2020版高考化学（课标Ⅲ）一轮课件：专题二十二 实验方案的设计与评价 .pptx

专题二十二 实验方案的设计与评价,高考化学 (课标),A组 课标卷区题组,五年高考,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2019课标,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( ),答案 A 本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识,通过物质制备的原理,考查了化学实验 与探究能力;依据探究目的设计实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高 浓度的HClO溶液,错误;B项,MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率,正确;C项,乙酸和Na2CO3 溶液可以反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较低,溶液分层,正确;D项,根据强酸制 弱酸原理可知正确。,知识拓展 制取高浓度次氯酸的方法是:往氯水中加入CaCO3粉末。因为氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,CaCO3与HCl反应而不能与HClO反应。,2.(2011课标,28,15分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下 装置制备氢化钙。,请回答下列问题: (1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母 编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗 活塞; (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。,A.加热反应一段时间 B.收集气体并检验其纯度 C.关闭分液漏斗活塞 D.停止加热,充分冷却 (3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红 色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。 写出CaH2与水反应的化学方程式 ; 该同学的判断不准确,原因是 。 (4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象 。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是 。,答案 (15分)(1)ie,fd,cj,k(或k,j)a (2)BADC (3)CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2 金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥 管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色 (5)氢化钙是固体,携带方便,解析 该题考查化学实验中仪器的选择、连接,实验步骤的设计等知识点。 (1)制备的H2中含杂质HCl和H2O,应先除去HCl再除去H2O,根据这一过程可选择仪器并连接。 (2)加入药品后打开活塞H2验纯加热停止加热关闭活塞。 (3)由现象可判断出生成物有H2和Ca(OH)2,从而写出化学方程式。 (4)根据Ca和CaH2分别与O2反应的产物不同来设计实验。,3.(2012课标,28,14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:,按下列合成步骤回答问题: (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有 白色烟雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 ; (2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯: 向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑; 滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ; 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 ; (3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作 中必需的是 (填入正确选项前的字母); A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取 (4)在该实验中,a的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。 A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL,答案 (14分)(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B,解析 (1)白色烟雾是由苯与Br2发生取代反应生成的HBr结合空气中的水蒸气形成的。装置d 的作用是吸收HBr及未反应的Br2。(2)滤去铁屑后,滤液是溴苯及少量苯、Br2、HBr等的混合 液,NaOH溶液可除去其中的Br2和HBr。粗溴苯中加入无水CaCl2,利用CaCl2+6H2O CaCl2·6 H2O除去溴苯中残留的少量水。(3)通过以上分离操作,粗溴苯中还含有的杂质主要是未反应 的苯,由于苯与溴苯沸点相差较大,故可用蒸馏法除去杂质苯。(4)考虑到三颈烧瓶a中加入液 体的总体积约为15 mL+4.0 mL+10 mL=29 mL,故选择容积为50 mL的三颈烧瓶。,4.(2014课标,36,15分)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2·H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH) (PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用 过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。 图(a),图(b),部分物质的相关性质如下:,回答下列问题: (1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 %。 (2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为 。 现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸 t。 (3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成 白磷。炉渣的主要成分是 (填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是 , 冷凝塔2的主要沉积物是 。 (4)尾气中主要含有 ,还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除,去 ;再通入次氯酸钠溶液,可除去 。(均填化学式) (5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是 。