 式:。 （3）該樣品的純度為。 ⑷若用待測液潤洗錐形瓶，測得結果（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。 方案3:量氣法。丙同學準確稱量4.0g樣品按下圖所示裝置進行實驗。 BC （5）①橡膠管L的作用是 ② B中液體可以是（填字母）。 a.飽和食鹽水b.四氯化碳 c.煤油d.飽和氯化銨溶液 ③ 當A中樣品完全反應后，待裝置冷卻至室溫，測得NH3

3、的體積為448mL（已折合成標準狀況）。 -已經(jīng)完全沉淀;反 根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算，該產(chǎn)品的純度為。 （1）靜置后，在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液,若無沉淀產(chǎn)生，證明S 之，則未完全沉淀 (2) 酸式Mn-+5Fe2++8H+——Mn2++5Fe3++4H2O (3) %（4）偏高 (5) ①平衡壓強，使分液漏斗中溶液順利滴下,同時減小滴入液體排出氣體體積對實驗結果的影響②be③98% 解析:(1)檢驗S-是否完全沉淀的操作:靜置后,在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇溶液，若無沉淀產(chǎn) 生,證明S-已經(jīng)完全沉淀;反之,則未完全沉淀。 (2) 高錳酸鉀為強氧化性物質,不能使用堿式滴定管盛裝

4、,否則會腐蝕橡膠管,應使用酸式滴定管 盛裝，滴定時發(fā)生反應的離子方程式為Mn-+5Fe2++8H+—Mn2++5Fe3++4H2O。 (3) 25.00mL溶液消耗的KMnO4為——mol,依據(jù)方程式可知Fe2+為——mol,原250mL溶液中含有 Fe2+為一mol,即摩爾鹽的物質的量也為一mol,其質量為g,純度為 g三mgx100%%。 (4) 若用待測液潤洗錐形瓶,消耗標準液的體積會變大。 (5) ①橡膠管L可以平衡壓強，使分液漏斗中溶液順利滴下,同時也可以減少因滴入液體排出氣體體積對實驗結果的影響。 ② 該實驗中滴入燒堿溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣，故所選用液體不能與氨氣反應，

5、也不能溶解氨氣。 ③ 標準狀況下NH3的體積為448mL，物質的量為0.02mol,依據(jù)原子守恒可知摩爾鹽為O.Olmol,其質量為3.92g,純度為3.92gF4.0gx100%=98%。 2.(25分)某研究學習小組要制備一種在水中溶解度很小的黃色化合物[F^(C2O4^^zH2O],并用滴定法測定其組成。已知H2C2O4在溫度高于90°C時易發(fā)生分解。實驗操作如下：步驟一:將圖甲分液漏斗中的草酸溶液滴入錐形瓶內(nèi),可生成黃色沉淀; 步驟二:稱取黃色產(chǎn)物0.841g放入錐形瓶中，加入足量的硫酸并水浴加熱至70?85C。待固體全部溶解后,用膠頭滴管吸出一滴溶液點在點滴板上,用鐵氰化鉀溶液

6、檢驗,無藍色沉淀產(chǎn)生; 步驟三:用0.080moLL-1KMnO4標準液滴定步驟二所得的溶液； 步驟四:向步驟三滴定后的溶液中加入足量Zn粉和硫酸，幾分鐘后用膠頭滴管吸出一滴點在點滴板上，用KSCN溶液檢驗，若不顯紅色，過濾除去Zn粉，并用稀硫酸洗滌Zn粉，將洗滌液與濾液 (1) 步驟一中將沉淀從反應混合物中分離出來的操作名稱。 (2) 步驟二中水浴加熱并控制溫度70~85C的理由是，加 鐵氰化鉀溶液無藍色沉淀產(chǎn)生，此操作的目的是。 (3) 步驟三盛裝KMnO4標準液的滴定管在滴定前后的液面如圖乙所示,則消耗KMnO4標準液的 體積為.，該滴定管為(填“酸式”或“堿式”)

