2020届高考化学二轮复习化学综合实验作业 练习

化学实验题
1.(2019安徽合肥二模)实验室中采用废旧易拉罐(主要成分为Al,含少量Fe、Mg杂质)制备明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的过程如图所示:
易拉罐滤液A沉淀B溶液C明矾
下列说法不正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.试剂①可以选用NaOH溶液
B.NH4HCO3用于调节滤液A的pH
C.操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
D.明矾溶液显酸性,常作消毒杀菌剂
2.海水化学资源开发利用的部分过程如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.从海水中得到粗盐主要是通过蒸发操作实现的
B.用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
C.在步骤③中可通入Cl2使溴离子被还原为Br2
D.在步骤④中,SO2水溶液吸收Br2后,溶液的pH增大
3.(2019福建泉州一模)用废铁屑制Fe2O3的一种流程如下图:

下列说法不正确的是(　　)
A.热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污
B.操作a是萃取
C.冰水既可洗去杂质又可减少固体的溶解
D.Fe2O3可用作红色颜料
4.(2019广东广州一模)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示:

下列叙述错误的是(　　)
A.回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B.“沉淀”为Al2(CO3)3
C.“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶
D.上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
5.(2019辽宁沈阳质检)从海水晒盐的母液中提取金属镁的一种工艺流程如下:

下列说法不正确的是(　　)
A.步骤①沉镁可加入石灰乳,说明Mg(OH)2的溶解度更小
B.步骤③脱水时,在空气中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2
C.步骤④电解熔融MgCl2时,阴极有金属Mg析出
D.设计步骤①、②、③的主要目的是富集镁元素
6.(2019广东珠海一模)海藻中含有丰富的碘元素(以I-形式存在)。实验室中提取碘的流程如下图所示:
海藻海藻灰悬浊液含I-的溶液含I2的溶液碘的有机溶液晶体碘

上述流程中步骤①~④对应的装置图正确的是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
7.(2019江西南康中学二模)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下,下列叙述不正确的是(　　)

A.加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4
B.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3
C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5
D.烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来
8.(2019山东济宁一模)从粗铜精炼的阳极泥(主要含有Cu2Te)中提取粗碲的一种工艺流程如图(已知TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱)。下列有关说法正确的是(　　)

A.“氧化浸出”时为使碲元素沉淀充分,应加入过量的硫酸
B.“过滤”用到的玻璃仪器:分液漏斗、烧杯、玻璃棒
C.“还原”时发生的离子方程式为2SO32-+Te4++4OH-Te↓+2SO42-+2H2O
D.判断粗碲洗净的方法:取少量最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,没有白色沉淀生成

9.(2019辽宁抚顺一模)氮化钙(Ca3N2)是一种重要的化学试剂,通常条件下为棕色易水解的固体。某小组在实验室制备氮化钙并测定其纯度,设计如下实验(夹持装置略去)。
Ⅰ.氮化钙的制备
(1)按气流由左到右的方向,下列装置合理的连接顺序为　　　　　　(填仪器接口字母,装置不能重复使用)。 

(2)C装置的硬质玻璃管中的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)用离子方程式和必要的文字说明装置A的作用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)若用下图装置F替代上述流程中的A装置,请补充以下实验步骤:

①检查装置气密性后,装入药品。
②打开分液漏斗活塞,先点燃装置　　　　　　　处酒精灯,再点燃装置　　　　　　　　　　　　处酒精灯,反应一段时间。 
③先熄灭装置　　　　处酒精灯,再熄灭装置　　　处酒精灯,最后关闭分液漏斗活塞。 
(5)请用化学方法确定氮化钙中含有未反应的钙,写出实验操作及现象　　　　　　　　　　。 
Ⅱ.测定氮化钙的纯度
①称取3.9 g反应后的固体,加入足量的水,将生成的气体全部蒸出并通入100.00 mL 1.00 mol·L-1盐酸中,充分反应后,将所得溶液稀释到200.00 mL。
②取20.00 mL稀释后的溶液,用0.2 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定过量的盐酸,到终点时消耗标准溶液25.00 mL。
(6)所得固体中氮化钙的质量分数为　　　　　　　　　　　　　。 
10.(2019陕西咸阳三模)实验能力和创新意识是化学学科核心素养的重要内容之一。某研究性学习小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+。发现和探究过程如下:向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物:
①检验上层清液中所含离子的种类,取上层清液,滴加　　　　　　　　,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+。 
②经检验黑色固体为Ag,检验方法是取出少量黑色固体洗涤后,加入适量稀硝酸使固体溶解,再滴加　　　　　　(填试剂),产生　　　　　　　　(填现象)。 
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 
针对这两种观点继续实验,取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
Ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
Ⅱ
30
产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深
Ⅲ
120
产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅

