（北京专用）2020届高考化学一轮复习专题二十四实验方案的设计与评价课件.pptx

专题二十四 实验方案的设计与评价,高考化学 (北京专用),五年高考,A组 自主命题北京卷题组,考点 实验方案的设计与评价,1.(2014北京理综,28,15分)用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。 某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1 mol/L FeCl2溶液,研究废液再生机理。 记录如下(a、b、c代表电压值):,(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是 。 (2)中,Fe3+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应: 。 (3)由推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有 性。 (4)中虽未检验出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照 实验,记录如下:,NaCl溶液的浓度是 mol/L。 中检验Cl2的实验方法: 。 与对比,得出的结论(写出两点): 。,答案 (1)溶液变红 (2)2Cl-2e- Cl2、Cl2+2Fe2+ 2Cl-+2Fe3+ (3)还原 (4)0.2 取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝 通过控制电压,证实了产生Fe3+的两种原因都成立;通过控制电压,验证了Fe2+先于Cl-放电,解析 (1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是溶液变红。(2)依题意可知,相关反应为2Cl-2e- Cl2,2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+-e- Fe3+,Fe2+表现出还原性。(4)做对照实验时,应控 制变量,除pH相同外,c(Cl-)也应相同。0.1 mol/L FeCl2溶液中c(Cl-)=0.2 mol/L,故c(NaCl)=0.2 mol/ L。取少量阳极附近的溶液,滴在淀粉KI试纸上,试纸变蓝,可证明中阳极产物有Cl2。 由实验、可知通过控制电压,Fe2+可先于Cl-放电;实验表明,通过控制电压,可使Cl-放电 产生Cl2,Cl2再将Fe2+氧化成Fe3+,从而说明通过控制电压,产生Fe3+的两种原因均成立。,答题规范 物质检验题的答题模板,2.(2012北京理综,27,15分)有文献记载:在强碱性条件下,加热银氨溶液可能析出银镜。某同学 进行如下验证和对比实验。,该同学欲分析实验和实验的差异,查阅资料: a.Ag(NH3 +2H2O Ag+2NH3H2O b.AgOH不稳定,极易分解为黑色Ag2O (1)配制银氨溶液所需的药品是 。 (2)经检验,实验的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。 用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,产生的现象是 。,产生Ag2O的原因是 。 (3)该同学对产生银镜的原因提出假设:可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象:向AgNO3溶液中 加入 ,出现黑色沉淀;水浴加热,未出现银镜。 (4)重新假设:在NaOH存在下,可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象:出现银 镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。,(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设:在NaOH存在下,可能是 Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验: 有部分Ag2O溶解在氨水中,该反应的化学方程式是 。 实验结果证实假设成立,依据的现象是 。 (6)用HNO3清洗试管壁上的Ag,该反应的化学方程式是 。,答案 (1)AgNO3溶液和氨水 (2)试纸变蓝 在NaOH存在下,加热促进NH3H2O分解,逸出NH3,促使Ag(NH3 +2H2O Ag+2NH3H2O 平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与OH-反应立即转化为Ag2O:2OH-+2Ag+ Ag2O+H2O (3)过量NaOH溶液 (4) (5)Ag2O+4NH3H2O 2Ag(NH3)2OH+3H2O 与溶液接触的试管壁上析出银镜 (6)Ag+2HNO3(浓) AgNO3+NO2+H2O,解析 (3)因该假设的反应物是NaOH和Ag2O,而Ag2O可由反应2AgNO3+2NaOH Ag2O+ 2NaNO3+H2O制得,故应加入过量NaOH溶液。 (5)有部分Ag2O溶解在氨水中,肯定是生成了Ag(NH3)2OH。若实验结果证实假设成立,则 与溶液接触的试管壁上会析出银镜。,1.(2019课标,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( ),考点 实验方案的设计与评价,B组 统一命题、省（区、市）卷题组,答案 A 本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识,通过物质制备的原理,考查了化学实验 与探究能力;依据探究目的设计实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高 浓度的HClO溶液,错误;B项,MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率,正确;C项,乙酸和Na2CO3 溶液可以反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较低,溶液分层,正确;D项,根据强酸制 弱酸原理可知正确。,知识拓展 制取高浓度次氯酸的方法是:往氯水中加入CaCO3粉末。因为氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,CaCO3与HCl反应而不能与HClO反应。,2.