2019年高考化学三轮复习主观题押题练：主观题26题-综合实验题

主观题26题综合实验题1．实验室可用氯气与一氧化氮在常温常压条件下合成亚硝酰氯（NOCl）。已知亚硝酰氯是一种黄色气体，熔点：－64.5℃，沸点：－5.5℃，遇水易反应生成一种无氧酸和两种氮的常见氧化物（1）甲组同学拟制备原料气NO和Cl2制备装置如图所示①为制备并得到纯净干燥的气体，补充下表中缺少的药品。装置I中药品装置II中药品蒸馏烧瓶a仪器制备纯净Cl2KMnO4浓盐酸（i）___________制备纯净的NOCu（ii）__________水②仪器a的名称为____；装置Ⅲ的作用是______________。（2）乙组同学对甲组同学制取NO的装置略加改良，利用甲组制得的Cl2共同制备NOCl，装置如下图所示①组装好实验装置，检查气密性，依次装入药品。此实验关健操作有两点：I将Cl2充满D装置的三颈瓶；Ⅱ，A中反应开始时，先关闭K2，打开K1，待NO充满装置后关闭K1，打开K2。这两步操作都要“充满”，目的是__________。②装置B中水的作用是___________________（用化学方程式表示）。③若装置C中压强过大，可以观察到的现象是________________。④装置D中冰盐水的作用是___________________________。⑤如果去掉盛有浓硫酸的C、装有无水CaCl2的E两装置，对该实验的主要影响是________（用化学方程式表示）。1.【答案】（1）饱和食盐水或：饱和NaCl溶液稀硝酸或：稀HNO3分液漏斗干燥NO或Cl2或除去NO或Cl2中的水蒸气（2）排尽装置中的空气3NO2＋H2O=2HNO3＋NO长颈漏斗中的液面上升液化亚硝酰氯，便于产品收集2NOCl＋H2O=2HCl＋NO↑＋NO2↑【解析】（1）①制备纯净氯气，根据装置图，图I制备出的氯气含有HCl和H2O，装置Ⅱ的作用是吸收HCl，盛放试剂是饱和食盐水；制备纯净的NO，利用铜和稀硝酸的反应，分液漏斗中盛放的是稀硝酸；②仪器a为分液漏斗，根据实验目的，装置Ⅲ的作用是干燥NO和Cl2；（2）①两步操作都要“充满”的目的是排尽装置中空气；②装置A产生NO，NO与烧瓶中O2发生反应生成NO2，装置B的作用是吸收NO2，发生3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；③压强过大，装置C中长颈漏斗中的液面上升；④依据实验目的，以及亚硝酰氯的物理性质，装置D中冰盐水的作用是液化亚硝酰氯，便于产品收集；⑤浓硫酸C干燥NO气体，无水CaCl2的作用是防止空气水蒸气进入装置D，亚硝酰氯遇水反应生成一种无氧酸和两种氮的常见氧化物，因此缺少这两个装置后，发生2NOCl＋H2O=2HCl＋NO↑＋NO2↑。2．(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)有广泛的用途，实验室中通过如下方法制备：①不断搅拌条件下，在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全；②取下三颈烧瓶，测得反应液的pH＝4.1；③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体请回答下列问题：（1）实验室可利用Na2SO3和较浓的硫酸制备少量SO2气体，该反应的化学方程式为_________________________________________________。硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出，原因是___________________________。制备、收集干燥的SO2气体时，所需仪器如下。装置A是气体发生装置，按气流方向连接各仪器口，顺序为a→________→________→________→________→f。装置D的作用是____________________________________________。（2）步骤①反应的离子方程式为______________________________________，合成Na2S2O5的总化学方程式为_______________________________。（3）在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠(Na2S2O4)，反应的离子方程式为__________________________________。（4）工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物，有机物总含碳量用TOC表示，常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物，即通过向废水中加入H2O2，以Fe2+作催化剂，产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来氧化降解废水中的有机物。①其他条件一定时，n(H2O2)∶n(Fe2+)的值对TOC去除效果的影响如图1所示：当TOC的去除率最大时，n(H2O2)∶n(Fe2+)＝________。②在pH＝4.5，其他条件一定时，H2O2的加入量对TOC去除效果的影响如图2所示，当H2O2的加入量大于40mL·L−1时，TOC去除率反而减小的原因是______________________________________________________________________。2.【答案】（1）Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O浓硫酸中只有少量H2SO4电离，c(H+)很小，导致复分解反应速率慢decb防止倒吸（2）CO2－3+2SO2+H2O===2HSO－3+CO2Na2CO3+2SO2===Na2S2O5+CO2（3）HCOO−+S2O2－5+OH−===CO2－3+S2O2－4+H2O（4）①1②酸性条件下H2O2直接与Fe2+反应，导致溶液中羟基自由基(·OH)浓度减小，使得TOC去除率下降【解析】（1）实验室用Na2SO3和硫酸制备少量SO2气体时，若硫酸浓度太大，则c(H+)较小，导致复分解反应速率慢。若硫酸浓度太小，则由于SO2气体易溶于水，也不利于SO2气体逸出。收集SO2时，应先干燥，再收集—向上排空气法(长进短出)；又因SO2易溶于水，要有防倒吸装置(安全装置)。（2）反应终止时溶液的pH＝4.1，可推测反应的产物是NaHSO3而不是Na2SO3，NaHSO3是弱酸的酸式盐，书写离子方程式时要注意拆分形式。