(查阅资料可知,Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
(3)实验中溶液变为红色的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,产生白色沉淀说明存在　　　　　　　(填离子符号)。 
(4)对产生Fe3+的原因做如下假设。
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+
假设b:空气中存在O2发生反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
假设c:酸性溶液中的NO3-将Fe2+氧化为Fe3+
假设d:溶液存在Ag+将Fe2+氧化为Fe3+
下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,并可证实假设d成立。
①实验:向硝酸酸化的　　　　　　溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。 
②实验Ⅱ的现象说明发生了反应　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 
(5)实验Ⅱ中发生的反应可以用下列装置来验证。其中甲溶液是　　　　　　　,分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,　　　　　　(填“前者”或“后者”)红色更深。 


11.(2019甘肃兰州调研)硫代硫酸钠(Na2S2O3)在生产生活中具有广泛应用。回答下列问题:
Ⅰ.工业上普遍使用Na2SO3与硫黄共煮制备Na2S2O3,装置如图1。

图1
(1)打开K1,关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量试剂甲并加热。试剂甲为　　　　　　　　,装置B和D的作用是　　　　　　　　。 
(2)始终保持C中溶液呈碱性、加热产生Na2S2O3,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。反应一段时间后,C中硫粉逐渐减少,及时打开K2、关闭K1并停止加热,将C中所得混合物分离提纯后即得到Na2S2O3。若不及时关闭K1,将导致C中溶液呈酸性、发生副反应产生S和　　　　　　　　　　。 
Ⅱ.利用SO2与Na2CO3、Na2S的混合溶液反应也能制备Na2S2O3,所需仪器如图2。

图2
(3)装置G中Na2CO3与Na2S的最佳物质的量之比为　　　　　　　　。 
(4)从左到右连接各仪器,接口顺序为:　　　　接g、h接　　　　、　　　　接　　　　、　　　　接d。 
Ⅲ.常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+的浓度。
(5)取废水20.00 mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤洗涤后用适量稀酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,将Cr2O72-充分反应:Cr2O72-+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后加入淀粉溶液作指示剂,用0.010 0 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定:I2+2S2O32-S4O62-+2I-。当溶液　　　　　　　　即为终点。平行滴定3次,消耗Na2S2O3溶液的平均用量为18.00 mL,则该废水中Ba2+的物质的量浓度为　　　　　　　　。 
12.KMnO4在生产和生活中有着广泛用途,某化学小组在实验室制备KMnO4并探究其性质。请回答:
(一)KMnO4的制备,分步骤Ⅰ、Ⅱ两步进行。
步骤Ⅰ.先利用下图所示装置制备K2MnO4

(1)装置A应选用　　　　　(填“a”“b”或“c”)。 
(2)装置B中所盛试剂的名称为　　　　　　　　。 
(3)装置C处反应生成K2MnO4的化学方程式为  　。 
步骤Ⅱ.由K2MnO4制备KMnO4。已知:K2MnO4易溶于水,水溶液呈墨绿色。
主要过程如下:
①充分反应后,将装置C处所得固体加水溶解,过滤;
②向滤液中通入足量CO2,过滤出生成的MnO2;
③将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,得KMnO4晶体。
(4)过程②向滤液中通入足量CO2,可观察到的现象为　 ; 
该步反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　　　　　。 
(二)KMnO4的性质
已知:KMnO4具有强氧化性,可与草酸(H2C2O4)反应。
(5)写出酸性KMnO4溶液与草酸反应的离子方程式:　 。 
(6)基于(5)的反应原理,探究浓度对化学反应速率的影响。
可供选择的试剂有:①0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液;②0.3 mol·L-1酸性KMnO4溶液;③0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液;④0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液
所选试剂为　　　　　　(填序号);简要描述所设计的实验方案:　   　。 


