高考化学真题和模拟类编专题16化学实验综合题含答案解析.docx

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高考化学真题和模拟类编专题16化学实验综合题含答案解析

2018年高考试题

1．【2018新课标1卷】醋酸亚铬[（CH3COO）2Cr·H2O］为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。

一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。

实验装置如图所示，回答下列问题：

（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是

_________，仪器a的名称是_______。

（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置，打开K1、K2，关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________。

②同时c中有气体产生，该气体的作用是_____________。

（3）打开K3，关闭K1和K2。

c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________；d中析出砖红色沉淀，为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是___________、_________、洗涤、干燥。

（4）指出装置d可能存在的缺点______________。

【答案】去除水中溶解氧分液（或滴液）漏斗Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋排除c中空气c中产生H2使压强大于大气压（冰浴）冷却过滤敞开体系，可能使醋酸亚铬与空气接触

【解析】分析：

在盐酸溶液中锌把Cr3＋还原为Cr2＋，同时产生氢气排尽装置中的空气防止氧化。

生成的氢气导致c中压强增大，可以把生成的CrCl2压入d装置发生反应，据此解答。

（3）打开K3，关闭K1和K2，由于锌继续与盐酸反应生成氢气，导致c中压强增大，所以c中亮蓝色溶液能流入d装置，与醋酸钠反应；根据题干信息可知醋酸亚铬难溶于水冷水，所以为使沉淀充分析出并分离，需要采取的操作是（冰浴）冷却、过滤、洗涤、干燥。

（4）由于d装置是敞开体系，因此装置的缺点是可能使醋酸亚铬与空气接触被氧化而使产品不纯。

点睛：

本题主要是考查醋酸亚铬制备原理的实验探究，考查学生的化学实验与探究的能力、从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并与已有知识整合，重组为新知识块的能力，题目难度中等。

明确实验原理、有关物质的性质尤其是题干信息中提取和应用是解答的关键。

2．【2018新课标2卷】K3[Fe（C2O4）3]·3H2O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。

回答下列问题：

（1）晒制蓝图时，用K3[Fe（C2O4）3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe（CN）6]溶液为显色剂。

其光解反应的化学方程式为：

2K3[Fe（C2O4）3]

2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑；显色反应的化学方程式为______________。

（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所

示装置进行实验。

①通入氮气的目的是________________________________________。

②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___________、___________。

③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_____________________________。

④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：

________________。

（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点。

滴定终点的现象是___________________________。

②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。

加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。

该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________。

【答案】3FeC2O4+2K3[Fe（CN）6]

Fe3[Fe（CN）6]2+3K2C2O4隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3粉红色出现

【解析】分析：

（1）根据亚铁离子能与K3[Fe（CN）6]发生显色反应解答；

（2）①根据氮气能隔绝空气和排尽气体分析；

②根据CO2、CO的性质分析；

③要防止倒吸可以根据外界条件对压强的影响分析；

③根据铁离子的检验方法解答；

（3）①根据酸性高锰酸钾溶液显红色；

②根据电子得失守恒计算。

（3）①高锰酸钾氧化草酸根离子，其溶液显红色，所以滴定终点的现象是粉红色出现。

②锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。

反应中消耗高锰酸钾是0.001cVmol，Mn元素化合价从+7价降低到+2价，所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cVmol，则该晶体中铁的质量分数的表达式为

。

点睛：

本题主要是考查物质分解产物检验、元素含量测定等实验方案设计与评价，题目难度中等，明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键。

关于化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：

净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸（如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等）；防氧化（如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等）；污染性的气体要进行尾气处理；有粉末状物质参加的反应，要注意防止导气管堵塞；防吸水（如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的）。

3．【2018新课标3卷】硫代硫酸钠晶体（Na2S2O3·5H2O，M=248g·mol−1）可用作定影剂、还原剂。

回答下列问题：

（1）已知：

Ksp（BaSO4）=1.1×10−10，Ksp（BaS2O3）=4.1×10−5。

市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：

试剂：

稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液

实验步骤

现象

①取少量样品，加入除氧蒸馏水

②固体完全溶解得无色澄清溶液

③___________

④___________，有刺激性气体产生

⑤静置，___________

⑥___________

（2）利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。

测定步骤如下：

①溶液配制：

称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解，完全溶解后，全部转移至100mL的_________中，加蒸馏水至____________。

