高考化学二轮复习大题通关(四)化学综合实验课件

(共41张PPT)
大题通关(四)　化学综合实验
典型真题
(2025·河北卷)氢碘酸常用于合成碘化物。某化学兴趣小组用如下图装置(夹持装置等略)制备氢碘酸。
步骤如下：
ⅰ.在A中加入150 mL H2O和127 g I2，快速搅拌，打开K1通入H2S，反应完成后，关闭K1，静置、过滤得滤液；
ⅱ.将滤液转移至B中，打开K2通入N2，接通冷凝水，加热保持微沸，直至H2S除尽；
ⅲ.继续加热蒸馏，C中收集沸点为125～127 ℃间的馏分，得到117 mL氢碘酸(密度为1.7 g·mL－1，HI质量分数为57%)。
回答下列问题：
(1)仪器A的名称：______________，通入H2S发生反应的化学方程式：____________________________________________。
思路分析
仪器A的名称为圆底烧瓶；I2的氧化性比S的强，通入H2S发生反应的化学方程式为I2＋H2S===S＋2HI。
圆底烧瓶
I2＋H2S===S＋2HI
(2)步骤ⅰ中快速搅拌的目的：________(填序号)。
a.便于产物分离　　　b．防止暴沸　　　c．防止固体产物包覆碘
思路分析
I2在水中的溶解度较小，生成的S可能包裹在I2表面阻止反应的继续进行，故步骤ⅰ中快速搅拌的目的是防止固体产物包覆碘。
c
(3)步骤ⅰ中随着反应的进行，促进碘溶解的原因：_______________ (用离子方程式表示)。
(4)步骤ⅱ中的尾气常用________(填化学式)溶液吸收。
思路分析
步骤ⅱ中的尾气为H2S，有毒，常用NaOH溶液吸收。
NaOH
(5)步骤ⅱ实验开始时的操作顺序：先通入N2，再加热。步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序：______________________________。
思路分析
为确保蒸馏装置内的HI全部进入C中，步骤ⅲ实验结束时相对应的操作顺序为先停止加热，再停止通N2。
先停止加热，再停止通N2
(6)列出本实验产率的计算表达式：________________________。
(7)氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在________________________。
思路分析
氢碘酸见光易分解，易被空气氧化，应保存在密封的棕色细口瓶中。
密封的棕色细口瓶中
反思归纳
(1)学习中加强陌生的实验情境、陌生仪器装置、陌生反应原理的研究，提高提取、加工陌生信息的能力。
(2)学习中提高规范答题的要求，对实验现象的精准描述，对语言叙述题尽量做到全面、准确、规范。
(3)重视实验学习，加强科学探究过程的学习、加强基本实验技能的学习。
【题型攻关】
1．(2025·江门模拟)铜纳米线是制作柔性电子元件的重要材料，制作铜纳米线常见原料为硫酸铜。某学习小组设计实验探究铜纳米线的制备过程。
Ⅰ.硫酸铜的制备
(1)实验室可用铜和浓硫酸反应制备硫酸铜，反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
(2)硫酸铜溶液的配制
ⅰ.配制100 mL 0.1 mol·L－1硫酸铜溶液需称取CuSO4·5H2O的质量为________g。
ⅱ.以下硫酸铜溶液的配制操作中，不正确的是________(填序号)。
2.5
④⑤
解析：ⅰ.配制100 mL 0.1 mol·L－1硫酸铜溶液需称取CuSO4·5H2O的质量为0.1 mol·L－1×0.1 L×250 g·mol－1＝2.5 g。ⅱ.配制硫酸铜溶液时，在烧杯中溶解，冷却后用玻璃棒引流转移至100 mL容量瓶，洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，并将洗涤液转移至容量瓶，定容时当凹液面离容量瓶颈部的刻度线1～2 cm时改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的凹液面与刻度线相切，且视线平视，然后上下颠倒反复摇匀，装瓶、贴标签，所以④仰视不正确，⑤没有采取上下颠倒反复摇匀，不正确。
Ⅱ.铜纳米线的制备
铜纳米线的制备可采用化学还原法，如使用铁进行置换。学习小组设计实验探究Cu(Ⅱ)存在形式对所置换铜的颗粒度影响。
实验序号 实验操作 实验现象
① 向5 mL 0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中放入一枚表面打磨光滑的铁钉 10分钟时观察到溶液颜色变浅，铁钉表面沉积一层粗糙的铜颗粒，试管底部有铜颗粒
② 向5 mL 0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中滴加浓氨水至生成的淡蓝色沉淀刚好完全溶解，得到深蓝色铜氨溶液，放入与实验①相同的铁钉 10分钟时无明显现象，10小时后观察到铁钉表面镀上一层红色的铜，试管底部有红褐色沉淀
学习小组通过查阅资料发现：
ⅰ.工业上常采用电沉积铜方法制备纳米铜，过程为Cu(Ⅱ)的扩散迁移并在电极上被还原为铜单质。
