内容正文:
专题13 化学实验综合题
1.(2025-2026高三上·广东广州市番禺中学·期中)兴趣小组在实验室探究饱和溶液可用于收集乙酸乙酯的原因。
Ⅰ.研究乙酸乙酯在碱性溶液中的水解程度。
查阅资料:常温下,乙酸乙酯在溶液,溶液中水解的平衡常数分别为,,说明在溶液中乙酸乙酯理论上也可以完全水解。
(1)乙酸乙酯能在溶液中水解的化学反应方程式为 。
Ⅱ.探究影响乙酸乙酯水解速率的因素。
(2)兴趣小组探究浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响。
①配制溶液。该过程中用到的仪器有 (填序号)。
②取①中的溶液,按下表配制系列溶液,水浴加热和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH随时间t变化的曲线如图。
序号
V(乙酸乙酯)/mL
温度/℃
ⅰ
35.0
5.0
10.0
25
ⅱ
10.0
x
10.0
25
ⅲ
10.0
30.0
y
60
则x= ,y= 。
根据实验数据,至少可获得三点实验结论。
结论1:增大浓度,乙酸乙酯水解速率 (填“增大”或“减小”);
结论2:当低于一定数值时,乙酸乙酯水解速率较小;
结论3:水解速率与温度有关,水解速率随温度升高而增大。
(a)根据结论3,忽略温度对水电离的影响,在上图中,画出实验iii中pH变化曲线 。
(b)已知25℃时饱和溶液中约为,依据上述结论,甲同学认为乙酸乙酯在饱和溶液中水解速率较小的原因是 ;
(3)兴趣小组继续探究乙酸乙酯在水中的溶解度对其水解速率的影响。
提出假设:乙同学提出乙酸乙酯在水中溶解度较小,也可能使得水解速率较慢。验证假设:已知有关物质的极性值(极性值越大,物质极性越大)如下表:
物质
乙醇
乙酸乙酯
水
溶液
极性值
4.3
4.4
10.2
以(2)中“实验ⅰ”为对照组,限选以上试剂,设计实验方案验证乙同学的假设,并给出判断依据: 。
实验小结:乙同学假设成立。
结论应用:室温下,向密闭容器中加入10.0mL饱和溶液,5.0mL乙酸乙酯,振荡静置。测得油层高度随时间t变化曲线如图,时间点之后油层高度变化加快的原因是 。
2.(2025-2026高三上·广东广州市大龙中学·期中)含碘物质在科研与生活中有重要应用,根据下列实验内容回答问题。
Ⅰ.课题小组用0.2%淀粉溶液、、、等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:(慢) (快)
(1)用、、固体分别配制一定浓度的溶液,需用到的仪器有___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)向、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
序号
体积
溶液
水
溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
8.0
2.0
4.0
4.0
2.0
③
6.0
4.0
4.0
2.0
表中 。若实验①中观察到溶液变蓝的时间为,则用的浓度变化表示的反应速率为 。
Ⅱ.课题组开展实验,探究反应“”是否为可逆反应。试剂:溶液,溶液,淀粉溶液,溶液,溶液。
(4)甲同学认为结合试管i和试管ii中现象可证明该反应为可逆反应,则试管i中现象为 ;乙同学认为现象无法证明该反应为可逆反应,原因为 。
请选择上述试剂重新设计实验,证明该反应为可逆反应 。
3.(2025-2026高三上·广东梅州市梅县东山中学·期中)某学习小组对通入溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,请回答下列问题:
【提出问题】
白色沉淀产生的主要原因是什么?
【做出假设】
假设一:主要是氧气将氧化为,产生白色沉淀。
(1)假设二: 。
【设计实验】该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。
(2)装置X的作用是 。
【实验过程】
对比实验一
对比实验二
实验装置
A烧杯中加入煮沸的溶液,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
B烧杯中加入未煮沸的溶液。
C烧杯中加入煮沸的溶液,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
D烧杯中加入未煮沸的溶液。
在A、B、C、D四个烧杯中均放入传感器,然后通入气体。
(3)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的: 。烧杯中“食用油”可以用下列试剂中的 代替(填字母)。
a.氯仿 b.己烷 c.乙醇
【实验现象】
A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现浑浊现象。
【实验结论】
(4)B烧杯中出现浑浊的原因: 。
(5)在硝酸钡溶液中,有无氧气参加都能产生硫酸钡沉淀。若是硝酸根的强氧化性导致沉淀的出现,则对应的离子方程式为 。
(6)为了进一步确定产生沉淀的原因,该小组成员对传感器采集的数据进行了处理,结果如图所示,根据图像可得出结论: 。
4.(2025-2026高三上·广东广州市南海中学·期中)完成下列填空:
(1)写出实验室制备乙烯的化学方程式 ,其中浓硫酸的用量远远超过作为催化剂的正常用量,原因是 ,某次实验中,给出了铁架台、铁圈、石棉网、铁夹、三芯酒精灯、圆底烧瓶、双孔橡皮塞和导管等实验用品,还缺少的实验仪器是 。
(2)验证乙烯加成反应性质时,需对乙烯气体中的干扰物质进行处理,可选用的试剂是 (填写化学式);能确定乙烯通入溴水中发生了加成反应的事实是 。(选填编号)
a.溴水褪色 b.有油状物质生成
c.反应后水溶液酸性增强 d.反应后水溶液接近中性
5.(2025-2026高三上·广东东莞七校·期中)铁及其化合物在生活生产中应用广泛。
I.
(1)①铁能与过量稀硝酸反应。用浓硝酸配制的稀硝酸溶液,需要的仪器有量筒、玻璃棒、烧杯和下列仪器中的 (写出选用仪器的名称)等,并计算用量筒量取上述浓硝酸的体积为 mL。
②铁与稀硝酸反应产生的NO可用酸性溶液吸收,反应的离子方程式为 。
___________________________________
II.某班同学用如下实验探究、的性质。
(2)甲组同学取溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明可将氧化。乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学向溶液中先加入煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(3)丙组同学取溶液,加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入充分振荡、静置,层显紫色;
②第二支试管中加入1滴溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(4)可用作补铁剂,使用时建议与维生素C同服,同学甲猜测维生素C可将转化为,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
实验方案
实验现象
取适量溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
①由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论?请说明理由: 。
②另外再写出一种铁的化合物的化学式和用途 。
6.(2025-2026高三上·广东深圳市中荟高中学·期中)如图所示,某学者设计出了一套制备铬酰氯的实验装置,已知铬酰氯(化学式为)为深红棕色液体,沸点117℃,极易挥发、易水解,可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应制得,反应机理为:浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成与氯化氢气体两种中间产物,然后迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。
请回答下列问题:
(1)盛有浓硫酸的仪器名称是 。该实验在C装置后接了D装置,请说出D装置的作用 ,能不能用E装置代替D装置,请说明理由: 。
(2)下列说法正确的是______。
A. 仪器B改成球形冷凝管冷凝效果更佳
B. 投料前应将氯化钠粉末与重铬酸钾粉末用搅拌机充分混合
C. 投料时,应加入少量氯化钠粉末,以增加铬酰氯的产率
D. 浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0℃左右,目的是防止温度过高,反应速率过快
(3)写出与氯化氢气体的化学反应方程式 。
(4)反应结束后,收集117℃左右的馏分,用冰水浴冷却C装置,可以得到较多的馏分,请你写出采用冰水浴的原因 。
(5)某同学根据这个装置,将58.8g重铬酸钾与足量浓硫酸、氯化钠进行了实验制得铬酰氯,经一系列实验操作提纯得到铬酰氯,并取出的铬酰氯产品,与氢氧化钠、草酸钠的混合溶液反应,(已知该条件下铬酰氯被还原的离子方程式:);消耗了0.15L 0.3mol/L的草酸钠溶液,请问该同学制得铬酰氯的产率是 。
7.(2025-2026高三上·广东中山市高中学·期中)二草酸合铜酸钾,化学式为,是一种蓝色晶体,常温时微溶于水,干燥时稳定,受热易分解。常用于无机合成、功能材料的制备等,实验室可用如下方法制取:
步骤Ⅰ:称量与适量溶液混合至生成大量浅蓝色沉淀,小火加热至沉淀变黑,过滤出黑色沉淀。
步骤Ⅱ:向溶液中加入,得到和的混合溶液。
步骤Ⅲ:将Ⅱ中所得溶液加热并保持,分批加入Ⅰ中所得黑色沉淀,至沉淀基本溶解,过滤得到蓝色透明溶液。
步骤Ⅳ:将Ⅲ中溶液经一系列操作得到蓝色晶体产品。
请回答下列问题:
(1)写出黑色沉淀溶解的化学方程式 。
(2)步骤Ⅱ中加热并保持温度在的方法是 。
(3)从下列操作中选择合适的操作并排序以完成步骤Ⅳ中的“一系列操作” (填字母)。
A.将溶液蒸干 B.加热浓缩
C.取出晶体,加热烘干 D.取出晶体,用滤纸吸干表面水分
E.减压过滤 F.用冷水洗涤
G.用热水洗涤 H.冷却到室温
(4)上述操作中减压过滤的装置如图所示,操作开始时应先打开安全瓶开关K,打开抽气泵开始抽气,向布氏漏斗中加入浊液,缓慢关闭K,开始减压过滤。操作结束应 (填字母),取出固体。减压过滤的优点有 (写出一点)。
a.先关闭K,再关闭抽气泵 b.先关闭抽气泵,再关闭K
c.先打开K,再关闭抽气泵 d.先关闭抽气泵,再打开K
(5)样品纯度测定(杂质不参与反应):