②滴定：

取0.00950mol·L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：

Cr2O72−+6I−+14H+

3I2+2Cr3++7H2O。

然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：

I2+2S2O32−

S4O62−+2I−。

加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液__________，即为终点。

平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80mL，则样品纯度为_________%（保留1位小数）。

【答案】③加入过量稀盐酸④出现乳黄色浑浊⑤（吸）取上层清液，滴入BaCl2溶液⑥产生白色沉淀烧

杯容量瓶刻度蓝色褪去95.0

【解析】分析：

本题考查的是化学实验的相关知识，主要包括两个方面一个是硫酸根离子的检验，一个是硫代硫酸钠的定量检测。

②淡黄绿色溶液中有单质碘，加入淀粉为指示剂，溶液显蓝色，用硫代硫酸钠溶液滴定溶液中的单质碘，滴定终点时溶液的蓝色应该褪去。

根据题目的两个方程式得到如下关系式：

Cr2O72-～3I2～6S2O32-，则配制的100mL样品溶液中硫代硫酸钠的浓度c=

，含有的硫代硫酸钠为0.004597mol，所以样品纯度为

点睛：

本题考查的知识点比较基本，其中第一问中的硫代硫酸钠样品中硫酸根离子的检验，在2014年的天津、山东、四川高考题中都出现过，只要注意到有刺激性气味气体就可以准确作答。

4．【2018北京卷】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______离子，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________

（填“＞”或“＜”），而方案Ⅱ实验表明，Cl2和

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

＞

，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

＞

。

若能，请说明理由；若不能，进一步设计实验方案。

理由或方案：

________________。

【答案】2KMnO4+16HCl

2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H

2O

Cl2+2OH−

Cl−+ClO−+H2OFe3+4FeO42−+20H+

4Fe3++3O2↑+10H2O排除ClO−的干扰>溶液的酸碱性不同若能，理由：

FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2，溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色（若不能，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）

（2）①根据制备反应，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，Cl2还会与KOH反应生成KCl、KClO和H2O。

I.加入KSCN溶液，溶液变红说明a中含Fe3+。

根据题意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速产生O2，自身被还原成Fe3+。

II.产生Cl2还可能是ClO-+Cl-

+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干扰判断；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH洗涤除去KClO、排除ClO-的干扰，同时保持K2FeO4稳定存在。

②根据同一反应中，氧化性：

氧化剂

氧化产物。

对比两个反应的异同，制备反应在碱性条件下，方案II在酸性条件下，说明酸碱性的不同影响氧化性的强弱。

③判断的依据是否排除FeO42-的颜色对实验结论的干扰。

详解：

（1）①A为氯气发生装置，KMnO4与浓盐酸反应时，锰被还原为Mn2+，浓盐酸被氧化成Cl2，KMnO4与浓盐酸反应生成KCl、MnCl2、Cl2和H2O，根据得失电子守恒和原子守恒，反应

的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。

②由于盐酸具有挥发性，所得Cl2中混有HCl和H2O（g），HCl会消耗Fe（OH）3、KOH，用饱和食盐水除去HCl，除杂装置B为

。

③C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，还有Cl2与KOH的反应，Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。

②制备K2FeO4的原理为3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在该反应中Cl元素的化合价由0价降至-1价，Cl2是氧化剂，Fe元素的化合价由+3价升至+6价，Fe（OH）3是还原剂，K2FeO4为氧化产物，根据同一反应中，氧化性：

氧化剂

氧化产物，得出氧化性Cl2

FeO42-；方案II的反应为2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，实验表明，Cl2和FeO42-氧化性强弱关系相反；对比两个反应的条件，制备K2FeO4在碱性条件下，方案II在酸性条件下；说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。