参考答案
1.D　解析 易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质,试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质,NaOH溶液可溶解Al,但不溶解Fe、Mg杂质,A项正确;滤液A中铝元素以AlO2-形式存在,NH4HCO3用于调节滤液A的pH使AlO2-转化为Al(OH)3沉淀,B项正确;根据题知溶液C需要蒸发浓缩、冷却结晶可析出晶体,过滤、洗涤、干燥得到明矾晶体,故操作a是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,C项正确;有强氧化性的物质能够杀菌消毒,明矾不具有强的氧化性,不能杀菌消毒,D项错误。
2.A　解析 从海水中得到粗盐采用蒸发的方法,故A正确;在NaHCO3或Na2CO3的溶液中加入澄清石灰水,现象均为产生白色沉淀,所以不能用澄清石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3,故B错误;步骤③中发生反应的化学方程式为2NaBr+Cl2Br2+2NaCl,Br的化合价由-1价升高为0价,溴离子被氧化为Br2,故C错误;步骤④中用SO2水溶液吸收Br2,发生反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr,溶液的酸性增强,pH减小,故D错误。
3.B　解析 热的纯碱溶液可去除废铁屑表面的油污,故A项正确;操作a是过滤,故B项错误;冰水既可洗去杂质又能降低温度,可减少固体的溶解,故C项正确;Fe2O3俗称铁红,可用作红色颜料,故D项正确。
4.B　解析 可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾,废易拉罐属于可回收垃圾,回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用,选项A正确;偏铝酸钠与碳酸氢铵发生反应生成碳酸钠、碳酸铵和氢氧化铝,故“沉淀”为Al(OH)3,选项B错误;沉淀溶解于稀硫酸,再加入硫酸钾,“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶,最后得到明矾,选项C正确;题给流程中可用过量CO2代替NH4HCO3,过量二氧化碳与偏铝酸钠溶液反应得到氢氧化铝沉淀,选项D正确。
5.B　解析 母液中加入石灰乳,石灰乳与镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,选项A正确;因镁离子水解,脱水时应在HCl气氛中进行,防止MgCl2发生水解,选项B不正确;电解熔融MgCl2时,镁离子在阴极放电生成Mg,选项C正确;海水中镁离子浓度较小,步骤①②③的主要目的是富集镁元素,选项D正确。
6.C　解析 海藻灼烧应该选择坩埚,不能在烧杯中进行,A错误;过滤时装置图中缺少玻璃棒引流,B错误;用四氯化碳萃取碘水中的I2单质,要使用分液漏斗,分液漏斗下口应紧靠在烧杯的内壁,C正确;分离沸点不同的液态物质用蒸馏方法,温度计不能伸入到液面下,温度计水银球部分要在蒸馏烧瓶支管口附近,冷凝管中的冷却水应下进上出,D错误。
7.C　解析 煅烧FeS2时会生成SO2,加入CaO会与SO2反应,减少SO2的排放,而且CaSO3最后也会转化为CaSO4,A项不符合题意;滤液为NaAlO2溶液,通入CO2可生成Al(OH)3,过滤、洗涤、煅烧可以得到Al2O3,B项不符合题意;隔绝空气焙烧时,发生的反应为FeS2+16Fe2O32SO2+11Fe3O4,理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶16,而不是1∶5,C项符合题意;Fe3O4具有磁性,能够被磁铁吸引,D项不符合题意。
8.D　解析 由题中信息可知,TeO2微溶于水,易溶于强酸和强碱,是两性氧化物。Cu2Te与硫酸、氧气反应生成硫酸铜和TeO2,硫酸若过量,会导致TeO2溶解,造成原料的利用率降低,故A错误;“过滤”用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,故B错误;Na2SO3加入到Te(SO4)2溶液中进行还原得到固态碲,同时生成Na2SO4,该反应的离子方程式为2SO32-+Te4++2H2OTe↓+2SO42-+4H+,故C错误;通过过滤从反应后的混合物中获得粗碲,粗碲表面附着液中含有SO42-,取少量最后一次洗涤液,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀生成,则说明洗涤干净,故D正确。