①通过上述实验过程得到的产品通常含有结晶水,称取样品,经热重分析知,在时样品失去结晶水,质量减少。
②称取样品,用氨水溶解,定容至容量瓶中。取出,经酸化后用标准溶液进行滴定。
某次滴定结束时液面位置如图所示,则读数为 。经多次滴定,平均消耗标准溶液。
则晶体中的n值为 ,样品中的纯度为 。
8.(2025-2026高三上·广东六校联盟·期中)某小组推测铁与银盐溶液反应会生成Fe3+,并设计实验验证。
(1)溶液配制:用Ag2SO4固体配制100mL 0.0200 mol·L-1Ag2SO4溶液。该过程不需要使用的仪器有 (填仪器选项)。
A. B. C. D. E.
(2)实验验证
实验Ⅰ:取20mL0.0100 mol·L-1Ag2SO4溶液,加入足量铁粉,充分搅拌。静置,取上层清液加入 ,无明显现象。
实验结论:铁与银盐溶液反应不生成Fe3+。
甲同学认为实验结论不合理,原因是 。(用离子方程式解释)
乙同学认为铁与银盐溶液反应的本质是先发生置换反应,生成的Fe2+能被Ag+氧化。进一步实验验证。
实验Ⅱ:0.0200 mol·L-1Ag2SO4与0.0200 mol·L-1 FeSO4溶液(pH = 1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。待现象稳定后,过滤。取滤液,加入 ,观察到 。取灰黑色沉淀,加浓硝酸,固体溶解产生红棕色气体。
实验结论:Ag+ 可与Fe2+发生可逆反应:Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag。
有同学想通过测定反应:Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag的平衡常数K,判断反应进行的程度 。多名同学分别设计方案如下:
(3)平衡常数测定
组别
样品
测定原理
实验结果
丙同学
实验Ⅱ滤液5mL
沉淀滴定法测Ag+浓度
滤液中c(Ag+) = x mol/L
丁同学
实验Ⅱ滤液5mL
测定Fe3+与络合剂形成络合物的吸光度测定Fe3+浓度
滤液中c(Fe3+) = y mol/L
①根据丙同学的实验结果,平衡常数K= (用含x计算式表达)。
②丁同学的实验结果计算所得K值比实际值偏大,原因是 。(从平衡移动角度解释)
③戊同学利用电化学原理也可测定K,请补充电化学装置图 。
当 (填现象和操作),取对应烧杯中溶液,利用上述方法测Fe3+或Ag+浓度即可。
实验结论:铁与银盐溶液反应生成Fe3+ 。
9.(2025-2026高三上·广东广州四校联考·期中)在简单的电镀实验中,可以使用铜氨溶液为电解质溶液。
(1)Cu在周期表中的位置为第四周期第 族,其核外电子排布式: 。
(2)在铁制镀件表面镀铜,铁制镀件应该与直流电源的 (正/负)极相连。
(3)某化学实验小组利用硫酸铜溶液为原料来配制铜氨溶液。
Ⅰ.制备溶液
实验ⅰ:
实验ⅱ:
已知:
Ⅱ.探究实验ⅰ、ⅱ中现象不同的原因。
①该小组同学认为反应进行的程度很小,通过计算说明理由: 。
②实验ⅱ中的蓝色沉淀为什么能够溶解?小组同学提出以下猜想:
a.结合平衡移动原理,增大,可促进铜氨配离子的生成。
b.实验2中生成了,可明显促进铜氨配离子的生成。
为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅲ~ⅴ,测算溶解的最大质量,记录数据。
序号
操作
溶解质量/g
ⅲ
取0.1g固体于试管中
滴加氨水
ⅳ
滴加氨水
ⅴ
滴加氨水,再加入少量 (填化学式)固体
实验结论:实验结果为略大于,且 (填“大于”或“小于”),可证明猜想b成立而猜想a不成立。
③根据上述猜想写出实验2中的蓝色沉淀溶解可能的离子方程式 。
(4)参考银镜实验,使用铜氨溶液顺利完成电镀后,铁制镀件上可以观察到 (填实验现象)。
(5)若将实验2中的深蓝色溶液,加入 ,并用玻璃棒摩擦试管壁,可以得到深蓝色晶体,该配合物的中心离子为: 。
10.(2025-2026高三上·广东中山一中、宝安中学·期中)某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行。
②SOCl2遇水即放出SO2和HCl;AlCl3易升华。
③氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水。
请回答:
(1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示,此处漏斗的作用是 。
(2)写出下图中仪器A的名称 ,干燥管内可用的酸性固体干燥剂 (填1种)。
(3)写出生成Z的化学方程式 ,物质X可采用吸收法,在答题卡指定位置画出吸收该物质的装置图 。
(4)步骤Ⅰ,下列说法不正确的是______。
A. 氯苯试剂可能含有水,在使用前应作除水处理
B. 三颈烧瓶置于冰水浴中,是为了控制反应温度
C. Z中S和C都是sp2杂化,所有原子一定共平面
D. 反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束
(5)步骤Ⅱ,加入冰水的作用是 。
(6)步骤Ⅲ,从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作如下,请排序 (填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相 ⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水
11.(2025-2026高三上·广东肇庆中学·期中)实验室合成一定量的铬酸铜晶体()[ ]。
反应的发生装置如下图2所示:
已知:①在空气中加热至约400℃时逐渐分解成亚铬酸铜;
②冷水中析出,热水中得到碱式铬酸铜。
请回答下列问题:
(1)装置A的名称 。
(2)用化学方程式表示步骤Ⅱ反应 ;判断步骤Ⅲ反应基本结束的现象是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 步骤Ⅰ、Ⅱ中的和应通过给料器一次性且快速加料
B. 步骤Ⅲ应该在酒精灯加热的条件下不断搅拌混合物
C. 步骤Ⅳ可通过利用抽气泵形成减压环境从而快速获得沉淀
D. 步骤Ⅴ依次用去离子水和乙醇洗涤,并在真空下干燥得到目标产物
(4)由表查得:; ;结合数据判断铬酸铜晶体 (“能”或“否”)溶于浓氨水。
(5)纯度测定与分析:
①部分操作如下,选出需要的步骤: ;
准确称取2.16 g产品(___________)产品溶解,后加入一定量硫酸钠固体(___________)产生沉淀,过滤(___________)60℃左右低温烘干,准确称量,得到含结晶水的固体X 2.583 g。
a.加入过量氢氧化钠溶液 b.加入过量浓氨水 c.加入过量浓盐酸
d.加入一定量无水乙醇 e.加入一定量苯 f.加入一定量四氯化碳
g.用乙醇浓氨水混合液洗涤 h.用热水洗涤 i.用冷水洗涤
②固体X是 ;
③产品纯度为 ,分析目标产品中可能混有的杂质是 。
12.(2025-2026高三上·广东汕头潮阳区某校·期中)甲苯是重要的有机原料,某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料,进行下列实验:
Ⅰ.利用如图所示装置制备对溴甲苯,并证明该反应为取代反应。
(1)冷凝管中冷水从 (填“a”或“b”)进,实验过程中使用了40 mL甲苯(约为0.38 mol)和30 mL液溴(约为0.58 mol),则选用的仪器M的最合理规格为 (填标号)。
A.100 mL B.200 mL C.250 mL D.500 mL
(2)请写出甲苯与液溴生成对溴甲苯的化学方程式 。
(3)能说明该反应是取代反应而不是加成反应的实验现象为 。
(4)实验过程中进行的分步操作如下,合理的顺序为 EC (填字母)。
A.检查装置气密性 B.连接好装置 C.将甲苯和液溴滴入 D.将NaOH溶液滴入
E.接通冷凝水 F.将M中混合物过滤、分液、蒸馏
(5)若最后得到对溴甲苯51.98 g,则该实验的产率约为 (保留两位有效数字)。
Ⅱ.苯甲酸是一种化工原料,常用作制药和染料的中间体,也用于制取增塑剂和香料等。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:
反应过程:
反应试剂、产物的物理常数如下:
名称
性状
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·mL-1
溶解度/g
水
乙醇
甲苯
无色液体、易燃易挥发
-95
110.6
0.8669
不溶
互溶
苯甲酸
白色片状或针状晶体
122.4[1]
248
1.2659
微溶[2]
易溶
已知:[1]100℃左右开始升华。
[2]苯甲酸在100 g水中的溶解度:4℃,0.18 g;18℃,0.27 g;75℃,2.2 g。
按下列合成步骤回答问题:
(6)苯甲酸制备:
如图在250 mL三颈烧瓶中放入2.7 mL甲苯和100 mL水,控制100℃机械搅拌溶液,在石棉网上加热至沸腾。从冷凝管上口分批加入8.5 g高锰酸钾(加完后用少量水冲洗冷凝管内壁),继续搅拌,静置发现不再出现 现象时,停止反应。已知加入高锰酸钾时发生的反应为:+2KMnO4+2MnO2↓+H2O+KOH。
(7)分离提纯:
将反应混合物加入一定量亚硫酸氢钠溶液使紫色褪去,高锰酸钾的还原产物为黑色难溶性MnO2,此时反应的离子方程式为 。
13.(2025-2026高三上·广东广州市铁一中学·期中)Cu元素及其化合物在生活生产中应用广泛,某实验小组为探究Cu2+的性质,进行了如下实验:
(1)配制200 mL,0.2 mol/L的CuSO4溶液实验过程中,需要称量胆矾 g,该过程中用到下图中的仪器有 (填名称)。
(2)制备氨水,并测定氨水浓度
将氨气溶于水制备得到氨水,取20.00 mL该氨水,加入指示剂 ,用1.000 mol·L-1盐酸滴定至终点,其滴定曲线如下图所示。则该氨水的浓度为 mol·L-1。
(3)观察铜氨离子形成的过程:
①向4 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:Ⅰ. ;Ⅱ.
