2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專練53實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用二含解析新人教版

PAGE8-專練53試驗(yàn)綜合應(yīng)用二1．[2024·長(zhǎng)春試驗(yàn)中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試]某課外小組的同學(xué)擬用下圖所示的裝置從含碘廢液(除H2O外，還有I2、I－等)中回收碘?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)儀器X的名稱為_(kāi)_______；裝置D的作用是________。(3)裝置C中球形冷凝管冷卻水從________(填“a”或“b”)進(jìn)入，反應(yīng)限制在較低溫度下且保持溶液pH＝2進(jìn)行的緣由是________________________________________________________________________。(4)三口燒瓶中液體經(jīng)過(guò)濾得粗碘，粗碘可經(jīng)________(填操作名稱)得到純碘。(5)為測(cè)定某含碘廢水中I2的含量，取樣100mL，調(diào)整溶液pH后，滴加2滴淀粉溶液，然后用0.02500mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗標(biāo)準(zhǔn)液18.15mL。則滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為_(kāi)_______________，含碘廢水中I2的含量________mg/mL(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后三位，已知：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。2.醋酸亞鉻[(CH3COO)2Cr·2H2O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣汲取劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價(jià)鉻還原為二價(jià)鉻；二價(jià)鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。試驗(yàn)裝置如圖所示，回答下列問(wèn)題：(1)試驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后快速冷卻，目的是________________，儀器a的名稱是________。(2)將過(guò)量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置。打開(kāi)K1、K2，關(guān)閉K3。①c中溶液由綠色漸漸變?yōu)榱了{(lán)色，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。②同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生，該氣體的作用是________。(3)打開(kāi)K3，關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d，其緣由是________________________________；d中析出磚紅色沉淀。為使沉淀充分析出并分別，需采納的操作是________、________、洗滌、干燥。(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)________________________________________________________________________。3.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)曬制藍(lán)圖時(shí)，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按下圖所示裝置進(jìn)行試驗(yàn)。①通入氮?dú)獾哪康氖莀_______________。②試驗(yàn)中視察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此推斷熱分解產(chǎn)物中肯定含有________________、________________。③為防止倒吸，停止試驗(yàn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作是________________________________________________________________________。④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗(yàn)Fe2O3存在的方法是：________________________________________________________________________。(3)測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。②向上述溶液中加入過(guò)量鋅粉至反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______________________________________________________________________。4．試驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強(qiáng)氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是__________________________(錳被還原為Mn2＋)。②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑________。③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有________________。(2)探究K2FeO4的性質(zhì)①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計(jì)以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至過(guò)量，溶液呈紅色。方案Ⅱ用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b。取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生。ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________離子，但該離子的產(chǎn)生不能推斷肯定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由________________________________________________________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是__________________。②依據(jù)K2FeO4的制備試驗(yàn)得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“＞”或“＜”)，而方案Ⅱ試驗(yàn)表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反，緣由是__________________________________________。③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)，驗(yàn)證明驗(yàn)如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色，該現(xiàn)象能否證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)＞MnOeq\o\al(－,4)。若能，請(qǐng)說(shuō)明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案。理由或方案：__________________。5．以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O(水合肼)和無(wú)水Na2SO3，其主要試驗(yàn)流程如下：已知：①Cl2＋2OH－=ClO－＋Cl－＋H2O是放熱反應(yīng)。②N2H4·H2O沸點(diǎn)約118℃，具有強(qiáng)還原性，能與NaClO猛烈反應(yīng)生成N2。(1)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時(shí)，若溫度超過(guò)40℃，Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為_(kāi)___________________________；試驗(yàn)中限制溫度除用冰水浴外，還需實(shí)行的措施是________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應(yīng)一段時(shí)間后，再快速升溫至110℃接著反應(yīng)。試驗(yàn)中通過(guò)滴液漏斗滴加的溶液是________；運(yùn)用冷凝管的目的是__________________。(3)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無(wú)水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)隨pH的分布如圖2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示)。①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。試驗(yàn)中確定何時(shí)停止通SO2的試驗(yàn)操作為_(kāi)_______________。②請(qǐng)補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無(wú)水Na2SO3的試驗(yàn)方案：________________________________，用少量無(wú)水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。6．[2024·全國(guó)卷Ⅱ]咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇，熔點(diǎn)234.5℃，100℃以上起先升華)，有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%～5%、單寧酸(Ka約為10－6，易溶于水及乙醇)約3%～10%，還含有色素、纖維素等。