（课标Ⅱ）2020版高考化学一轮复习专题二十二实验方案的设计与评价课件.pptx

专题二十二 实验方案的设计与评价,高考化学 (课标专用),五年高考,A组 课标卷区题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(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。,思路分析 本题中利用滴定法测定化合物的组成,联想中和滴定的操作及注意事项(实验原理、仪器的选择、指示剂的选择、计算、误差分析等),通过知识的迁移即可对各设问作出解答。,2.(2012课标,28,14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:,按下列合成步骤回答问题: (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有 白色烟雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 。 (2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯: 向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑; 滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ; 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。 (3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作 中必须的是 (填入正确选项前的字母)。 A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取 (4)在该实验中,a的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。 A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL,答案 (14分)(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B,解析 (1)装置d中NaOH溶液的作用是吸收HBr及未反应的Br2。(2)滤去铁屑后,滤液是溴苯及 少量苯、Br2等的混合液,NaOH溶液可除去其中的Br2和HBr。粗溴苯中加入无水CaCl2,利用 CaCl2+6H2O CaCl26H2O除去溴苯中残留的少量水。(3)通过以上分离操作,粗溴苯中还含 有的杂质主要是未反应的苯,由于苯与溴苯沸点相差较大,故可用蒸馏法除去杂质苯。(4)考虑 到三颈烧瓶a中加入液体的总体积约为15 mL+4 mL=19 mL,故选择容积为50 mL的三颈烧瓶。,3.(2011课标,28,15分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下 装置制备氢化钙。 请回答下列问题: (1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母 编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗 活塞; (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A.加热反应一段时间,B.收集气体并检验其纯度 C.关闭分液漏斗活塞 D.停止加热,充分冷却 (3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红 色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。 写出CaH2与水反应的化学方程式 ; 该同学的判断不准确,原因是 。 (4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象 。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是 。,答案 (15分)(1)ie,fd,cj,k(或k,j)a (2)BADC (3)CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2 金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥 管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色 (5)氢化钙是固体,携带方便,解析 (1)制备的H2中含杂质HCl和H2O,应先除去HCl再除去H2O,根据这一过程可选择仪器并 连接。 (2)加入药品后的操作为:打开分液漏斗活塞H2验纯加热停止加热关闭分液漏斗活塞。 (3)由现象可判断出生成物中有H2和Ca(OH)2,从而写出化学方程式。 (4)根据Ca和CaH2分别与O2反应的产物不同来设计实验。,考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价,4.(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。,5.(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%。,6.(2013课标,27,14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧 化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下: 工业ZnO 浸出液 滤液 滤液 滤饼 ZnO 提示:在本实验条件下,Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题: (1)反应中除掉的杂质离子是 ,发生反应的离子方程式为 ;在加 高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是 。 (2)反应的反应类型为 ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 。 (3)反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。,(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于 。,答案 (1)Fe2+和Mn2+(2分) Mn +3Fe2+7H2O 3Fe(OH)3+MnO2+5H+(2分)、 2Mn +3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+(2分) 铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质(2分) (2)置换反应 镍(每空1分,共2分) (3)取少量水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉 淀已经洗涤干净(2分) (4)1(2分),解析 (1)经反应所得浸出液中含有Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+。经反应,Fe2+被氧化为Fe3+,进 而形成Fe(OH)3沉淀,Mn2+ 被氧化为MnO2,发生反应的离子方程式分别为:Mn +3Fe2+7H2O 3Fe(OH)3+MnO2+5H+、2Mn +3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+。在加高锰酸钾溶 液前,若溶液的pH较低,铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质。 (2)反应为Zn+Ni2+ Zn2+Ni,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有被置换出来的镍。 (3)若该沉淀没有洗涤干净,则沉淀上一定附着有S 。具体的检验方法是取少量最后滤出的 水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗 涤干净。 (4)ZnCO3xZn(OH)2 (1+x)ZnO+CO2+xH2O m 81(1+x) 44 18x 44+18x 8.1 g 11.2 g-8.1 g=3.1 g 则 = ,解得x=1。,解题关键 此题的“题眼”是流程图。解题的关键点是对氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的分离、提纯,明确每步除去的杂质,快速理清整个除杂过程。充分利用提示信息: Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。,7.(2011课标,26,14分)0.80 g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化 的曲线)如下图所示。,请回答下列问题: (1)试确定200 时固体物质的化学式 (要求写出推断过程); (2)取270 所得样品,于570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为 , 其存在的最高温度是 ;,(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化 学方程式为 ; (4)在0.10 molL-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当 溶液的pH=8时,c(Cu2+)= molL-1KspCu(OH)2=2.210-20。若在0.1 molL-1硫酸铜溶液 中通入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是 molL-1。,答案 (1)CuSO45H2O CuSO4(5-n)H2O+nH2O 250 18n 0.80 g 0.80 g-0.57 g=0.23 g n=4 200 时该固体物质的化学式为CuSO4H2O (2)CuSO4 CuO+SO3 CuSO45H2O 102 (3)2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2+2H2O (4)2.210-8 0.2,解析 (1)由图像可知:200 时,0.80 g CuSO45H2O分解后剩余固体为0.57 g,可分析出结晶水 未完全失去,由CuSO45H2O CuSO4(5-n)H2O+nH2O可求出n等于4。 (2)由图像可看出270 时固体质量为0.51 g,经过计算分析可知该固体为CuSO4;当加热到102 时CuSO45H2O质量减少,说明该温度时晶体已开始分解,故其存在的最高温度是102 。 (4)由pH=8知c(OH-)= molL-1=10-6 molL-1,再根据KspCu(OH)2=2.210-20=c(Cu2+)c2(OH-)可 求出c(Cu2+);H2S+CuSO4 CuS+H2SO4,由题给数据可求出c(H+)=0.2 molL-1。,B组 课标、课标、自主命题省(区、市)卷题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2019课标,9,6分)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是 ( ) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯,答案 D 本题涉及的考点有溴苯的制取与提纯、化学实验的基本方法和技能,考查了化学 实验与探究能力。通过化学实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 苯与溴在FeBr3催化下立即反应产生HBr气体,故加苯和溴的混合液前需打开K,A项正确;溴易 挥发且易溶于有机溶剂CCl4,故装置b中的液体逐渐变为浅红色,B项正确;溴化氢易溶于水并能 与Na2CO3发生反应,C项正确;溴苯是难溶于水的液体,反应后的混合液经碱液洗涤、分液、蒸 馏,可得到纯净的溴苯,D项错误。,审题方法 本题以苯与溴的反应( +Br2 +HBr)为基础,从反应物和生 成物的挥发性、溶解性和状态等角度分析试剂的作用和物质的分离提纯方法。,2.(2019课标,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( ),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。,3.(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。,4.(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。,5.(2019天津理综,9,18分)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下: 环己烯粗产品 回答下列问题: .环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。,(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为 , 浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl36H2O而不用浓硫酸的原因为 (填序 号)。 a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2 b.FeCl36H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念 c.同等条件下,用FeCl36H2O比浓硫酸的平衡转化率高,仪器B的作用为 。 (3)操作2用到的玻璃仪器是 。 (4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石, ,弃去前馏分,收集83 的馏分。 .环己烯含量的测定 在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2 与足量KI作用生成I2,用c molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以 上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中,发生的反应如下:,Br2+ Br2+2KI I2+2KBr I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6 (5)滴定所用指示剂为 。样品中环己烯的质量分数为 (用字母表 示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是 (填序号)。 a.样品中含有苯酚杂质 b.在测定过程中部分环己烯挥发 c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化,答案 (18分)(1)FeCl3溶液 溶液显紫色 (2) +H2O a、b 减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液 (6)b、c,解析 本题涉及的考点有醇和酚的性质与应用、常用化学仪器的使用、化学实验的基本操 作、氧化还原滴定。通过环己烯的制备、提纯和含量的测定,考查了学生分析和解决化学问 题的能力及化学实验能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 (1)苯酚遇到FeCl3溶液显紫色,FeCl3溶液常用于检验苯酚。 (2)结合制备流程知,环己醇在FeCl36H2O的催化下,加热生成环己烯,故烧瓶A中进行的可逆 反应为 +H2O。浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能使原料环 己醇炭化并产生SO2;使用FeCl36H2O污染小,符合绿色化学理念;催化剂只改变化学反应速率, 不影响平衡转化率。 