專題16化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合(題型突破)(考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分)1．(14分)(2024·山東煙臺(tái)高三期中)三氯化鉻(CrCl3)是常用的媒染劑和催化劑，易潮解，易升華，高溫下易被氧氣氧化。實(shí)驗(yàn)室用Cr2O3和CCl4(沸點(diǎn)76.8℃)在高溫下制備無(wú)水CrCl3，同時(shí)生成COCl2氣體。實(shí)驗(yàn)裝置(加熱及夾持裝置略)如圖所示。已知：COCl2氣體有毒，遇水發(fā)生水解產(chǎn)生兩種酸性氣體?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)裝置合理的連接順序?yàn)閍→→d。(2)制備CrCl3時(shí)進(jìn)行操作：(i)連接裝置，……；(ii)裝入藥品并通入N2；加熱石英管至400℃；(ⅲ)停止通入N2，加熱E裝置；(iv)加熱石英管繼續(xù)升溫至650℃，直到B中反應(yīng)基本完成，切斷管式爐的電源；(v)停止E裝置加熱，繼續(xù)通入N2一段時(shí)間；(vi)裝置冷卻后，結(jié)束制備實(shí)驗(yàn)。①補(bǔ)全步驟i的操作。②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了形成穩(wěn)定的CCl4氣流，對(duì)E裝置加熱的最佳方式是，裝置E中長(zhǎng)頸漏斗的作用是。③步驟v中“繼續(xù)通入N2一段時(shí)間”的目的是。(3)裝置D中反應(yīng)的離子方程式為。(4)測(cè)定CrCl3產(chǎn)品的純度，實(shí)驗(yàn)如下：①取mgCrCl3產(chǎn)品，在強(qiáng)堿性條件下，加入過(guò)量30%H2O2溶液，小火加熱使CrCl3完全轉(zhuǎn)化為CrO42-，繼續(xù)加熱一段時(shí)間；②冷卻后，滴入適量的稀硫酸和濃磷酸，使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，加適量的蒸餾水配成250.00mL溶液；③取25.00mL溶液，用新配制的的NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，重復(fù)3次，平均消耗NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL(已知Cr2O72-被還原為Cr3+)。則樣品中CrCl3(摩爾質(zhì)量為Mg·molˉ1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%；若步驟③中所用標(biāo)準(zhǔn)溶液已變質(zhì)，將導(dǎo)致CrCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定值(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。2．(14分)(2024·黑龍江齊齊哈爾高三聯(lián)考)四氮化四硫(S4N4)是重要的硫一氮二元化合物，室溫下為橙黃色固體，難溶于水，能溶于CCl4等有機(jī)溶劑，178~187℃熔化并分解，可用NH3與SCl2反應(yīng)制備，某同學(xué)利用如圖裝置(加熱裝置已略)制取SCl2，然后制取S4N4。已知：SCl2為紅棕色液體，有刺激性臭味，熔點(diǎn)：?78℃，沸點(diǎn)：60℃，易水解。反應(yīng)步驟如下：①反應(yīng)時(shí)先向C中通入干燥的氯氣，使硫粉與氯氣在50℃下反應(yīng)生成SCl2。②待C中的硫粉全部反應(yīng)后，關(guān)閉B、C之間的止水夾，撤掉裝置A、B。③連接制氨的裝置，通入氨，反應(yīng)制得S4N4?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)儀器X的名稱為，裝置A中可用三氧化鉻(還原產(chǎn)物中鉻為+3價(jià))與濃鹽酸快速反應(yīng)制得氯氣，寫出反應(yīng)的離子方程式：。(2)B裝置中應(yīng)選擇的試劑為，裝置D的作用為。(3)向制得的SCl2中通入NH3，生成S4N4的同時(shí)還生成一種常見(jiàn)固體單質(zhì)和一種鹽，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。所得產(chǎn)物分離后，檢驗(yàn)所得鹽中陽(yáng)離子的具體操作步驟和現(xiàn)象為。(4)S4N4在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)氮元素轉(zhuǎn)化為氨氣，用硼酸吸收，滴定氨氣釋放量可進(jìn)一步測(cè)定S4N4的純度。稱取1.100gS4N4樣品，加入NaOH溶液，并加熱，釋放出的氨氣用足量100mL1mol/L硼酸吸收［反應(yīng)方程式為2NH3+4H3BO3=(NH4)2B2O7+5H2O，假定反應(yīng)過(guò)程中溶液體積不變］。反應(yīng)后的溶液以甲基紅―亞甲藍(lán)為指示劑，再用1mol/L的鹽酸［滴定反應(yīng)方程式為(NH4)2B2O7+2HCl+5H2O=2NH4Cl+4H3BO3］進(jìn)行滴定，重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：實(shí)驗(yàn)序號(hào)初始讀數(shù)(mL)最終讀數(shù)(mL)Ⅰ0.2020.22Ⅱ0.4024.85Ⅲ1.0020.98則制得的S4N4的純度為(保留4位有效數(shù)字)。3．(14分)(2024·廣東廣州高三聯(lián)考)三氯化六氨合鈷[Co(NH3)6]Cl3，在鈷化合物的合成中是重要原料。實(shí)驗(yàn)室以CoCl2為原料制備[Co(NH3)6]Cl3，步驟如下：Ⅰ.CoCl2的制備。CoCl2可以通過(guò)鈷和氯氣反應(yīng)制得，實(shí)驗(yàn)室制備純凈CoCl2可用下圖實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)(已知：鈷單質(zhì)在300℃以上易被氧氣氧化，CoCl2易潮解)。(1)儀器Y的名稱為，試劑Z為。(2)X中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)裝置的連接順序?yàn)锳→→B(按氣流方向，用大寫字母表示，反應(yīng)開始前應(yīng)先點(diǎn)燃處的酒精燈。Ⅱ.三氯化六氨合鈷(Ⅲ)的制備。原理為：2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O

