2021届高考化学二轮复习-课时作业12-化学综合实验设计与评价新人教版.doc
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1、2021届高考化学二轮复习 课时作业12 化学综合实验设计与评价新人教版2021届高考化学二轮复习 课时作业12 化学综合实验设计与评价新人教版年级:姓名:- 11 -化学综合实验设计与评价1(2020济南模拟)亚硝酰氯(ClNO)是有机物合成中的重要试剂,其沸点为5.5 ,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2HNO3AgNO3HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。(1)制备Cl2的发生装置可以选用_A(或B)_(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为_MnO24H2ClMn2Cl22H2O(或2MnO10Cl16H2M
2、n25Cl28H2O)_。(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为a_fgcbdejh_(按气流方向,用小写字母表示)。(3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯:实验室也可用B装置制备NO,X装置的优点为_随开随用,随关随停_。检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是_排干净三颈烧瓶中的空气_,然后进行其他操作,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。(4)已知:ClNO与H2O反应生成HNO2和HCl。设计实验证明HNO2是弱酸:_用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸_。(仅提供的试剂:1 molL1盐
3、酸、1 molL1 HNO2溶液、NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g溶于水,配制成250 mL溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K2CrO4溶液为指示剂,用c molL1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00 mL。滴定终点的现象是_滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化_,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_%_。已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)1.561010,Ksp(Ag2CrO4)11012【解析】(1)可以用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气,发生装置属于
4、固液加热型的,反应的化学方程式为MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O,离子方程式为:MnO24H2ClMn2Cl22H2O,(或用KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2,发生装置属于固液不加热型,反应的离子方程式为2MnO10Cl16H2Mn25Cl28H2O)。(2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为fgcbdejh。(3)实验室也可用B装置制备NO,X装置的优点为随开随用,随关随停。检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO
5、被空气中的氧气氧化;(4)要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,根据题目提供的试剂,应证明NaNO2溶液呈碱性;故设计的实验方案为:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸。以K2CrO4溶液为指示剂,用c molL1AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;取Z中所得液体m g溶于水,配制成250 mL溶液;取出25.00 mL中满足:n(ClNO)n(Cl)n(Ag)c0.02 L0.02 c mol,则250 mL溶液中n(ClNO)0.2c mol,
6、m(ClNO)nM0.2c mol65.5 g/mol13.1c g,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为(13.1c gm g)100%。2(2020江苏高考22)羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为ClCH2COOH2NaOHHOCH2COONaNaClH2OH0实验步骤如下:步骤1:如图所示装置的反应瓶中,加入40 g氯乙酸、50 mL水,搅拌。逐步加入40% NaOH溶液,在95 继续搅拌反应2小时,反应过程中控制pH约为9。步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,趁热过滤。滤液冷却至15 ,过滤得粗产品。步骤3:粗产品溶解于适量热水中,
7、加活性炭脱色,分离掉活性炭。步骤4:将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却至15 以下,结晶、过滤、干燥,得羟基乙酸钠。(1)步骤1中,如图所示的装置中仪器A的名称是_(回流)球形冷凝管_;逐步加入NaOH溶液的目的是_防止升温太快、控制反应体系pH_。(2)步骤2中,蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是_防止暴沸_。(3)步骤3中,粗产品溶解于过量水会导致产率_减小_(填“增大”或“减小”);去除活性炭的操作名称是_趁热过滤_。(4)步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是_提高羟基乙酸钠的析出量(产率)_。【解析】(1)根据图中仪器得出仪器A的名称为球形冷凝管,根据题中信息可知
8、制备羟基乙酸钠的反应为放热反应,逐步加入NaOH溶液的目的是防止升温太快,同时控制反应体系的pH。(2)步骤2中烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是防止暴沸。(3)粗产品溶于过量水,导致在水中溶解过多,得到的产物减少,因此导致产率减小;由于产品易溶于热水,微溶于冷水,因此去除活性炭的操作名称是趁热过滤。(4)根据信息,产品不溶于乙醇、乙醚等有机溶剂中,因此步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是降低产品的溶解度,提高羟基乙酸钠的析出量(产量)。3(2020山东省实验中学模拟)高碘酸钾(KIO4)溶于热水,微溶于冷水和氢氧化钾溶液,可用作有机物的氧化剂。制备高碘酸钾的装置图如下(夹持和加热
9、装置省略)。回答下列问题:(1)装置中仪器甲的名称是_圆底烧瓶_。(2)装置中浓盐酸与KMnO4混合后发生反应的离子方程式是_16H10Cl2MnO2Mn28H2O5Cl2_。(3)装置中的试剂X是_NaOH溶液_。(4)装置中搅拌的目的是_使反应混合物混合均匀,反应更充分_。(5)上述装置按气流由左至右各接口顺序为_aefcdb_(用字母表示)。(6)装置连接好后,将装置水浴加热,通入氯气一段时间,冷却析岀高碘酸钾晶体,经过滤,洗涤,干燥等步骤得到产品。写出装置中发生反应的化学方程式:_2KOHKIO3Cl2KIO42KClH2O_。洗涤时,与选用热水相比,选用冷水洗涤晶体的优点是_降低KI
10、O4的溶解度,减少晶体损失_。上述制备的产品中含少量的KIO3,其他杂质忽略,现称取a g该产品配制成溶液,然后加入稍过量的用醋酸酸化的KI溶液,充分反应后,加入几滴淀粉溶液,然后用1.0 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的平均体积为b L。已知:KIO35KI6CH3COOH3I26CH3COOK3H2OKIO47KI8CH3COOH4I28CH3COOK4H2OI22Na2S2O32NaINa2S4O6则该产品中KIO4的百分含量是_100%_Mr(KIO3)214,Mr(KIO4)230,列出计算式。【解析】(1)根据装置I中仪器甲的构造,该仪器的名称是圆底烧瓶
11、;(2)浓盐酸与KMnO4反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,根据得失电子守恒及电荷守恒和原子守恒写出离子方程式是2MnO10Cl16H2Mn25Cl28H2O;(3)装置是氯气的尾气吸收装置,所用的试剂X应是NaOH溶液;(4)装置为KIO4的制备反应发生装置,用氯气和NaOH的KIO3溶液反应,搅拌的目的是使反应混合物混合均匀,反应更充分;(5)据以上分析,装置的连接顺序为,所以各接口顺序为aefcdb;(6)装置为KIO4的制备反应发生装置,氯气将KIO3氧化为KIO4,本身被还原为KCl,化学方程式为2KOHKIO3Cl2KIO42KClH2O;根据题给信息,高碘酸钾(KIO4)溶于热水
12、,微溶于冷水和氢氧化钾溶液,所以,与选用热水相比,选用冷水洗涤晶体的优点是降低KIO4的溶解度,减少晶体损失;设a g产品中含有KIO3和KIO4的物质的量分别为x、y,则根据反应关系:KIO33I2,KIO44I2,I22Na2S2O3,214x230ya,3x4y0.5b,联立、,解得y mol,则该产品中KIO4的百分含量是100%100%。4(2020合肥模拟)间硝基苯胺是一种重要的有机合成中间体,它是一种黄色针状晶体,微溶于冷水,在水中的溶解度随温度升高而增大,易溶于乙醇、乙醚、甲醇等。实验室制备间硝基苯胺的反应原理及装置如下(夹持及加热装置略去):实验步骤:硫氢化钠溶液的制备。将0
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