大题冲关滚动练之九——化学实验大题1．某研究性学习小组组装了下图所示的装置制备ClO2气体(加热装置用“△”表示)，反应原理为饱和草酸溶液与KClO3粉末在60℃时反应制得ClO2(温度过高或过低都会影响制气效率)。已知：①ClO2是一种黄绿色有刺激性气味的气体，熔点－59℃，沸点11.0℃。②草酸是酸性强于醋酸的二元弱酸，对应的钙盐(CaC2O4)不溶于醋酸，能溶于强酸，它还是一种还原性较强的物质。(1)写出制备ClO2的化学方程式：KClO3＋____H2C2O4===____KHCO3＋____ClO2↑(2)A装置中还缺少的一样仪器名称是________，B装置的作用是______________。(3)C装置吸收尾气后，溶液中含有NaOH、NaClO2、NaClO3等溶质，小组成员认为C中还可能含有Na2CO3，试分析可能的原因是_____________________________。(4)小组成员查资料得知“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐”，他将菠菜研磨成汁、热水浸泡、过滤得到溶液，调节溶液呈碱性，加入足量的CaCl2溶液，产生白色沉淀，过滤、洗涤，沉淀备用，对生成的沉淀进行探究。①提出合理假设假设1：只存在CaCO3；假设2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4；假设3：_______________________________________________________。②基于假设2，设计实验方案，进行实验。请将实验步骤以及预期现象和结论填入下表。限选实验试剂：1mol·L－1H2SO4溶液、0.1mol·L－1HCl溶液、0.01mol·L－1KMnO4溶液、澄清石灰水。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量沉淀于试管中，加入________________。步骤2：________________________________________。答案 (1)2 1 2 2(2)温度计 将ClO2冷凝收集8\n(3)过量的草酸与KHCO3反应，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3(或因KClO3具有较强氧化性，将草酸氧化成CO2，逸出的CO2与NaOH溶液反应生成Na2CO3)(4)①只存在CaC2O4②实验步骤预期现象和结论足量0.1mol·L－1HCl溶液沉淀全部溶解，且有气泡产生，说明沉淀中有碳酸钙往步骤1的剩余物中，再滴加几滴0.01mol·L－1KMnO4溶液溶液紫红色褪去，说明沉淀中有CaC2O4，结合步骤1，假设2成立解析 本题以ClO2制备为背景，重点考查了氧化还原反应的配平，实验条件的控制，水解原理，以及用文字表达分析解决问题的过程，并做出合理解释的能力。(2)根据题干信息，草酸与KClO3粉末的反应温度，ClO2的沸点，确定A中缺少的仪器是温度计，B装置是冷凝收集ClO2的作用。(3)由于草酸的酸性大于醋酸，则其酸性也大于H2CO3，过量的H2C2O4必然会与反应生成的KHCO3反应产生CO2气体。(4)用CaCO3与酸反应产生CO2气体的特征检验CaCO3，用CaC2O4的还原性检验CaC2O4的存在。2．A～G为中学常见的化合物，它们之间有如图所示的转化关系(反应条件及部分产物已略去)。A是绿色固体，含H、C、O、Cu四种元素。常温下D为无色无味气体，B为黑色粉末，E能发生银镜反应。请回答：(1)D跟G反应的化学方程式为____________________________________________。(2)F中一定含有的官能团的名称为________________________________________。(3)某课外小组同学设计了下列实验装置，通过测定某些装置中试剂的质量变化，探究A中各元素的质量关系。①为使数据准确，还需补充装置，请你在方框内绘出装置图并写出试剂名称；8\n②向装置中鼓入空气的目的是________________________________________；丙装置中药品的名称为____________，实验时，该药品未见明显变化，证明______________________；③如何判断A已完全分解？_______________________________________________________________________。④更精确的测定得出如下数据：A受热后完全分解，固体由8.0g变为6.0g，装置乙增重0.90g。写出A的化学式(表示为碱式盐)：____________。答案 (1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 (2)羟基(3)①②将A分解产生的水蒸气送入盛有浓硫酸的洗气瓶中无水硫酸铜 A分解产生的水蒸气全部被浓硫酸吸收③连续两次加热、鼓气、冷却、称量甲装置的质量，质量差不超过0.1g④CuCO3·2Cu(OH)2或Cu3(OH)4CO33．某校化学研究性学习小组为探究Cu(OH)2受热分解的产物及产物性质设计如下实验过程。(1)取0.98gCu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如下图所示。产物A、B的化学式分别为______________和Cu2O。(2)为探究产物A能否被NH3还原，设计如下实验装置(夹持装置未画出)。实验观察到A变成红色物质，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为__________________，有人认为在装A物质的试管与烧杯之间需加一个防倒吸装置，你认为是否有必要？________(填“有”或“没有”)。原因是__________________8\n_______________________________________________________________________。(3)取少量产物B加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，该反应的离子方程式为______________________________________________________________________。(4)通过以上实验可以判断出A与B的稳定性大小，结论是高温时________________稳定；在酸性溶液中___________________________________________________稳定(用A、B的化学式表示)。答案 (1)CuO (2)N2 没有 产生的氮气难溶于水，如发生倒吸，生成的氮气可将水压回烧杯中 (3)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O (4)Cu2O CuO解析 (1)根据固体质量变化和铜元素守恒，便可推出A为CuO，B为Cu2O。(2)NH3还原CuO的化学方程式为2NH3＋3CuON2＋3Cu＋3H2O，因气体产物N2难溶于水，故在试管与烧杯之间不必加防倒吸装置，因为即使发生倒吸，生成的氮气也能将水压回烧杯中。(3)Cu2O与稀H2SO4的反应方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O，对应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(4)因高温时CuO能进一步转化为Cu2O，说明高温时Cu2O比CuO稳定；在酸性溶液中Cu2O转化为Cu2＋，说明＋2价的铜稳定。4．(2022·四川理综，28)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。8\n甲小组测得：反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。乙小组测得：洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。