高考实验专项训练.doc

高考实验专项训练2111.51卤水中的主要成分为食盐（假设其所含杂质仅为NaBr），为了充分利用资源，有研究人员开发了以晒盐卤水和化肥碳酸氢铵为原料制取纯碱的工艺，其生产流程如下图。沉淀母液煅烧残液纯碱操作I蒸发浓缩滤渣NH4Cl卤水、碳酸氢铵试剂X（1）写出卤水和碳酸氢铵反应的化学方程式_；（2）操作I是_（填操作名称），试剂X为_，残液除NH4Cl外，还含有_；（3）若滤渣中含有NH4Cl杂质，则可能导致纯碱中混有杂质，写出煅烧时产生杂质的副反应的化学方程式_；（4）实验室检测滤渣中是否含有NH4Cl的操作是_；（5）碳酸氢铵与氯化钠的配料比是影响纯碱质量的因素之一，右图是(摩尔比)对NaHCO3产率的影响。实际生产中选择=1.2。下列相关说法正确的是_。a碳酸氢铵过量是为了充分利用卤水 b碳酸氢铵过量是为了减少纯碱中的NaClc碳酸氢铵过量太多将会导致生产成本过高 不考虑生产过程中的损耗，生产1mol纯碱，需消耗碳酸氢铵_mol。【答案】（1）NaCl +NH4HCO3 NaHCO3 + NH4Cl（2分）（2）过滤、洗涤（2分） 盐酸（1分） NH4Br（或NaBr）（1分）（3）NaHCO3+ NH4Cl NaCl +NH3+H2O + CO2（2分）（4）取洗涤液，加入足量硝酸至溶液呈酸性，再滴加硝酸银溶液，无沉淀说明纯净（答案合理即可，1分）（5） bc（2分） 2.4mol（1分）2. 我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：转化一氧化碳分离二氧化碳造合成气CO2+H2分离氨N2+NH3+H2合成氨H2CO+H2水蒸气甲烷NH3合成尿素尿素CO2请填写下列空白：已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是： _。 上述流程中，工业上分离H2 、CO2合理的方法是_。A.混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸 B.混合气加压冷却，使CO2液化C.混合气用氨水洗涤D.混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体，为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行_,目的是_；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成 的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法： ；常采取将生成的氨从混合气体中分离出来；以及将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请在上图中用箭头线画出氮气和氢气循环利用。并请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由： _；_。第一次合成尿素在化学发展史上具有深刻的意义，突破了有机物只能从有机体提炼，首次由无机物得到有机物。它是由 氰酸铵（NH4CNO） 在一定条件下反应而得。请写出历史上合成尿素的化学方程式： 。【答案】（1）CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)+ 2a kJ （2）B C 2分 （3）净化 防止空气中某些杂质使催化剂中毒 液化氨（或分离液态氨） （4）由分离氨的框箭头指向合成氨框增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氮气和氢气的浓度都有利于平衡向正反应方向移动。2分（5） NH4CNO （NH2）2CO3. 某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点660205415351462沸点246729802750- I该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金. 理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理： ( 填“合理”或“不合理”).设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号）,并说明理由：_.A浓硫酸 B稀硫酸 稀硝酸 氢氧化钠溶液II实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。为了测定熔融物中两种金属的物质的量之比，某同学取一定量上述的熔融物与足量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol/L的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。试回答下列问题：逐滴加入4mol/L的氢氧化钠溶液的定量玻璃仪器 图中OC段没有沉淀生成的原因是:_.（用离子方程式表示）由上述图形分析可知，溶液中结合OH-能力最强的离子是_（填离子符号，下同）、最弱的离子是 . 若测定F点沉淀的质量，需对混合物进行：过滤、 、 、称量。通过上图数据试计算，熔融物中两种金属的物质的量之比n(Fe):n(Al)= 。【答案】I合理 NaOH 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2B 熔融物在一定条件下与浓硫酸或稀硝酸反应，产生有毒气体，而且消耗的两种酸量又多；熔融物中铁不能与氢氧化钠溶液反应。2分 II 滴定管 H+OH-=H2O （2） H+ NH4+ 洗涤、干燥 n(Fe):n(Al)=3:1 2分4氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂。实验时可通过如图所示的流程以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵。NH4HCO3饱和溶液 NaCl反应反应有关物质在水中的溶解度为：温度氯化铵氯化钠氟化钠氟硅酸钠1033.3g35.0g/2037.2g35.5g4g微溶于水3041.4g35.8g/请回答下列问题：（1）上述流程中发生两步化学反应，第一步反应的化学方程式为 ，第二步反应能进行是因为 。（2）操作需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外，还有 。（3）实验室操作在 中进行（填装置的名称）。（4）操作的具体过程是 。（5）流程中NH4HCO3必须过量，其原因是 。【答案】（1）化学方程式为 H2SiF6+6NH4HCO36NH4F+H2SiO3+6CO2+3H2O （2分），因为 NaF比NaCl的溶解度小 （2分） 。（2）还有 烧杯、漏斗 （2分）。（3）操作在 过滤器 中进行。（2分）（4）操作的具体过程是 加热蒸发溶剂，析出晶体 （2分） 。（5）原因是 必须保证H2SiF6全部反应，防止在进行时 H2SiF6与NaCl反应，生成 Na2SiF6沉淀，混入NaF中影响NaF的纯度 （2分）。