第第頁2024高考一輪復習第十章化學實驗基礎實踐素養檢測（六）探析化學實驗（34張PPT）(共34張PPT)

實踐素養檢測（六）探析化學實驗

Ⅰ.制備催化劑CuCl2

（1）通過查閱資料有兩種方案可以制備

方案1：銅屑與H2O2在濃鹽酸中反應

方案2：銅絲在氯氣中燃燒

方案1的實驗原理如圖所示：

①儀器a的名稱。

1.丙烯腈（CH2CHCN）是合成纖維、合成橡膠和合成樹脂的重要單體，可以由乙炔與HCN反應制得。原理如下：＋HCNCH2CHCN

②請寫出方案1的反應原理（用離子方程式表示）。

（2）用恒壓滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2過量，原因是。

（3）方案2燃燒后的固體溶于水，過濾后發現一些白色固體X，為檢測X的成分，某同學將其溶于稀硫酸，白色固體變為紅色，且溶液呈藍色，推測X為。

Ⅱ.合成丙烯腈

已知：①電石的主要成分是CaC2，還含有少量硫化鈣

②HCN易揮發，有毒，具有較強的還原性

（4）HCN的電子式。

解析：用恒壓滴液漏斗分批多次滴加H2O2，且H2O2過量，原因是H2O2不穩定易分解，生成的銅離子對雙氧水分解起催化作用，也為了讓反應更充分，提高CuCl2的產量。

（5）純凈的乙炔是無色、無臭的氣體。但用電石制取的乙炔時常伴有臭雞蛋氣味，這種物質是。

解析：方案2燃燒后的固體溶于水，過濾后發現一些白色固體X，為檢測X的成分，某同學將其溶于稀硫酸，白色固體變為紅色，且溶液呈藍色，說明該白色物質在酸性條件下反應生成Cu和Cu2＋，根據氧化還原反應原理推測X為CuCl。

（6）從下列選擇裝置D中可盛放的溶液（填字母）。

A.高錳酸鉀溶液B.NaOH溶液

C.飽和食鹽水D.鹽酸溶液

解析：HCN易揮發，裝置D主要處理揮發出的HCN氣體，HCN有毒，具有較強的還原性，利用高錳酸鉀強氧化性與具有強還原性物質HCN發生氧化還原反應，因此裝置D中可盛放的溶液為A。

（7）工業用200kg含CaC2質量分數80%的電石，生產得到丙烯腈79.5kg，計算產率。

解析：工業用200kg含CaC2質量分數80%的電石，根據CaC2～CH2CHCN關系式，理論上得到丙烯腈質量為＝132.5kg，實際生產得到丙烯腈79.5kg，則丙烯腈的產率＝×100%＝60%。

答案：（1）①三頸燒瓶②Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O

（2）H2O2不穩定易分解，讓反應更充分，提高CuCl2的產量

（3）CuCl（4）H︰CN︰（5）H2S氣體

（6）A（7）60%

2.乙酰苯胺是一種白色有光澤片狀結晶或白色結晶粉末，是磺胺類藥物的原料，可用作止痛劑、退熱劑、防腐劑和染料中間體。乙酰苯胺的制備原理為

＋CH3COOH＋H2O

實驗參數：

名稱苯胺乙酸乙酰苯胺

式量9360135

性狀無色油狀液體，具有還原性無色液體白色晶體

密度/（g·cm－3）1.021.051.22

沸點/℃184.4118.1304

溶解度微溶于水易溶于水微溶于冷水，溶于熱水

易溶于乙醇、乙醚等易溶于乙醇、乙醚易溶于乙醇、乙醚

實驗裝置如圖：

注：刺形分餾柱的作用相當于二次蒸餾，

用于沸點差別不太大的混合物的分離。

實驗步驟：

步驟1：在圓底燒瓶中加入無水苯胺9.30mL，冰醋酸15.4mL，鋅粉0.100g，安裝儀器，加入沸石，調節加熱溫度，使分餾柱頂溫度控制在105℃左右，反應約60～80min，反應生成的水及少量醋酸被蒸出。

