2019高考化學(xué)二輪增分優(yōu)選練 加試題增分練 第31題 化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合探究(考試專用)

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1、 第?31?題 化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合探究 1．硼與鋁為同族元素。據(jù)報(bào)道硼和鎂形成的化合物刷新了金屬化合物超導(dǎo)的最高紀(jì)錄，硼、 鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛；硼酸(H3BO3)是極弱的一元弱酸。硼鎂礦主要成分為 Mg2B2O5·H2O，用硼鎂礦、碳銨法實(shí)驗(yàn)室制備硼酸的主要流程如下： 請回答： (1)步驟①中實(shí)驗(yàn)室需要把硼鎂礦放在______________儀器中焙燒(填實(shí)驗(yàn)儀器)。 (2)步驟③中采用減壓過濾，該小組同學(xué)所用的裝置如上圖所示，若實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生倒吸現(xiàn)象，

2、 應(yīng)采取最簡單的實(shí)驗(yàn)操作是______________________________________________________； NH4H2BO3?溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥獲得硼酸晶體，下列實(shí)驗(yàn)條件容易使 得到的硼酸晶體有較大顆粒的是________________。 A．較高溫度下快速蒸發(fā) B．用冰水冷卻?NH4H2BO3?溶液 C．采用較稀的?NH4H2BO3?溶液 (3)硼酸溶解度如下圖所示，從操作③中獲得?H3BO3?晶體需要洗滌、干燥，洗滌過程中需要用 ________(填“冷水”或“熱水”)，你的理由是________

3、_______________________________ ________________________________________________________________________； (4)測定硼酸晶體純度的試驗(yàn)方法是：取?0.500?0?g?樣品于錐形瓶中，滴加甘油，微熱使樣品 溶解，迅速冷卻至室溫，滴加指示劑，用NaOH?標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至?15.80?mL?時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。已知： 每?1.00?mL?NaOH?滴定液相當(dāng)于 30.92?mg?的?H3BO3?，則該樣品中 H3BO3

4、?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 __________________。 答案 (1)坩堝 1 (2)打開旋塞?K C (3)冷水 硼酸溶解度隨著溫度升高增大較快，用冷水洗滌能減少硼酸溶解損失 (4)97.71% 2．(2017·余姚中學(xué)高二下學(xué)期期中)三氯化六氨合鈷(Ⅲ)是一種重要的化工產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)中采 用?H2O2?作氧化劑，在大量氨和氯化銨存在下，選擇活性炭作為催化劑將?Co(Ⅱ)氧化為?Co(Ⅲ)， 活性炭 來制備三氯化六氨合鈷(Ⅲ)配合物，反應(yīng)式：?2(CoCl2·6H2O)＋10NH3＋2NH4Cl＋H2O2?===== 2[C

5、o(NH3)6]Cl3＋14H2O 已知：①[Co(NH3)6]Cl3?在不同溫度下水中的溶解度曲線如圖。 ②制備過程中可能用到的部分裝置如下： (1)原料?NH4Cl?的主要作用是___________________________________________________； 步驟④中要冷卻至?10?℃再加入?H2O2?溶液，這樣操作的目的：_______________________。 (2)步驟

6、⑤中保持?60?℃的加熱方法是______________________________________________， 恒溫?20?min?的目的是_______________________________________________________。 (3)步驟⑥是減壓抽濾(見上圖裝置Ⅱ)，當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí)，防自來水倒吸入抽濾 瓶最佳的正確操作是_________________________________________________________。 (4)操作?A?的名稱為________。若操作過程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出

