（新课标Ⅰ）2019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.pptVIP

专题二十二实验方案的设计与评价,高考化学(课标专用),考点一制备实验方案的设计与评价1.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是(),五年高考,A组统一命题课标卷题组,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。,2.(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。,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。,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。,3.(2014课标,36,15分,0.1)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,约占磷矿石使用量的%。(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为。现有1t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸t。(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是(填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是,冷凝塔2的主要沉积物是。(4)尾气中主要含有,还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除,去;再通入次氯酸钠溶液,可除去。(均填化学式)(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是。,答案(1)69(2)Ca5F(PO4)3+5H2SO43H3PO4+5CaSO4+HF0.49(3)CaSiO3液态白磷固态白磷(4)SiF4、COSiF4、HF、H2SPH3(5)产品纯度高(浓度大),解析(1)由图(a)可知,生产含磷肥料约占磷矿石使用量的比例为:4%+96%85%80%69%。(2)由题意可得Ca5F(PO4)3与H2SO4反应制H3PO4的化学方程式为Ca5F(PO4)3+5H2SO45CaSO4+HF+3H3PO4。由P2O52H3PO4,根据磷原子守恒可知,最多可生产85%的磷酸:1t30%85%0.49t。(3)磷灰石与SiO2、过量焦炭反应生成P4,磷元素的化合价降低,故碳元素化合价升高,考虑到焦炭过量,故氧化产物为CO,由原子守恒可知,产物中应有CaSiO3,故炉渣主要成分为CaSiO3。根据题给物质的熔点和沸点数据可判断冷凝塔1的主要沉积物为液态白磷,冷凝塔2的主要沉积物为固态白磷。(4)尾气中主要成分是CO和SiF4,尾气通过纯碱溶液时HF、H2S被吸收,SiF4水解后也被吸收;通过NaClO溶液,NaClO可将具有强还原性的PH3氧化而除去。(5)热法磷酸中,磷灰石P4P2O5H3PO4,制得的H3PO4纯度较高,浓度较大。,规律方法计算多步反应中产品的产率(或反应物的转化率)时,可将各步反应的产率(或转化率)直接相乘即可。,4.(2014课标,28,15分,0.327)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wgX,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V1mLc1molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH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+)=2.010-5molL-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+H2O22Co(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=2.810-3molL-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+H2O22Co(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。,知识拓展1.根据反应类型的不同,滴定可分为以下几种:酸碱中和滴定(利用中和反应)、氧化还原滴定(利用氧化还原反应)、沉淀滴定(利用生成沉淀的反应)、配合滴定。,2.Co(NH3)6Cl3是一种配合物,Co(NH3)63+是配离子,Co3+是中心离子,NH3是配位体,6是配位数。一般来说,配位数是中心离子价态的2倍。,考点二探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价5.(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0.1g。H2O2作氧化剂时,还原产物为H2O;作还原剂时,氧化产物为O2。,6.(2014课标,13,6分,0.367)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是(),答案BH2S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,处试管中观察到白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;处试管中溴水褪色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2OH2SO4+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+2H2O3BaSO4+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。,易错警示浓硝酸与其他物质反应制备气体时,由于浓HNO3具有挥发性,制得的气体中会混有一定量的HNO3蒸气,浓盐酸也有类似现象,不注意这点本题就易错选D。,疑难突破浓硫酸加入蔗糖中发生了下列反应:C12H22O1112C+11H2O,表现出浓硫酸的脱水性;脱出的水被浓H2SO4吸收,放出大量热,表现出浓H2SO4的吸水性;在此条件下,C又与浓H2SO4发生下列反应:C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O,表现出浓H2SO4的强氧化性。,7.(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)32FeC2O4+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mg样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmolL-1KMnO4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cmolL-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为。,答案(1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO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)5mol,即(5cV10-356)g,则晶体中铁的质量分数表达式为100%。,8.(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m1g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。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m3g。,a.点燃酒精灯,加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2d.打开K1和K2,缓缓通入N2e.称量Af.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.NaOHc.BaCl2,d.Ba(NO3)2e.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2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3,解析本题考查FeSO4的化学性质及实验方案的分析。(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明溶液中不含Fe3+;通入空气,溶液逐渐变红,说明Fe2+被氧气氧化成了Fe3+。(2)先通入N2将装置中的空气排出,然后加热,可防止FeSO4在加热过程中被氧化;最后在N2保护下冷却至室温再称重。设绿矾晶体的化学式为FeSO4xH2O,结合题意可知=,x=;若实验时未排空气就加热,则FeSO4会被氧化,使m3偏大,计算出的x偏小。