7、滴定管。 (4) 步驟四中滴定時發(fā)生反應的離子方程式為。若不 合并洗滌液,則消耗KMnO4標準液的體積將(填“增大”“減小”或“不變”)。由 以上數(shù)據(jù)計算黃色化合物的化學式為。 答案:⑴過濾 (2) 加快固體溶解，同時防止草酸分解用鐵氰化鉀溶液檢驗Fe2+的存在，防止Fe2+干擾草酸的測定 (3) 25.00mL酸式 (4) Mn-+5Fe2++8H+——Mn2++5Fe3++4H2O減小FedCzO^10H2O 解析：|(1)分離固體和液體的操作是過濾。 ⑵由于H2C2O4在溫度高于90°C時易發(fā)生分解，所以需要水浴加熱并控制溫度至70?85°C,同時可加快固體溶解。用鐵氰

8、化鉀溶液檢驗Fe2+的存在，以防止Fe2+干擾草酸的測定。 ⑶由圖乙可知，消耗高錳酸鉀溶液的體積為25.80mL-0.80mL=25.00mL;滴定液是高錳酸鉀標準溶液，該溶液具有強氧化性，只能選用酸式滴定管。 (4)步驟四是用高錳酸鉀溶液滴定Fe2+，滴定時反應的離子方程式為 Mn-+5Fe2++8H+—Mn2++5Fe3++4H2O;洗滌液中殘留少許Fe2+，若不合并洗滌液，則消耗 KMnO4標準液的體積將減少;根據(jù)離子方程式Mn-+5Fe2++8H+—Mn2++5Fe3++4H2O，可知關 系式Mn-~5Fe2+，其中n(Mn-)=0.0800mol?L-ix0.01L=0.0

9、008mol，即n(Fe2+)=0.0008molx5=0.0040mol，則樣品中n(Fe)=0.0040mol。步驟三中，根據(jù)方程 式:2KMnO”+5HcCQ”+3HcSO一2MnSO+KSO+10COT+8HO可得到轉化關 4224244242'2 系:2KMnO4~5H2C2O4，即n(H2C2O4)^n(KMnO4)=0.0800mol^L-1x0.025L^=0.005mol，則樣品中含草酸根離子的物質的量為0.005mol。根據(jù)質量守恒定律可知，0.841g樣品中結晶水的物質的量為=0.01mol，則n(Fe):n(C2-):n(H2O)=4:5: 10,故黃色物質的化

10、學式為Fe4(C2O4)5?10H2O。 3.(2019河北唐山一中高三沖刺卷)(25分)三硫代碳酸鈉(Na2CS3)常用作殺菌劑、沉淀劑。某小組設計實驗探究三硫代碳酸鈉的性質并測定其溶液的濃度。 實驗1:探究Na2CS3的性 步驟 操作及現(xiàn)象 ① 取少量Na2CS3固體溶于蒸餾水配制成溶液并分成兩等份 ② 向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅色 ③ 向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去 (1) H2CS3是(填“強”或“弱”)酸。 (2) 已知步驟③的氧化產(chǎn)物是S-，寫出該反應的離子方程式:q (3) 某同學取步驟③所得溶液放入試管中，滴加足量鹽

11、酸、BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，他認為通過測定產(chǎn)生的白色沉淀的質量即可求出實驗所用Na2CS3的量，你是否同意他的觀點并說明理由：— 實驗2:測定Na2CS3溶液的濃度。 按如圖所示連接好裝置，取50mLNa2CS3溶液置于A中，打開儀器d的活塞，滴入足量2.0moLL-i稀硫酸，關閉活塞。 已知:Na2CS3+H2SO4一Na2SO4+CS2+H2ST；CS2和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸點為46°C,與CO2某些性質相似，與NaOH反應生成Na2COS2和H2O。 (4) 盛放Na2CS3溶液的儀器名稱是,B中發(fā)生反應的離子方程式 是。 (5) 反應結束后打開活塞K,再

