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.ppt

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 2cr 2h2o 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 2 h2o 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 hf 0 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p2o5 2h3po4 根据磷原子守恒可知 最多可生产85 的磷酸 1t 30 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 p4 p2o5 h3po4 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cocl2 6h2o 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v1mlc1mol l 1的盐酸标准溶液吸收 蒸氨结束后取下接收瓶 用c2mol l 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 0 10 5mol l 1 c cr 为mol l 1 已知 ksp ag2cro4 1 12 10 12 6 经测定 样品x中钴 氨和氯的物质的量之比为1 6 3 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 8 10 3 每空1分 共2分 6 3 1分 2cocl2 2nh4cl 10nh3 h2o22 co nh3 6 cl3 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 mol l 1 2 8 10 3mol l 1 6 样品中钴 氨和氯的物质的量之比为1 6 3 故x的化学式为 co nh3 6 cl3 co的化合价为 3 制备x的化学方程式为2cocl2 2nh4cl 10nh3 h2o22 co nh3 6 cl3 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 6 cl3是一种配合物 co nh3 6 3 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2 3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baso4 3ba 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 k3 fe c2o4 3 3h2o 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k3 fe c2o4 3 3h2o作感光剂 以k3 fe cn 6 溶液为显色剂 其光解反应的化学方程式为 2k3 fe 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mg样品于锥形瓶中 溶解后加稀h2so4酸化 用cmol l 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cmol l 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 2k3 fe cn 6 fe3 fe cn 6 2 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1 2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 6 3 可反应生成蓝色固体fe3 fe cn 6 2 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 c v 10 3 5 mol 即 5cv 10 3 56 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feso4 xh2o 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1 1 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n2h4 h2o 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 n2h4 h2o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n2h4 h2o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1 5 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n2h4 h2o 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na2so3 7h2o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 pbso4 b 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n ca clo3 2 n cacl2 1 5 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100g 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 2ca 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 2cl2cacl2 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 6cl2ca 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1 5 但是由于存在2cl2 2ca oh 2ca 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n ca clo3 2 n cacl2 1 5 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溶解度在低温时较大 所以采用蒸发浓缩 冷却结晶法即可 7 2015福建理综 25 15分 某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验 实验一制取氯酸钾和氯水利用上图所示的实验装置进行实验 1 制取实验结束后 取出b中试管冷却结晶 过滤 洗涤 该实验操作过程需要的玻璃仪器有 2 若对调b和c装置的位置 填 能 或 不能 提高b中氯酸钾的产率 实验二氯酸钾与碘化钾反应的研究 3 在不同条件下kclo3可将ki氧化为i2或kio3 该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响 其中系列a实验的记录表如下 实验在室温下进行 系列a实验的实验目的是 设计1号试管实验的作用是 若2号试管实验现象为 黄色溶液 取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色 假设氧化产物唯一 还原产物为kcl 则此反应的离子方程式为 实验三测定饱和氯水中氯元素的总量 4 该小组设计的实验方案为 使用下图装置 加热15 0ml饱和氯水试样 测定产生气体的体积 此方案不可行的主要原因是 不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因 5 根据下列资料 为该小组设计一个可行的实验方案 不必描述操作过程的细节 资料 次氯酸会破坏酸碱指示剂 次氯酸或氯气可被so2 h2o2和fecl2等物质还原成cl 答案 15分 1 烧杯 漏斗 玻璃棒 胶头滴管 不填 胶头滴管 也可 2 能 3 研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响 硫酸浓度为0的对照实验 cl 6i 6h cl 3i2 3h2o 4 因存在cl2的重新溶解 hclo分解等 此方案无法测算试样含氯总量 或其他合理答案 5 量取一定量的试样 加入足量的h2o2溶液 加热除去过量的h2o2 冷却 再加入足量的硝酸银溶液 称量沉淀质量 或其他合理答案 解析 2 若对调b c位置 cl2中的hcl气体杂质因溶于c中的水而被除去 b中与cl2反应的koh的量增加 故能提高b中kclo3的产率 3 仔细观察实验记录表可知 4个实验中kclo3 ki的浓度均相同 只有h2so4的浓度不同 实验的目的显然是研究硫酸浓度对反应产物的影响 1号试管中h2so4的浓度为0 该实验的作用是硫酸浓度为0的对照实验 4 氯水中氯元素以cl2 hclo cl 和clo 等形式存在 加热时hclo分解产生o2 部分cl2因受热逸出 因此只能测出o2及逸出的cl2的量 溶液中cl clo 及残余cl2的量无法测定 故此方案不可行 5 依题给信息 欲测定氯水中氯元素的总量 可量取一定体积的氯水 加入足量的h2o2溶液 将氯水中的cl2 hclo clo 全部还原成cl 加热除去过量的h2o2 冷却 再加入足量agno3溶液 经过滤 洗涤 干燥 称量测出生成agcl沉淀的质量 即可计算出饱和氯水中氯元素的总量 考点二探究物质组成 性质的实验方案的设计与评价8 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 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 h2onh3 h2o 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 nh3 h2o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 nh3 h2oagoh n agoh 2nh3 h2o ag 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fe mn 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 8h2o cl2 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 naclo3 agcl可溶于氨水 agcl 2nh3 h2oag nh3 cl 2h2o 常温时n2h4 h2o 水合肼 在碱性条件下能还原ag nh3 4ag nh3 n2h4 h2o4ag 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nh3 h2o反应外 该条件下naclo3与nh3 h2o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 2mol l 1水合肼溶液 1mol l 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2mol l 1水合肼溶液 搅拌使其充分反应 同时用1mol l 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 l 70 00 10 3l 0 2000mol l 25 00 10 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 6h2ocacl2 6h2o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 i e f d c j 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0 5 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0 5 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3mol l 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