1、第12讲综合实验探究非选择题(本题包括4个小题,共100分)1.(2017江苏化学,21)1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为71 ,密度为1.36 gcm-3。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下:步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12 g正丙醇及20 mL水,冰水冷却下缓慢加入28 mL浓硫酸;冷却至室温,搅拌下加入24 g NaBr。步骤2:如图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。步骤3:将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。步骤4:将分出的有机相转入分液漏斗,依次用12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和12 mL H2O洗涤,分液,得粗产品,进一步提
2、纯得1-溴丙烷。(1)仪器A的名称是;加入搅拌磁子的目的是搅拌和。(2)反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和。(3)步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是。(4)步骤2中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是。(5)步骤4中用5% Na2CO3溶液洗涤有机相的操作:向分液漏斗中小心加入12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡,静置,分液。导学号404141222.(2017福建汕头模拟)某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。实验一制取氯酸钾和氯水利用下图所示的实验装置进行实验。(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有
3、。(2)若对调B和C装置的位置,(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。实验二氯酸钾与碘化钾反应的研究(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):试管编号12340.20 molL-1 KI/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 molL-1 H2SO4/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象系列a实验的实验目的是。设计1号试管实验的作用是。若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色
4、;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为。实验三测定饱和氯水中氯元素的总量(4)该小组设计的实验方案为:使用下图装置,加热15.0 mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是。(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节):。资料:.次氯酸会破坏酸碱指示剂;.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2和FeCl2等物质还原成Cl-。导学号404141233.(2017北京丰台区二模)某化学小组在研究Na2SO3溶液、FeCl3溶液性质及反应时,进行了下列实验:(1)取1 molL-1的Na2
5、SO3溶液置于空气中,测得其pH随时间的变化曲线如图所示:最初,Na2SO3溶液pH=7.8,用离子方程式解释其原因:。t时间段内,造成其pH发生上述变化,用离子方程式解释其原因:。(2)探究Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应的情况:实验装置操作现象向2 mL 1 molL-1 FeCl3溶液中,逐滴滴加1 molL-1 Na2SO3溶液2 mL溶液黄色逐渐加深,最终得红褐色溶液(W)实验装置操作现象取1 mL溶液W于试管中,向其滴加过量盐酸,再滴加5滴BaCl2溶液产生白色沉淀实验证明,溶液中含有离子。对Na2SO3溶液与FeCl3溶液实际反应存在两种认识:认识.反应中Fe3+完全转化
6、为Fe2+,W溶液中c(Fe2+)一定很大,反应的离子方程式是。认识.W溶液中c(Fe2+)应该极小,否则W溶液不会呈红褐色。(3)资料显示:Fe2+呈淡绿色、FeSO3是墨绿色沉淀、碱式硫酸铁溶液为红褐色。实验中始终未出现墨绿色沉淀,说明c(Fe2+)极小,其原因用离子方程式解释是。实验过程和结果显示,O2、Fe3+、S的氧化性强弱顺序是。若Fe4(OH)2(SO4)5是造成溶液W呈红褐色的原因之一,其形成的化学方程式是。用激光笔照射W溶液,发现有丁达尔现象,用离子方程式解释其原因:。导学号404141244.(2017上海八校联考)氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙
7、要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取。图甲是模拟制取装置。甲乙回答下列问题:(1)利用图甲实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。加热反应一段时间收集气体并检验其纯度关闭分液漏斗活塞停止加热,充分冷却(2)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是;装置D的作用是。(3)某同学利用图乙装置测定上述实验中得到的氢化钙的含量。他称取m g所制得的氢化钙样品,实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。(上述气体体积均换算为标准状
