2017高考化学二轮复习对点练：第1部分 专题四 化学实验 第14讲综合实验探究 含答案 精品

第一部分 专题四 第14讲 1．(2016·河北邯郸模拟)为测定石灰石样品中碳酸钙(含SiO2杂质)的含量。现利用如图所示装置进行实验，充分反应后，测定装置C中生成的BaCO3沉淀质量。下列说法正确的是( C )

A．装置A中药品应为浓硫酸 B．在B～C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体 C．为了测得C中生成的沉淀质量，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作 D．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，也可以确定碳酸钙的质量分数 解析：A装置的目的是防止空气中的二氧化碳进入装置B，应选择能吸收二氧化碳气体的试剂，可以是氢氧化钠溶液，A项错误；盐酸与NaHCO3溶液反应生成二氧化碳，若B、C之间添加盛放碳酸氢钠的装置，二氧化碳来源不唯一，不能保证CO2全部来源于碳酸钙，B项错误；要准确获取碳酸钡的质量，必须过滤出碳酸钡，然后洗净附着在其表面的杂质，再干燥、称量，C项正确；盐酸具有挥发性，可能由B进入C，且C中可能还会进入水蒸气，使实验结果不准确，D项错误。 2．(2016·福建泉州质检)将 8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。下列说法不正确的是( B )

A．在100 ℃时，M的化学式为FeSO4·4H2O B．FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子 C．FeSO4·H2O存在的最高温度为373 ℃ D．380 ℃的P加热至650 ℃时的化学方程式为2FeSO4=====高温Fe2O3 ＋SO2 ↑ ＋SO3 ↑ 解析：8.34 g FeSO4 · 7H2O的物质的量是0.03 mol。加热到78 ℃时，结晶水的质量为 6.72 g－0.03 mol×152 g·mol－1＝2.16 g，n(H2O)＝0.12 mol，则晶体的化学 式为FeSO4 ·4H2O。同理可计算出加热到159 ℃时晶体的化学式为FeSO4 · H2O；加热到373 ℃时固体为FeSO4；加热到633 ℃时，固体质量为2.40 g，其中m(Fe)＝56

g·mol－1×0.03 mol＝1.68 g，则n(O)＝2.40 g－1.68 g16 g·mol－1＝0.045 mol，则Q点时固体的化学式为Fe2O3。由上可知，FeSO4·7H2O晶体中有3种不同结合力的水分子，B项错误。 3．(2016·广东汕头一模)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN 的含量，设计以下实验方案。(已知：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2 ＋NH3 ↑) 【方案1】 取一定量的样品，用以下装置测定样品中 AlN的纯度(夹持装置已略去)。

(1)如图C装置中球形干燥管的作用是防倒吸。 (2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置气密性，再加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置。 (3)由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置。 【方案2】 按以下步骤测定样品AlN的纯度：

