专题八 考点3 物质性质与反应原理探究实验-【创新教程】2022-2026五年高考化学真题分类特训

9.(2023·辽宁卷，17)2-噻吩乙醇(M=128)是 抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体，其制备方 法如下： ◇ONa 入H 嘛吩2-噻吩钠 2-蠊吩乙醇钠 2-噻吩乙醇 I.制钠砂。向烧瓶中加入300mL液体A和 4.60g金属钠，加热至钠熔化后，盖紧塞子，振 荡至大量微小钠珠出现。 Ⅱ.制噻吩钠。降温至10℃，加入25mL噻 吩，反应至钠砂消失。 Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至一10℃，加入稍过 量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液，反应30min。 V.水解。恢复室温，加入70mL水，搅拌 30min;加盐酸调pH至4~6，继续反应2h, 分液；用水洗涤有机相，二次分液。 V.分离。向有机相中加入无水MgSO4,静 置，过滤，对滤液进行蒸馏，蒸出四氢呋喃、噻 盼和液体A后，得到产品17.92g。 回答下列问题： (1)步骤I中液体A可以选择 a.乙醇 b.水 c.甲苯 d.液氨 考点3物质性质与 考向1物质性质探究实验 1.(2024·湖北卷，18)学习小组为探究Co2+、 Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质，室 温下进行了实验I~W。 已知：[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+ 为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为 墨绿色。 回答下列问题： (1)配制1.00mol·L1的CoS04溶液，需要用到 下列仪器中的 (填标号)。 a b d 实验I 实验Ⅱ 实验Ⅲ 1ml30%1 实验1所得溶液 H202 6 mL I mol. 6mL1mol·L- 16mL4mol·L- 16 mL 4 mol L- CsHCO: CsHCO; 溶液变为红色， 溶液变为墨绿色，并 无明显变化 持续产生能使带火 伴有气泡产生 星木条复燃的气体 55 专题八化学实验综合 (2)噻吩沸点低于吡咯 )的原因是 (3)步骤Ⅱ的化学方程式为 (4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发 副反应，加入环氧乙烷溶液的方法是 (5)步骤IV中用盐酸调节pH的目的是 (6)下列仪器在步骤V中无需使用的是 (填名称)；无水MgSO4的作用 为 (7)产品的产率为 (用Na计算，精确 至0.1%)。 反应原理探究实验 (2)实验I表明[Co(H2O)6]2+ (填 “能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中 HCO3大大过量的原因是 实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化 H2O2的分解，写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反 应的离子方程式 (3)实验I表明，反应2[Co(H2O)6]2+十H202十 2H十一2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进 行，利用化学平衡移动原理，分析Co3+、Co2+分 别与CO配位后，正向反应能够进行的原因 实验V 慢慢加入 稀硫酸酸化 稍长时间放置 屋新制1m: Cs[Co(CO3)] A B (4)实验V中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体；B 到C溶液变为粉红色，并产生气体。从A到C所 产生的气体的分子式分别为 最新真题分类特训·化学 2.(2023·湖北卷，18)学习小组探究了铜的氧化 过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： (1)铜与浓硝酸反应的装置如图所示，仪器A的 名称为 ,装置B的作用为 浓硝酸 铜片 NaOH溶液 C (2)铜与过量H2O2反应的探究如下： ①+州aS0,溶液无明显现象 过量30R ②+稀HS0 →铜片溶解，溶液变蓝，少量无色气体产生 实验②中Cu溶解的离子方程式为 ;产生的气体为 ,比较实 验①和②，从氧化还原角度说明H+的作用是 (3)用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到 沉淀X,元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干 燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为 ”g黑色氧化物Y,”-音。X的化学武为 772 (4)取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应) 与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱 酸性。