专题三综合实验题.docx

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专题三综合实验题

专题三：

综合实验题

该类题主要以制备新物质或实验装置图或化工流程为载体，以考查实验设计、探究与实验分析能力为主，同时涉及基本操作、基本实验方法、装置与仪器选择、误差分析等知识。

命题的内容主要是气体制备、溶液净化与除杂、溶液配制、影响速率因素探究、元素金属性或非金属性强弱（物质氧化性或还原性强弱）、物质成分或性质探究、中和滴定等基本实验的重组或延伸。

重点是新物质制备、性质检验和对试验的评价。

【答题策略】首先要搞清楚实验目的，明确实验的一系列操作或提供的装置都是围绕实验目的展开的。

要把实验目的与装置和操作相联系，找出涉及的化学原理、化学反应或物质的性质等，然后根据问题依次解答即可。

1．（15分）某过碳酸钠中含有少量过氧化钠，甲．乙两位同学各称取一定质量的该样品，并用如下图所示仪器测定样品的纯度。

仪器的连接顺序，甲同学：

⑤—⑧—③—⑦—④；乙同学：

⑤—③—②。

已知：

过碳酸钠（Na2CO4）．过氧化钠分别跟足量稀硫酸反应的化学方程式如下：

2Na2CO4＋2H2SO4===2Na2SO4＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O;

2Na2O2＋2H2SO4===2Na2SO4＋O2↑＋2H2O。

（1）甲同学想通过实验测得的数据是____________，他选用的装置________（填序号）是没有必要的。

实验中甲同学测得气体体积为VL（20℃，1大气压），计算时他未将VL换算到标准状况，则他得到的Na2CO4的质量分数________（填“偏高”或“偏低”'）。

（2）乙同学想通过实验测得的数据是________________。

按他测得的数据计算出的实验结果有可能偏高，原因是________________；也有可能偏低，原因是　　。

（3）为了测得准确的实验数据，请你将乙同学的实验设计进行改进，写出你所选用仪器的连接顺序（每种仪器最多使用一次，也可以不用）：

________________（填序号）。

2.（14分）Na2O2是常见的氧化剂,某化学小组的同学欲通过以下实验确定炭粉与Na2O2反应的产物。

【实验步骤】

I.按下图所示装置（部分仪器未画出）组装仪器，并检查装置气密性。

II.将0.6g炭粉与3.9gNa2O2均匀混合，装入A装置中的反应容器，在靠近反应容器口处放置一张湿润的氯化钯试纸（湿润氯化钯试纸遇CO变黑，可用于检验是否有CO生成）。

III.用酒精灯微微加热A装置中的反应容器。

【实验现象】

A装置中发生剧烈反应并产生火花，氯化钯试纸未变黑，石灰水未变浑浊。

请回答：

（1）在A装置中方框内的仪器可以选用，（从①②③④⑤中选出所需要的装置，使仪器装置图完整）

△

（2）装置B的作用是

（3）通过探究发现，装置A中发生的反应为2Na2O2+C===Na2CO3+X，X物质的化学式

是。

（4）CO在潮湿环境中可将氯化钯还原为黑色粉末状的钯（Pd），同时生成另外两种新物质。

已知反应过程中转移6.02×1023个电子时，生成53gPd，该反应的化学方程式为。

（5）将装置A中充分反应后所得产物溶于适量水中。

①所得溶液的溶质是（填化学式）。

②常温，若使所得溶液与100mL稀盐酸恰好完全反应至溶液pH=7，该盐酸的物质的量浓度为。

（6）写出Na2O2的一种重要用途.

