（江苏专用）2020高考化学二轮复习 专题检测（十三） 化学综合实验.doc

专题检测（十三） 化学综合实验1(2019苏州一模)氯化镍(nicl26h2o)常用于电镀、陶瓷等工业，某实验室以单质ni为原料制取氯化镍的实验步骤如下：已知：fe(oh)3完全沉淀ph为3.2；ni(oh)2开始沉淀ph为7.2，完全沉淀ph为9.2。nicl2易水解，从溶液中获取nicl26h2o须控制ph2。(1)在三颈烧瓶中(装置见下图)加入一定量ni粉和水，通入空气，滴入稀硝酸和稀硫酸的混酸，至反应结束，过滤，制得niso4溶液。反应过程中，为提高稀硝酸的利用率，在不改变投料比的情况下，可采取的合理措施有_。向a装置中通入空气的作用是搅拌、_。若镍粉过量，判断反应完成的现象是_。(2)将所得niso4溶液与nahco3溶液混合反应得到nico3ni(oh)2沉淀，过滤，洗涤。沉淀反应的离子方程式为_。检验nico3ni(oh)2沉淀是否洗涤完全的方法是_。(3)在nico3ni(oh)2固体中混有少量fe(oh)3。请补充完整由nico3ni(oh)2固体制备nicl26h2o的实验方案：向nico3ni(oh)2固体中加入盐酸，边加边搅拌，_。nicl2的溶解度曲线如下图所示。实验中须选用的仪器和试剂：ph计、盐酸、乙醇等解析：(1)反应过程中，为提高稀硝酸的利用率，在不改变投料比的情况下，可减缓硝酸的滴加速率或适当降低温度；向a装置中通入空气的作用是搅拌、将生成的no氧化为硝酸(或使产生的no部分转化为no2，便于nox被naoh溶液完全吸收)；若镍粉过量，即硝酸量不足，将不再产生no2，要判断反应是否完成，观察三颈烧瓶内有无红棕色气体出现，因此判断反应完成的现象是三颈烧瓶内无红棕色气体出现。(2)2ni24hco=nico3ni(oh)23co2h2o；反应后溶液中含na2so4，检验nico3ni(oh)2沉淀是否洗涤完全，即检验nico3ni(oh)2洗涤后滤液中是否含so。故方法是：取最后一次洗涤液，向其中滴加盐酸酸化的bacl2溶液，若无明显现象则已洗涤干净。(3)在nico3ni(oh)2固体中混有少量fe(oh)3，加入盐酸后fe(oh)3转化为fe3，nico3ni(oh)2转化为ni2，要除去fe3，而ni2不沉淀，则用ph计测定反应液3.2ph7.2，停止加入盐酸，静置，过滤，除去fe(oh)3，从溶液中获取nicl26h2o须控制ph2，则向滤液中加入适量盐酸，控制溶液ph小于2，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用乙醇洗涤，干燥，即可得nicl26h2o。因此制备nicl26h2o的实验方案为：向nico3ni(oh)2固体中加入盐酸，边加边搅拌，用ph计测定反应液3.2ph7.2，停止加入盐酸，静置，过滤，向滤液中加入适量盐酸，控制溶液ph小于2，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用乙醇洗涤，干燥。答案：(1)减缓硝酸的滴加速率或适当降低温度将生成的no氧化为硝酸(或使产生的no部分转化为no2，便于nox被naoh溶液完全吸收)三颈烧瓶内无红棕色气体出现(2)2ni24hco=nico3ni(oh)23co2h2o取最后一次洗涤液，向其中滴加盐酸酸化的bacl2溶液，若无明显现象则已洗涤干净(3)用ph计测定反应液3.2ph7.2，停止加入盐酸，静置，过滤，向滤液中加入适量盐酸，控制溶液ph小于2，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用乙醇洗涤，干燥2(2018南京三模)某实验小组采用刻蚀废液(主要含cucl2、fecl3、fecl2、hcl)制取cu和cu2cl2，实验流程如下：已知：cu2cl2是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。(1)“预处理”时，需用na2co3调节溶液至微酸性而不是碱性，其原因是_。(2)“还原”需在80 条件下进行，适宜的加热方式为_。(3)“还原”中，cu2参与反应的离子方程式为_。(4)“搅拌”时加入nacl粉末的作用是_。(5)“过滤”得到的cu2cl2需用无水乙醇洗涤，并在真空干燥机内于70 干燥2小时，冷却，密封包装。