7、，處理方法是 ______________。 (5)步驟⑨進(jìn)行洗滌時(shí)要用到兩種試劑，應(yīng)該依次用________(填字母)洗滌。 A．飽和氯化鈉溶液 2 B．無水乙醇 C．濃鹽酸 4 答案 (1)NH4Cl?溶于水電離出?NH＋會抑制?NH3·H2O?的電離 防止溫度過高?H2O2?分解 (2) 水浴加熱 保證反應(yīng)完全 (3)慢慢打開活塞?d，然后關(guān)閉水龍頭 (4)趁熱過濾 往漏斗中加入少量熱水 (5)CB 4 解析 (1)NH4Cl?溶于水電離出 NH?＋?會抑制?NH3·H2O?的電離，利于加入濃氨水后生成

8、 [Co(NH3)6]Cl3；步驟④中要冷卻至?10?℃再緩慢地邊攪拌邊加入?H2O2?溶液，可以防止溫度過高 導(dǎo)致?H2O2?分解，同時(shí)降低反應(yīng)速率，防止反應(yīng)過于劇烈。(2)根據(jù)?Co(NH3)6Cl3?在不同溫度下 水中的溶解度曲線可知，步驟⑤中保持?60?℃，可以加快反應(yīng)速率，又不至于雙氧水分解， 保持?60?℃可以通過水浴加熱控制溫度，恒溫?20?min?可以保證反應(yīng)完全進(jìn)行。(3)在減壓抽 濾操作中，當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí)，防自來水倒吸入抽濾瓶最佳的正確操作是慢慢打 開活塞?d，然后關(guān)閉水龍頭。(4)根據(jù)流程圖，粗產(chǎn)品中加入?50?mL?熱水和?2?mL

9、?濃鹽酸，洗 滌后，需要趁熱過濾，得到濾液；若操作過程中，發(fā)現(xiàn)漏斗尖嘴處有少量晶體析出，往漏斗 中加入少量熱水，使之溶解后繼續(xù)過濾。(5)根據(jù)流程圖，步驟⑦和⑧的提示，步驟⑨進(jìn)行洗 滌時(shí)可以先用濃鹽酸洗滌，因?yàn)閇Co(NH3)6]Cl3?易溶于水，然后再用無水乙醇洗滌。 3．(2018·諸暨市牌頭中學(xué)高二下學(xué)期期中)實(shí)驗(yàn)室用鎂還原硝基苯制取反式偶氮苯的化學(xué)方 程式為： ＋4Mg＋8CH3OH―→ ＋4Mg(OCH3)2＋4H2O 已知：①M(fèi)g(OCH3)2?在水中極易水解。 ②反式偶氮苯產(chǎn)品在紫外線照射后部分轉(zhuǎn)化為順式偶氮苯。 ③

10、反式(順式)偶氮苯為橙紅色晶體，溶于乙醇、乙醚和醋酸，不溶于水。遇明火、高熱可燃， 受高熱分解放出有毒的氣體。 主要實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下： (Ⅰ)合成：在反應(yīng)器中加入一定量的硝基苯、甲醇和一小粒碘，加入少量鎂粉，立即發(fā)生反 應(yīng)；等大部分鎂粉反應(yīng)完全后，再加入鎂粉，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，等鎂粉完全反應(yīng)后，加熱回流 30?min。 (Ⅱ)分離與提純： ①將所得液體趁熱倒入盛有冰水的燒杯，并不斷攪拌，用冰醋酸小心中和至?pH?為?4～5，析 出橙紅色固體，過濾，用少量冰水洗滌。 ②用?95%的乙醇重結(jié)晶。 回答下列問題： (1)如圖加熱回流裝置

11、中，儀器?a?的名稱是__________，進(jìn)水口為________(填“1”或“2”) 3 (2)若將鎂粉一次性加入已裝硝基苯、甲醇混合液的三頸燒瓶中，可能導(dǎo)致________(填字母)。 A．反應(yīng)太劇烈 C．反應(yīng)變緩慢 (3)分離與提純： B．液體太多攪不動 D．副產(chǎn)物增多 ①析出橙紅色固體，過濾，用少量冰水洗滌中用冰水洗滌的原因是________________________ __________________