起始原料是SO2和Na2CO3，目标产物是Na2S2O5，根据质量守恒可写出化学方程式。（3）书写该氧化还原反应方程式的关键是确定HCOONa的氧化产物，在强碱性条件下，HCOONa中+2价碳必被氧化为CO2－3。（4）①去除率最高时，TOC的含量最低，由图1可得此时n(H2O2)∶n(Fe2+)＝1。②当H2O2的加入量大于40mL·L−1时，随着H2O2含量增加去除率反而降低，说明H2O2必参加了其他副反应。3．（14分）甲烷在加热条件下可还原氧化铜，气体产物除水蒸气外，还有碳的氧化物。某化学小组利用如图装置探究其反应产物。[查阅资料]①CO能与银氨溶液反应：CO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－=2Ag↓＋2NH+4＋CO2−3＋2NH3。②Cu2O为红色，不与Ag+反应，能发生反应：Cu2O＋2H+=Cu2+＋Cu＋H2O。（1）装置A中反应的化学方程式为___________________________________________。（2）按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→__________________。(填字母编号)（3）实验中滴加稀盐酸的操作为______________________________________________。（4）已知气体产物中含有CO，则装置C中可观察到的现象是________________；装置F的作用为_________________________________________。（5）当反应结束后，装置D处试管中固体全部变为红色。①设计实验证明红色固体中含有Cu2O：____________________________________________。②欲证明红色固体中是否含有Cu，甲同学设计如下实验：向少量红色固体中加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中含有Cu。乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需增加如下对比实验，完成表中内容。实验步骤(不要求写出具体操作过程)预期现象和结论__________________若观察到溶液不变蓝，则证明红色固体中含有Cu；若观察到溶液变蓝，则不能证明红色固体中含有Cu3.【答案】（1）Al4C3＋12HCl===3CH4↑＋4AlCl3（2）F→D→B→E→C→G（3）先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下（4）试管内有黑色固体生成(或试管内有银镜生成)除去甲烷中的HCl气体和水蒸气（5）取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O取少量Cu2O固体于试管中，加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液【解析】（1）A中Al4C3与盐酸发生复分解反应，反应方程式Al4C3＋12HCl=3CH4↑＋4AlCl3；因此本题答案是：Al4C3＋12HCl=3CH4↑＋4AlCl3。（2）A中反应后，需除去气体可能携带的HCl，故紧接着是F，然后将气体通入反应器D，随后通入B中，检验是否有水生成，再通入澄清石灰水E，检验二氧化碳，最后通入C中检验一氧化碳，最后G收集尾气，故顺序为：F→D→B→E→C→G；综上所述，本题答案是：F→D→B→E→C→G。（3）滴加稀盐酸操作：先打开分液漏斗上口的玻璃塞（或先将分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔），再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下；综上所述，本题答案是：先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先使分液漏斗上口的玻璃塞的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的旋塞打开，使稀盐酸缓慢滴下。（4）根据题给信息可知，气体产物中含有CO，所以C中银氨溶液可被还原为银，试管内有黑色固体生成；反应产生的甲烷气体中含有HCl和H2O，为了不影响后续反应，利用F装置除去甲烷中的HCl和H2O；综上所述，本题答案是：试管内有黑色固体生成(或试管内有银镜生成，除去甲烷中的HCl气体和水蒸气。（5）欲证明红色固体中是否含有Cu，甲同学设计如下实验：向少量红色固体中加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液，发现溶液变蓝，据此判断红色固体中含有Cu；乙同学认为该方案不合理，欲证明甲同学的结论，还需增加如下对比实验：①取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变蓝色，说明溶液中含有Cu2+，则证明红色固体中含Cu2O；综上所述，本题答案是：取少量红色固体，加入适量稀硫酸，若溶液变为蓝色，则证明红色固体中含有Cu2O。②取少量的Cu2O固体于试管中，加入适量的0.1mol·L−1AgNO3溶液，若溶液不变蓝，则可排除红色固体中Cu2O的干扰，证明其中含有Cu；综上所述，本题答案是：取少量Cu2O固体于试管中，加入适量0.1mol·L−1AgNO3溶液。4．（14分）肉桂酸为微有桂皮香气的无色针状晶体，能抑制黑色酪氨酸酶的形成，是高级防晒霜中不可少的成分之一。实验室制取肉桂酸的原理如下：实验步骤：步骤1在图1所示装置(夹持与加热仪器未画出，下同)的三颈烧瓶内加入K2CO3、苯甲醛(油状物)和乙酸酐，混合均匀后，在170℃～180℃加热反应1h，冷却。步骤2向三颈烧瓶内分批加入20mL水和Na2CO3固体，调节溶液pH约为8。步骤3在三颈烧瓶中加入活性炭，用图2所示水蒸气蒸馏装置蒸馏除去未反应的苯甲醛。步骤4将三颈烧瓶内反应混合物趁热过滤，滤液冷却至室温，用浓盐酸酸化至pH＝3，析出大量晶体，抽滤。并用少量冷水洗涤晶体。步骤5将晶体在图3所示热水浴上加热干燥。（1）图1中仪器A的作用是____________。（2）步骤2中Na2CO3需分批加入的原因是__________________________________。（3）水蒸气蒸馏时，判断蒸馏结束的方法是________。（4）步骤4中，“趁热过滤”的目的是_____________。（5）抽滤时所需主要仪器有____