5空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。其工艺流程如下：海水苦卤提取粗盐硫酸酸化氯气氧化含Br2的海水空气吹出含Br2的空气SO2吸收吸收液 氧化溴水混合物 蒸馏溴蒸气液溴 冷凝 分离粗溴水(1) 溴在元素周期表中位于_周期，_族。(2) 步骤中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，其原因是 。(3) 步骤的离子方程式：_ 。(4) 步骤的蒸馏过程中，溴出口温度要控制在80900C。温度过高或过低都不利于生产 ，请解释原因：_ 。(5) 步骤中溴气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。分离仪器的名称是_，分离时液溴从分离器的_(填“上口”或“下口”)排出。（6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氧化”的原因是 。【答案】（1）第四 VIIA （1分） （2）酸化可抑制Cl2 、Br2与水反应 （1分）（3）Br2+SO2+2H2O4H+2Br+SO42 （2分，写成化学方程式不给分）（4）温度过高，大量水蒸气随水排出去，溴气中水分增加；（1分）温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。（1分）（5）分液漏斗 下口 （2分）（6）氧化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，（1分）如果直接蒸馏原料，产品成本高(1分) “空气吹出、SO2吸收、氧化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。（1分）b空气浓H2SO4样品铜网滴有淀粉的蒸馏水adc6黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：现称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，初读数为0.00mL，终读数如右图所示。请回答下列问题：（1）称量样品所用的仪器为_，将样品研细后再反应，其目的是_。（2）装置A的作用是_。a有利于空气中氧气充分反应b除去空气中的水蒸气c有利于气体混合d有利于观察空气流速（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是_。（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为_mL。判断滴定已达终点的现象是_。Ba(NO3)2BaCl2HCl饱和NaHSO3通过计算可知，该黄铜矿的纯度为_。（5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是_。（填编号）（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有_。【答案】（1）电子天平，使原料充分反应、加快反应速率。（2）b、d（本空2分，选对一个得1分）。（3）使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确。（4）20.00mL。溶液恰好由无色变成浅蓝色，且半分钟内不褪色。80%（本空2分）。（5）。（6） 空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4 。（本空2分，答对一点得1分）重晶石焦炭BaS锌钡白固体废气x设备1去x后废气设备2y高温煅烧+并经处理过程7. 锌钡白是BaSO4和ZnS的混合物，ZnS难溶于水。某化工厂用重晶石为原料制备锌钡白，生产过程中会产生大量废气（主要成分为CO2、CO及少量SO2和硫蒸气等），为防止污染空气并提高原料利用率，生产中采用下述工艺流程：请根据上述流程回答下列问题：（1）重晶石的化学式为_，锌钡白可用于调制_色和浅色油漆。（2）处理过程的步骤为：_；洗涤；_。（3）设备1是冷却分离塔，若设备1前面的导气管过长、过窄，可能使导气管堵塞，其原因是 。（4）检验锌钡白中含有S2-的方法是 。(5)设备2中所用的洗涤剂是NaOH溶液，则y的化学式为_。写出设备2中发生反应的离子方程式：_、_。(6)可用 法分离溶液中的钠盐，进行分离前，需要查得的是 。(7)制备过程中得到的硫磺，除了可用来制硫酸外，其它的用途为_ （至少写一种）。【答案】（1）BaSO4 白 （2）过滤 干燥（3）硫蒸气冷却变成了固体。（4）取样品加入盐酸，若产生的气体能使湿的醋酸铅试纸变黑，说明有硫离子。（5）CO; SO2+2OH-SO32-+H2O 、CO2+2OH-CO32-+H2O; （6）结晶；各物质的溶解度随温度的变化情况。（7）橡胶、火药、农药、治皮肤病等。8高纯是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以为原料制备少量高纯的操作步骤如下：（1）制备溶液：在烧瓶中（装置见右图）加入一定量和水，搅拌，通入和混合气体，反应3h。停止通入，继续反应片刻，过滤（已知）。 石灰乳参与反应的化学方程式为 。反应过程中，为使尽可能转化完全，在通入和比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有 、 。若实验中将换成空气，测得反应液中、的浓度随反应时间t变化如右图。导致溶液中、浓度变化产生明显差异的原因是 。（2）制备高纯固体：已知难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100开始分解；开始沉淀时。请补充由（1）制得的溶液制备高纯的操作步骤实验中可选用的试剂： 、 、。 ； ； ； ；低于100干燥。【答案】（1）Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O控制适当的温度 缓慢通入混合气体Mn2+催化O2与H2SO3,反应生成H2S04（2）边搅拌边加入NaHCO3(Na2CO3),并控制溶液PH7.7过滤，用少量水洗涤23次。检验SO42-是否被洗涤除去用少量C2H5OH洗涤(凡合理答案均可)9对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体NaHSO4为催化剂（可循环使用），在溶液中，加入乙酸酐（有脱水作用），45反应1h 。反应结束后，过滤，滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。(l)上述实验中过滤的目的是 。(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于 层（填“上”或下”）；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有 。(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。催化剂n（催化剂）硝化产物中各种异构体质量分数(%)总产率（%） n（甲苯）对硝基甲苯邻硝基甲苯间硝基甲苯浓H2SO41.035.660.24.298.01.236.559.5