高考化学二轮复习 专题突破练13 综合实验探究(含解析)

(ⅲ)制备氮化镓的反应为 2Ga+2NH3 2GaN+3H2 某学校化学兴趣小组在实验室制备氮化镓,设计实验装置如图所示:
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设计实验步骤如下:
①滴加几滴 NiCl2 溶液润湿金属镓粉末,置于反应器中;
②先通入一段时间的 H2 后,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;
(4)设计实验证明 CaO2 的氧化性比 FeClN)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溶液。
(ⅱ)NiCl2 溶液在加热时,先转化为 Ni(OH)2,后分解为 NiO。
(3)利用反应 Ca2++H2O2+2NH3+8H2O CaO2·8H2O↓+2N 在碱性环境下制取 CaO2 的装置如图所示。
①NH3 在 Ca2+和 H2O2 的反应过程中所起的作用
是
。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得 CaO2·8H2O。过滤需要的玻璃仪器
是
;将沉淀进行洗涤的操作
为
。
(3)①次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性,SO2 通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应,不 能证明强酸制备弱酸的原理。②A 装置制备 SO2,由于盐酸易挥发,制备的二氧化硫中混有 HCl,用饱 和的亚硫酸氢钠溶液除去 HCl,再通过碳酸氢钠溶液,可以验证亚硫酸酸性比碳酸强,用酸性高锰酸 钾溶液氧化除去 CO2 中混有的 SO2,用品红溶液检验 CO2 中的 SO2 是否除尽,再将气体通入 F 中进行反 应,则装置连接顺序为 A、C、B、E、D、F,其中装置 C 的作用是除去 HCl 气体,D 中品红溶液不褪 色,F 中出现白色沉淀,可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
A.直形冷凝管
B.球形冷凝管
1
C.接收瓶
D.烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和
和吸收
。
(5)可采用如右图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在
扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是
。
2.(2019 河北张家口质检)(20 分)硫是一种自然界分布较广的元素,在很多化合物中都含有该元素, 回答下列问题:
5
请回答下列问题:
(1)与普通漏斗比较,a 漏斗的优点是
。
(2)按上图连接好装置,检査气密性后加入药品,打开 K1 和 K3,关闭 K2。
①b 中的实验现象
。
②一段时间后,关闭
,打开
c 中,同时 c 中析出 FeCO3 沉淀。
(选填“K1”“K2”或“K3”),观察到 b 中的溶液会流入
③b 中产生的气体的作用
(5)固体直接转化为气体,属于升华。
2.答案 (1)CaSO3+2HCl CaCl2+SO2↑+H2O
(2)拔下分液漏斗颈部的塞子(或使分液漏斗塞上的凹槽或小孔对准分液漏斗口部的小孔),然 后再旋转下部活塞
(3)①SO2 通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应,不能证明强酸制备弱酸的原理 ②B E 除去 HCl 气体 D 中品红溶液不褪色,F 中出现白色沉淀
是
。
参考答案
专题突破练 13 综合实验探究
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1.答案 (1)增加固液接触面积,提取充分 沸石 (2)乙醇易挥发,易燃 使用溶剂量少,可连续萃 取(萃取效率高) (3)乙醇沸点低,易浓缩 AC (4)单宁酸 水 (5)升华
解析 (1)将茶叶研细是为了增加固液接触面积,使提取充分。为了防止暴沸,需要加入沸石。
(4)2S -2e- S2
54cV%
解析 (1)盐酸与亚硫酸钙反应生成氯化钙、二氧化硫与水,反应的化学方程式为 CaSO3+2HCl CaCl2+SO2↑+H2O。
(2)分液漏斗使用时应使内外压强相等,操作为拔下分液漏斗颈部的塞子(或使分液漏斗塞上的 凹槽或小孔对准分液漏斗口部的小孔),然后再旋转下部活塞。
(2)乙醇容易挥发,且易燃烧。根据所给萃取的原理和装置,可知该种萃取方法中萃取剂可以连 续使用,萃取效率高。
(3)乙醇的沸点比水的低,蒸馏浓缩更容易;直形冷凝管便于馏分液体流出,故 A 项正确,B 项错 误。
(4)因为茶叶中含有单宁酸,故加入生石灰可以中和单宁酸,且生石灰可与水反应,从而达到吸 收水的目的。
索氏提取装置如右图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管 2 上升至球形冷凝管,冷 凝后滴入滤纸套筒 1 中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管 3 顶端时,经虹吸管 3 返 回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒 1 中,研细的目的是
后溶液变为无色
①CaO2 与盐酸反应的化学方程式为
。
②加入石蕊溶液后溶液褪色可能是因为溶液 a 中存在较多的
。
