0化母题精解精析：专题实验探究与评价0含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精（2007·广东卷）21。以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如下图所示。回答下列问题：（1）欲制备10。7gNH4Cl，理论上需NaCl

g。（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有

、烧杯、玻璃棒、酒精灯等.(3）“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为

.(4）不用其它试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是

。(5）若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是

.【答案】(1）11.7(2）蒸发皿(3）35℃(33～40℃均可）（4）加热法；取少量氯化铵产品于试管底部,加热，若试管底部无残留物,表明氯化铵产品纯净。（5）重结晶【解析】本题考查学生对质量守恒定律的理解及对实验室常用仪器用途的了解.由Cl－守恒，NaCl中Cl－来自NH4Cl，10.7gNH4Cl物质的量为=0.2mol；NaCl的质量为0.2mol×58。5g·mol－1=11。7g。蒸发主要用到蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯等。在一定水中析出NH4Cl最多，而溶解Na2SO4最多应选择35～40℃之间。检验NH4Cl中无Na2SO4的方法是加热，若试管中无残留物表明氯化铵产品纯净。若氯化铵中含有硫酸钠杂质必须进行重结晶.（2007·广东卷)23.已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5％以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L硝酸、2mol/LNaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下实验探究过程:(1）提出假设：假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有

元素；假设2:该混合金属粉末中除铝外还含有

元素；假设3:该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素；（2)设计实验方案基于假设3，设计出实验方案。(3)实验过程根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论①

②

③

④

【答案】(1）Cu;Fe（顺序可交换）(3）①

用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后,静置，弃去上层清液，剩余固体备用

样品部分溶解，并有气体放出②

往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后,静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用

固体部分溶解,并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁③

往试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液

溶液先变黄色，加KSCN后显血红色，结合②可知，一定含铁④

往②剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液

固体溶解,有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜.【解析】本题考查学生对元素化合物性质的掌握及实验室常用仪器的主要用途和使用方法的了解。要证明混合金属粉末中除铝外还有Fe、Cu。先加入过量NaOH除去铝，2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑，然后加入过量稀H2SO4除去NaOH溶液,溶液呈浅绿色,Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑，然后再滴加少量稀HNO3及KSCN溶液,若变红色说明一定含Fe。剩余固体中加入过量稀HNO3，有无色气体生成，在试管口又变成红棕色，在溶液中加入NaOH溶液，有蓝色沉淀生成，说明一定含铜。(2007·广东卷)26。羟基磷灰石［Ca5(PO4)3OH］是一种重要的生物无机材料。其常用的制备方法有两种:方法A：用浓氨水分别调Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4溶液的pH约为12；在剧烈搅拌下，将（NH4）2HPO4溶液缓慢滴入Ca（NO3)2溶液中。方法B：剧烈搅拌下，将H3PO4溶液缓慢滴加到Ca(OH）2悬浊液中。3种钙盐的溶解度随溶液pH的变化如下图所示（图中纵坐标是钙离子浓度的对数），回答下列问题：（1）完成方法A和方法B中制备Ca5(PO4)3OH的化学反应方程式：①5Ca(NO3)2+3(NH4）2HPO4+4NH3·H2O=Ca5（PO4）3OH↓+

+

②5Ca（OH）2+3H3PO4=

（2）与方法A相比,方法B的优点是

。（3）方法B中，如果H3PO4溶液滴加过快，制得的产物不纯，其原因是

.（4)图中所示3种钙盐在人体中最稳定的存在形式是

（填化学式）。（5）糖沾附在牙齿上，在酶的作用下产生酸性物质,易造成龋齿。结合化学平衡移动原理，分析其原因

。【答案】（1）①10NH4NO3

3H2O

②Ca5(PO4）3OH↓+9H2O（2）唯一副产物为水，工艺简单（3）反应液局部酸性过大，会有CaHPO4产生(4）Ca5(PO4)3OH（5）酸性物质使沉淀溶解平衡：Ca5(PO4）3OH（s）5Ca2+（aq)+3(aq）+OH－(aq)向右移动，导致Ca5（PO4)3OH溶解，造成龋齿（2007·广东卷）8.下列符合化学实验“绿色化”的有：①在萃取操作的演示实验中,将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水②在铜和浓硝酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝③将实验室的废酸液和废碱液中和后再排放A

