【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)熱點回頭練-9-綜合型實驗題專項突破

熱點回頭專練9綜合型試驗題專項突破1．堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)z]常用做電子材料、磁性材料的添加劑，受熱時可分解生成三種氧化物。為了確定其組成，某化學(xué)愛好小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置進行試驗。(1)請完成下列試驗步驟：①稱取3.65g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；②按如圖所示裝置組裝好儀器，并____________________________________；③加熱甲中玻璃管，當(dāng)乙裝置中______________________(填試驗現(xiàn)象)，停止加熱；④打開活塞a，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；⑤計算。(2)步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是_____________________________。(3)某同學(xué)認(rèn)為上述試驗裝置中存在一個明顯缺陷，為解決這一問題，可選用下列裝置中的________________(填字母)連接在________(填裝置連接位置)。ABCD(4)若按正確裝置進行試驗，測得如下數(shù)據(jù)乙裝置的質(zhì)量(g)丙裝置的質(zhì)量(g)加熱前80.0062.00加熱后80.3662.88則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為_________________________________________。解析通過測定堿式碳酸鈷加熱生成的CO2和H2O，及剩余固體的質(zhì)量來計算堿式碳酸鈷的分子式。(1)連接好裝置需要檢查裝置的氣密性。(2)通入空氣是將生成的CO2和水全部被吸取。(3)由于空氣中也有CO2和水蒸氣會影響試驗結(jié)果，因此要將空氣中的CO2和水蒸氣除去，用堿石灰。(4)由表格數(shù)據(jù)可知生成0.02molH2O、0.02molCO2，則3.65gCox(OH)y(CO3)z中含有0.04molOH－、0.02molCO32－，得含1.77g鈷，含0.03molCo，分子式為Co3(OH)4(CO3)2。答案(1)②檢查裝置的氣密性③不再有氣泡產(chǎn)生時(2)將裝置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、丙裝置中(3)D活塞a前(或裝置甲前)(4)Co3(OH)4(CO3)22．乙酸正丁酯是一種重要化工原料，某試驗小組利用圖1、圖2裝置合成乙酸正丁酯(夾持裝置已略去)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHeq\o(,\s\up10(濃硫酸),\s\do10(△))CH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表：相對分子質(zhì)量沸點/℃eq\f(密度,（g·cm－3）)水中溶解性正丁醇74117.20.80微溶乙酸60118.11.05易溶乙酸正丁酯116126.50.90微溶試驗步驟如下：①在圖1的圓底燒瓶中，裝入7.0g正丁醇和7.0g冰醋酸，再加入3～4滴濃硫酸。②如圖1所示，安裝分水器和回流冷凝管。加熱圓底燒瓶，待反應(yīng)基本完成后，停止加熱③冷卻后將分水器中分出的酯層和圓底燒瓶中的反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中。先后用水、10%碳酸鈉溶液洗滌。分別得到的酯層再用水洗滌后倒入錐形瓶中，加無水硫酸鎂干燥。④將干燥后的酯層倒入圖2的蒸餾燒瓶中，加熱蒸餾。收集124℃～126℃的餾分，稱得質(zhì)量為7.0g?；卮鹣铝袉栴}：(1)圖2冷凝管中冷水從________口流入(用字母表示)；儀器d的名稱是________。(2)分液漏斗使用前須________并洗凈備用。分別上下層液體時，應(yīng)先_________________________________________________________________，然后打開活塞放出下層液體，上層液體從上口倒出。(3)試驗中產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________________(任寫一種)。用10%碳酸鈉溶液洗滌的主要目的是_____________________________。(4)試驗1圓底燒瓶c的容積最適合的是________(選填字母)。A．25mL B．50mL C．250mL D．500mL(5)分水器中預(yù)先加水至略低于支管口。在加熱過程中，除去生成水的操作是__________________：推斷反應(yīng)基本完成的標(biāo)志是_____________________。(6)試驗中，乙酸正丁酯的產(chǎn)率為________。解析乙酸和正丁醇在濃硫酸作催化劑的條件下發(fā)生反應(yīng)生成乙酸正丁酯。利用除去生成的水的方法促使酯化反應(yīng)正向移動，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。生成的水和酯冷凝回流到分水器中，由于乙酸正丁酯不溶于水且密度小于水，所以在上層。