ⅱ.电沉积过程中：速率常数越大，沉积速率越大；扩散系数越大，溶液导电性越强。
学习小组模仿工业制备纳米铜的条件，设计实验验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响。
表格中的速率常数和扩散系数为多次实验后测得数据的平均值。
(3)其中实验④中支持电解质为____________________________。
解析：要验证Cu(Ⅱ)存在形式和溶液导电性对电沉积铜反应速率的影响，应采用控制变量法，所以实验③④的支持电解质及其浓度相同，即实验④中支持电解质为0.5 mol·L－1 KNO3溶液。
0.5 mol·L－1 KNO3溶液
[分析与讨论]
(4)实验⑤中，k________(填“>”“<”或“＝”)2.21×10－5 m·s－1。
解析：实验⑤和实验④中Cu(Ⅱ)存在形式相同，支持电解质溶液不同、浓度相同，⑤中扩散系数更大，溶液导电性更强，所以k>2.21×10－5 m·s－1。
>
(5)已知铁与铜氨溶液反应：Fe＋[Cu(NH3)4]2＋＋2H2O Cu＋2NH3＋2NH＋4＋Fe(OH)2，平衡常数K≈105。推测实验②在10分钟时无明显现象的原因是_____________________________________________。
[结论]　选用扩散系数更大的Cu(Ⅱ)和提高溶液的导电性都可增大反应速率。
[Cu(NH3)4]2＋扩散系数小，反应速率小
Ⅲ.铜纳米线的纯度检测
某铜纳米线样品的质量为m g，经处理后完全转化为含Cu2＋的溶液，向其中加入过量的KI溶液，发生反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2。用c mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，发生反应：I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI，消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。
(6)滴定实验中可使用__________(填试剂名称)作为指示剂。滴定终点现象为_______________________________________________________________ _______________________。
淀粉溶液
当滴入最后半滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复原来的颜色
解析：据反应：2Cu2＋＋4I－===2CuI＋I2、I2＋2Na2S2O3===Na2S4O6＋2NaI可知，用c mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定生成的I2，滴定实验中可使用淀粉溶液作为指示剂；滴定终点现象为当滴入最后半滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内不恢复原来的颜色。
(7)该样品中铜的质量分数为_________________________(填计算式)。
2．冰糖雪梨银耳汤是经典粤式甜品之一，保鲜银耳的传统处理方法是用SO2熏蒸，但可能会造成亚硫酸盐残留，亚硫酸盐含量过多不利于人体健康。某研究小组为了更准确检测银耳中亚硫酸盐的含量，设计实验如下：
实验操作：将10 g银耳样品和200 mL水装入三颈烧瓶，再加入过量磷酸，加热煮沸。通入氮气将产生的蒸汽带入装有100 mL水、指示剂和0.30 mL 0.010 mol·L－1碘标准溶液的锥形瓶中。同时用该碘标准溶液滴定至终点，消耗了碘标准溶液1.00 mL。
做空白实验，仪器a中消耗了碘标准溶液0.10 mL。
(1)Na2SO3溶液呈碱性，原因是___________________________(用离子方程式表示)。
(2)仪器a的名称是________________。
解析：仪器a的名称是酸式滴定管。
(3)实验中的指示剂可选用_____________。
解析：实验中检验I2可选用淀粉溶液。
酸式滴定管
淀粉溶液
(4)已知：Ka1(H3PO4)＝7.1×10－3，Ka1(H2SO3)＝1.3×10－2。解释加入H3PO4，能够生成SO2的原因： ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
虽然H2SO3的酸性强，但其热稳定性差，加入H3PO4后，溶液中存在平衡：H2SO3 SO2＋H2O，加热使SO2不断逸出，促进反应向生成SO2的方向进行
(5)实验中，与SO2反应的V(I2)＝__________mL。该银耳样品中亚硫酸盐的含量为__________mg·kg－1 (以SO2计算，结果保留三位有效数字)。
1.20
76.8
编号 2 mL试剂的成分 现象
A 0.4 mol·L－1 KI 溶液变黄，一段时间后出现浑浊
B 0.2 mol·L－1 H2SO4 无明显现象
