2023新教材高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)專題精練12綜合實驗探究

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可選用試劑：NaCl晶體、BaS溶液、濃H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸餾水
步驟1.BaCl2·2H2O的制備
按如圖所示裝置進行實驗，得到BaCl2溶液，經(jīng)一系列步驟獲得BaCl2·2H2O產(chǎn)品。
步驟2.產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的含量測定
①稱取產(chǎn)品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加熱至近沸；
②在不斷攪拌下，向①所得溶液逐滴加入熱的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60℃水浴40分鐘，經(jīng)過濾、洗滌、烘干等步驟，稱量白色固體，質(zhì)量為0.466 0 g。
回答下列問題：
（1）Ⅰ 是制取 氣體的裝置，在試劑a過量并微熱時，發(fā)生主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；
（2）Ⅱ中b儀器的作用是 ；Ⅲ中的試劑應(yīng)選用 ；
（3）在沉淀過程中，某同學(xué)在加入一定量熱的H2SO4溶液后，認為沉淀已經(jīng)完全，判斷沉淀已完全的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（4）沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，原因是________________________________________________________________________；
（5）在過濾操作中，下列儀器不需要用到的是 （填名稱）；
（6）產(chǎn)品中BaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為 （保留三位有效數(shù)字）。
2.[2022·山東省百師聯(lián)盟聯(lián)考]苯胺又名氨基苯，是最重要的胺類物質(zhì)之一，可作為炸藥中的穩(wěn)定劑、汽油中的防爆劑，也可作為醫(yī)藥磺胺藥的原料等。苯胺為無色油狀液體，有特殊氣味，可用水蒸氣蒸餾提純。用納米鐵粉還原硝基苯制備苯胺的原理及裝置圖（略去夾持裝置和加熱裝置）如下：
已知部分有機物的一些數(shù)據(jù)如下表：
Ⅰ.合成：在裝置1中的儀器X中，加入9 g納米鐵粉、20 mL水、1 mL冰醋酸，加熱至煮沸，煮沸后冷卻至室溫，再將8.0 mL硝基苯逐滴加入（該反應(yīng)強烈放熱），攪拌、加熱、回流半小時，至反應(yīng)完全。
Ⅱ.分離提純：將裝置1改為裝置2進行水蒸氣蒸餾，取裝置2中的餾出物約5～6 mL，轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，分離出有機層后，水層加入1.3 g NaCl固體，用乙醚萃取3次（每次用7.0 mL乙醚），合并有機層和乙醚萃取液，加入粒狀NaOH干燥，過濾后轉(zhuǎn)移至干燥的圓底燒瓶中，水浴蒸去乙醚，殘留物再利用裝置3蒸餾并收集溫度為T℃時的餾分。
請回答下列問題：
（1）儀器X的名稱是 ；加入硝基苯時，“逐滴加入”的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）分離提純過程中加入NaCl固體的作用是
________________________________________________________________________。
（3）裝置2中長導(dǎo)管B的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）“水蒸氣蒸餾”結(jié)束后，應(yīng)先打開止水夾T，再停止對“水蒸氣發(fā)生裝置”加熱，理由是
________________________________________________________________________。
（5）利用裝置3蒸餾時，溫度的范圍為 ，實驗結(jié)束得到產(chǎn)物6.0 mL，則苯胺的產(chǎn)率為 （保留三位有效數(shù)字）。
3.[2022·北京市朝陽區(qū)一模]某小組驗證“2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I2”（反應(yīng)A）存在限度，并探究外加試劑對該平衡的影響。
（1）從正反應(yīng)方向探究實驗。取5 mL 0.01 ml·L－1KI溶液，加入2 mL 0.01 ml·L－1 FeCl3溶液（pH＝1），溶液呈棕黃色，不再發(fā)生變化。
①通過檢測出 ，證實反應(yīng)A存在限度。
②加入CCl4，振蕩，平衡向 移動。