試驗(yàn)室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。索氏提取裝置如圖所示。試驗(yàn)時(shí)燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā)，蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中，與茶葉末接觸，進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時(shí)，經(jīng)虹吸管3返回?zé)?，從而?shí)現(xiàn)對(duì)茶葉末的連續(xù)萃取?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)試驗(yàn)時(shí)需將茶葉研細(xì)，放入濾紙?zhí)淄?中，研細(xì)的目的是________________________。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑，加熱前還要加幾粒________________。(2)提取過(guò)程不行選用明火干脆加熱，緣由是____________________________。與常規(guī)的萃取相比，采納索氏提取器的優(yōu)點(diǎn)是______________。(3)提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比，乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是________?！罢麴s濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計(jì)、接收管之外，還有________(填標(biāo)號(hào))。A．直形冷凝管B．球形冷凝管C．接收瓶D．燒杯(4)濃縮液加生石灰的作用是中和__________和汲取____________。(5)可采納如圖所示的簡(jiǎn)易裝置分別提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱，咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝聚，該分別提純方法的名稱是________。

專練53試驗(yàn)綜合應(yīng)用二1．(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)圓底燒瓶汲取未反應(yīng)的Cl2，防止污染空氣(3)a使氯氣在溶液中有較大的溶解度(4)升華(5)當(dāng)最終一滴Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴入時(shí)，溶液由藍(lán)色褪為無(wú)色，且半分鐘不復(fù)原藍(lán)色0.576解析：(3)冷凝管中冷卻水下進(jìn)上出，反應(yīng)限制在較低溫度下且保持溶液pH＝2進(jìn)行，其主要緣由是使氯氣在溶液中有較大的溶解度。(4)三口燒瓶中液體經(jīng)過(guò)濾得粗碘，粗碘可經(jīng)升華得到純碘。⑸滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象為溶液由藍(lán)色褪為無(wú)色，且半分鐘不復(fù)原藍(lán)色；依據(jù)關(guān)系式I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，得m(I2)＝0.02500mol/L×18.15ml/2×254g/mol＝57.6mg，則含碘廢水中I2的含量＝57.6mg/100ml＝0.576mg/ml。2．(1)去除水中溶解的氧氣分液漏斗(2)①Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋②解除c中空氣(3)c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于大氣壓冷卻結(jié)晶過(guò)濾(4)放開(kāi)體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸解析：(1)由于醋酸亞鉻易被氧化，因此盡可能避開(kāi)與氧氣接觸，所以試驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后快速冷卻，目的是去除水中溶解氧；(2)①c中溶液由綠色漸漸變?yōu)榱了{(lán)色，說(shuō)明Cr3＋被鋅還原為Cr2＋，離子方程式為Zn＋2Cr3＋=Zn2＋＋2Cr2＋。②鋅還能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，由于裝置中含有空氣，能氧化Cr2＋，所以氫氣的作用是解除c中空氣；(3)打開(kāi)K3，關(guān)閉K1和K2，由于鋅接著與鹽酸反應(yīng)生成氫氣，導(dǎo)致c中壓強(qiáng)增大，使亮藍(lán)色溶液流入d，與醋酸鈉反應(yīng)；依據(jù)題干信息可知醋酸亞鉻難溶于冷水，所以為使沉淀充分析出并分別，須要實(shí)行的操作是(冰水)冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥。(4)由于d裝置是放開(kāi)體系，因此裝置的缺點(diǎn)是可能使醋酸亞鉻與空氣接觸被氧化而使產(chǎn)品不純。3．(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O(2)①隔絕空氣，使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置②CO2CO③先熄滅裝置A、E中的酒精燈，冷卻后停止通入氮?dú)猗苋∩倭垦b置A中殘留物于試管中，加入稀硫酸溶解，再滴入幾滴KSCN溶液，若視察到溶液變紅色，證明A中殘留物中含有Fe2O3(3)①當(dāng)最終一滴溶液滴入后，溶液變成淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色②eq\f(5cV×56,m×1000)×100%4．(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.洗去固體表面附著的氧化性離子ClO－，以免對(duì)FeOeq\o\al(2－,4)氧化Cl－產(chǎn)生干擾，同時(shí)保持K2FeO4穩(wěn)定存在②>溶液的酸堿性影響物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱，在酸性環(huán)境中氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，堿性環(huán)境中氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)③能，理由：在加入H2SO4后，F(xiàn)eOeq\o\al(2－,4)肯定會(huì)被反應(yīng)掉，若溶液呈淺紫色，則可能為FeOeq\o\al(2－,4)干脆氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)或FeOeq\o\al(2－,4)生成O2，再由O2氧化Mn2＋生成MnOeq\o\al(－,4)，均可得出結(jié)論：FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。(不能，方案：向紫色溶液b中滴加過(guò)量稀H2SO4，視察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)解析：(1)①A為氯氣發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋16HCl(濃)=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O；②由于鹽酸具有揮發(fā)性，所得Cl2中混有HCl和H2O(g)，HCl會(huì)消耗Fe(OH)3、KOH，用飽和食鹽水除去HCl，除雜裝置B為。③C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，還有Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O；(2)①依據(jù)上述制備反應(yīng)，C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl，還可能含有KClO等。ⅰ.方案Ⅰ加入KSCN溶液，溶液變紅說(shuō)明a中含F(xiàn)e3＋。但Fe3＋的產(chǎn)生不能推斷K2FeO4與Cl－發(fā)生了反應(yīng)，依據(jù)題意K2FeO4在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，自身被還原成Fe3＋，依據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，可能的反應(yīng)為4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=3O2↑＋4Fe3＋＋10H2O。ⅱ.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO－＋Cl－＋2H＋=Cl2↑＋H2O，即KClO的存在干擾推斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、解除ClO－的干擾，同時(shí)保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，依據(jù)同一反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物，得出氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；方案Ⅱ的反應(yīng)為2FeOeq\o\al(2－,4)＋6Cl－＋16H＋=2Fe3＋＋3Cl2↑＋8H2O，得出氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>Cl2，試驗(yàn)表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反；對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案Ⅱ在酸性條件下；說(shuō)明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱。③該小題為開(kāi)放性試題。若能，依據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe3＋和O2，最終溶液中不存在FeOeq\o\al(2－,4)，溶液振蕩后呈淺紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的顏色，說(shuō)明FeOeq\o\al(2－,4)將Mn2＋氧化成MnOeq\o\al(－,4)，所以該試驗(yàn)方案能證明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,