3.（16分）某同学设计如图所示装置（夹持装置已略去，量气管可上下移动）可分别进行下列实验探究

请回答下列问题：

（1）实验前，某同学检查装置气密性的操作方法是：

将活塞K关闭，再将量气管向上提高，其判断装置漏气或不漏气的现象分别是＿＿＿＿＿

（2）另一同学欲通过实验1收集并测量N02气体的体积来探究铜片的纯度，所测得的结果比真实值偏小（不考虑操作误差），你认为可能的原因是＿＿＿＿。

（3）若进行实验II制NH3，则烧瓶和分液漏斗中应分别盛装适量的＿＿＿＿。

（4）若进行实验III，该装置缺少的必须仪器是＿＿＿＿；该反应的离子方程式是＿＿

量气管中最好装的液体是＿＿＿＿＿（选填字母代号）o

a.NaOH溶液　b水　C.饱和NaCH溶液　d.苯乙烯

（5）实验IV时，应对量气管多次读数，读数时应注意：

①将实验装置恢复到室温，

②＿＿＿＿，③读数时，视线与凹液面最低处水平相切。

经多次重复实验，获得以下数据（所

有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）

根据上述数据，可计算出硅铁合金中硅的质量分数为＿＿。

4．（15分）某学习小组对教材实验“在200mL烧杯中放人20g蔗糖（C12H22O11），加入适量水，搅拌均匀，然后再加入15mL质量分数为98％浓硫酸，迅速搅拌”进行如下探究。

（1）观察现象：

蔗糖先变黄，再逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状黑色物质，同时闻到刺激性气味。

压缩“黑色面包”时，感觉较硬，放在水中呈漂浮状态。

同学们由上述现象推测出下列结论：

①浓硫酸具有强氧化性②浓硫酸具有吸水性③蔗糖炭化得到的碳连成整体，碳原子间形成了化学键④浓硫酸具有酸性⑤黑色物质具有强吸附性

其中依据不充分的是（填序号）；

（2）为了验证蔗糖与浓硫酸反应生成的气态产物，同学们设计了如下装置：

试回答下列问题：

①上图A中应选用下列装置（填编号）。

②B装置所装试剂是；D装置中试剂的作用是

；E装置中发生的现象是；

③A装置中使蔗糖变黑的化学反应方程式为；

④F装置中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅的原因是;

其反应的离子方程式是。

5．（17分）I．下面a～e是中学化学实验中常见的几种定量仪器：

A．量筒b．容量瓶c．滴定管d．托盘天平e．温度计f．烧杯

①使用容量瓶的第一步操作是。

②若用上述仪器配制500mL2mol·L－1的NaCl溶液，还缺少的玻璃仪器是。

③若用上述仪器测定中和热，则缺少的玻璃仪器为。

④若用上述仪器进行中和滴定，则缺少的玻璃仪器是。

II．某兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）

和胆矾晶体（CuSO4·5H2O），以探索工业废料的再利用。

其实验方案如下：

试回答下列问题:

