【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题45 无机物的制备和性质探究实验

【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题45 无机物的制备和性质探究实验
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

详细信息

草酸亚铁晶体(FeC₂O₄•xH₂O)在电池工业、制药、照片显影等方面有重要作用。在实验室中用制备草酸亚铁并研究其性质，具体流程如图：

已知：常温下，pH>4时，Fe²⁺容易被氧化；H₂C₂O₄的K_a1=5.9×10^-2 ， K_a2=6.5×10^-5；K_sp(FeC₂O₄•xH₂O)=3.2×10^-7

回答下列问题：

（1）步骤①用水溶解的过程中，加入少量稀H₂SO₄的作用是。
（2）步骤②中加入的H₂C₂O₄属于酸，生成固体I的离子反应方程式为。
（3）步骤③中先用水洗涤，再用乙醇洗涤，其目的是。
（4）步骤④是检验草酸亚铁晶体加热分解后的产物H₂O、CO、CO₂ ，首先检验的气体为，然后将剩余气体依次通过（填序号，装置可重复使用）→尾气处理。实验前需要将装置中的空气排尽，理由是。
（5）步骤⑤采用滴定分析法测定FeC₂O₄•xH₂O中x的值。取0.18g样品溶于稀硫酸配成100.00mL溶液，取20.00mL于锥形瓶中，用0.0100mol•L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液12.00mL。滴定终点的现象为，x值为。

2. 实验探究题

详细信息

某校学习小组的同学设计实验，制备（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O并探究其分解规律。实验步骤如下：

Ⅰ.称取7.0g工业废铁粉放入烧杯中，先用热的Na₂CO₃溶液洗涤，再水洗，最后干燥。

Ⅱ.称取6.0g上述处理后的铁粉加入25mL某浓度硫酸中加热，加热过程中不断补充蒸馏水，至反应充分。

Ⅲ.冷却、过滤并洗涤过量的铁粉，干燥后称量铁粉的质量。

Ⅳ.向步骤Ⅲ的滤液中加入适量（NH₄）₂SO₄晶体，搅拌至晶体完全溶解，经一系列操作得干燥纯净的（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O。

V.将（NH₄）₂Fe（SO₄）₂•6H₂O脱水得（NH₄）₂Fe（SO₄）₂ ，并进行热分解实验。

已知在不同温度下FeSO₄•7H₂O的溶解度如表：

温度（℃）	1	10	30	50
溶解度（g）	14.0	17.0	25.0	33.0

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ用热的Na₂CO₃溶液洗涤工业废铁粉的目的是，步骤Ⅱ中设计铁粉过量，是为了，加热反应过程中需不断补充蒸馏水的目的是。
（2）步骤Ⅲ中称量反应后剩余铁粉的质量，是为了。
（3）（NH₄）₂Fe（SO₄）₂分解的气态产物可能有N₂、NH₃、SO₂、SO₃及水蒸气，用下列装置检验部分产物。

①检验气态产物中的SO₂和SO₃时，装置连接顺序依次为（气流从左至右）；C中盛放的试剂为。

②装置A的作用是。

③检验充分分解并冷却后的瓷舟中铁的氧化物中是否含有二价铁，需用到的试剂为。

3. 实验探究题

详细信息

甲酸(化学式HCOOH，分子式CH₂O₂ ，相对分子质量46)，俗名蚁酸，是最简单的羧酸，无色而有刺激性气味的易挥发液体。熔点为8.6 ℃，沸点100.8℃，25℃电离常数K_a＝1.8×10^－⁴。某化学兴趣小组进行以下实验。

（1） Ⅰ．用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳
A． B． C． D．

请说出图B中盛装碱石灰的仪器名称。用A图所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性，将甲酸与浓硫酸混合，甲酸发生分解反应生成CO，反应的化学方程式是；实验时，不需加热也能产生CO，其原因是。
（2）如需收集CO气体，连接上图中的装置，其连接顺序为：a→(按气流方向，用小写字母表示)。
（3） Ⅱ．对一氧化碳的化学性质进行探究
资料：ⅰ．常温下，CO与PdCl₂溶液反应，有金属Pd和CO₂生成，可用于检验CO；