②上述实验现象说明,H2O比NH3更 (填“难”或“容易”)与Cu2+结合,从结构的角度分析原因: 。
(4)研究铜氨离子形成的原理:
①查阅资料
②根据查阅的资料判断第(3)步配制铜氨溶液的实验中反应Ⅱ难以进行。通过计算说明理由 。
(5)探究Cu2+的氧化性:向2 mL CuSO4溶液中滴加同浓度的Na2SO3溶液,观察到溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀。经检验,棕黄色沉淀中不含,含有Cu+、Cu2+和。
已知:。
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是 。
②为避免CuSO4溶液和Na2SO3溶液混合时发生复分解反应干扰实验现象的观察和Cu2+氧化性的探究,实验小组重新设计了优化方案证明CuSO4溶液与Na2SO3溶液之间可发生氧化还原反应,该实验方案为 。
14.(2025-2026高三上·广东深圳·期中)硫代硫酸钠()能与人体内的重金属离子结合,减少其对身体的毒性影响。实验小组探究影响溶液与含溶液反应机理的因素做下表实验。
已知:i.不能稳定存在于水溶液中,为不溶于水的白色固体;
ii.与形成的配位化合物为无色,与形成的配位化合物为黄色;
iii.叠色原理:黄+蓝=绿。
实验
编号及滴管中试剂
试管中试剂
现象
实验溶液
溶液,
溶液先变绿后变黄至接近无色,静置无变化
实验溶液
溶液,
溶液变为绿色,静置无变化
实验溶液
溶液,
溶液先变绿后变黄色,静置后很快出现白色沉淀,白色沉淀逐渐消失,溶液颜色逐渐变浅
回答下列问题:
(1)实验a、b的目的是探究 对反应机理的影响。
(2)实验a中“溶液先变绿后变黄至接近无色”,变黄至接近无色的原因可能是 。
(3)由实验a、b可知,随着的减小,发生氧化还原反应的趋势 (填“增大”或“减小”)。
(4)实验c中出现白色沉淀,猜测该沉淀为 (填化学式),经检验实验c中的溶液中含有,写出生成该沉淀的离子方程式: 。
(5)由实验a和c可知,与生成沉淀的速率 (填“大于”或“小于”)与发生配合反应的速率。
(6)已知的结构为,则中的配位原子是 (填“①”或“②”)。
(7)综合实验、、,总结与含溶液反应,影响反应现象的因素有 (写两点)。
15.(2025-2026高三上·广东河源市龙川县第一中学·期中)I.配制100mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。
(1)该实验需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。
(2)为了防止Fe2(SO4)3水解,在配制过程中可以加入少量 。
Ⅱ.探究Fe2(SO4)3与Cu的反应。
原理预测:
(3)请写出Fe2(SO4)3与Cu的反应的离子方程式: 。
开展实验并观察现象:
某实验小组在进行Fe2(SO4)3与Cu的反应时观察到了异常现象,决定对其进行进一步的探究。
实验I:
提出问题:
(4)实验前,小组同学预测步骤2后溶液不会变为红色,原因是 。
查阅文献:i.CuSCN为难溶于水的白色固体;
ii.SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似。
提出猜想:经过实验测定白色固体为CuSCN,查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能。
猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应。
猜测2:亚铁离子将其还原,。
(5)猜测1的离子方程式为 。
设计实验:
实验序号
对比实验及试剂
实验步骤
实验现象
Ⅱ
A试管2 mL 0.1 mol/LFeSO4溶液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红色向下蔓延,最后充满整支试管
B试管2mL0.1mol/LCuSO4溶液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
溶液变成绿色
Ⅲ
C试管2mL0.1mol/LFeSO4溶液
加入2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液
溶液变为淡蓝色
再加1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈深红色
得出结论:
(6)实验Ⅱ中试管 (填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。
(7)Fe3+的氧化性本应强于Cu2+,结合实验Ⅲ中的现象解释能正向发生的原因: 。
16.(2025-2026高三上·广东大湾区·期中)铜及其化合物应用广泛,某兴趣小组制备含铜化合物并探究其性质。
(1)制备晶体。
我国汉代已将用于制药等生活实践。实验室欲制备少量晶体,装置如图,在锥形瓶中加入洗净的铜屑和稀,水浴加热,通入并搅拌,充分反应。将最终所得溶液经分离提纯得。
①制备过程中化合价发生变化的物质有 (填化学式)。
②由溶液获得晶体的主要步骤为 、 、 和干燥。
(2)利用制备铜氨配合物晶体并对晶体的成分进行探究。
①配制溶液:现需配制溶液,需要用托盘天平称量晶体 g,配制溶液需要的操作及顺序,洗涤之后的顺序为 及装瓶(填下图操作编号)。
②晶体制备:取溶液于烧杯,逐滴加入浓氨水,直至生成的沉淀恰好溶解,溶液呈深蓝色,测得溶液的为13.向该溶液中滴加无水乙醇,至产生大量的深蓝色晶体。
③提出假设:晶体可能是中的一种或两种
④查阅资料:在碱性溶液中可稳定存在,在酸性溶液中会分解。
⑤实验验证:兴趣小组设计如下方案,进行实验。
实验步骤
检测结果
i将②中的产物进行固液分离
/
ii取i中的晶体于烧杯中加水溶解配制成饱和溶液,测其溶液pH;向溶液中滴加 。
溶液pH为12;有 (现象)。
iii取i中的滤液少量于试管中,测其溶液pH;用盐酸酸化后滴加溶液。
溶液pH为10,有白色沉淀生成;
iv另取i中的剩余滤液滴加浓NaOH溶液并加热,有气体放出用湿润的红色石蕊试纸检验。
湿润的红色石蕊试纸变蓝。
⑥实验结论:实验⑤的步骤及结果说明深蓝色晶体是和的混合物。试解释深蓝色晶体中含有的判断依据 。
试卷第1页,共3页
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专题13 化学实验综合题
1.(2025-2026高三上·广东广州市番禺中学·期中)兴趣小组在实验室探究饱和溶液可用于收集乙酸乙酯的原因。
Ⅰ.研究乙酸乙酯在碱性溶液中的水解程度。
查阅资料:常温下,乙酸乙酯在溶液,溶液中水解的平衡常数分别为,,说明在溶液中乙酸乙酯理论上也可以完全水解。
(1)乙酸乙酯能在溶液中水解的化学反应方程式为 。
Ⅱ.探究影响乙酸乙酯水解速率的因素。
(2)兴趣小组探究浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响。
①配制溶液。该过程中用到的仪器有 (填序号)。
②取①中的溶液,按下表配制系列溶液,水浴加热和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH随时间t变化的曲线如图。
序号
V(乙酸乙酯)/mL
温度/℃
ⅰ
35.0
5.0
10.0
25
ⅱ
10.0
x
10.0
25
ⅲ
10.0
30.0
y
60
则x= ,y= 。
根据实验数据,至少可获得三点实验结论。
结论1:增大浓度,乙酸乙酯水解速率 (填“增大”或“减小”);
结论2:当低于一定数值时,乙酸乙酯水解速率较小;
结论3:水解速率与温度有关,水解速率随温度升高而增大。
(a)根据结论3,忽略温度对水电离的影响,在上图中,画出实验iii中pH变化曲线 。
(b)已知25℃时饱和溶液中约为,依据上述结论,甲同学认为乙酸乙酯在饱和溶液中水解速率较小的原因是 ;
(3)兴趣小组继续探究乙酸乙酯在水中的溶解度对其水解速率的影响。
提出假设:乙同学提出乙酸乙酯在水中溶解度较小,也可能使得水解速率较慢。验证假设:已知有关物质的极性值(极性值越大,物质极性越大)如下表:
物质
乙醇
乙酸乙酯
水
溶液
极性值
4.3
4.4
10.2
以(2)中“实验ⅰ”为对照组,限选以上试剂,设计实验方案验证乙同学的假设,并给出判断依据: 。
实验小结:乙同学假设成立。
结论应用:室温下,向密闭容器中加入10.0mL饱和溶液,5.0mL乙酸乙酯,振荡静置。测得油层高度随时间t变化曲线如图,时间点之后油层高度变化加快的原因是 。
【答案】(1) (2)① ACD ② 30.0 ③ 10.0 ④ 增大 ⑤ ⑥ 25℃饱和碳酸钠溶液中过小 (3)① 取10.0mL乙酸乙酯、35.0mL0.400mol/LNaOH溶液、5.0mL乙醇配成50.0mL混合溶液,25℃和搅拌条件下,测定体系pH随时间变化,相同时间与试验ⅰ相比,pH下降幅度更大 ② 反应过程中生成乙醇,增加乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度,水解速率加快
【解析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此进行对比;
(1)乙酸乙能在NaOH溶液中水解的化学反应方程式为 ;
故答案为:
(2)① 配制100mL0.400mol⋅L−1NaOH溶液,需要的仪器有,100mL容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、托盘天平、试剂瓶,本题中涉及的仪器为:100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管;
故答案为:ACD
② 根据实验的控制变量法,实验i、ii、iii总体积应该均为50mL, 所以x=30.0,y=10.0,
又根据实验i、ii可知,总体积相同,越大,相同时间内pH变化越大,消耗的氢氧根离子越多,乙酸乙酯水解速率增大;
故答案为: 30.0、10.0、增大
(a)根据实验ii、iii可知,总体积相同,相同,实验iii的温度高于实验ii,相同时间内,温度越高,乙酸乙酯水解速率越大,消耗的氢氧根离子越多,pH变化越大,所以实验iii的图像斜率大于图像iⅰ;
故答案为:
(b)结合本小题题干探究浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响与表格信息,且饱和溶液中约为0.03mol⋅L−1,所以乙酸乙酯在饱和溶液中水解速率较小的原因是25℃饱和碳酸钠溶液中过小;
故答案为:25℃饱和碳酸钠溶液中过小
(3)乙同学认为,乙酸乙酯在水中溶解度较小,使得水解速率较慢,又结合题干信息的极性值及相似相溶,把5.0mL水换成5.0mL乙醇,增大乙酸乙酯的溶解度,与实验i形成对照,验证乙同学的方案成立;
故答案为:取10.0mL乙酸乙酯、35.0mL0.400mol/LNaOH溶液、5.0mL乙醇配成50.0mL混合溶液,25℃和搅拌条件下,测定体系pH随时间变化,相同时间与试验ⅰ相比,pH下降幅度更大
② 乙酸乙酯的水解会生成乙醇,再结合上一问结论可知随着反应的发生,化学反应速率逐步加快;
故答案为:反应过程中生成乙醇,增加乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度,水解速率加快
2.(2025-2026高三上·广东广州市大龙中学·期中)含碘物质在科研与生活中有重要应用,根据下列实验内容回答问题。
Ⅰ.课题小组用0.2%淀粉溶液、、、等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:(慢) (快)
(1)用、、固体分别配制一定浓度的溶液,需用到的仪器有___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)向、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。
(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
序号
体积
溶液
水
溶液
溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
8.0
2.0
4.0
4.0
2.0
③
6.0
4.0
4.0
2.0
表中 。若实验①中观察到溶液变蓝的时间为,则用的浓度变化表示的反应速率为 。
Ⅱ.课题组开展实验,探究反应“”是否为可逆反应。试剂:溶液,溶液,淀粉溶液,溶液,溶液。
(4)甲同学认为结合试管i和试管ii中现象可证明该反应为可逆反应,则试管i中现象为 ;乙同学认为现象无法证明该反应为可逆反应,原因为 。
请选择上述试剂重新设计实验,证明该反应为可逆反应 。
【答案】(1)BC (2)或 (3)① 4.0 ② (4)① 产生黄色沉淀 ② 含有的溶液中加入溶液也能产生黄色沉淀 ③ 向(过量)溶液中加入(少量)溶液,振荡,充分反应,再向其中加入溶液,溶液变红色,说明含有过量的溶液中存在,即可证明反应为可逆反应
【解析】(1)要配制一定浓度的溶液,需经过计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容等步骤。溶解固体需要在烧杯中进行,定容需要用到容量瓶,而用不到锥形瓶和酸式滴定管,所以用、、固体分别配制一定浓度的溶液,需用到的仪器有烧杯、容量瓶,故选BC;
(2)根据已知信息,向、与淀粉的混合溶液中加入一定量的溶液,与溶液先发生慢反应:,生成的再与发生快反应:,即或未耗尽前,无多余的使淀粉变蓝,则当溶液中的或耗尽后,生成的才能使淀粉变蓝,溶液颜色将由无色变成为蓝色;
(3)探究 “反应物浓度对化学反应速率的影响” 时,需保证除反应物浓度外,其他条件均相同,即需保证溶液的总体积相同,实验① 中总体积为(10.0+0.0+4.0+4.0+2.0) mL=20.0 mL,为保证总体积仍为 20.0 mL,则实验③ 中Vx=(20.0−6.0−4.0−4.0−2.0) mL=4.0 mL。由第(2) 问可知,当溶液中的耗尽后,才能观察到溶液变蓝,即耗尽4.0 mL 用时,则用的浓度变化表示的反应速率为;
(4)向5 mL溶液中加入3 mL 溶液,过量,向反应后所得溶液的两等份中分别滴加溶液和淀粉溶液,试管ii中溶液变蓝,说明Fe3+和I−反应有生成,向含有的溶液中加入溶液也能产生黄色的AgI沉淀,则试管i中现象为产生黄色沉淀;因为生成的和KI中不能完全转化的I−均能与溶液反应生成黄色沉淀,所以乙同学认为现象无法证明该反应为可逆反应,原因为:含有的溶液中加入溶液也能产生黄色沉淀。
因为上述试管i中的现象不能说明是KI中不能完全转化的I−与溶液反应的结果,若重新设计实验,证明该反应为可逆反应,可以向过量的溶液中加入少量的溶液,充分反应后,再检验含有过量的溶液中是否存在,则证明该反应为可逆反应的实验方案为:向(过量)溶液中加入(少量)溶液,振荡,充分反应,再向其中加入溶液,溶液变红色,说明含有过量的溶液中存在,即可证明反应为可逆反应。
3.(2025-2026高三上·广东梅州市梅县东山中学·期中)某学习小组对通入溶液出现白色沉淀的原因进行了探究,请回答下列问题:
【提出问题】
白色沉淀产生的主要原因是什么?
