高考化学二轮复习 专题讲座六 加试第31题-综合实验题（含解析）

专题讲座六加试第31题综合实验题1(2016浙江4月选考，31)某同学将铁铝合金样品溶解后取样25.00 mL，分离并测定Fe3的浓度，实验方案设计如下：已知：乙醚(C2H5)2O是一种易挥发、易燃、有麻醉性的有机化合物，沸点为34.5 ，微溶于水，在较高的盐酸浓度下，Fe3与HCl、乙醚形成化合物(C2H5)2OHFeCl4而溶于乙醚，当盐酸浓度降低时，该化合物解离。请回答：(1)操作A的名称是_。(2)经操作A后，为判断Fe3是否有残留，请设计实验方案_。(3)蒸馏装置如下图所示，装置中存在的错误是_。(4)滴定前，加入的适量溶液B是_。AH2SO3H3PO4BH2SO4H3PO4CHNO3H3PO4DHIH3PO4(5)滴定达到终点时，消耗0.100 0 molL1K2Cr2O7溶液6.00 mL。根据该实验数据，试样X中c(Fe3)为_。(6)上述测定结果存在一定的误差，为提高该滴定结果的精密度和准确度，可采取的措施是_。A稀释被测试样B减少被测试样取量C增加平行测定次数D降低滴定剂浓度答案(1)分液(2)从溶液中取样，滴加KSCN溶液，显血红色说明残留Fe3；显无色说明无残留(3)体系封闭；明火加热(4)B(5)0.576 molL1(6)CD2(2015浙江10月选考，31)纳米CdSe (硒化镉)可用作光学材料。在一定条件下，由Na2SO3和Se(硒，与S为同族元素)反应生成Na2SeSO3(硒代硫酸钠)；再由CdCl2形成的配合物与Na2SeSO3反应制得CdSe纳米颗粒。流程图如下：注：CdCl2能与配位剂L形成配合物Cd(L)nCl2Cd(L)nCl2=Cd(L)n22Cl；Cd(L)n2Cd2nL纳米颗粒通常指平均粒径为1100 nm的粒子请回答：(1)图1加热回流装置中，仪器a的名称是_，进水口为_(填“1”或“2”)(2)分离CdSe纳米颗粒不宜采用抽滤的方法，理由是_。 有关抽滤，下列说法正确的是_。A滤纸应比漏斗内径略小，且能盖住所有小孔B图2抽滤装置中只有一处错误，即漏斗颈口斜面没有对着吸滤瓶的支管口C抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出D抽滤完毕后，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，再关水龙头，以防倒吸(3)研究表明，CdSe的生成分两步：SeSO在碱性条件下生成HSe；HSe与Cd2反应生成CdSe。完成第步反应的离子方程式 SeSO_=HSe_。写出第步反应的离子方程式_。(4)CdSe纳米颗粒的大小影响其发光性质。某研究小组在一定配位剂浓度下，探究了避光加热步骤中反应时间和温度对纳米颗粒平均粒径的影响，如图3所示；同时探究了某温度下配位剂浓度对纳米颗粒平均粒径的影响，如图4所示。图3图4下列说法正确的是_。A改变反应温度和反应时间，可以得到不同发光性质的CdSe纳米颗粒B在图3所示的两种温度下，只有60 反应条件下可得到2.7 nm的CdSe纳米颗粒C在其他条件不变时，若要得到较大的CdSe纳米颗粒，可采用降低温度的方法D若要在60 得到3.0 nm的CdSe纳米颗粒，可尝试降低配位剂浓度的方法答案(1)冷凝管2(2)抽滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀AD(3)OHSOHSeCd2OH=CdSeH2O(4)AD加试题第31题是综合实验题，主要是以元素化合物知识为依托，考查学生应用所学知识进行必要的分析、类推、计算一些化学问题的能力，并渗透化学反应原理的知识。新高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注，其中包括对定量实验的设计的考查，对控制变量实验的考查等。它要求学生能够通过题给实验情景适当迁移，准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的实验中去，解决一些原理和操作问题。它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想，在一定程度上考查了学生的创新思维能力，有利于高校选拔人才。1实验题中常涉及化学常用仪器的使用、化学实验基本操作、特殊试剂的存放以及化学实验安全等。在审题时，要注意以下几点：(1)化学常用仪器：要注意常用仪器的形状和规格。注意“零”刻度，如滴定管、量筒(无零刻度)、托盘天平、温度计等。注意精确度，如托盘天平、滴定管、量筒等。注意相似仪器的细微差别，如普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗的差别；圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶的差别；酸式滴定管、碱式滴定管的差别等。(2)化学实验基本操作：审题时要注意每种操作的关键点。如，稀释浓硫酸要注意顺序；气密性检查要注意形成密闭体系；分液操作要注意上层液体、下层液体取出方法等。(3)化学试剂的存放：要注意特殊试剂的存放。如Na、K的存放(防氧化)；白磷的存放(防氧化)；浓HNO3的存放(防分解)，碱液的存放(防黏结)等。(4)化学实验安全：审题时要注意：点燃可燃性气体，是否做到防爆炸。