ⅱ．一定条件下，CO能与NaOH固体发生反应：CO＋NaOH $\text{[math]}$ HCOONa

利用下列装置进行实验，验证CO具有上述两个性质。

打开k₂ ， F装置中发生反应的化学方程式为；为了使气囊收集到纯净的CO，以便循环使用，G装置中盛放的试剂可能是，H装置的作用是。
（4）现需验证E装置中CO与NaOH固体发生了反应，某同学设计下列验证方案：取少许固体产物，配置成溶液，在常温下测该溶液的pH，若pH>7，证明CO与NaOH固体发生了反应。该方案是否可行，请简述你的观点和理由：，。
（5） 25℃甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数K_h的数量级为。若向100ml 0.1mol.L^-1的HCOONa溶液中加入100mL0.2mol.L^-1的HCl溶液，则混合后溶液中所有离子浓度由大到小排序为。

4. 实验探究题

详细信息

某实验小组制备高铁酸钾(K₂FeO₄)，并探究其性质。

已知：K₂FeO₄为紫色固体，微溶于KOH溶液中呈紫色溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O₂ ，在碱性溶液中较稳定。

（1） Ⅰ.制备K₂FeO₄(夹持装置略)
装置A为氯气发生装置，装置C中得到紫色固体和溶液。请写出C中由Cl₂参加反应生成高铁酸钾的化学方程式。
（2）将装置C中所得混合物进行抽滤，请选择合适的操作并排序。
a.倾析法转移溶液
b.转移固体至漏斗
c.使用玻璃砂漏斗
d.开大抽气装置水龙头
e.关闭抽气装置水龙头
f.断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管
g.选择比布氏漏斗内径略小又能将全部小孔盖住的滤纸
h.用蒸馏水润湿滤纸，微开水龙头，使滤纸与漏斗瓷板紧贴
（3） Ⅱ.探究K₂FeO₄的性质
取装置C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，经检验气体中含有Cl₂。为证明是否K₂FeO₄氧化了Cl^-而产生Cl₂ ，设计以下方案：
①用KOH溶液充分洗涤装置C中所得固体
②再用KOH溶液将固体K₂FeO₄溶出，得到紫色溶液a取少量a，滴加盐酸，有Cl₂产生。该方案可证明K₂FeO₄氧化了Cl^- ， ①中用KOH溶液洗涤的目的是。
（4）资料表明，酸性溶液中的氧化性FeO $\text{[math]}$ >MnO $\text{[math]}$ 。验证实验如下：将溶液a滴入MnSO₄和足量H₂SO₄的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色，该现象可证明氧化性FeO $\text{[math]}$ >MnO $\text{[math]}$ 。请说明理由。
（5） Ⅲ.K₂FeO₄产品纯度的测定
准确称取3.00gK₂FeO₄样品于锥形瓶中，加入足量KOH溶液和50.00mL0.4200mol•L^-1Na₃AsO₃溶液，充分反应后加入稀硫酸酸化，用0.1000mol•L^-1KBrO₃标准溶液滴定剩余的Na₃AsO₃溶液，恰好完全反应时消耗KBrO₃标准溶液的体积为20.00mL。(K₂FeO₄摩尔质量为198gmol•L^-1)
已知测定过程中发生的反应有：
FeO $\text{[math]}$ +AsO $\text{[math]}$ +H₂O→Fe(OH)₃+AsO $\text{[math]}$ +OH^-(未配平)
AsO $\text{[math]}$ +BrO $\text{[math]}$ →AsO $\text{[math]}$ +Br^-(未配平)
样品中K₂FeO₄的质量分数为(保留三位有效数字，杂质不参与化学反应)。

5. 实验探究题

详细信息

某小组为探究 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的化学性质特点及其参与反应的限度，设计并进行如下四个实验，得到部分现象和数据。请围绕实验目的，按要求回答下列问题。

（1）实验1：如图所示，可得出的实验结论是。该实验不选用 $\text{[math]}$ 的原因是。
（2）实验2：取出如图中沉淀X于烧杯中，滴入少量浓硝酸，立刻观察到有红棕色气体产生。
①写出实验2试管中发生反应的离子方程式：。

②请用离子方程式解释产生红棕色气体的原因：。
（3）实验3：为进一步证明实验1反应是可逆的，用如图装置进行验证。闭合开关K，电流计指针向右偏转，一段时间后指针归零。

①溶液Y为。

②为实现该实验目的，接下来的操作及现象为。
（4）实验4：为定量认识实验2中反应限度情况，查阅资料知， $\text{[math]}$ 下， $\text{[math]}$ (白色) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (红色) $\text{[math]}$
$\text{[math]}$ ，取实验2试管中充分反应静置后的上层清液 $\text{[math]}$ ，用 $\text{[math]}$ 标准溶液滴定，至终点时消耗 $\text{[math]}$ 标准溶液。

