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課時數智作業(五十四)
1．解析：向CuSO4溶液中滴加氨水，先生成氫氧化銅藍色沉淀，后藍色沉淀消失，溶液變為深藍色硫酸四氨合銅。再加入過量的NaOH溶液生成氫氧化銅。將Cu(OH)2固體置于燒杯中，加入甘氨酸溶液，充分反應后趁熱過濾，向濾液中加入10 mL 95%的乙醇溶液降低產品的溶解度，冷卻結晶，過濾、洗滌、干燥，得產品(H2NCH2COO)2Cu。(1)二甘氨酸合銅中銅原子與2個N、2個O原子形成配位鍵，配位數為4；順式甘氨酸合銅分子對稱性弱，極性強；反式甘氨酸合銅分子對稱性強，極性弱，順式二甘氨酸合銅的極性大于反式二甘氨酸合銅。(2)向硫酸銅溶液中滴加氨水，先出現藍色沉淀，然后沉淀溶解形成深藍色的溶液。藍色沉淀氫氧化銅溶解生成氫氧化四氨合銅，反應的化學方程式為Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O。(3)Cu(OH)2沉淀中可能含有的雜質為硫酸銨，若洗滌液中不含硫酸根離子，說明Cu(OH)2沉淀已洗滌干凈，為檢驗Cu(OH)2沉淀已洗滌干凈，設計實驗方案：取最后一次洗滌液于試管中，先加鹽酸，再加氯化鋇溶液，無沉淀生成說明Cu(OH)2沉淀已洗滌干凈。(4)抽濾的優點是：過濾和洗滌速度快、液體和固體分離比較完全、濾出固體容易干燥；抽濾完畢需進行下列操作，從實驗安全角度考慮，先打開安全瓶的活塞K，拔下抽濾瓶處橡皮管，關閉水泵開關，取下布氏漏斗，最合理的第一步操作為打開活塞K，選③。(5)濾液中加入10 mL 95%乙醇溶液，冷卻結晶能析出二甘氨酸合銅，乙醇的作用是減小產物在水中的溶解度使其能大量結晶析出。(6)根據2Cu2++4I-===2CuI+I2、2S2+I2===2I-+S4建立反應關系式2Cu2+~ I2~2S2，0.5 g產品中n(Cu2+)=n(S2)=0.025 L×0.01 mol·L-1×=0.001 25 mol，則產品中二甘氨酸合銅(相對分子質量用M表示)的含量為×100%=0.25M%。
答案：(1)4　大于　(2)Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O　(3)取最后一次洗滌液于試管中，先加鹽酸，再加氯化鋇溶液，無沉淀生成說明Cu(OH)2沉淀已洗滌干凈　(4)過濾和洗滌速度快、液體和固體分離比較完全、濾出固體容易干燥　③　(5)減小產物在水中的溶解度使其能大量結晶析出　(6)0.25M
2．解析：銅與氯化鐵反應生成氫氧化鐵，可用酸溶解后加入硫氰化鉀溶液進行檢驗，氯化銅與過量的銅反應可生成白色固體氯化亞銅，通過對比實驗的銅的用量的控制可進行驗證。
答案：(1)BC　(2)①KSCN　②FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3HCl[或4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3]
(3)①銅粉過量　②CuCl2+Cu===2CuCl　③Fe3+氧化性強于Cu2+，Fe3+過量時，Cu不與Cu2+反應
(4)析出的銅單質、石墨和氯化銅溶液形成原電池，銅作負極被氧化溶解
(5)①　②提供配體，促使平衡Cu2++Cu+4Cl- 2[CuCl2]-正向移動
(6)過氧化氫或次氯酸鈉用于殺菌消毒
3．解析：(3)題述裝置存在的一處缺陷是三頸燒瓶缺少冷卻裝置，導致裝置C中產率降低，改進的方法是把三頸燒瓶放在盛有冷水的水槽中，改進后產率得到提高，原因是2NaClO+C3H3N3O3 C3N3O3Cl2Na+NaOH+H2O正反應放熱，降低溫度使平衡正向移動；二氯異氰尿酸鈉受熱易分解，降低溫度能防止其分解。(5)①C3N3O3Cl2Na加入稀硫酸生成HClO和C3H3N3O3，反應的化學方程式為C3N3O3Cl2Na+2H2O+H2SO4===C3H3N3O3 + 2HClO +NaHSO4。②滴定終點，碘單質恰好完全被Na2S2O3消耗，滴定終點的現象為滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液顏色由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不恢復原色。③根據反應方程式，建立關系式：C3N3O3Cl2Na~2HClO~2I2~4Na2S2O3，n(C3N3O3Cl2Na)=n(Na2S2O3)=×0.1 mol·L-1×0.060 80 L=0.001 52 mol。粗品的純度=×100%=60.8%。
