2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练57 物质含量(或组成)测定和性质探究综合实验（含解析）

这是一份2027届高考化学一轮复习考点过关：课时规范练57 物质含量(或组成)测定和性质探究综合实验（含解析），共16页。试卷主要包含了4×105，铁氰化钾，0×1016，酸及盐在生活生产中应用广泛等内容，欢迎下载使用。
层次1基础性
1.(12分)(2025·广东肇庆二模节选)氯化铁在电镀、染料、照相和医药等领域均有广泛应用。
Ⅰ.0.1 ml·L-1 FeCl3溶液的配制
(1)配制1 L 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液,需要FeCl3·6H2O g。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Fe的反应
小组同学进行如图所示实验,观察到试管c充分静置后溶液红色褪去。
(2)为探究溶液红色褪去的原因,甲同学分别取少量试管d中溶液于两试管中,向其中一支中滴加几滴 (填化学式,下同)溶液,无明显变化;向另一支中滴加几滴 溶液,出现红色。甲同学得出结论:溶液红色褪去不是因为SCN-被消耗,而是因为Fe3+被消耗。溶液红色褪去Fe3+发生反应的离子方程式为 。
(3)乙同学认为试管c中部分KSCN也发生了反应。他取试管b和d中的溶液,设计以下实验,并比较两组实验中溶液的颜色。
上表中,V1= 。
乙同学根据实验现象验证了其猜想。
(4)小组同学进一步发现,其他条件不变,增大加入的KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快。
查阅资料:①在酸性的FeCl3溶液中,铁粉能与SCN-反应生成CN-。
②6CN-+Fe3+[Fe(CN)6]3-(浅黄色) K=1.0×1042;
3SCN-+Fe3+Fe(SCN)3 K=4.4×105。
根据以上信息分析,增大KSCN的浓度,试管c中溶液红色褪去变快可能的原因为 。
(5)利用KSCN指示剂验证Fe与FeCl3发生了反应时,更合理的实验操作为 。
2.(14分)(2025·广东实验中学适应考)铁氰化钾
{K3[Fe(CN)6]}又叫赤血盐,是一种深红色易溶于水的晶体,常用于检验Fe2+。
(1)可用氯气氧化法制备K3[Fe(CN)6],其实验装置如图所示:
仪器b的名称为 ;装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)船舶的外壳常用镶嵌锌块的方法避免船体遭受腐蚀,实验室模拟该过程如下。
注:蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],说明有Fe2+产生。
①对实验Ⅰ中Fe2+产生的原因作出如下猜想:
猜想a.H+将Fe氧化;
猜想b.K3[Fe(CN)6]将Fe氧化;
猜想c. 将Fe氧化;
猜想d.K3[Fe(CN)6]被Zn还原;
依据实验Ⅰ中的现象否定了猜想a。
②理论分析:
资料ⅰ:实验Ⅰ条件下,Fe2++6CN-[Fe(CN)6]4- K=1.0×1035,
Zn2++4CN-[Zn(CN)4]2- K=5.0×1016。
若K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,写出生成Fe2+的离子方程式: ;
若K3[Fe(CN)6]被Zn还原,还原产物为 ,无法生成蓝色沉淀;因此,猜想b可能成立,猜想d不成立。
③设计实验 (填操作和现象),证明了猜想c不成立,则猜想b成立。
(3)结合电极反应式,分析实验Ⅱ中出现红色的原因: 。
资料ⅱ:实验Ⅲ条件下,Fe与KFe[Fe(CN)6]很难发生反应。
(4)结合平衡移动原理,解释实验Ⅲ中“一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失”的可能原因: 。
(5)将实验Ⅲ装置中的锌片换成铜片,重复实验Ⅲ的操作,推测其与实验Ⅲ现象的差异: 。
由上述实验可知,比铁活泼的锌可以保护铁,减缓其腐蚀。
层次2综合性
3.(14分)(2025·广东卷)酸及盐在生活生产中应用广泛。
(1)甲苯氧化可生成苯甲酸。向盛有2 mL甲苯的试管中,加入几滴酸性KMnO4溶液,振荡,观察到体系颜色 。
(2)某苯甲酸粗品含少量泥沙和氯化钠。用重结晶法提纯该粗品过程中,需要的操作及其顺序为加热溶解、 (填字母)。