(4)水浴溫度不超過(guò)60℃的原因是。(5)加入濃鹽酸，析出產(chǎn)品的離子方程式為。Ⅲ.測(cè)定[Co(NH3)6]Cl3中鈷的含量。(6)原理：利用將KI氧化成，Co3+被還原為Co2+。然后用淀粉溶液作指示劑，0.015mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的，S2O32-轉(zhuǎn)化為S4O62-。若稱取樣品的質(zhì)量為0.27g，滴定時(shí)，達(dá)到終點(diǎn)消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為54.00mL。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為，該樣品中鈷元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。4．(14分)(2024·河南省部分學(xué)校高三第二次聯(lián)考)硫化鋰(Li2S)廣泛地應(yīng)用于電池行業(yè)中。實(shí)驗(yàn)室可用多種方法制備Li2S。回答下列問(wèn)題：(1)以碳酸鋰粉末與H2S在600~700℃條件下制備Li2S，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持儀器已省略)：1．H3PO4溶液

2．Na2S溶液

3．磁子

4．加熱爐

5．反應(yīng)管

6．石墨舟

7．NaOH溶液①儀器X的名稱為，寫出X中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：[已知Ka1(H3PO4)>Ka1(H2S)>Ka2(H3PO4)]。②能否用稀硝酸代替H3PO4溶液？(填“能”或“不能”)，簡(jiǎn)述理由：(語(yǔ)言敘述)。③石墨舟中反應(yīng)生成Li2S的化學(xué)方程式為。(2)研究表明，高溫下，Li2SO4與焦炭反應(yīng)也可以制備Li2S。有同學(xué)認(rèn)為氣體產(chǎn)物中可能含有CO2、CO及SO2，為驗(yàn)證氣體成分，選用下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)裝置連接的合理順序?yàn)闅怏w產(chǎn)物→→G→H→C。②若F中品紅未褪色，H中黑色粉末變?yōu)榧t色，G前的C中澄清石灰水不變渾濁，H后的C中澄清石灰水變渾濁，則Li2SO4與焦炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)測(cè)定產(chǎn)品Li2S的純度取產(chǎn)品ag于錐形瓶中，加入V1mLc1mol·L-1的硫酸(足量)，充分反應(yīng)后排盡產(chǎn)生的氣體，滴入2滴酚酞，用c2mol·L-1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為V2mL。①達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是。②產(chǎn)品中Li2S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。5．(14分)(2024·云南昆明五華高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))3，4-亞甲二氧基苯甲酸是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體，微溶于水，實(shí)驗(yàn)室可用KMnO4氧化3，4-亞甲二氧基苯甲醛(油狀液體)制備，其反應(yīng)方程式為：實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：向三頸燒瓶中加入一定量3，4-亞甲二氧基苯甲醛和水，快速攪拌，于70~80℃滴加稍過(guò)量的酸性KMnO4溶液。緩慢開啟攪拌器并加熱。反應(yīng)結(jié)束后，加入KOH溶液至堿性。步驟2：趁熱過(guò)濾，洗滌濾餅。合并濾液和洗滌液，向其中加入鹽酸至水層不再產(chǎn)生沉淀。步驟3：抽濾，洗滌，干燥，得3，4-亞甲二氧基苯甲酸固體。回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)裝置中長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管可用代替(填儀器名稱)。恒壓滴液漏斗與分液漏斗相比，其優(yōu)點(diǎn)除平衡氣壓，使液體順利流下之外，還有。(2)步驟1中觀察到回流液中無(wú)、時(shí)，可判斷制備反應(yīng)已初步完成。(3)反應(yīng)結(jié)束后，需向溶液中滴加NaHSO3溶液進(jìn)行處理，目的是；亦可用H2C2O4在酸性條件下處理，原理是(用離子方程式表示)。(4)步驟1中加入KOH溶液至堿性的目的是。