12、緩慢通入熱N2一段時間,其目的 是。 (6) 為了計算Na2CS3溶液的濃度，對B中混合物進行過濾、洗滌、干燥、稱重得19.2g固體，則 A中Na2CS3的物質的量濃度為。 (7) 分析上述實驗方案，還可以通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度，若反 應結束后將通熱n2改為通熱空氣，計算值(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 答案：|(1)弱 (2)5C-+24Mn-+52H+——5CO2f+15S-+24Mn2++26H2O ⑶不同意，因為KMnO4溶液用硫酸酸化，含有S-,會引起實驗誤差 (4) 三頸燒瓶Cu2++H2S—CuSJ+2H+ (5)

13、將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中，使其被完全吸收 (6) 4.0mol?L-1 (7) 偏高 解析寸⑴根據(jù)實驗中信息:向其中一份溶液中滴加幾滴酚酞溶液，溶液變紅色，說明Na2CS3為強堿弱酸鹽，水解使溶液呈堿性，故h2cs3是弱酸。 (2) 已知步驟③向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去，氧化產(chǎn)物是S-,還原產(chǎn)物為Mn2+，同時應產(chǎn)生二氧化碳氣體，根據(jù)氧化還原反應原理進行配平得該反應的離子方程式為 5C-+24Mn-+52H+—5CO2f+15S-+24Mn2++26H2O。 (3) 某同學取步驟③所得溶液加入試管中，滴加足量鹽酸、BaCl2溶液產(chǎn)生白

14、色沉淀,但因為 KMnO4溶液用硫酸酸化，含有S-,會引起實驗誤差,故根據(jù)白色沉淀的質量不能求出實驗所用Na2CS3的量。 (4) 根據(jù)儀器的結構可知，盛放無水CaCl2的儀器的名稱是干燥管,A中發(fā)生反應 Na2CS3+H2SO4Na2SO4+CS2+H2Sf,氣體進入B中,H2S與硫酸銅反應生成硫化銅沉淀和硫酸, 故B中發(fā)生反應的離子方程式是Cu2++H2S—CuSJ+2H+。 (5) 反應結束后打開活塞K,再緩慢通入熱N2一段時間，將裝置中殘留的H2S、CS2全部排入后續(xù)裝置中，使其被完全吸收。 (6)為了計算Na2CS3溶液的濃度，對B中混合物進行過濾、洗滌、干燥、稱重，得1

15、9.2g固 體,n(H2S)=n(CuS)= =0.2mol,根據(jù)反應Na2CS3+H2SO?一Na2SO4+CS2+H2Sf，可知 n(Na2CS3)=n(H2S)=0.2mol,則A中Na2CS3的物質的量濃度為4.0mol?L-i。 (7) 分析上述實驗方案,還可以通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度,若反應結束后將通熱N2改為通熱空氣，空氣中含有的CO2能被氫氧化鈉溶液吸收，導致C中的質量偏大,從而使求得的Na2CS3的物質的量偏大,因此通過測定C中溶液質量的增加值來計算Na2CS3溶液的濃度時，計算值偏高。 4.(2019山東濰坊高三一模)(25分)

16、FeCl2是一種常用的還原劑、媒染劑。某化學小組同學在實驗室里用如下兩種方法來制備無水FeCl2。有關物質的性質如下： 物質 C6H5Cl(氯苯) C6H4Cl2(二氯苯) FeCl3 FeCl2 溶解性 不溶于水，易溶于苯、乙醇 不溶于C6H5C1、C6H4Cl2、苯，易溶于乙醇，易吸 65642 水 熔點/C -45 53 易升華 沸點/C 132 173 —— —— (1) 利用反應2FeCl3+C6H5Cl-2FeCl2+C6H4Cl2+HCl制取無水FeCl2并測定FeCl3的轉化率。按上圖裝置，在三頸燒瓶中放入32.5g無水氯化鐵和過量的氯苯