于70 真空干燥的目的是_。(6)请设计从“过滤”所得滤渣中获取cu的实验方案：_(实验中可供选择的试剂：稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水)。现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，请补充实验方案：_，分别按途径a、b制取cu和cu2cl2，测得cu的质量m1 g，cu2cl2的质量为m2 g，则途径a、b铜元素的回收率比为_。(铜元素回收率100%)解析：利用刻蚀废液(主要含cucl2、fecl3、fecl2、hcl)制取cu和cu2cl2，分析实验流程可知：(1)“预处理”时，需用na2co3调节溶液至微酸性而不是碱性，防止cu2形成沉淀。(2)“还原”需在80 条件下进行，适宜的加热方式为水浴加热。(3)“还原”中，cu2被so还原为cu，so则被氧化为so，根据氧化还原反应的配平原则，得到cu2参与反应的离子方程式为2cu2so2clh2o=cu2cl2so2h。(4)cu2cl2微溶于水，“搅拌”时加入nacl粉末，增大cl浓度，有利于cu2cl2析出(沉淀)。(5)根据题中信息，cu2cl2难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化，用无水乙醇洗涤，减少洗涤时溶解损耗，于70 真空干燥，目的是加快乙醇和水的挥发，防止cu2cl2被空气氧化。(6)滤渣中主要是生成的cu和过量的fe，要获取cu，必须除去fe。现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，需取两份相同体积的预处理后的水样，这样两份废液中铜元素的质量相等，分别按途径a、b制取cu和cu2cl2，测得cu的质量m1 g，cu2cl2的质量为m2 g，途径a铜元素的回收率为100%，途径b铜元素的回收率为100%，则途径a、b铜元素的回收率比为。答案：(1)防止cu2形成沉淀(2)水浴加热(3)2cu2so2clh2o=cu2cl2so2h(4)cu2cl2微溶于水，增大cl浓度，有利于cu2cl2析出(沉淀)(5)加快乙醇和水的挥发，防止cu2cl2被空气氧化(6)将稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤23次，低温烘干取两份相同体积的预处理后的水样3(2018百校大联考)某实验兴趣小组用如下两种方法制取氮气。已知：活性炭可用于吸附水中的絮状沉淀。(1)方法一所发生反应的化学方程式为_。(2)检验方法一反应后所得溶液中是否含有nh的实验方法是_。(3)方法二被冰水冷却的u形管中所得物质是_，用冰水冷却的目的是_。(4)方法一与方法二相比所具有的优点是_。(5)方法一和方法二中均需用到nh4cl，nh4cl的溶解度随温度变化的曲线如图所示，工业nh4cl固体中含有少量的fecl2，可通过如下实验来提纯：将工业nh4cl固体溶于水，_，调节溶液的ph为45，向溶液中加入活性炭，将溶液加热浓缩，_获得纯净的nh4cl固体。(实验中可供选择的试剂有：双氧水、kmno4溶液)解析：(1)方法一中氯化铵和亚硝酸钠反应生成氮气、氯化钠和水，反应的化学方程式为nh4clnano2nacln22h2o；(2)氨气的水溶液显碱性，可以借助于湿润红色石蕊试纸检验溶液中是否含有nh；(3)方法二中生成的氨气通过碱石灰干燥后，干燥的氨气与氧化铜在加热时反应生成铜、氮气和水，被冰水冷却的u形管中所得物质是氨水，用冰水冷却可以将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度；(4)方法一与方法二相比所具有的优点是装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高；(5)工业nh4cl固体中含有少量的fecl2，提纯时，需要将氯化亚铁首先氧化为氯化铁，为了不引入杂质，可以选用双氧水，然后调节ph，使铁离子转化为fe(oh)3沉淀，将溶液加热浓缩，由于氯化铵的溶解度受温度的影响较大，需要趁热过滤，然后冷却到0 结晶，过滤，低温干燥即可。