高考化学难点突破之实验综合题20（高考化学大题必考类型-综合性实验探究问题）

1．氮化铝（AlN）是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：

Ⅰ．制备AlN

（1）实验时，以空气为原料制备AlN。按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→________→i（填仪器接口字母编号）。

（2）上述装置中，需要检漏的仪器名称为________。

（3）试剂X的作用为________。

（4）装置D中发生反应的化学方程式为________。

Ⅱ．测定产品纯度

（5）设计实验证明：装置D的产品中含有Al单质________。

（6）测定产品纯度：取装置D中产品4.37g，加入足量NaOH浓溶液；通入水蒸气，将生成的气体全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的盐酸吸收；以酚酞作指示剂，用c2mol·L－1的NaOH标准溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗V2mLNaOH标准溶液。则：

①达到滴定终点的现象为________。

②产品中A1N的质量分数为________（列出计算式即可）。

【答案】⑴ f e d c a b（或b a）g h（或h g）

⑵ 分液漏斗

⑶ 吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验

⑷　2Al＋N2

2AlN

⑸　取D中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则产品中含有Al单质

⑹ 滴入最后一滴NaOH标准溶液时，溶液从无色恰好变为浅红色，且半分钟不变色

【题型】填空题

【难度】一般

2．硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。

（1）重晶石（BaSO4）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：

BaSO4 (s)＋4C(s) = BaS(s)＋4CO (g) ΔH＝＋571.2 kJ·mol－1

BaS(s) = Ba(s)＋S(s) ΔH＝＋460 kJ·mol－1

已知：O2(g)＋2C(s)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式__________________________________________________________________。

（2）一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：2CO(g) SO2(g)

2CO2(g) S(l) △H<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，反应在不同条件下进行上述反应，反应体系总压强随时间的变化如图所示

①与实验a相比，c组改变的实验条件可能是____________________，

判断的依据是______________________________________________________________。

②用P0表示开始时总压强，P表示平衡时总压强，用α表示SO2的平衡转化率，则α的表达式为______________________________________。

（3）二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应：

SO2 (g) NO2 (g)

SO3 (g) NO (g) ΔH=－42 kJ·mol－1。

在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g)，所得实验数据如下：

①实验甲中，若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ，则0~2 min时间内，用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)＝_____________________，该温度下的平衡常数为_________________。

②实验丙中，达到平衡时，NO2的转化率为_______________。

③由表中数据可推知，T1_____T2（填"＞""＜"或"＝"），判断的理由是

______________________________________________________________________________。

【答案】 ⑴　Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJ•mol－1

⑵　①　升高温度 实验c与a相比，反应速率快，平衡向逆反应方向移动（其他合理答案也给分） ②　

⑶　①　0.05 mol·L－1·min－1 2.613 ②　40%

③　＜ T1时，该反应的平衡常数K1＝2.613，T2时，该反应的平衡常数K2＝1，该反应正反应为放热反应，所以T1＜T2。（其他合理答案也给分）

【解析】试题分析： (1)根据盖斯定律书写O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式； (2)同体积、同物质的量，温度越高压强越大，实验c，反应速率快；根据同温、同体积，压强与物质的量成正比分析；(3) ①根据2 min 时放出的热量是4.2 kJ，可计算消耗SO2的物质的量；根据表格数据，利用三段式计算平衡常数；②乙、丙温度相同，根据平衡常数相同计算丙中NO2的转化率为；根据甲、乙的平衡常数判断T1、T2的大小；

解析：①BaSO4 (s)＋4C(s) = BaS(s)＋4CO (g) ΔH＝＋571.2 kJ·mol－1

②BaS(s) = Ba(s)＋S(s) ΔH＝＋460 kJ·mol－1

③O2(g)＋2C(s)=2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，根据盖斯定律，③×2－①－②得 O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式Ba(s)＋S(s)＋2O2(g) = BaSO4(s) ΔH＝－1473.2kJ•mol－1

；（2）同体积、同物质的量，温度越高压强越大，根据图示，实验c，反应速率快，平衡向逆反应方向移动；所以c改变的条件是升高温度； ；

【题

型】填空题

【难度】一般

3．以硼镁泥(主要成分为MgSiO3、Fe2O3及少量Al2O3、FeO

和MnO)为原料制备高纯Mg(OH)2的流程如下：

己知：

①常温下此体系中各氢氧化物开始沉淀与沉淀完全时的pH范围如下表所示：

②温度高于340℃时Mg(OH)2开始分解为MgO和H2O。

(1)"浸取"时，为提高镁的浸取率可行的措施为__________。

a.将硼镁泥制成浆料 b.降低浸取温度 c.用盐酸多次浸取

(2)"浸取"时，MgSiO3与盐酸反应的化学方程式为_________________________。

(3)"除铁、铝"时，

需调节溶液pH范围为_________________________。

(4"除Mn2 "时发生反应的离子方程式为_________________________；

过滤3所得滤渣中含有MnO(OH)2和__________。

(5) "沉镁"时，反应温度与Mg(OH)2的产率如图所示，当温度超过60℃，随温度再升高，Mg(OH)2产率反而降低，其原因可能是________________。