(2019江苏单科,13,4分)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( ),答案 C 本题涉及的考点有Fe2+的检验、Ksp大小比较、氧化性强弱判断、盐类的水解,考查 考生化学实验与探究的能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 检验Fe2+应先加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变红色,A不正确;I-先沉淀,说 明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),B不正确;加淀粉后溶液显蓝色,说明溶液中发生了反应Br2+2I- I2+ 2Br-,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,C正确;CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度不一定 相等,无法根据实验现象得出题给的结论,D不正确。,易错警示 用氯水和KSCN溶液检验Fe2+时要注意试剂的加入顺序,未认真审题易错选A项。,3.(2018课标,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ( ),答案 B 本题考查实验方案的设计与评价。固体溶解后先将溶液冷却至室温,再转移至容 量瓶,然后用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中,最后定容,A不正 确;FeCl3被还原后,溶液由黄色变为浅绿色,B正确;纯化氢气时应最后用浓硫酸干燥,C不正确; NaHSO3溶液与H2O2溶液反应时无明显现象,D不正确。,关联知识 托盘天平的精确度为0.1 g。 H2O2作氧化剂时,还原产物为H2O;作还原剂时,氧化产物为O2。,4.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是 ( ),答案 D NaHCO3固体受热易分解,A不正确;Al与稀盐酸反应生成AlCl3和H2,蒸发AlCl3溶液 最终得到Al(OH)3固体,B不正确;重结晶法提纯苯甲酸是将粗品溶于少量热水中,然后趁热过 滤,冷却结晶,C不正确;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4层显 橙色的原溶液为NaBr溶液,CCl4层显紫色的原溶液为KI溶液,D正确。,关联知识 AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热促进水解,HCl挥发,最终得到Al(OH)3固体。,5.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ),答案 D 制备Fe(OH)3胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项不能达到实验目的;将 MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能 达到实验目的;向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验 目的。,6.(2015重庆理综,4,6分)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的 是 ( ),答案 A A项,Fe(OH)2易与O2反应,所以在FeSO4溶液液面上方加一层植物油,且胶头滴管下 端伸到液面下滴加NaOH溶液;B项,容量瓶不能用于直接溶解药品、稀释溶液;C项,实验室制 NH3所用药品为NH4Cl和Ca(OH)2,氨气极易溶于水,不能用排水法收集;D项,温度计水银球应位 于液面以下,乙醇和浓硫酸反应除有乙烯生成外,还有SO2、乙醇蒸气产生,而SO2、乙醇蒸气和 乙烯均能使KMnO4酸性溶液褪色。,7.(2019江苏单科,19,15分)实验室以工业废渣(主要含CaSO42H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3) 为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下: (1)室温下,反应CaSO4(s)+C (aq) CaCO3(s)+S (aq)达到平衡,则溶液中 = Ksp(CaSO4)=4.810-5,Ksp(CaCO3)=310-9。 (2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。 (3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在6070 ,搅拌,反应3小时。温度过,高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时 间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。 (4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原 料,制取CaCl2溶液的实验方案: 已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的 试剂:盐酸和Ca(OH)2。,答案 (15分)(1)1.6104 (2)HC +NH3H2O N +C +H2O (或HC +NH3H2O N +C +H2O) 增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4的转化 (3)温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 (4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入 少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于58.5时,过滤,解析 本题涉及的考点有Ksp的应用,沉淀的转化与生成,离子方程式的书写等;考查考生分 析、解决化学问题的能力;体现了科学态度与社会责任的化学核心素养。 (1)溶液中 = = = =1.6104。 (2)(NH4)2CO3溶液中C 水解,C +H2O HC +OH-,加入适量浓氨水,溶液中OH-浓度增 大,抑制C 水解,从而增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4转化为CaCO3。 (3)(NH4)2CO3受热易分解,生成NH3、CO2、H2O;加快搅拌速率可使反应物反应更充分,提高 CaSO4的转化率。 (4)滤渣的主要成分有CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3。用盐酸将其溶解后,过滤除去SiO2。用 Ca(OH)2调节滤液的pH到58.5,使Fe3+和Al3+完全沉淀,过滤除去Fe(OH)3和Al(OH)3。,归纳总结 反应物中有易分解或易挥发的药品时,反应温度一般不能过高,防止反应物分解或 挥发。,8.(2018课标,28,15分)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。 