③除反應(yīng)A外，KI還發(fā)生 （寫方程式），促進Fe3＋與I－的反應(yīng)。
（2）從逆反應(yīng)方向探究實驗：向碘水（含淀粉）中加入酸性FeSO4溶液，無明顯變化。未檢出Fe3＋。
①甲同學(xué)認為加入Ag2SO4溶液可增大Fe2＋與I2的反應(yīng)程度。甲同學(xué)依據(jù)的原理是________________________________________________________________________。
②驗證：加入Ag2SO4溶液，產(chǎn)生沉淀a，溶液藍色褪去。能檢出Fe3＋。
（3）乙同學(xué)認為碘水中含有I－，加入Ag2SO4溶液也可能產(chǎn)生沉淀。做對照實驗：直接向碘水（含淀粉）中加入Ag2SO4溶液。產(chǎn)生沉淀，溶液藍色褪去。
查閱資料：3I2＋3H2O?5HI＋HIO3
實驗驗證：
已知：Ksp（AgI）＝8.5×10－17、Ksp（AgIO3）＝3.2×10－8（微溶）
①Ⅲ中KI溶液的作用是 。
②Ⅳ中KI溶液的作用是 （用離子方程式表示）。
檢驗、比較沉淀a、b的成分，可明確Ag2SO4的作用。
（4）問題思考：向FeSO4與碘水的混合液中加入Ag2SO4溶液，可能發(fā)生如下反應(yīng)：
ⅰ.Fe2＋與I2在Ag＋的促進下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)
ⅱ.I2與H2O在Ag＋促進下發(fā)生的反應(yīng)
ⅲ.Fe2＋與Ag＋的反應(yīng)
確認是否發(fā)生反應(yīng)ⅲ，設(shè)計實驗：將反應(yīng)后混合物過濾，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
供選擇試劑：稀HNO3、Na2S2O3溶液、KI溶液
已知：AgI、AgIO3溶于Na2S2O3溶液；AgI難溶于稀HNO3
4.[2022·海南卷]磷酸氫二銨[（NH4）2HPO4]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氨氣制備（NH4）2HPO4，裝置如圖所示（夾持和攪拌裝置已省略）。
回答問題：
（1）實驗室用NH4Cl（s）和Ca（OH）2（s）制備氨氣的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。
（2）現(xiàn)有濃H3PO4質(zhì)量分數(shù)為85%，密度為1.7 g·mL－1。若實驗需100 mL 1.7 ml·L－1的H3PO4溶液，則需濃H3PO4 mL（保留一位小數(shù)）。
（3）裝置中活塞K2的作用為 。實驗過程中，當(dāng)出現(xiàn) 現(xiàn)象時，應(yīng)及時關(guān)閉K1，打開K2。
（4）當(dāng)溶液pH為8.0～9.0時，停止通NH3，即可制得（NH4）2HPO4溶液。若繼續(xù)通入NH3，當(dāng)pH>10.0時，溶液中OH－、 和 （填離子符號）濃度明顯增加。
（5）若本實驗不選用pH傳感器，還可選用 作指示劑，當(dāng)溶液顏色由 變?yōu)? 時，停止通NH3。
5.硫酸鐵銨[aFe2（SO4）3·b（NH4）2SO4·cH2O]廣泛用于城鎮(zhèn)生活飲用水、工業(yè)循環(huán)水的凈化等。某化工廠以硫酸亞鐵（含少量硝酸鈣）和硫酸銨為原料，設(shè)計如圖工藝流程制取硫酸鐵銨。
請回答下列問題：
（1）硫酸亞鐵溶液加硫酸酸化的主要目的是 。
（2）下列物質(zhì)中最適合的氧化劑B是 （填字母）。
a.NaClO b．H2O2
c.KMnO4d．K2Cr2O7
（3）操作甲的名稱是 。
（4）上述流程中，氧化之后和加熱蒸發(fā)之前，需加入少量 （填化學(xué)式），檢驗Fe2＋是否已全部被氧化的方法為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）稱取14.00 g所得產(chǎn)品，將其溶于水配制成100 mL溶液，分成兩等份，向其中一份溶液中加入足量NaOH溶液，過濾、洗滌得到2.14 g沉淀；向另一份溶液中加入含0.05 ml Ba（NO3）2的溶液，恰好完全反應(yīng)，則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為 。
6.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計如下實驗，通過測量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化，測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。
（1）加熱前通入空氣的目的是________________________________________________________________________，
操作方法為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）裝置A、C、D中盛放的試劑分別為A ，C ，D 。
