2023年高考化學(xué)大題精練沖刺（第01期）專題09綜合制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)（含解析）

PAGEPAGE17專題09綜合制備實(shí)驗(yàn)和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)1．二氧化硫是高中化學(xué)重點(diǎn)學(xué)習(xí)的三大氣體之一，它是一種大氣污染物，同時(shí)也是一種重要的化工原料。〔1〕某化學(xué)興趣小組采用圖1所示裝置制取并探究SO2氣體的某些性質(zhì)。①以下實(shí)驗(yàn)方案能用圖1所示裝置制取所需SO2的是__________(填序號(hào))?A.銅與濃硫酸B.固體硫在純氧中燃燒C.Na2SO3溶液與HNO3溶液D.Na2SO3固體與濃硫酸②驗(yàn)證c中生成SO2的實(shí)驗(yàn)方案：向試管d中參加_____后，翻開活塞b，反響開始，待d中液________后，再______(填實(shí)驗(yàn)操作)d中的溶液，溶液________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，那么說明氣體是SO2。③圖1所示裝置存在一個(gè)明顯的缺陷，請(qǐng)用文字說明改良方案：______________?！?〕在圖1裝置的d試管中參加BaCl2溶液，實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)d中有白色沉淀生成。為了探究沉淀的組成，該興趣小組向d中參加過量稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)沉淀不溶解，你認(rèn)為該沉淀物是____________，形成該沉淀的主要原因是__________________。為了進(jìn)一步驗(yàn)證沉淀產(chǎn)生原因，該興趣小組另取BaCl2溶液并加熱煮沸。冷卻后及時(shí)參加少量苯進(jìn)行液封，然后再通入SO2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀量減少，但仍有輕微渾濁產(chǎn)生，該興趣小組改用圖2制氣裝置再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)d中沒有出現(xiàn)渾濁。以下氣體可作為氣體X的是________(填序號(hào)，不定項(xiàng)選擇)A.CO2B.NH3C.O3D.N2E.NO⑶SO2通常作為保護(hù)劑添加到葡萄酒，有殺菌、抗氧化、改善風(fēng)味和增酸的作用，但吸入過量的SO2對(duì)人體有害。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定葡萄酒中SO2的最大使用量為0.25g·L-1。圖3(固定裝置略)為該興趣小組對(duì)葡萄酒中的SO2進(jìn)行收集與含量測(cè)定的裝置。①冷凝管中水的進(jìn)口為_________(填“e〞或“f〞)。②g中加人300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與h中H2O2完全反響，反響的化學(xué)方程式為________________?！敬鸢浮緿品紅溶液褪色加熱恢復(fù)原色(紅色)d中導(dǎo)氣管通入NaOH溶液中，吸收尾氣中的SO2BaSO4SO2在溶液中被O2氧化成H2SO4ADfSO2+H2O2=H2SO42．氯及其化合物在生產(chǎn)、生活中有很多用途。Ⅰ二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反響制氯氣，氯氣與鐵反響制取氯化鐵，其裝置如下〔所通氣休過量并充分反響〕請(qǐng)答復(fù)以下問題：〔1〕裝置A中發(fā)生反響的離了方程式為_____________。〔2〕裝置B中的試劑為______，裝置C的作用是_____________?！?〕反響開始后，裝置D中玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象為______；可以檢驗(yàn)生成物中Fe3+的試劑是_____。〔4〕某同學(xué)猜想鐵與氯氣反響可能還會(huì)生成氯化亞鐵，為了探究生成物中是否氯化亞鐵〔假設(shè)鐵已完全反響〕。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：______Ⅱ.二氧化氯〔ClO2〕是一種高效消毒劑，可用鹽酸或雙氧水復(fù)原氯酸鈉制備ClO2，其中用H2O2作復(fù)原劑制備ClO2更環(huán)保，主要原因是____________【答案】MnO2+4H++2Cl-〔濃〕Mn2++Cl2↑+2H2O飽和食鹽水枯燥氯氣，防止生成的FeCl3發(fā)生水解有棕〔紅〕色的煙生成KSCN溶液取玻璃管內(nèi)少量固體于試管中，用適量的蒸餾水溶解后，滴加酸性高錳酸鉀溶液，假設(shè)紫紅色褪去，那么證明生成物中含有氯化亞鐵[或參加K3Fe(CN)6溶液，假設(shè)出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，那么證明生成物中含有氯化亞鐵]H2O2做復(fù)原劑時(shí)氧化產(chǎn)物為O2，而鹽酸作復(fù)原劑時(shí)那么產(chǎn)生污染性氣體Cl23．某小組探究“地康法制氯氣〞的原理并驗(yàn)證Cl2的性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下〔夾持裝置略去〕請(qǐng)答復(fù)以下問題：I.Cl2的制備?！?