步驟2：在攪拌下，趁熱將燒瓶中物料以細流狀倒入盛有100mL冰水的燒杯中，劇烈攪拌，并冷卻結晶，抽濾、洗滌、干燥，得到乙酰苯胺粗品。

步驟3：將此粗乙酰苯胺進行重結晶，晾干，稱重，計算產率。

（1）步驟1中所選圓底燒瓶的最佳規格是（填字母）。

a.25mLb.50mL

c.150mLd.200mL

解析：根據圓底燒瓶中盛放液體的體積不超過容積的分析判斷最佳規格是50mL。

答案：b

（2）實驗中加入少量鋅粉的目的是。

解析：鋅粉具有還原性，實驗中加入少量鋅粉的目的是防止苯胺在反應過程中被氧化。

答案：防止苯胺在反應過程中被氧化

（3）步驟1加熱可用（填“水浴”“油浴”或“直接加熱”）。從化學平衡的角度分析，控制分餾柱上端的溫度在105℃左右的原因是。

解析：由于步驟1加熱的溫度在105℃左右，而沸騰的水溫度為100℃，不能達到該溫度，所以步驟1可用油浴加熱的方法；水的沸點是100℃，加熱至105℃左右，就可以不斷分離出反應過程中生成的水，促進反應正向進行。

答案：油浴不斷分離出反應過程中生成的水，促進反應正向進行，提高生成物的產率

（4）步驟2中結晶時，若冷卻后仍無晶體析出，可采用的方法是。洗滌乙酰苯胺粗品最合適的試劑是（填字母）。

a.用少量冷水洗

b.用少量熱水洗

c.先用冷水洗，再用熱水洗

d.用酒精洗

解析：晶體析出時需要晶種，所以可以投入晶種促使晶體析出；由于乙酰苯胺微溶于冷水，溶于熱水，所以洗滌粗品最合適的試劑是用少量冷水洗，以減少因洗滌造成的損耗。

答案：用玻璃棒摩擦容器內壁或投入晶種a

（5）乙酰苯胺粗品因含雜質而顯色，欲用重結晶進行提純，步驟如下：熱水溶解、、過濾、洗滌、干燥（選取正確的操作并排序）。

a.蒸發結晶b.冷卻結晶

c.趁熱過濾d.加入活性炭

解析：可以用活性炭吸附雜質，再根據題干信息知乙酰苯胺溶于熱水，所以采用的方法為趁熱過濾、冷卻結晶。

答案：dcb

（6）該實驗最終得到純品9.18g，則乙酰苯胺的產率是%（結果保留一位小數）。

解析：n（苯胺）＝＝0.102mol，n（乙酸）＝＝0.2695mol，二者按物質的量之比1∶1反應，由于乙酸的物質的量大于苯胺的物質的量，所以產生乙酰苯胺的物質的量要以不足量的苯胺為標準，乙酰苯胺的理論產量為0.102mol，而實際產量n（乙酰苯胺）＝＝0.068mol，所以乙酰苯胺的產率為×100%≈66.7%。

答案：66.7

3.三氯化硼（BCl3）用于制備光導纖維和有機硼化物等，其制備原理：B2O3＋3C＋3Cl22BCl3＋3CO。某小組據此設計實驗制備BCl3并測定其純度，裝置如圖。

已知：BCl3的熔點為－107.3℃，沸點為12.5℃，極易水解產生H3BO3[或B（OH）3]和HCl。

實驗（一）：制備BCl3。

（1）水浴R選擇（填“熱水浴”或“冰水浴”），裝堿石灰的儀器是（填名稱）。

解析：BCl3的熔點為－107.3℃，沸點為12.5℃，應選擇冰水浴冷凝三氯化硼，裝堿石灰的儀器為（球形）干燥管。

答案：冰水浴（球形）干燥管

（2）F裝置的作用是。

解析：一氧化碳有毒，會污染環境，裝置F用于吸收一氧化碳。

答案：吸收CO

（3）已知：A裝置中還原產物為Cr3＋，其離子方程式為。

實驗（二）：測定BCl3產品的純度。

①準確稱取wg產品，置于蒸餾水中，完全水解，并配成250mL溶液。

②準確量取25.00mL溶液于錐形瓶中。

③向其中加入V1mLc1mol·L－1AgNO3溶液至沉淀完全，然后加入3mL硝基苯（常溫常壓下，密度為1.205g·cm－3），振蕩。

④向錐形瓶中滴加3滴FeCl3溶液，然后逐滴加入c2mol·L－1KSCN標準溶液滴定過量的AgNO3溶液，消耗KSCN溶液的體積為V2mL。已知：Ksp（AgCl）＞Ksp（AgSCN）。

解析：裝置A中濃鹽酸與K2Cr2O7反應制備氯氣，A裝置中還原產物為Cr3＋，依據得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可知，反應的離子方程式為Cr2＋14H＋＋6Cl－2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O。