（3）若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl的含量將 （填“偏高”“偏低”或“無影響”，下同）；若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，則測定結(jié)果中NaHCO3的含量將 ；若撤去E裝置，則測得Na2CO3·10H2O的含量將 。
（4）若樣品質(zhì)量為w g，反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g，由此可知混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為 （用含w、m1、m2的代數(shù)式表示）。
專題精練（12）
1．解析：由給出的試劑和裝置，結(jié)合實驗?zāi)康倪M行分析：
（1）由上述分析可知，Ⅰ是制取HCl氣體的裝置，在試劑a（濃H2SO4）過量并微熱時，NaCl晶體與濃H2SO4反應(yīng)生成NaHSO4和HCl。（2）HCl氣體極易溶于水，故Ⅱ中b儀器的作用是防止倒吸；Ⅲ中的試劑是為了吸收H2S氣體，應(yīng)選用CuSO4溶液，發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。（3）若沉淀已經(jīng)完全，則上層清液中無Ba2＋，可通過向上層清液中繼續(xù)滴加H2SO4溶液的方法判斷沉淀已經(jīng)完全。（4）沉淀過程中需加入過量的H2SO4溶液，增大c（SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ），可以減少Ba2＋在水中的溶解，使其盡可能完全轉(zhuǎn)化為沉淀。（5）過濾的實驗裝置為，故不需要用到錐形瓶。（6）0.466 0 g BaSO4的物質(zhì)的量為0.002 ml，由BaCl2·2H2O～BaSO4可知，產(chǎn)品中BaCl2·2H2O為0.002 ml，質(zhì)量分數(shù)為 eq \f(0.002 ml×244 g·ml－1,0.500 0 g) ×100%＝97.6%。
答案：（1）HCl H2SO4（濃）＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微熱)) NaHSO4＋HCl↑
（2）防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4溶液
（3）取上層清液繼續(xù)滴加H2SO4溶液，無沉淀出現(xiàn)，說明已經(jīng)沉淀完全
（4）減少Ba2＋在水中的溶解
（5）錐形瓶
（6）97.6%
2．解析：（5）根據(jù)已知部分有機物的數(shù)據(jù)表，實驗?zāi)康氖菫榱说玫奖桨?，而不是硝基苯，因此溫度范圍?84.4～210.8 ℃，根據(jù)題干的化學(xué)方程式分析，硝基苯和苯胺的物質(zhì)的量相同，則理論產(chǎn)量為 eq \f(8 mL×1.20 g·mL－1×93 g·ml－1,123 g·ml－1) ≈7.26 g，實驗結(jié)束得到產(chǎn)物6.0 mL，實際產(chǎn)量為6 mL×1.02 g·mL－1＝6.12 g，則苯胺的產(chǎn)率為 eq \f(6.12,7.26) ×100%≈84.3%。
答案：（1）三頸燒瓶 控制反應(yīng)速率防止爆炸并提高硝基苯的轉(zhuǎn)化率
（2）減小苯胺在水中的溶解度，提高苯胺的產(chǎn)率
（3）起安全管的作用（或平衡裝置內(nèi)外氣壓）
（4）防止倒吸
（5）184.4～210.8 ℃ 84.3%
3．解析：（1）①加入的KI溶液過量，溶液中檢測出Fe3＋，說明Fe3＋未完全轉(zhuǎn)化為Fe2＋，證明該反應(yīng)存在限度；②加入CCl4，振蕩，反應(yīng)生成的碘被CCl4萃取，使得平衡向正反應(yīng)方向移動；③KI中的碘離子能與反應(yīng)A生成的單質(zhì)碘發(fā)生反應(yīng)I－＋I2?Ieq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3))，消耗生成的碘，從而使平衡向正反應(yīng)方向移動；
（2）加入Ag2SO4溶液，碘離子與銀離子結(jié)合生成AgI沉淀，碘離子的濃度減小，2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I2平衡逆向移動，可增大Fe2＋與I2的反應(yīng)程度，同時生成的AgI沉淀，提高了I2的氧化能力，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋的反應(yīng)程度增大；
（3）①由圖可知，步驟Ⅲ中加入KI溶液后，淀粉溶液變藍，根據(jù)說明KI將濾液中的IO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 還原成了I2；
②已知3I2＋3H2O?5HI＋HIO3，則沉淀b為AgIO3和AgI，Ksp（AgI）＝8.5×10－17