高中化学综合实验题检测题及解析.docx

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高中化学综合实验题检测题及解析

1．常温常压下，一氧化二氯（Cl2O）为棕黄色气体，沸点为3.8℃,42℃以上会分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并与水反应生成HClO。

[制备产品]

将氯气和空气（不参与反应）按体积比1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，并用水吸收Cl2O（不含Cl2）制备次氯酸溶液。

（1）各装置的连接顺序为________→________→________→________→________。

（2）装置B中多孔球泡和搅拌棒的作用是_____________________________；装置C的作用是________________________________________________________________________。

（3）制备Cl2O的化学方程式为____________________________________________。

（4）反应过程中，装置B需放在冷水中，其目的是____________________。

（5）此方法相对于用氯气直接溶于水制备次氯酸溶液有两个主要优点，分别是________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________。

[测定浓度]

（6）已知次氯酸可被FeSO4等物质还原。

用下列实验方案测定装置E所得溶液中次氯酸的物质的量浓度：

量取10mL上述次氯酸溶液，并稀释至100mL，再从其中取出10.00mL于锥形瓶中，并加入10.00mL0.80mol·L－1的FeSO4溶液，充分反应后，用0.05000mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液24.00mL，则原次氯酸溶液的浓度为________。

解析：

（1）A装置制备氯气，D装置吸收氯气中的氯化氢气体，与空气形成1∶3的混合气体通入B装置，与含水8%的碳酸钠充分反应制备Cl2O，C装置吸收除去Cl2O中的Cl2，E装置中用水吸收Cl2O制备次氯酸溶液。

（2）装置B中多孔球泡和搅拌棒的作用是加快反应速率，使反应充分进行；装置C装有足量的四氯化碳溶液，其作用是除去Cl2O中的Cl2。

（3）氯气和空气（不参与反应）按体积比1∶3混合通入含水8%的碳酸钠中制备Cl2O，反应为：

2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2或2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3。

（4）由题可知：

Cl2O42℃以上会分解生成Cl2和O2，故为防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解，装置B需放在冷水中。

（5）主要优点分别是制得的次氯酸溶液纯度较高，浓度较大。

（6）根据反应ClO－＋2Fe2＋＋H2O===Cl－＋2Fe3＋＋2OH－、MnO

＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，则原次氯酸溶液的浓度为

＝

1.000mol·L－1。

答案：

（1）A　D　B　C　E

（2）加快反应速率，使反应充分进行　除去Cl2O中的Cl2

（3）2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2（或2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3）

（4）防止反应放热后温度过高导致Cl2O分解

（5）制得的次氯酸溶液纯度较高　浓度较大

（6）1.000mol·L－1

2．草酸亚铁晶体（FeC2O4·xH2O）为淡黄色粉末，是生产锂电池的原料。

某化学兴趣小组对草酸亚铁晶体的一些性质进行探究。

回答下列问题：

（1）实验室用0.5mol·L－1FeSO4溶液与0.5mol·L－1（NH4）2C2O4溶液制备草酸亚铁晶体。

要配制500mL0.5mol·L－1的FeSO4溶液，需称取FeSO4·7H2O（M＝278g·mol－1）样品________g，必须使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还有__________________。

（2）为测定草酸亚铁晶体中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2，设为装置A）称重，记为m1g。

将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。

按下图连接好装置进行实验。

实验操作步骤为打开K1、K2，缓缓通入N2→点燃酒精灯，小火加热→熄灭酒精灯→冷却至室温→停止通N2，关闭K1、K2→称量A。

重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

①仪器B的名称是________。

②缓缓通入N2的目的是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

③根据实验数据，计算草酸亚铁晶体中结晶水数目x＝________（列式表示）。

若不关闭K1和K2进行称量，则所得x将________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（3）为探究草酸亚铁的热分解产物，将实验

（2）中已恒重的装置A接入下图所示装置进行实验。

①实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________________。

②停止实验时要先熄灭两处酒精灯，再继续通N2至玻璃管冷却到室温，目的是________________________________________________________________________。

③若装置A中5.76g样品完全分解后残余2.88g黑色固体，E的硬质玻璃管中固体质量减轻0.64g。

则草酸亚铁受热分解的化学方程式为__________________________________。

解析：

（1）配制500mL0.5mol·L－1的FeSO4溶液，则n（FeSO4·7H2O）＝0.5L×0.5mol·L－1＝0.25mol，故称取FeSO4·7H2O的质量为278g·mol－1×0.25mol＝69.5g；必须使用的玻璃仪器还有500mL容量瓶、胶头滴管。

（2）①仪器B为干燥管。

②缓缓通入N2的目的是排出装置A中的空气，防止加热时草酸亚铁被氧气氧化。

③FeC2O4·xH2O的质量为（m2－m1）g，FeC2O4的质量为（m3－m1）g，则结晶水的质量为[m2－m1－（m3－m1）]g＝（m2－m3）g，则m（FeC2O4）∶m（H2O）＝（m3－m1）∶（m2－m3）＝144∶18x，解得x＝