（1）由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是，理由是。

（2）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是。

（3）从“绿色化学”角度考虑，写出用滤渣F制备胆矾晶体最佳方案的有关化学方程

式。

（4）理论上20g含Cu16%的合金能制得胆矾晶体质量g。

（5）有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否更合理，

理由是。

6.（15分）固体粉末X由Fe2O3、CuO组成。

某研究性学习小组选用图17中装置（夹持仪器已略去，实验前均已检查装置气密性）探究X与过量炭粉发生反应时，除生成CO2外，是否还有其他气体产物。

甲乙丙丁戊

请回答：

（1）若按甲→丙→丁的顺序连接装置，则（填上图装置代号）装置中的仪器和试剂需称量。

开始反应，气体经充分吸收后，分析数据发现，消耗碳、氧元素的质量大于生成CO2的质量，可能的原因除产生了CO2外的其他气体产物，还可能是。

（2）为使实验测得的数据更能准确说明问题，一些同学按乙→丁→戊的顺序连接装置进行实验，并且加热前先通一会儿气体M，停止加热后再通一会儿该气体。

①气体M可能是（填字母）。

a.CO2b.H2c.N2d.COe.O2

②停止加热后再通一会儿气体M的原因是。

（3）以上两套装置均存在的同样的明显缺陷是。

（4）该小组同学设计实验（如图）将X进行转化（每一步均反应完全）：

①生成气体B的化学方程式是。

②将固体D投入过量稀硫酸并充分反应后，过滤，再向滤液加入双氧水，得黄色溶液。

写出当加入双氧水时溶液中发生反应的离子方程式：

。

③若已知固体X的质量为7.2g，反应中Al粉的质量是2.7g，气体B在标准状况下的体积为672mL，则固体D的质量是____________g。

7..（2011天津，18分）某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CO的制备原理：

HCOOH

CO↑+H2O，并设计出原料气的制备装置（如下图）

请填写下列空白：

（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。

写出化学方程式：

，。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是，；

C和d中承装的试剂分别是，。

若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。

（3）制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是________________（填序号）

①饱和Na2SO3溶液②酸性KMnO4溶液③石灰水

④无水CuSO4⑤品红溶液

（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是______________。

a.低温、高压、催化剂b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂d.适当的温度、常压、催化剂

（5）正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品，为纯化1—丁醇，该小组查阅文献得知：

①R—CHO+NaHSO3（饱和）→RCH（OH）SO3Na↓；②沸点：

乙醚34℃，1—丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为_________，操作1为________，操作2为_______，操作3为_______。

8.（2011重庆，15分）固态化合物A由两种短周期元素组成，可与水发生复分解反应，甲组同学用题27图装置（夹持装置略）对其进行探究实验。

（1）仪器B的名称是____________。

（2）试验中，Ⅱ中的试纸变蓝，Ⅳ中黑色粉末逐渐变为红色并有M生成，则Ⅲ中的试剂为__________________；Ⅳ发生反应的化学方程式为____________；Ⅴ中的试剂为____________________。

（3）乙组同学进行同样实验，但装置连接顺序为Ⅰ——Ⅲ——Ⅳ——Ⅱ——Ⅴ——Ⅵ，此时Ⅱ中现象为________，原因是__________________。

（4）经上述反应，2.5g化合物A理论上可得0.56L（标准状况）M；则A的化学式为________________。

9.．（2011全国II卷29）（15分）（注意：

在试题卷上作答无效）

（1）下图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B、C、D的作用分别是：

B_____________________________________________________________________；

C_____________________________________________________________________；

D______________________________________________________________________；

（2）在实验室欲制取适量NO气体。

①下图中最适合完成该实验的简易装置是_________（填序号）；

②根据所选的装置完成下表（不需要的可不填）：

应加入的物质

所起的作用

A

B

C

D

③简单描述应观察到的实验现象______________________________________________。

10.（2011四川，16分）三草酸合铁酸钾晶体（K3[Fe（C2O4）3]·xH2O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。

为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：

（1）铁含量的测定

步骤一：

称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液。

步骤二：

取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成Mn2+。

向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。

步骤三：

用0.010mol/LKMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02ml，滴定中MnO4-，被还原成Mn2+。

重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol/LKMnO4溶液19.98ml

请回答下列问题：

1配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：

称量、_______、转移、洗涤并转移、________摇匀。

加入锌粉的目的是________。

2写出步骤三中发生反应的离子方程式________。

3实验测得该晶体中铁的质量分数为__________。

在步骤二中，若加入的KMnO4的溶液的量不够，则测得的铁含量__________。

（选填“偏低”“偏高”“不变”）

（2）结晶水的测定

将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110℃，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。

请纠正实验过程中的两处错误；_________;_________。

11．（2011上海27）CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。

以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：

、。

（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是，除去这种杂质的实验操作称为。

（3）已知：

CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4

称取0.1000g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16mL，则0.1000g该试样中含CuSO4·5H2Og。

