2020高考总复习课件_化学（人教版）_培优训练_制备及性质、原理探究综合实验

1、培优训练11：制备及性质、原理探究综合实验1.亚硝酞氯(NOCl，熔点：64.5 ，沸点：5.5 )是一种黄色气体，遇水易水解。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如下图所示：为制备纯净干燥的气体，下表中缺少的药品是：装置装置烧瓶中分液漏斗中制备纯净Cl2MnO2_制备纯净NOCu_(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：装置连接顺序为a_(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。装置、除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是_。装置的作用是_。装置中吸收尾气时，NOCl发生

2、反应的化学方程式为_。(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酞氯和氯气，该反应的化学方程式为_。解析(1)实验室常用浓盐酸与MnO2加热来制备Cl2，并用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl；Cu与稀硝酸反应可以制备NO，但NO会与装置中的O2生成少量NO2，并可能混有少量挥发的硝酸，可用水把二者除去。(2) 在装置中NO与Cl2反应制备NOCl后，IX装置的作用是冷却并收集NOCl；为了防止尾气污染空气，装置中NaOH溶液的作用是吸收尾气；因为NOCl遇水易水解，所以在IX装置和装置之间连接装置，目的是防止水蒸气进入装置。故连接顺序为aef(或fe)c

3、bd。装置、除可进一步干燥NO、Cl2外还可以通过观察气泡进而调节气体的流速。NaOH 溶液吸收NOCl的化学方程式结合题意可由质量守恒写出。(3)可结合题意利用氧化还原反应的配平可得反应的化学方程式为：HNO3(浓)3HCl(浓)=NOClCl22H2O。答案(1)浓盐酸饱和食盐水稀硝酸水(2)ef(或fe)cbd通过观察气泡调节气体的流速防止水蒸气进入反应器NOCl2NaOH=NaClNaNO2H2O(3)HNO3(浓)3HCl(浓)=NOClCl22H2O2.(2018安徽安庆二模，26)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体，可由两种常见气体制取，其易分解、易水解，可用于医药、

4、氨化剂等。某科研小组利用以下装置制备氨基甲酸铵。回答下列问题：(1)写出a中的固体药品的名称_，制取氨气的原理为_(结合化学方程式并用简要的文字加以说明)。(2)恒压滴液漏斗的作用是_。(3)有同学建议CO2发生装置直接改用如下装置代替，你认为他的改进有何优点(试述一种)：_。(4)反应器C中发生反应的化学方程式为_。(5)双通玻璃管的作用是_；b中溶液的作用是_。(6)上述制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。设计方案，进行成分探究，请填写表中空格。限选试剂：蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、稀盐酸。实验步骤预期现象和结论步骤1：取少量固体

5、样品于试管中，加入蒸馏水至固体溶解。得到无色溶液步骤2：向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置。溶液不变浑浊，则证明固体中不含有_。步骤3：取步骤2的上层清液于试管中加入少量的_。溶液变浑浊，则证明固体中含有_。解析由题意结合实验装置可得，三颈烧瓶中产生氨气，锥形瓶中产生CO2，经除杂、干燥后的氨气和CO2在反应器C中反应生成氨基甲酸铵。(1)恒压滴液漏斗中盛有浓氨水，是利用NH3H2O受热分解产生氨气，所以a中的固体药品可以是生石灰或氢氧化钠固体、碱石灰等。(2)a中产生气体，使压强增大，使用恒压滴液漏斗可以平衡漏斗与三颈烧瓶中的压强，使漏斗内液体顺利滴下。(4)氨气和CO2在反应器C中反应

6、生成氨基甲酸铵，化学方程式为2NH3CO2=H2NCOONH4。(5)双通玻璃管的作用是防止倒吸；锥形瓶中用稀盐酸与碳酸钙制取二氧化碳，二氧化碳中会有氯化氢气体，所以b的作用是吸收氯化氢气体。(6)碳酸铵能与BaCl2溶液反应生成BaCO3沉淀，碳酸氢铵与BaCl2溶液不反应，所以步骤2中溶液不变浑浊，则证明固体中不含(NH4)2CO3；碳酸氢铵能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，所以步骤3中加入的试剂可以是Ba(OH)2溶液，溶液变浑浊，则证明固体中含有NH4HCO3。答案(1)生石灰(氢氧化钠、碱石灰均可)CaONH3H2O=Ca(OH)2NH3，CaO与水反应放热促进氨气生成(

7、答案合理即可)(2)平衡压强，使漏斗内液体顺利滴下(3)装置简单，无需干燥；低温环境，提高产率(答其中一点即可)(4)2NH3CO2=H2NCOONH4(5)防止倒吸吸收氯化氢气体(6)(NH4)2CO3Ba(OH)2溶液NH4HCO33.为了更深刻地认识卤素的性质，某化学小组对卤素及其化合物的制备和性质进行如下实验探究，根据实验回答问题。实验一氯气的制取(1)该小组拟用如图实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并完成与金属铁的反应(夹持仪器略去，下同)。每个虚线框表示一个单元装置，请用文字描述将下列装置的错误之处改正_。实验二探究氯化亚铁与氧气反应的产物已知氯化亚铁的熔点为674 ，沸点为1 02

