高考化学微专题小练习专练53实验综合应用二含答案

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已知：①无水二氯化锰极易吸水潮解，易溶于水、乙醇和醋酸，不溶于苯
②制备无水二氯化锰的主要反应：
（CH3COO）2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up26(△),\s\d9(苯)) MnCl2↓＋2（CH3CO）2O
③乙酰氯遇水发生反应：
CH3COCl＋H2O―→CH3COOH＋HCl
请回答：
（1）步骤Ⅰ：所获固体主要成分是 （用化学式表示）。
（2）步骤Ⅰ在室温下反应，步骤Ⅱ在加热回流下反应，目的分别是 。
（3）步骤Ⅲ：下列操作中正确的是 。
A．用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上
B．用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀
C．用乙醇作为洗涤剂，在洗涤沉淀时，关小水龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀物
D．洗涤结束后，将固体迅速转移至圆底烧瓶进行后续操作
（4）步骤Ⅳ：①将装有粗产品的圆底烧瓶接到纯化装置（图2）上，打开安全瓶上旋塞，打开抽气泵，关闭安全瓶上旋塞，开启加热器，进行纯化。请给出纯化完成后的操作排序：
纯化完成→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→将产品转至干燥器中保存
a．拔出圆底烧瓶的瓶塞
b．关闭抽气泵
c．关闭加热器，待烧瓶冷却至室温
d．打开安全瓶上旋塞
②图2装置中U形管内NaOH固体的作用是 。
（5）用滴定分析法确定产品纯度。甲同学通过测定产品中锰元素的含量确定纯度；乙同学通过测定产品中氯元素的含量确定纯度。合理的是 （填“甲”或“乙”）同学的方法。
2．[2022·湖南卷]某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O，并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案：
可选用试剂：NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验，得到BaCl2溶液，经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g，用100 mL水溶解，酸化，加热至近沸；
②在不断搅拌下，向①所得溶液逐滴加入热的0.100 ml·L－1 H2SO4溶液；
③沉淀完全后，60℃水浴40分钟，经过滤、洗涤、烘干等步骤，称量白色固体，质量为0.466 0 g。
回答下列问题：
（1）Ⅰ 是制取 气体的装置，在试剂a过量并微热时，发生主要反应的化学方程式为 ；
（2）Ⅱ中b仪器的作用是 ；Ⅲ中的试剂应选用 ；
（3）在沉淀过程中，某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后，认为沉淀已经完全，判断沉淀已完全的方法是 ；
（4）沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，原因是 ；
（5）在过滤操作中，下列仪器不需要用到的是 （填名称）；
（6）产品中BaCl2·2H2O的质量分数为 （保留三位有效数字）。
3．[2021·浙江卷1月]某兴趣小组用铬铁矿[Fe（CrO2）2]制备K2Cr2O7晶体，流程如下：
已知：4Fe（CrO2）2＋10Na2CO3＋7O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO2
2H＋＋2CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ⇌Cr2Oeq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7))＋H2O
相关物质的溶解度随温度变化如下图。请回答：
（1）步骤Ⅰ，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是 。
（2）下列说法正确的是 。
A．步骤Ⅱ，低温可提高浸取率
B．步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe（OH）3
C．步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7
D．步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3
（3）步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作（操作不能重复使用）并排序：溶解KCl→（ ）→（ ）→（ ）→（ ）→重结晶。
a.50 ℃蒸发溶剂
b．100 ℃蒸发溶剂
c．抽滤
d．冷却至室温
e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热
f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热
（4）为了测定K2Cr2O7产品的纯度，可采用氧化还原滴定法。
①下列关于滴定分析的操作，不正确的是 。
A．用量筒量取25.00 mL待测液转移至锥形瓶
B.滴定时要适当控制滴定速度
C．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
D.读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直
E．平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
②在接近终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落， ，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。（请在横线上补全操作）
该小组用滴定法准确测得产品中K2Cr2O7的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度（K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例），但测得的质量分数明显偏低。分析其原因，发现配制K2Cr2O7待测水溶液时少加了一种试剂。该试剂是 ，添加该试剂的理由是 。
专练53 实验综合应用二
1．(1)(CH3COO)2Mn
(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2；步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2
(3)BD (4)①c d b a ②防止可能产生的酸性气体进入抽气泵；防止外部水汽进入样品