答案：Cr2＋14H＋＋6Cl－2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O

（4）滴定終點時的現象是。

解析：已知：Ksp（AgCl）＞Ksp（AgSCN），因此步驟③加入硝基苯的目的是：覆蓋AgCl，避免AgCl轉化成AgSCN，使滴定終點不準確；根據滴定原理，當KSCN標準液將過量的硝酸銀溶液反應完，就會與氯化鐵反應顯紅色，因此滴定終點時的現象是：當滴入最后半滴KSCN溶液，溶液剛好由無色變為紅色且半分鐘不褪色。

答案：滴入最后半滴KSCN溶液，溶液剛好由無色變為紅色且半分鐘不褪色

（5）該產品中BCl3的質量分數為%；如果其他操作都正確，僅滴定管沒有用KSCN溶液潤洗，測得產品中BCl3的質量分數（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

解析：根據離子反應可知：n（Ag＋）＝n（Cl－）＋n（SCN－），25.0mL溶液中含n（Cl－）＝n（Ag＋）－n（SCN－）＝c1V1×10－3mol－c2V2×10－3mol，則wg產品中BCl3的質量分數為w（BCl3）＝×100%＝%；如果其他操作都正確，僅滴定管沒有用KSCN溶液潤洗，則KSCN溶液濃度偏低，測得的過量的硝酸銀的含量偏高，算得的轉化為氯化銀的硝酸銀的含量偏低，測得產品中BCl3的質量分數偏低。

答案：偏低

4.過碳酸鈉（Na2CO4）是工業上常用的漂白劑和氧化劑。該產品中可能含有純堿雜質，實驗室在常溫常壓下利用如圖所示裝置判斷樣品中是否含有Na2CO3并測定樣品中過碳酸鈉的純度。圖中儀器c裝有堿石灰，Q為彈性良好的氣球，稱取mg的樣品放入其中，按圖安裝好儀器，打開漏斗的活塞，將稀硫酸滴入氣球中。回答下列相關問題：

已知：常溫常壓下，氣體摩爾體積約為24.5L·mol－1。

（1）儀器a的名稱為。

解析：裝置名稱a與b是分開的，由儀器構造可知，a是分液漏斗，若a與b合在一起，就是恒壓滴液漏斗。

答案：分液漏斗

（2）過碳酸鈉易溶解于水，可以與酸反應生成兩種氣體，寫出過碳酸鈉與過量的稀硫酸反應的離子方程式：。

解析：根據過氧根離子，可以與水反應生成氧氣，則過碳酸鈉與稀硫酸反應生成物為硫酸鈉、CO2和O2，根據得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒，反應的離子方程式為2C＋4H＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O。

答案：2C＋4H＋2CO2↑＋O2↑＋2H2O

（3）利用裝置Ⅱ測出氣體的總體積與裝置Ⅰ對比，若Ⅱ讀數與Ⅰ讀數比值約為，即可判斷樣品中無Na2CO3。

解析：由過碳酸鈉和硫酸反應的方程式可知，當Ⅱ中測得生成3體積的氣體時（2體積CO2和1體積O2），Ⅰ中測得除CO2被堿石灰吸收外還剩1體積O2，若樣品中無Na2CO3，則無其他CO2，兩者體積比為3∶1。

答案：3

（4）讀取裝置Ⅰ中量筒的體積為VmL，用含m、V的表達式表示樣品中Na2CO4的百分含量為。

解析：Ⅰ中氣體就是O2，這些O2與過碳酸鈉的關系式為2Na2CO4～O2，根據常溫常壓下，Vm＝24.5L·mol－1，VmLO2的物質的量為＝mol，過碳酸鈉的物質的量為2×mol，則過碳酸鈉的含量為×100%＝%。

答案：%

（5）下列實驗操作，可能會造成測定結果偏高的操作有（填字母）。

A.若在導管b加一個止水夾并關閉止水夾

B.反應結束后，量筒液面高于水槽液面

C.反應結束后立即對量筒讀數

D.稱量樣品時，有樣品黏在濾紙上

解析：過碳酸鈉的含量表達式為%，其中V是Ⅰ中量筒收集的O2體積，m為樣品的質量。由表達式可知，測量的氣體體積的大小決定純度的高低；若在導管b加一個止水夾并關閉止水夾，硫酸占有體積，氣體體積變大，導致測定結果偏高，A選；