（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，

再用。

在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线所对应的刻度。

（5）如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：

①②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤（其余步骤省略）

在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是

（6）如果1.040g提纯后的试样中含CuSO4·5H2O的准确值为1.015g，而实验测定结果是l.000g测定的相对误差为。

12.（2010福建卷）工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：

[探究一]

（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是。

（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml．浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。

①甲同学认为X中除

外还可能含有

。

若要确认其中的

，应先用选填序号）。

a．KSCN溶液和氯水b．铁粉和KSCN溶液c．浓氨水d．酸性

溶液

②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：

然后加入足量

溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。

由于此推知气体Y中

的体积分数为。

[探究二]

分析上述实验中

体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有

和Q气体。

为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是。

（4）认为

气体Y中还含有Q的理由是（用化学方程式表示）。

（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于（选填序号）。

a．A之前b．A-B间c．B-C间d．C-D间

（6）如果气体Y中含有

，预计实验现象应是。

（7）若要测定限定体积气体Y中

的含量（标准状况下约有28ml

），除可用测量

体积的方法外，可否选用质量称量的方法？

做出判断并说明理由。

13.．（16分）氮化硼是一种新型耐高温的超硬材料，在制作钻头、磨具等方面有着广泛的应用。

某实验小组拟用反应原理：

B2O3+2NH3

2BN+3H2O，以及如下装置制备氮化硼晶体。

（已知：

BN高温下能被空气氧化，不溶于水；B2O3难溶于冷水但可溶于热水。

）

（1）各仪器接口由左到右的连接顺序为。

（填仪器接口的字母编号）

（2）实验操作步骤如下：

连接装置；检查装置气密性；装入药品；打开分液漏斗活塞；

（请按正确的顺序甜如下列步骤的序号）。

①加热管式电炉③取出反应混合物③提纯BN④停止加热，继续通一段时间的氨气

（3）管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是，反应结束时，继续通一段时间氨气的目的是。

（4）装置D的作用是，若去掉装置E会导致。

（5）为除去粗产品中未反应的B2O3并得到纯净的BN固体，进行如下操作：

将粗产品加入适量的热水，充分搅拌后趁热过滤，洗涤并烘干。

洗涤沉淀的操作是。

（6）若实验开始时管式电炉中加入14.0gB2O3，实验完成后得到纯净的BN固体7.5g，假设实验操作过程中固体质量无损耗，则粗产品中BN的质量分数为（保留两位有效数字）．

.

14．（16分）

I：

SO2是一种大气污染物，某兴趣小组欲探究SO2的性质及绿色实验方法，设计如下方案。

（1）B、C、D分别检验SO2的漂白性、还原性和氧化性。

其中，C、D分别为碘水和硫化氢的水溶液，则B中所盛试剂为____________；C中反应的离子方程式为____________

（2）为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A2的制取装置来代替A1装置，与A1装置相比，A2装置的优点是：

（任写一点即可）II：

请以FeSO4溶液、KI溶液、氯水为试剂探究Fe2＋和I－的还原性强弱。

①提出假设：

假设1：

Fe2＋还原性强于I－；假设2：

_____________________________

②设计实验方案，写出实验步骤、预期现象和结论。

其他限选试剂：

3mol·L－1H2SO4、0.01mol·L－1KMnO4、20%KSCN、3%H2O2、淀粉溶液、紫色石蕊溶液。

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：

取2mLFeSO4溶液和2mLKI溶液混合于试管中，再滴加再滴加几滴氯水。

溶液变成黄色，推测有Fe3＋或I2生成。

15.（16分）某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成，他们进行了以下实验：

I.向FeSO4溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到一种浅蓝绿色的硫酸亚铁铵晶体，这种晶体俗名“摩尔盐”，它比绿矾稳定得多。

将摩尔盐低温烘干后，称取7.84g加热至1000C失去结晶水，质量变为5.68g

II.选择下图所示的部分装置连接起来,检查气密性后，将上述5.68g固体放入A装置的锥形瓶中，再向锥形瓶中加入足量NaOH浓溶液，充分吸收产生的气体并测出气体质量为0.68g。