(5)乙
解析：(1)根据制备无水二氯化锰的主要反应：(CH3COO)2Mn＋2CH3COCl eq \(――→,\s\up26(△),\s\d9(苯)) MnCl2↓＋2(CH3CO)2O以及乙酰氯遇水发生反应：CH3COCl＋H2O―→CH3COOH＋HCl可判断步骤Ⅰ中利用CH3COCl吸水，因此所获固体主要成分是(CH3COO)2Mn。(2)步骤Ⅰ脱去四水醋酸锰的结晶水并防止生成MnCl2，因此步骤Ⅰ在室温下反应；而步骤Ⅱ加热回流促进反应生成MnCl2，所以步骤Ⅱ需要在加热回流下反应。(4)①纯化完成后，首先关闭回热器，待烧瓶冷却至室温，然后打开安全瓶上旋塞，关闭抽气泵，最后拔出圆底烧瓶的瓶塞，将产品转到干燥器中保存；②由于可能混有酸性气体且无水二氯化锰极易吸水潮解，图2装置中U形管内NaOH固体的作用是防止可能产生的酸性气体进入抽气泵，同时防止外部水汽进入样品。(5)由于无水二氯化锰极易吸水潮解，且锰离子水解，应该通过测定产品中氯元素的含量确定纯度，所以合理的是乙同学的方法。
2．(1)HCl H2SO4(浓)＋NaCl eq \(=====,\s\up7(微热)) NaHSO4＋HCl↑
(2)防止Ⅱ中溶液倒吸 CuSO4溶液
(3)取上层清液继续滴加H2SO4溶液，无沉淀出现，说明已经沉淀完全
(4)使钡离子沉淀完全
(5)锥形瓶
(6)97.6%
解析：由给出的试剂和装置，结合实验目的进行分析：
(1)由上述分析可知，Ⅰ是制取HCl气体的装置，在试剂a(浓H2SO4)过量并微热时，NaCl晶体与浓H2SO4反应生成NaHSO4和HCl。(2)HCl气体极易溶于水，故Ⅱ中b仪器的作用是防止倒吸；Ⅲ中的试剂是为了吸收H2S气体，应选用CuSO4溶液，发生反应CU2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋。(3)若沉淀已经完全，由上层清液中无Ba2＋，可通过向上层清液中继续滴加H2SO4溶液的方法判断沉淀已经完全。(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液，增大c(SO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) )，可以减少Ba2＋在水中的溶解，使其尽可能完全转化为沉淀。(5)过滤的实验装置为，故不需要用到锥形瓶。(6)0.466 0 g BaSO4的物质的量为0.002 ml，由BaCl2·2H2O～BaSO4可知，产品中BaCl2·2H2O为0.002 ml，质量分数为 eq \f(0.002 ml×244 g·ml－1,0.500 0 g) ×100%＝97.6%。
3．(1)增大反应物的接触面积
(2)BC
(3)aedc
(4)①AC ②再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁
(5)H2SO4 抑制Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) 转化为CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ，且与Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) 不反应
解析：(1)固体反应物的反应速率与固体的表面积有关，反应物之间接触面积越大，反应速率越快，故将铬铁矿粉碎可增大反应物的接触面积，加快高温氧化的速率。(2)由题给各物质的溶解度随温度变化图像可知，温度越高，Na2CrO4的溶解度越大，所以高温可提高浸取率，A错误；水浸取时发生NaFeO2的水解反应：NaFeO2＋2H2O⇌NaOH＋Fe(OH)3↓，过滤可除去Fe(OH)3，B正确；根据工艺流程可知，需要使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7，结合已知反应2H＋＋2CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ⇌Cr2Oeq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7))＋H2O可知，硫酸酸化的目的就是实现该转化过程，C正确；步骤Ⅳ，所得滤渣显然是不溶于水的杂质，Na2SO4和Na2CO3都是易溶于水的钠盐，都应该存在于滤液中，D错误。(3)Na2Cr2O7中加入KCl发生反应Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，根据题给各物质的溶解度随温度的变化曲线可知，K2Cr2O7的溶解度随温度升高明显增大，NaCl溶解度随温度升高变化不明显，50 ℃时K2Cr2O7、NaCl两者溶解度近似相等，溶液的成分主要是这两种物质，所以可以得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，步骤V，重结晶前的操作顺序为：溶解KCl→50℃蒸发溶剂→蒸发至溶液出现晶膜，停止加热(不选f是为了避免过度加热造成晶体飞溅)→冷却至室温→抽滤→重结晶。(4)①量筒的精确度是0.1 mL，不能用量筒量取25.00 mL溶液，A操作不正确；滴定时要适当控制滴定的速率，确保反应物之间充分反应，同时防止滴加过快使得滴加试剂过量，B操作正确；滴定时应一直观察锥形瓶中溶液颜色的变化，以便准确判断滴定的终点，C操作不正确；读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直，平视读取读数，D操作正确；为了确保每次滴定时滴定管中的溶液充足，平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，并记录初始读数，E操作正确。②在接近滴定终点时，使用“半滴操作”的方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。(5)根据题意，K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例，在K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) ＋H2O⇌2H＋＋2CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ，即有部分Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) 会转化为CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ，从而使测得的质量分数明显偏低，为抑制Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) 转化为CrO eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(4)) ，可加入与Cr2O eq \\al(\s\up11(2－),\s\d4(7)) 不反应的酸，如硫酸。