(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为AlO－2＋CO2＋2H2O===HCO－3＋Al(OH)3↓。 (5)若在步骤③中未洗涤，测定结果将偏高“偏高”“偏低”或“无影响”)。 解析：(1)由于反应中生成的氨气极易溶于水，直接通入浓硫酸中容易引起倒吸，所以图C装置中球形干燥管的作用是防倒吸。 (2)该装置中有气体产生，所以组装好实验装置，首先要检查装置的气密性，由于K1与空气相连，所以接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。由于装置中有残留的氨气，而实验中还需要 通过浓硫酸测量氨气的质量，所以通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置。 (3)由于C装置的出口与大气相连，而空气中的水蒸气也能被浓硫酸吸收，从而产生误差，因此改进措施是C装置出口处连接一个干燥装置。 (4)氮化铝溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠，然后通入过量CO2生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，所以步骤②生成沉淀的离子方程式为 AlO－2＋CO2＋2H2O===HCO－3＋Al(OH)3↓。 (5)若在步骤③中未洗涤，则沉淀质量增加，因此测定氮化铝的质量增加，从而导致结果偏髙。 4．硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。 硫酸亚铁铵在500 ℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题： (1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe2O3，气体产物可能有 NH3、SO3、H2O、N2 和SO2。 (2)为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是使分解产生的气体在B、C中被吸收充分。 ②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有BD。 A．KSCN溶液 B．稀硫酸 C．浓盐酸 D．KMnO4溶液 ③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，观察到的现象为溶液变浑浊。 ④若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为 a mol，则 b小于a(填“大于”“小于”或“等于”)。 ⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为SO2 ＋H2O2＋Ba2＋=== BaSO4↓＋2H ＋(用离子方程式表示)。 (3)已知亚铁离子被氧气氧化的反应是：4Fe2＋＋O2＋(4＋2x)H2O2Fe2O3·xH2O＋8H＋，硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化， 其原因是硫酸亚铁铵溶液中NH＋4发生水解增大c(H＋)，抑制了上述氧化还原反应的进行。 解析：(1)氮元素和铁元素化合价升髙，根据在氧化还原反应中化合价有升必有降，化合价降低的应该是硫元素，所以气体产物中还可能有SO2。 (2)①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气的目的是使分解生成的气体在B、C装置中完全吸收。②为验证A中残留物是否含有FeO，应该先用稀硫酸溶解，然后再用KMnO4溶液检验，故选BD。③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成，若含有该气体，会生成硫酸钡白色沉淀，观察到的现象为溶液变浑浊。④若A中分解产物有N2，固体残留物只有Fe2O3 ，Fe2O3的物质的量为b mol，C中沉淀物质的量为a mol，根据化合价升降必相等，硫降低的化合价(2a)等于铁升高的化合价(2b)和氮升高的化合价之和，则b小于a。⑤C中有白色沉淀生成，是因为SO2被双氧水氧化成SO2－4，SO2－4再与Ba2＋结合成沉淀 BaSO4，则C中发生的反应为SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4 ↓＋2H＋。 (3)硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化是因为溶液中铵根离子水解显酸性，氢离子浓度增大，抑制亚铁离子被氧化的反应的发生。 5．(2016·湖北武汉名校测试)某红色固体粉末样品可能含有 Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。 查阅资料：Cu2O在酸性溶液中会发生反应：Cu2O＋ 2H＋ ===Cu＋Cu2＋＋H2O 探究一：用如图所示装置进行实验，回答下列问题：

(1)仪器组装完成后，夹好止水夹，向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则说明装置A的气密性良好。 (2)装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是AC(填选项)。 A．稀硫酸和锌片 B．稀硝酸和铁片 C．氢氧化钠溶液和铝片 D．浓硫酸和镁片 (3)从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①⑥⑤④②③(填序号)。 ①打开止水夹 ②熄灭C处的酒精喷灯 ③C处冷却至室温后，关闭止水夹 ④点燃C处的酒精喷灯 ⑤收集氢气并验纯 ⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气 (4)收集氢气验纯时，最好采用排水法(填方法)收集氢气。 探究二： (5)取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu2O；此观点是否正确：否(填“是”或“否”)。若填“否”，则原因是2Fe3＋＋Cu=== 2Fe2＋＋Cu2＋(用离子方程式说明)；另取少量样品于试管中，加入适量的

浓硝酸，产生红棕色的气体。证明样品中一定含有Cu2O，取少量反应后的溶液，加适量蒸馏水稀释后，滴加KSCN_溶液，若溶液变血红色(填试剂和实验现象)，则可证明另一成分存在，反之，说明样品中不含该成分。 探究三： (6)取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2 g，滤液中Fe2＋有1.0 mol，则样品中n(Cu2O)＝0.55mol。 解析：(1)由于使用的是长颈漏斗，所以需要进行水封，向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若液柱高度保持不变，则说明装置A的气密性良好。(2)锌和硫酸反应生成氢气，A项正确；铁和稀硝酸反应不生成氢气，B错误；铝和氢氧化钠反应生成氢气，C项正确；镁和浓硫酸反应不生成氢气，D项错误。(3)用氢气还原金属氧化物时需要注意氢气要先来后走，先用氢气排出空气，待反应完，固体冷却后再撤氢气，所以操作顺序为①⑥⑤④②③。(4)为使收集的H2较纯净，以免点火时发生爆炸，最好用排水法收集。(5)因为氧化铁和酸反应后生成的铁离子能氧化铜，所以没有红色物质生成，若加入浓硝酸有红棕色的气体二氧化氮生成，说明发生了氧化还原反应，肯定有Cu2O；氧化铁和硝酸反应生成铁离子，能与KSCN溶液反应，溶液变血红色。(6)2Fe3＋ ＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，当Fe2＋为1.0 mol时，

消耗铜的物质的量为0.5 mol，过滤得到的固体为铜，物质的量为3.2 g64 g·mol－1＝0.05 mol，根据反应Cu2O＋2H ＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，所以氧化亚铜的物质的量为0.55 mol。