答案：(1)球形干燥管
(2)除去氯氣中的氯化氫
(3)把三頸燒瓶放在盛有冷水的水槽中　降低溫度使平衡正向移動　降低溫度能防止二氯異氰尿酸鈉分解
(4)過濾、洗滌、干燥
(5)①C3N3O3Cl2Na+2H2O+H2SO4===C3H3N3O3 + 2HClO +NaHSO4　②滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液顏色由藍色恰好變為無色，且半分鐘內不恢復原色　③60.8%
4．解析：實驗Ⅰ中，加入過量Cu，Cu與Fe3+發生反應2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+，一段時間后，溶液逐漸變為藍綠色，固體中未檢測到Fe單質；實驗Ⅱ中，加入過量Zn，發生反應Zn+2H+===Zn2++H2↑，有氣泡產生，pH逐漸增大，使得Fe3+轉化為紅褐色沉淀Fe(OH)3，固體中未檢測到Fe單質，原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹；實驗Ⅲ中，加入過量Mg，發生反應Mg+2H+===Mg2++H2↑，由于Mg很活潑，該反應非常劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續產生大量氣泡，當溶液pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質，對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質。
(1)在金屬活動性順序表中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可將Fe3+還原為Fe。(2)①Fe2+與K3[Fe(CN)6]會生成藍色的KFe[Fe(CN)6]沉淀。②Fe3+水解方程式為Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn會消耗H+，促進Fe3+水解平衡正向移動，使其轉化為Fe(OH)3沉淀。③ⅰ.a．Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式為2Fe3++2Fe+2H+===4Fe2++H2↑或2Fe3++Fe===3Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑。b．要證實在pH為3~4的溶液中可忽略H+對Fe的消耗，可向pH為3~4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀，即說明此條件下Fe未與H+反應生成Fe2+。ⅱ.結合a、b和c可知，實驗Ⅱ未檢測到Fe單質的原因可能是Fe3+的干擾以及Fe(OH)3沉淀對鋅粉的包裹，因此可控制反應條件，在未生成Fe(OH)3沉淀時將Fe3+還原，即可排除兩個干擾因素，具體操作：重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固液混合物中持續加入鹽酸，控制pH<1.2，加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質。
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹，實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質。
答案：(1)Mg、Zn
(2)①產生藍色沉淀　②Fe3+水解方程式為Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入的Mg或Zn會消耗H+，促進Fe3+水解平衡正向移動，使其轉化為Fe(OH)3沉淀　③ⅰ.a．2Fe3++2Fe+2H+===4Fe2++H2↑(或2Fe3++Fe===3Fe2+、2H++Fe===Fe2++H2↑)　b．向pH為3~4的稀鹽酸中加鐵粉，一段時間后取出少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產生藍色沉淀　ⅱ.加入幾滴KSCN溶液，待溶液紅色消失后，停止加入鹽酸
(3)加入鎂粉后產生大量氣泡，使鎂粉不容易被Fe(OH)3沉淀包裹
