2023学年高考化学一轮复习核心素养测评三十六物质制备型综合实验含解析苏教版.doc

物质制备型综合实验 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分) 1.(2023年·郑州模拟)实验室利用乙醇催化氧化法制取并纯化乙醛的实验过程中,下列装置未涉及的是 (　　) 【解析】选C。乙醇催化氧化生成乙醛和水:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,其中B装置是发生装置,而A、D分离提纯得到纯化乙醛,所以未涉及的是C装置。 2.下列有机物只用一种常用试剂无法鉴别的是 (　　) A.乙醇、乙酸、溴苯　　 B.汽油、乙醇、四氯化碳 C.己烷、苯、甲苯 D.己烯、苯、乙酸 【解析】选C。乙酸具有酸性,可与碳酸钠溶液反应生成气体,乙醇易溶于水,而溴苯不溶于水,则可用碳酸钠溶液鉴别,故A不选;汽油不溶于水,密度比水小,乙醇易溶于水,四氯化碳不溶于水,密度比水大,则加入水,现象各不相同,可用水鉴别,故B不选;都不溶于水,且密度比水小,加入一种试剂不能鉴别,故C选;己烯可与溴水发生加成反应,加入溴水,溶液褪色,苯不溶于水,加入溴水,有色层在上层,可鉴别,故D不选。 3.(金榜原创)锌与一定浓度的硫酸溶液反应,可用如下装置探究反应产物,若实验在标准状况下进行,下列说法正确的是 (　　) A.硫酸在反应中只作氧化剂 B.若6.5 g锌与硫酸反应后,硫酸有剩余,氢氧化钠溶液增重为6.4 g,此时无法确定量气管中是否收集到气体 C.若a g锌与足量硫酸反应完全后,氢氧化钠溶液增重b g,量气管内收集到V mL气体,则=+ D.装有无水氯化钙的U形管撤走后,H2与SO2物质的量之比的测量结果偏大 【解析】选C。硫酸在与锌反应时,既作氧化剂,又表现酸性作用,A错误; 6.5 g(0.1 mol)锌与硫酸反应生成SO2的反应方程式为Zn+2H2SO4ZnSO4+SO2↑+2H2O,若NaOH溶液增重,则收集到6.4 g(0.1 mol)SO2,此时可确定,无H2产生,B错误;锌与硫酸反应生成H2～2e- ,生成SO2～2e- ,根据电荷守恒,可知=+,C正确;无水氯化钙用于干燥产生的气体,若撤去U形管,会导致SO2测量结果偏大,则H2与SO2的物质的量之比测量结果偏小,D错误。 4.(2023年·厦门模拟)实验室制备 NaClO2的装置如下图,其中C装置内生成ClO2,下列说法正确的是 (　　) A.实验开始时,应打开分液漏斗的活塞及弹簧夹乙,关闭弹簧夹甲 B.可用98.3%硫酸代替70%硫酸 C.H2O2是制备 NaClO2反应的还原剂 D.F中的试剂可用饱和Ca(OH)2溶液 【解析】选C。C装置中的竖直玻璃管用于平衡系统的气压并可防止堵塞。实验开始时,应打开弹簧夹甲,故A错误;98.3%硫酸中硫酸大多以分子的形式存在,不能电离出氢离子,其与亚硫酸钠反应较慢,不能用其代替75%的硫酸,故B错误;C中产生ClO2通入D中后与H2O2反应生成NaClO2时,氯元素的化合价降低被还原,故H2O2作还原剂,C正确;饱和Ca(OH)2溶液浓度较低,无法充分吸收尾气中的二氧化硫和二氧化氯,故D错误。 二、非选择题(本题包括2小题,共26分) 5.(12分)(2023年·曲靖模拟)三氯乙醛是基本有机合成原料之一,是生产农药、医药的重要中间体。某化学兴趣小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。 查阅资料,有关信息如下: ①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl 可能发生的副反应:C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClOCCl3COOH(三氯乙酸)+HCl ②相关物质的相对分子质量及部分物理性质: C2H5OH CCl3CHO CCl3COOH C2H5Cl 相对分子 质量 46 147.5 163.5 64.5 熔点/℃ -114.1 -57.5 58 -138.7 沸点/℃ 78.3 97.8 198 12.3 溶解性 与水互溶 可溶于水、 乙醇 可溶于水、乙 醇、三氯乙醛 微溶于水, 可溶于乙醇 (1)仪器E的名称是________________________,冷凝水的流向是____________进____________出(填“a”或“b”)。  (2)该设计流程中存在一处缺陷,该缺陷是 ___________________________,  引起的后果是 ___________________________。  (3)仪器A中发生反应的离子方程式为 ___________________________。  (4)该装置C可采用_______________________加热的方法以控制反应温度在 70 ℃左右。  (5)装置D干燥管的作用为________________________, 装置 D烧杯中的试剂是________________________。  (6)反应结束后,从C中的混合物中分离出CCl3COOH的方法是_____________ _______________(填名称)。  (7)已知:常温下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5mol·L-1,请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱: _______________________。  【解析】(1)根据仪器构造可知E是球形冷凝管,水的流向应该是下口进上口出。 (2)生成的氯气中含有水蒸气,氯气能与水反应生成HCl与HClO,会发生CCl3CHO+HClOCCl3COOH+HCl、C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O,导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多。 (3)高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气与水,反应的离子方程式为2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。 (4)控制反应温度在70 ℃左右,应采取水浴加热。 (5)由于最终排出的气体中含有氯气和氯化氢,所以需要用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气。干燥管的作用是防止倒吸。 (6)CCl3COOH溶于乙醇与CCl3CHO,应采取蒸馏方法进行分离。 (7)分别测定0.1 mol·L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小,说明三氯乙酸电离程度比乙酸的大,则三氯乙酸的酸性比乙酸的强。 答案:(1)球形冷凝管　a　b　(2)缺少干燥氯气的装置　导致装置C中副产物CCl3COOH、C2H5Cl增多 (3)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O　(4)水浴　(5)防止液体倒吸　 氢氧化钠溶液　(6)蒸馏　(7) 分别测定0.1 mol·L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小,说明三氯乙酸酸性比乙酸的强 6.(14分)(2023年·江淮十校联考)某活动小组利用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体[K3Fe(C2O4)3·3H2O]并测定其组成。 实验一:制备硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]。 小组同学设计如图所示装置(夹持仪器略去)。 称取一定量的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50～60℃热水浴中加热,充分反应。待锥形瓶中溶液冷却后加入氨水,搅拌使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。 (1)废铁屑在使用前需要用热的饱和碳酸钠溶液进行洗涤,目的是 _______。  (2)在实验中选择50～60℃热水浴的原因是 _________________________,  KMnO4溶液的作用是 ___________________________________________。  (3)若要确保获得浅绿色悬浊液,实验过程应注意的是____________(填字母)。  A.保持铁屑过量 B.控制溶液呈强酸性 C.持续升高温度 实验二:制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 实验小组用实验一锥形瓶中的悬浊液设计以下实验流程制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体。 (4)写出步骤Ⅰ生成黄色沉淀(FeC2O4·2H2O)的化学方程式: _____________。  (5)小组同学准确称取了m g废铁屑,经过以上步骤(假设过程中铁没有损失)得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体并配制成了250 mL溶液,取25 mL该溶液于锥形瓶中,加入2 mol·L-1硫酸溶液15 mL,滴入二苯胺磺酸钠作指示剂,用c mol·L-1的K2Cr2O7标准液滴定至紫红色,进行了三次平行实验,平均消耗标准液V mL,已知Cr2在酸性介质中被还原为Cr3+,则废铁屑中铁元素的质量分数为_______ _____(用相关字母表示)。  【解析】废铁屑使用热的饱和碳酸钠溶液洗涤是为了去除铁屑上的油污,水浴加热的目的是控制温度,加快反应的速率,同时防止温度过高,氨水挥发过多,原料利用率降低。由于铁屑中含有S,因此会产生SO2,同时氨水易挥发,因此高锰酸钾溶液吸收这些气体,防止污染空气。由于Fe2+易被氧化,所以为防止其被氧化,铁屑应过量,同时为抑制Fe2+的水解,所以溶液要保持强酸性。利用电子守恒可知:3C2～Cr2,n(Cr2)=cV×10-3mol,所以,n(C2)=3cV×10-3mol,在三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体中,Fe3+～3C2,所以:n(Fe3+)=cV×10-3 mol,铁的质量分 数w=×100%=%。 答案:(1)除去废铁屑上的油污 (2)受热均匀,加快反应速率,防止温度过高,氨水挥发过多,原料利用率降低(答案合理即可) 吸收氨气、二氧化硫等气体,防止污染空气 (3)AB (4)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O+H2C2O4FeC2O4·2H2O↓+(NH4)2SO4+H2SO4+4H2O (5)% 【加固训练】 　　(2023年·汉中模拟)硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂,用于制作药品、染料、表面活性剂等。有关物质的部分性质如下表: 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其他性质 SO2Cl2 -54.1 69.1 ①易水解,产生大量白雾 ②100 ℃以上易分解为SO2和Cl2 H2SO4 10.4 338 具有吸水性且难分解 实验室用干燥而纯浄的二氧化硫和氯气合成硫酰氯,反应的热化学方程式为SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)　ΔH=-97.3 kJ· mol-1 反应装置如图所示(夹持仪器已省略),请回答有关问题: (1)仪器B的名称为____________;  (2)仪器A的作用是__________________________;  (3)装置乙中盛放的试剂为____________,在实验室用氢氧化钠溶液吸收多余硫酰氯的离子反应方程式为________________________________;  (4)为提高本实验中硫酰氯的产率,在实验操作中需要注意的事项有_________ (填序号);  ①先通冷凝水,再通气体 ②控制气流速率,宜慢不宜快 ③若三颈烧瓶发烫,可适当降温 ④加热三颈烧瓶 (5)少量硫酰氯也可用氯磺酸(ClSO3H)分解获得,该反应的化学方程式为2ClSO3HH2SO4+SO2Cl2,此方法得到的产品中会混有硫酸。 ①分解产物中分离出硫酰氯的实验操作名称为_________。  ②某同学为检验硫酰氯产品中是否混有硫酸设计实验如下:取少量产品溶于水,加入盐酸酸化的氯化钡溶液,振荡,观察到有白色沉淀生成,则认为产品中含有硫酸。该同学的结论是否正确,请说明理由__________________。  【解析】(1)仪器B的名称为球形干燥管。(2)仪器A是冷凝管,作用是冷凝回流。(3)由KClO3和浓盐酸反应制得的Cl2中混有HCl和水蒸气,丙中盛放饱和NaCl溶液除去HCl,浓硫酸具有吸水性,装置