备战2025年高考二轮复习化学（山东版）大单元主观题突破练5（Word版附解析）

这是一份备战2025年高考二轮复习化学（山东版）大单元主观题突破练5（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了93 g CrCl3固体与0，55%，60 g,色谱检测纯度为98，2 mL密度为1，20%　③AB等内容，欢迎下载使用。
学生用书P247
1.(12分)(2024·山东日照三模)实验室常用金属锌、CrCl3(易升华)和醋酸钠制备醋酸亚铬,醋酸亚铬晶体的化学式为[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,难溶于冷水,易溶于酸,易被空气氧化。回答下列问题:
Ⅰ.制备无水CrCl3(见图甲)
图甲
(1)仪器b的名称为 。管式炉中有光气(COCl2)生成,其化学方程式为 ;光气有剧毒,易水解,b中生成的盐是 (填化学式)。
(2)反应管右端有15 cm在管式炉外,其作用是 。
Ⅱ.制备醋酸亚铬(见图乙)
图乙
(3)三颈烧瓶中生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的离子方程式为 ;
锌粒的作用是 。
(4)实验时用7.93 g CrCl3(摩尔质量M=158.5 g·ml-1)固体与0.75 L 0.2 ml·L-1醋酸钠溶液充分反应得到7.99 g干燥纯净的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(摩尔质量M=376 g·ml-1),该实验的产率为 (不考虑醋酸亚铬晶体的溶解)。
答案:(1)抽滤瓶 Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2 Na2CO3和NaCl (2)使CrCl3凝华 (3)2Cr2++4CH3COO-+2H2O[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 还原Cr3+,与盐酸反应生成氢气排空气 (4)85%
解析:Ⅰ.制备无水CrCl3:CCl4进行水浴加热汽化,通入N2的目的是将装置内的空气排出,CCl4蒸气在反应管中与Cr2O3反应,根据试题中信息,可写出反应方程式为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2,COCl2用NaOH溶液进行尾气处理,a中无水氯化钙的作用是防止水蒸气进入反应管中。Ⅱ.制备醋酸亚铬:三颈烧瓶中Zn与盐酸反应产生H2将装置内空气排出,Zn将Cr3+还原为Cr2+,关闭活塞B,打开活塞A,利用D向抽滤瓶注入空气,将醋酸钠溶液压入三颈烧瓶与Cr2+反应生成醋酸亚铬。
(1)仪器b是抽滤瓶;管式炉中反应的化学方程式为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2;光气水解生成CO2和HCl,与b中NaOH反应生成的盐是Na2CO3和NaCl。
(2)CrCl3易升华,反应管右端有15 cm在管式炉外,其作用是使CrCl3凝华,收集产物。
(3)根据上述分析,三颈烧瓶中生成[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的离子方程式为2Cr2++4CH3COO-+2H2O[Cr(CH3COO)2]2·2H2O;Zn的作用是还原Cr3+,与盐酸反应生成氢气排空气。
(4)7.93 g CrCl3的物质的量为7.93 g158.5 g·ml-1≈0.05 ml,0.75 L 0.2 ml·L-1醋酸钠的物质的量为0.15 ml,故CrCl3少量,理论上可以生成0.025 ml [Cr(CH3COO)2]2·2H2O,质量为0.025 ml×376 g·ml-1=9.4 g,故实验的产率为7.999.4×100%=85%。
2.(12分)(2024·安徽滁州一模)某校化学兴趣小组研究学校附近的空气质量,遇到了下列问题,请你帮助他们。
(1)甲组同学设计了如图所示的实验装置,对悬浮颗粒物、空气中SO2含量进行测定。A装置的名称为 。
注:气体流速管是用来测量单位时间内通过气体体积的装置
①用上述装置定量测定空气中的SO2和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3·min-1)和反应所需时间外还需要的数据是 。
②已知:碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。请你协助甲组同学完成100 mL 5×10-4 ml·L-1碘溶液的配制:
a.将容量瓶置于水平台面上,加入蒸馏水至距容量瓶刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管逐滴滴加,直至液体凹液面与刻度线相平。
b.用电子天平准确称取1.27 g碘单质加入烧杯中,同时加入少量碘化钾固体,加水溶解后转入容量瓶中。
c.从上一步所得溶液中取出10.00 mL溶液倒入烧杯中,加水稀释至100 mL。
