【高考领航】2016届高三化学二轮复习第1部分专题13探究性实验和综合实验限时训练.doc

专题13 探究性实验和综合实验

限时(60分钟)
1．在实验室进行物质制备，下列实验设计方案中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(　　)
A．CCOCO2Na2CO3
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
解析：选D。A中的碳在空气中燃烧，无法控制只产生CO，而且操作麻烦，况且NaOH的价格比Na2CO3要高，A错误；AgNO3价格昂贵，不符合经济上合理，B错误；铁燃烧的产物是Fe3O4，C错误；由生石灰制备价格较高的NaOH，中间利用了水和Na2CO3，D正确。
2．(2016·安徽江南十校联考)下列各装置能够达到相应实验目的的是(　　)

A．用装置甲除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸
B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢
C．用装置丙制取无水MgCl2
D．用装置丁制取乙烯
解析：选C。A项，乙酸乙酯在NaOH溶液中易发生水解，应将NaOH浓溶液改为饱和Na2CO3溶液；B项，氯气也与AgNO3溶液反应且进气方向不对，应“长进短出”；C项，在干燥的HCl气流中加热MgCl2·2H2O，可以有效地抑制MgCl2的水解，最终制得无水MgCl2；D项，制乙烯时，温度计的水银球应插入反应混合液的液面下。
3．(2016·甘肃部分普通高中联考)下列图中的实验方案，能达到实验目的的是(　　)

A
B
C
D
实验方案

实验目的
验证FeCl3对H2O2分解反应有催化作用
制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色
除去CO2气体中混有的SO2
比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
解析：选B。A项，过氧化氢分解的温度不同，所以不能验证氯化铁对过氧化氢分解有催化作用，错误；B项，煤油在水的上层，起到隔绝空气的作用，Fe作阳极，失去电子生成亚铁离子进入溶液，与氢氧根离子结合为氢氧化亚铁沉淀，所以可制备氢氧化亚铁并长时间观察其颜色，正确；C项，二氧化碳和二氧化硫都能与碳酸钠溶液反应，所以不能用碳酸钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫，错误；D项，浓盐酸易挥发，则制取的二氧化碳气体中含有HCl，所以与硅酸钠溶液反应产生的硅酸沉淀，不能证明是二氧化碳的作用，故不能比较碳酸和硅酸的酸性强弱，错误。
4．如图表示从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是(　　)

A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵
B．方案1中残留物应该具有的性质是受热易挥发
C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应
D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3
解析：选D。碳酸氢钠加热也分解，A错误；加热后留下的残留物一定是难分解固体或难挥发的液体，B错误；加入的试剂可以是水且不一定发生化学反应，C错误；二氧化硅能与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的硅酸钠，进而分离出氧化铁，D正确。
5．(2016·湖南13校联考)如图所示的实验，能达到实验目的的是(　　)
A
B
C
D

验证化学能转化为电能
验证温度对平衡移动的影响
验证铁发生析氢腐蚀
验证非金属性：Cl>C>Si
解析：选B。由图可知，应使用盐桥形成闭合回路，A错误；2NO2N2O4，二氧化氮为红棕色气体，利用颜色的深浅，可说明温度对二氧化氮与四氧化二氮的化学平衡的影响，B正确；食盐水为中性，发生吸氧腐蚀，C错误；比较非金属性强弱，应比较最高价氧化物对应水化物的酸性，盐酸不是最高价氧化物对应的酸，D错误。
6．下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是(　　)
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
向溶液X中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液
出现白色沉淀
溶液X中一定含有SO
B
用铂丝蘸取溶液Y进行焰色反应
火焰呈黄色
溶液Y中含Na＋，不含K＋
C
向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体
出现白色沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D
向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2
溶液变浑浊
析出了NaHCO3
解析：选D。A项SO干扰，B项不能证明无K＋，C项酸性H2SiO3比H2CO3弱。
7．用下列实验或实验装置进行的实验中，能达到相应实验目的的是(　　)