8、3 ；三氯化铁在100 左右时升华，极易水解。在500 条件下氯化亚铁与氧气可能发生反应：12FeCl23O22Fe2O38FeCl3、4FeCl23O22Fe2O34Cl2，该化学小组选用下图部分装置(装置可以重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应产物的探究。(2)实验装置的合理连接顺序为：A_E。(3)假设加热装置中的氯化亚铁完全反应，则反应后剩余固体的化学式是_。请设计实验方案验证你的假设_。(4)简述将F中的固体配成溶液的操作方法_。实验三卤素化合物之间反应实验条件控制探究(5)在不同实验条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。下面是该小组设计的一组实验数据记录表(实验控制在室温下进行

9、)。试管标号12340.20 molL1KI溶液/mL1.01.01.01.0KClO3(s)/g0.100.100.100.106.0 molL1 H2SO4溶液/mL03.06.09.0蒸馏水/mL9.06.03.00实验现象该组实验的目的是_。2号试管反应完全后，取少量2号试管中的溶液滴加淀粉溶液后显蓝色，假设还原产物只有KCl，写出反应的离子方程式_。解析(1)浓盐酸具挥发性，制得的氯气中含有HCl、水蒸气。除去HCl用饱和食盐水，故中试剂换为饱和氯化钠溶液；的作用是除去水蒸气，故中导管改为长进短出；中氯气和金属铁发生反应；中试管口应加一出气导管。(2)A为O2的发生装置，制得的氧气中

10、含有水蒸气，由于三氯化铁极易水解，因此需要对制得的氧气进行干燥，可通过盛有碱石灰的装置D；氯化亚铁与氧气反应的产物为Fe2O3、FeCl3、Cl2，通过装置F冷却可以收集到FeCl3，则氯化亚铁与氧气反应的装置应选用装置B而不选装置C；装置E用于吸收Cl2，防止污染空气，故在装置E之前应再将连接装置D，以防止装置F中的FeCl3水解。(4)F中的固体为FeCl3，配制FeCl3溶液，要抑制FeCl3的水解，实验操作为：取F中固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释。(5)4组实验只有硫酸的浓度不同，因此实验的目的是探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响。滴加淀粉溶液后显蓝色，说明有I2生成，由II2

11、，失e；由ClOCl，得6e，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平离子方程式为：ClO6I6H=Cl3I23H2O。答案(1)中试剂换为饱和氯化钠溶液；中导管改为长进短出；中试管口加一出气导管(合理即可)(2)DBFD(3)Fe2O3取样少许加入稀盐酸使其完全溶解，再加入几滴KSCN溶液，呈现红色(4)先把F中的固体溶解于浓盐酸中，然后加水稀释到所需的浓度(5)探究其他条件相同时，酸度对反应产物的影响ClO6I6H=Cl3I23H2O4.(2018陕西师大附中第五次月考，16)某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件。供选试剂：30%H2O2溶液、0.1 m

12、ol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体(1)小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如下操作现象甲向I的锥形瓶中加入_，向I的_中加入30%H2O2溶液，连接I、，打开活塞I中产生无色气体并伴随大量白雾；中有气泡冒出，溶液迅速变蓝乙向中加入KMnO4固体，连接、，点燃酒精灯中有气泡冒出，溶液不变蓝丙向中加入KMnO4固体，中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接、，点燃酒精灯中有气泡冒出，溶液变蓝(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是_。(3)对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是_。为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是_。 (4

13、)由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝。学生将I中产生的气体直接通入下列_(填字母)溶液，证明了白雾中含有H2O2。A.酸性 KMnO4 B.FeC12C.Na2S D.品红(5)资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KIO22H2O=2I24KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应，3I26OH=5IIO3H2O造成的。请设计实验证明他们的猜想是否正确：_。解析(1)甲实验：根据装置不需要加热制取氧气可知利用的是双氧水的分解，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，向的锥形瓶

14、中加入MnO2固体，向的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接、，打开活塞，中产生无色气体并伴随大量白雾；中有气泡冒出，溶液迅速变蓝说明生成碘单质；(2)碘离子具有还原性，在酸性条件下能够被氧气氧化成碘单质，据此写出反应的离子方程式为：O24I4H=2I22H2O；(3)向中加入KMnO4固体，连接、，点燃酒精灯，中有气泡冒出，溶液不变蓝，向中加入KMnO4固体，中加入适量0.1 mol/L H2SO4溶液，连接、，点燃酒精灯，中有气泡冒出，溶液变蓝，对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是：酸性环境；为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是：使用不同浓度的稀硫酸