【做出假设】
假设一:主要是氧气将氧化为,产生白色沉淀。
(1)假设二: 。
【设计实验】该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。
(2)装置X的作用是 。
【实验过程】
对比实验一
对比实验二
实验装置
A烧杯中加入煮沸的溶液,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
B烧杯中加入未煮沸的溶液。
C烧杯中加入煮沸的溶液,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
D烧杯中加入未煮沸的溶液。
在A、B、C、D四个烧杯中均放入传感器,然后通入气体。
(3)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的: 。烧杯中“食用油”可以用下列试剂中的 代替(填字母)。
a.氯仿 b.己烷 c.乙醇
【实验现象】
A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现浑浊现象。
【实验结论】
(4)B烧杯中出现浑浊的原因: 。
(5)在硝酸钡溶液中,有无氧气参加都能产生硫酸钡沉淀。若是硝酸根的强氧化性导致沉淀的出现,则对应的离子方程式为 。
(6)为了进一步确定产生沉淀的原因,该小组成员对传感器采集的数据进行了处理,结果如图所示,根据图像可得出结论: 。
【答案】(1)酸性条件下具有氧化性,能将氧化为,从而产生白色沉淀 (2)做缓冲瓶,防止倒吸 (3)① 隔绝氧气 ② b (4)SO2被氧气氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀 (5) (6)O2在氧化反应中起到主要氧化作用
【解析】将70%左右H2SO4滴入饱和的Na2SO3溶液中,发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2经过缓冲瓶进入右侧的烧杯中与待测溶液混合,烧杯中的食用油可以隔绝空气,pH传感器可以实时获取溶液的pH数据通过控制变量法来探究与溶液的反应。
(1)二氧化硫具有一定还原性,硝酸根离子在酸性环境下具有氧化性,能被二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,因此假设二为酸性条件下具有氧化性,能将氧化为,从而产生白色沉淀;
(2)由于SO2易溶于水,装置X可起到防倒吸、做安全瓶的作用;
(3)由于实验中需要研究氧气的作用,因此需要控制变量,食用油起到隔绝氧气的作用;食用油密度比水小,难溶于水,选项中氯仿密度大于水,排除a,乙醇与水互溶,排除c,己烷密度比水小,不溶于水,故选b;
(4)根据变量控制思想,对比实验一可知,B烧杯中加入未煮沸的BaCl2溶液出现白色沉淀,而A烧杯煮沸的BaCl2溶液未出现白色沉淀说明是O2氧化SO2,故发生的反应为2H2SO3+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+或2H2O +2SO2+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+,因此B烧杯中出现浑浊的原因是SO2被氧气氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀;
(5)二氧化硫具有一定还原性,硝酸根离子具有氧化性,能被二氧化硫氧化为硫酸根离子,离子方程式为;
(6)根据图像,有O2参加的反应中pH变化比无氧参加的大,且用时短,说明O2在氧化反应中起到主要氧化作用。
4.(2025-2026高三上·广东广州市南海中学·期中)完成下列填空:
(1)写出实验室制备乙烯的化学方程式 ,其中浓硫酸的用量远远超过作为催化剂的正常用量,原因是 ,某次实验中,给出了铁架台、铁圈、石棉网、铁夹、三芯酒精灯、圆底烧瓶、双孔橡皮塞和导管等实验用品,还缺少的实验仪器是 。
(2)验证乙烯加成反应性质时,需对乙烯气体中的干扰物质进行处理,可选用的试剂是 (填写化学式);能确定乙烯通入溴水中发生了加成反应的事实是 。(选填编号)
a.溴水褪色 b.有油状物质生成
c.反应后水溶液酸性增强 d.反应后水溶液接近中性
【答案】(1)① ② 浓硫酸还具有吸水性,反应生成的水被浓硫酸吸收,使反应向有利于生成乙烯的方向进行 ③ 温度计 (2)① NaOH ② d
【解析】(1)实验室用乙醇的消去制备乙烯,反应的化学方程式为:;醇制取乙烯的同时还生成水,浓硫酸在反应中作催化剂和脱水剂,浓硫酸的用量远远超过作为催化剂的正常用量,原因是:浓硫酸还具有吸水性,反应生成的水被浓硫酸吸收,使反应向有利于生成乙烯的方向进行;实验室制备乙烯需要严格控制温度在170℃,所以需要温度计精准测量反应温度;
(2)乙醇生成乙烯的反应中,浓硫酸作催化剂和脱水剂,浓硫酸还有强氧化性,与乙醇发生氧化还原反应,因此产物中有可能存在SO2,会对乙烯的验证造成干扰,选择氢氧化钠溶液吸收SO2;
a.若乙烯与溴水发生取代反应也可使溴水褪色;
b.若乙烯与溴水发生取代反应也有油状物质生成;
c.若反应后水溶液酸性增强,说明乙烯与溴水发生了取代反应;
d.反应后水溶液接近中性,说明反应后没有HBr生成,说明乙烯与溴水发生了加成反应;
答案选d;
5.(2025-2026高三上·广东东莞七校·期中)铁及其化合物在生活生产中应用广泛。
I.
(1)①铁能与过量稀硝酸反应。用浓硝酸配制的稀硝酸溶液,需要的仪器有量筒、玻璃棒、烧杯和下列仪器中的 (写出选用仪器的名称)等,并计算用量筒量取上述浓硝酸的体积为 mL。
②铁与稀硝酸反应产生的NO可用酸性溶液吸收,反应的离子方程式为 。
___________________________________
II.某班同学用如下实验探究、的性质。
(2)甲组同学取溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明可将氧化。乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学向溶液中先加入煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(3)丙组同学取溶液,加入溶液混合。分别取此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入充分振荡、静置,层显紫色;
②第二支试管中加入1滴溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(4)可用作补铁剂,使用时建议与维生素C同服,同学甲猜测维生素C可将转化为,以利于人体吸收。为了验证这一猜想,设计了如下实验:
实验方案
实验现象
取适量溶液于试管中,加入维生素C片,振荡溶解后,滴加酸性高锰酸钾溶液
紫色褪去
①由上述实验能否得出“维生素C可将转化为”的结论?请说明理由: 。
②另外再写出一种铁的化合物的化学式和用途 。
【答案】(1)① 胶头滴管、500mL容量瓶 ② 3.6 ③ (2)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (3)① ② ③ 可逆反应 (4)① 不能,维生素C也具有还原性,若其过量,也可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则无法说明一定有生成 ② 可做颜料,可做磁铁,可做补铁剂等(合理即可)
【解析】(1)配制500 mL指定浓度溶液必须选用对应规格的容量瓶,定容操作还需要胶头滴管;根据稀释定律,代入数据得;中N从+2价升至的+5价,每个失3e⁻;中Mn从+7价降至的+2价,每个得5e⁻,根据电子守恒配平氧化剂、还原剂系数,再结合电荷守恒和原子守恒补充和完成配平,即;
(2)极易被空气中的氧气氧化,煤油密度小于水,覆盖在溶液表面可以隔绝氧气,避免空气中的将氧化,证明使变红的确实来自氯水的氧化;
(3)铁氰化钾是高中指定的特征检验试剂,生成蓝色铁氰化亚铁沉淀;根据实验① ,层显紫色,说明有生成,根据实验② ,生成蓝色沉淀,说明有生成,根据实验③ ,溶液变红,说明有剩余,在I⁻过量的体系中仍能检测到,说明反应物无法完全消耗,证明该反应存在限度,属于可逆反应;
(4)维生素C本身是强还原剂,同样可以和酸性高锰酸钾发生氧化还原反应使其褪色,没有排除维生素C的干扰,因此无法证明生成了。最后一问结合常见铁化合物的用途作答即可,如可用作红色颜料、可做磁铁、可做补铁剂或用作印刷电路板的腐蚀剂等合理答案。
6.(2025-2026高三上·广东深圳市中荟高中学·期中)如图所示,某学者设计出了一套制备铬酰氯的实验装置,已知铬酰氯(化学式为)为深红棕色液体,沸点117℃,极易挥发、易水解,可由重铬酸钾、浓硫酸与氯化钠反应制得,反应机理为:浓硫酸先分别与重铬酸钾和氯化钠反应生成与氯化氢气体两种中间产物,然后迅速与氯化氢气体反应生成铬酰氯。
请回答下列问题:
(1)盛有浓硫酸的仪器名称是 。该实验在C装置后接了D装置,请说出D装置的作用 ,能不能用E装置代替D装置,请说明理由: 。
(2)下列说法正确的是______。
A. 仪器B改成球形冷凝管冷凝效果更佳
B. 投料前应将氯化钠粉末与重铬酸钾粉末用搅拌机充分混合
C. 投料时,应加入少量氯化钠粉末,以增加铬酰氯的产率
D. 浓硫酸在反应前应装入冰箱中冷却至0℃左右,目的是防止温度过高,反应速率过快
(3)写出与氯化氢气体的化学反应方程式 。
(4)反应结束后,收集117℃左右的馏分,用冰水浴冷却C装置,可以得到较多的馏分,请你写出采用冰水浴的原因 。
(5)某同学根据这个装置,将58.8g重铬酸钾与足量浓硫酸、氯化钠进行了实验制得铬酰氯,经一系列实验操作提纯得到铬酰氯,并取出的铬酰氯产品,与氢氧化钠、草酸钠的混合溶液反应,(已知该条件下铬酰氯被还原的离子方程式:);消耗了0.15L 0.3mol/L的草酸钠溶液,请问该同学制得铬酰氯的产率是 。
【答案】(1)① 恒压滴液漏斗 ② 碱石灰可吸收未反应的氯化氢气体和未冷凝的铬酰氯蒸气(尾气吸收装置),并可防止空气中的水蒸气进入装置 ③ 不可以,铬酰氯易水解,E无法阻隔水蒸气,会导致产物水解 (2)BD (3) (4)用冰水浴冷却装置C,冰水浴温度较低,可使铬酰氯蒸气液化并减少液态铬酰氯的挥发(其他合理答案亦可) (5)75%
【解析】(1)盛有浓硫酸的仪器为恒压滴液漏斗;碱石灰可吸收未反应的氯化氢气体和未冷凝的铬酰氯蒸气(尾气吸收装置),并可防止空气中的水蒸气进入装置;不可以,铬酰氯易水解,E无法阻隔水蒸气,会导致产物水解;
(2)A.蒸馏装置应用直形冷凝管,方便产物流出,A错误;
B.投料前混合NaCl与K2Cr2O7可使反应更均匀,提高反应效率,B正确;
C.氯化钠是反应物,能产生HCl与CrO3反应,应加入过量的氯化钠来增加反应速率,C错误;
D.冷却浓硫酸至0℃左右可减缓放热反应速率,避免HCl和CrO2Cl2挥发损失,D正确;
故选BD;
(3)与氯化氢反应生成铬酰氯,化学反应方程式为;
(4)CrO2Cl2沸点117℃,冰水浴温度较低,可使铬酰氯蒸气液化并减少液态铬酰氯的挥发;
(5)先计算草酸钠的物质的量,又,因此取出的产品中含铬酰氯,故实际生成铬酰氯的总量为0.3mol,计算重铬酸钾的物质的量,根据铬元素守恒,理论上1mol可以生成2mol,因此理论生成铬酰氯的量为0.4mol,。
7.(2025-2026高三上·广东中山市高中学·期中)二草酸合铜酸钾,化学式为,是一种蓝色晶体,常温时微溶于水,干燥时稳定,受热易分解。常用于无机合成、功能材料的制备等,实验室可用如下方法制取:
步骤Ⅰ:称量与适量溶液混合至生成大量浅蓝色沉淀,小火加热至沉淀变黑,过滤出黑色沉淀。
步骤Ⅱ:向溶液中加入,得到和的混合溶液。
步骤Ⅲ:将Ⅱ中所得溶液加热并保持,分批加入Ⅰ中所得黑色沉淀,至沉淀基本溶解,过滤得到蓝色透明溶液。
步骤Ⅳ:将Ⅲ中溶液经一系列操作得到蓝色晶体产品。
请回答下列问题:
(1)写出黑色沉淀溶解的化学方程式 。
(2)步骤Ⅱ中加热并保持温度在的方法是 。
(3)从下列操作中选择合适的操作并排序以完成步骤Ⅳ中的“一系列操作” (填字母)。
A.将溶液蒸干 B.加热浓缩
C.取出晶体,加热烘干 D.取出晶体,用滤纸吸干表面水分
E.减压过滤 F.用冷水洗涤
G.用热水洗涤 H.冷却到室温
(4)上述操作中减压过滤的装置如图所示,操作开始时应先打开安全瓶开关K,打开抽气泵开始抽气,向布氏漏斗中加入浊液,缓慢关闭K,开始减压过滤。操作结束应 (填字母),取出固体。减压过滤的优点有 (写出一点)。
a.先关闭K,再关闭抽气泵 b.先关闭抽气泵,再关闭K
c.先打开K,再关闭抽气泵 d.先关闭抽气泵,再打开K
(5)样品纯度测定(杂质不参与反应):
①通过上述实验过程得到的产品通常含有结晶水,称取样品,经热重分析知,在时样品失去结晶水,质量减少。
②称取样品,用氨水溶解,定容至容量瓶中。取出,经酸化后用标准溶液进行滴定。
某次滴定结束时液面位置如图所示,则读数为 。经多次滴定,平均消耗标准溶液。
则晶体中的n值为 ,样品中的纯度为 。
【答案】(1) (2)水浴加热 (3)B→H→E→F→D (4)① c ② 过滤速度快,得到的固体更干燥 (5)① 22.60 ② 2 ③ 88.50%
【解析】(1)黑色沉淀是CuO,和KHC2O4、K2C2O4反应生成K2[Cu(C2O4)2]和水:
(2)保持温度在的方法是水浴加热
(3)“一系列操作”是:B.加热浓缩→H.冷却到室温→E.减压过滤→F.用冷水洗涤→D.取出晶体,用滤纸吸干表面水分,故填:B→H→E→F→D
(4)停止操作时应该防止倒吸,则操作结束是先打开K,再关闭抽气泵,故选c;减压过滤的优点有过滤速度快,得到的固体更干燥
(5)读数为22.60 ;样品,失去结晶水质量分数9.00%。 摩尔质量:, 解得:n=2;
滴定反应:,25.00 mL消耗,25 mL中,250 mL中,1mol含2mol,,,,纯度
8.(2025-2026高三上·广东六校联盟·期中)某小组推测铁与银盐溶液反应会生成Fe3+,并设计实验验证。
(1)溶液配制:用Ag2SO4固体配制100mL 0.0200 mol·L-1Ag2SO4溶液。该过程不需要使用的仪器有 (填仪器选项)。
A. B. C. D. E.
(2)实验验证
实验Ⅰ:取20mL0.0100 mol·L-1Ag2SO4溶液,加入足量铁粉,充分搅拌。静置,取上层清液加入 ,无明显现象。
实验结论:铁与银盐溶液反应不生成Fe3+。
甲同学认为实验结论不合理,原因是 。(用离子方程式解释)
乙同学认为铁与银盐溶液反应的本质是先发生置换反应,生成的Fe2+能被Ag+氧化。进一步实验验证。
实验Ⅱ:0.0200 mol·L-1Ag2SO4与0.0200 mol·L-1 FeSO4溶液(pH = 1)等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。待现象稳定后,过滤。取滤液,加入 ,观察到 。取灰黑色沉淀,加浓硝酸,固体溶解产生红棕色气体。
实验结论:Ag+ 可与Fe2+发生可逆反应:Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag。
有同学想通过测定反应:Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag的平衡常数K,判断反应进行的程度 。多名同学分别设计方案如下:
(3)平衡常数测定
组别
样品
测定原理
实验结果
丙同学
实验Ⅱ滤液5mL
沉淀滴定法测Ag+浓度
滤液中c(Ag+) = x mol/L
丁同学
实验Ⅱ滤液5mL
测定Fe3+与络合剂形成络合物的吸光度测定Fe3+浓度
滤液中c(Fe3+) = y mol/L
①根据丙同学的实验结果,平衡常数K= (用含x计算式表达)。
②丁同学的实验结果计算所得K值比实际值偏大,原因是 。(从平衡移动角度解释)
③戊同学利用电化学原理也可测定K,请补充电化学装置图 。
当 (填现象和操作),取对应烧杯中溶液,利用上述方法测Fe3+或Ag+浓度即可。
实验结论:铁与银盐溶液反应生成Fe3+ 。
【答案】(1)CD (2)① KSCN溶液(硫氰化钾溶液) ② 2Fe3+ +Fe=3Fe2+ ③ 铁氰化钾 ④ 蓝色沉淀(高锰酸钾溶液褪色) (3)① ② Fe3+被络合,浓度减小,使Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag平衡正向移动,结果偏大 ③ ④ G表归零,断开S
【解析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
通过对比实验研究某一因素对实验的影响,应该要注意控制研究的变量以外,其它量要相同,以此进行对比;
(1)配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;用Ag2SO4固体配制100mL 0.0200 mol·L-1Ag2SO4溶液,需使用烧杯、胶头滴管、玻璃棒,该过程不需要使用的仪器有分液漏斗、漏斗,故选CD;
(2)铁离子和KSCN溶液会变为红色,故取上层清液加入KSCN溶液,无明显现象,说明铁与银盐溶液反应不生成Fe3+;
实验中过量铁单质会和铁离子生成亚铁离子:2Fe3+ +Fe=3Fe2+,干扰铁离子的检验,故甲同学认为实验结论不合理;
实验结论为Ag+ 可与Fe2+发生可逆反应:Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag,亚铁离子和K3[Fe(CN)6]溶液会生成蓝色沉淀,故取滤液,加入铁氰化钾,观察到蓝色沉淀(或加入高锰酸钾溶液,溶液褪色),说明存在亚铁离子;取灰黑色沉淀,加浓硝酸,固体溶解产生红棕色气体,说明存在银单质;
(3)①0.0200 mol·L-1Ag2SO4与0.0200 mol·L-1 FeSO4溶液(pH = 1)等体积混合,混合后初始银离子、亚铁离子浓度分别为0.02mol/L、0.01mol/L,由表中丙同学数据,c(Ag+) = x mol/L,则反应后溶液中银离子、亚铁离子、铁离子浓度分别为x mol/L、(x-0.01)mol/L、(0.02-x)mol/L,平衡常数K=;
② 丁同学的实验中加入络合剂,Fe3+被络合浓度减小,使Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag平衡正移,结果偏大;
③Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag为能一定程度反应的自发氧化还原反应,可以设计成原电池装置,硫酸亚铁溶液的一侧为负极、硫酸银溶液的一侧为正极,装置为,闭合S,有电流产生,当G表归零,反应达到平衡,断开S,取对应烧杯中溶液,利用上述方法测Fe3+或Ag+浓度即可。
9.(2025-2026高三上·广东广州四校联考·期中)在简单的电镀实验中,可以使用铜氨溶液为电解质溶液。
(1)Cu在周期表中的位置为第四周期第 族,其核外电子排布式: 。
(2)在铁制镀件表面镀铜,铁制镀件应该与直流电源的 (正/负)极相连。
(3)某化学实验小组利用硫酸铜溶液为原料来配制铜氨溶液。
Ⅰ.制备溶液
实验ⅰ:
实验ⅱ:
已知:
Ⅱ.探究实验ⅰ、ⅱ中现象不同的原因。
①该小组同学认为反应进行的程度很小,通过计算说明理由: 。
②实验ⅱ中的蓝色沉淀为什么能够溶解?小组同学提出以下猜想:
a.结合平衡移动原理,增大,可促进铜氨配离子的生成。
b.实验2中生成了,可明显促进铜氨配离子的生成。
为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅲ~ⅴ,测算溶解的最大质量,记录数据。
序号
操作
溶解质量/g
ⅲ
取0.1g固体于试管中
滴加氨水
ⅳ
滴加氨水
ⅴ
滴加氨水,再加入少量 (填化学式)固体
实验结论:实验结果为略大于,且 (填“大于”或“小于”),可证明猜想b成立而猜想a不成立。
③根据上述猜想写出实验2中的蓝色沉淀溶解可能的离子方程式 。
(4)参考银镜实验,使用铜氨溶液顺利完成电镀后,铁制镀件上可以观察到 (填实验现象)。
(5)若将实验2中的深蓝色溶液,加入 ,并用玻璃棒摩擦试管壁,可以得到深蓝色晶体,该配合物的中心离子为: 。
【答案】(1)① ⅠB ② [Ar]3d104s1 (2)负 (3)① 反应的平衡常数为,即,说明该反应进行的程度很小 ② ③ 大于 ④ (4)铁制镀件表面出现光亮的紫红色 (5)① 95%乙醇 ②
【解析】Cu是29号元素,核外电子排布式为[Ar]3d104s1;电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极;实验ⅰ:向2 mol/LCuSO4溶液中滴加氢氧化钠溶液生成蓝色沉淀,再滴加过量的6 mol/L的氨水,沉淀不溶解;实验ⅱ:向2 mol/LCuSO4溶液中滴加6 mol/L的氨水生成蓝色沉淀,再滴加过量的6 mol/L的氨水,沉淀溶解,产生深蓝色溶液;反应的平衡常数为;据此作答。
(1)Cu是29号元素,Cu在周期表中的位置为第四周期第ⅠB族,其核外电子排布式[Ar]3d104s1。
(2)依据分析,在铁制镀件表面镀铜,铁制镀件作阴极,应该与直流电源的负极相连;
(3)①依据分析,结合已知,反应的平衡常数为,即,说明该反应进行的程度很小;
②因未参与反应,引入不会促进铜氨配离子的生成,根据猜想b,实验ⅴ应该加入少量固体;如果猜想a正确,则大于;如果猜想b正确,则可以得出大于,并且m3与差距较大;因此对比实验结果,略大于,且大于,可证明猜想b成立而猜想a不成立;
③根据猜想,蓝色沉淀溶解是因为氨水与生成的共同作用,促进了铜氨配离子生成;Cu(OH)2与氨水、反应生成铜氨配离子的离子方程式为;
(4)使用铜氨溶液顺利完成电镀后,铁制镀件上会镀上一层铜,现象为:铁制镀件表面出现光亮的紫红色;
(5)铜氨配合物在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,所以将实验2中的深蓝色溶液,加入95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,可以得到深蓝色晶体;该配合物中,铜离子提供空轨道,氨气中的氮原子提供孤对电子,二者形成配位键,作为接收孤对电子的中心离子,是该配合物的中心离子。
10.(2025-2026高三上·广东中山一中、宝安中学·期中)某研究小组探究AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z()的反应。实验流程为:
已知:
①实验在通风橱内进行。
②SOCl2遇水即放出SO2和HCl;AlCl3易升华。
③氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水。
请回答:
(1)在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置如图所示,此处漏斗的作用是 。
(2)写出下图中仪器A的名称 ,干燥管内可用的酸性固体干燥剂 (填1种)。
(3)写出生成Z的化学方程式 ,物质X可采用吸收法,在答题卡指定位置画出吸收该物质的装置图 。
(4)步骤Ⅰ,下列说法不正确的是______。