A．装置甲：防止铁钉生锈
B．测定同温同浓度的NaCl和NaF溶液的pH，确定F、Cl两元素的非金属性的强弱
C．装置乙：除去乙烷中混有的乙烯
D．用Ca(OH)2溶液来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
解析：选A。元素非金属性的强弱可以通过元素的最高价氧化物对应水化物的酸性来比较，而通过比较无氧酸盐溶液的pH无法确定元素的非金属性强弱，故B错；乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化，生成的CO2仍会混在乙烷中，故C错；D中的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液分别和Ca(OH)2反应，都有CaCO3沉淀生成，故D错。
8．(2016·江西八校联考)对于实验Ⅰ～Ⅳ的描述正确的是(　　)

A．实验Ⅰ：逐滴滴加稀盐酸时，试管中立即产生大量气泡
B．实验Ⅱ：充分振荡后静置，下层溶液为橙红色，上层无色
C．实验Ⅲ：从饱和食盐水中提取氯化钠晶体
D．实验Ⅳ：酸性KMnO4溶液中有气泡出现，且溶液颜色逐渐变浅乃至褪去

解析：选D。A项，Na2CO3先与稀盐酸反应生成NaHCO3，所以开始时无气泡产生；B项，上层液体为棕黄色(Fe3＋的颜色)；C项，从饱和食盐水中提取氯化钠晶体应采用蒸发操作，在蒸发皿中进行，不是在坩埚中进行；D项，蔗糖被浓硫酸炭化，碳与浓硫酸反应生成CO2和SO2气体，通过酸性高锰酸钾溶液时，CO2不反应逸出，SO2将高锰酸钾中锰元素还原为Mn2＋，使溶液颜色逐渐变浅乃至褪去。
9．某校学生用如图所示装置进行实验，以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应的产物。

请回答下列问题：
(1)冷凝管所起的作用为冷凝回流和________，冷凝水从________口进入(填“a”或“b”)。
(2)实验开始时，关闭K2、开启K1和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始。Ⅲ中小试管内苯的作用是________________________________________ _________________________________________________________。
(3)能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是______________________________ _______________________________________________________________。
(4)反应结束后，要让装置I中的水倒吸入装置Ⅱ中。这样操作的目的是_____________________________，简述这一操作的方法_____________________ ______________________________________________。
(5)将三颈烧瓶内反应后的液体依次进行下列实验操作就可得到较纯净的溴苯。
①用蒸馏水洗涤，振荡，分液；
②用5%的NaOH溶液洗涤，振荡，分液；
③再用蒸馏水洗涤，振荡，分液；
④加入无水CaCl2粉末干燥；
⑤________(填操作名称)。

