(天津专用)2020高考化学二轮复习热点专攻14化学综合实验题训练(含解析)

热点专攻14 化学综合实验题
1.(2019湖南常德二模)保险粉(Na2S2O4)广泛应用于造纸、印染、环保、医药等行业。

该物质具有强还原性,在空气中易被氧化,受热易分解,在碱性条件下比较稳定,易溶于水、不溶于乙醇。

保险粉可以通过NaHSO3与NaBH4反应制取。

请按要求回答下列问题:
Ⅰ.NaHSO3溶液的制备(夹持仪器已省略)。

(1)上图仪器a的名称;装置C中反应后溶液pH=4.1,则发生反应的化学方程式为。

Ⅱ.保险粉的制备。

打开下图(部分装置已省略)中活塞K1通入氮气,一段时间后,关闭K1,打开恒压滴液漏斗活塞,向装置E中滴入碱性NaBH4溶液,在30~40 ℃下充分反应。

向反应后的溶液中加入乙醇,经冷却结晶、过滤得到Na2S2O4·2H2O晶体,再用乙醇洗涤、真空烘干脱去晶体结晶水得到保险粉。

(2)反应产物中有NaBO2,无气体。

写出E中发生反应的化学方程式: 。

(3)通入氮气的作用是。

(4)使用乙醇洗涤Na2S2O4·2H2O晶体的优点: 。

(5)对装置E的加热方式最好采用。

Ⅲ.保险粉的纯度测定。

(6)称取20 g Na2S2O4样品溶于冷水配成200 mL溶液,取出25.00 mL该溶液于锥形瓶中,用0.10 mol·L-1碱性K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定,原理为
2[Fe(CN)6]3-+S22-+4OH-2[Fe(CN)6]4-+2S2-+2H2O,用亚甲基蓝为指示剂,达到滴定终点时消
耗标准溶液24.00 mL,则样品中Na2S2O4的质量分数为(杂质不参与反应,计算结果精确至0.1%)。

答案:(1)三颈烧瓶2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2
(2)NaBH4+8NaHSO3NaBO2+4Na2S2O4+6H2O
(3)将装置E中的空气赶出,防止Na2S2O4、NaHSO3被氧化
(4)降低保险粉的溶解度,并有利于干燥
(5)水浴加热
(6)8.4%
解析:(1)由仪器图形可知a为三颈烧瓶;由装置C中反应后溶液pH为4.1可知,通入二氧化硫反应生成NaHSO3,化学方程式为2SO2+Na2CO3+H2O2NaHSO3+CO2。

(2)反应产物中有NaBO2,无气体,化学方程式为NaBH4+8NaHSO3NaBO2+4Na2S2O4+6H2O。

(3)通入氮气,可将装置E中的空气赶出,防止Na2S2O4、NaHSO3被氧化。

(4)使用乙醇洗涤Na2S2O4·2H2O晶体,可降低保险粉的溶解度,并有利于干燥。

(5)装置E在30~40℃下充分反应,应用水浴加热的方法。

(6)用0.10mol·L-1碱性K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗标准溶液24.00mL,则n(K3[Fe(CN)6])=0.10mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,涉及反应为
2[Fe(CN)6]3-+S22-+4OH-2[Fe(CN)6]4-+2S2-+2H2O,则n(Na2S2O4)=0.0012mol,可知20gNa2S2O4
=0.0096mol,则含量为
样品中m(Na2S2O4)=0.0012mol×200mL
2 .00mL
0.00 mol 1 ·mol-1
×100%=8. 2%≈8. %。

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2.(2019陕西渭南二模)二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。

常温下二氧化氯为黄绿色气体,其熔点为-59.5 ℃,沸点为11.0 ℃,极易溶于水,不与水反应。

若温度过高,二氧化氯的水溶液可能会发生爆炸。

某研究性学习小组拟用如下图所示装置制取并收集ClO2(加热和夹持装置均省略)。

(1)在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4),然后再加入足量的稀硫酸,在60~80 ℃之间反应生成ClO2、CO2、H2O和一种硫酸盐,该反应的化学方程式为。

(2)装置A中使用温度计的目的是。

反应开始后,可以观察到圆底烧瓶内的现象是。

(3)装置B的作用是。

(4)实验过程中装置D中的溶液里除生成Na2CO3外,还生成物质的量之比为1∶1的另外两种盐,一种为NaClO2,另一种为。

(5)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。

为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:量取ClO2溶液20 mL,稀释成100 mL试样,量取V1 mL试样加入锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,振荡后,静置片刻;
步骤3:加入指示剂X,用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。

已知:2ClO2+8H++10I-5I2+2Cl-+4H2O,2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。

请回答下列问题:
①配制100 mL步骤3中所需的Na2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要(填仪器名称)。

②步骤3中滴定终点的现象为。

③原ClO2溶液的浓度为 ·L-1(用含字母的代数式表示)。

答案:(1)H2C2O4+2KClO3+H2SO4K2SO4+2ClO2↑+2C 2↑+2H2O
(2)控制温度,避免温度过高引起爆炸溶液中有气泡逸出,圆底烧瓶内产生黄绿色气体
(3)将ClO2冷凝并收集
(4)NaClO3
(5)①100 mL容量瓶
②滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内蓝色不恢复
③1 2
21
解析:(1)由草酸、氯酸钾和硫酸在60~80℃之间生成ClO2、CO2、H2O和一种硫酸钾,反应的化学方程式为H2C2O4+2KClO3+H2SO4K2SO4+2ClO2↑+2C 2↑+2H2O。

(2)由题可知:常温下二氧化氯为黄绿色气体,温度过高,二氧化氯的水溶液可能爆炸,则圆底
烧瓶中可以观察到有气泡逸出,并产生黄绿色气体,温度计的作用是控制温度,避免温度过高
引起爆炸。

(3)二氧化氯熔点和沸点较低,可在冰水中冷凝并收集。

(4)NaOH吸收ClO2尾气,生成物质的量之比为1∶1的两种盐,一种为NaClO2,根据氧化还原反应规律,另一种物质中氯元素化合价升高,即为NaClO3。

(5)①配制100mL步骤3中所需的Na2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要100mL容量瓶。

②滴定终点,碘完全反应,则现象为滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复。

③根据2ClO2+8H++10I-5I2+2Cl-+4H2O和2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI,得到关系
式:2ClO2~5I2~10Na2S2O3。

设原ClO2溶液的物质的量浓度为x,
2ClO2~ 5I2~ 10Na2S2O3
2mol 10mol
210-2110-
10-1
1×10-3cV2mol
x=2
1mol·L-1=1 2
21
·L-1。

3.碳铵是一种较常使用的化肥,它在常温下易分解。

某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问,进行了如下探究。

[定性实验]检验溶液中的阴、阳离子。

取少量固体放入试管中,加入盐酸,把生成的气体通入澄清石灰水中,有白色沉淀生成。

另取少量碳铵放入试管中,加入浓NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,石蕊试纸变蓝色。

(1)根据实验现象,推测碳铵中所含有的阴离子可能是和。

(2)根据实验现象,碳铵与足量NaOH溶液加热反应的离子方程式可能
是。

[定量实验]测定碳铵中碳元素和氮元素的质量比。

该兴趣小组准确称取a g碳铵,加热使之分解,并把产物通入碱石灰中,如下图所示。

(3)碳铵固体应放在中进行加热。