n(CH3COOH)＝0.117mol，n(C4H10O)＝0.0945mol，乙酸過量，乙酸正丁酯的產(chǎn)率為eq\f(7.0g,0.0945mol×116g·mol－1)×100%＝63.8%。答案(1)b尾接管(2)檢漏打開分液漏斗上端的玻璃塞(3)CH3CH2CH===CH2除去醋酸、硫酸(4)B(5)打開分水器下端的活塞，讓水流出分水器中水面高度基本不再變化(6)63.8%3．超氧化鉀(KO2)又稱為化學(xué)氧自救劑，簡潔與水、CO2等發(fā)生反應(yīng)，主要用于煤礦井下急救。某愛好小組擬選用如下裝置制備超氧化鉀(部分夾持裝置已略去)請回答下列問題(1)請選擇必要的裝置，按氣流方向的連接挨次為________________(填儀器接口的字母)(2)請依據(jù)完整的試驗裝置，完成下列試驗步驟：①________________；②裝入藥品，打開分液漏斗活塞；③持續(xù)通入氣體一段時間后，點燃酒精燈進行反應(yīng)；④反應(yīng)結(jié)束后，熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫，停止通入氧氣，并關(guān)閉分液漏斗的活塞；⑤拆除裝置，取出產(chǎn)物。(3)數(shù)據(jù)記錄如下：空陶瓷管的質(zhì)量陶瓷管與鉀的總質(zhì)量陶瓷管與產(chǎn)物的總質(zhì)量14.80g15.19g15.47g依據(jù)數(shù)據(jù)計算可得試驗式KOx，則x＝________．(4)超氧化鉀可吸取CO2，并生成氧氣，因此可以作為飛船、潛艇等密閉系統(tǒng)的氧氣再生劑。寫出超氧化鉀與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。與過氧化鈉相比，其優(yōu)點是________________________________________________________________________。解析首先制得氧氣，由于超氧化鉀易與水、CO2等發(fā)生反應(yīng)，所以需要除去其中的CO2，需通過NaOH溶液，除去其中的水，需通入濃硫酸。由于空氣中有CO2和水，需要在最終接入干燥管，防止空氣中的CO2和水進入。氣體的制備需要檢查氣密性。(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知，n(K)＝eq\f(15.19g－14.80g,39g·mol－1)＝0.01mol，n(O)＝eq\f(15.47g－15.19g,16g·mol－1)＝0.0175mol，x＝1.75。答案(1)lefdcjka(jk可互換)(2)檢查裝置的氣密性(3)1.75(4)4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2相同質(zhì)量的過氧化鈉和超氧化鉀相比，KO2釋放的O2更多4．乙醇在肯定條件下可被氧化，某同學(xué)利用下列裝置進行乙醇的催化氧化試驗，并檢驗其產(chǎn)物，其中C裝置的試管中盛有無水乙醇。已知乙醛在加熱條件下能與新制Cu(OH)2反應(yīng)生成Cu2O?；卮鹣铝袉栴}(1)請選擇必要的裝置，按氣流方向連接挨次為________________(填儀器接口的字母編號)(固定和夾持裝置已略去)。(2)B裝置的分液漏斗中液體藥品是________________(填化學(xué)式)。該液體還可以與酸性KMnO4溶液反應(yīng)產(chǎn)生相同的氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)F裝置中的固體物質(zhì)是________________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。反應(yīng)一段時間后移去酒精燈，反應(yīng)能連續(xù)進行，其緣由是_____________________________________________。(4)A裝置和D裝置的試驗現(xiàn)象分別為_________________________、_____________________。(5)為了提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，可以對C裝置進行改進，提出你的改進意見________________________。解析反應(yīng)原理是利用H2O2制得O2，除去其中含有的水蒸氣，通入無水乙醇，在銅作催化劑條件下加熱反應(yīng)，生成乙醛和水，利用裝置D檢驗水，裝置A利用乙醛與Cu(OH)2的反應(yīng)檢驗產(chǎn)物。(2)裝置B為制備氧氣的裝置，由于有MnO2固體，所以分液漏斗中裝有H2O2。H2O2與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)，H2O2作還原劑。(3)乙醇的催化氧化需要銅作催化劑。(4)裝置A是檢驗乙醛，由題給信息生成磚紅色Cu2O沉淀。裝置D是檢驗水。答案(1)c→hi→de→jk(或kj)→fg(或gf)→a(2)H2O22MnO4－＋5H2O2＋6H＋=2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑(3)銅絲2CH3CH2OH＋O2eq\o(→,\s\up10(Cu),\s\do10(△))2CH3CHO＋2H2O該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程放出的熱量能維持反應(yīng)連續(xù)進行(4)A中消滅磚紅色沉淀D中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色(5)使用溫度計，把握C裝置中水浴的溫度略高于乙醇的沸點(或其他合理答案)5．