5．解析：由題干工藝流程圖可知，向含苯酚的廢水中加入苯進行萃取，操作Ⅰ是萃取分液，分液后得到水層1和有機層，向有機層中加入NaOH溶液將苯酚轉化為苯酚鈉，然后進行分液，分液后得到有機層(含有苯)和水層，向水層溶液中通入足量的CO2，將苯酚鈉轉化為苯酚和碳酸氫鈉溶液，然后進行過濾，過濾得到苯酚和水層2。由分析可知，操作Ⅰ為萃取、分液，因此使用的玻璃儀器有燒杯和分液漏斗，操作Ⅱ是分液，得到有機層(含有苯)，則苯可以循環使用。反應Ⅱ是苯酚鈉和二氧化碳反應生成苯酚和碳酸氫鈉，苯酚溶解度比較小，過濾，則“水層2”中主要溶質為NaHCO3。由題干實驗信息可知，實驗1、2和實驗3、4使用的試劑中Cl-或S不同，二者陰離子也可能對Fe3+的顯色有影響。為進一步驗證猜想即驗證Cl-或S對苯酚與Fe3+的顯色是否有影響，小組同學設計了實驗5和6，根據控制變量可知，實驗5、6的pH相同，Fe3+濃度相同，實驗5改變Cl-濃度，實驗6則改變S濃度，故選用的試劑為Na2SO4固體。根據實驗1~6的結果，小組同學得出猜想1不成立，猜想2成立，且S對苯酚與Fe3+的顯色反應起抑制作用，說明Cl-對實驗沒有影響，則A5=A3，S對實驗有抑制作用，說明實驗6相比實驗1來說A6答案：(1) 分液漏斗　苯　(2)NaHCO3　(3)①Cl-或S對苯酚與Fe3+的顯色可能有影響　②Na2SO4固體　③A5=A3，A6(4)①偏高　②
1/1課時數智作業(五十四)綜合實驗試題突破(1)
(建議用時：50分鐘　總分：70分)
1．(13分)(2025·石家莊模擬)缺銅會造成一系列的嚴重后果。一種有機補銅劑二甘氨酸合銅[(H2NCH2COO)2Cu]的制備過程如下：CuSO4溶液深藍色溶液Cu(OH)2(H2NCH2COO)2Cu溶液收集濾液冷卻結晶產品
回答下列問題：
(1)已知：二甘氨酸合銅有順式()和反式()兩種結構。則二甘氨酸合銅中銅原子的配位數為__________ ；順式二甘氨酸合銅的極性__________(填“大于”或“小于”)反式二甘氨酸合銅。(2分)
(2)向硫酸銅溶液中滴加氨水，先出現藍色沉淀，然后沉淀溶解形成深藍色的溶液。寫出此藍色沉淀溶解的化學方程式：_____________________________。(2分)
(3)為檢驗Cu(OH)2沉淀已洗滌干凈，設計實驗方案：_________________。(2分)
(4)抽濾裝置如圖所示，抽濾的優點是___________________________________；
抽濾完畢需進行下列操作，從實驗安全角度考慮，你認為接下來最合理的第一步操作為________ (填序號)。(3分)
①取下布氏漏斗、②關閉水泵開關、③打開活塞K、④拔下抽濾瓶處橡皮管
(5)制備二甘氨酸合銅時加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是________________。(1分)
(6)二甘氨酸合銅產率的測定實驗如下：
0.5 g產品淺黃色溶液
已知：ⅰ.2Cu2+＋4I-===2CuI＋I2，2S2。
ⅱ.加入適量NH4SCN溶液的目的是將CuI轉化為CuSCN，釋放出CuI吸附的I2。
若進行三次平行實驗，平均消耗25.00 mL 0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液，則產品中二甘氨酸合銅(相對分子質量用M表示)的含量為__________ %(用含M的式子表示)。(3分)
2．(15分)(2024·佛山二模)某合作學習小組將銅片放進氯化鐵溶液中，觀察到溶液呈無色，產生紅褐色固體，銅片表面有白色物質。
Ⅰ.探究紅褐色固體成分
(1)過濾得到紅褐色固體，所需的儀器有________(填字母)。(1分)
A　　　B　　　　　C　　　　　D
(2)①取少量紅褐色固體加鹽酸溶解，滴加______溶液，溶液變紅色，證明是氫氧化鐵。
②產生氫氧化鐵的原因可能是_______________________(用化學方程式表示)。(3分)
Ⅱ.查閱資料：CuCl是白色難溶物
(3)探究產生白色物質的原因。設計實驗方案如下：
銅粉/g FeCl3·H2O/g 蒸餾水/mL 實驗現象
1 0.1 1.8 2 棕黃色溶液 變為墨綠色
2 0.5 1.8 2 棕黃色溶液變 為白色濁液
①由以上實驗可知，產生白色物質的條件是________________________。
②實驗2生成白色物質的化學方程式為___________________________。
③請你從氧化還原反應規律角度分析實驗1中未產生白色物質的原因：________________________________________。(5分)
(4)以石墨為電極電解CuCl2溶液，發現在石墨上析出的銅在切斷電源后消失。從電化學角度進行分析，銅消失的原因是___________________________。(2分)