点睛：

本题考查K2FeO4的制备和K2FeO4的性质探究。

与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为：

气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。

进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。

尤其注意最后一空为开放性答案，要注重多角度思考。

5．【2018天津卷】烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。

回答下列问题：

Ⅰ.采样

采样步骤：

①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。

（1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是___________。

（2）C中填充的干燥剂是（填序号）___________。

A．碱石灰B．无水CuSO4C．P2O5

（3）用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与D（装有碱液）相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。

（4）采样步骤②加热烟道气的目的是___________。

Ⅱ.NOx含量的测定

将vL气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3−，加水稀释至100.00mL。

量取20.00mL该溶液，加入v1mLc1mol·L−1FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2mol·L−1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2mL。

（5）NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式是___________。

（6）滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。

（7）滴定过程中发生下列反应：

3Fe2++NO3−+4H+

NO↑+3Fe3++2H2O

Cr2O72−+6Fe2++14H+

2Cr3++6Fe3++7H2O

则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m−3。

（8）判断下列情况对NOx含量测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

若缺少采样步骤③，会使测试结果___________。

若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果___________。

【答案】除尘c

防止NOx溶于冷凝水2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O锥形瓶、酸式滴定管

偏低偏高

【解析】分析：

本题主要考查了定量实验的基本过程。

首先要仔细分析题目的流程图，注意分析每一步的作用和原理，再结合题目中每个问题的提示进行解答。

（3）实验室通常用洗气瓶来吸收气体，与D相同应该在洗气瓶中加入强碱（氢氧化钠）溶液，所以答案为：

。

（4）加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，NOX溶于水中。

（5）NO被H2O2氧化为硝酸，所以反应的离子方程式为：

2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。

（6）滴定中使用酸式滴定管（本题中的试剂都只能使用酸式滴定管）和锥形瓶。

（8）若缺少采样步骤③，装置中有空气，则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NOX的含量，测定结果必然偏低。

若FeSO4标准溶液部分变质，一定是部分Fe2+被空气中的氧气氧化，计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的，所以测定结果偏高。

点睛：

注意本题中的流程图，装置D实际不是为了测定含量进行吸收，装置D相当于是尾气吸收。

样品气的吸收应该是在“采样处”进行的。

6．【2018江苏卷】3，4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体，微溶于水，实验室可用KMnO4氧化3，4−亚甲二氧基苯甲醛制备，其反应方程式为

实验步骤如下：

步骤1：

向反应瓶中加入3，4−亚甲二氧基苯甲醛和水，快速搅拌，于70～80℃滴加KMnO4溶液。

反应结束后，加入KOH溶液至碱性。

步骤2：

趁热过滤，洗涤滤饼，合并滤液和洗涤液。

步骤3：

对合并后的溶液进行处理。

步骤4：

抽滤，洗涤，干燥，得3，4−亚甲二氧基苯甲酸固体。

（1）步骤1中，反应结束后，若观察到反应液呈紫红色，需向溶液中滴加NaHSO3溶液，

转化为_____________（填化学式）；加入KOH溶液至碱性的目的是____________________________。

（2）步骤2中，趁热过滤除去的物质是__________________（填化学式）。

（3）步骤3中，处理合并后溶液的实验操作为__________________。

（4）步骤4中，抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

【答案】

（1）SO42−将反应生成的酸转化为可溶性的盐

（2）MnO2

（3）向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀

（4）布氏漏斗

【解析】分析：

（1）反应结束后，反应液呈紫红色，说明KMnO4过量，KMnO4具有强氧化性将HSO3-氧化成SO42-。

根据中和反应原理，加入KOH将

转化为可溶于水的

。

（2）MnO2难溶于水，步骤2中趁热过滤是减少

的溶解，步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。

（3）步骤3中，合并后的滤液中主要成分为

，为了制得

，需要将合并后的溶液进行酸化。

（4）回忆抽滤装置即可作答。

（2）MnO2难溶于水，步骤2中趁热过滤是减少

的溶解，步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。

（3）步骤3中，合并后的滤液中主要成分为

，为了制得

，需要将合并后的溶液进行酸化；处理合并后溶液的实验操作为：

向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。

（4）抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。

点睛：

本题以“3，4−亚甲二氧基苯甲酸的制备实验步骤”为背景，侧重了解学生对

《实验化学》模块的学习情况，考查物质的分离和提纯、实验步骤的补充、基本实验装置和仪器、利用所学知识解决问题的能力，解题的关键是根据实验原理，整体了解实验过程，围绕实验目的作答。