12、______________________________________________________。 ②為了得到較大顆粒的晶體，加入冰醋酸時(shí)需要_______________________________________ _________________________________(填“緩慢加入”或“快速加入”)。 ③燒杯中的反式偶氮苯轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí)，杯壁上往往還粘有少量晶體，需選用液體將杯壁上 的晶體沖洗下來后轉(zhuǎn)入布氏漏斗，下列液體最合適的是________(填字母)。 A．冰水 C．95%乙醇水溶液 B．飽和?NaCl?溶液

13、 D．濾液 ④抽濾完畢，應(yīng)先斷開____________________________________________________________， 以防倒吸。 ⑤重結(jié)晶操作包括“加熱溶解、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥”。上述重結(jié)晶過 程中的________操作除去了不溶性雜質(zhì)。 (4)取?0.1?g?偶氮苯，溶于?5?mL?左右的苯中，將溶液分成兩等份，分別裝于兩個(gè)試管中，其 中一個(gè)試管用黑紙包好放在陰暗處，另一個(gè)則放在陽光下照射。用毛細(xì)管各取上述兩試管中 的溶液點(diǎn)在距離濾紙條末端?1?cm?處，再將濾紙條末端浸入裝有?1

14、∶3?的苯環(huán)己烷溶液的容器 中，實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如下圖所示： 4 ①實(shí)驗(yàn)中分離物質(zhì)所采用的方法是________法。 ②薄層色譜分析中，極性弱的物質(zhì)，在溶劑中擴(kuò)散更快。某同學(xué)采用薄層色譜分析所得偶氮 苯，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)和展開后的斑點(diǎn)如圖所示，則反式偶氮苯比順式偶氮苯的分子極性 ____________________(填“強(qiáng)”或“弱”)。 答案 (1)冷凝管 2 (2)AD (3)①減少偶氮苯的溶解 ②緩慢加入 ③D ④抽氣

15、泵和安 全瓶 ⑤趁熱過濾 (4)①層析(色層、色譜) ②弱 解析 (1)根據(jù)儀器?a?的構(gòu)造特點(diǎn)，儀器?a?的名稱為冷凝管。冷凝管中水流方向“下進(jìn)上出”， 進(jìn)水口為?2。 ( (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)和已知③“反式順式)偶氮苯遇明火、高熱可燃，受高熱分解放出有毒的氣體”。 若將鎂粉一次性加入已裝硝基苯、甲醇混合液的三頸燒瓶中，可導(dǎo)致反應(yīng)太劇烈，副產(chǎn)物增多。 (3)①根據(jù)已知③“反式(順式)偶氮苯為橙紅色晶體，溶于乙醇、乙醚和醋酸，不溶于水”， 析出橙紅色固體，過濾，用少量冰水洗滌的目的是：減少偶氮苯的溶解。 ②結(jié)晶速率越慢得到的晶體顆粒越大，為了得到較大

16、顆粒的晶體，加入冰醋酸時(shí)需要緩慢加入。 ③燒杯中的反式偶氮苯轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí)，杯壁上往往還粘有少量晶體，需選用液體將杯壁上 的晶體沖洗下來后轉(zhuǎn)入布氏漏斗，目的是減少晶體的損失；所以選擇沖洗的液體既不會使晶 體溶解，同時(shí)也不會引入雜質(zhì)，最合適的液體是濾液。 ④抽濾完畢，應(yīng)先斷開抽氣泵和安全瓶之間的橡皮管。 ⑤重結(jié)晶操作包括“加熱溶解、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、抽濾、洗滌、干燥”，其中“趁熱過 濾”除去了不溶性雜質(zhì)，“冷卻結(jié)晶、抽濾”除去了可溶性雜質(zhì)。 (4)①根據(jù)所做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中分離物質(zhì)所采用的方法是層析(色層、色譜)法。 ②根據(jù)已知②“反式偶氮苯產(chǎn)品在紫