8、况下)装置中导管a的作用是。如何判断样品与水完全反应:。产生的氢气体积为 mL;若未冷却至室温即读数,则氢化钙含量(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(4)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法:。第12讲综合实验探究1.答案 (1)蒸馏烧瓶防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)减少1-溴丙烷的挥发(4)减少HBr挥发(5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体解析 (1)仪器A为蒸馏烧瓶,搅拌磁子还可以起到沸石的作用,防止加热时暴沸。(2)反应过程中,反应物中的正丙醇可能会发生消去反应生成丙烯,也可能发生分子间脱水生成正丙醚。(3)在冰水浴中进行反应,可降低反应温度,减少1-溴丙烷的挥发。(4)HB
9、r易挥发,缓慢加热可防止HBr挥发,使产率降低。(5)振荡后,要打开活塞排出分液漏斗中的气体。2.答案 (1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)(2)能(3)研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响硫酸浓度为0的对照实验Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O(4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案)(5)量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量(或其他合理答案)解析 本题主要考查了实验方案的设计与评价。(1)过滤需要漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器,而洗涤沉淀也需要
10、漏斗、玻璃棒、烧杯等仪器;(2)若对调B和C装置,可以通过水先把Cl2中的HCl除去,可提高KClO3的产率;(3)根据图表可看出其他的条件都相同,只有H2SO4的浓度不同,因此该实验研究的是硫酸的浓度对反应产物的影响;1号实验中H2SO4的浓度为0,故该实验起到与其他实验对照的作用;淀粉遇到碘单质会显蓝色,故氧化产物为碘单质,Cl被还原为Cl-,反应的离子方程式为Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O;(4)产生的Cl2会重新溶于水,同时HClO也会发生分解生成HCl,HCl极易溶于水,无法计算氯元素的总量;(5)根据信息可知SO2、H2O2、FeCl2都能将次氯酸或氯气还原成Cl-,
11、但是如果选择SO2会引入S,对Cl-的测定造成干扰,而如果选择FeCl2则会引入Cl-,因此选择H2O2将次氯酸或者氯气还原为Cl-,再与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀,依据氯化银沉淀的质量测定氯元素的总量。3.答案 (1)S+H2OHS+OH-2S+O22S(2)SS+2Fe3+H2OS+2Fe2+2H+(3)4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2OO2Fe3+S8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HClFe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+解析 (1)亚硫酸根水解导致溶液呈碱性,故离子方程式为S+H2OHS+OH-。t时
12、间段内,造成其pH发生上述变化的原因是亚硫酸根离子不稳定,极易被空气中氧气氧化,故离子方程式为2S+O22S。(2)由实验滴加BaCl2溶液产生白色沉淀,故实验证明,溶液中含有S。认识.S与Fe3+和H2O反应生成S、Fe2+和H+,故离子方程式为S+2Fe3+H2OS+2Fe2+2H+。(3)c(Fe2+)极小,其原因是易被空气中氧气氧化,故对应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O。实验中发生S+2Fe3+H2OS+2Fe2+2H+,c(Fe2+)极小,其原因是易被空气中氧气氧化,故对应的离子方程式为4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O,由氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧
13、化性可知氧化性为O2Fe3+S。FeCl3与Na2SO3、O2、H2O反应生成Fe4(OH)2(SO4)5、NaCl和HCl,故化学方程式为8FeCl3+10Na2SO3+5O2+4H2O2Fe4(OH)2(SO4)5+20NaCl+4HCl。Fe3+水解生成Fe(OH)3(胶体),故离子方程式为Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+。4.答案 (1)(2)无水硫酸铜防止空气中的水蒸气进入C装置(其他合理答案均可)(3)平衡分液漏斗与锥形瓶内气体压强,使分液漏斗中的水能顺利滴下;同时使滴入锥形瓶内水的体积等于进入分液漏斗内的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差量气管中液面
14、不再变化(其他合理答案均可)V1-V2偏高(4)称取一定量的样品(m1 g),加入盐酸至不再冒气泡(反应完全),然后蒸发溶液得到氯化钙固体(m2 g),根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度(其他合理答案均可)解析 (1)由于加热不纯的H2可能发生爆炸,所以实验前必须检验其纯度,然后加热让其反应,为防止钙被氧化,必须一直通H2至反应结束。(2)水蒸气需用无水CuSO4检验,装置D中的导管可用于平衡压强、防止倒吸,且浓硫酸可吸收空气中的水蒸气,以防其进入反应体系。(3)导管a可以起平衡压强的作用,从而便于液体流下、也不会产生由于滴加液体引起的压强差。当量气管中的液面不再变化时反应已完全。读数差即为生成氢气的体积(V1-V2) mL,未冷却使得测得的体积比实际体积大,最终结果偏高。(4)根据钙元素质量守恒设计实验。