①判断滴定终点现象为；

②实验2试管中反应的平衡常数 $\text{[math]}$ 。

③不取用实验1反应后所得清液测定反应的平衡常数的原因：。

6. 综合题

详细信息

磷酸亚铁锂(化学式：LiFePO₄)，为近年来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，作为电极活性物质使用，能可逆地嵌入、脱出锂，其作为锂离子电池电极材料的研究及应用得到广泛关注。通过水热法制备磷酸亚铁锂的一种方法如图(装置如图所示，夹持装置、加热装置等省略未画出)：
制备步骤：
I.在仪器A中加入40mL蒸馏水、0.01molH₃PO₄和0.01molFeSO₄•7H₂O，用搅拌器搅拌溶解后，缓慢加入0.03molLiOH•H₂O，继续搅拌。
II.向反应液中加入少量抗坏血酸(维生素C)，继续搅拌5min。
III.快速将反应液装入反应釜中，保持170℃恒温5h。
IV.冷却至室温，过滤。
V.用蒸馏水洗涤沉淀。
VI.干燥，得到磷酸亚铁锂产品。
回答下列问题：

（1）装置图中仪器A的名称是，根据上述实验药品的用量，A的最适宜规格为(填标号)。
A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL
（2）步骤II中，抗坏血酸的作用是，以下能代替抗坏血酸使用的是(填标号)。
A．Na₂SO₃ B．铁粉 C．酸性高锰酸钾溶液
（3）若所加H₃PO₄、FeSO₄•7H₂O、LiOH•H₂O恰好完全反应，请写出制备磷酸亚铁锂的化学方程式：。
（4）确定所得产品中未混有Fe(OH)₃、FePO₄杂质的方法是。
（5）干燥后称量，若实验共得到无杂质产品1.1g，则LiFePO₄的产率为%(保留小数点后一位)。
（6）某种以LiFePO₄作电极材料的锂电池总反应可表示为LiFePO₄+C $\text{[math]}$ Li_1-xFePO₄+CLi_x。放电时正极的电极反应式为。

7. 实验探究题

详细信息

四氯化钛( $\text{[math]}$ ，熔点：-25℃，沸点：136 ℃)是制备海绵钛和钛白的主要原料，其实验室制备原理是 $\text{[math]}$ ，某同学利用如下装置制备 $\text{[math]}$ 并验证产物CO。
已知： $\text{[math]}$ 遇潮湿空气会发生反应： $\text{[math]}$ 。
回答下列问题：

（1）写出装置A中制备 $\text{[math]}$ 的化学反应方程式(注：反应中 $\text{[math]}$ 被还原为 $\text{[math]}$ )。
（2）按气流方向从左至右，上述装置的连接顺序为A，，G，F，H，E。
（3）装置A中盛放浓盐酸的仪器名称为，装置G中盛放的碱石灰的作用是。
（4）能证明有CO生成的实验现象是。
（5）产品中含量测定：取10.0 g $\text{[math]}$ 产品于烧瓶中，向安全漏斗(如下图所示)中加入足量蒸馏水后，立即夹紧弹簧夹，充分反应后将安全漏斗及烧瓶中混合物中液体转移到容量瓶中配成500 mL溶液，取20 mL所配溶液放入锥形瓶中，滴加几滴 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液作指示剂，用 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液滴定至终点，消耗 $\text{[math]}$ 溶液32.00 mL。已知： $\text{[math]}$ 是一种深红色固体；常温下， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
①安全漏斗中的水在本实验中的作用除加水外，还有；
②该沉淀滴定终点的判断方法是；
③该产品纯度为%。

8. 实验探究题

详细信息

Na₂FeO₄具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)₃。可用Fe(OH)₃与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取Na₂FeO₄ ，并验证其处理含CN^-废水的能力。

（1） Ⅰ.制取Na₂FeO₄
仪器D的名称为。洗气瓶B中盛有的试剂为。实验开始，先打开分液漏斗(填“A”或“C”)的活塞。
（2）写出大试管中发生反应的离子方程式：。
（3）三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl₂。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O、。
（4） Ⅱ.模拟并验证Na₂FeO₄处理含CN^-废水的能力
取一定量Na₂FeO₄加入试管中，向其中加入0.2mol•L^-1的NaCN溶液10mL，CN^-被氧化为CO $\text{[math]}$ 和N₂。充分反应后测得试管中仍有Na₂FeO₄剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl₂溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤干燥后称量，得白色沉淀0.3546g。
①配制0.2mol•L^-1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有(填序号，下同)。
②计算NaCN溶液中CN^-的去除率为(保留两位有效数字)。