,答案 (1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4 3H3PO4+5CaSO4+HF 0.49 (3)CaSiO3 液态白磷 固态白磷 (4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3 (5)产品纯度高(浓度大),解析 (1)由图(a)可知,生产含磷肥料约占磷矿石使用量的比例为:4%+96%×85%×80%6 9%。(2)由题意可得Ca5F(PO4)3与H2SO4反应制H3PO4的化学方程式为Ca5F(PO4)3+5H2SO4 5 CaSO4+HF+3H3PO4。由P2O52H3PO4,根据磷原子守恒可知,最多可生产85%的磷酸:1 t×30% × ÷85%0.49 t。(3)磷灰石与SiO2、过量焦炭反应生成P4,磷元素的化合价降低,故碳元 素化合价升高,考虑到焦炭过量,故氧化产物为CO,由原子守恒可知,产物中应有CaSiO3,故炉渣 主要成分为CaSiO3。根据题给物质的熔点和沸点数据可判断冷凝塔1的主要沉积物为液态白 磷,冷凝塔2的主要沉积物为固态白磷。(4)尾气中主要成分是CO和SiF4,尾气通过纯碱溶液时 HF、H2S被吸收,SiF4水解后也被吸收;通过NaClO溶液,NaClO可将具有强还原性的PH3氧化而 除去。(5)热法磷酸中,磷灰石P4P2O5H3PO4,制得的H3PO4纯度较高,浓度较大。,规律方法 计算多步反应中产品的产率(或反应物的转化率)时,将各步反应的产率(或转化率) 直接相乘即可。,考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价,5.(2014课标,13,6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是 ( ),答案 B H2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S,故不能说明Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S),A错 误。浓硫酸滴入蔗糖中,处试管中观察到白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;处试管中溴 水褪色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr),从而证明浓硫酸有氧化性,B正确。 SO2与Ba(NO3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO43Ba(NO3)2+3SO2+2H2O 3BaSO4+2NO +4HNO3,但BaCl2与SO2不反应,C错误。浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液 作用生成H2SiO3,故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论,D错误。,易错警示 浓硝酸与其他物质反应制备气体时,由于浓HNO3具有挥发性,制得的气体中会混 有一定量的HNO3蒸气,浓盐酸也有类似现象,不注意这点本题就易错选D。,疑难突破 浓硫酸加入蔗糖中发生了下列反应:C12H22O11 12C+11H2O,表现出浓硫 酸的脱水性;脱出的水被浓H2SO4吸收,放出大量热,表现出浓H2SO4的吸水性;在此条件下,C又 与浓H2SO4发生下列反应:C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O,表现出浓H2SO4的强氧化 性。,6.(2011课标,26,14分)0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化 的曲线)如下图所示。,(要求写出推断过程); (2)取270 所得样品,于570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的 化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有 晶体析出,该晶体的化学式为 ,其存在的最高温度是 ; (3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化 学方程式为 ; (4)在0.10 mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌,有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当 溶液的pH=8时,c(Cu2+)= mol·L-1KspCu(OH)2=2.2×10-20。若在0.1 mol·L-1硫酸铜溶液中通 入过量H2S气体,使Cu2+完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+浓度是 mol·L-1。,请回答下列问题: (1)试确定200 时固体物质的化学式,答案 (1)CuSO4·5H2O nH2O + CuSO4·(5-n)H2O 250 18n 0.80 g 0.80 g-0.57 g=0.23 g n4 200 时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O (2)CuSO4 CuO+SO3 CuSO4·5H2O 102 (3)2H2SO4(浓)+Cu CuSO4+SO2+2H2O (4)2.2×10-8 0.2,解析 (1)由图像可知:200 时,0.80 g CuSO4·5H2O分解后剩余固体质量为0.57 g,可分析出结 晶水未完全失去,结合CuSO4·5H2O CuSO4·(5-n)H2O+nH2O可求出n约等于4。 (2)由图像可看出270 时固体质量为0.51 g,经过计算分析可知该固体为CuSO4;当加热到102 时CuSO4·5H2O质量减少,说明该温度时晶体已开始分解,故其存在的最高温度是102 。 (4)由pH=8知c(OH-)= mol·L-1=10-6 mol·L-1,再根据KspCu(OH)2=2.2×10-20=c(Cu2+)·c2(OH-)可 求出c(Cu2+);H2S+CuSO4 CuS+H2SO4,由题给数据可求出c(H+)=0.2 mol·L-1。,7.(2017课标,26,14分)绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用 途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题: (1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。再向试管中 通入空气,溶液逐渐变红。由此可知: 、 。 (2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1 g。 将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2 g。按下图连接好装置进行实验。 仪器B的名称是 。 将下列实验操作步骤正确排序 (填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为 m3 g。,a.点燃酒精灯,加热 b.熄灭酒精灯 c.关闭K1和K2 d.打开K1和K2,缓缓通入N2 e.称量A f.冷却到室温 根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x= (列式表示)。若实验时按a、d次 序操作,则使x (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓 缓通入N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。,C、D中的溶液依次为 (填标号)。C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为 。 