压轴题三 综合实验题
1．某化学兴趣小组同学用下列仪器和装置制取乙烯，并用过量的氧气将C2H4氧化成CO2和H2O，从而测定乙烯中碳、氢两种元素的质量比。请回答下列问题。
(1)该小组同学受实验室制备C2H2的启发，拟从CaC2、ZnC2、Al4C3、Mg2C2、Li2C2中选择一种试剂与水反应来制备乙烯，写出该反应的化学方程式_______________。
(2)按产生气体由左向右的流向，连接各装置导管的顺序：G接E、F接______、______接______、______接A、B接J。
(3)装置甲的作用是___________________；装置己的作用是___________________。
(4)装置戊中CuO的作用是_____________________________________________。
(5)实验前称得甲、乙两装置的质量分别为m1 g和n1 g，实验完毕，称得甲、乙两装置的质量分别变为m2 g和n2 g，则乙烯分子中碳原子和氢原子的原子个数之比为____________________(列出算式)。
(6)若戊中没有CuO，则测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”，下同)；若不接丙装置，则测定结果____________________。
2．YBa2Cu3Ox(钇钡铜氧)是近年来被科学家发现的一种高温超导材料，其中Y、Ba、O三种元素都有固定的化合价，分别为＋3、＋2、－2，而Cu是＋2和＋3的混合价态。现用碘量法进行测定：
取一定质量的YBa2Cu3Ox样品，用稀盐酸溶解，在氮气的保护下加过量的KI固体，样品中的Cu3＋和Cu2＋分别氧化KI生成I2，用0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定得到的I2，终点时消耗Na2S2O3溶液21.00 mL。有关反应如下：
Cu3＋＋3I－===CuI↓＋I2
2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2
I2＋2S2O===2I－＋S4O
另取一份质量相等的YBa2Cu3Ox样品，用稀盐酸溶解，煮沸，使其中的Cu3＋全部转化为Cu2＋，冷却后再用碘量法滴定，终点时消耗0.100 mol·L－1 Na2S2O3溶液15.00 mL。
试回答：
(1)碘量法中应选用的指示剂是____________。
(2)碘量法滴定终点的现象为____________________________________________。
(3)Cu3＋和Cu2＋的物质的量之比为__________。
(4)x的值为________。
3．某白色粉末中可能含有K2SO4、NH4Cl、NaCl中的一种或多种物质。请设计合理实验探究该白色粉末的组成。
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、胶头滴管、药匙、酒精灯、火柴、试管夹、镊子；红色石蕊试纸、1 mol·L－1硫酸、1 mol·L－1硝酸、1 mol·L－1盐酸、2 mol·L－1 NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、蒸馏水。
请完成以下实验探究过程。
(1)提出假设：根据题意，该白色粉末的组成最多有________种可能的情况。
(2)对于由K2SO4、NH4Cl、NaCl粉末分别制成的溶液，下列说法正确的是________。
A．0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中的c(NH)＝c(Cl－)
B．向0.1 mol·L－1 NaCl溶液中滴加硝酸，使溶液pH＝5，此时混合液中的c(Na＋)＝c(Cl－)
C．常温下，向NH4Cl溶液中加入适量氨水，使混合液的pH＝7，此时混合液中c(NH)＝c(Cl－)
D．在K2SO4溶液中，c(K＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(SO)
(3)设计实验方案：基于该粉末中上述三种盐均存在这一假设，设计出实验方案(不必写出)。
(4)根据(3)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
实验操作
预期现象和结论
步骤1：用药匙取少量白色粉末于试管A底部，点燃酒精灯，充分加热试管
步骤2：
固体溶解，得无色溶液
步骤3：向试管B中滴加过量的Ba(NO3)2溶液和1 mol·L－1硝酸，充分振荡后静置
如果有白色沉淀生成，证明原白色粉末中含有K2SO4，反之则无
步骤4：
4.在实验室中某实验小组同学针对硫酸铜的制取和应用，
设计了以下实验。
(1)铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。
①装置A中发生反应的化学方程式为___________________________________
_____________________________________________________________________；
②如图装置中导管B的作用你认为可能是(写出一种)_______________________。
(2)为了符合绿色化学的要求，某同学进行如下设计：将铜粉在____________(填仪器名称)中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应，反应后溶液经过____________、____________、过滤、洗涤、干燥，即可得到产品CuSO4·5H2O晶体，干燥需要控制温度小于100 ℃，若温度过高，则会导致____________。
(3)将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4作催化剂，即发生反应，生成硫酸铜。其反应过程的第2步是2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，请写出其第1步反应的离子方程式_____________。
(4)制取的CuSO4溶液和“另一物质”在40～50 ℃混合时生成了一种难溶物质氢化亚铜(CuH)。将CuH溶解在稀盐酸中时生成了一种气体，这种气体是________，经收集测定生成的该气体在标况下的体积为11.2 L，则反应中转移电子的物质的量是______________(已知Cu＋在酸性条件下发生反应转化为Cu2＋和Cu)。
5．已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的