(3)由题意可知SO4固体高温条件下可分解生成O3,依据氧化还原反应中得失电子守恒规律推测产物中应有SO2,且Fe2O3与SO2物质的量之比为11,结合原子守恒可知产物中还应该有SO3,故FeSO4高温分解反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2+SO3;SO2与BaCl2不反应,SO3与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,故先用BaCl2溶液检验SO3气体,再用品红溶液检验SO2气体,最后用NaOH溶液进行尾气处理。,考点一制备实验方案的设计与评价1.(2018江苏单科,5,2分)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()A.用装置甲灼烧碎海带B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2尾气,B组自主命题省（区、市）卷题组,答案B本题考查化学实验基本操作。A项,灼烧碎海带应在坩埚中进行,错误;C项,用MnO2和浓盐酸制备Cl2需要加热,错误;D项,吸收尾气中的Cl2要用NaOH溶液,不能用饱和NaCl溶液,错误。,关联知识灼烧固体常在坩埚中进行;制取Cl2时,KMnO4和浓盐酸在常温下反应,MnO2和浓盐酸在加热条件下反应;制取Cl2后常用饱和食盐水除HCl,用浓硫酸干燥,用NaOH溶液吸收尾气。,2.(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本题考查实验方案的设计与评价。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+Cl22NaCl+Br2,2KI+Cl22KCl+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+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热促进水解,HCl挥发,最终得到Al(OH)3固体。,3.(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AA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,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。,4.(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。,5.(2016北京理综,27,12分,)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:(1)过程中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是。(2)过程中,Fe2+催化过程可表示为:2Fe2+PbO2+4H+S2Fe3+PbSO4+2H2O:写出的离子方程式:。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。b.。,(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是(选填序号)。A.减少PbO的损失,提高产品的产率B.重复利用NaOH,提高原料的利用率C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率,过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程的操作:。,答案(12分)(1)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O(2)2Fe3+Pb+S2Fe2+PbSO4b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去(3)A、B向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液,加热至110,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体,解析(2)Fe2+作催化剂,Fe3+是中间产物,在反应中Fe3+应被还原成Fe2+,Pb作还原剂被氧化成Pb2+,Pb2+与S结合成PbSO4沉淀,所以的离子方程式为Pb+2Fe3+SPbSO4+2Fe2+。a对应反应,目的是检验PbO2能将Fe2+氧化成Fe3+,则b对应反应,目的是检验Pb能把Fe3+还原成Fe2+,所以在实验中应加铅粉进行检验。(3)C项,S浓度越大,脱硫的效率越低。PbO在35%NaOH溶液中的溶解度随温度升高变化大,且在110时PbO的溶解度大,所以在35%NaOH溶液中进行溶解,加热至110,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得到较纯的PbO。,6.(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:(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+6Cl2Ca(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100gL-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)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OAB(2)CaCO3、Ca(OH)2HC,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:水氧化产物;还原性:还原剂还原产物。,9.(2016北京理综,10,6分,)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2(橙色)+H2O2Cr(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。,评析此题借助实验将化学平衡、氧化还原反应联系在一起,综合性强。B项的干扰性较强。,10.(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DNH4Cl溶液中存在平衡:N+H2ONH3H2O+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HCC+H+,Mg与H+仍可反应产生H2,D项不合理。,11.(2014广东理综,22,6分,)下列实验操作、现象和结论均正确的是(),答案ADA项,Na2CO3和NaHCO3都能和盐酸反应生成CO2气体,正确;B项,向AgNO3溶液中滴加过量氨水,发生反应:Ag+NH3H2OAgOH+N,AgOH+2NH3H2OAg(NH3)2+OH-+2H2O,所以溶液先变浑浊,后变澄清,B项错误;C项,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,不属于置换反应,C项错误;D项,FeCl3能氧化KI:2Fe3+2I-2Fe2+I2,说明氧化性:Fe3+I2,D项正确。,12.(2018北京理综,28,16分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)A为氯气发生装置。A中反应方程式是(锰被还原为Mn2+)。将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有。,(2)探究K2FeO4的性质取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:,.由方案中溶液变红可知a中含有离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由产生(用方程式表示)。.方案可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是。根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2Fe(填“”或“Mn,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeMn。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。理由或方案:。,答案(1)2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2OCl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O(2).Fe3+4Fe+20H+4Fe3+3O2+10H2O.排除ClO-的干扰溶液酸碱性不同理由:Fe在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是Mn的颜色方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色,解析该题以K2FeO4的制备和其性质探究为载体,考查氧化还原反应原理及实验探究等。