〕裝置B中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為________________________________?！?〕裝置C的作用除枯燥氣體外還有_______________________。〔3〕裝置E中盛放CuSO4的儀器名稱為_______________；反響開始后，硫酸銅變藍(lán)，那么裝置D中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為_______________________________。II.Cl2性質(zhì)的驗(yàn)證。該小組用實(shí)驗(yàn)I中制得的Cl2和如下圖裝置〔不能重復(fù)使用〕依次驗(yàn)證枯燥純潔的Cl2無漂白性、濕潤(rùn)的Cl2有漂白性、Cl的非金屬性強(qiáng)于S査閱資料：①PdCl2溶液捕獲CO時(shí)，生成金屬單質(zhì)和兩種酸性氣體化合物；②少量CO2不干擾實(shí)驗(yàn)；③該實(shí)驗(yàn)條件下，C與Cl2不反響。〔4〕按氣流從左到右的方向，裝置連接的合理順序?yàn)镋→→→→→→→→尾氣處理________________〔填裝置字母,〕〔5〕試劑X的名稱為________________?！?〕裝置J中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為______________________________________?！?〕設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明經(jīng)凈化后的Cl2中不含HC1：_________________________________【答案】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2控制氣體的流速和比例、使氣體混合均勻〔球形〕枯燥管4HC1+O22H2O+2C12G(或L)KJL(或G)HFI硫化鈉溶液〔1分，其他合理答案也給分〕PdCl2+CO+H2O=Pd+CO2+2HC1將凈化后的混合氣體通入足量CCl4，再通過濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙，試紙不變紅〔或通入AgNO3溶液，無白色沉淀生成〕，那么證明凈化后的Cl2中不含HC14．某化學(xué)興趣小組學(xué)生設(shè)計(jì)了制取KClO3和氯水的實(shí)驗(yàn)〔裝置如以下圖所示〕，并進(jìn)行相關(guān)性質(zhì)的探究。請(qǐng)按要求答復(fù)以下問題：〔1〕請(qǐng)?jiān)贒處方框內(nèi)畫出所需裝置，并標(biāo)注試劑名稱__________________。裝置A中發(fā)生反響的離子方程式：__________________；當(dāng)產(chǎn)生2.24mL〔標(biāo)準(zhǔn)狀況〕Cl2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為_____________________?！?〕B中反響的離子方程式：_________________。該小組學(xué)生深入研討后將B和C裝置對(duì)調(diào)了位置，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是__________________。〔3〕制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取出上圖B中試管，經(jīng)__________、過濾、洗滌、枯燥，得晶體樣品。另取上圖C中氯水樣品，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析：①在少量樣品中滴入幾滴石蕊溶液后的現(xiàn)象是________________。②測(cè)定其中所含氯元素的總量；在一定量試樣中參加足量的H2O2溶液，充分反響后加熱除去過量的H2O2，冷卻，在參加足量的硝酸銀溶液，經(jīng)系列操作后，稱取沉淀質(zhì)量。其中參加的H2O2溶液的作用是_______。〔4〕欲證明相同條件下HClO的電離常數(shù)大于HCO3-，實(shí)驗(yàn)方案是____________?！?〕在不同條件下KClO3可將KI氧化成I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反響條件對(duì)產(chǎn)物的影響，其中某系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表〔均室溫下進(jìn)行〕；實(shí)驗(yàn)編號(hào)試劑及其用量0.2mol·L-1kJ/mLKClO3(s)/g6.0mol·L-1H2SO4/mLH2O/mL11.00.10a21.00.13.0b31.00.16.0c41.00.19.00①此系列實(shí)驗(yàn)中a=____________。此系列實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀________________。②為使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，此系列實(shí)驗(yàn)中還需添加的一種試劑是__________。【答案】4H++MnO2+2ClCl2↑+Mn2++2H2O1.204×10206OH-+3Cl25Cl-+ClO3-+3H2O提高氯酸鉀的純度冷卻結(jié)晶溶液先變紅后褪色將Cl2、HClO、ClO-復(fù)原為Cl-分別測(cè)同溫同濃度的NaClO溶液、NaCO3溶液的pH9.0探究其他條件不變時(shí)，硫酸濃度對(duì)該反響產(chǎn)物的影響淀粉溶液5．