答案：(1)nh4clnano2nacln22h2o(2)向试管中加入少量反应后所得溶液，向其中加入足量naoh浓溶液，加热，若产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则溶液中含有nh，若试纸不变蓝，则溶液中不含有nh(3)氨水将未反应的氨气冷却，加大氨气在水中的溶解度(4)装置及操作简单、所得氮气纯净、原料的利用率高(5)加入足量的双氧水趁热过滤，将溶液冷却到0 ，过滤，低温干燥4(2017南京、淮安三模)cucl常用作有机合成催化剂，实验室以初级铜矿粉(主要含cu2s及少量fe2o3、feo等)为原料制备活性cucl。实验过程如下：(1)“酸浸”中，加入稀硫酸不宜过量太多的原因是_。(2)已知：cu(oh)2可溶于氨水形成深蓝色cu(nh3)42溶液。“分解”实验条件及现象如下表所示。温度/压强/kpa时间/min残液颜色a110101.360浅蓝色b10074.640很浅c9060.030无色透明则“分解”实验条件应选_(填字母)。“分解”生成的nh3可以回收利用。在实验室用如图装置来收集nh3，当集气瓶收集满nh3时观察到的现象是_。(3)cucl易氧化，ksp(cucl)1.2106。“合成”中生成cucl的离子方程式为_；请补充从“合成”所得混合物中得到cucl的实验操作步骤：过滤、洗涤、_。(4)请补充“除杂”步骤中分别回收fe(oh)3和mnco3的实验方案：向“滤液”中_。已知：ph3.2时，fe(oh)3沉淀完全；ph4.7时，cu(oh)2开始沉淀；ph10时，mnco3沉淀完全解析：(2)由表中的数据可看出，分解的温度越低、压强越小、反应时间越短，所得溶液中cu2残存的越少，故实验条件应选c。当集气瓶收满氨气后，倒置漏斗有防倒吸作用，故观察到的现象为漏斗中液面忽上忽下。(3)由于cucl容易被氧化，故过滤、洗涤后，应真空干燥或隔绝空气干燥。(4)在“除杂”步骤中，加入氨水的目的是调节溶液的ph，当使得溶液中fe3沉淀完全且cu2不沉淀时，应控制溶液3.2ph4.7，过滤、洗涤、干燥后得到fe(oh)3；然后加入氨水，使得cu2转变成cu(nh3)42，继续加入氨水和nh4hco3，调节溶液的ph为10，溶液中mn2转变成mnco3，过滤、洗涤、干燥后得到mnco3。答案：(1)避免“除杂”步骤消耗更多的氨水和nh4hco3(2)c漏斗中的液面忽上忽下(3)so22cuo2cl=2cuclso真空干燥(或隔绝空气干燥)(4)边搅拌边滴加氨水至溶液ph为3.2，4.7)，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥得fe(oh)3；再向滤液中边搅拌边滴加氨水和碳酸氢铵混合溶液至ph10，有大量mnco3沉淀生成，将沉淀过滤、洗涤、干燥得mnco35(2018南京、盐城、连云港二模)溴化钙晶体(cabr22h2o)为白色固体，易溶于水，可用于制造灭火剂、制冷剂等。一种制备溴化钙晶体的工艺流程如下：(1)实验室模拟海水提溴的过程中，用苯萃取溶液中的溴，分离溴的苯溶液与水层的操作(装置如图所示)：使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，将活塞拧开，使下面的水层慢慢流下，待有机层和水层界面与活塞上口相切即关闭活塞，_。(2)“合成”主要反应的化学方程式为_。“合成”温度控制在70 以下，其原因是_，投料时控制n(br2)n(nh3)10.8，其目的是_。(3)“滤渣”的主要成分为_(填化学式)。(4)“滤液”呈强碱性，其中含有少量bro、bro，请补充从“滤液”中提取cabr22h2o的实验操作：加热驱除多余的氨，_。实验中须使用的试剂：氢溴酸、活性炭、乙醇；除常用仪器外须使用的仪器：砂芯漏斗，真空干燥箱 解析：(2)理论上投料时，应控制n(br2)n(nh3)32，当控制在10.8时(即32.4)，nh3过量，确保br2被充分还原。(3)“合成”步骤中，原料之一为cao，加入后能生成微溶于水的ca(oh)2，故滤渣的主要成分是ca(oh)2。(4)根据给定的试剂，应加入氢溴酸，调节溶液呈酸性，此时发生反应brobr2h=br2h2o、bro5br6h=3br23h2o，加入活性炭脱色(吸附生成的br2)，用砂芯漏斗过滤(将吸附br2的活性炭过滤掉)，所得滤液中主要含有cabr2，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶，再用砂芯漏斗过滤得到cabr22h2o，再用乙醇洗涤干净后，在真空干燥箱中干燥即可。