17、外線照射后部分轉(zhuǎn)化為順式偶氮苯”，紫外線照射后的 樣品中含反式偶氮苯和順式偶氮苯；根據(jù)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)和展開后的斑點(diǎn)，反式偶氮苯擴(kuò)散得更 快，在薄層色譜分析中，極性弱的物質(zhì)，在溶劑中擴(kuò)散更快，所以反式偶氮苯比順式偶氮苯 分子的極性弱。 4．氨基甲酸銨(NH2COONH4)是一種白色固體，易分解、易水解，可用作肥料、滅火劑、洗滌 劑等。某化學(xué)興趣小組模擬制備氨基甲酸銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式： 2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH＝－Q?kJ·mol－1(Q>0) 5 制備氨基甲酸銨的裝

18、置如下圖所示，把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生 成的氨基甲酸銨小晶體懸浮在四氯化碳中。當(dāng)懸浮物較多時(shí)，停止制備。 注：四氯化碳與液體石蠟均為惰性介質(zhì)。 (1)發(fā)生器用冰水冷卻的原因是________________________________________________ ______________________________________________________________________(答兩點(diǎn))。 (2)液體石蠟鼓泡瓶的作用是______________________

19、________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是?________(填操作名稱)。為了得到干燥產(chǎn) 品，應(yīng)采取的方法是________(填序號)。 a．常壓加熱烘干 b．高壓加熱烘干 c．真空?40?℃以下烘干 (4)尾氣處理裝置如圖所示。濃硫酸的作用：__________________________________________ _

20、_______________________________________________________________________。 (5)取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品?0.782?0?g，用足量石灰水充分處理后， 使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣，過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為?1.000?g。則樣品中氨基甲酸 銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為________。 答案 (1)降低溫度提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率；防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解；防止?NH3?和?CO2?逸出， 增大?NH3?和?CO2?的溶解度(答出任意兩點(diǎn)即可

21、) (2)?通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)?NH3?與?CO2?通入比例為?2∶1 (3)過濾 c (4)吸收多余氨氣、防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解 (5)80.00% 解析 (1)生成?NH2COONH4(s)的反應(yīng)放熱，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，有利于生成氨基 甲酸銨。且氨基甲酸銨受熱易分解，所以反應(yīng)過程中需要用冰水冷卻。(2)因?yàn)闅怏w參與的反 應(yīng)不易控制反應(yīng)速率和用量，所以液體石蠟鼓泡瓶的作用是控制氣體流速和原料氣體的配比， 6 即通過觀察氣泡，調(diào)節(jié)?NH3?與?CO2?通入比例。 (3)由制備氨基甲酸銨的裝

22、置圖可知，把氨氣和二氧化碳通入四氯化碳中，不斷攪拌混合，生 成的氨基甲酸銨晶體小，其晶體懸浮在四氯化碳中，分離產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是過濾。氨基甲酸 銨(NH2COONH4)是一種白色固體，易分解、不能加熱烘干，應(yīng)在真空?40?℃以下烘干，所以答 案選?c。(4)氨氣是堿性氣體，濃硫酸是強(qiáng)酸，且具有吸水性，所以濃硫酸的作用是吸收多余 的氨氣，同時(shí)防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解。 其 (5)過濾、洗滌、干燥，測得質(zhì)量為1.000g，該物質(zhì)是碳酸鈣，?物質(zhì)的量為1.000g÷100g·mol －1 ＝0.010?mol。設(shè)樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)

23、的量為?x，碳酸氫銨的物質(zhì)的量為?y，依據(jù)碳原 得??x＝0.008??mol、y＝0.002??mol，則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)＝???????? ×100% 子守恒得到：x＋y＝0.010?mol，又因?yàn)?78?g·mol－1·x＋79?g·mol－1·y＝0.782?0?g，解 0.008?mol 0.010?mol ＝80.00%。 7