请回答下列问题：(1)写出仪器a的名称：________________。(2)检查A装置气密性的操作是___________________________________________。(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为：①___________。乙小组__②__浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③__________。(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比为________。(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是________________。为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是___________________________________________。答案 (1)圆底烧瓶(2)连接导管，将导管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱(3)①(NH4)2SO4＋Ca(OH)22NH3↑＋2H2O＋CaSO4②B ③氢氧化钠溶于氨水后放热、增加氢氧根浓度，使NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出 (4)5V1∶7(m1－m2) (5)浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高 碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)解析 明确实验的目的，分析所给装置的作用是解题的关键。(1)a为圆底烧瓶。8\n(2)检验装置的气密性可以用微热法：连接导气管，将导气管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。(3)①(NH4)2SO4与Ca(OH)2反应的方程式为(NH4)2SO4＋Ca(OH)2CaSO4＋2NH3↑＋2H2O；②快速制备氨气，可以将浓氨水滴加到NaOH固体上，故应选择装置B；③氨水中存在的平衡为NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－，NaOH溶于水后放热且增大了c(OH－)，使平衡逆向移动，从而生成氨气。(4)该实验的原理为2NxHy＋yCuOyCu＋xN2＋yH2O。由甲小组的方法可知，(m1－m2)g为CuO减少的O原子的质量，其物质的量为mol，则生成的H2O中H原子的物质的量为mol；生成N2的体积为V1L，其物质的量为mol，则N原子的物质的量为mol，故N、H的原子个数比为。(5)NH3与CuO的反应是气体与固体的反应，气体不可能完全反应，故浓硫酸除了吸收水外，还吸收了氨气，氨气的质量被当做水的质量了，故使H的量偏高。应在浓硫酸吸收水之前，加一个盛有碱石灰的干燥管，以吸收反应过程中生成的水，进而计算氢的含量。5．分析下列两则信息，然后回答有关问题：材料一 ①PbO＋CPb＋CO↑；②PbO＋COPb＋CO2；③[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO。材料二 NH4NO2不稳定，受热分解产生氮气。实验目的：探究PbO中含有的氧元素。(1)写出装置甲中生成氮气的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________。8\n(2)实验中使用的装置如上图所示，请按照氮气流方向连接各个仪器(填仪器接口处字母编号)：(a)→( )( )→( )( )→( )( )→(f)。(3)开始时，装置乙中的澄清石灰水中只有气泡，没有白色浑浊出现。出现这种现象的原因是____________________________________________________________。(4)烧杯中醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2]Ac的作用是____________________________________________________________________________________________________。(5)有同学认为该实验用干燥的空气可以代替干燥的氮气。你认为这种想法是否可行？说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)NH4Cl＋NaNO2NaCl＋NH4NO2，NH4NO22H2O＋N2↑(或NH4Cl＋NaNO2NaCl＋2H2O＋N2↑)(2)g h(或k j) d e(或e d) b c(3)开始时反应的主要气体产物是CO，而不是CO2(4)吸收CO气体，防止CO逸出污染环境(5)不可行，因为空气中的氧气与碳反应也产生二氧化碳，无法确定二氧化碳中的氧到底是来自PbO还是空气解析 该实验的目的是测定PbO中含有的氧元素，方法是在加热的条件下使碳和PbO反应，然后用澄清石灰水检验产物中是否有CO2存在。(1)装置甲中发生两个反应，一个是氯化铵与亚硝酸钠的复分解反应，生成亚硝酸铵，另一个是在加热条件下亚硝酸铵分解产生氮气。(2)整个实验流程是先制备氮气，然后干燥，再在加热的条件下C与PbO反应，用澄清石灰水检验产物二氧化碳，最后除去混合气体中的有害气体CO。(4)从已知的化学方程式可知醋酸二氨合铜能够吸收CO，故其作用是防止CO逸出污染环境。(5)向反应体系中通入干燥的氮气的目的是防止空气中的氧气影响实验结果。若用干燥的空气代替干燥的氮气，则空气中的氧气与碳反应生成二氧化碳，不能说明二氧化碳中的氧来自PbO。6．某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀；乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Cu(OH)2一种沉淀；丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。(查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)(1)按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的化学反应方程式为______________；在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为①过滤②洗涤 ③干燥。(2)请用下图所示装置，选择合适的实验装置和必要的试剂，证明沉淀物中只有碳酸铜。8\n①各装置连接顺序为______(用装置编号表示)；②装置C中装有试剂的名称是______；③能证明生成物中只有CuCO3的实验现象是__________________________。(3)若Cu(OH)2和CuCO3两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。①实验结束时通入过量的空气的作用是__________。②实验过程中测定的数据有：W1：样品的质量，W2：反应后装置B中残渣的质量，W3：反应生成水的质量，W4：反应生成二氧化碳的质量，为了测定其组成，至少需要其中____个数据，请将可能的组合填入下表中(每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满)。答案 (1)Na2CO3＋CuSO4＋H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋CO2↑(2)①A→C→B ②无水硫酸铜③装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C中无水硫酸铜不变蓝色(3)①将装置B中滞留的水蒸气和CO2吹入后面的吸收装置中以完全吸收②2W1W2W1W3W1W4W2W3W2W4W3W48