回答下列问题: (1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)33H2O作感光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化 学方程式为:2K3Fe(C2O4)3 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式为 。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。 通入氮气的目的是 。 实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产,物中一定含有 、 。 为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。 样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是: 。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定 终点的现象是 。 向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶 中。加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁 的质量分数的表达式为 。,答案 (1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6 Fe3Fe(CN)62+ 3K2C2O4 (2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2 CO 先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3 (3)粉红色出现 100%,解析 本题考查探究物质组成、性质的实验方案的设计。(1)Fe2+与Fe(CN)63-可反应生成蓝 色固体Fe3Fe(CN)62。 (2)B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变 浑浊,证明分解产物中有CO。停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内 气压减小,造成倒吸。检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后利用Fe3+遇SCN-会生成红色的 Fe(SCN)3的性质检验。 (3)Zn+2Fe3+ 2Fe2+Zn2+、5Fe2+Mn +8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O,则Fe3+ Mn ,溶液中 Fe3+为(cV10-3)5 mol,即(5cV10-356) g,则晶体中铁的质量分数表达式为 100%。,9.(2017课标,26,14分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用 途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题: (1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中 通入空气,溶液逐渐变红。由此可知: 、 。 (2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。 将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 仪器B的名称是 。 将下列实验操作步骤正确排序 (填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为 m3 g。,a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却到室温 根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x= (列式表示)。若实验时按a、d次 序操作,则使x (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓 缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。 C、D中的溶液依次为 (填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为 。 a.品红 b.NaOH c.BaCl2,d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4 写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 。,答案 (1)样品中没有Fe() Fe()易被氧气氧化为Fe() (2)干燥管 dabfce 偏小 (3)c、a 生成白色沉淀、褪色 2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3,解析 (1)样品溶于水滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中无Fe3+;再向试管中通 入空气,溶液逐渐变红,说明有铁离子产生,即亚铁离子易被氧气氧化为铁离子。(2)根据仪 器构造可知B是干燥管。由于装置中有空气,空气中的氧气能氧化硫酸亚铁,所以加热前需 要排尽装置中的空气;熄灭酒精灯后,要先冷却至室温,再关闭K1和K2,最后称量,即正确的排序 是dabfce。加热后剩余固体是硫酸亚铁,质量为(m3-m1)g,生成水的质量为(m2-m3)g,则 FeSO4xH2O FeSO4 + xH2O 152 18x (m3-m1)g (m2-m3)g 则 = ,解得x= ;若实验时按a、d次序操作,在加热过程中部分硫酸 亚铁被氧气氧化为硫酸铁,导致m3偏大,因此x偏小。 (3)实验后残留的红色粉末为Fe2O3,根据得失电子守恒可知必然有SO2产生,结合原子守恒可 知气体产物中还有SO3,则检验的试剂应选择品红溶液和BaCl2溶液,由于SO3可溶于品红溶液 中,故应先检验SO3。由题意可以得到硫酸亚铁高温分解的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+ SO2+SO3。,10.(2016课标,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条 件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问 题: (1)氨气的制备,氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流 方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子 K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,答案 (1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或B NH3H2O NH3+H2O) dcfei (2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸 现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,解析 (1)制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,此时可选用装置A;也可采用加热 浓氨水的方法,此时可选用装置B。欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口 出),其次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水, 要用防倒吸的F装置)。 (2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色慢慢变浅;由化学方程式 8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中 NaOH溶液会产生倒吸现象。,11.(2015四川理综,9,13分)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探 究其分解产物。 【查阅资料】(NH4)2SO4在260 和400 时分解产物不同。 【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 mol/L盐酸70.00,mL)。通入N2排尽空气后,于260 加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶 液不褪色。取下装置B,加入指示剂,用0.200 0 mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无S 。 (1)仪器X的名称是 。 (2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号)。 a.盛装0.200 0 mol/L NaOH溶液 b.用0.200 0 mol/L NaOH溶液润洗 c.读数、记录 d.查漏、清洗 e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 (3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 mol。 实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400 加热 装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的 导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有S ,无S 。进一步研,究发现,气体产物中无氮氧化物。 (4)检验装置D内溶液中有S ,无S 的实验操作和现象 是 。 (5)装置B内溶液吸收的气体是 。 (6)(NH4)2SO4在400 分解的化学方程式是 。,答案 (1)圆底烧瓶 (2)dbaec (3)0.03 (4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全 溶解,放出无色刺激性气体 (5)NH3或氨气 (6)3(NH4)2SO4 4NH3+N2+3SO2+6H2O,解析 (2)滴定前一般操作顺序为先检查滴定管是否漏液,并清洗所用滴定管,然后应用所装的 溶液润洗,再装入标准溶液,排尽滴定管尖嘴的气泡并调整管中液面处于0刻度或0刻度以下,最 后记录滴定管液面刻度,所以正确顺序为dbaec。 (3)装置 B吸收的气体是(NH4)2SO4在260 条件下分解的产物NH3,B中反应为NH3+HCl NH4Cl,所以气体NH3的物质的量为0.500 0 mol/L70.0010-3L-0.200 0 mol/L25.0010-3L= 0.03 mol。 (4)BaSO4不溶于盐酸、BaSO3能溶于盐酸,所以检验装置D内溶液中含有S ,无S ,应选择 BaCl2溶液和稀盐酸。 (5)在400 时(NH4)2SO4分解生成SO2、NH3等产物,装置B中溶液吸收的气体应为NH3。 (6)由题中信息及原子守恒、得失电子守恒可得化学方程式:3(NH4)2SO4 4NH3+ 3SO2+N2+6H2O。,12.(2016课标,26,14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒 剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题: (一)碳酸钙的制备 石灰石 (含少量铁的氧化物) (1)步骤加入氨水的目的是 。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长 大,有利于 。,(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号)。 a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流 c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗 e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度,(二)过氧化钙的制备 CaCO3 滤液 白色结晶 (3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 性 (填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 。 (4)步骤中反应的化学方程式为 , 该反应需要在冰浴下进行,原因是 。 (5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 。 (6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧 化钙产品。该工艺方法的优点是 ,产品的缺点是 。,答案 (1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀(1分) 过滤分离(1分) (2)ade(3分) (3)酸(1分) 除去溶液中的CO2(1分) (4)CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O CaO28H2O+2NH4Cl或CaCl2+2NH3H2O+H2O2 CaO2+2NH4Cl+2H2O(2分) 温度过高时双氧水易分解(1分) (5)去除结晶表面水分(2分) (6)工艺简单、操作方便(1分) 纯度较低(1分),解析 (1)从制备碳酸钙的流程可以看出,加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水的目 的是调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;小火煮沸使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。 (2)过滤操作要求“一贴、二低、三靠”,漏斗末端颈尖应紧靠烧杯壁;滤纸边缘应低于漏斗边 缘;玻璃棒仅起到引流的作用,不能搅动,否则易使滤纸破损。 (3)根据题干信息,若使CaO28H2O顺利析出,须保证溶液呈中性或碱性,所以要煮沸除去酸性氧 化物CO2。 (4)H2O2受热易分解,故制备过氧化钙的反应应在冰浴下进行。 (5)醇洗可除去晶体表面的水分。 (6)比较两个工艺流程可知,该工艺简单、操作方便,但产品纯度较低。,1.(2014江苏单科,5,2分)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验,能达到实验目的 的是 ( ),C组 教师专用题组,考点 实验方案的设计与评价,A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液 D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl24H2O,答案 C MnO2和浓盐酸反应制取Cl2需要加热,A项错误;除Cl2中的HCl应用饱和食盐水,B项 错误;将MnCl2溶液蒸干无法得到MnCl24H2O,D项错误。,2.(2014课标,13,6分)利用右图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是 ( ),答案 B H2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S,故不能说明Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S),A错 误。浓硫酸滴入蔗糖中,试管中观察到白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;试管中溴水褪 色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr),从而证明浓硫酸有氧化性,B正确。SO2与 Ba(NO3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO43Ba(NO3)2+3SO2+2H2O 3BaSO4+2NO+4HNO3, 但BaCl2与SO2不反应,C错误。浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液作用生成 H2SiO3,故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论,D错误。,3.(2014天津理综,2,6分)实验室制备下列气体时,所用方法正确的是 ( ) A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C.制乙烯时,用排水法或向上排空气法收集气体 D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气,答案 A A项,用Na2O2或H2O2制备O2时,均可使用固液常温型气体发生装置;B项,实验室制氯 气一般用浓盐酸作原料,所以制得的氯气中会混有氯化氢和水蒸气,除氯化氢时应用饱和食盐 水而不能用饱和NaHCO3溶液;C项,乙烯的相对分子质量与空气的平均相对分子质量接近,在 相同条件下,二者的密度也非常接近,故收集乙烯时不宜用排空气法;D项,用水吸收NO2时,NO2 转化为HNO3和NO,NO仍会污染空气,故吸收NO2不能用水。,4.(2014大纲全国,29,15分)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前 驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线: ( )2Cu+H2O 制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略): 已知:苯乙酸的熔点为76.5 ,微溶于冷水,溶于乙醇。 回答下列问题:,(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL 70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序 是 。 (2)将a中的溶液加热至100 ,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温到130 继续反 应。在装置中,仪器b的作用是 ;仪器c的名称是 ,其作用是 。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 (填标号)。 A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒 (3)提纯粗苯乙酸的方法是 ,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是 。 (4)用CuCl22H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干 净的实验操作和现象是 。 (5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30 min,过滤,滤液静 置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。,答案 (1)先加水、再加入浓硫酸(1分) (2)滴加苯乙腈(1分) 球形冷凝管(1分) 回流(或使汽化的反应液冷凝)(1分) 便于苯乙酸析 出(2分) BCE(全选对2分) (3)重结晶(1分) 95%(2分) (4)取少量洗涤液、加入稀硝酸、再加AgNO3溶液、无白色浑浊出现(2分) (5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应(2分),解析 (1)稀释浓硫酸时,应将浓硫酸加入水中。 (2)b是滴液漏斗,用来滴加苯乙腈;c是球形冷凝管,作用是冷凝回流或使汽化的反应液冷凝。 因苯乙酸微溶于冷水,故实验结束后加入冷水的目的是使苯乙酸结晶析出。过滤滤出苯乙酸 粗品,所需仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。 (3)提纯粗苯乙酸的方法是重结晶。苯乙酸的产率为 100%95%。 (4)可用检验Cl-是否存在的方法来判断沉淀是否洗净。 (5)加入乙醇,可增大苯乙酸的溶解度,便于反应充分进行。,5.