CuCl2、CuCl廣泛用于有機(jī)合成的催化劑。CuCl2容易潮解；CuCl白色粉末，微溶于水，溶于濃鹽酸和氨水生成絡(luò)合物，不溶于乙醇。：i.CuCl2+Cu+2HCl〔濃〕2H[CuCl2]〔無色〕2CuCl↓〔白色〕+2HClii.副反響:CuCl+H2OCuOH+2HCl；CuCl+Cl—===[CuCl2]—〔1〕制取CuCl2裝置如下：①A裝置中發(fā)生反響的離子方程式是_________。②C、E裝置中盛放的是濃硫酸，作用是_________。③B中選擇飽和食鹽水而不用蒸餾水的原因是_________?！?〕制取CuCl流程如下：①反響①中參加NaCl的目的是_________；但是Cl—濃度過高，CuCl產(chǎn)率降低，原因是________________。②CuCl在潮濕的環(huán)境中易被氧化為Cu2(OH)3Cl，反響的方程式為________________。③利用膜電解法制取CuCl，陰極電極反響式為________________。④用乙醇洗滌沉淀Y的原因?yàn)開_______________?！敬鸢浮縈nO2＋2Cl－＋4H+==Mn2+＋Cl2↑＋2H2O濃硫酸有吸水性，C、E防止CuCl2潮解由于Cl2+H2OH++Cl—+HClO；氯化鈉電離出的Cl—，增大Cl－濃度，平衡左移，抑制了Cl2和H2O的反響，減少了Cl2消耗。增大Cl—濃度，有利于生成HCuCl2當(dāng)Cl－濃度過高時(shí)，CuCl+Cl—[CuCl2]2—，會(huì)使CuCl溶解而降低本錢。4CuCl+4H2O+O2==2Cu2(OH)3Cl+2HClCu2++Cl—+e-==CuCl〔Cu2++e-==Cu+〕洗去CuCl沉淀外表的雜質(zhì)，減少溶解損耗；乙醇的沸點(diǎn)低，有利于枯燥。6．氮化鎂〔Mg3N2〕是工業(yè)上應(yīng)用廣泛的離子化合物，常溫下為淺黃色粉末，極易與水反響。某?；瘜W(xué)興趣小組用鎂與氮?dú)夥错懼苽銶g3N2，并測(cè)定氮化鎂的純度。I．制備氮化鎂己知：亞硝酸鈉和硫酸銨制取氮?dú)獾姆错憚×曳艧幔a(chǎn)生氮?dú)獾乃俣容^快。〔1〕制取氮?dú)獾碾x子反響方程式為___________________〔2〕實(shí)驗(yàn)裝置〔可重復(fù)使用〕的連接順序?yàn)閍→____，______→______，_____→______→h，i→_____，→b→c，〔按氣流方向，用小寫字母表示〕。II．測(cè)定氮化鎂的含量〔3〕定性分析操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因取少量氮化鎂樣品于試管中，加足量蒸餾水______________①寫出反響的化學(xué)方程式____________棄去上層清液，參加足量稀鹽酸觀察到固體全部溶解且冒氣泡②冒氣泡的原因是_______________〔4〕定量測(cè)定興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)測(cè)定氮化鎂的純度，將實(shí)驗(yàn)操作補(bǔ)充完整〔數(shù)據(jù)用字母表示，不用表達(dá)計(jì)算過程)。取ag的氮化鎂樣品于試管中，參加足量蒸餾水，__________________【答案】NH4++NO2-=N2↑+2H2Oa→fg→bc→de→hi→de→b試管底部有固體不溶物，有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑未反響的鎂與鹽酸反響產(chǎn)生氫氣充分振蕩，過濾，洗滌，枯燥，稱量固體質(zhì)量為b，計(jì)算7．無水氯化鋁是一種重要的化工原料，某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料后利用圖1所示裝置制備無水氯化鋁〔反響溫度為450℃-500℃答復(fù)以下問題：〔1〕某同學(xué)檢驗(yàn)裝置A局部的氣密性，如圖2所示，關(guān)閉圖裝置中的止水夾a后，開啟活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶。試判斷：A局部裝置是否漏氣？____________(填“漏氣〞、“不漏氣〞或“無法確定〞)，判斷理由：____________?！?〕裝置e的名稱是_______________，裝置B的作用是____________。〔3〕某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了以下兩種實(shí)驗(yàn)方案：方案甲：g接裝置I；方案乙：g接裝置II。但是甲乙兩個(gè)方案中虛線內(nèi)裝置均有缺乏之處，請(qǐng)你評(píng)價(jià)后填寫下表。方案缺乏之處甲____________乙____________〔4〕在上述〔3〕的評(píng)價(jià)根底上，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合理方案：_________________?！?〕A局部裝置中發(fā)生反響生成氯氣的離子方程式為______________，假設(shè)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氯氣22.4L，需要10mol·L-1的濃鹽酸的體積______400mL(填大于、小于或等于)?！