B为冷凝管,可以冷凝回流,减少环己醇蒸出。 (3)操作2是分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯。 (4)蒸馏操作时,加入待蒸馏的物质和沸石后,先通冷凝水,再加热,弃去前馏分,然后收集。 (5)用Na2S2O3标准溶液滴定I2时常用淀粉溶液作指示剂;依据测定过程的反应可知,与环己烯反 应后剩余的n(Br2)=n(I2)= n(Na2S2O3)= cV10-3 mol,则与环己烯反应的n(Br2)=(b- cV10-3) mol,则n( )=n(Br2)=(b- cV10-3) mol,故样品中环己烯的质量分数为 = 。 (6)a项,样品中含有苯酚杂质,苯酚能与Br2发生反应,消耗Br2的量增加,测定结果偏高;b项,测定 过程中环己烯挥发,消耗Br2的量减少,测定结果偏低;c项,Na2S2O3标准液部分被氧化,则滴定过 程中消耗Na2S2O3的量增多,计算出剩余的Br2的量偏多,则与环己烯反应的Br2的量偏少,测定结 果偏低。,易错警示 蒸馏操作开始时,先通冷凝水后加热;蒸馏结束时,先停止加热后停冷凝水。,6.(2018课标,26,14分)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在 气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价 铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答 下列问题:,(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器a的名称是 。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭K3。 c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。 同时c中有气体产生,该气体的作用是 。 (3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析 出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗 涤、干燥。 (4)指出装置d可能存在的缺点 。,答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 (2)Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+ 排除c中空气 (3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触,解析 本题考查物质制备。 (1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除去溶解氧。 (2)由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+。 c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。 (3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压 入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、 洗涤、干燥得砖红色晶体。 (4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。,方法技巧 Cr2+、(CH3COO)2Cr的强还原性与Fe2+、Fe(OH)2相似。(CH3COO)2Cr的制取实验与 Fe(OH)2制取的改进实验相似。,审题方法 本题解题的关键是题干中指出醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明醋酸 亚铬具有强还原性。,7.(2018江苏单科,19,15分)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4H2O(水合 肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下: 已知:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O是放热反应。 N2H4H2O沸点约118 ,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。 (1)步骤制备NaClO溶液时,若温度超过40 ,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离 子方程式为 ;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的 措施是 。 (2)步骤合成N2H4H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 以下反应一 段时间后,再迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是 ;使用冷凝管的目的是 。,图1 (3)步骤用步骤得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HS 、S 随pH 的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。,图2,图3 边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操 作为 。 请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: ,用少量无 水乙醇洗涤,干燥,密封包装。,答案 (15分)(1)3Cl2+6OH- 5Cl-+Cl +3H2O 缓慢通入Cl2 (2)NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发 (3)测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2 边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液, 加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 条件下趁热过滤,解析 本题考查制备方案的设计与评价。 (1) ,反应生成的NaClO3与NaCl的物质的量之比为15;Cl2与NaOH的反应为放 热反应,缓慢通入Cl2可减慢反应速率,防止溶液升温过快。(2)反应过程中不能使NaClO碱性溶 液过量,否则会氧化生成的N2H4H2O,故NaClO碱性溶液应用滴液漏斗滴加;水合肼的沸点约为 118 ,冷凝回流可减少水合肼的挥发。(3)溶液pH约为10时可得Na2SO3溶液;制备无水Na2SO3时,注意过滤时温度不能低于34 ,否则会生成Na2SO37H2O晶体。,8.(2016江苏单科,16,12分)以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如 下: H2O Cl2 KCl 电石渣 打浆 氯化 过滤 转化 KClO3固体 滤渣 (1)氯化过程控制电石渣过量、在75 左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2 的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。 生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。 提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 (填序号)。 