2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练20 化学综合实验题 6页

考前强化练20　化学综合实验题 ‎1.(2018山东青岛高三模拟)碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂,用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。碳酸镧可由LaCl3为原料来制备,整个反应在较低的pH条件下进行,避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。‎ ‎(1)化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。‎ ‎①仪器X的名称为　　　　;检验装置甲气密性良好的方法是　　　　　　　。 ‎ ‎②实验中K1、K2打开的先后顺序为　　　　;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有　　　　　　。 ‎ ‎(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。‎ ‎①为了高磷血症患者的安全,通常选用碳酸氢钠溶液,过程中会发生两个平行反应,其离子方程式为　　　　　　　　和　　　　　　　　。 ‎ ‎②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是　　　　　　　　　　　　　(任写一条)。 ‎ ‎③T ℃时,碳酸镧的溶解度可表示为1.0×10-7 mol·L-1,HC的电离平衡常数为6.0×10-11。请计算反应2LaCl3+3NaHCO3La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl的平衡常数K=　　　　　。 ‎ ‎④利用手持技术测定溶液的pH从而监控反应过程,得到如图曲线。请说明bc段变化的原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 6‎ ‎(3)碳酸镧(式量为458)质量分数的测定:准确称取‎15.0 g产品试样,溶于10.0 mL稀盐酸中,加入10 mL NH3-NH4Cl缓冲溶液,加入‎0.2 g紫脲酸铵混合指示剂,用0.5 mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(La3++H2Y2-LaY-+2H+),消耗EDTA溶液60.00 mL。则产品中碳酸镧的质量分数w=　　　　。 ‎ 答案(1)①球形干燥管　关闭活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好　②先打开K2再打开K1　控制氨气(或CO2)通入量 ‎(2)①2La3++3HCLa2(CO3)3+3H+‎ H++HCCO2↑+H2O　②碳酸氢钠溶液碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]　③200　④La3+完全沉淀,再滴入碳酸氢钠,水解使溶液的碱性增强,pH发生突跃 ‎(3)91.6%‎ 解析(1)①仪器X的名称为球形干燥管;检验装置甲气密性的方法是关闭活塞K1,向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差,一段时间后,液面差保持不变,说明气密性良好;②氨气是极易溶于水的气体,先通氨气,在碱性条件下再通入二氧化碳,溶解的量较大,故实验中先打开K2再打开K1;为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要控制氨气(或CO2)通入量;(2)①碳酸氢钠分别与La2+、H+反应,过程中发生两个平行反应的离子方程式为2La3++3HCLa2(CO3)3+3H+和H++HCCO2↑+H2O;②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是碳酸氢钠溶液碱性相对较弱,可防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3];③2LaCl3+3NaHCO3La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl的离子方程式为2La2++3HCLa2(CO3)3↓+3H+,T ℃时,碳酸镧的溶解度可表示为1.0×10-7 mol·L-1,则饱和溶液中c(La2+)=‎2c[La2(CO3)3]=2.0×10-7 mol·L-1,c(C)=‎ ‎3c‎[La2(CO3)3]=3.0×10-7 mol·L-1,Ksp[La2(CO3)3]=c2(La3+)·c3(C)=(2.0×10-7 mol·L-1)2×(3.0×10-7 mol·L-1)3=1.08×10-33,HC的电离平衡常数为6.0×10-11,则反应的平衡常数K==‎ 6‎ ‎=200;④利用手持技术测定溶液的pH从而监控反应过程,La3+完全沉淀,再滴入碳酸氢钠,水解使溶液的碱性增强,pH发生突跃,bc段变化如图曲线;(3)滴定时消耗EDTA的物质的量为60.00 mL×10‎-3L·mL-1×0.5 mol·L-1=0.03 mol,根据反应La3++H2Y2-=LaY-+2H+可知,产品中碳酸镧的质量分数w=×100%=91.6%。‎ ‎2.(2018陕西西安“八校”高三联考)甲、乙两组同学分别做了以下探究实验。‎ ‎(1)甲组探究Cl2与Na2SO3溶液的反应,实验装置如下。‎ ‎①写出制取氯气的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②该装置的不足之处除无尾气吸收装置外,另一处是　　　　　　　　　。 ‎ ‎③Cl2与Na2SO3溶液反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎④设计实验,简述实验步骤,证明洗气瓶中的Na2SO3已被氧化　　　　　。 ‎ ‎(2)乙组探究乙酸乙酯在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率。取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。‎ 实验试剂 试管Ⅰ 试管Ⅱ 试管Ⅲ 试管Ⅳ 乙酸乙酯/mL ‎1‎ V1‎ V2‎ V3‎ ‎1 mol·L-1NaOH 溶液/mL V4‎ ‎3‎ ‎0‎ V5‎ 蒸馏水/mL ‎0‎ V6‎ ‎5‎ ‎2‎ ‎⑤请完成上表,其中V2=　　　　　　,V4=　　　　　　　,V5=　　　　　　。 ‎ ‎⑥实验中,可用饱和食盐水替代蒸馏水,以减小乙酸乙酯在水中的溶解度,使实验结果更准确;但不能用饱和Na2CO3溶液替代蒸馏水,其原因是　　　　　　　　　　　　;实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有　　　　　。