(2014课标,26,13分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室 制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:,实验步骤: 在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140143 馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。,回答下列问题: (1)仪器B的名称是 。 (2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 ,第二次水洗的主要目的是 。 (3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号)。 a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出 b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出 c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出 d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出,(4)本实验中加入过量乙酸的目的是 。 (5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是 。 (6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填标号)。,(7)本实验的产率是 (填标号)。 a.30% b.40% c.60% d.90% (8)在进行蒸馏操作时,若从130 便开始收集馏分,会使实验的产率偏 (填“高”或 “低”),其原因是 。,答案 (1)球形冷凝管 (2)洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠 (3)d (4)提高醇的转化率 (5)干燥 (6)b (7)c (8)高 会收集少量未反应的异戊醇,解析 (2)反应后A中液体是乙酸异戊酯、乙酸、硫酸、异戊醇、水的混合物,第一次水洗的 目的是除去大部分乙酸、硫酸,用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是除去残留的少量CH3 COOH、H2SO4,第二次水洗的目的是除去残留的少量NaHCO3。(3)静置分层后,乙酸异戊酯在 上层,应先将水层从分液漏斗下口放出后,再从上口倒出乙酸异戊酯。(4)加入过量乙酸,可提 高异戊醇(价格较高)的转化率。(5)加入无水MgSO4,可除去乙酸异戊酯中残留的少量水(MgSO4+ 7H2O MgSO47H2O)。(6)蒸馏时,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,通常球形 冷凝管用于反应装置中冷凝反应物蒸气,直形冷凝管用于蒸馏装置中冷凝馏分,故选择b装 置。(7)乙酸过量,应用异戊醇的量计算乙酸异戊酯的理论产量。n(异戊醇)= = 0.05 mol,故乙酸异戊酯的理论产量为0.05 mol130 g/mol=6.5 g,本实验的产率为 100%= 60%。(8)若从130 便开始收集馏分,则产品中会混入异戊醇,导致实验产率偏高。,评析 本题以乙酸异戊酯的制备为命题素材,主要考查物质制备过程中实验装置的选择,实 验条件的控制,产品的分离、提纯,产率的计算等知识,能力考查层级为综合应用,试题难度中 等。产品的分离、提纯是本题的难点,弄清产品的成分,根据各成分的物理或化学性质选择合 理的分离、提纯方法,是解决物质分离、提纯问题的关键。,6.(2014课标,28,15分)某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下, 合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。 氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 molL-1的盐酸标准溶液吸收。 蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。,氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现 淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题: (1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或 “偏低”)。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中 c(Ag+)=2.010-5 molL-1,c(Cr )为 molL-1。已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12 (6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为163,钴的化合价为 。制备X的 化学方程式为 ;X的制备过程中温度不能过高的原因是 。,答案 (1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2分) (2)碱 酚酞(或甲基红)(每空1分,共2分) (3) 100%(2分) (4)偏低(2分) (5)防止硝酸银见光分解 2.810-3(每空1分,共2分) (6)+3(1分) 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O(2分) 温度过高过氧化 氢分解、氨气逸出(2分),解析 (1)安全管的作用主要是平衡装置内的压强,当装置内压力过大时,安全管中液面上升, 使装置中压力稳定。(2)装NaOH标准溶液应使用碱式滴定管,指示剂可选择酚酞或甲基红 等。 (3)样品中氨的含量根据NH3消耗的盐酸标准溶液的量计算:= 100%。 (4)若装置气密性不好,则氨可能泄漏,消耗的盐酸标准溶液减少,则测定结果偏低。 (5)由于AgNO3见光易分解,故装AgNO3溶液选用棕色滴定管。滴定终点时:c(Cr )= = molL-1=2.810-3 molL-1。 (6)样品中钴、氨和氯的物质的量之比为163,故X的化学式为Co(NH3)6Cl3,Co的化合价为 +3;制备X的化学方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O;由于反应物 中含有H2O2和NH3,温度过高H2O2分解,氨气逸出,故制备过程中温度不能过高。,考点 实验方案的设计与评价,三年模拟,A组 20172019年高考模拟考点基础题组,1.(2019北京海淀二模,12)某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。 实验记录如下:,下列说法不正确的是 ( ) A.实验、中均涉及Fe3+被还原 B.对比实验、说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关 C.