；若不关闭K1和K2进行称量，则m3偏大，x偏小。

（3）①根据B中澄清石灰水变浑浊，可知分解产物中有CO2，根据E中固体变为红色，F中澄清石灰水变浑浊，可知分解产物中有CO。

②停止实验时要先熄灭两处酒精灯，再继续通N2至玻璃管冷却到室温，目的是防止倒吸。

③5.76g样品中n（FeC2O4）＝

＝0.04mol，根据E中发生反应：

CuO＋CO

Cu＋CO2　ΔM（固）＝16g·mol－1，可知样品分解生成的CO的物质的量n（CO）＝

＝0.04mol，残余2.88g黑色固体中n（Fe）＝0.04mol，n（O）＝

mol＝0.04mol，该黑色固体中n（Fe）∶n（O）＝1∶1，则黑色固体为FeO，草酸亚铁分解产生的CO2的质量m（CO2）＝（5.76－2.88－0.04×28）g＝1.76g，n（CO2）＝

＝0.04mol，故草酸亚铁受热分解的化学方程式为FeC2O4

FeO＋CO↑＋CO2↑。

答案：

（1）69.5　500mL容量瓶、胶头滴管

（2）①干燥管　②排出装置A中的空气，防止加热时草酸亚铁被氧气氧化　③

　偏小

（3）①CO2和CO　②防止倒吸

③FeC2O4

FeO＋CO↑＋CO2↑

3．亚硝酸钙[Ca（NO2）2]是水泥混凝土外加剂的主要原料，某学习小组设计实验制备亚硝酸钙，实验装置如图所示。

（夹持装置略去）

已知：

2NO＋CaO2

Ca（NO2）2

2NO2＋CaO2

Ca（NO3）2

Ca（OH）2＋NO＋NO2===Ca（NO2）2＋H2O

请回答下列问题：

（1）向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前，应向装置中通入一段时间的N2，原因是________________________________________________________________________。

（2）装置D的名称是__________；装置B中盛装的试剂是__________。

（3）装置F中的酸性K2Cr2O7溶液可将剩余的NO氧化成NO

，溶液由橙色（Cr2O

）变为绿色（Cr3＋），发生反应的离子方程式为____________________________________。

（4）已知Ca（NO2）2溶液显弱碱性，其对应的酸容易分解，产生NO气体，设计实验证明装置F中有亚硝酸钙生成：

______________________________________

________________________________________________________________________。

（5）工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO2）2。

①若n（NO）∶n（NO2）＞1∶1，则会导致_____________________________；

②若n（NO）∶n（NO2）＜1∶1，则会导致________________________________。

解析：

（1）因为NO极易被氧气氧化为NO2，所以实验先通一段时间的氮气目的是为了将装置内的空气排净，避免将NO氧化。

（2）装置D为U形管，而且两边各有一个支管口，所以是U形具支干燥管。

装置B中的试剂为蒸馏水，其作用是将反应产生的NO2转化为NO。

（3）酸性K2Cr2O7溶液将NO氧化成NO

，Cr2O

变为Cr3＋，显然在反应物中应该添加氢离子，在生成物中应该添加水，根据化合价升降相等、电荷守恒和原子守恒得到离子方程式为Cr2O

＋2NO＋6H＋===2Cr3＋＋2NO

＋3H2O。

（4）Ca（NO2）2溶液显弱碱性，说明HNO2是弱酸，其对应的酸（HNO2）容易分解，产生NO气体，所以可以选择向样品中加入强酸，利用强酸制弱酸的原则，生成HNO2，HNO2分解得到NO，NO被空气氧化得到红棕色的NO2，观察现象就能证明NaNO2的存在。

（5）①若n（NO）∶n（NO2）＞1∶1，则对于题目给的第三个反应，NO过量，最终排放会污染空气。

②若n（NO）∶n（NO2）＜1∶1，则对于题目给的第三个反应，NO2过量，会发生反应：

2Ca（OH）2＋4NO2===Ca（NO2）2＋Ca（NO3）2＋2H2O，所以产物中的硝酸钙杂质的含量会增加。

答案：

（1）排除装置中的空气，防止其将生成的NO氧化为NO2

（2）U形具支干燥管　蒸馏水

（3）Cr2O

＋2NO＋6H＋===2Cr3＋＋2NO

＋3H2O

（4）取少量E中反应后的固体于试管中，滴加少许稀硫酸，试管口有红棕色气体生成

（5）①排放气体中NO含量升高，污染环境

②产品中Ca（NO3）2杂质含量升高

4．硼是第ⅢA族元素，单质硼在加热条件下能与多种非金属反应。

某同学欲利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼。

已知BCl3的沸点为12.5℃，熔点为－107.3℃，遇水剧烈反应，生成硼酸和盐酸。

该同学选用如图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验，请回答下列问题：

（1）A中反应的离子方程式为_________________________________________________。

（2）图中g管的作用是_____________________________________________________。

（3）装置的连接顺序依次为A→____→____→____→E→D→F；在E、F装置间连接D装置的作用是____________________________________________________________。

