2023届高考化学二轮复习《化学综合实验》大题专练2

《化学综合实验》大题专练(二) 1．甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。实验室利用FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁，实验装置如下图所示(夹持和加热仪器已省略) 查阅资料： ①甘氨酸易溶于水，微溶于乙醇；甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于乙醇。 ②柠檬酸易溶于水和乙醇，具有较强的还原性和酸性。 实验过程：Ⅰ.装置C中盛有17.4 g FeCO3和200 mL 1.0 mol·L－1甘氨酸溶液。实验时，先打开仪器a的活塞，待装置C中空气排净后，加热并不断搅拌；然后向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液。 Ⅱ.反应结束后过滤，将滤液进行蒸发浓缩；加入无水乙醇，过滤、洗涤并干燥。 (1)仪器a的名称是________；与a相比，仪器b的优点是_____________________________。 (2)装置B中盛有的试剂是______________；装置D的作用是__________________________。 (3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3，该反应的离子方程式为： _______________________________________________________________。 (4)过程Ⅰ加入柠檬酸促进FeCO3溶解并调节溶液pH，溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。 ①pH过低或过高均导致产率下降，其原因是_______________________________________； ②柠檬酸的作用还有______________________________________________。 (5)过程Ⅱ中加入无水乙醇的目的是_________________________________。 (6)本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁，则其产率是________%。 2．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)有广泛的用途，实验室中通过如下方法制备： ①不断搅拌条件下，在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全； ②取下三颈烧瓶，测得反应液的pH＝4.1； ③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体 请回答下列问题： (1)实验室可利用Na2SO3和较浓的硫酸制备少量SO2气体，该反应的化学方程式为__________________________________________________________。硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出，原因是___________________________。 制备、收集干燥的SO2气体时，所需仪器如下。装置A是气体发生装置，按气流方向连接各仪器口，顺序为a→_____→_____→_____→_____→f。装置D的作用是_______________________。 (2)步骤①反应的离子方程式为______________________________________，合成Na2S2O5的总化学方程式为_______________________________。 (3)在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，反应的离子方程式为__________________________________。 (4)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物，有机物总含碳量用TOC表示，常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物，即通过向废水中加入H2O2，以Fe2＋作催化剂，产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来氧化降解废水中的有机物。 ①其他条件一定时，n(H2O2)∶n(Fe2＋)的值对TOC去除效果的影响如图1所示： 当TOC的去除率最大时，n(H2O2)∶n(Fe2＋)＝________。 ②在pH＝4.5，其他条件一定时，H2O2的加入量对TOC去除效果的影响如图2所示，当H2O2的加入量大于40 mL·L－1时，TOC去除率反而减小的原因是_______________________。 3．氮化镓(GaN)被称为第三代半导体材料，其应用已经取得了突破性的进展。 已知： (i)氮化镓性质稳定，不与水、酸反应，只在加热时溶于浓碱。 (ii)NiCl2溶液在加热时，先转化为Ni(OH)2，后分解为NiO。 (iii)制备氮化镓的反应为2Ga＋2NH32GaN＋3H2。 某学校化学兴趣小组实验室制备氮化镓，设计实验装置如图所示： 设计实验步骤如下：①滴加几滴NiCl2溶液润湿金属镓粉末，置于反应器内。 ②先通入一段时间的H2，再加热。 ③停止通氢气，改通入氨气，继续加热一段时间。 ④停止加热，继续通入氨气，直至冷却。 ⑤将反应器内的固体转移到盛有盐酸的烧杯中，充分反应后过滤、洗涤、干燥。 (1