解析：(1)主要考查蒸馏仪器的使用，冷凝管水流方向始终为下进上出。
(2)溴极易挥发、有剧毒，易溶于有机溶剂，用装置Ⅲ是为了减少反应过程中溴的外逸，减少对空气的污染。
(3)苯与液溴发生了取代反应则应有HBr生成，可通过检验Br－证明。
(4)实验操作考虑反应后环保问题，充分利用HBr极易溶于水这一性质来设计实验操作。
(5)操作第⑤步为分离苯和溴苯两种互溶的液体。
答案：(1)导气　a　(2)吸收溴蒸气
(3)Ⅲ中硝酸银溶液内出现淡黄色沉淀(或测反应后Ⅲ中硝酸银溶液的pH，其pH变小)
(4)反应结束后装置Ⅱ中存在大量的溴化氢，使Ⅰ中的水倒吸入Ⅱ中可以除去溴化氢气体，以免逸出污染空气　关闭K1和分液漏斗活塞，开启K2
(5)分馏(或蒸馏)
10．(2016·河北保定一模)实验室从含碘废液中测定I－的含量以及碘的回收过程如下：
Ⅰ.含碘废液中I－含量的测定
用移液管量取25.00 mL废液于250 mL锥形瓶中，分别加入5 mL 2 mol·L－1 H2SO4溶液和10 mL 20% NH4Fe(SO4)2·12H2O溶液，摇匀，小火加热蒸发至碘完全挥发，取下锥形瓶冷却后，加入10 mL 2 mol·L－1 H2SO4溶液，加入几滴二苯胺磺酸钠(用作指示剂)，用0.025 0 mol·L－1标准K2Cr2O7溶液进行滴定到终点。重复3次，数据记录见下表：(已知反应：①2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2　②6Fe2＋＋Cr2O＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)
次数
1
2
3
滴定体积/mL
19.60
19.65
19.55
Ⅱ.碘的回收
取250 mL含碘废液于烧杯中，加入按上述计算所需的Na2S2O3溶液，并将饱和CuSO4溶液在不断搅拌下滴加到废液中，加热至70℃左右完全反应生成CuI沉淀。过滤，得到的CuI沉淀按图1进行操作，检查装置的气密性后，从分液漏斗中逐滴加浓硝酸(注意滴液的速度)，完全反应后，通过减压过滤，得到粗碘固体产品和抽滤液，然后按图2进行粗碘的提纯。

请回答下列问题：
(1)简述图2实验装置中烧瓶的作用_______________________________________ _______________________________________________________________。
(2)某同学欲配制200 mL 2 mol·L－1的H2SO4，配制方法合理的是________。
A．在200 mL 1 mol·L－1的H2SO4中加入22.4 L标准状况下的SO3
B．向100 mL 4 mol·L－1的H2SO4中加入100 mL水
C．取5 mol·L－1的H2SO4 80.0 mL，加水至200 mL
D．将16 g NaOH固体加入到200 mL 3 mol·L－1的H2SO4溶液中
(3)在盛有废液的锥形瓶中先加入5 mL 2 mol·L－1H2SO4的目的是________。
(4)根据滴定的有关数据，计算该废液中I－的含量为________g·L－1。
(5)写出图1锥形瓶中发生反应的化学方程式：_____________________________ ___________________________________________________________________。
(6)按图2装置进行粗碘提纯，采用的分离方法是________，a、b为冷凝水进出口，其中________(填“a”或“b”)接水龙头，最终能得到较多较高纯度的单质碘。
解析：(1)烧瓶的作用是使升华的碘蒸气冷凝，防止扩散到烧杯外，从而达到提纯粗碘的目的。
(3)NH4Fe(SO4)2中的Fe3＋易水解，加入稀硫酸后，在加热蒸发碘时可以有效抑制Fe3＋的水解，使后续测定结果更为准确。
(4)滴定时消耗K2Cr2O7溶液的平均体积是19.60 mL，根据6I－～6Fe2＋～Cr2O有：25 mL废液中n(I－)＝6n(Cr2O)＝6×0.019 60 L×0.025 0 mol·L－1＝2.94×10－3mol，m(I－)＝2.94×10－3mol×127 g·mol－1＝0.373 38 g，则1 L废液中含I－的质量为0.373 38 g×40≈14.94 g，即废液中I－的含量为14.94 g·L－1。
(5)CuI中的Cu＋和I－均可被浓硝酸氧化，其中I－被氧化为I2，Cu＋被氧化为Cu2＋，浓硝酸被还原为NO2，据此可写出有关的反应方程式。
(6)图2装置中提纯粗碘的操作显然是升华，通冷凝水是为了使碘蒸气在烧瓶底部外壁冷凝，因此为使冷凝效果良好，应把a管接在水龙头上。
答案：(1)冷凝升化的碘单质，防止扩散到烧杯外　(2)C
(3)抑制Fe3＋水解　(4)14.94　(5)2CuI＋8HNO3===2Cu(NO3)2＋4NO2↑＋I2＋4H2O　(6)升华　a

7