(2)用如图所示装置制备过氧化钙,其反应原理为 Ca+O2 CaO2。
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①请选择实验所需要的装置,按气流方向连接的顺序为 接口的字母,上述装置可不选用也可重复使用)。
(填仪器
②根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:Ⅰ.检验装置的气密性后,装入药品;Ⅱ.打开分液 漏斗活塞,通入气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后, (填操作);Ⅳ.拆除装置,取出产物。
某实验小组拟探究 CaO2 的性质及其实验室制法。
(1)实验探究 CaO2 与酸的反应。
操作
现象
向盛有 4 g CaO2 的大试管中加入 10 mL 稀 剧烈反应,产生能使带火星木条复燃的气体 盐酸得溶液 a
取 5 mL 溶液 a 置于试管中,滴入两滴石蕊 溶液变红,一段时间后溶液颜色明显变浅,稍
溶液
(4)步骤③中制备氮化镓,则判断该反应接近完成时观察到的现象
是
。
(5)请写出步骤⑤中检验产品氮化镓固体洗涤干净的操
作:
。
(6)镓元素与铝同族,其性质与铝类似,请写出氮化镓溶于热 NaOH 溶液的离子方程
式:
。
5.(2019 陕西宝鸡中学三模)(20 分)葡萄糖酸亚铁
[(C6H11O7)2Fe]是医疗上常用的补铁剂,易溶于水,几乎不溶于乙醇。某实验小组同学拟用下图装置先 制备 FeCO3,再用 FeCO3 与葡萄糖酸反应进一步制得葡萄糖酸亚铁。
解析 (1)①CaO2 与盐酸反应产生 CaCl2、H2O 和氧气,反应的化学方程式为 2CaO2+4HCl 2CaCl2+2H2O+O2↑;②加入石蕊后溶液褪色可能是因为溶液 a 中存在较多的 H2O2,该物 质具有氧化性,能将红色的物质氧化变为无色。(2)①用 H2O2 与 MnO2 反应产生 O2,用浓硫酸干燥氧气, 然后是氧气与 Ca 在加热时发生反应产生 CaO2,为防止空气中的水分影响反应产物,应该再连接盛有 浓硫酸的洗气瓶。故装置的连接顺序是 d→e→f→b→c→e(或 d→e→f→c→b→e)。②根据完整的 实验装置进行实验,实验步骤如下:Ⅰ.检验装置的气密性后装入药品;Ⅱ.打开分液漏斗活塞,通入 气体一段时间,加热药品;Ⅲ.反应结束后,熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通入氧气,并关闭 分液漏斗的活塞;Ⅳ.拆除装置,取出产物。(3)①根据反应的离子方程式可知 NH3 与反应产生的 H+结
Na2S2O3 标准液滴定至终点,消耗 Na2S2O3 标准液 V mL,则样品中 K2S2O8 的纯度为
(用含 c、V
的代数式表示,已知:S2 +2I- 2S +I2,2S2 +I2 S4 +2I-)。
3.(2019 重庆九校联盟联考)(20 分)过氧化钙(CaO2)常用作种子及谷物的无毒性消毒剂,常温下为白 色的固体,微溶于水,且不溶于乙醇、乙醚和碱性溶液,但溶于酸。
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(4)阳极失电子,对应电极反应式为 2S -2e- S2 。由题给信息可得关系式
S2 ~2S2 ,则样品中 K2S2O8 的纯度为
×100%=54cV%。
3.答案 (1)①2CaO2+4HCl 2CaCl2+2H2O+O2↑ ②H2O2
(2)①d→e→f→b→c→e(或 d→e→f→c→b→e) ②熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通 入氧气,并关闭分液漏斗的活塞
合形成 N ,所以 NH3 在 Ca2+和 H2O2 的反应过程中所起的作用是中和生成的氢离子,促进反应进行。
②反应结束后,经过滤、洗涤、低温烘干可获得 CaO2·8H2O,过滤所需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗、 玻璃棒。将沉淀进行洗涤的操作为沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复 2~3 次。(4)要证明 CaO2 的氧化性比 FeCl3 的氧化性强,可在 FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不显 红色,再加入少量 CaO2 粉末,溶液变红色,说明 CaO2 的氧化性比 FeCl3 的氧化性强。
专题突破练 13 综合实验探究
非选择题(本题包括 5 个小题,共 100 分) 1.(2019 全国 2,28)(20 分)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点 234.5 ℃,100 ℃以上开始 升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约 1%~5%、单宁酸(Ka 约为 10-6,易溶于水及 乙醇)约 3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
4.答案 (1)浓氨水 球形干燥管
(2)装置 F 中溶液会产生倒吸或缺少尾气处理装置
(3)ab (4)装置 F 中几乎不再产生气泡
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(5)取最后的一次洗涤液于试管中,滴加 AgNO3 溶液,若无白色沉淀,则证明氮化镓固体已洗涤干 净
(6)GaN+OH-+H2O Ga +NH3↑