硫代硫酸鈉是一種常見的化工原料。將SO2通入按肯定比例配成的Na2S和Na2CO3的混合溶液中，便可得到Na2S2O3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。(1)在配制混合溶液前先將蒸餾水加熱煮沸一段時間后待用，其目的是________________________。(2)用該方法獲得的Na2S2O3·5H2O晶體中?；煊锌隙康碾s質(zhì)。某愛好小組欲對其中所含雜質(zhì)的成分進行探究(不考慮副反應(yīng)和雜質(zhì)所帶的結(jié)晶水)?！咎岢黾僭O(shè)】假設(shè)1：晶體中只含Na2CO3雜質(zhì)；假設(shè)2：晶體中只含Na2S雜質(zhì)；假設(shè)3：__________________________________________________________?！静殚嗁Y料】①SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O；②Na2S2O3在中性、堿性溶液中較穩(wěn)定，而在酸性溶液中能快速反應(yīng)：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O?！就茢嗯c思考】某同學(xué)取少量制得的晶體溶于足量稀H2SO4中，并將產(chǎn)生的氣體通入CuSO4溶液中，未見黑色沉淀，據(jù)此認(rèn)為假設(shè)2不成立。你認(rèn)為其結(jié)論是否合理？________(填“合理”或“不合理”)，請說明理由：____________________?！驹O(shè)計方案進行試驗】基于假設(shè)1，完成下表中的試驗方案、現(xiàn)象及結(jié)論(儀器自選)。限選試驗試劑：3mol·L－1H2SO4溶液、1mol·L－1NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、飽和NaHCO3溶液、品紅溶液、澄清石灰水。試驗方案現(xiàn)象及結(jié)論(3)已知：2Na2S2O3＋I2=2NaI＋Na2S4O6。為測定所制得晶體的純度，該小組以淀粉作指示劑，用0.010mol·L－1的碘水進行多次取樣滴定，測得Na2S2O3·5H2O的含量約為102%。若所用試劑及操作均無不當(dāng)，產(chǎn)生該結(jié)果最可能的緣由是__________________________________________________。解析Na2S2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2對H2S和CO2的檢驗都有干擾，在檢驗時應(yīng)充分考慮到：晶體中可能含有的雜質(zhì)(Na2S)在滴定時參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水，是解答第(3)小題的關(guān)鍵。答案(1)趕走水中的溶解氧(或空氣)(2)晶體中含Na2S和Na2CO3兩種雜質(zhì)不合理Na2S2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成的SO2與H2S發(fā)生反應(yīng)，可能無H2S逸出試驗方案現(xiàn)象及結(jié)論取適量晶體于燒瓶中，加入足量3mol·L－1H2SO4溶液，塞上帶導(dǎo)氣管的橡皮塞，將產(chǎn)生的氣體導(dǎo)出并依次通過盛有酸性KMnO4溶液、品紅溶液、澄清石灰水的洗氣瓶若品紅溶液不褪色、澄清石灰水變渾濁，說明晶體中含Na2CO3雜質(zhì)(其他合理答案也可)(3)晶體中含有的雜質(zhì)(如Na2S等)在滴定時參與反應(yīng)或晶體部分失去結(jié)晶水(其他合理答案也可)6．酯是重要的有機合成中間體，廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、黏合劑及印刷、紡織等工業(yè)。乙酸乙酯的試驗室和工業(yè)制法常接受如下反應(yīng)：CH3COOH＋C2H5OHeq\o(,\s\up10(濃H2SO4),\s\do10(△))CH3COOC2H5＋H2O請依據(jù)要求回答下列問題：(1)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率，可實行的措施有_____________________、________________等。(2)若用如圖所示裝置來制備少量的乙酸乙酯，產(chǎn)率往往偏低，其緣由可能為________________________、________________________________等。(3)此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑，可能會造成________________、________________等問題。(4)目前對該反應(yīng)的催化劑進行了新的探究，初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑，且能重復(fù)使用。試驗數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合)。同一反應(yīng)時間同一反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度/℃轉(zhuǎn)化率(%)選擇性(%)*反應(yīng)時間/h轉(zhuǎn)化率(%)選擇性(%)*4077.8100280.21006092.3100387.81008092.6100492.310012094.598.7693.0100*選