III.向A中加入适量3%的H2O2溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后，测得其质量为1.6g。

根据上述实验回答下列问题：

（1）实验I中，要检验FeSO4溶液中是否含有Fe3+常用的试剂是_______，“一系列操作”依次为_______、_______和过滤。

（2）实验II中，选择的装置是A接_______接_______（填代号），A装置中未使用分液漏斗的理由是______________

（3）向锥形瓶中加入NaOH溶液的操作方法是_______,吸收A中产生的气体所用试剂应是_______.实验小组的同学为保证A中产生的气体被完全吸收,以准确测量其质量，他们在A中反应停止后再进行的操作是______________。

（4）根据上述实验数据计算，7.84g摩尔盐中SO42-的质量为_______g,摩尔盐中

=_______

　28题.综合实验题答案

1．答案（共15分）

（1）生成的氧气的体积（2分）　③（2分）　偏低（2分）

（2）生成的二氧化碳的质量（2分）　空气中的水与二氧化碳进入②增重使结果偏大（2分）　产生的二氧化碳在装置⑤．③及导管中没有完全被②吸收使结果偏小（2分）

（3）⑩①③②⑨（3分）

2.（14分，每空2分）

（1）②

（2）防止倒吸（3）Na2O

（4）PdCl2+CO+H2O===Pd+CO2+2HCl

（5）①NaOH、Na2CO3（2分，少写一种扣1分，多些、错写无分）②1mol/L

（6）用于呼吸面具中作为O2的来源（其他答案合理即可）

3.答案（16分）

（1）量气管液面高于长颈漏斗内液面，且始终保持不变，则装置不漏气；若量气管中液面下降至与长颈漏斗内液面相平，则装置漏气。

（2分，其他合理答案也得分）

（2）该实验原理中存在2NO2

N2O4的化学平衡，使得气体体积偏小。

（或部分NO2溶于浓HNO3，（2分）

（3）氧化钙（或氢氧化钠或碱石灰等）和浓氨水（或者饱和的氯化铵溶液）（2分，其他合理答案也得分）

△

（4）酒精灯（1分）；MnO2+4H++2Cl-=Mn2++Cl2↑+2H2O（2分）；c（2分）

（5）使量气管与长颈漏斗内液面相平（2分）；21.0%（3分）

　4．（15分）（最后一个离子方程式3分，其余每空2分）

（1）②④

（2）①Ⅱ②品红溶液或溴水溶液检验SO2是否被除尽溶液变浑浊

④CO气体能还原热的酸性高锰酸钾5CO＋6H++2MnO4

5CO2↑+2Mn2++3H2O

5．（17分）

Ⅰ①检查容量瓶是否漏液（1分）②玻璃棒、胶头滴管（1分）

③环形玻璃搅拌棒（1分）④锥形瓶（1分）

Ⅱ

（1）途径Ⅱ更合理；（1分）因为滤液A是NaAlO2溶液，按途径I直接向A加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的NaCl杂质；按途径II，通入c（CO2）气体，得D[Al（OH）3]沉淀，将Al（OH）3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液。

（2分）

（2）蒸发浓缩、冷却结晶。

（2分）

（3）2Cu+O22CuO（1分）　　CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，（1分）　

　　CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O（1分）

（4）12.5g（2分）

（5）后者方案更不合理。

（1分）因为该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤更多、消耗试剂量更大、时间更长。

（2分）

6.（共15分，）

（1）甲、丁生成CO2气体残留在装置中（4分）

（2）①c②将装置中残留的CO2气体吹出；防止溶液发生倒吸（3分）

（3）无尾气处理装置（2分）

（4）①2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al（OH）4]＋3H2↑②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O

③5.28（6分）

7.答案：

（1）Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；（CH3）2CHOH

CH2＝CH