加热液体混合物，是否做到防暴沸。制取有毒气体，是否做到防中毒。排水法收集气体或用水吸收气体，是否做到防倒吸。制取对环境有污染的物质，是否做到防污染。2化学实验方案的评价对几个实验方案进行评价，主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。(1)可行性方面分析实验方案是否科学可行；实验操作是否安全合理；实验步骤是否简单方便；实验效果是否明显。(2)绿色化学方面实验过程中是否造成环境污染；原料是否无毒、安全、易得；原料利用率及反应速率是否较高；反应速率是否较快。(3)从安全性方面对实验方案做出评价：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)。(4)从规范性方面冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；仪器拆卸与组装顺序相反，按照从右向左，从高到低的顺序；其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。(5)最佳方案的选择：几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置最简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。3综合实验设计题的解题思路(1)巧审题，明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心，是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上，遵循可靠性、简捷性、安全性的原则，确定符合实验目的、要求的方案。(2)想过程，理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程，确定实验操作的方法步骤，把握各步实验操作的要点，理清实验操作的先后顺序。(3)看准图，分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合，思考容量大。在分析解答过程中，要认真细致地分析图中所示的各项装置，并结合实验目的和原理，确定它们在该实验中的作用。(4)细分析，得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中，要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因，或从有关数据中归纳出定量公式，绘制变化曲线等。题组一组合仪器的识别与使用1填写操作名称A _B _C _D_ E_答案蒸发蒸馏分液水浴加热过滤2根据装置图回答问题(1)沸石的作用是_。(2)装置中冷凝管的作用是_。(3)温度计测量_(填“蒸气”或“反应液”)的温度。答案(1)防止暴沸(2)导气、冷凝回流(3)反应液题组二 制备产品的定量测定3称取一定质量的硫代硫酸钠(Na2S2O3)产品配置成硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量294 gmol1)0.588 0克，平均分成3份分别放入3个锥形瓶中，加水配成溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：6ICr2O14H=3I22Cr37H2O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，发生反应：I22S2O=2IS4O，滴定终点的现象为_，三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00 mL，则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为_ molL1。答案 蓝色褪去，且半分钟内不变色0.200 0解析由于碘遇淀粉显蓝色，所以滴定终点的现象为蓝色褪去，且半分钟内不变色；根据方程式6ICr2O14H=3I22Cr37H2O、I22S2O=2IS4O可知：Cr2O6S2O，则根据重铬酸钾的物质的量可知硫代硫酸的物质的量为60.004 mol，所以所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为0.004 mol0.02 L0.200 0 molL1。4(2016浙江10月选考，31)某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)23H2O晶体，并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下：,已知：Cu(NO3)23H2OCu(NO3)2Cu(OH)2CuOSOCl2熔点105 、沸点76 、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答：(1)第步调pH适合的物质是_(填化学式)。(2)第步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤，其中蒸发浓缩的具体操作是_。为得到较大颗粒的Cu(NO3)23H2O晶体，可采用的方法是_(填一种)。