(已知乙酸乙酯沸点为‎77.1 ℃‎) ‎ 6‎ 答案(1)①MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O　②没有加热装置　③Cl2+S+H2O2Cl-+S+2H+‎ ‎④取少量洗气瓶中的液体置于干燥试管中,加入足量盐酸(滴加稀盐酸至不再产生气体),再滴加少量的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明已经被氧化　(2)⑤1　5　3　⑥碳酸钠溶液水解显碱性,干扰了探究NaOH溶液对水解速率的影响　水浴加热接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,乙酸乙酯挥发也越快,得不到正确结果 解析(1)①实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,制取氯气的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;②浓盐酸与二氧化锰制取氯气的反应需要加热,氯气有毒,应该使用尾气吸收装置;③氯气与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠和氯化氢,反应的离子方程式为Cl2+S+H2O2Cl-+S+2H+;④若洗气瓶中的Na2SO3已被氧化,则洗气瓶的溶液中应该存在硫酸根离子,检验方法为:取少量洗气瓶中的液体置于干燥试管中,加入足量盐酸(滴加稀盐酸至不再产生气体),再滴加少量的氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明已经被氧化;(2)⑤乙组探究乙酸乙酯(沸点‎77.1 ℃‎)在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率,四支试管中乙酸乙酯的体积都应该为1 mL,即V1=V2=V3=1;试管Ⅰ和试管Ⅲ中蒸馏水的体积不同,则探究的是氢氧化钠的浓度对乙酸乙酯水解的影响,还必须保证溶液总体积相等,则试管Ⅰ中氢氧化钠溶液体积应该为5 mL,即V4=5;结合总体积必须相等可知,试管Ⅳ和试管Ⅱ应该是探究温度对乙酸乙酯水解程度的影响,试管Ⅳ中氢氧化钠溶液体积应该为3 mL,即V5=3;⑥碳酸钠溶液水解显碱性,干扰了探究NaOH溶液对水解速率的影响,所以不能用饱和Na2CO3溶液替代蒸馏水;乙酸乙酯的沸点为‎77.1 ℃‎,水浴温度接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,一方面反应速率加快,另一方面乙酸乙酯挥发也越快,导致试管中酯层减少速率加快,干扰了实验结果。‎ ‎3.(2018陕西榆林高三模拟)三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为‎33 ℃‎,沸点为‎73 ℃‎。实验室可用如图装置制取ICl3。‎ ‎(1)仪器a的名称是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)制备氯气选用的药品为漂白粉固体[主要成分为Ca(ClO)2]和浓盐酸,相关反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)装置B可用于除杂,也是安全瓶,能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)试剂X为　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 6‎ ‎(5)氯气与单质碘需在温度稍低于‎70 ℃‎时反应,则装置D适宜的加热方式为　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)欲测定上述实验制备ICl3样品中ICl3的纯度,准确称取ICl3样品‎10.0 g于烧杯中,加入适量水和过量KI晶体,充分反应生成I2(样品中杂质不反应)。写出反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　;将所得溶液配制成100 mL待测液, ‎ 取25.00 mL待测液,用2.0 mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定(I2+2S22I-+S4),以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为　　　　　　　　　　　　　;重复滴定,实验数据记录如下: ‎ 滴定次数 待测液体 积/mL Na2S2O3标准液体积/mL 滴定前读数/mL 滴定后读数/mL ‎1‎ ‎25.00‎ ‎0.50‎ ‎20.40‎ ‎2‎ ‎25.00‎ ‎4.00‎ ‎24.10‎ ‎3‎ ‎25.00‎ ‎4.20‎ ‎26.70‎ 该样品中ICl3的质量分数为　　　　　　　(ICl3相对分子质量为233.5)。 ‎ 答案(1)蒸馏烧瓶 ‎(2)Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O ‎(3)吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升 ‎(4)碱石灰　(5)水浴加热　(6)ICl3+3KI2I2+3KCl 当加入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色,且在半分钟内不恢复蓝色　93.4%‎ 解析(1)根据装置图可知仪器a的名称为蒸馏烧瓶;(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O;(3)装置B也是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;(4)反应后剩余的氯气能够污染空气,不能排放到空气中,装置E为球形干燥管,装有固体药品碱石灰,可吸收多余的氯气,防止污染空气;(5)因水浴能简便控制加热的温度,且能使反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于‎70 ℃‎下反应,应采取水浴加热;(6)ICl3样品中加入适量水和过量KI晶体,充分反应生成I2,同时生成碘化钾,反应的化学方程式为ICl3+3KI2I2+3KCl;以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为当加入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色,且在半分钟内不恢复蓝色;第3组溶液的体积与第1、2组相差比较大,舍去第3组,将第1、2组的平均值作为消耗溶液的体积,故消耗KMnO4溶液的体积为 mL=20.0 mL,令样品中ICl3的物质的量为x,则根据化学反应可得关系式:‎ ICl3~2I2~4S2,‎ ‎ 1 4‎ ‎ x 2 mol·L-1×20×10‎‎-3L 6‎ 解得x=1×10-2 mol,该样品中ICl3的质量分数为:×100%=93.4%。‎ 6‎