实验、中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同 D.向实验反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀,答案 C A项,由现象可知,三个实验中均存在Cu单质被氧化、Fe3+被还原,正确;B项,实验 、中,变量只有铜粉的量,说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关,正确;C项,对比实验、 可得,Cl-存在时加入蒸馏水产生白色沉淀,该白色沉淀为CuCl,说明Cu与Cu2+发生反应,Cu2+被 消耗,则实验、中加入蒸馏水后c(Cu2+)不同,错误;D项,由C项分析可知D正确。,2.(2019北京丰台期末,14)将下列反应所得气体通入溶液中,实验现象能够支持实验结论的是 ( ),答案 B A项,乙醇与浓硫酸共热170 产生的乙烯气体中混有杂质二氧化硫,二氧化硫也能 够使溴水褪色;B项,碳酸钠固体与稀硫酸反应产生的气体是二氧化碳,通入苯酚钠溶液中出现 白色浑浊,则有苯酚生成,根据“强酸制弱酸”,则酸性:硫酸碳酸苯酚;C项,Cu与浓硫酸加热 450 产生的气体是二氧化硫(含硫酸),通入BaCl2溶液中产生的大量白色沉淀是硫酸与BaCl2 发生反应产生的;D项,二氧化锰与浓盐酸共热产生的气体为氯气,通入KBr和KI的混合溶液中, 无色逐渐变为棕黄色,证明Cl2的氧化性强于Br2和I2,但不能证明Br2和I2之间的氧化性强弱。,易错警示 一般弱酸不能制备强酸,故SO2不能与BaCl2发生反应。,3.(2019北京海淀零模,9)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是 ( ),答案 A A项,向C6H5ONa溶液中通入CO2气体,溶液变浑浊,生成了苯酚,可推断酸性:H2CO3 C6H5OH,正确;B项,K3Fe(CN)6能与亚铁离子反应生成蓝色沉淀,但不能检验铁离子,由现象可 知原溶液中有Fe2+,不能确定是否含Fe3+,错误;C项,黄色褪为几乎无色,证明氯化铁被还原,维生 素C表现了还原性,不是氧化性,错误;D项,过氧化氢与亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成硫酸 钠和水,现象不明显,无法通过观察现象探究浓度对反应速率的影响,错误。,4.(2019北京西城一模,10)下列实验结果不能作为相应定律或原理的证据之一的是 ( ) (阿伏加德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体含有相同数目的分子),答案 B A项,2NO2(g) N2O4(g) H0,温度升高,平衡逆向移动,则左球气体颜色加深;温 度降低,平衡正向移动,则右球气体颜色变浅,符合勒夏特列原理,正确。B项,浓盐酸不是氯的 最高价含氧酸,且浓盐酸具有挥发性,也能使试管中液体变浑浊,错误。C项,反应过程起始相 同,路径不同,符合盖斯定律,正确。D项,2H2O 2H2+O2,则氢气与氧气的体积比约为 21,符合阿伏加德罗定律,正确。,5.(2018北京海淀期末,13)下列实验操作和现象能获得相应实验结论的是 ( ),答案 D A项,溶液中Ag+过量,再加入KI溶液后I-可以直接与Ag+反应生成黄色沉淀AgI,所以 不能说明溶解度:AgIAgCl;B项,等体积时,4 molL-1 H2SO4溶液中溶质的物质的量大,在锌足量 时产生的H2多;C项,反应后产生的气体中含有乙醇蒸气,乙醇蒸气也可以使酸性高锰酸钾溶液 褪色,所以需要先用水洗气除杂;D项,根据醋酸溶液中有气泡产生可知,醋酸的酸性比碳酸强,根 据硼酸溶液中无气泡产生可知,硼酸不能与碳酸钠反应生成二氧化碳,所以硼酸的酸性弱于碳酸。,6.(2019北京海淀期中,18)某学习小组在学习了亚铁盐的性质后,欲探究FeSO4溶液分别与 Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知:Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀,不存在Fe(HCO3)2。 实验操作及现象记录如下:,(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3,写出该反应的离子方程式: ;他为了证实自己的观点,进行实验:取少量白色颗粒状沉淀,加入 ,发现 产生大量气泡。 (2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2,他将实验a中两种溶液体积均改 为15 mL后再进行实验,证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是 。 (3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3,写出生成FeCO3的离子方程式: 。 (4)实验b中液面上方试管内壁黏附的白色颗粒状沉淀物变为红褐色,主要原因是潮湿的FeCO3 被氧气氧化,写出该反应的化学方程式: 。 (5)乙同学反思,实验a中含有Fe(OH)2,实验b中几乎不含有Fe(OH)2,对比分析出现差异的原因是 。,答案 (1)Fe2+C FeCO3 稀硫酸(或稀盐酸等合理答案均可) (2)沉淀颜色由白色变为灰绿色,最终变为红褐色 (3)Fe2+2HC FeCO3+CO2+H2O (4)4FeCO3+O2+6H2O 4Fe(OH)3+4CO2 (5)混合以后,虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大,但Na2CO3溶液的碱性(或C 的 水解程度)比NaHCO3溶液(或HC 的水解程度)的强,解析 (1)由题目可知,溶液中Fe2+与C 结合,生成FeCO3沉淀,离子方程式为Fe2+C FeCO3;检验C 时应加入氢离子,产生CO2气体,所以应加入稀盐酸或稀硫酸等。 (2)氢氧化亚铁在空气中会迅速被氧化,先变为灰绿色再变为红褐色,所以证明Fe(OH)2存在的 实验现象为生成白色沉淀,并迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。 (3)由题目可知,将FeSO4溶液与NaHCO3溶液混合会生成FeCO3以及CO2气体,所以离子方程式 为Fe2+2HC FeCO3+CO2+H2O。 (4)由题目可知,FeCO3被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,按照氧化还原反应原理配平化学方程 式为4FeCO3+O2+6H2O 4Fe(OH)3+4CO2。 (5)实验中生成氢氧化亚铁是由于溶液中c(OH-)较高;同温度、同浓度下,C 的水解程度大于 HC 的水解程度,所以同浓度的碳酸钠溶液中c(OH-)大于碳酸氢钠溶液中的,导致实验a中有 氢氧化亚铁生成。,7.(2019北京石景山一模,28)某实验小组对KSCN的性质进行探究,设计如下实验:,(1)SCN-存在两种结构式,分别为 和 ,SCN-是二者的互变