专题13 化学实验探究综合大题（解析版）-2021年新高考化学最新模拟题分项汇编（第四期4月）

3.0 envi 2025-04-25 4 4 2.83MB 43 页 3知币
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专题 13 化学实验探究综合大题
1．（福建省福州市 2021 届高三一模）聚乳酸 )是一种新型生物降解材料，可用于包装食品。
某化学兴趣小组利用化学解聚方法，由废旧聚乳酸餐盒制得高纯乳酸钙。
已知：乳酸是淡黄色黏性液体，与乙醇、水混溶；乳酸钙是白色粉末，溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙
醇、丙酮等有机溶剂。
I．废旧聚乳酸材料的解聚
①分别取一定量的 NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片，装入锥形瓶，加热解聚；
②待反应完毕，向锥形瓶中加入少量浓盐酸，然后加热浓缩，得到淡黄色黏稠状液体和少量白色不溶物；
③往②中所得混合物加人 20mL 无水乙醇并搅拌均匀，静置、过滤，弃去白色不溶物。
(1)步骤①所用装置如图所示，其中冷凝管的作用是________________________．写出聚乳酸在碱性条件下
解聚的化学方程式___________________________．
(2)步骤②中，加入浓盐酸的目的是_________________________．为避免浓缩过程发生暴沸，可以加入___
_______________________________．
(3)步骤③加入 20mL 无水乙醇的作用是__________________________．
II．乳酸钙的制备
④将氢氧化钙粉末分批加人③中所得滤液，控制最终溶液的 pH 约为 7，过滤；
⑤取滤液于烧杯，冰水浴下剧烈搅拌，同时加人 40mL 物质 X，析出白色固体；
⑥过滤，收集沉淀物，烘干，称重为 5.8g．
(4)“控制最终溶液的 pH 约为 7”时，需用蒸馏水润湿 pH 试纸后再测量溶液的 pH，其原因是________．
(5)步骤⑤中，所加“物质 X”可能是_________．
A．石灰水 B．盐酸 C．丙酮 D．乳酸
(6)若步骤④所加氢氧化钙粉末的质量为 2.1g，则该实验的产率＝_________．(结果保留 3位有效数字；M
1
氢氧化钙＝74 g·mo-1，M乳酸钙=218g·mol-1)．
【答案】(1)冷凝回流 +nNaOH nHOCH(CH3)COONa (2)使解聚后的产物由乳酸盐转化为
乳酸 沸石或碎瓷片 (3) 乳酸为黏稠状液体，需用乙醇溶解后才能过滤 (4)反应体系使用乙醇作溶剂，需
用湿润的 pH 试纸才能测量酸碱性，且中性溶液不受湿润影响 (5) D (6) 93.8%
【解析】
(1)冷凝管的作用是冷凝回流，通过反复回流提高原料利用率，聚乳酸含酯基在碱性条件下解聚，化学方程
式为化学方程式 +nNaOH nHOCH(CH3)COONa；
(2)盐酸酸性强于羧酸，加入浓盐酸的目的是使解聚后的产物由乳酸盐转化为乳酸，加入沸石可以防止发生
暴沸；
(3)乳酸与乙醇互溶，故答案为：乳酸为黏稠状液体，需用乙醇溶解后才能过滤；
(4)用蒸馏水润湿 pH 试纸后再测量溶液的 pH 相当于待测液稀释，如果待测液呈中性，稀释后依然为中性，
就不会产生误差；
(5)氢氧化钙与乳酸反应生成乳酸钙，物质 X为乳酸；
(6)氢氧化钙与乳酸反应的方程式为 ，
，乳酸钙的理论产量为 m=n×M=(2.1÷74)mol×218g/mol=(2.1÷74)×218g，
。
2．（福建省福州一中 2021 届高三模拟）某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与 H2O2溶液的反应。
实验Ⅰ：
试剂：酸化的 0.5mol·L-1FeSO4溶液（pH=0.2），5%H2O2溶液（pH=5）
操作现象
取2mL 上述 FeSO4溶液于试管中，加入 5滴
5%H2O2溶液
溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后
2
溶液 pH=0.9
向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液 溶液变红
(1)上述实验中 H2O2溶液与 FeSO4溶液反应的离子方程式是_____________________________。
(2)产生气泡的原因是_______________________________________________。
(3)某同学认为，根据“溶液变红”不能说明 FeSO4与H2O2发生了反应，又补充了实验 II 证实了该反应发生。
实验 II 的方案和现象是______________________________________。
实验 III：
试剂：未酸化的 0.5mol·L-1FeSO4溶液（pH=3），5%H2O2溶液（pH=5）
操作现象
取2mL5%H2O2溶液于试管中，加入 5
滴上述 FeSO4溶液
溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，
并放热，反应混合物颜色加深且有浑
浊。测得反应后溶液 pH=1.4
(4)将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加 4mol·L-1 盐酸，沉淀溶
解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有 Fe2O3，经检验还含有 SO42-。
①检验棕黄色沉淀中 SO42-的方法是_________________________________。
②结合方程式解释实验 III 中溶液 pH 降低的原因_________________________________。
实验 IV：
用FeCl2溶液替代 FeSO4溶液，其余操作与实验 III 相同，除了产生与 III 相同的现象外，还生成刺激性气味
气体，该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。
(5)将反应得到的混合物过滤，得到黄色沉淀。将黄色沉淀洗净，加稀盐酸，沉淀不溶解。经检验沉淀中
n(Fe)：n(Cl)=1：1，写出生成黄色沉淀的化学方程式_______________________________________。
(6)由以上实验可知，亚铁盐与 H2O2反应的现象与__________________________________________（至少
写两点）有关。
【答案】(1)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O (2)反应生成的Fe3+催化下 H2O2分解生成O2 (3) 取2mL 上述
FeSO4溶液于试管中，加入 5滴pH=5 的H2SO4溶液，然后向反应后的溶液中加入 KSCN 溶液，溶液不变红
(4)取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中，加入 BaCl2溶液，产生白色沉淀，说明棕黄色沉淀中含有 SO42-
2Fe2++4H2O+H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+，Fe2+氧化的产物 Fe3+发生了水解生成H+使pH 下降
(5)6nFeCl2+3nH2O2=2(Fe2O3∙FeCl3)n+6nHCl↑ (6) pH、阴离子种类、温度、反应物用量
【分析】
3
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