敬鸢浮繜o法確定由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連，使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強(qiáng)相同，無論裝置是否漏氣，都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶蒸餾燒瓶用飽和食鹽水除去混有的氯化氫雜質(zhì)①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使產(chǎn)品水解②沒有尾氣的處理，氯氣會(huì)污染環(huán)境①收集產(chǎn)品的導(dǎo)氣管太細(xì)，易堵塞②沒有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失在裝置I的i處連接盛有堿石灰的枯燥管j2Cl-＋4H++MnO2Cl2+Mn2++2H2O大于8．亞硝酸鈣是一種阻銹劑，可用于染料工業(yè)，某興趣小組擬制備Ca(NO2)2并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行探究。【背景素材】I．NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O。Ⅱ．Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-，MnO4-被復(fù)原為Mn2+。Ⅲ．在酸性條件下，Ca(NO2)2能將I-氧化為I2，S2O32-能將I2復(fù)原為I-?！局苽涞趸铩俊?〕甲組同學(xué)擬利用如下左圖所示裝置制備氮氧化物。①儀器X、Y的名稱分別是______________、______________。②裝置B中逸出的NO與NO2的物質(zhì)的量之比為1∶1,那么裝置B中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為_____________________，假設(shè)其他條件不變，增大硝酸的濃度，那么會(huì)使逸出的氣體中n(NO2)__________n(NO)(填“>〞或“<〞〕?！局苽銫a(NO2)2】⑵乙組同學(xué)擬利用裝置B中產(chǎn)生的氮氧化物制備Ca(NO2)2，裝置如上右圖。①裝置C中導(dǎo)管末端接一玻璃球的作用是________________。②裝置D的作用是______________；裝置E的作用是________________?！緶y(cè)定Ca(NO2)2的純度】⑶丙組同學(xué)擬測(cè)定Ca(NO2)2的純度(雜質(zhì)不參加反響)，可供選擇的試劑：a．稀硫酸b．c1mol·L-1的KI溶液c．淀粉溶液d．c2mol·L-1的Na2S2O3溶液e．c3mol·L-1的酸性KMnO4溶液①利用Ca(NO2)2的復(fù)原性來測(cè)定其純度，可選擇的試劑是______________(填字母)。②利用Ca(NO2)2的氧化性來測(cè)定其純度的步驟：準(zhǔn)確稱取mgCa(NO2)2樣品放入錐形瓶中，加適量水溶解，__________________(請(qǐng)補(bǔ)充完整實(shí)驗(yàn)步驟)。【答案】分液漏斗錐形瓶2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4>增大與石灰乳的接觸面積防止倒吸(或作平安瓶)吸收未反響的氦氧化物e參加過量c1mol·L-1的KI溶液、淀粉濃液，然后滴加稀硫酸，用c2mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，讀取消耗Na2S2O3溶液的體積，重復(fù)以上操作2?3次9．苯甲酸乙酯可用作食用香料。某小組用如下裝置制備苯甲酸乙酯反響原理：〔苯甲酸乙酯〕+H2O產(chǎn)物和局部反響物相關(guān)數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)苯甲酸乙醇苯甲酸乙酯熔點(diǎn)/℃122.1-117.3-34.6沸點(diǎn)/℃24978.3213實(shí)驗(yàn)步驟：①在B中參加的物質(zhì)有：12.2g苯甲酸、10mL乙醇、10mL濃硫酸和沸石；②按圖甲安裝好儀器，水浴加熱，回流2小時(shí)；③冷卻后將B中液體與30mL水混合，并分批參加碳酸鈉粉末；④分液，取出有機(jī)層并參加適量MgSO4搖勻；⑤按圖乙裝置安好儀器，加熱精餾④所得有機(jī)物，收集產(chǎn)品。答復(fù)以下問題：〔1〕儀器C的名稱______________。〔2〕步驟①假設(shè)加熱后才發(fā)現(xiàn)未加沸石，應(yīng)采取的措施是________；步驟②采取水浴加熱的優(yōu)點(diǎn)是______?！?〕步驟③為了預(yù)防液體因瞬時(shí)放出大量熱而飛濺，將有機(jī)物與水混合的操作是____________。〔4〕步驟④分液時(shí)除了要用到燒杯，還需要的主要玻璃儀器有__________，使用該儀器之前需要進(jìn)行的操作是__________；無水MgSO4的作用是___________?！?〕步驟⑤收集餾分應(yīng)控制的最正確溫度為____________?！?〕為了提高苯甲酸乙酯的產(chǎn)率，可以采取的措施_________〔任填一種〕?！敬鸢浮空麴s燒瓶停止加熱，待反響液冷卻后，再補(bǔ)加沸石便于控制溫度且受熱均勻?qū)中液體沿器壁緩慢參加水中并不斷攪拌分液漏斗檢漏作枯燥劑213℃〔213±0.5℃亦給分〕增大乙醇的用量、對(duì)③中水層進(jìn)行再萃取或適當(dāng)增加濃H2SO10．I、某化學(xué)興趣小組利用以下裝置模擬合成氨并制備少量氨水：加熱(85℃)NH4Cl和NaNO2飽和溶液可以制取NB中儀器名稱是__________________