d.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,并将洗涤液转入1 000 mL容量瓶中。
合理的步骤顺序是 。
(2)乙组同学拟用如图简易装置测定空气中的SO2含量:
①检查该装置的气密性时,先在试管中装入适量的水(保证玻璃管的下端浸没在水中)。然后 (填写操作方法及实验现象),则证明该装置的气密性良好。
②测定指定地点空气中的SO2含量时,准确移取1.00 mL 5×10-4 ml·L-1碘溶液,注入如图所示试管中。用适量的蒸馏水稀释后,再加2~3滴淀粉溶液,配制成溶液B。甲、乙两组同学分别使用如图所示相同的实验装置和溶液B,在同一地点、同时推拉注射器的活塞,反复抽气,直到溶液的蓝色全部褪尽为止停止抽气,记录抽气次数如下(假设每次抽气500 mL)。
我国环境空气质量标准对空气质量测定中SO2的最高浓度限值如下表:
经老师和同学们分析,甲组测定结果更为准确,则该地点的空气中SO2的含量为 mg·m-3(保留2位有效数字),属于 (填汉字)级标准。请你分析乙组实验结果产生较大偏差的原因是(两个小组所用装置和药品均无问题) 。
答案:(1)洗气瓶 ①悬浮颗粒吸附器吸收前、吸收后的质量 ②b→d→a→c
(2)①向外轻轻拉动注射器的活塞,浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出 ②0.58 三 抽气速度过快,二氧化硫没有充分被吸收
解析:(1)观察实验装置可知A装置的名称为洗气瓶;除测定气体流速(单位:cm3·min-1),测定溶液蓝色恰好褪去所需的时间外,还要测量可吸入颗粒的含量,可用悬浮颗粒吸附器来吸收,颗粒吸附器前后质量之差即为悬浮颗粒的质量。碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。要配制100 mL 5×10-4 ml·L-1碘溶液,第一步:用电子天平准确称取1.27 g碘单质(物质的量为1.27 g254 g·ml-1=0.005 ml)加入烧杯中,同时加入少量碘化钾固体,加适量水搅拌使之完全溶解;接着进行转移、洗涤、定容、摇匀,最后从所得1 000 mL溶液中取出10.00 mL溶液倒入烧杯中,加水稀释至100 mL。(2)①根据装置图,检查该装置的气密性时,先在试管中装入适量的水(保证玻璃管的下端浸没在水中)。然后向外轻轻拉动注射器的活塞时,将会看到浸没在水中的玻璃导管口有气泡冒出,则证明该装置的气密性良好;②根据表格数据,甲组抽气110次,通过的气体总体积为500 mL×110=55 000 mL=55 L,二氧化硫用碘溶液来吸收,反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4,则含有的二氧化硫的物质的量为1.00×10-3 L×5×10-4 ml·L-1=5×10-7 ml,则该地点的空气中SO2的含量为5×10-7ml×64 g·ml-10.055m3≈5.8×10-4 g·m-3=0.58 mg·m-3,属于三级标准;乙组实验时抽气145次,产生较大偏差的原因可能是抽气速度过快,二氧化硫没有充分被吸收。
3.(12分)(2024·山东青岛三模)三氯氧钒(VOCl3)是制取高纯V2O5的重要原料,常温下为黄色液体,沸点为126 ℃,熔点为-77 ℃,易水解。实验室根据反应2V2O5+6Cl24VOCl3+3O2,用含钒废催化剂制备VOCl3粗品,并制备高纯V2O5。回答下列问题:
Ⅰ.VOCl3粗品的制备
(1)制备VOCl3粗品时进行操作:①检查装置的气密性;②盛装药品;③……;④一段时间后接通冷凝装置,加热开始反应。操作③是 ,目的是 。证明含钒废催化剂反应完全的现象是 。
Ⅱ.VOCl3粗品的纯化
(2)三颈烧瓶中收集到粗品(含SiCl4、TiCl4、FeCl3和AlCl3杂质)经蒸馏可进一步纯化。由图可知先馏出的物质为 ,经蒸馏后VOCl3中主要含有的杂质为 。
Ⅲ.V2O5的制备和纯度的测定
(3)VOCl3用铵盐沉淀-氧化煅烧法制备高纯V2O5的流程如下。“氧化煅烧”的化学方程式为 。
(4)测定V2O5纯度。取2.000 g产品,加入足量稀硫酸使其完全转化为(VO2)2SO4,配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液,用0.100 0 ml·L-1的H2C2O4标准溶液滴定,终点消耗标准液10.50 mL。已知滴定过程中VO2+还原为VO2+。滴定反应的离子方程式为 ,产品纯度为 。
答案:(1)通氯气 排出装置内的空气 球形冷凝管不再有液体滴下
(2)SiCl4 TiCl4
(3)4NH4VO3+3O22V2O5+8H2O+2N2
(4)2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O 95.55%
解析:Ⅰ.氯气通入管式炉与V2O5发生反应2V2O5+6Cl24VOCl3+3O2,生成VOCl3,由于VOCl3常温下为黄色液体,沸点为126 ℃,熔点为-77 ℃,在球形冷凝管中可冷却成液体,最后对过量氯气进行尾气吸收;Ⅲ.VOCl3用铵盐沉淀得NH4VO3,再氧化煅烧制得V2O5。