A. 氯苯试剂可能含有水,在使用前应作除水处理
B. 三颈烧瓶置于冰水浴中,是为了控制反应温度
C. Z中S和C都是sp2杂化,所有原子一定共平面
D. 反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束
(5)步骤Ⅱ,加入冰水的作用是 。
(6)步骤Ⅲ,从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作如下,请排序 (填序号)。
①减压蒸馏 ②用乙醚萃取、分液 ③过滤 ④再次萃取、分液,合并有机相 ⑤加入无水Na2SO4干燥剂吸水
【答案】(1)AlCl3蒸汽遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体,收集AlCl3 (2)① P2O5、硅胶 ② 球形冷凝管 (3)① 2C6H5-Cl +SOCl2+2HCl ② 或或 (4)C (5)除去混合物中的SOCl2、AlCl3,实现有机相与无机相的分离,同时降低反应的速率 (6)② ④ ⑤ ③ ①
【解析】本题为实验探究题,让氯苯、SOCl2混合在冰水浴中AlCl3催化作用下进行反应生成化合物Z,充分反应后加入适量的冰水以除去SOCl2和AlCl3,然后加入乙醚进行多次萃取分离出有机相,并合并有机相,向有机相中加入无水Na2SO4进行除水,过滤除去Na2SO4晶体后,进行减压蒸馏就可得到比较纯净的Z的粗产品,据此分析解题。
(1)已知AlCl3易升华,即受热之后变为蒸汽,遇冷之后又凝华为固体,故在无水气氛中提纯少量AlCl3的简易升华装置中漏斗的作用是:AlCl3蒸汽遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体,收集AlCl3;
(2)图中仪器A为球形冷凝管;酸性干燥剂一般用于干燥酸性或中性气体,常见的酸性固体干燥剂有五氧化二磷或硅胶等,它可以吸收水分,此处干燥剂是为了防止空气中水蒸气进入,可使用P2O5、硅胶;
(3)AlCl3催化氯苯与氯化亚砜(SOCl2)转化为化合物Z(),反应的化学方程式为:;物质X为HCl,可采用吸收法除去,还要防止倒吸,则装置图为: 或或;
(4)A.由题干信息可知,SOCl2遇水即放出SO2和HCl,氯苯试剂可能含有水,故在使用前应作除水处理,A正确;
B.由题干信息可知,AlCl3易升华,故三颈烧瓶置于冰水浴中,是为了控制反应温度,B正确;
C.中苯环C都是sp2杂化,S原子价层电子对数是,S为sp3杂化,所有原子不能共平面,C错误;
D.已知氯苯和SOCl2在AlCl3催化作用下生成Z和HCl,即反应过程中能够产生难溶于有机物的HCl气泡,则可知反应体系中不再产生气泡时,可判定反应基本结束,D正确;
故选C;
(5)由分析可知,步骤Ⅰ所得M1中含有Z、氯苯和SOCl2、AlCl3等,结合题干信息可知,SOCl2遇水即放出SO2和HCl,且AlCl3易溶于水而难溶于有机物,故步骤Ⅱ中加入冰水的作用是除去混合物中的SOCl2、AlCl3,同时冰水可以降低反应速率;
(6)由分析可知,步骤Ⅱ得到的混合物M2中含有Z、氯苯,结合题干信息:氯苯溶于乙醚,难溶于水;Z易溶于乙醚,难溶于水;乙醚不易溶于水,步骤Ⅲ从混合物M2中得到Z粗产物的所有操作为:用乙醚萃取、分液,再次萃取、分液,合并有机相,加入无水Na2SO4干燥剂吸水,过滤出Na2SO4晶体,即得到氯苯和Z的混合,在进行减压蒸馏,故答案为:② ④ ⑤ ③ ① ;
11.(2025-2026高三上·广东肇庆中学·期中)实验室合成一定量的铬酸铜晶体()[ ]。
反应的发生装置如下图2所示:
已知:①在空气中加热至约400℃时逐渐分解成亚铬酸铜;
②冷水中析出,热水中得到碱式铬酸铜。
请回答下列问题:
(1)装置A的名称 。
(2)用化学方程式表示步骤Ⅱ反应 ;判断步骤Ⅲ反应基本结束的现象是 。
(3)下列说法正确的是___________。
A. 步骤Ⅰ、Ⅱ中的和应通过给料器一次性且快速加料
B. 步骤Ⅲ应该在酒精灯加热的条件下不断搅拌混合物
C. 步骤Ⅳ可通过利用抽气泵形成减压环境从而快速获得沉淀
D. 步骤Ⅴ依次用去离子水和乙醇洗涤,并在真空下干燥得到目标产物
(4)由表查得:; ;结合数据判断铬酸铜晶体 (“能”或“否”)溶于浓氨水。
(5)纯度测定与分析:
①部分操作如下,选出需要的步骤: ;
准确称取2.16 g产品(___________)产品溶解,后加入一定量硫酸钠固体(___________)产生沉淀,过滤(___________)60℃左右低温烘干,准确称量,得到含结晶水的固体X 2.583 g。
a.加入过量氢氧化钠溶液 b.加入过量浓氨水 c.加入过量浓盐酸
d.加入一定量无水乙醇 e.加入一定量苯 f.加入一定量四氯化碳
g.用乙醇浓氨水混合液洗涤 h.用热水洗涤 i.用冷水洗涤
②固体X是 ;
③产品纯度为 ,分析目标产品中可能混有的杂质是 。
【答案】(1)二(双、两)口烧瓶/二(双、两)颈烧瓶 (2)① ② 装置A内不再产生气体或溶液红色消失 (3)CD (4)能 (5)① bdg ② ③ 105% ④ 或失去部分结晶水的
【解析】在去离子水中搅拌发生反应得到红色溶液,与发生反应得到粗品,经过进一步分离纯化得到铬酸铜晶体。
(1)装置A的名称为:二(双、两)口烧瓶/二(双、两)颈烧瓶;
(2)由步骤可知,反应为:;判断步骤Ⅲ反应基本结束的现象是:当装置A内不再产生气体或溶液红色消失;
(3)A.若一次性快速加料,易导致局部浓度过高,生成沉淀不均匀或副反应,应分批缓慢加料,A错误;
B.在空气中加热至约400℃时逐渐分解成亚铬酸铜,酒精灯加热温度过高,易导致产物分解,应水浴加热,B错误;
C.步骤Ⅳ可通过利用抽滤形成减压环境,减压过滤能加快过滤速率,快速得到沉淀,C正确;
D.用去离子水洗去可溶性杂质,乙醇洗去水分且易挥发,真空干燥可防止产物受热分解,故步骤Ⅴ依次用去离子水和乙醇洗涤,并在真空下干燥得到目标产物,D正确;
故选CD。
(4)由; ,可知,,则反应的平衡常数,数值很大,说明反应正向进行的趋势极强,因此铬酸铜晶体能溶于浓氨水;
(5)①准确称取2.16 g产品,加入过量浓氨水使产品溶解,发生反应,产品溶解后加入一定量硫酸钠固体,再加入一定量无水乙醇,促使的析出,不溶于无水乙醇,产品析出,过滤,再加入一定量苯,60℃左右低温烘干,准确称量,得到含结晶水的固体X,故步骤顺序为:bdg;
②由以上分析可知,固体X为:;
③的质量为:2.583 g,其物质的量为,由Cu原子守恒可知,,则,产品的纯度为:;目标产品中可能混有的杂质是:或失去部分结晶水的。
12.(2025-2026高三上·广东汕头潮阳区某校·期中)甲苯是重要的有机原料,某化学兴趣小组利用甲苯为主要原料,进行下列实验:
Ⅰ.利用如图所示装置制备对溴甲苯,并证明该反应为取代反应。
(1)冷凝管中冷水从 (填“a”或“b”)进,实验过程中使用了40 mL甲苯(约为0.38 mol)和30 mL液溴(约为0.58 mol),则选用的仪器M的最合理规格为 (填标号)。
A.100 mL B.200 mL C.250 mL D.500 mL
(2)请写出甲苯与液溴生成对溴甲苯的化学方程式 。
(3)能说明该反应是取代反应而不是加成反应的实验现象为 。
(4)实验过程中进行的分步操作如下,合理的顺序为 EC (填字母)。
A.检查装置气密性 B.连接好装置 C.将甲苯和液溴滴入 D.将NaOH溶液滴入
E.接通冷凝水 F.将M中混合物过滤、分液、蒸馏
(5)若最后得到对溴甲苯51.98 g,则该实验的产率约为 (保留两位有效数字)。
Ⅱ.苯甲酸是一种化工原料,常用作制药和染料的中间体,也用于制取增塑剂和香料等。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:
反应过程:
反应试剂、产物的物理常数如下:
名称
性状
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·mL-1
溶解度/g
水
乙醇
甲苯
无色液体、易燃易挥发
-95
110.6
0.8669
不溶
互溶
苯甲酸
白色片状或针状晶体
122.4[1]
248
1.2659
微溶[2]
易溶
已知:[1]100℃左右开始升华。
[2]苯甲酸在100 g水中的溶解度:4℃,0.18 g;18℃,0.27 g;75℃,2.2 g。
按下列合成步骤回答问题:
(6)苯甲酸制备:
如图在250 mL三颈烧瓶中放入2.7 mL甲苯和100 mL水,控制100℃机械搅拌溶液,在石棉网上加热至沸腾。从冷凝管上口分批加入8.5 g高锰酸钾(加完后用少量水冲洗冷凝管内壁),继续搅拌,静置发现不再出现 现象时,停止反应。已知加入高锰酸钾时发生的反应为:+2KMnO4+2MnO2↓+H2O+KOH。
(7)分离提纯:
将反应混合物加入一定量亚硫酸氢钠溶液使紫色褪去,高锰酸钾的还原产物为黑色难溶性MnO2,此时反应的离子方程式为 。
【答案】(1)① a ② B (2) (3)装置丙中产生淡黄色沉淀 (4)① BA ② DF (5)80% (6)分层 (7)
【解析】甲中甲苯与溴单质发生取代反应 ,生成对溴甲苯和HBr,通过乙装置吸收挥发的溴和甲苯后,生成气体进入丙中,硝酸银溶液用于检验溴化氢,丁装置吸收多余的HBr,防止污染环境;
(1)冷凝管中冷水下进上出,冷凝效果好,则从a进;实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol),总体积为70mL,液体体积一般要小于三分之二、大于三分之一,则选用的仪器M的最合理规格为200mL;故答案为a;B。
(2)甲苯与溴单质发生取代反应生成对溴甲苯和HBr,催化剂为,化学方程式为 ,故答案为 。
(3)由分析知,装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明反应生成了HBr,则说明该反应是取代反应而不是加成反应,故答案为装置丙中有淡黄色沉淀生成。
(4)实验过程中进行的分步操作如下,合理的顺序为:连接好装置,A.检查装置气密性,防止漏气,E.接通冷凝水, C.将甲苯和液溴滴入,进行反应,D.将NaOH溶液滴入,除去过量的溴单质,F.将M中混合物过滤、分液、蒸馏,得到产物;故为:BAECDF,故答案为BA;DF。
(5)若最后得到对溴甲苯51.98g,实验过程中使用了40mL甲苯(约为0.38mol)和30mL液溴(约为0.58mol),理论生成0.38mol对溴甲苯,则该实验的产率约为=80%;故答案为80%。
(6)甲苯不溶于水会分层,反应生成的苯甲酸钾易溶于水,所以反应后的混合溶液不再分层,说明甲苯完全反应;故答案为分层。
(7)反应后混合物中含有氢氧化钾,亚硫酸氢钠有还原性,能还原高锰酸钾生成二氧化锰、硫酸钾和水,则其反应的离子方程式为:,故答案为。
13.(2025-2026高三上·广东广州市铁一中学·期中)Cu元素及其化合物在生活生产中应用广泛,某实验小组为探究Cu2+的性质,进行了如下实验:
(1)配制200 mL,0.2 mol/L的CuSO4溶液实验过程中,需要称量胆矾 g,该过程中用到下图中的仪器有 (填名称)。
(2)制备氨水,并测定氨水浓度
将氨气溶于水制备得到氨水,取20.00 mL该氨水,加入指示剂 ,用1.000 mol·L-1盐酸滴定至终点,其滴定曲线如下图所示。则该氨水的浓度为 mol·L-1。
(3)观察铜氨离子形成的过程:
①向4 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4溶液中逐滴加入上述氨水,先出现蓝色沉淀,随后沉淀溶解,溶液变为深蓝色。反应的离子方程式:Ⅰ. ;Ⅱ.