以淀粉为指示剂，用0.1000mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时消耗 Na2S2O3标准溶液15.00mL。(已知：2Cu2 +4I=2CuI +I2;I2+2S20 2I 十S4O-)标志滴定终点的现象是 ,粗品中X的相对含量为 考向2反应原理探究实验 3.(2022·广东卷，17)食醋是烹饪美食的调味 品，有效成分主要为醋酸（用HAc表示）。 HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃ 时，HAc的Ka=1.75×10-5=10-4,76 (1)配制250mL0.1mol·L1的HAc溶液，需 5mol·L1HAc溶液的体积为 ml (2)下列关于250ml容量瓶的操作，正确的是 B (3)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响 因素。 提出假设稀释HAc溶液或改变Acˉ浓度， HAc电离平衡会发生移动。 设计方案并完成实验 用浓度均为 0.1mol·L-1的HAc和NaAc溶液，按下表 配制总体积相同的系列溶液；测定pH,记录 数据。 9 V(HAc)/mL.V(NaAc)/mI.V(H2 O)/mI.n(NaAc):n(HAc)pH I 40.00 0 2.86 4.00 36.00 3.36 W 4.00 3：4 4.53 4.00 4.00 32.00 1:1 4.65 ①根据表中信息，补充数据：a= b= ②由实验I和Ⅱ可知，稀释HAc溶液，电离平 衡 (填“正”或“逆”)向移动；结合表中 数据，给出判断理由： ③由实验Ⅱ~Ⅷ可知，增大Ac一浓度，HAc电 离平衡逆向移动。 实验结论假设成立。 (4小组分析上表数据发现：随者的培 加，c(H十)的值逐渐接近HAc的Ka。 查阅资料获悉：一定条件下，按aAc=1配制 、n(HAc) 的溶液中，c(H+)的值等于HAc的Ka。 对比数据发现，实验Ⅷ中pH=4.65与资料数 据K。=10一4.76存在一定差异；推测可能由物 质浓度准确程度不够引起，故先准确测定 HAc溶液的浓度再验证。 (i)移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞 溶液，用0.1000mol·L1NaOH溶液滴定至 终点，消耗体积为22.08mL,则该HAc溶液 的浓度为 mol·L-1 画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定 终点。 (i)用上述HAc溶液和0.1000mol·L-1 NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc 混合溶液，测定pH,结果与资料数据相符。 (5)小组进一步提出：如果只有浓度均约为 0.1mol·L-1的HAc和NaOH溶液，如何准 确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进 行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。 移取20.00 mL.HAc溶液，用NaOH溶液 滴定至终点，消耗NaOH溶液V1ml Ⅱ ,测得溶液的pH为4.76 实验总结：得到的结果与资料数据相符，方案 可行。 (6)根据K,可以判断弱酸的酸性强弱。写出一 种无机弱酸及其用途(3)步骤②中，若沸腾时加入安息香，会暴沸，所以需要 沸腾平息后加入。 (4)FCL为氧化剂，则铁的化合价降低，还原产物为 FeCl,若采用催化量的FeCl,并通入空气制备二苯乙二 酮，空气可以将还原产物FeCl,又氧化为FeCL3,FeCl 可循环参与反应。 (5)氯化铁易水解，所以步骤①~③中，乙酸除作溶剂 外，另一主要作用是抑制氯化铁水解。 (6)根据安息香和二苯乙二酮的溶解特征，安息香溶于 热水，二苯乙二酮不溶于水，所以可以采用热水洗涤粗 品除去安息香。 (7)2.0g安息香(C4HeO,)的物质的量约为0.0094mol, 理论上可产生二苯乙二酮(C1:H1oO2)的物质的量约为 0.0094mol,质量约为1.98g,其产率为1.g2×100% ≈80.8%，最接近80%。 答案：(1)油 (2)球形冷凝管 a (3)防暴沸 (4)FeCl,可行空气可以将还原产物FeCl,又氧化为 FeCl,FeCL可循环参与反应 (5)抑制氣化铁水解(6)a(7)b 9.解析：(1)步骤I制钠砂过程中，液体A不能和Na反应， 而乙醇、水和液氨都能和金属Na反应，故选c。 (2)吡咯分子中含有一NH一，分子间可形成氢键，而噻 吟分子间只有范德华力，故噻吩沸点低于吡咯。 (3)步聚中夏)和反应生成2塞吟销和H,化学方 程式为：2+2Na一21 (4)步骤Ⅲ中反应放热，为防止温度过高引发副反应，加 入环氧乙烷的四氢呋喃溶液的方法是：将环氧乙烷溶液 沿烧杯壁缓缓加入，此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来 散热。 (5)2噻吟乙醇钠水解生成2噻吩乙醇的过程中有 NaOH生成，用盐酸调节pH的目的是将NaOH中和， 使平衡正向移动，增大反应物的转化率。 (6)步骤V中的操作有过滤、蒸馏，蒸馏的过程中需要直 形冷凝管不能用球形冷凝管，无需使用的是球形冷凝管 和分液漏斗；向有机相中加入无水Mg$O,的作用是除 去水。 (7)步骤I中向烧瓶中加入300mL液体A和4.60g金 属销a的物质的量为名品=0.2ml步聚中 完全反应，根据反应的化学方程式可知，理论上可以生成 17.92g 0.2mol2噻吟乙醇，产品的产率为0.2m01X128g/ma× 100%=70.0% 答案：(1)c (2)吡咯分子中含有一NH一，分子间可形成氢键 (3)2 +2Na一2+1 (4)将环氧乙烷的四氢呋喃溶液沿烧杯壁缓缓加入，此 过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热 (5)将NaOH中和，使平衡正向移动，增大反应物的转化率 (6)球形冷凝管和分液漏斗去除有机相中少量的水 (7)70.0% 18 详解详析 考点3物质性质与反应原理探究实验 考向1 1.解析：(1)配制1.00mol·L1的CoS),溶液，需要用到 容量瓶、胶头滴管等等，因此选bc。(2)CoSO,溶液中存 在大量的Co(H,O)]2+,向其中加入30%的H,O,后 无明显变化，因此，实验I表明[Co(HO):]+不能催化 H,O,的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为 4HCO+Co2+—[Co(C0)]-+2CO2↑+2HO,实 验中HCO。与Co2+的物质的量之比为32：3，因此， HCO大大过量的原因是：HCO与Co+按物质的量 之比4：1发生反应4HC)+Co+-[Co(CO)2+ 2CO,↑+2H,O,实验中HCO与Co2+的物质的量之比 为32：3。实验Ⅲ的实验现象表明在H,),的作用下 Co+能与HCO反应生成[Co(CO)3]3,然后 [Co(CO3)3]3-能催化H,O2的分解，因此，HO2在实验 Ⅲ中所发生反应的离子方程式为2[C0(HO)]++ 10HCO+HO2-2[Co(CO3),]3-+18H0+ 4C02个 2H,O2 [Co(C0]2H,0+0:↑。 (3)实验I表明，反应2[Co(HO,)门++H,O,+2H== 2[Co(H,O):]3++2H,O难以正向进行。实验Ⅲ的现象表 明，Co+、Co+分别与CO配位时，[Co(HO)]+更易与 CO反应生成[Co(CO)3]3(该反应为快反应)，导致 [Co(HO)]+几乎不能转化为[Co(C))],这样使得 [C0(HO)]3+的浓度减小的幅度远远大于 [Co(H,O)]+减小的幅度，根据化学平衡移动原理，减 小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因此， 上述反应能够正向进行。 (4)实验N中，A到B溶液变为蓝色，并产生气体，说明 发生了[Co(CO2)3]3-+6H++3HO [Co(H,O)]3++3CO,个；B到C溶液变为粉红色，并产 生气体，说明发生了4[Co(HO):]3++2H2O一一 4[Co(H,O)]++O,↑+4H+,因此从A到C所产生 的气体的分子式分别为CO,和O。 答案：(1)bc (2)不能HCO与Co+按物质的量之比4：1发生反 应4HCO+Co+-一[Co(CO3):]+2CO,↑+ 2H,O,实验中HCO与Co2的物质的量之比为32：3 2[Co(H,O)6]++10HCO+H,O,--2[Co(CO)3]3-+ [Co(CC3)3]3 18H,O+4CO,◆2H,O2 -2H0+0,个 (3)实验Ⅲ的现象表明，Co+、Co+分别与CO配位时， [Co(HO)]3+更易与CO反应生成[Co(CO,)3](该反 应为快反应)，导致[Co(HO),了+几乎不能转化为 [Co(CO)2],这样使得[Co(HO)]3+的浓度减小的幅度 远远大于[Co(H,)。」]+减小的幅度，根据化学平衡移动原 理，减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动，因 此，上述反应能够正向进行 (4)C02O2 2.解析：(1)由图可知，仪器A的名称为具支试管：铜和浓 硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氯，其中二氧化氯易溶于 水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸； 最新真题分类特训·化学 (2)Cu在稀H,SO,作用下，被H,O2氧化生成Cu+和 H,O,溶液变蓝。Cu+作用下，H,O,会被催化分解生成 O2。在NaSO,溶液中HO2不能氧化Cu,在稀HSO, 中H,O,能氧化Cu,说明H使得H,O2的氧化性增强； (3)在接反应中钥的质量m(Cm)=n×船-智，因为 开-吾，利m(O》=0X品+(m-)=别X的化学 5 An 式中铜原子和氧原子的物质的量之比为”(Cm=5X64 n(0) 2n 5×16 =号，则X为Cu0; (4)CuO2在酸性条件下生成Cu+,Cu+与KI反应生成 1,,淀粉遇I,变蓝，用Na,S,O3标准溶液滴定1，，当滴入 最后半滴Na2SO,标准溶液时，溶液的蓝色褪去，且半 分钟内不恢复时，表明1已完全反应，达到滴定终点。 CuO,中Cu为十2价、O为一1价，结合已知反应可知， CuO,在酸性条件下与KI发生反应2CuO,+8I厂+8H 一2Cul￥+3L2+4H,O,则2CuO2~3L~6 Na2 S2O3, 则样品中m(Cu0,)=0.1000X15.0X10×2×96g 6 0.048g×100%=96%。 =0.048g,0(Cu0:)=0.0500g 答案：(1)具支试管防倒吸 (2)Cu+HO2+2H一Cu++2H,OO,增强 HO,的氧化性 (3)Cu), (4)滴入最后半滴Na,SO标准溶液时，溶液蓝色刚好 褪去，且半分钟内不恢复96% 考向2 3.解析：(1)溶液稀释过程中，溶质的物质的量不变，因此 250mL×0.1mol/L=V×5mol/L,解得V=5.0mL,故 答案为：5.0。(2)A.容量瓶使用过程中，不能用手触碰 瓶口，以免污染试剂，故A错误：B.定容时，视线应与溶 液凹液面和刻度线“三线相切”，不能仰视或俯视，故B 错误C.向容量瓶中转移液体，需用玻璃棒引流，玻璃棒 下端位于刻度线以下，同时玻璃棒不能接触容量瓶口， 故C正确；D.定容完成后，盖上瓶塞，将容量瓶来回颠 倒，将溶液摇匀，颠倒过程中，左手食指抵住瓶塞，防止 瓶塞脱落，右手扶住容量瓶底部，防止容量瓶从左手掉 落，故D错误：综上所述，正确的是C项。 (3)①实验I的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3：4, V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a= 3.00,由实验I可知，溶液最终的体积为40.00mL,因此 V(HO)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b =33.00,故答案为：3.00；33.00。②实验1所得溶液的 pH=2.86,实验Ⅱ的溶液中c(HAe)为实验I的，稀 释过程中，若不考虑电离平衡移动，则实验Ⅱ所得溶液 的pH=2.86十1=3.86，但实际溶液的pH=3.36 3.86,说明稀释过程中，溶液中(H)增大，即电离平衡 正向移动，故答案为：正；实验Ⅱ相较于实验I,醋酸溶 液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1。(4)(i) 滴定过程中发生反应：HAc十NaOH一一NaAc十HO, 由反应的化学方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)= 18: n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol/L=20.00mL× c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol/L,故答案为： 0.1104。(i)滴定过程中，当V(NaOH)=0时，c(H) K。 /10.6 √c(HAo≈√0.1mol/L=10“mol/L.溶液的 pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时，n(NaAc)= n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL 时，达到滴定终点，溶液中溶质为NAc,Ac发生水解， 溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(Na(OH)无限接 近0.1mol/L,溶液pH接近13，因此滴定曲线如图： PH 13 滴定终点 4.76 0 11.0422.08 V(NaOH)/mL (5)向20.00mL的HAc溶液中加入V,mLNa(OH溶液 达到滴定终，点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当 aAg1时，溶液中c(H)的值等于HAc的K,因 此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中 n(NaAc)=n(HAc),故答案为：向滴定后的混合液中加 入20 mL HAc溶液。(6)不同的无机弱酸在生活中应用 广泛，如HC)具有强氧化性，在生活中可用于漂白和消 毒，H,S),具有还原性，可用作还原剂，在葡萄酒中添加 适量HS)可用作防腐剂，HPO,具有中强酸性，可用 作食品添加剂，同时在制药、生产肥料等行业有广泛用 途，故答案为：HCIO:漂白剂和消毒液（或H,S),:还原 剂、防腐剂或HPO:食品添加剂、制药、生产肥料)。 答案：(1)5.0(2)C (3)①3.0033.00②正实验Ⅱ相较于实验I,醋酸 溶液稀释了10倍，而实验Ⅱ的pH增大值小于1 滴定终点 (4)0.1104 4.76 01 11.0422.08 V(NaOH)/mL (5)向滴定后的混合液中加入20.00 mL HAc溶液 (6)HCI):漂白剂和消毒液（或H,SO,:还原剂、防腐剂 或HP),:食品添加剂、制药、生产肥料) 考点4定量分析实验 1.解析：(1)①仪器a的名称是分液漏斗，b的名称是烧杯。 ②振荡、静置后，L2的CCL,溶液在下层的原因是：CCL 与水不互溶，且CC1,的密度大于水。 ③碘在CCL:中的溶解度远大于在水中的溶解度。步骤 I中，向饱和碘水中加入CCL,,碘单质会被萃取到CCl, 中。由于碘溶于CCL显紫红色，且CCl,在下层，因此可 以观察到：液体分层，下层（有机层）变成紫红色，上层 (水层)颜色明显变浅。