(3)兴趣小组测定常温下苯甲酸饱和溶液的浓度c0和苯甲酸的Ka,实验如下:取50.00 mL苯甲酸饱和溶液,用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定,用pH计测得体系的pH随滴入溶液体积V变化的曲线如图。据图可得:
①c0= ml·L-1。
②苯甲酸的Ka= (列出算式,水的电离可忽略)。
(4)该小组继续探究取代基对芳香酸酸性的影响。
①知识回顾 羧酸酸性可用Ka衡量。下列羧酸Ka的变化顺序为CH3COOHⅡ>Ⅰ,据此推断假设成立。但乙同学认为该推断依据不足,不能用所测得的pH直接判断Ka大小顺序,因为 。
乙同学用(3)中方法测定了上述三种酸的Ka,其顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。
④实验小结 假设不成立,芳香环上取代基效应较复杂,①中规律不可随意推广。
(5)该小组尝试测弱酸HClO的Ka。
①丙同学认为不宜按照(3)中方法进行实验,其原因之一是次氯酸易分解。该分解反应的离子方程式为 。
②小组讨论后,选用0.100 ml·L-1 NaClO溶液(含少量NaCl)进行实验,以获得HClO的Ka。简述该方案: (包括所用仪器及数据处理思路)。
③教师指导:设计实验方案时,需要根据物质性质,具体问题具体分析。
层次3创新性
4.(14分)(2026·广东“六校联盟”联考)钴氨配合物在催化剂、传感器等方面有广泛的应用。某兴趣小组探究钴氨配合物的制备。
Ⅰ.制备钴(Ⅲ)氨配合物
按下图装置进行实验,将一定量的CCl2·6H2O、NH4Cl溶于热水,加入活性炭作催化剂,再加入浓氨水和6%双氧水,在一定温度下反应20 min,经多步操作得到产品(加热装置已省略)。
(1)仪器d的名称为 。
(2)相对普通分液漏斗,仪器a的优点是 。
Ⅱ.产品分析
活性炭的加入及反应温度可影响钴(Ⅲ)氨配合物的结构,兴趣小组对此进行探究,得到两种钴(Ⅲ)氨配合物的制备条件如下表,并通过测定产品的摩尔电导率确定其组成。
资料:a.钴(Ⅲ)氨配合物的表达式为[C(NH3)xCl6-x]Cly(x≤6,y≥3);
b.摩尔电导率Λm=kc(c为配合物的物质的量浓度,k为配合物的电导率,单位为S·cm-1);
c.25 ℃时,配合物稀溶液中,电离出的离子总数与摩尔电导率Λm的关系如下:
(3)检验实验ⅰ产品在水溶液中存在Cl-的操作和现象: 。
(4)将实验ⅰ产品配制成5×10-4 ml·L-1稀溶液,测得其电导率k为2.1×10-4 S·cm-1,则R= 。实验ⅰ发生的总反应的化学方程式为 。
(5)实验ⅱ中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物是 (填化学式)。
Ⅲ.实验探究
(6)兴趣小组在制备过程中发现CCl2溶液中直接加入H2O2,C2+不被氧化,据此认为加入浓氨水和氯化铵对C2+的氧化产生了影响,并设计原电池进行验证。
提出猜想:猜想1.加入NH4Cl固体,增强了H2O2的氧化性。
猜想2.加入浓氨水形成配合物,增强了C2+的还原性。
验证猜想:①往右边烧杯中加入 ,关闭K,观察到 。
②往左边烧杯中加入 ,关闭K,观察到电流表指针偏转。
实验结论:猜想1不合理,猜想2合理。
参考答案
1.答案:(1)27.05
(2)KSCN FeCl3 Fe+2Fe3+3Fe2+
(3)1.05
(4)铁粉能与SCN-反应生成CN-,CN-与Fe3+结合成稳定性更强的[Fe(CN)6]3-,SCN-浓度越大,相同时间内生成CN-的浓度越大,CN-与Fe3+结合生成稳定配合物的速率越快,Fe3+消耗的速率越快,因此溶液褪色越快
(5)先向FeCl3溶液中加入过量的铁粉,再取滤液,向滤液中滴加少量KSCN溶液
解析:(1)n(FeCl3)=0.1 ml·L-1×1 L=0.1 ml,m(FeCl3)=0.1 ml×270.5 g·ml-1=27.05 g。
(2)向一支试管中滴加KSCN溶液无明显变化,说明溶液中可能没有Fe3+;向另一支试管中滴加FeCl3溶液出现红色,说明溶液中有SCN-,所以溶液红色褪去是因为Fe3+被消耗。
(3)为保证溶液总体积相同便于对比,b和d中溶液总体积要相等。d中加入0.05 mL 0.1 ml·L-1 FeCl3溶液(可忽略体积变化),则总体积为2.0 mL+1.0 mL+0.05 mL=3.05 mL,所以V1=3.05 mL-2.0 mL=1.05 mL。