①②

B

①③

C

②③

D

①②③【答案】D【解析】本题考查“绿色化学"知识。据“绿色化学"知识必须控制污染物产生，因为单质碘比单质溴更易溶于CCl4，铜与浓H2SO4反应中，通过调节铜丝的高度，可发生下列反应：2Cu+O22CuO，CuO+H2SO4===CuSO4+H2O。酸与碱中和生成中性的盐和水，故①②③均正确。（2007·上海卷）A题适合使用二期课改新教材的考生解答，B题适合使用一期课改教材的考生解答26.（A）实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气.(1）从下图中选择制取气体的合适装置：氮气

、氢气

(2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外,还有

、

（3)氨合成器出来经冷却的气体连续通人乙装置的水中吸收氨，

（“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：

。（4）用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：

，锥形瓶中还可观察到的现象是：

。（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式：

(6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH－、

、

离子。（B)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为:（1）铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于

上（用以下所给仪器的编号填入，下同），取用坩埚应使用

，灼烧后的坩埚应放在

上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a

蒸发皿

b

石棉网

c

泥三角

d

表面皿

e

坩埚钳

f

试管夹(2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾.灼烧后含有少量铜的可能原因是

a

灼烧过程中部分氧化铜被还原

b

灼烧不充分铜未被完全氧化c

氧化铜在加热过程中分解生成铜

d

该条件下铜无法被氧气氧化（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、

、冷却结晶、

、自然干燥（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：

、

（5）在测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行

次（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是

a

加热温度过高

b

胆矾晶体的颗粒较大c

加热后放在空气中冷却

d

胆矾晶体部分风化【解析】(A)本题考查氨的合成和氨催化氧化的实验题。制取氮气用氯化铵溶液与亚硝酸钠（NaNO2)溶液加热反应生成,故选a装置，制取氢气用锌与稀H2SO4反应不用加热，选b装置。甲装置的作用混合氮气、氢气,干燥气体，控制氮气和氢气的流速。从氨合成器中出来的气体主要是N2、H2，通入水中吸收氨气，因为N2、H2难溶于水，不会倒吸。氨的催化氧化是一个放热反应，铂丝保持红热，锥形瓶中发生下列反应：4NH3+5O24NO+6H2O，2NO+O2===2NO2有红棕色气体产生，3NO2+H2O===2HNO3+NO，HNO3+NH3===NH4NO3。【解析】(B)本题是一道由Cu制取CuSO4·H2O的实验题。灼烧除去铜中的大量有机物，瓷坩埚具体操作把坩埚放在泥三角上加热，用坩埚钳把坩埚转移到石棉网上冷却.灼烧后，含有少量铜，原因是灼烧不充分或灼烧过程中有部分CuO被还原成Cu，CuO不会分解生成Cu，故a、b正确。途径Ⅰ必须用浓H2SO4产生污染环境的SO2气体，并且消耗H2SO4的量多。测定结晶水中x值至少称量4次，分别是称量坩埚、称量坩埚与晶体、两次称量坩埚与粉末。加热温度过高CuSO4分解,减少的质量增加，测定晶体中水的量增加,x值偏高，b、c、d三个选项中测定晶体中水的量减小，x值偏低。（2007·上海卷）27。将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。（1）本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要

等原料（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：

（3)过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有

（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料.（4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有的方法是:

。（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：温度（℃）

0

20

60K2SO4溶解的量(g）7。411。118.260℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体

g(6)氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料,选择的依据是

a

熔点较低（29℃熔化）

b

能导电

c

能制冷

d

无毒（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：

.无CO32—.60℃K2SO4饱和溶液中溶质质量为:591g×=91g，溶剂水质量为500g，500g水在0℃溶解K2SO4的质量为:=37g，析出K2SO4晶体的质量为91g－37g=54g.用氯化钙结晶水合物作为无机储热材料是因为熔点低，无毒.本工艺流程体现绿色化学理论是原子利用率高，没有有害的物质排入到环境中。(2007·上海卷)7.离子检验的常用方法有三种：检验方法沉淀法显色法气体法含义反应中有沉淀产生或溶解反应中有颜色变化反应中有气体产生下列离子检验的方法不合理的是A

