新课标2019版高考化学一轮复习第十单元化学实验基础考点规范练30物质的制备实验方案的设计与评价

1、考点规范练30物质的制备、实验方案的设计与评价(时间:45分钟满分:100分)非选择题(共6小题,共100分)1.(16分)工业上,向500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A中反应的化学方程式为,装置B中加入的试剂是。(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取,尾气的成分是。若仍用D装置进行尾气处理,存在的问题是、。(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是,欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先,再。2.(16分)硫

2、酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO4是分析化学中的重要试剂,某学习小组探究其分解产物。(1)甲组同学按照图()所示的装置进行实验,关闭止水夹,加热A中的硫酸亚铁铵固体至分解完全,检验其分解产物。()()装置B仪器名称是,所盛试剂是。装置C中可观察到的现象是,由此可知硫酸亚铁铵分解的产物中有。(2)乙组同学选用甲组实验中的装置A和图()所示的装置,进行实验验证硫酸亚铁铵分解的产物中还有SO2和SO3。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序(用装置字母表示)为A、。取适量固体于A中,通入N2一段时间后,关闭止水夹,再点燃酒精灯,通入N2的目的是。装置H中有白色沉淀,则证明分解产物中有;能证明分解

3、产物中有SO2的实验现象是。(3)丙组同学将一定量的硫酸亚铁铵在500 时隔绝空气加热一段时间后,检验其固体产物,设计实验证明:此固体产物不含二价铁:。此固体产物只含Fe2O3:。3.(2017河南郑州模拟)(16分)某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。请按有关要求填空。(1)根据上述实验装置,为制备干燥NH3可选用的发生、净化装置为接,其中发生装置中可以选用药品为(填序号)。a.碱石灰和浓氨水b.无水CaCl2和浓氨水c.碱石灰和氯化铵d.生石灰和氯化铵(2)根据上述实验装置,为制备纯净、干燥的Cl2可选用的发生、净化装置为接E、E(

4、用两个相同的装置),而第一个E装置内的药品是。(3)利用装置F可探究Cl2与 NH3的反应。实验时打开开关1、3,关闭2,先向烧瓶中通入,然后关闭1、3,打开2,向烧瓶中慢慢通入一定量的另一种气体。一段时间后烧瓶内出现的现象为。其中装置F烧杯中发生反应的离子方程式为。请设计一个实验方案(答出操作过程、实验现象)鉴定生成固体中的阳离子。已知Cl2与NH3可发生反应:3Cl2+2NH3N2+6HCl。(4)若制取的Cl2与CH4在装置F(光照)中发生反应,其有机产物有(填化学式)。4.(18分)纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比混合,过氧化氢水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。实验室常用过

5、氧化氢制取氧气,工业上过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组的同学围绕过氧化氢开展了调查研究与实验,请你参与其中一起完成下列学习任务:(1)写出过氧化氢的电子式:。(2)实验室中用过氧化氢制取氧气的化学方程式为,当生成标准状况下2.24 L O2时,转移电子为 mol。(3)该兴趣小组的同学查阅资料后发现H2O2为二元弱酸,其酸性比碳酸弱。请写出H2O2在其水溶液中的电离方程式:。(4)同学们用0.100 0 molL-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2+8H2O+5O2。在该反应中,H2O2被(填

6、“氧化”或“还原”);滴定到达终点的现象是;用移液管吸取25.00 mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的KMnO4标准溶液体积如下表所示:第一次第二次第三次第四次V(KMnO4溶液)/mL17.1018.1018.0017.90则试样中过氧化氢的浓度为 molL-1;若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则滴定结果(填“偏低”“偏高”或“不变”)。(5)同学们发现向滴加了酚酞溶液的NaOH溶液中加入H2O2后,溶液中红色消失。关于褪色原因:甲同学认为H2O2是二元弱酸,消耗了OH-使红色消失;乙同学认为H2O2具有漂白性使溶液褪色。请设计一个简单的实验方案来判断甲、乙两位同学的说法是否正

7、确:。5.(16分)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:氧化性:IFe3+I2;还原性:S2I-;KI+I2KI3。(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量某加碘盐(可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe2+、Fe3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将所得溶液分为4份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色;第二份试液中加足量KI固体,溶液显淡黄色,用CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。向第四份试液中加K3Fe(CN)6溶液,根据是否得到具有特征蓝色的