②上述实验现象说明,H2O比NH3更 (填“难”或“容易”)与Cu2+结合,从结构的角度分析原因: 。
(4)研究铜氨离子形成的原理:
①查阅资料
②根据查阅的资料判断第(3)步配制铜氨溶液的实验中反应Ⅱ难以进行。通过计算说明理由 。
(5)探究Cu2+的氧化性:向2 mL CuSO4溶液中滴加同浓度的Na2SO3溶液,观察到溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀。经检验,棕黄色沉淀中不含,含有Cu+、Cu2+和。
已知:。
①用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是 。
②为避免CuSO4溶液和Na2SO3溶液混合时发生复分解反应干扰实验现象的观察和Cu2+氧化性的探究,实验小组重新设计了优化方案证明CuSO4溶液与Na2SO3溶液之间可发生氧化还原反应,该实验方案为 。
【答案】(1)① 12.5 ② 250 mL容量瓶,胶头滴管 (2)① 甲基橙 ② 1.120 (3)① ② 难 ③ N的电负性比O小,吸引电子能力更弱,NH3比H2O更容易提供孤电子对与Cu2+形成配位键 (4)反应Ⅱ的平衡常数,该反应平衡常数小于10-5,说明反应正向进行的程度小 (5)① 有红色固体生成 ② 设计分别以CuSO4与Na2SO3为两极反应物的双液原电池,接通电路后,电流表指针偏转,则说明两种物质之间发生了氧化还原反应
【解析】(1)根据n = cV = 0.20 mol ·L-1 × 0.25 L = 0.050 mol,M[CuSO4·5H2O] = 250 g /mol,需称取质量m =nM= 0.050 mol ×250 g /mol = 12.5 g。配制时所用图示仪器:250 mL容量瓶,胶头滴管。
(2)由于强酸滴定弱碱,常选用甲基橙。由滴定曲线可知盐酸终点体积约22.40 mL,则n(HCl) = 1.000 mol /L × 0.02240 L= 0.02240 mol,n(NH3) = n(HCl) = 0.02240 mol;取氨水体积为20.00 mL = 0.02000 L,c(NH₃) == 1.120 mol/ L。
(3)① 第一步离子方程式:。
② 由沉淀溶解并生成深蓝色配合物可知,NH3比H2O更容易与结合。原因是N的电负性比O小,吸引电子能力更弱,NH3分子中氮原子的孤对电子密度更高,能与形成更稳定的配位键。
(4)查阅数据可得Cu(OH)2的Ksp = 4.8×,配合物的生成常数K = 7.24×。反应Ⅱ的平衡常数,该反应平衡常数小于10-5,说明反应正向进行的程度小。
(5)① 用稀硫酸处理棕黄色沉淀时,出现红色金属铜并且溶液变蓝,说明沉淀中含有Cu+。
②证明CuSO4溶液与Na2SO3溶液之间可发生氧化还原反应,可使用原电池工作原理证明,设计分别以CuSO4与Na2SO3为两极反应物的双液原电池,接通电路后,电流表指针偏转,则说明两种物质之间发生了氧化还原反应。
本题考查一定物质的量浓度溶液的配制、配合物的形成及化学实验的基本操作,题目难度中等。
14.(2025-2026高三上·广东深圳·期中)硫代硫酸钠()能与人体内的重金属离子结合,减少其对身体的毒性影响。实验小组探究影响溶液与含溶液反应机理的因素做下表实验。
已知:i.不能稳定存在于水溶液中,为不溶于水的白色固体;
ii.与形成的配位化合物为无色,与形成的配位化合物为黄色;
iii.叠色原理:黄+蓝=绿。
实验
编号及滴管中试剂
试管中试剂
现象
实验溶液
溶液,
溶液先变绿后变黄至接近无色,静置无变化
实验溶液
溶液,
溶液变为绿色,静置无变化
实验溶液
溶液,
溶液先变绿后变黄色,静置后很快出现白色沉淀,白色沉淀逐渐消失,溶液颜色逐渐变浅
回答下列问题:
(1)实验a、b的目的是探究 对反应机理的影响。
(2)实验a中“溶液先变绿后变黄至接近无色”,变黄至接近无色的原因可能是 。
(3)由实验a、b可知,随着的减小,发生氧化还原反应的趋势 (填“增大”或“减小”)。
(4)实验c中出现白色沉淀,猜测该沉淀为 (填化学式),经检验实验c中的溶液中含有,写出生成该沉淀的离子方程式: 。
(5)由实验a和c可知,与生成沉淀的速率 (填“大于”或“小于”)与发生配合反应的速率。
(6)已知的结构为,则中的配位原子是 (填“①”或“②”)。
(7)综合实验、、,总结与含溶液反应,影响反应现象的因素有 (写两点)。
【答案】(1)溶液的用量或浓度 (2)随着反应的进行,与形成的黄色配合物逐渐转化为与的无色配合物 (3)增大 (4)① ② (5)大于 (6)① (7)的用量、结合的阴离子、反应时间等(写其中两点)
【解析】该实验的实验目的是探究溶液中铜离子与硫代硫酸根离子的反应,通过实验探究得到溶液中硫代硫酸根离子与铜离子的物质的量比增大,二者发生络合反应的趋势减弱,发生氧化还原反应的趋势增强,据此分析解答。
(1)实验中的溶液浓度不同,则其目的是探究溶液的用量或浓度对反应机理的影响。
(2)原因可能是与形成黄色的配合物逐渐转化为与的无色配合物。
(3)由实验溶液先变绿后变黄至接近无色,静置无变化,随着的减小,发生氧化还原反应的趋势增大。
(4)实验中出现白色沉淀,这是铜离子氧化硫代硫酸根离子,猜测该沉淀为,经检验验c中的溶液中含有,出生成该沉淀的离子方程式为:。
(5)由实验a和c的实验现象可知,与生成沉淀的速率大于与发生配合反应的速率,导致c中溶液先变绿后变黄色,静置后很快出现白色沉淀,溶液颜色进一步变浅。
(6)要形成配位键,必须含有孤对电子,② 号硫原子和周围原子已经形成了共用电子对,无孤对电子;而① 号硫原子含有孤电子对,所以中的配位原子是① 。
(7)综合实验、、,总结与含溶液反应,影响反应现象的因素有:硫代硫酸钠的用量、铜离子结合的阴离子和反应时间等。
15.(2025-2026高三上·广东河源市龙川县第一中学·期中)I.配制100mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。
(1)该实验需要用到的玻璃仪器有:烧杯、量筒、玻璃棒、 、 。
(2)为了防止Fe2(SO4)3水解,在配制过程中可以加入少量 。
Ⅱ.探究Fe2(SO4)3与Cu的反应。
原理预测:
(3)请写出Fe2(SO4)3与Cu的反应的离子方程式: 。
开展实验并观察现象:
某实验小组在进行Fe2(SO4)3与Cu的反应时观察到了异常现象,决定对其进行进一步的探究。
实验I:
提出问题:
(4)实验前,小组同学预测步骤2后溶液不会变为红色,原因是 。
查阅文献:i.CuSCN为难溶于水的白色固体;
ii.SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似。
提出猜想:经过实验测定白色固体为CuSCN,查阅资料后小组同学猜测CuSCN的生成有如下两种可能。
猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应。
猜测2:亚铁离子将其还原,。
(5)猜测1的离子方程式为 。
设计实验:
实验序号
对比实验及试剂
实验步骤
实验现象
Ⅱ
A试管2 mL 0.1 mol/LFeSO4溶液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
开始时溶液的上方变为红色,一段时间后红色向下蔓延,最后充满整支试管
B试管2mL0.1mol/LCuSO4溶液
加入1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
溶液变成绿色
Ⅲ
C试管2mL0.1mol/LFeSO4溶液
加入2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液
溶液变为淡蓝色
再加1mL0.4mol·L-1KSCN溶液
溶液的上层变为红色,有白色沉淀产生,一段时间后整支试管溶液呈深红色
得出结论:
(6)实验Ⅱ中试管 (填字母)中的现象可以证实猜测1不成立。
(7)Fe3+的氧化性本应强于Cu2+,结合实验Ⅲ中的现象解释能正向发生的原因: 。
【答案】(1)① 胶头滴管 ② 100mL容量瓶 (2)稀硫酸 (3) (4)Cu粉过量,不应有Fe3+存在,也就不会有红色的Fe(SCN)3生成 (5) (6)B (7)由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成配合物,大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度,使得该反应的平衡得以正向移动
【解析】(1)配制100mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液步骤为计算、称量、溶解、洗涤、转移、定容、贴签等,需要的仪器为烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。
(2)为了防止Fe3+水解,在配制过程中可以加入少量稀硫酸。
(3)Fe2(SO4)3与Cu反应的离子方程式:。
(4)根据,0.0001 mol Fe3+与0.15g(0.0023mol)Cu反应,Cu粉过量,不应有Fe3+存在,应该没有剩余的Fe3+与KSCN结合生成红色的Fe(SCN)3,则原因是Cu粉过量,不应有Fe3+存在,也就不会有红色的Fe(SCN)3生成。
(5)猜测1:Cu2+与KSCN发生了氧化还原反应,离子方程式:。
(6)因为试管B与猜测1的离子相同,但是现象不同,实验Ⅱ中试管B中的现象可以证实猜测1不成立。
(7)Fe3+的氧化性本应强于Cu+,结合实验Ⅲ中的现象解释能正向发生的原因:由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成配合物,大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度,使得该反应的平衡得以正向移动。