NH4+－气体法

B

I－－沉淀法

C

Fe3+－显色法

D

Ca2+－气体法【答案】D【解析】本题考查常见离子的检验方法。已知沉淀法、显色法、气体法的条件；A项中NH4+加碱生成氨气,B项中I－与Ag+生成AgI;C项Fe3+与SCN－生成Fe(SCN）3溶液显红色；D项中Ca2+与CO32-生成CaCO3沉淀，应是沉淀法，故D项错误。(2007·上海卷)17。可用下图装置制取（必要时可加热）、净化、收集的气体是A

铜和稀硝酸制一氧化氮

B

氯化钠与浓硫酸制氯化氢C

锌和稀硫酸制氢气

D

硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢【答案】D【解析】本题是一道气体的净化和收集的实验题。A选项错误,一氧化氮气体不能用排空气法收集，因为2NO+O2===2NO2。B选项正确,用本实验装置制取气体需要加热，且所得气体的密度比空气的密度大，能用排气法收集，并且能用浓H2SO4干燥。C项氢气密度比空气小，D项硫化氢气体不能用浓H2SO4干燥，C、D都不正确。（2007·江苏卷）18.酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、纺织等工业.乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O请根据要求回答下列问题：（1)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有

、

等。(2）若用上图所示装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低,其原因可能为

、

等.(3)此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成

、

等问题。（4）目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)

同一反应时间同一反应温度反应温度/℃转化率(%）选择性（%)＊反应时间/h转化率（%)选择性(％)＊4077。8100280。21006092.3100387.81008092.6100492.310012094。598。7693.0100＊选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水①根据表中数据,下列

（填字母）为该反应的最佳条件.A。120℃，4h

B。80℃,2h

C.60℃，4h

D.40℃，3h②当反应温度达到120℃时，反应选择性降低的原因可能为

_____。【答案】（1）增大乙醇的浓度

移去生成物(2）原料来不及反应就被蒸出

温度过高，发生了副反应

冷凝效果不好，部分产物挥发了(任填两种)(3)产生大量的酸性废液（或造成环境污染）

部分原料炭化

催化剂重复使用困难

催化效果不理想(任填两种)(4）①C

②乙醇脱水生成了乙醚【解析】本题为实验探究题，主要考查考生对影响化学反应速率的因素及影响化学平衡因素的掌握程度。（1)由于酯化反应为可逆反应，欲提高乙酸的转化率，应使化学平衡向正反应方向移动，故可采用增大乙醇的浓度或降低乙酸乙酯的浓度（如移去)，或移去H2O等措施.(2）乙酸乙酯产率低可从试剂和装置两个方面来考虑，试剂方面可能是反应物来不及反应就被蒸出或反应温度过高发生了副反应；从装置来看则可能是冷凝效果不好,部分产品挥发了等。(3)由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性，故可造成一方面产生酸性废气，同时使部分原料炭化,甚至会产生SO2等大气污染物,当然催化剂的重复使用也较困难，催化效率也不高等都是需要解决的问题。(4）由表中数据可以看出，温度升高转化率越高,但在120℃有副反应发生，反应时间越长，转化率越高；但温度高能耗高，时间长单位时间内产量低,综合考虑本题答案为C.（2007·广东卷）35。下列实验可行的是A。加入适量铜粉除去Cu（NO3）2溶液中的AgNO3杂质B.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体C。用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质D.用乙醇从碘水中萃取碘【答案】A【解析】本题主要考查考生简单实验的设计能力。CO2、HCl皆与NaOH反应，B不可行;可使蛋白质发生颜色反应的是浓HNO3而不是浓H2SO4,C不可行；选取的萃取剂必须满足两个条件：①与原溶剂不相互溶,②I2在该