A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解 (2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为,6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O 氯化完成后过滤。 滤渣的主要成分为 (填化学式)。 滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2n(CaCl2) 15(填“”“” 或“=”)。 (3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。,答案 (12分)(1)2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O AB (2)CaCO3、Ca(OH)2 (3)蒸发浓缩、冷却结晶,解析 (1)根据“氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应”可知反应的化学方程 式为:2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 缓慢通入Cl2和充分搅拌浆料都能使Cl2充分与Ca(OH)2接触,可提高Cl2的转化率。 (2)由电石渣成分可知,不能溶于水的是CaCO3,还有未反应完的Ca(OH)2,故滤渣的主要成分 为CaCO3和Ca(OH)2。 根据题给方程式:6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O可知,理论上滤液中Ca(ClO3)2 和CaCl2的物质的量之比为15,但是由于存在2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,并且 氯化时少量Ca(ClO)2会分解为O2和CaCl2,使得滤液中CaCl2的物质的量增大,故滤液中 nCa(ClO3)2n(CaCl2)15。 (3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2的溶解度 在低温时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。,考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价,9.(2019天津理综,4,6分)下列实验操作或装置能达到目的的是 ( ),答案 B 本题涉及的考点有硫酸的物理性质、一定物质的量浓度溶液的配制、气体的收 集、乙炔的制备和检验。考查化学实验基本方法和技能、化学实验探究能力,体现了能依据 实验目的设计探究方案,并运用化学实验进行实验探究,即体现了科学探究与创新意识的学科 核心素养。 A项,浓硫酸密度较大,与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸,边加边搅拌,故错误;B项,用 容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,液面接近刻度线12 cm时改用胶头滴管定容,平视液面, 直至凹液面最低点与刻度线相切,故正确;C项,NO2气体密度比空气大,收集时气体应“长进短 出”,故错误;D项,电石中含有含硫元素的杂质,与水反应生成还原性气体H2S(H2S也能使溴水 褪色),干扰乙炔的检验,故错误。,对比突破 浓硫酸与水混合时,因浓硫酸密度大,且腐蚀性强,为防止其溅出,应采取“酸入 水”的混合方式,并同时不停搅拌。乙醇与浓硫酸混合时亦是如此。,10.(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。,11.(2018江苏单科,12,4分)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是 ( ),答案 B 本题考查化学实验方案的评价。酸性:H2CO3苯酚HC ,Na2CO3溶液使苯酚浊液 变澄清,是因为反应生成了HC ,A错误;密度:水CCl4,上层为水层呈无色,下层为CCl4层呈紫 红色,说明CCl4萃取了碘水中的I2,即I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确;铁粉与Cu2+发生置换反应,生成了Fe2+与Cu,故氧化剂Cu2+的氧化性强于氧化产物Fe2+的氧化性,C错误;原 混合液中c(Cl-)与c(I-)关系未知,故不能判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系,D错误。,规律方法 在同一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。,12.(2016北京理综,10,6分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+。 用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验,下列说法不正确的是 ( ) A.中溶液橙色加深,中溶液变黄 B.中Cr2 被C2H5OH还原 C.对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D.若向中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色,答案 D 中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变 成绿色。,疑难突破 在Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+平衡体系中,加酸或加碱会使平衡发生 移动,但移动过程中并没有发生氧化还原反应,而中溶液变成绿色,是K2Cr2O7将C2H5OH氧化 后本身被还原为Cr3+所致。,13.(2015安徽理综,12,6分)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,有大量气泡产生。为探究该反应原理,该同学做了以下实验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是 ( ),答案 D NH4Cl溶液中存在平衡:N +H2O NH3H2O+H+,镁条与H+反应生成H2,同时平衡 正向移动,溶液由弱酸性逐渐变为弱碱性,NH3H2O浓度变大,分解产生NH3,A、B、C项均合理; pH=8.6的NaHCO3溶液中存在HC C +H+,Mg与H+仍可反应产生H2,D项不合理。,14.(2019北京理综,28,16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应, 得到无色溶液A和白色沉淀B。 浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 试剂a是 。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分,写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: 。 加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有 Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是 。 (3)根据沉淀F的存在,推测S 的产生有两个途径: 途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。 途径2:实验二中,S 被氧化为S 进入D。 实验三:探究S 的产生途径 向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 ;取上层清液继续滴加 BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由: 。 实验三的结论: 。,(4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是 。 (5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物 放置一段时间,有Ag和S 生成。 (6)根据上述实验所得结论: 。,答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O 饱和NaHSO3溶液 (2)Ag2SO3+4NH3H2O 2Ag(NH3 +S +4H2O H2O2溶液,产生白色沉淀 (3)Ag+ Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4 途径1不产生S ,途径2产生S (4)2Ag+SO2+H2O Ag2SO3+2H+ (6)实验条件下:SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S 的速率,碱性溶液中S 更易被氧化为S,解析 本题是一道综合性实验题,考查了SO2气体的制备、SO2气体的性质及物质性质的探 究。试题全面考查了实验与探究的能力,并借助实验形式考查学生分析和解决化学问题的能 力。试题以科学研究的一般过程展开,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养及创新思 维、创新意识的价值观念。 (1)Cu和浓H2SO4反应时会有硫酸酸雾形成,饱和NaHSO3溶液的作用是除去SO2中的H2SO4酸雾。 (2)沉淀D中加过量稀盐酸后过滤得到滤液E,滤液E中含有BaCl2和少量H2SO3,加入H2O2溶液 产生白色沉淀即可证明H2SO3存在。 (3)Ag2SO4是微溶物,A中会含有少量的Ag+和S 。 (6)由实验二知,SO2通入AgNO3溶液中主要生成Ag2SO3沉淀,由(5)知,混合物放置一段时间有Ag 和S 生成,则可得在实验条件下,SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S 的 速率;由实验二分析知,碱性溶液中S 更易被氧化为S 。,审题技巧 解答该题时要突破思维定式,亚硫酸是弱酸,通常在酸性环境下不能生成亚硫酸盐 沉淀,但是亚硫酸银是个例外。,15.(2017江苏单科,19,15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属 层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。 已知:NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO 2NaCl+NaClO3 AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3H2O Ag(NH3 +Cl-+2H2O 常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3 :4Ag(NH3 +N2H4H2O 4Ag+ N2+4N +4NH3+H2O (1)“氧化”阶段需在80 条件下进行,适宜的加热方式为 。 (2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为 。 HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是 。 (3)为提高Ag的回收率,需对“过滤”的滤渣进行洗涤,并 。,(4)若省略“过滤”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因 过量NaClO与NH3H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3H2O不反应),还因为 。 (5)请设计从“过滤”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: (实验中 的试剂有:2 molL-1水合肼溶液,1 molL-1 H2SO4溶液)。,答案 (15分)(1)水浴加热 (2)4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2 会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染 (3)将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中 (4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应 (5)向滤液中滴加2 molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 molL-1 H2SO4溶液吸收反应 中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥,解析 本题考查化学实验方案设计的基础知识。(1)当受热温度不超过100 时,常采用水浴 加热。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物,需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根 据信息可用水合肼还原Ag(NH3 以制取Ag,并用H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。,规律方法 解答物质制备实验题的一般程序 (1)认真阅读题干,提取有用信息。 (2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,找出每个仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似 的地方,分析每个仪器中所装药品的作用。 (3)通读问题,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和所学化学知识得出正确答案。,C组 教师专用题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2013安徽理综,8,6分)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持 和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是 ( ),答案 B 题给装置可以用于固体和液体反应不加热型、收集方法为向上排空气法、使用防 倒吸型尾气处理方式的气体的制取。A项,NH3收集用向下排空气法,不符合题意;C项,铜和稀 硝酸反应不能产生NO2,且NO2的吸收不能用水,可以用NaOH溶液;D项,用浓盐酸与MnO2反应 制Cl2需要加热,本装置不能满足。,2.(2013浙江理综,8,6分)下列说法正确的是 ( ) A.实验室从海带提取单质碘的方法是:取样灼烧溶解过滤萃取 B.用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时,可用水浴加热控制反应的温度 C.氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中 D.将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性,答案 C A中在过滤后少了向滤液中加入氧化剂将I-氧化为I2的步骤,A错误;用乙醇和浓硫酸 制备乙烯时,应控制反应温度为170 ,水浴加热最高温度为100 ,B错误;加入(NH4)2SO4,蛋白 质溶液中出现沉淀,属于蛋白质的盐析,不是变性,D错误。,3.(2014课标,36,15分)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用 过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。 图(a),图(b),部分物质的相关性质如下:,回答下列问题: (1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