16.(2025-2026高三上·广东大湾区·期中)铜及其化合物应用广泛,某兴趣小组制备含铜化合物并探究其性质。
(1)制备晶体。
我国汉代已将用于制药等生活实践。实验室欲制备少量晶体,装置如图,在锥形瓶中加入洗净的铜屑和稀,水浴加热,通入并搅拌,充分反应。将最终所得溶液经分离提纯得。
①制备过程中化合价发生变化的物质有 (填化学式)。
②由溶液获得晶体的主要步骤为 、 、 和干燥。
(2)利用制备铜氨配合物晶体并对晶体的成分进行探究。
①配制溶液:现需配制溶液,需要用托盘天平称量晶体 g,配制溶液需要的操作及顺序,洗涤之后的顺序为 及装瓶(填下图操作编号)。
②晶体制备:取溶液于烧杯,逐滴加入浓氨水,直至生成的沉淀恰好溶解,溶液呈深蓝色,测得溶液的为13.向该溶液中滴加无水乙醇,至产生大量的深蓝色晶体。
③提出假设:晶体可能是中的一种或两种
④查阅资料:在碱性溶液中可稳定存在,在酸性溶液中会分解。
⑤实验验证:兴趣小组设计如下方案,进行实验。
实验步骤
检测结果
i将②中的产物进行固液分离
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ii取i中的晶体于烧杯中加水溶解配制成饱和溶液,测其溶液pH;向溶液中滴加 。
溶液pH为12;有 (现象)。
iii取i中的滤液少量于试管中,测其溶液pH;用盐酸酸化后滴加溶液。
溶液pH为10,有白色沉淀生成;
iv另取i中的剩余滤液滴加浓NaOH溶液并加热,有气体放出用湿润的红色石蕊试纸检验。
湿润的红色石蕊试纸变蓝。
⑥实验结论:实验⑤的步骤及结果说明深蓝色晶体是和的混合物。试解释深蓝色晶体中含有的判断依据 。
【答案】(1)① 、 ② 蒸发浓缩 ③ 冷却结晶 ④ 过滤洗涤 (2)① 5.0 ② CEBD ③ 盐酸酸化后再加溶液 ④ 白色沉淀生成 ⑤
实验iii测得的滤液碱性明显比未加乙醇结晶前的深蓝色溶液碱性弱,这说明原深蓝色溶液中的并不完全存在于结晶后的滤液中,蓝色晶体中也含有OH-,这说明深蓝色晶体中含有碱性化合物[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O(或实验ii中深蓝色晶体溶于水后的溶液显示出比实验iii滤液还强的碱性,这说明深蓝色晶体中含有碱性化合物[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O)
【解析】(1)铜屑和稀H2SO4,水浴加热,通入O2充分反应,生成CuSO4和H2O,反应方程式为2Cu+2H2SO4+O2CuSO4+2H2O,结合方程式可知,化合价变化的是O2、Cu;硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到CuSO4⋅5H2O晶体。
(2)配制60mL0.2000mol/LCuSO4溶液,需要选用100mL容量瓶,CuSO4⋅5H2O的摩尔质量是250g/mol,则需要称量的质量为0.1L×0.2000mol/L×250g/mol=5g;配制溶液的顺序称量、溶解、移液、洗涤、振荡、定容、摇匀,则洗涤之后的顺序为CEBD;检验SO,加入盐酸酸化后再加BaCl2溶液,有白色沉淀,则含有SO,证明晶体中含有[Cu(NH3)4]SO4⋅H2O;实验iii测得的滤液碱性明显比未加乙醇结晶前的深蓝色溶液碱性弱,这说明原深蓝色溶液中的OH−并不完全存在于结晶后的滤液中,蓝色晶体中也含有OH−,故含有[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O;或实验ii中深蓝色晶体溶于水后的溶液显示出比实验iii滤液还强的碱性,这说明深蓝色晶体中含有碱性化合物[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O。
试卷第1页,共3页
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专题13 化学实验综合题
1.【答案】(1) (2)① ACD ② 30.0 ③ 10.0 ④ 增大 ⑤ ⑥ 25℃饱和碳酸钠溶液中过小 (3)① 取10.0mL乙酸乙酯、35.0mL0.400mol/LNaOH溶液、5.0mL乙醇配成50.0mL混合溶液,25℃和搅拌条件下,测定体系pH随时间变化,相同时间与试验ⅰ相比,pH下降幅度更大 ② 反应过程中生成乙醇,增加乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度,水解速率加快
2.【答案】(1)BC (2)或 (3)① 4.0 ② (4)① 产生黄色沉淀 ② 含有的溶液中加入溶液也能产生黄色沉淀 ③ 向(过量)溶液中加入(少量)溶液,振荡,充分反应,再向其中加入溶液,溶液变红色,说明含有过量的溶液中存在,即可证明反应为可逆反应
3.【答案】(1)酸性条件下具有氧化性,能将氧化为,从而产生白色沉淀 (2)做缓冲瓶,防止倒吸 (3)① 隔绝氧气 ② b (4)SO2被氧气氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀 (5) (6)O2在氧化反应中起到主要氧化作用
4.【答案】(1)① ② 浓硫酸还具有吸水性,反应生成的水被浓硫酸吸收,使反应向有利于生成乙烯的方向进行 ③ 温度计 (2)① NaOH ② d
5.【答案】(1)① 胶头滴管、500mL容量瓶 ② 3.6 ③ (2)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (3)① ② ③ 可逆反应 (4)① 不能,维生素C也具有还原性,若其过量,也可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则无法说明一定有生成 ② 可做颜料,可做磁铁,可做补铁剂等(合理即可)
6.【答案】(1)① 恒压滴液漏斗 ② 碱石灰可吸收未反应的氯化氢气体和未冷凝的铬酰氯蒸气(尾气吸收装置),并可防止空气中的水蒸气进入装置 ③ 不可以,铬酰氯易水解,E无法阻隔水蒸气,会导致产物水解 (2)BD (3) (4)用冰水浴冷却装置C,冰水浴温度较低,可使铬酰氯蒸气液化并减少液态铬酰氯的挥发(其他合理答案亦可) (5)75%
7.【答案】(1) (2)水浴加热 (3)B→H→E→F→D (4)① c ② 过滤速度快,得到的固体更干燥 (5)① 22.60 ② 2 ③ 88.50%
8.【答案】(1)CD (2)① KSCN溶液(硫氰化钾溶液) ② 2Fe3+ +Fe=3Fe2+ ③ 铁氰化钾 ④ 蓝色沉淀(高锰酸钾溶液褪色) (3)① ② Fe3+被络合,浓度减小,使Ag+ +Fe2+Fe3+ + Ag平衡正向移动,结果偏大 ③ ④ G表归零,断开S
9.【答案】(1)① ⅠB ② [Ar]3d104s1 (2)负 (3)① 反应的平衡常数为,即,说明该反应进行的程度很小 ② ③ 大于 ④ (4)铁制镀件表面出现光亮的紫红色 (5)① 95%乙醇 ②
10.【答案】(1)AlCl3蒸汽遇冷的漏斗内壁凝华为AlCl3固体,收集AlCl3 (2)① P2O5、硅胶 ② 球形冷凝管 (3)① 2C6H5-Cl +SOCl2+2HCl ② 或或 (4)C (5)除去混合物中的SOCl2、AlCl3,实现有机相与无机相的分离,同时降低反应的速率 (6)② ④ ⑤ ③ ①
11.【答案】(1)二(双、两)口烧瓶/二(双、两)颈烧瓶 (2)① ② 装置A内不再产生气体或溶液红色消失 (3)CD (4)能 (5)① bdg ② ③ 105% ④ 或失去部分结晶水的
12.【答案】(1)① a ② B (2) (3)装置丙中产生淡黄色沉淀 (4)① BA ② DF (5)80% (6)分层 (7)
13.【答案】(1)① 12.5 ② 250 mL容量瓶,胶头滴管 (2)① 甲基橙 ② 1.120 (3)① ② 难 ③ N的电负性比O小,吸引电子能力更弱,NH3比H2O更容易提供孤电子对与Cu2+形成配位键 (4)反应Ⅱ的平衡常数,该反应平衡常数小于10-5,说明反应正向进行的程度小 (5)① 有红色固体生成 ② 设计分别以CuSO4与Na2SO3为两极反应物的双液原电池,接通电路后,电流表指针偏转,则说明两种物质之间发生了氧化还原反应
14.【答案】(1)溶液的用量或浓度 (2)随着反应的进行,与形成的黄色配合物逐渐转化为与的无色配合物 (3)增大 (4)① ② (5)大于 (6)① (7)的用量、结合的阴离子、反应时间等(写其中两点)
15.【答案】(1)① 胶头滴管 ② 100mL容量瓶 (2)稀硫酸 (3) (4)Cu粉过量,不应有Fe3+存在,也就不会有红色的Fe(SCN)3生成 (5) (6)B (7)由于SCN-与Cu+形成沉淀以及SCN-与Fe3+形成配合物,大大降低了产物中Cu+和Fe3+的浓度,使得该反应的平衡得以正向移动
16.【答案】(1)① 、 ② 蒸发浓缩 ③ 冷却结晶 ④ 过滤洗涤 (2)① 5.0 ② CEBD ③ 盐酸酸化后再加溶液 ④ 白色沉淀生成 ⑤
实验iii测得的滤液碱性明显比未加乙醇结晶前的深蓝色溶液碱性弱,这说明原深蓝色溶液中的并不完全存在于结晶后的滤液中,蓝色晶体中也含有OH-,这说明深蓝色晶体中含有碱性化合物[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O(或实验ii中深蓝色晶体溶于水后的溶液显示出比实验iii滤液还强的碱性,这说明深蓝色晶体中含有碱性化合物[Cu(NH3)4](OH)2⋅nH2O)
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