答案：ABC

5.某研究小組為了探究化合物X的組成，設計并完成了如圖實驗：

②氣體A為非金屬氣體單質，單質D常用來制作信號彈和煙火；

③金屬化合物C是僅由兩種相鄰且同周期的金屬元素組成的。

請回答下列問題：

（1）白色膠狀沉淀F為（填化學式），金屬化合物C的組成為（寫最簡比）。

（2）化合物X的一價陰離子與CH4具有相同的空間結構，寫出該陰離子的電子式：。

（3）③中通入過量CO2的目的是。

已知：①化合物X由三種短周期元素（均不同主族）組成，且陰、陽離子個數之比為2∶1；

（4）氣體A與單質D制備化合物H的過程中，通常產品中會夾雜單質D。有同學設計了如圖所示的實驗裝置，檢驗mg產品中單質D的含量。

①寫出化合物H與冷水反應的化學方程式：

。

②裝置中導管a的作用是。

③設該狀態下的氣體的摩爾體積為VmL·mol－1，實驗前后堿式滴定管中液面讀數分別為V1mL、V2mL。則產品中單質D的含量為（用含m、Vm、V1、V2的代數式表示，忽略單質D與冰水的反應）。

解析：根據單質D常用來制作信號彈和煙火，推出單質D為Mg；根據單質B與金屬化合物C和過量氫氧化鈉反應可得到非金屬單質氣體A，推出氣體A為H2；根據已知①和③，及向溶液E中通入過量二氧化碳有膠狀沉淀F[Al（OH）3]生成，推出組成X的另一種元素為鋁元素。根據圖中已知的量可算出n[Al（OH）3]＝0.09mol，n（Mg）＝0.045mol，推出化合物X中：m（Al）＝2.43g，m（Mg）＝1.08g、m（H）＝0.36g（即0.36mol氫原子），結合已知①推出化合物X中N（Al）∶N（Mg）∶N（H）＝2∶1∶8，化合物X為Mg（AlH4）2。

（3）③中通入過量CO2目的是使溶液中的Al完全轉化為Al（OH）3沉淀。

（4）①氫氣與鎂反應生成氫化鎂，氫化鎂中氫元素化合價為－1價，與水發生歸中反應，其化學方程式為MgH2＋2H2OMg（OH）2＋2H2↑；②裝置中導管a的作用是：保持分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，使液體能順

利流下；③堿式滴定管的0刻度在上方，實驗前堿式滴定管中的液面低于實驗后堿式滴定管的液面高度，即V1＞V2，又因為鎂與冷水不反應，則：

MgH2＋2H2OMg（OH）2↓＋2H2↑

26g2mol

m（MgH2）

解得m（MgH2）＝g，

故鎂的質量分數為×100%＝×100%。

答案：（1）Al（OH）3Mg3Al2

（2）[H︰︰H]－

（3）使溶液中的Al完全轉化為Al（OH）3沉淀

（4）①MgH2＋2H2OMg（OH）2＋2H2↑

②保持分液漏斗內氣體壓強與錐形瓶內氣體壓強相等，使液體能順利流下

③×100%

6.四氯化錫（SnCl4），常溫下為無色液體，易水解。某研究小組利用氯氣與硫渣反應制備四氯化錫，其過程如圖所示（夾持、加熱及控溫裝置略）。

硫渣的化學組成

物質SnCu2SPbAsSb其他雜質

質量分數/%64.4325.827.341.230.370.81

氯氣與硫渣反應相關產物的熔、沸點

物質性質SnCl4CuClPbCl2AsCl3SbCl3S

熔點/℃－33426501－1873112

沸點/℃1141490951130221444

（1）A裝置中，盛濃鹽酸裝置中a管的作用是，b瓶中的試劑是。

解析：由題圖可知，裝置A用于制備Cl2，飽和食鹽水用于除去Cl2中的HCl，B裝置為反應裝置，在Cl2參與反應前要經過干燥，故飽和食鹽水后為裝有濃硫酸的洗氣瓶，制備產品SnCl4，裝置C為蒸餾裝置，用于分離提純產品。

（1）裝置A中盛濃鹽酸的儀器為恒壓滴液漏斗，其中a管主要用于平衡燒瓶和恒壓滴液漏斗中的壓強，使濃鹽酸順利流入燒瓶中；Cl2在參與反應前要經過干燥，所以b瓶中的試劑為濃硫酸。

答案：平衡氣壓，使濃鹽酸順利流入燒瓶中濃硫酸

請回答以下問題：

①生成SnCl4的化學反應方程式為。

②其中冷凝水的入口是，e中試劑使用堿石灰而不用無水氯化鈣的原因是。

（2）氮氣保護下，向B裝置的三頸瓶中加入適量SnCl4浸沒硫渣，通入氯氣發生反應。

③實驗中所