(5)基于上述分析，用CuCl2溶液腐蝕覆銅板效果不理想。查閱資料：工業上常用CuCl2、KCl、鹽酸混合物腐蝕覆銅板，原理為Cu2+＋Cu＋4Cl- 2[CuCl2]-。
①基態Cu2+的價電子軌道表示式為_____________________________________。
②KCl的作用是________________________________________________。(2分)
(6)氧化還原反應的應用十分廣泛。寫出一種氧化劑在生活中的應用：__________________________________。(2分)
3．(13分)(2024·淮北一模)二氯異氰尿酸鈉(C3N3O3Cl2Na，Mr＝220 g·mol-1)是一種新型的殺菌劑，具有高效、安全、便于存儲運輸的特點。實驗室利用NaClO溶液和氰尿酸(C3H3N3O3)溶液在10 ℃以下制備二氯異氰尿酸鈉，實驗裝置如圖所示。
已知：①2NaClO＋C3H3N3O3 C3N3O3Cl2Na＋NaOH＋H2O　ΔH<0。
②二氯異氰尿酸鈉難溶于冷水，受熱易分解出有毒氣體。
回答下列問題：
(1)儀器a的名稱為____________________________。(1分)
(2)裝置B的作用是____________________________。(1分)
(3)上述裝置存在一處缺陷會導致裝置C中產率降低，改進的方法是___________________________。
改進后產率得到提高，原因是__________________________________________、
________________________________________________。(4分)
(4)反應結束后，裝置C中的濁液經_________________等一系列操作得到粗品。(1分)
(5)粗品純度的測定
稱取5.5 g粗品，配成250 mL溶液，取25.00 mL于碘量瓶中，加入適量稀硫酸和過量KI溶液，密封在暗處靜置5 min，再滴加幾滴淀粉溶液。用0.1 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定，消耗60.80 mL Na2S2O3標準溶液。已知：HClO＋2I-＋H+===I2＋Cl-＋H2O、I2＋2S2＋2I-。
①加入稀硫酸生成HClO的化學方程式為_______________________________。
②滴定終點的現象為____________________________________________。
③粗品的純度為________________________(保留3位有效數字)。(6分)
課時數智作業(五十四)綜合實驗試題突破(2)
4．(13分)(2024·北京卷，T19)某小組同學向pH＝1的0.5 mol·L-1的FeCl3溶液中分別加入過量的銅粉、鋅粉和鎂粉，探究溶液中氧化劑的微粒及其還原產物。
(1)理論分析
依據金屬活動性順序，Cu、Zn、Mg中可將Fe3+還原為Fe的金屬是____________。(1分)
(2)實驗驗證
實驗 金屬 操作、現象及產物
Ⅰ 過量Cu 一段時間后，溶液逐漸變為藍綠色，固體中未檢測到Fe單質
Ⅱ 過量Zn 一段時間后有氣泡產生，反應緩慢，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，無氣泡冒出，此時溶液pH為3~4，取出固體，固體中未檢測到Fe單質
Ⅲ 過量Mg 有大量氣泡產生，反應劇烈，pH逐漸增大，產生了大量紅褐色沉淀后，持續產生大量氣泡，當溶液pH為3~4 時，取出固體，固體中檢測到Fe單質
①分別取實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，證明都有Fe2+生成，依據的現象是___________________________________。
②實驗Ⅱ、Ⅲ都有紅褐色沉淀生成，用平衡移動原理解釋原因：_______________________________。
③對實驗Ⅱ未檢測到Fe單質進行分析及探究。
ⅰ.a．甲認為實驗Ⅱ中，當Fe3+、H+濃度較大時，即使Zn與Fe2+反應置換出少量Fe，Fe也會被Fe3+、H+消耗。寫出Fe與Fe3+、H+反應的離子方程式：______________________________。
b．乙認為在pH為3~4的溶液中即便生成Fe也會被H+消耗。設計實驗：______________________________________________(填實驗操作和現象)。證實了此條件下可忽略H+對Fe的消耗。
c．丙認為產生的紅褐色沉淀包裹在鋅粉上，阻礙了Zn與Fe2+的反應。實驗證實了鋅粉被包裹。