(1)KMnO4与浓盐酸发生氧化还原反应制得Cl2,反应方程式为2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O。洗气装置的导管应长进短出,为除去Cl2中的HCl,应用饱和食盐水。在碱性环境中,Cl2易发生歧化反应:Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O。(2).Fe3+遇KSCN溶液显红色,故溶液中含有Fe3+;在酸性条件下,K2FeO4快速分解可生成Fe3+。.用KOH溶液洗涤可除去固体表面吸附的KClO等物质,排除对后续实验的干扰。Cl2在碱性条件下能够氧化Fe(OH)3,生成K2FeO4,根据平衡移动原理,3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,当溶液酸性增强时,平衡将向逆反应方向移动,或者在酸性条件下,Fe氧化性增强,能氧化Cl-生成Cl2。在酸性条件下,Fe发生反应:4Fe+20H+4Fe3+3O2+10H2O,振荡后溶液呈浅紫色能说明有Mn生成。,13.(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:3NaClO2NaCl+NaClO3AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3H2OAg(NH3+Cl-+2H2O常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3:4Ag(NH3+N2H4H2O4Ag+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:2molL-1水合肼溶液,1molL-1H2SO4溶液)。,答案(15分)(1)水浴加热(2)4Ag+4NaClO+2H2O4AgCl+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2molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1molL-1H2SO4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。,14.(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0.5000mol/L盐酸70.00mL)。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0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00mL。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0.2000mol/LNaOH溶液b.用0.2000mol/LNaOH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(13分)(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)2SO44NH3+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水,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+HClNH4Cl,所以气体NH3的物质的量=0.5000mol/L70.0010-3L-0.2000mol/L25.0010-3L=0.03mol。(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)2SO44NH3+3SO2+N2+6H2O。,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(),C组教师专用题组,答案B由题给装置可知,本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、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;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CA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;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,属蛋白质的盐析,不是变性,D错误。,3.(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15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL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10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL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.25mLB.50mLC.250mLD.500mL,答案(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)白色烟雾是由苯与Br2发生取代反应生成的HBr结合空气中的水蒸气形成的。装置d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+6H2OCaCl26H2O除去溴苯中残留的少量水。(3)通过题述分离操作,粗溴苯中还含有的杂质主要是未反应的苯,由于苯与溴苯的沸点相差较大,故可用蒸馏法除去杂质苯。,4.(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(1)ie,fd,cj,k(或k,j)a(2)BADC(3)CaH2+2H2OCa(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,解析该题考查化学实验中仪器的选择、连接,实验方案的设计等知识点。(1)制备的H2中含杂质HCl和H2O,须先除去HCl再除去H2O,按此顺序选择仪器并连接。(2)加入药品后打开活塞H2验纯加热停止加热关闭活塞。(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。,5.(2015江苏单科,19,15分,)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在05、强碱性溶液中比较稳定,在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为,将制备的Cl2通过装置B可除去(填化学式)。,(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在05进行,实验中可采取的措施是、。(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为。(4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3molL-1KOH溶液中,(实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。,答案(15分)(1)2Mn+16H+10Cl-2Mn2+5Cl2+8H2OHCl(2)缓慢滴加盐酸装置C加冰水浴(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤23次后,在真空干燥箱中干燥,解析(1)用饱和食盐水可除去Cl2中的HCl。(2)为防止Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3,应缓慢加入盐酸以控制Cl2与KOH反应的速率,同时应将C装置置于冰水浴中。(3)因K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,为防止Fe3+过量,应在不断搅拌的条件下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。(4)先用砂芯漏斗过滤除去Fe(OH)3,滤液中含K2FeO4、KOH、KCl,利用K2FeO4微溶于浓KOH溶液的性质,将盛有滤液的烧杯置于冰水浴中,然后加入饱和KOH溶液,搅拌、静置后用砂芯漏斗过滤,析出的K2FeO4晶体用适量乙醇洗涤23次后,用真空干燥箱干燥即得产品。,6.(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250mL三口瓶a中加入70mL70%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40g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44g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30min,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)