C 0.4 mol·L－1 KI、
0．2 mol·L－1 H2SO4 溶液变黄，出现浑浊比A快
D 0.2 mol·L－1 KI、
0．000 2 mol I2 棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊比A快
①对比实验A、B、C，可得出的结论是___________________________________________________________________________________________________________________。
②比较反应i和反应ii的速率：v(i)__________(填“＞”“＜”或“＝”)v(ii)。
③依据以上实验，实验D中出现浑浊比A快的原因是____________________________________________________。
I－是SO2歧化反应的催化剂，氢离子单独存在不具有催化作用，但氢离子可增大歧化反应速率
＜　
D中由反应ii产生的氢离子使反应i速率增大
3．次氯酸盐是常用的水处理剂。
已知：①有效氯含量(COAC)指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气量，单位为mg·L－1。
②物质氧化性越强，氧化还原电位(ORP)越高。
③相同条件下，次氯酸的氧化性强于次氯酸盐。
(1)配制250 mL 0.2 mol·L－1的CH3COOH溶液。
①量取冰醋酸时应选用仪器________(填字母)。

②冬季低温环境下冰醋酸凝固时如何取出？
______________________________________________。
C
采用热水浴加热使醋酸熔化，然后取出
解析：①量取冰醋酸时应选用的仪器是量筒。②醋酸的熔点是16.6 ℃，冬季低温环境下冰醋酸凝固时可以采用热水浴加热使醋酸熔化，然后取出。
(2)探究温度及pH对Ca(ClO)2溶液有效氯含量及氧化还原电位的影响。
在不同温度下，用0.2 mol·L－1的乙酸溶液调节pH得到Ca(ClO)2溶液COAC、ORP的关系如图1、图2所示。
①由图1可知，随着少量乙酸的滴入，Ca(ClO)2 溶液的pH________(填“增大”或“减小”)。
②室温时，Ca(ClO)2溶液的氧化性在1 400 mg·L－1时最强的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________。
③Ca(ClO)2溶液用于消毒时适宜的条件是温度________、pH________。(填字母)
A．25 ℃ B．70 ℃　
C．5.75 D．6.85
减小
滴加乙酸引入H＋，使次氯酸浓度增大，溶液的氧化性增强，醋酸加入过多后次氯酸分解导致氧化性减弱
B
C
解析：①由题图1可知，随着少量乙酸的滴入，Ca(ClO)2溶液的pH减小。②由题图1可知，室温时，滴加乙酸引入H＋使次氯酸浓度增大，溶液的氧化性增强，醋酸加入过多后次氯酸分解导致氧化性减弱，所以室温时， Ca(ClO)2 溶液的氧化性在 1 400 mg·L－1时最强。③根据题图可知，70 ℃、pH＝5.75时氧化还原电位高，氧化性强。
(3)某小组探究70 ℃时，pH及稳定剂对NaClO溶液有效氯含量的影响。甲同学设计实验方案如下：
序号 硅酸钠的质量分数 碳酸钠的
质量分数 初始
COAC pH 12 h后COAC 12 h后COAC/初始COAC
1 0 0 1 794 8.53 1 218 0.679
2 0 0 1 794 8.63 1 288 0.718
3 0.9% 0.6% 1 794 13.44 1 676 0.934
4 1.5% 0 1 834 13.76 1 597 0.871
5 0 1.5% 1 834 13.66 － a
①设计实验1和2的目的是___________________________________________。
②实验5中的a________(填“大于”“小于”或“等于”)0.934。
③根据实验3～5，可得出的结论是___________________________________
_________________________________________________________。
④下列物质中最适宜作为NaClO溶液稳定剂的是________(填字母)。
A．MgCl2 B．NaCl
C．Na2S D．CH3COONa
探究调节pH对NaClO溶液有效氯含量的影响
大于
相同条件下碳酸钠稳定效果更好(答案合理即可)
D
解析：①根据题表中数据可知，实验1和2的pH不同，设计实验1和2的目的是探究调节pH对NaClO溶液有效氯含量(COAC)的影响。②由实验3和4可知，碳酸钠的质量分数越大，12 h后COAC/初始COAC值越大，实验5中的a大于0.934。③根据实验3～5，可得出的结论是相同条件下碳酸钠稳定效果更好等。④pH越大稳定效果越好，Na2S具有还原性，能还原 NaClO，不能作为NaClO溶液稳定剂，所以最适宜作为NaClO溶液稳定剂的是CH3COONa。