【答案】⑴ ac

⑵MgSiO3 2HCl (n-l)H2O=MgCl2 SiO2·nH2O

⑶ 4.7<pH<7.1

⑷　Mn2 H2O2 2OH-=MnO(OH

)2↓ H2O Mg(OH)2

⑸ 氨水挥发加剧，导致溶液中氨水浓度降低。

【题型】填空题

【难度】一般

4． 铁、铝、铜都是日常生活中常见的金属，它们的单质及其化合物在科学研究和工农业生产中具有广泛用途。请回答以下问题：

（1）超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①铜元素位于周期表_________区；Cu 的基态价电子排布图_________；NH4CuSO3中N、S、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________（元素符号表示）。

②SO42-中心原子的杂化方式为_________，SO32-的价层电子互斥模型为_________。

（2）请写出向Cu(NH3)4SO4水溶液中通入SO2时发生反应的离子方程式_________。

（3）某学生向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出SO4·H2O晶体。

①下列说法正确的是_________。

a．因NH3和H2O都为极性分子，且它们还存在分子内氢键，所以

氨气极易溶于水

b．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角

c．Cu(NH3)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键

d．Cu(NH3)4SO4组成元素中电负性最大的是氮元素

②请解释加入乙醇后析出晶体的原因_________。

（4）右图所示为金属铜的一个晶胞，此晶胞立方体的边长为a pm，Cu的相对原

子质量为64，金属铜的密度为ρ g/cm3，则晶胞中铜原子的配位数为_________，用含有a、ρ的代数式表示的阿伏加德罗常数为：_________ mol-1。

【答案】 ⑴ ①　ds

N>O>S（顺序对给分）② sp3 四面体形

⑵　2Cu(NH3)42 ＋3SO2＋4H2O＝2NH4CuSO3↓＋6NH4 ＋SO42-

⑶①　c ②一水合硫酸四氨合铜在乙醇中溶解度较小

⑷ 12

【题型】填空题

【难度】一般

5. 维拉佐酮是临床上使用广泛的抗抑郁药，其关键中间体G的合成路线如下：

已知：

请回答下列问题：

（1）C中含氧官能团的名称_________。（任写两种）

（2）反应④的反应类型是：_________，G的分子式为：_________。

（3）下列有关说法错误的是_________。

a．B遇FeCl3溶液显紫色且能发生银镜反应

b．A、B两种物质不可用核磁共振氢谱或红外光谱区别

c．C能发生取代、加成、氧化、还原反应

d．1 mol D能与2 mol NaOH反应

（4）反应②的化学方程式：_________；反应②加入K2CO3的作用是_________

。

（5）写出同时满足下列条件B的一种同分异构体的结构简式：_________。

①能发生银镜反应

②能发生水解反应，其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应

③核磁共振氢谱有三组峰

（6）已知：

请以甲苯、乙醇等为原料制备

，写出相应的合成路线流程图（无机试剂任用，合成路线流程图示例见题干）______

【答案】 ⑴ 硝基、醚键、酯基、醛基（任写两种）

⑵ 还原反应 C13H15N3O2

⑶ bd

⑷

弱碱性下K2CO3可与生成的HCl反应，使反应②更多的向正反应方向移动

⑸

⑹

(3)a．

中含有酚羟基和醛其，遇FeCl3溶液显紫色且能发生银镜反应，故a正确；b．

中含有3种等效氢，而

中有5种等效氢，两物质含有的官能团也不完全相同，可用核磁共振氢谱或红外光谱区别两物质，故b错误；c．

中存在硝基、醚键、酯基、醛基能发生取代、加成、氧化、还原反应，故c正确；d．1 mol

要NaOH溶解中发生酯的水解，只消耗1 mol NaOH，故d错误；答案为bd；

(4)反应②发生反应的化学方程式为

；反应②加入K2CO3的目的是利用弱碱性条件下K2CO3可与生成的HCl反应，使反应②更多的向正反应方向移动；

【题型】填空题

【难度】一般

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