（4）停止实验时，正确的实验操作是___________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）若硼酸（H3BO3）为一元弱酸，则其钠盐NaH2BO3为________（填“正盐”“酸式盐”或“碱式盐”）。

（6）实验完成后，某同学向F中（溶液含有0.05mol·L－1NaClO、0.05mol·L－1NaCl、0.1mol·L－1NaOH）滴加品红溶液，发现溶液褪色。

现设计实验探究溶液褪色的原因，请完成实验方案。

实验

序号

0.1mol·L－1

NaClO溶液/mL

0.1mol·L－1

NaCl溶液/mL

0.2mol·L－1NaOH

溶液/mL

H2O

/mL

品红

溶液

现象

①

5.0

4滴

较快

褪色

②

5.0

4滴

不褪色

③

5.0

4滴

缓慢

褪色

则x＝________，结论：

______________________________________________。

解析：

（1）A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成Cl2，离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

（2）g管的作用是保持气压平衡，便于分液漏斗中的液体流入蒸馏烧瓶。

（3）A中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生氧化还原反应生成Cl2，生成的Cl2中含有HCl、水蒸气，故连接B装置用饱和食盐水吸收HCl，再连接D装置用浓硫酸吸水干燥，C中生成BCl3，在E中得到BCl3，为防止生成的BCl3水解，E装置后需要连接干燥装置D，最后用F吸收未反应的Cl2，故装置的连接顺序为A→B→D→C→E→D→F。

（4）停止实验，先熄灭C处酒精灯，为防止倒吸，再将F处导管取出，最后熄灭A处酒精灯。

（5）若硼酸（H3BO3）为一元弱酸，则NaH2BO3为正盐。

（6）三组对比实验溶液总体积应相同，都为10.0mL，故实验①水的体积为5.0mL；实验①③褪色，说明NaClO使品红溶液褪色，相对于实验①来说实验③褪色较慢，说明溶液碱性越强褪色越慢。

答案：

（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

（2）保持气压平衡，便于分液漏斗中的液体流入蒸馏烧瓶

（3）B　D　C　起干燥作用，防止三氯化硼遇水剧烈反应

（4）先熄灭C处酒精灯，将F处导管取出，最后熄灭A处酒精灯

（5）正盐

（6）5.0　NaClO能使品红溶液褪色，溶液碱性越强褪色越慢

5．实验小组制备高铁酸钾（K2FeO4）并探究其性质。

资料：

K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。

（1）制备K2FeO4（夹持装置略）

①A为氯气发生装置。

A中反应的化学方程式是_________________________________（锰被还原为Mn2＋）。

②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。

③C中得到紫色固体和溶液。

C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe（OH）3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有________________________________。

（2）探究K2FeO4的性质

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。

为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：

方案Ⅰ

取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色

方案Ⅱ

用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生

ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________，但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由______________________________________产生（用方程式表示）。

ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。

用KOH溶液洗涤的目的是________________________________________________________________________。

②根据K2FeO4的制备实验得出：

氧化性Cl2________FeO

（填“>”或“<”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和FeO

的氧化性强弱关系相反，原因是__________________。

③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO

>MnO

，验证实验如下：

将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。

该现象能否证明氧化性FeO

>MnO

。

若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。

理由或方案：

_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）①KMnO4被HCl还原为MnCl2，HCl被氧化为Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。

②应在装置B中加入饱和食盐水，以除去混在Cl2中的HCl。

洗气时，气体应长管进、短管出。

③过量的KOH还能与Cl2发生歧化反应，化学方程式为Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。

（2）①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有Fe3＋。

有Fe3＋生成，不能判断FeO

一定与Cl－发生了反应，根据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下，FeO

会与H＋发生氧化还原反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为4FeO

＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。

ⅱ.用KOH溶液洗涤可除去混在C所得固体中的ClO－。

②碱性条件下，氧化性Cl2>FeO

；而在酸性条件下，FeO

的氧化能力增强，氧化性Cl2

。

由此可见，两者氧化性强弱关系相反，主要原因是溶液的酸碱性不同。

③理由：

FeO

在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO

的颜色。

方案：

向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色。

答案：

（1）①2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O

②

③Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

（2）①ⅰ.Fe3＋　4FeO

＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O

ⅱ.排除ClO－的干扰

②>　溶液酸碱性不同

③理由：

FeO

在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色一定是MnO

的颜色

方案：

向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色

6．芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。

芳香烃的苯环比较稳定，难于氧化，而环上的支链不论长短，在强烈氧化时，最终都氧化成羧基。

某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。

反应原理：

＋KOH＋2MnO2↓＋H2O