(2)由图可知,同压下SiCl4沸点最低,先蒸出,与VOCl3沸点接近的是TiCl4,经蒸馏后VOCl3中主要含有的杂质为TiCl4。
(4)滴定过程中VO2+还原为VO2+,H2C2O4被氧化成CO2,则离子方程式为2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O;根据离子反应V2O5~2VO2+~H2C2O4,n(V2O5)=n(H2C2O4)=25025×0.100 0 ml·L-1×0.010 5 L=0.010 5 ml纯度为0.010 5ml×182 g·ml-12.000 g×100%=95.55%。
4.(12分)(2024·黑吉辽卷)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL乙酸(100 mml)、8.8 mL乙醇(150 mml)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
Ⅱ.加热回流50 min后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
Ⅲ.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出,分离出有机相。
Ⅳ.洗涤有机相后,加入无水MgSO4,过滤。
Ⅴ.蒸馏滤液,收集73~78 ℃馏分,得无色液体6.60 g,色谱检测纯度为98.0%。
回答下列问题:
(1)NaHSO4在反应中起 作用,用其代替浓硫酸的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是 (填字母)。
A.无需分离
B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸
D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至0.1%)。
(6)若改用C2H518OH作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
答案:(1)催化剂 浓硫酸具有脱水性,使原料炭化,NaHSO4无脱水性,使产品产率更高(或其他合理答案:)
(2)吸收生成的H2O,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(3)AD (4)分液漏斗 (5)73.5% (6)90
解析:乙酸乙酯的制备原理为
其中浓硫酸的作用为催化剂和吸水剂,既能催化反应,加快反应速率,又能吸收反应生成的水,使平衡正向移动,增大产率。本题所给实验中用NaHSO4代替浓硫酸起催化作用,用能吸水的变色硅胶吸水,使平衡正向移动,冷却后用Na2CO3溶液将剩余的酸性物质反应掉,用无水MgSO4干燥产品,最后蒸馏收集73~78 ℃馏分获得产品乙酸乙酯。
(1)用NaHSO4代替浓硫酸起催化作用,因为浓硫酸有脱水性,能够将反应原料炭化,而NaHSO4无脱水性,可提高产品产率。同时还有减少有毒气体(SO2)的产生等其他优点。
(2)变色硅胶有吸水性,可吸收反应生成的水,使酯化反应平衡右移,提高产率。
(3)不向溶液中直接加入变色硅胶的优点是后续过程中不用再分离出去,且与甲基紫指示剂分开,不会影响其指示过程。平衡常数只与温度有关。故选A、D。
(4)分离有机相和洗涤有机相均需用分液漏斗进行分液。容量瓶在配制一定物质的量浓度的溶液时使用,普通漏斗在过滤时使用,洗气瓶在除气体中的杂质时使用。
(5)产率=实际产量理论产量×100%。原料中乙酸和乙醇按1∶1反应,显然乙酸比乙醇的量少,利用乙酸的物质的量计算产率:6.60 g×98.0%100×10-3ml×88 g·ml-1×100%=73.5%。
(6)酯化反应中,酸脱羟基醇脱氢,得到的产品应为CH3CO18OCH2CH3,其分子离子峰的质荷比数值为90。
5.(12分)(2024·山东青岛一模)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等。其熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解。模拟工业以B2O3、木炭和氯气为原料制备三氯化硼的装置如图所示(夹持装置略)。
实验步骤:
(ⅰ)连接仪器,检验装置的气密性,盛装药品;打开K1,通一段时间N2;
(ⅱ)关闭K1,加入适量浓盐酸,接通冷凝装置,加热管式炉;
(ⅲ)待反应结束,停止加热,打开K1,再通一段时间N2。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 ,试剂X为 ,F处碱石灰的作用是 。
(2)装置D的产物中含有极性的二元化合物分子,则该反应的化学方程式为
;
判断该反应结束的实验现象是 。
(3)反应结束后通入N2的目的是 ;
图示装置存在的缺陷是 。
(4)已知AgSCN是一种白色沉淀且Ksp(AgSCN)