8、沉淀,可检验是否含有(用离子符号表示)。第二份试液中加入足量KI固体后,反应的离子方程式为:、。(2)以KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式:。将I2溶于KI溶液,在低温条件下,可制得KI3H2O,该物质不适合作为食盐加碘剂,其理由是。(3)某同学为探究温度和反应物浓度对反应2I+5S+2H+I2+5S+H2O的速率的影响,设计实验如下表所示:0.01 molL-1 KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01 molL-1Na2SO3溶液的体积/mLH2O的实验溶液出现蓝色时所需时间/s实验15V13525t1实

9、验2554025t2实验355V20t3表中数据:t1(填“”“”或“=”)t2;若通过实验2、3探究温度对反应速率的影响,则表中V2= 。6.(2017山西忻州模拟)(18分)实验室用甲酸和浓硫酸反应制备CO,用于还原氧化铜,实验装置图和实验步骤如下:按上图连接好装置,检查装置气密性。点燃处酒精灯,缓慢滴入甲酸。在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯。反应结束后熄灭酒精灯,待产物冷却至室温后,收集产物。请回答下列问题:.(1)甲酸在浓硫酸存在条件下加热能分解生成CO和H2O,体现浓硫酸具有。A.氧化性B.脱水性C.吸水性(2)NaOH溶液的作用是。实验步骤某项操作是指;(3)若干燥管中的固体颗

10、粒堵塞干燥管的出口,则装置中出现的现象为;(4)该实验能证明HCOOH受热分解产物中有CO的现象为;(5)实验步骤中酒精灯、的熄灭顺序为。.学习小组查阅资料知:Cu的颜色为红色或紫红色,而Cu2O的颜色为红色或砖红色。4CuO2Cu2O+O2Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O因此,该学习小组的同学对CO充分还原CuO后所得红色固体中是否含有Cu2O进行了认真的研究,设计了如下探究方案:取该红色固体溶于足量稀硫酸中,观察溶液颜色的变化。(6)请你评价该方案的合理性,并简述理由:方案(填“合理”或“不合理”),理由:。参考答案考点规范练30物质的制备、实验方案的设计与评价1.答案 (1)MnO2

11、+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O浓硫酸(2)HClHCl、H2易发生倒吸没有处理H2(3)KSCN溶液通入氯化氢(赶尽装置中的空气)点燃C处的酒精灯解析 (1)由题干信息知,制备无水FeCl3,需要先制备Cl2,实验室中用MnO2与浓盐酸加热反应获得Cl2,制备的Cl2中会混有水蒸气,故需要用浓硫酸吸收水蒸气。(2)制备无水FeCl2,需要先制备干燥的HCl,HCl与铁屑反应生成FeCl2和H2,尾气中含有H2和过量的HCl。D中的导管直接插入液面以下,会因HCl气体被吸收而产生倒吸,同时H2不能被溶液吸收,没有处理H2。(3)Fe3+遇KSCN溶液显红色,可用KSCN溶液鉴别Fe

12、3+。欲制得纯净的FeCl2,需先点燃A处的酒精灯,使生成的HCl充满整个装置,将空气除尽后,再点燃C处的酒精灯,使Fe与HCl反应。如不按此操作,则可能会混有铁的氧化物杂质,制备的FeCl2将不纯。2.答案 (1)球形干燥管碱石灰(其他合理答案均可)溶液由无色变为红色NH3(2)D、H、E、G、F赶走装置中的空气,防止对SO2验证产生干扰SO3E中无明显现象,G中出现白色沉淀(3)取固体样品少许,加入稀硫酸溶解,加入酸性KMnO4溶液,不褪色或加入K3Fe(CN)6溶液,不产生蓝色沉淀精确称量充分加热前后固体的质量,经过计算即可判定残留固体的成分是否全部为Fe2O3解析 (1)装置B仪器的名

13、称为球形干燥管,所盛试剂为碱石灰,用于吸收硫酸亚铁铵分解生成的酸性气体和H2O(g)。装置C中盛有酚酞溶液,用于定性检验碱性气体(NH3),酚酞溶液由无色变成红色。(2)装置A用于分解硫酸亚铁铵固体,分析装置DH发现,D装置进气管与出气管等长,显然为安全瓶,紧接在A装置后面,防止液体倒吸;装置H用于检验SO3,溶液中产生白色沉淀(BaSO4);装置E用于检验SO3是否被装置H完全吸收;装置G用于检验SO2,溶液中产生白色沉淀(BaSO4);装置F用于吸收SO2尾气,防止污染环境,故仪器的连接顺序为A、D、H、E、G、F。装置H中盛有足量HCl和BaCl2混合溶液,产生白色沉淀(BaSO4),证