15、作对比实验；(4)A.KMnO4，高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，而氧气不与高锰酸钾溶液反应，如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水，故A正确；B.FeCl2，氧气和H2O2都能够氧化亚铁离子，无法证明混合气体中含有双氧水，故B错误；C.Na2S，H2O2和氧气都能够氧化硫化钠，无法用硫化钠检验混合气体中是否含有双氧水，故C错误；D.品红遇过氧化氢会被氧化红色褪去，证明混合气体中含有双氧水，故D正确；(5)KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KIO22H2O=2I24KOH。该小组同学取20 mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变

16、蓝，他们猜想可能是发生了反应离子方程式为：3I26OH=5IIO3H2O，设计实验证明他们的猜想是否正确，方案为：在上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误。答案(1) MnO2固体分液漏斗(2) O24I4H=2I22H2O(3)酸性环境使用不同浓度的稀硫酸作对比实验(4)AD(5)在上述未变蓝的溶液中滴入0.1 mol/L H2SO4溶液，观察现象，若溶液变蓝，则猜想正确，否则错误5.(2019湖北武汉调研，26)某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。实验：将Fe3转化为Fe2(1)Fe3与Cu粉发生反应的离子方程式为_。(2)

17、探究白色沉淀产生的原因，请填写实验方案：实验方案现象结论步骤1：取4 mL_molL1 CuSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 molL1 KSCN溶液产生白色沉淀CuSO4溶液与KSCN溶液反应产生了白色沉淀步骤2：取_无明显现象查阅资料：已知：SCN的化学性质与I相似；2Cu24I=2CuII2。Cu2与SCN反应的离子方程式为_。实验：将Fe2转化为Fe3实验方案现象向3 mL 0.1 molL1 FeSO4溶液中加入3 mol 0.5 molL1稀硝酸溶液变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色探究上述现象出现的原因：查阅资料：Fe2NOFe(NO)2(棕色)(3)用离子方程式解

18、释NO产生的原因_。(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析：反应：Fe2与HNO3反应；反应：Fe2与NO反应依据实验现象，可推知反应的速率比反应的_(填“快”或“慢”)。反应是一个不可逆反应，设计实验方案加以证明：_。请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因：_。解析(1)Fe3与Cu反应的离子方程式为2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(2)由反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可知得到的溶液中Fe2为0.2 molL1，Cu2为0.1 molL1，分别取相同浓度的硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液，滴入KSCN溶液进行对照实验；由题目信息可知，Cu2与SCN反应生成CuSCN沉

19、淀，同时生成(SCN)2，反应的离子方程式为2Cu24SCN=2CuSCN(SCN)2。(3)Fe2具有还原性，酸性条件下NO具有强氧化性，反应生成Fe3、NO与水，反应的离子方程式为3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(4)溶液先变为棕色，放置一段时间后，棕色消失，溶液变为黄色，反应速率快的反应现象最先表现，反应的速率比反应的慢。答案(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2(2)0.10.2 molL1FeSO4溶液，向其中滴加3滴0.1 molL1 KSCN溶液2Cu24SCN=2CuSCN(SCN)2(3)3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O(4)慢取少量反应的溶液于试管中，向其中加入几

20、滴K3Fe(CN)6溶液，溶液无明显变化，说明反应是一个不可逆反应Fe2被硝酸氧化为Fe3，溶液中Fe2浓度降低，导致平衡Fe2NOFe(NO)2逆向移动，最终Fe(NO)2完全转化为Fe3，溶液由棕色变为黄色6.某小组同学设计如下实验，研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。【实验】试剂：酸化的0.5 molL1 FeSO4溶液(pH0.2)，5% H2O2溶液(pH5)操作现象取2 mL上述FeSO4溶液于试管中，加入5滴5% H2O2溶液溶液立即变为棕黄色，稍后，产生气泡。测得反应后溶液pH0.9向反应后的溶液中加入KSCN溶液溶液变红(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式

21、是_。(2)产生气泡的原因是_。【实验】试剂：未酸化的0.5 molL1 FeSO4溶液(pH3)，5% H2O2溶液(pH5)操作现象取2 mL 5% H2O2溶液于试管中，加入5滴上述FeSO4溶液溶液立即变为棕黄色，产生大量气泡，并放热，反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH1.4(3)将上述混合物分离，得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净，加4 molL1盐酸，沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3，经检验还含有SO。检验棕黄色沉淀中SO的方法是_。(4)生成红褐色胶体的原因可能是_(写一条即可)。(5)将FeSO4溶液加入H2O2溶液后，产生红褐色胶体，反应的离子方程式是_。【实验】若用FeCl2溶液替代FeSO4溶液，其余操作与实验相同，除了产生与相同的现象