9.答案 (1)i—ab—gh—ef—dc
(2)固体逐渐变成棕色
(3)除去空气中的氧气(4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O),避免氧气与金属钙反应,使产品不纯
(4)②F　C　③C　F
(5)取少量反应后的物质置于试管中,加入适量水,用排水法收集到无色气体,则证明产物中含有未反应的钙
(6)94.9%
解析 (1)E装置中装有空气,提供反应物N2;A装置可除去空气中的氧气;D装置中盛有碱石灰,可除去空气中的水蒸气和酸性气体;C装置是制备产物氮化钙;B装置中浓硫酸吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入C中。故装置的连接顺序为:i—ab—gh—ef—dc。
(2)C装置中发生反应:N2+3CaCa3N2,钙为银白色固体,氮化钙为棕色固体,装置C的硬质玻璃管中的现象为银白色金属逐渐变为棕色。
(3)氮化钙(Ca3N2)是一种重要的化学试剂,通常条件下为棕色易水解的固体,装置A中酸化的FeSO4溶液具有还原性,空气中的O2具有氧化性,FeSO4在酸性条件下和O2发生氧化还原反应:4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,避免氧气与金属钙反应,使产品不纯。
(4)E装置中装有空气,打开分液漏斗活塞,向装置中通入空气,实验开始先点燃装置F处酒精灯使装置F的反应发生,除去装置内的氧气,再点燃C装置处酒精灯,反应一段时间实验结束,先停止C处的热源,再关F处的酒精灯防止空气中的氧气跟钙反应生成杂质。
(5)氮化钙与水反应生成氨气,钙与水反应生成氢气,氢气难溶于水,氨气极易溶于水,检验生成的气体有氢气即可确定氮化钙中含有未反应的钙,具体方法为:取少量反应后的物质置于试管中,加入适量水,用排水法收集到无色气体,则证明产物中含有未反应的钙,则证明Ca3N2中混有钙单质。
(6)剩余的盐酸中HCl的物质的量为n1=200 mL20 mL×0.2 mol·L-1×0.025 L=0.05 mol,故参与反应的盐酸中HCl的物质的量为n2=1 mol·L-1×0.1 L-0.05 mol=0.05 mol,氮化钙与水反应生成氨气,氨气与盐酸反应生成NH4Cl,所以n(NH3)=n2=0.05 mol,根据氮元素守恒:Ca3N2~2NH3,则n(Ca3N2)=0.025 mol,则氮化钙的质量分数=0.025mol×148 g·mol-139 g≈94.9%。
10.答案 (1)①K3[Fe(CN)6]　②稀盐酸　白色沉淀
(2)2Fe3++Fe3Fe2+
(3)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3　Ag+
(4)①0.05 mol·L-1的NaNO3　②Ag++Fe2+Ag+Fe3+
(5)FeSO4溶液　后者
解析 (1)①检验Fe2+存在,滴加K3[Fe(CN)6]可产生蓝色沉淀;②Ag与稀硝酸反应生成硝酸银,检验Ag+可以滴加稀盐酸,出现白色沉淀。
(2)铁离子有较强的氧化性,可以与铁反应,离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。
(3)溶液变为红色的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,根据题干信息,白色沉淀应为AgSCN,产生白色沉淀说明存在Ag+。
(4)①为了验证Ag+将Fe2+氧化为Fe3+,可将硝酸银溶液换成0.05 mol·L-1的NaNO3溶液;②实验Ⅱ的现象说明Ag+的量减少、Fe2+向Fe3+转化,发生的反应为Ag++Fe2+Ag+Fe3+。