答案：(1)打开玻璃塞，将上层液体从上口倒入另一烧杯中(2)3cao3br22nh3=3cabr2n23h2o温度过高，br2、nh3易挥发使nh3稍过量，确保br2被充分还原(3)ca(oh)2(4)用氢溴酸调节滤液呈酸性，加入活性炭脱色，用砂芯漏斗过滤，将滤液蒸发浓缩、冷却结晶，再用砂芯漏斗过滤，再用乙醇洗涤干净后，在真空干燥箱中干燥6(2018南京、盐城一模)pbcro4是一种黄色颜料，制备pbcro4的一种实验步骤如下：已知：cr(oh)3(两性氢氧化物)呈绿色且难溶于水。pb(no3)2、pb(ch3coo)2均易溶于水，pbcro4的ksp为2.81013，pb(oh)2开始沉淀时ph为7.2，完全沉淀时ph为8.7。六价铬在溶液中物种分布分数与ph关系如图所示。pbcro4可由沸腾的铬酸盐溶液与铅盐溶液作用制得，含pbcro4晶种时更易生成。(1)实验时需要配置100 ml3 moll1 crcl3溶液，现有量筒、玻璃棒、烧杯，还需要玻璃仪器是_。(2)“制nacro2(aq)”时，控制naoh溶液加入量的操作方法是_。(3)“氧化”时h2o2滴加速度不宜过快，其原因是_；“氧化”时发生反应的离子方程式为_。(4)“煮沸”的目的是_。(5)请设计用“冷却液”制备pbcro4的实验操作：_实验中须使用的试剂有：6 moll1的醋酸，0.5 moll1 pb(no3)2溶液，ph试纸。解析：(1)配制100 ml 3 moll1 crcl3溶液，需要的玻璃仪器是100 ml容量瓶和胶头滴管；(2)由于cr(oh)3(两性氢氧化物)是难溶于水的绿色沉淀，所以滴加naoh溶液时，要在不断搅拌下直到绿色沉淀恰好完全溶解，即得到nacro2溶液；(3)h2o2用于将nacro2氧化为na2cro4，但h2o2不稳定，易分解，所以滴加速率不宜过快；反应的离子方程式为2cro3h2o22oh=2cro4h2o; (4)“煮沸”的目的是为除去过量的h2o2；(5)“冷却液”的主要成分为na2cro4，要想制备pbcro4，根据已知信息由pb(no3)2提供pb2，但要控制溶液的ph不大于7.2，以防止生成pb(oh)2沉淀，由信息的图像可知，溶液的ph又不能小于6.5，因为ph小于6.5时cro的含量少，hcro的含量大，所以控制溶液的ph略小于7即可，结合信息，需要先生成少许的pbcro4沉淀，再大量生成。答案：(1)100 ml容量瓶和胶头滴管(2)不断搅拌下逐滴加入naoh溶液，至产生的绿色沉淀恰好溶解(3)减小h2o2自身分解损失2cro3h2o22oh=2cro4h2o(4)除去过量的h2o2(5)在不断搅拌下，向“冷却液”中加入6 moll1的醋酸至溶液ph略小于7，将溶液加热至沸，先加入一滴0.5 moll1 pb(no3)2溶液，搅拌片刻产生少量沉淀，然后继续滴加至有大量沉淀，静置，向上层清液中滴入pb(no3)2溶液，若无沉淀生成，停止滴加，静置、过滤、洗涤、干燥7(2018苏锡常镇一调)亚硝酸钠(nano2)是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。实验室以木炭、浓硝酸、na2o2为主要原料按照如图所示装置制备亚硝酸钠(加热装置及部分夹持装置已略去)，反应原理为2nona2o2=2nano2。回答下列问题：(1)a装置中反应的化学方程式为_。(2)b装置中铜的作用是_。(3)充分反应后，c装置中生成的固体除nano2外，还可能有杂质生成，应在b、c装置之间加一个装置，该装置所盛放试剂的名称是_。(4)检查装置气密性并装入药品后，以下实验操作步骤正确的顺序为_(填字母)。a打开弹簧夹，向装置中通入n2b点燃酒精灯c向三颈烧瓶中滴加浓硝酸d熄灭酒精灯e关闭分液漏斗旋塞f停止通入n2(5)d装置用于尾气处理，写出d中反应的离子方程式：_。(6)利用改进后的装置，将7.8 g na2o2完全转化成nano2，理论上至少需要木炭_ g。解析：(1)a装置中发生碳与浓硝酸的反应，反应的化学方程式为c4hno3(浓)co24no22h2o。(2)