(4)从资料可知,SCN-能与Fe反应生成CN-,CN-与Fe3+结合生成更稳定的[Fe(CN)6]3-,SCN-浓度越大,相同时间生成CN-浓度越大,CN-结合Fe3+速率越快,Fe3+消耗快,溶液褪色快。
2.答案:(1)三颈烧瓶 2MnO4-+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)①O2 ②Fe+2[Fe(CN)6]3-2[Fe(CN)6]4-+Fe2+ [Fe(CN)6]4- ③取实验Ⅰ中Fe电极附近未滴加K3[Fe(CN)6]的溶液于试管中,滴入K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀产生
(3)O2+4e-+2H2O4OH-,A区c(OH-)增大,使酚酞溶液变红
(4)KFe[Fe(CN)6](s)K+(aq)+Fe2+(aq)+[Fe(CN)6]3-(aq),[Fe(CN)6]3-Fe3++6CN-,Fe3+或[Fe(CN)6]3-被Zn还原,使其浓度降低,平衡正向移动,蓝色沉淀溶解
(5)该反应比实验Ⅲ产生的蓝色沉淀更快、更多;一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀不消失
解析:如图,用Zn和Fe作为电极,酸化的3% NaCl溶液(pH≈5)作为电解质溶液,组成原电池,探究铁被腐蚀的原因。实验Ⅰ电流表指针偏转,说明有电流产生,构成原电池,Fe电极上未见气泡生成;一段时间后,向Fe电极附近滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀。用一端包裹着锌片,一端不作任何处理的铁钉置于加入NaCl溶液的琼脂胶冻探究铁钉的腐蚀原因,实验Ⅱ中,向A区滴加酚酞溶液,出现红色,说明发生了吸氧腐蚀,正极发生反应O2+4e-+2H2O4OH-;向A区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失,通过分析,探究Fe被腐蚀的原因。
(2)在酸性氯化钠溶液中存在氧气,氧气具有氧化性,能把铁氧化,所以猜想c为O2能将Fe氧化;若K3[Fe(CN)6]将Fe氧化,K3[Fe(CN)6]中Fe为+3价,被还原为+2价,Fe被氧化为Fe2+,离子方程式为Fe+2[Fe(CN)6]3-2[Fe(CN)6]4-+Fe2+;若K3[Fe(CN)6]被Zn还原,还原产物为[Fe(CN)6]4-;要证明猜想c不成立,即证明不是O2将Fe氧化,可采用排除K3[Fe(CN)6]的方法,具体操作和现象:取实验Ⅰ中Fe电极附近未滴加K3[Fe(CN)6]的溶液于试管中,滴入K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀产生。
(3)实验Ⅱ中,电解质溶液为氯化钠溶液,铁钉发生了吸氧腐蚀,锌比铁活泼,锌是负极,铁钉(A区)是正极,正极的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,A区附近生成OH-,导致c(OH-)增大,显碱性,使酚酞溶液变红。
(4)蓝色沉淀为KFe[Fe(CN)6],其在溶液中存在着沉淀溶解平衡,KFe[Fe(CN)6](s)K+(aq)+Fe2+(aq)+[Fe(CN)6]3-(aq),[Fe(CN)6]3-Fe3++6CN-,Fe3+或[Fe(CN)6]3-被Zn还原,使其浓度降低,平衡正向移动,蓝色沉淀溶解。
(5)当把锌片换成铜片时,因为铜的活泼性比铁弱,此时形成的原电池中,A区的铁作负极,铜作正极,负极反应为Fe-2e-Fe2+,向A区滴加K3[Fe(CN)6]溶液,因为有Fe2+生成,会生成蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],但与实验Ⅰ不同的是,因为铁持续作负极被氧化产生Fe2+,所以该反应比实验Ⅳ产生的蓝色沉淀更快、更多;一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀不消失。
3.答案:(1)由紫红色变为无色
(2)d、a、b
(3)①0.028 0 ②10-2.89×10- 0-10-2.89
(4)①增大 极性 ③三者的饱和溶液浓度并不相同
(5)①2HClO2H++2Cl-+O2↑
②用pH计测定常温下0.1 ml·L-1 NaClO溶液的pH=a,c(OH-)=10a-14,