9. 实验探究题

详细信息

叠氮化钾能促进难以萌发的种子发育，在新作物育种中应用广泛，实验室制备 $\text{[math]}$ 流程如下。回答下列问题：

（1） I.制备 $\text{[math]}$ ：
已知：
①制备亚硝酸异丙酯在烧杯中进行；
②制备 $\text{[math]}$ 的D、E和F阶段均在图甲装置中完成。
$\text{[math]}$ 属于（填“离子化合物”或“共价化合物”）。
（2）仪器A的名称为，仪器B的作用是。
（3）仪器A中发生反应时， $\text{[math]}$ 与水合肼在碱性条件下，重新生成 $\text{[math]}$ （异丙醇），该反应的化学方程式为。
（4）关于上述流程中各步骤的说法，错误的是____（填标号）。

A . 步骤D还需要的仪器是容量瓶和胶头滴管 B . 制备亚硝酸异丙酯时用冰盐浴的目的是防止反应过于剧烈 C . 步骤F加入无水乙醇的目的是促进 $\text{[math]}$ 的溶解
（5） II.纯度检测——“分光光度法”： $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应灵敏，生成红色配合物，在一定波长下测量红色溶液的吸光度，利用“ $\text{[math]}$ —吸光度”曲线确定样品溶液中的 $\text{[math]}$ 。
查阅文献可知：不同浓度的5.0mL标准溶液，分别加入5.0mL（足量） $\text{[math]}$ 溶液，摇匀后测量吸光度，可绘制标准溶液的 $\text{[math]}$ 与吸光度的关系曲线如图乙所示。
纯度检测步骤如下：
①准确称取 $\text{[math]}$ 晶体，配制100mL $\text{[math]}$ 标准液（与文献浓度一致）。
②准确称取0.36g样品，配制成100mL溶液，取5.0mL待测溶液，向其中加入V mL（足量） $\text{[math]}$ 标准液，摇匀后测得吸光度为0.6。
配制100mL $\text{[math]}$ 溶液需要用到下列操作：
a．打开容量瓶玻璃塞，加入适量水，塞紧塞子，倒立
b．将塞子反转180°，倒立
c．洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
d．冷却至室温
e．轻轻振荡容量瓶
f．称取0.36g试样置于烧杯中，加入适量水充分溶解
g．将溶液转移到容量瓶中
h．定容，摇匀
上述给出操作的正确顺序：a→→h（操作可重复）。
（6）步骤②中取用 $\text{[math]}$ 标准液V =mL，样品的质量分数为。

10. 实验探究题

详细信息

磷酸二氢铵 $\text{[math]}$ 和草酸亚铁晶体 $\text{[math]}$ 可用于制备电池正极材料。

（1） Ⅰ.某研究小组用磷酸吸收氨气制 $\text{[math]}$ ，装置如图1所示(夹持和搅拌装置已省略)。
实验过程中，当出现倒吸现象时，(填写实验操作，下同)，当上述现象消失后，，继续通入氨气。
（2）常温下，磷酸盐溶液中含磷物种的分布系数与 $\text{[math]}$ 的关系如图2所示，据图示分析，若本实验不选用 $\text{[math]}$ 传感器，还可选用作指示剂，当溶液颜色发生相应变化时，停止通 $\text{[math]}$ ，即可制得 $\text{[math]}$ 溶液。若此时继续向溶液中通入少量氨气，发生反应的离子方程式为。
（3） Ⅱ.利用草酸制备草酸亚铁晶体 $\text{[math]}$ 的流程如图所示：
已知：ⅰ. $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 易被氧气氧化；
ⅱ.几种物质的溶解度 $\text{[math]}$ 如表：

$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
20℃
48
75
37
60℃
101
88
38
第一次加稀硫酸调溶液 $\text{[math]}$ 至1～2的目的是。
（4）操作a是蒸发浓缩，(填操作)。
（5）为测定草酸亚铁晶体中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，设为装置A)称重，记为 $\text{[math]}$ 。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 $\text{[math]}$ 。按图3所示连接好装置进行实验。
下列实验操作的正确顺序为(填序号)。
①点燃酒精灯，小火加热 ②停止通入氮气，关闭 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$
③打开 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ④熄灭酒精灯，冷却至室温
⑤缓缓通入氮气 ⑥称重A
重复上述操作步骤，直至A恒重，记为 $\text{[math]}$ 。假设此过程中 $\text{[math]}$ 不分解，根据实验记录，计算草酸亚铁晶体中结晶水数目 $\text{[math]}$ (列式表示)。