(3)第步中发生的反应化学方程式是_。(4)第步，某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略，如图1)有一处不合理，请提出改进方案并说明理由_。图1装置改进后，向仪器A中缓慢滴加SOCl2时，需打开活塞_(填“a”、“b”或“a和b”)。答案(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(2)将溶液转移到蒸发皿中，控制温度加热至溶液表面形成一层晶膜减慢冷却结晶的速度(3)Cu(NO3)23H2O3SOCl2=Cu(NO3)23SO26HCl(4)在A、B之间增加干燥装置，防止B中水蒸气进入反应器Ab解析(1)第步调节pH的目的是通过水解除去Fe3，为了不引入杂质离子，应选用Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(2)蒸发浓缩所用的主要仪器是蒸发皿。(3)根据信息，SOCl2和水反应生成SO2和HCl。(4)因为需制得无水Cu(NO3)2，所以应在A、B之间加干燥装置。题组三模拟训练5(2016绍兴选考适应性考试)某兴趣小组模拟企业对含铬废水(Cr2O和Cr3)处理流程如下。已知：2CrO2HCr2OH2O请回答：(1)用离子方程式表示调节池里发生的反应_。(2)操作得到的残渣的化学式为_。(3)操作调节pH时最适合作为调节剂的是_。A4 molL1盐酸 B6 molL1硫酸C石灰乳 D碳酸钠(4)为检测处理后废水中铬的含量，取100 mL处理后的样品于锥形瓶中，用浓醋酸调节pH5，并加入适量固体抗坏血酸，使Cr2O完全转化为Cr3，再用a molL1的EDTA(用H4Y表示)标准溶液进行滴定，其反应原理为Cr2O2Cr3，Cr3Y4=CrY滴定时采用如图所示的侧边自动定零位滴定管，具有的优点是_。实验消耗EDTA标准溶液b mL，则处理后废液中含铬浓度为_ mgL1(用含a、b的式子表示)。答案(1)Cr2O14H6Fe2=2Cr36Fe37H2O(2)Fe(OH)3(3)B(4)操作简单、无视力误差、计量精确520ab解析(1)由题意可知：Cr2O在酸性条件下氧化Fe2，而Cr2O被还原为Cr3，反应的离子方程式为Cr2O14H6Fe2=2Cr36Fe37H2O。(2)加入NaOH的目的就是除去Fe3，通过操作I(过滤)即可得到含Cr(OH)4的溶液，故残渣为Fe(OH)3。(3)由已知2CrO2H=Cr2OH2O可知，操作反应加入酸使CrO转化为Cr2O，Cr2O能氧化盐酸中的Cl，故选B。(4)滴定时用侧边自动定零位滴定管进行滴定时操作简单，没有视力读数造成的误差，计量更加准确。Cr3Y4=CrY1 1ab103mol ab103molm(Cr3)52 gmol1103ab mol5.2102ab g52ab mg故处理后废液中含铬浓度：520ab mgL1。6(2016温州8月选考模拟)硫酸亚铁晶体(FeSO47H2O)在医药上做补血剂，聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)(3)m是高效的水处理混凝剂，在实验室以铁屑和稀硫酸为主要原料，制备它们的实验方案如下：已知：所得聚合硫酸铁产品若能用于饮用水处理，需达到盐基度指标在8.0%16.0%范围内。盐基度是指产品中n(OH)、n(Fe3)的比值，即盐基度n(OH)/n(Fe3)100%。(1)操作1的名称是_。(2)制备FeSO47H2O的流程中，滤液小火加热至_停止加热，接下来的一系列操作中，下列仪器可能会用到的是_。(3)制备聚合硫酸铁的流程中，若溶液的pH调节过大，将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数_(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)，加15%H2O2之前需取样分析溶液中离子的浓度，其目的是_。(4)加入15%H2O2后，为判断Fe2是否残留，请设计实验方案_(写出操作、现象和结论)。(5)聚合硫酸铁的盐基度的测定：称取a g聚合硫酸铁产品溶于足量的盐酸中，溶液均分两等份。向一份中加入足量的铜片，充分反应后铜片减轻4.48 g。向另一份中滴加足量的BaCl2溶液，得到干燥的沉淀46.6 g。则该产品的盐基度为_(保留三位有效数字)。答案(1)倾析(2)溶液表面出现晶膜AD(3)偏高确定Fe2的浓度，从而确定所需H2O2的量(4)取少许氧化后的溶液，滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，若不出现蓝色沉淀，则无Fe2(5)14.3%解析(1)采用倾析法可得到铁屑。(2)在FeSO4溶液中得到FeSO47H2O采用小火加热，至溶液表面有晶膜时停止加热，冷却后过滤并置于干燥器中干燥。(3)聚合硫酸铁中，铁的质量分数为，pH过大，c(OH)大，n值变大，所以铁的质量分数偏高。(4)利用检验Fe2的特征试剂K3Fe(CN)6即可检出。(5)Cu2Fe3=Cu22Fe2m2 mol64 gn(Fe3)4.48 gn(Fe3)0.14 moln(SO)n(BaSO4)0.2 mol，解得n该样品的盐基度为100%100%14.3%。