17、。打開K］、K2,關閉K3,通一段時間H2后關閉K2,控制三頸燒瓶內(nèi)反應溫度在128~139°C,反應一段時間。反應完成后打開K2再通氫氣一段時間。 ① 儀器a的名稱是，裝置B中盛裝的試劑是。 ② 反應后再通入h2的目的是。 ③ 冷卻實驗裝置，將三頸燒瓶內(nèi)物質倒出,經(jīng)過濾、用苯洗滌、干燥后，得到粗產(chǎn)品，回收濾液中C6H5Cl的操作方法是_。 ④ 反應后將錐形瓶中溶液配成250mL溶液，取25.00mL所配溶液，用0.4moLL-1NaOH溶液滴 定，消耗NaOH溶液23.60mL,則氯化鐵的轉化率為。 (2) 打開￡、K3,關閉K2,通氫氣與氯化鐵反應制取無水FeCl2。 ① 寫

18、出反應的化學方程式:_ ② 實驗制得FeCl2后并防止氧化的操作是。 ③ 請指出該制備方法的缺點：。 答案：(1)①球形冷凝管無水CaCl2(或硅膠、P2O5)②將反應器中的HCl氣體全部排入錐形瓶內(nèi)，使其被充分吸收③蒸餾濾液,并收集132C的餾分④94.4% A (2)①H2+2FeCl32FeCl2+2HCl②先熄滅酒精燈，再繼續(xù)通入氫氣一段時間③氯化鐵易升 華，轉化率低;導管易堵塞 解析：(1)①儀器a的名稱為球形冷凝管，裝置B的作用是防止外界水蒸氣進入三頸燒瓶中影響實驗，其中的干燥劑不能吸收HC1，因為最后的尾氣處理中用水吸收氯化氫，得到副產(chǎn)品鹽酸，通過用NaOH溶液滴定

19、鹽酸來測定FeCl3的轉化率，故盛放的試劑可以是無水CaCl2，或其他不與HC1反應的試劑，如P2O5或硅膠等。 ② 反應后再通入H2,可將反應器中的HC1氣體全部吹入裝置C，使其被充分吸收，操作更規(guī)范，同時使后續(xù)測量氯化鐵轉化率更精準。 ③ 由題中表格所給數(shù)據(jù)可知，QH〈C1的沸點為132°C，CH”C1°的沸點為173°C，利用沸點不同回 65642 收濾液中C6H5Cl可采用蒸餾法，即蒸餾濾液，收集132C的餾分。 65 ④ NaOH與HC1按物質的量之比為1：1完全反應，則NaOH溶液滴定的鹽酸中HC1的物質的量=0.4mol?L-1x23.60x10-3L=9.44x10

20、-3mol，則錐形瓶內(nèi)鹽酸中HC1的物質的量 =x9.44x10-3mol=9.44x10-2mol，再根據(jù)已知關系式2FeCl3~HCl可知,消耗的FeCl3的物質 的量=2x9.44x10-2mol=0.1888mol，故FeCl3的轉化率 =反應的氯化鐵的質量x1oo%=x100%=94.4%。 產(chǎn)品的總質量 (2)①氫氣與氯化鐵反應時，氫氣作為還原劑，將氯化鐵還原為氯化亞鐵，其反應的化學方程式可 A 表示為H2+2FeCl32FeCl2+2HCl。 ② 實驗通過氫氣與FeCl3反應制得FeCl2后,為防止FeCl2被氧化，先熄滅酒精燈，再繼續(xù)通入氫氣一段時間，以排盡裝置中的空氣。 ③ 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，因氯化亞鐵易升華，則用加熱的方法制備氯化亞鐵，會導致轉化率降低，且導管易堵塞。