ⅱ.查閱資料：0.5 mol·L-1 Fe3+開始沉淀的pH約為1.2，完全沉淀的pH約為3。
結合a、b和c，重新做實驗Ⅱ，當溶液pH為3~4時，不取出固體，向固液混合物中持續加入鹽酸，控制pH<1.2，_________________________________(填實驗操作和現象)，待pH為3~4時，取出固體，固體中檢測到Fe單質。(10分)
(3)對比實驗Ⅱ和Ⅲ，解釋實驗Ⅲ的固體中檢測到Fe單質的原因：_________________________________。(2分)
5．(16分)某學習小組按如圖所示流程，在實驗室模擬處理含苯酚的工業廢水，并進行相關實驗探究。
回答下列問題：
(1)“操作Ⅰ”所使用的玻璃儀器有燒杯和________(填儀器名稱)，流程中可循環使用的物質是______(填名稱)。(2分)
(2)“水層2”中主要溶質為__________________________(填化學式)。(2分)
(3)將所得苯酚配制成一定濃度的苯酚溶液，探究鐵鹽種類和pH對苯酚與Fe3+顯色反應的影響。
查閱資料
ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3-為紫色；
ⅱ.Na+對苯酚與Fe3+的顯色反應無影響；
ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3-對特定波長光的吸收程度(用吸光度A表示)與[Fe(C6H5O)6]3-的濃度在一定范圍內成正比。
【提出猜想】
猜想1：Cl-對苯酚與Fe3+的顯色反應有影響。
猜想2：S對苯酚與Fe3+的顯色反應有影響。
猜想3：H+對苯酚與Fe3+的顯色反應有影響。
【進行實驗】
常溫下，用鹽酸調節pH配制得到pH分別為a和b的0.1 mol·L-1 FeCl3溶液(a>b)，用硫酸調節pH配制得到pH分別為a和b的0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液。取5 mL苯酚溶液于試管中，按下面實驗1~4分別再加入0.1 mL含Fe3+的試劑，顯色10 min后用紫外－可見分光光度計測定該溶液的吸光度(本實驗條件下，pH改變對Fe3+水解程度的影響可忽略)。
序號 含Fe3+的試劑 吸光度
0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液
1 pH＝a — A1
2 pH＝b — A2
3 — pH＝a A3
4 — pH＝b A4
【結果討論】　實驗結果為A1>A2>A3>A4。
①根據實驗結果，小組同學認為此結果不足以證明猜想3成立的理由是______________________________________________。
②為進一步驗證猜想，小組同學設計了下面實驗5和6，補充下表中相關內容。(限選試劑：NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固體、Na2SO4固體)
序號 含Fe3+的試劑 再加入的試劑 吸光度
0.1 mol· L-1 FeCl3 溶液 0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3 溶液
5 — pH＝a NaCl 固體 A5
6 pH＝a — __ A6
③根據實驗1~6的結果，小組同學得出猜想1不成立，猜想2成立，且S對苯酚與Fe3+的顯色反應起抑制作用，得出此結論的依據是__________________。
④根據實驗1~6的結果，小組同學得出猜想3成立，且H+對Fe3+與苯酚的顯色反應有抑制作用，從化學平衡角度解釋其原因是____________________。(8分)
(4)小組同學利用滴定法測定所得“水層2”中苯酚的含量：向V1 mL樣品溶液中加入過量溴水，將苯酚全部轉化為化合物M；再加入過量KI溶液，充分反應后，用c mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定。
已知：ⅰ.H+＋2I-＋―→＋Br-＋I2
ⅱ.I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
①加入KI溶液前需加熱除去多余的Br2，否則會使測定結果________(填“偏高”或“偏低”)。
②若消耗Na2S2O3標準溶液的體積為V2 mL，則樣品中苯酚的濃度為________g·L-1(用含c、V1、V2的代數式表示)。(4分)
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