ClO-+H2OHClO+OH-,c(HClO)=c(OH-),
Kh=c(HClO)·c(OH-)c(ClO-)=10a-14×10a-140.1=102a-27,
Ka=KwKh=10-14102a-27=1013-2a
解析:(1)酸性条件下:,KMnO4被还原,紫红色褪去。
(2)加热溶解后,应先趁热过滤除去泥沙,经过冷却结晶获得苯甲酸晶体(苯甲酸的溶解度受温度影响较大,而NaCl溶解度几乎不受温度影响),再常温过滤后可获得苯甲酸晶体。
(3)①+NaOH+H2O
c0×50×10-3 L=0.1 ml·L-1×14×10-3 L,
解得c0=0.028 0 ml·L-1。
②选取初始点(0.00,2.89)计算,c()=c0-c(H+),Ka==10-2.89×10- 0-10-2.89。
(4)①电负性F>Cl,电负性越大,吸电子能力越强,使羧基中O—H之间电子对越偏向于O,则—OH的极性越大。
②三者饱和溶液的浓度不相同,故不能用pH直接判断Ka的大小顺序。
(5)①HClO在光照、加热或长期放置过程中均会分解,故离子方程式为2HClO2H++2Cl-+O2↑。
②用pH计测定常温下0.1 ml·L-1 NaClO溶液的pH=a,c(OH-)=10a-14,
ClO-+H2OHClO+OH-,c(HClO)=c(OH-),
Kh=c(HClO)·c(OH-)c(ClO-)=10a-14×10a-140.1=102a-27,
Ka=KwKh=10-14102a-27=1013-2a。
4.答案:(1)球形干燥管
(2)平衡气压,使液体顺利流下
(3)取少量待测液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,产生白色沉淀
(4)420 2CCl2+H2O2+2NH4Cl+10NH3·H2O2[C(NH3)6]Cl3+12H2O
(5)[C(NH3)5Cl]Cl2
(6)①NH4Cl固体 电流表的指针不偏转 ②浓氨水
解析:CCl2在氯化铵溶液和氨水条件下反应形成C(Ⅱ)配合物,C(Ⅱ)配合物增强了C2+的还原性,再加双氧水氧化生成钴(Ⅲ)氨配合物。
(4)将实验ⅰ产品配制成5×10-4 ml·L-1稀溶液,测得其电导率k为2.1×10-4 S·cm-1,则R=2.1×10-4S·cm-15×10-7ml·cm-3=420 S·cm2·ml-1。实验ⅰ产品摩尔电导率为420,可知1 ml物质电离出离子总数为4 ml,即[C(NH3)xCl6-x]Cly(x≤6,y≥3)中y=3,C为+3价,根据电荷守恒,x=6,实验ⅰ产品的化学式为[C(NH3)6]Cl3,发生的总反应的化学方程式为2CCl2+H2O2+2NH4Cl+10NH3·H2O2[C(NH3)6]Cl3+12H2O。
(5)实验ⅱ中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物的摩尔电导率为258,可知1 ml物质电离出离子总数为3 ml,即[C(NH3)xCl6-x]Cly(x≤6,y≥3)中y=2,C为+3价,根据电荷守恒,x=5,实验ⅱ中紫红色的钴(Ⅲ)氨配合物是[C(NH3)5Cl]Cl2。
(6)实验结论:猜想1不合理,猜想2合理,即NH4Cl固体不能增强H2O2的氧化性,浓氨水能增强C2+的还原性。所以,①向右边烧杯中加入NH4Cl固体,关闭K,电流表指针不偏转;②向左边烧杯中加入浓氨水,关闭K,电流表指针偏转。试管序号
待检验溶液体积/mL
蒸馏水mL
0.1ml·L-1 FeCl3溶液mL
现象
试管b
2.0
V1
0
红色较深
试管d
2.0
1.0
0.05
红色较浅
实验
实验装置
实验步骤及现象
Ⅰ
电流表指针偏转,Fe电极上未见气泡生成;一段时间后,向Fe电极附近滴加
K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀
Ⅱ
向A区滴加酚酞溶液,出现红色
Ⅲ
向A区滴加
K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一段时间后,与铁钉接触的蓝色沉淀消失
实验
活性炭
温度/℃
产品颜色
摩尔电导率
ⅰ
有
60
橙黄色
R
ⅱ
无
90
紫红色
258
1 ml物质电离出离子总数/ml
2
3
4
5
Λm/(S·cm2·ml-1)
118~131
235~273
408~435
523~560