2026年高考化学第一轮专题复习：第59讲 化学实验方案的设计【附答案】

/第59讲化学实验方案的设计非选择题1[2024连云港一调]实验室利用含钴废催化剂制备CoCl2·2H2O，并利用其制备[Co(NH3)6]Cl3。已知：Fe(OH)3完全沉淀的pH为2.7，Al(OH)3完全沉淀的pH为4.2，Co(OH)2开始沉淀的pH为6.5，CoCl2的溶解度曲线如图所示。补充完整以含钴废催化剂(主要成分为CoO，少量Fe2O3和Al2O3)为原料制备CoCl2·2H2O的实验方案：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，洗涤2～3次，低温干燥，得到产品CoCl2·2H2O。(实验中须使用的仪器和试剂：pH计、1mol/LHCl溶液、CoCO3固体)2[2024南京、盐城期末调研]制取Mn3O4。固定其他条件不变，反应物物质的量浓度比值、温度、空气流量对MnSO4溶液制取Mn3O4纯度的影响如图甲、乙、丙所示。甲乙丙补充完整制取纯净Mn3O4的实验方案：取50mL0.7mol/L的MnSO4溶液，_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，控制搅拌速率500r/min反应8h，____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，110℃干燥2h，得到纯净的Mn3O4(须使用的试剂：1.4mol/LNaOH溶液、1.0mol/LBaCl2溶液)。3[2024宿迁调研]燃煤烟气中含有大量SO2和NO。某实验室模拟“软锰矿浆同步脱硫脱硝技术”并制备MnSO4·H2O，部分流程如下。“滤液Ⅲ”可制得MnSO4·H2O。已知：①在烟气吸收过程中，除生成MnSO4外，还容易产生连二硫酸锰(MnS2O6)，当温度超过35℃，MnS2O6会快速分解为MnSO4和SO2。②部分锰盐在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图。请设计由“滤液Ⅲ”获得MnSO4·H2O的实验方案：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(须使用的试剂：0.1mol/LNaOH溶液，无水乙醇)4[2025镇江期中]AlCl3·6H2O易溶于水、乙醇和乙醚。实验室用铝箔制备AlCl3·6H2O部分流程如图1所示。明矾在水中的溶解度如图2所示。请补充完整用未经洗涤的胶状固体制备明矾晶体的实验方案：向漏斗中的胶状固体加入_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，过滤、洗涤，干燥，获得明矾晶体[实验中须使用的试剂：蒸馏水、Ba(OH)2溶液、H2SO4、K2SO4溶液]。图1图25[2024苏南八校大联考]CeO2的制备：以CeCl3为原料也可制取CeO2，根据所给信息，补充完整实验方案：将一定量的CeCl3溶于10mL去离子水中，___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，得CeO2固体(Ce—140)。已知：Ce(OH)4呈黄色，受热分解时失重率随温度的变化如图。实验中须使用的仪器和试剂：10%氨水、O2、1mol/LHNO3、1mol/LAgNO3溶液、马弗炉(可用于固体的高温加热)。6[2024苏锡常镇二调]已知：水溶液中各含磷微粒的分布如图甲所示，Na3PO4和NaCl的溶解度曲线如图乙所示；常温下BaSO4、BaHPO4的溶度积常数依次为1.1×10-10和3.2×10-7。恒温转化后的母液中主要含Na2HPO4和Na2SO4。请补充完整由恒温转化后的母液制备Na3PO4晶体的实验方案：用比浊法测定母液中SOeq\o\al(2-,4)的浓度后，在搅拌下向一定体积的母液中_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，过滤、用无水乙醇洗涤，干燥。甲乙7[2024南通、泰州、扬州等八市三调]已知：①Na2TeO3＋H2O2=Na2TeO4↓＋H2O；②3Na2SO3＋Na2TeO4＋H2SO4=Te＋4Na2SO4＋H2O。补充完整利用碱浸后含Na2TeO3和Na2PbO2的滤液制备高纯碲的实验方案：取碱浸后的滤液，___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，将所得固体烘干。(必须使用的试剂：10%H2O2溶液，2mol/LH2SO4溶液，1mol/LNa2SO3溶液，去离子水，0.1mol/LBaCl2溶液)8[2024南京二模]已知：①Ksp[Cu(OH)2]＝1×10-20；②Cu2+＋4NH3=[Cu(NH3)4]2+K＝2×1013；③沉淀速率过快时，Cu(OH)2絮状沉淀易裹挟杂质。以CuSO4·5H2O固体为原料，补充完整制备纯净Cu(OH)2的实验方案：取一定质量的CuSO4·5H2O固体分批加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解，_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，低温烘干。(须使用的试剂：浓氨水、1mol/LNaOH溶液、0.1mol/LBaCl2溶液、蒸馏水)9[南通三模]工业钢渣[主要含Ca(OH)2、CaCO3，还含有aCaO·bAl2O3·cSiO2、xFe2O3·ySiO2、mMgO·nSiO2等]可用于处理含NOx的烟气。研究发现，pH＝5.0的钢渣浆液中加入3%的H2O2溶液，烟气中NOx的脱除率明显增大。验证的实验方法是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(NOx的脱除率可由仪器直接测定)第59讲化学实验方案的设计1在搅拌下向一定量1mol/LHCl中分批加入含钴废催化剂，至固体不再溶解，然后再向其中分批加入少量CoCO3固体，用pH计测量溶液pH，当其pH介于4.2～6.5后，过滤，所得滤液蒸发浓缩、控制温度在50～90℃之间结晶，过滤2边搅拌边向其中加入50mL1.4mol/LNaOH溶液，并保持75℃水浴加热，同时以17L/min的流量向溶液中通入空气静置过滤，用水洗涤，至取最后一次洗涤滤液，向其中滴加1.0mol/LBaCl2溶液，无沉淀生成3将滤液Ⅲ蒸发结晶(或蒸发浓缩至有大量晶体析出)，同时将产生的SO2气体用0.1mol/LNaOH溶液吸收，高于50℃过滤，用少量无水乙醇洗涤沉淀2～3次，低温干燥得MnSO4·H2O4用蒸馏水洗涤沉淀直至取最后一次洗涤后滤液少许，滴入Ba(OH)2溶液无沉淀产生；向沉淀中加入硫酸溶液至固体全部溶解，加入等物质的量的K2SO4溶液，(水浴80℃)蒸发浓缩、冷却至室温结晶解析：明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，制备明矾时，所需K＋的数目与Al3+一致，故加入的K2SO4与Al2(SO4)3的物质的量相同。明矾的溶解度随温度升高，变化幅度较大，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶法制备。图中80℃时明矾的溶解度为71.0g，与室温时明矾的溶解度有较大差异，故蒸发浓缩的温度可以控制在80℃。5边搅拌边向所得溶液中加入10%氨水，至不再产生沉淀，向浊液中边搅拌边通入O2至沉淀完全变为黄色，洗涤滤渣，向洗涤滤液中加入1mol/LHNO3酸化后再加入1mol/LAgNO3溶液不再产生沉淀后，将滤渣放入马弗炉中，控制温度为450℃焙烧至固体质量不再减少6加入计算量的BaCl2溶液；过滤，向滤液中逐滴加入NaOH溶液调节至溶液pH为14；加热浓缩至溶液表面出现晶膜，降温结晶7向其中加入足量10%H2O2溶液，充分反应后过滤，将滤渣与1mol/LNa2SO3溶液配成悬浊液，向悬