14、明分解产物中有SO3;E中无明显现象,且G中产生白色沉淀(BaSO4),证明分解产物中有SO2。(3)要证明固体产物中不含Fe2+,可取少量固体样品,加入稀硫酸溶解,再滴加酸性KMnO4溶液,溶液不褪色;或加入K3Fe(CN)6溶液,不产生蓝色沉淀,都可说明固体产物中不含有Fe2+。可采用定量分析的方法证明固体产物只含Fe2O3,精确称取一定质量的样品,充分加热分解后,再称量剩余固体的质量,经过计算可判断残留固体的成分是否全部为Fe2O3。3.答案 (1)CDa(2)A饱和食盐水(3)氯气气体的黄绿色逐渐变浅甚至消失,有白烟产生Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O取少量固体于试管中,加入适

15、量NaOH溶液并加热,在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明固体中有N(4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4解析 (1)根据氨气的制备原理,可利用碱性物质与浓氨水反应,故采用装置C制备,干燥氨气可用碱石灰或生石灰在干燥管(装置D)中干燥;(2)实验室利用MnO2与浓盐酸反应制取的氯气中含有HCl和水蒸气,要得到干燥、纯净的Cl2,可用饱和食盐水除HCl,再用浓硫酸干燥Cl2,采用的制备装置是A;(3)应先向烧瓶中通Cl2,再通NH3,因为Cl2的密度大且有颜色,便于观察是否充满;一开始若通NH3,由于弹簧夹3打开,容易形成喷泉;通入NH3后,NH

16、3与Cl2反应,烧瓶中气体颜色变浅甚至消失,生成的HCl与NH3反应生成NH4Cl,有白烟生成;其中装置F的烧杯中盛有NaOH溶液,可吸收多余的Cl2,防止污染环境,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;检验N利用铵盐和碱共热条件下反应生成氨气,通过检验氨气确定固体中含有N;(4)烧瓶F中发生如下反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl,其有机产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4。4.答案 (1)H(2)2H2O22H2O+O20.2(3)H2

17、O2H+H、HH+(4)氧化锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且半分钟内溶液不褪色0.180 0偏高(5)向褪色后的溶液中加入NaOH溶液,若变红,甲的说法正确;若不变红,乙的说法正确解析 (1)H2O2的结构式为HOOH,其电子式为H。(2)H2O2不稳定,在MnO2催化作用下分解生成H2O和O2,化学方程式为2H2O22H2O+O2,氧元素发生歧化反应,由-1价变成-2价和0价,生成1 mol O2时转移2 mol电子,故生成标准状况下2.24 L O2(即0.1 mol)时,转移0.2 mol电子。(3)H2O2为二元弱酸,其酸性比H2CO3弱,在水溶液中分步电离,以第一步电离为主,

18、电离方程式为H2O2H+H、HH+。(4)反应2Mn+5H2O2+6H+2Mn2+8H2O+5O2中,Mn被还原为Mn2+,H2O2则被氧化为O2。到达滴定终点时,H2O2被完全氧化,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色。第一次消耗标准KMnO4溶液的体积为17.10 mL,与其他三次相比存在明显误差,应舍去,利用后三次实验数据计算:消耗标准KMnO4溶液的平均体积为=18.00 mL,则有n(H2O2)=n(KMnO4)=0.100 0 molL-118.0010-3 L=4.510-3 mol,故试样中H2O2的浓度为=0.180 0 molL-1。滴定前尖嘴中有气泡,滴定后消失,则测得

19、的标准KMnO4溶液的体积偏大,导致测定试样中H2O2的浓度偏高。(5)甲同学认为H2O2是二元弱酸,消耗了OH-使红色消失,可向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液,若溶液重新变成红色,说明甲同学的说法正确;若溶液不变色,说明乙同学的说法正确。5.答案 (1)Fe2+I+5I-+6H+3I2+3H2O2Fe3+2I-2Fe2+I2(2)4KI+O2+2H2O4KOH+2I2KI3在受热条件下产生I2和KI,KI易被氧气氧化,碘易升华(3)40解析 (1)Fe2+与K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色沉淀,则根据是否得到具有特征蓝色的沉淀,可检验是否含有Fe2+。KIO3、Fe3+具有氧化性,与KI发生氧化还原反应,离子方程式分别为I+5I-+6H+3I2+3H2O、2Fe3+2I-2Fe2+I2。(2)潮湿环境下KI与氧气反应生成碘单质、KOH,发生反应的化学方程式为4KI+O2+2H2O4KOH+2I2,因K