(5)步驟2中趁熱過(guò)濾除去的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。(6)步驟3中檢驗(yàn)產(chǎn)品是否洗凈的操作為。6．(14分)(2024·河北石家莊高三第二次調(diào)研)硫脲[CS(NH2)2](M=76)在藥物制備、金屬礦物浮選等方面有廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室中先制備Ca(HS)2，再與CaCN2溶液反應(yīng)合成CS(NH2)2，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持及加熱裝置略)。已知：CS(NH2)2易溶于水，易被氧化，受熱時(shí)部分發(fā)生異構(gòu)化生成NH4SCN。回答下列問(wèn)題：(1)盛裝鹽酸的儀器名稱是。(2)實(shí)驗(yàn)前先檢查裝置氣密性，操作：①在E中加水至浸沒(méi)導(dǎo)管末端，……；②微熱A處三頸燒瓶，觀察到E處導(dǎo)管末端有氣泡冒出，移走酒精燈；③一段時(shí)間后，E處導(dǎo)管末端形成一段水柱，且高度不變。將操作①補(bǔ)充完整。(3)檢查裝置氣密性后加入藥品，打開K2.裝置B中盛裝的試劑為。(4)關(guān)閉K2，撤走攪拌器，打開K3，水浴加熱D中三頸燒瓶，在80℃時(shí)合成硫脲，同時(shí)生成一種常見(jiàn)的堿?？刂茰囟炔桓哂?0℃的原因是，D處合成硫脲的化學(xué)方程式為。(5)將裝置D中液體過(guò)濾后，結(jié)晶得到粗產(chǎn)品。①稱取mg產(chǎn)品，加水溶解配成500mL溶液。在錐形瓶中加入足量氫氧化鈉溶液和n×10-3mol單質(zhì)碘，發(fā)生反應(yīng)：6NaOH+3I2=NaIO3+5NaI+3H2O，量取25.00mL硫脲溶液加入錐形瓶，發(fā)生反應(yīng)：NaIO3+3CS(NH2)2=3HOSC(NH)NH2+NaI。②充分反應(yīng)后加稀硫酸至酸性，發(fā)生反應(yīng)：NaIO3+5NaI+3H2SO4=3I2+3Na2SO4+3H2O，滴加兩滴淀粉溶液，用cmol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，發(fā)生反應(yīng)：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6.至終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL。粗產(chǎn)品中硫脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用含“m、n、C、V的式子表示)；若滴定時(shí)加入的稀硫酸量不足，會(huì)導(dǎo)致所測(cè)硫脲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(已知：4NaIO3+3Na2S2O3+6NaOH=4NaI+6Na2SO4+3H2O。)7．(15分)(2024·湖南豫東名校高三聯(lián)考)紅磷可用于制備半導(dǎo)體化合物及用作半導(dǎo)體材料摻雜劑，還可以用于制造火柴、煙火，以及三氯化磷等。(1)研究小組以無(wú)水甲苯為溶劑，PCl3(易水解)和NaN3(疊氮化鈉)為反應(yīng)物制備納米球狀紅磷。該紅磷可提高鈉離子電池的性能。納米球狀紅磷的制備裝置如圖所示(夾持、攪拌、加熱裝置已略)。①在氬氣保護(hù)下，反應(yīng)物在裝置A中混勻后，于加熱12小時(shí)，反應(yīng)物完全反應(yīng)。A中發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為。②經(jīng)冷卻、離心分離和洗滌得到產(chǎn)品，洗滌時(shí)先后使用乙醇和水，依次洗去的物質(zhì)是和。(2)PCl3是重要的化工原料，實(shí)驗(yàn)室利用紅磷制取粗PCl3的裝置如圖，夾持裝置已略，已知紅磷與少量Cl2反應(yīng)生成PCl3，與過(guò)量Cl2反應(yīng)生成PCl3，PCl3遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成H3PO3，遇O2會(huì)生成POCl3。PCl3、POCl3的熔沸點(diǎn)見(jiàn)下表。物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)PCl375.5POCl31.3105.3回答下列問(wèn)題：①裝置B中的反應(yīng)需要，較適合的加熱方式為。②制備Cl2可選用的儀器是(填標(biāo)號(hào))，其反應(yīng)離子方程式為。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置B中制得的PCl3粗產(chǎn)品中?；煊蠵OCl3、PCl3等。加入過(guò)量紅磷加熱可將PCl5轉(zhuǎn)化為PCl3，通過(guò)(填操作名稱)，即可得到較純凈的PCl3產(chǎn)