2018届高考模拟试题

7．【2018届太原5中二模】氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧。

某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。

甲同学的实验方案如下：

（1）仪器的组装连接：

上述仪器装置按气流从左到右连接顺序为________________，加入药品前首先要进行的实验操作是____________（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是___________。

（2）添加药品：

用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是____________________，然后快速把锂放入到石英管中。

（3）通入一段时间氢气后加热石英管，通氢气的作用是___________________________；在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是__________。

（4）加热一段时间后，停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处。

采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险，反应方程式为_____________。

（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为____________________。

【答案】e接a，b接f，g接d，c（f和g调换也可以）检验装置的气密性除去H2中的H2O和HCl除去锂表面的石蜡赶走装置中空气，防止加热时锂、氢气与氧气反应，

发生爆炸

收集c处排出的气体并检验H2纯度LiH+H2O=LiOH+H2↑10∶1

【解析】分析：

由各装置的特点可以推断，甲同学的实验方案为如下：

由A装置用锌和盐酸制备氢气，则氢气含有一定量的H2O和HCl，氢气经B用碱石灰除去H2中的H2O和HCl后通入D

，排出系统内的空气后，检验氢气的纯度，然后加热D中玻璃管制备LiH。

C装置是为了防止空气中

的水蒸气进行D中，防止氢化锂（LiH）遇水引起燃烧。

（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4mL（已换算成标准状况），则n（H2）=

，则n（LiH）

，n（H2）=n（LiH）+0.5

，解之得n（LiH）=0.02mol、

，所以，产品中LiH与Li的物质的量之比为10∶1。

8．【2018届柳州高级中学考前模拟】过碳酸钠（Na2CO4） 是一种很好的供氧剂，其与稀盐酸发生反应的化学方程式为：

2Na2CO4+4HC

l=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。

市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠，为测定某过碳酸钠样品（只含Na2CO4和Na2CO3）的纯度，某化学兴趣小组采用以下两种方案实施：

方案一：

（1）操作①和③的名称分别为_______、________。

（2）上述操作中，使用到玻璃棒的有________  （填操作序号）。

（3）请简述操作③的操作过程___________。

方案二：

按下图组装好实验装置，Q为一可鼓胀的塑料气袋，取适量样品于其中，打开分液漏斗活塞，将稀盐酸滴入气袋中至充分反应

（4）为测定反应生成气体的总体积，滴稀盐酸前必须关闭____打开____（均填“K1”、“K2”或“K3”）；导管A的作用是________。

（5）当上述反应停止后，使K1、K3处于关闭状态，K2处于打开状态，再缓缓打开K1。

B中装的固体试剂是_________，为什么要缓缓打开K1?

_______________。

（6）实验结束时，量筒1中有xmL水，量筒II中收集到了ymL气体，则样品中过碳酸钠的质量分数是________（用含有x、y的代数式表示）

【答案】称量蒸发结晶②③加热蒸发至蒸发皿中出现大量晶体时，停止加热，然后利用余热蒸干蒸发皿中的固体K1、K2K3平衡分液漏斗内和反应体系内压强，使稀盐酸顺利滴下，同时消除滴下的稀盐酸体积对气体体积的影响碱石灰（其他合理答案均可以）让生成的CO2能充分被B中碱石灰吸收，使量筒内收集到较纯诤O2l22y/（53x-37y）×100%

【解析】考查实验方案设计与评价，

（1）根据方案一，操作①为称量，操作③应为蒸发结晶；

（2）操作②中使用玻璃棒，玻璃棒的作用是搅拌，加速反应；操作③中需要玻璃棒，玻璃棒的作用是搅拌，防止受热不均，造成液体飞溅；（3）操作③是蒸发结晶，操作过程是加热蒸发至蒸发皿中出现大量晶体时，停止加热，然后利用余热蒸干蒸发皿中的固体；（4）本实验的目