漂白作用。为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本
身还是二氧化硫与水作用的产物，某学习小组设计了如下实
验进行探究。请回答相关问题。
(1)为了探究干燥的SO2能不能使品红试液褪色，某同学设计了如图所示实验装置，请指出该实验装置图中的不合理之处。
①____________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________。
(2)按照改进后的装置，实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时，经过一小时后，品红试液仍不褪色。这说明品红试液褪色不是由二氧化硫直接导致的。据此推断，导致品红试液褪色的可能微粒有________________。
(3)甲同学实验如下：取等量、相同浓度的品红溶液于两支试管中，再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体，两支试管中的品红试液都褪色，对此，他得出结论：使品红试液褪色的微粒是HSO和SO，不是H2SO3。你认为他的结论是否正确________，其理由是___________________________________________________。
(4)为了进一步探究，乙同学做了如下实验：分别取相同浓度的品红试液各20 mL于两只小烧杯中，两只烧杯中同时一次性分别加入20 mL 0.1 mol·L－1的亚硫酸钠、20 mL 0.1 mol·L－1的亚硫酸氢钠溶液，发现加入亚硫酸钠溶液的品红试液褪色较快。
①下表表示微粒浓度与褪色快慢的关系，请用“多”或“少”填写表中空格。
同浓度溶液
SO
HSO
H2SO3
褪色速度
Na2SO3溶液
多
少
少
快
NaHSO3溶液
较上面__
较上面__
较上面__
慢
②根据实验和分析，该同学得出的结论是_________________________________。
6．某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容：
乙二酸(HOOC－COOH，可简写为H2C2O4)俗称草酸，易溶于水，属于二元中强酸(为弱电解质)，且酸性强于碳酸，其熔点为101.5 ℃，在157 ℃升华。为探究草酸的部分化学性质，进行了如下实验：
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液，观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为___________________________________________。
(2)向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现其溶液的紫红色褪去，说明乙二酸具有________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”)，请配平该反应的离子方程式：______MnO＋____H2C2O4＋____H＋===____Mn2＋＋____CO2↑＋____H2O。
(3)将一定量的乙二酸放于试管中，按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出)：
实验发现：装置C、G中澄清石灰水变浑浊，B中CuSO4粉末变蓝，F中CuO粉末变红。据此回答：
上述装置中，D的作用是________________。乙二酸分解的化学方程式为_________。
(4)该小组同学将2.52 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100 mL 0.2 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应后溶液呈酸性，其原因是_________________________
______________________________________________________________________
(用文字简单表述)。
(5)题(4)形成的溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为
__________________________________________________(用离子符号表示)。
答案
1．(1)Mg2C2＋4H2O===2Mg(OH)2＋C2H4↑ (2)H I C D
(3)吸收乙烯燃烧产生的CO2气体 防止空气中的CO2和水蒸气进入甲、乙装置，造成实验误差
(4)氧化可能生成的CO
(5)∶
(6)偏低 偏低
2．(1)淀粉溶液
(2)溶液的蓝色褪去且半分钟内不恢复
(3)2∶3
(4)7.1
3．(1)7 (2)BC
(4)
实验操作
预期现象和结论
如果白色粉末减少，有白烟生成，试管上部有白色固体凝结，说明原白色粉末中含有NH4Cl，反之则无
步骤2：用药匙取少量试管A中的残留固体于试管B中，滴加适量蒸馏水，振荡
步骤4：取试管B中上层清液少量于试管C中，滴加AgNO3溶液和1 mol·L－1硝酸
如果有白色沉淀生成，证明原白色粉末中含有NaCl，反之则无
4．(1)①2H2SO4(浓)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O ②安全管；平衡气压；防倒吸；若连C的导气管堵塞时，可防止装置爆炸；拆除装置前，从B管口向A中鼓气使SO2被全部吸收(写出一种即可)
(2)坩埚 蒸发浓缩(加热蒸发) 冷却结晶
CuSO4·5H2O失去部分结晶水
(3)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
(4)H2 0.75 mol
5．(1)没有尾气吸收装置 没有气体干燥装置
(2)HSO、SO或H2SO3
(3)不正确 HSO、SO水解都能产生H2SO3 (4)①少 多 多 ②主要是SO有 漂白作用
6．(1)HCO＋H2C2O4===HC2O＋CO2↑＋H2O
(2)还原性 2 5 6 2 10 8
(3)除去混合气体中的CO2 H2C2O4H2O＋CO↑＋CO2↑
(4)反应所得溶液为NaHC2O4溶液，由于HC2O的电离程度比水解程度大，导致溶液中c(H＋)>c(OH－)，所以溶液呈酸性
(5)Na＋>HC2O>H＋>C2O>OH－
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