(5)若要验证Ag+可以氧化Fe2+,可以利用原电池原理,需要甲溶液中含有Fe2+,所以甲溶液为FeSO4溶液;电池工作一段时间后会生成Fe3+,所以后者颜色深。
11.答案 Ⅰ.(1)浓硫酸　吸收SO2,防止污染空气
(2)S+SO2+Na2CO3Na2S2O3+CO2　NaHSO3
(3)1∶2
(4)a　b　c　e　f
(5)蓝色褪去且在半分钟内不恢复　0.003 00 mol·L-1
解析 Ⅰ.(1)A为二氧化硫的制备装置,故试剂甲为浓硫酸,装置B和D中需盛碱液(如NaOH溶液),其作用是吸收SO2,防止污染空气。
(2)C中反应物是SO2、Na2CO3溶液和硫粉,根据题意首先SO2和Na2CO3溶液发生反应生成Na2SO3和CO2,然后Na2SO3和S反应制备Na2S2O3,总反应为S+SO2+Na2CO3Na2S2O3+CO2;若不及时关闭K1,将导致C中溶液呈酸性而发生副反应Na2S2O3+SO2+H2O2NaHSO3+S↓。
Ⅱ.(3)装置G中发生反应的化学方程式为Na2CO3+2Na2S+4SO23Na2S2O3+CO2,故Na2CO3和Na2S的最佳物质的量之比为1∶2。
(4)需按下列顺序连接装置,I(实验后期关闭K1,打开K2可吸收多余SO2)→H(制取SO2)→E(安全装置)→G(制取Na2S2O3)→F(吸收SO2尾气),所以各接口的顺序为:a接g、h接b、c接e、f接d。
Ⅲ.(5)向碘的淀粉蓝色溶液中滴加Na2S2O3溶液,滴定终点为蓝色褪去且在半分钟内不恢复。相关物质转化的关系式为2Ba2+~2BaCrO4~Cr2O72-~3I2~6S2O32-,n(Ba2+)=n(S2O32-)×13=18.00×10-3 L×0.010 0 mol·L-1×13=6×10-5 mol,c(Ba2+)=6×10-5mol20×10-3L=0.003 00 mol·L-1。
12.答案 (1)b　(2)浓硫酸
(3)4KOH+2MnO2+O22K2MnO4+2H2O
(4)墨绿色溶液变为紫红色,同时有黑色固体生成　1∶2
(5)2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
(6)①③④　取两支试管,分别加入等体积的0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液,再分别向其中加入过量的等体积不同浓度的H2C2O4溶液,H2C2O4溶液浓度越大褪色越快
解析 (1)要生成锰酸钾,需要用到强氧化剂,因此A装置提供的气体具有强氧化性。所以应选用b装置制备氧气。(2)装置B的作用是干燥氧气,其中所盛试剂为浓硫酸。(3)装置C处反应生成K2MnO4,同时根据原子守恒,还有水生成。(4)过程②向滤液中通入足量CO2,锰酸钾转化为二氧化锰和高锰酸钾,因此可观察到墨绿色溶液变为紫红色,同时有黑色固体生成,该步反应中二氧化锰是还原产物,高锰酸钾是氧化产物,即锰元素部分从+6价降低到+4价,部分升高到+7价,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。(5)酸性KMnO4溶液与草酸发生氧化还原反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。(6)要探究浓度对化学反应速率的影响,需要固定一种物质的浓度,而改变另一种物质的浓度,由于可以通过观察溶液颜色的变化判断反应快慢,因此固定高锰酸钾溶液的浓度,而②的浓度太大,所以选择的试剂是①③④,实验方案为:取两支试管,分别加入等体积的0.01 mol·L-1 KMnO4酸性溶液,再分别向其中加入过量的等体积不同浓度的H2C2O4溶液,H2C2O4溶液浓度越大褪色越快。