a.品红 b.NaOH c.BaCl2 d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4 写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式 。,答案 (1)样品中没有Fe() Fe()易被氧气氧化为Fe() (2)干燥管 dabfce 偏小 (3)c、a 生成白色沉淀、褪色 2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3,解析 (1)样品溶于水滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中无Fe3+;再向试管中通 入空气,溶液逐渐变红,说明有铁离子产生,即亚铁离子易被氧气氧化为铁离子。(2)根据仪 器构造可知B是干燥管。由于装置中有空气,空气中的氧气能氧化硫酸亚铁,所以加热前需 要排尽装置中的空气;熄灭酒精灯后,要先冷却至室温,再关闭K1和K2,最后称量,即正确的排序 是dabfce。加热后剩余固体是硫酸亚铁,质量为(m3-m1)g,生成水的质量为(m2-m3)g,则 FeSO4·xH2O FeSO4 + xH2O 152 18x (m3-m1)g (m2-m3)g 则 = ,解得x= ;若实验时按a、d次序操作,在加热过程中部分硫酸 亚铁被氧气氧化为硫酸铁,导致m3偏大,因此x偏小。 (3)实验后残留的红色粉末为Fe2O3,根据得失电子守恒可知必然有SO2产生,结合原子守恒可 知气体产物中还有SO3,则检验的试剂应选择品红溶液和BaCl2溶液,由于SO3可溶于品红溶液 中,故应先检验SO3。由题意可以得到硫酸亚铁高温分解的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+ SO2+SO3。,B组 课标、课标、自主命题·省(区、市)卷题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2019课标,9,6分)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是 ( ) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯,答案 D 本题涉及的考点有溴苯的制取与提纯、化学实验的基本方法和技能,考查了化学 实验与探究能力。通过化学实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 苯与溴在FeBr3催化下立即反应产生HBr气体,故加苯和溴的混合液前需打开K,A项正确;溴易 挥发且易溶于有机溶剂CCl4,故装置b中的液体逐渐变为浅红色,B项正确;溴化氢易溶于水并能 与Na2CO3发生反应,C项正确;溴苯是难溶于水的液体,反应后的混合液经碱液洗涤、分液、蒸 馏,可得到纯净的溴苯,D项错误。,审题方法 本题以苯与溴的反应( +Br2 +HBr)为基础,从反应物和生 成物的挥发性、溶解性和状态等角度分析试剂的作用和物质的分离提纯方法。,2.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ),答案 D 制备Fe(OH)3胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项不能达到实验目的;将 MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能 达到实验目的;向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验 目的。,疑难突破 用化学反应法制备液溶胶时要控制好反应物的浓度和用量,否则就会生成沉淀。,知识拓展 盐溶液蒸干后所得物质的判断,1.考虑盐是否分解。如加热蒸干Ca(HCO3)2溶液,因Ca(HCO3)2易分解,故所得固体应是CaCO3。,2.考虑氧化还原反应。如加热蒸干Na2SO3溶液,因Na2SO3易被氧化,故所得固体应是Na2SO4。,3.盐水解生成挥发性酸时,蒸干后一般得到弱碱,如蒸干AlCl3溶液得Al(OH)3。盐水解生成不易 挥发性酸时,蒸干后一般仍为原溶质,如蒸干Al2(SO4)3溶液得Al2(SO4)3。,4.盐水解生成强碱时,蒸干后一般得到原溶质,如Na2CO3等。,3.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是 ( ),答案 D 本题考查实验方案的设计与评价。NaHCO3固体受热易分解,A不正确;Al与稀盐酸 反应生成AlCl3和H2,蒸发AlCl3溶液最终得到Al(OH)3固体,B不正确;重结晶法提纯苯甲酸是将 粗品溶于少量热水中,然后趁热过滤,冷却结晶,C不正确;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4层显橙色的原溶液为NaBr溶液,CCl4层显紫色的原溶液为KI 溶液,D正确。,关联知识 AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热促进水解,HCl挥发,最终得到Al(OH)3固体。,4.(2019天津理综,9,18分)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下: 环己烯粗产品 回答下列问题: .环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。,(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为 ,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的原因为 (填 序号)。 a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2 b.FeCl3·6H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念 c.同等条件下,用FeCl3·6H2O比浓硫酸的平衡转化率高 仪器B的作用为 。 (3)操作2用到的玻璃仪器是 。 (4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石, ,弃去前馏分,收集83 的馏分。 .环己烯含量的测定 在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2 与足量KI作用生成I2,用c mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以 上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中,发生的反应如下:,Br2+ Br2+2KI I2+2KBr I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6 (5)滴定所用指示剂为 。样品中环己烯的质量分数为 (用字母表 示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是 (填序号)。 a.样品中含有苯酚杂质 b.在测定过程中部分环己烯挥发 c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化,答案 (18分)(1)FeCl3溶液 溶液显紫色 (2) +H2O a、b 减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液 (6)b、c,解析 本题涉及的考点有醇和酚的性质与应用、常用化学仪器的使用、化学实验的基本操 作、氧化还原滴定。通过环己烯的制备、提纯和含量的测定,考查了学生分析和解决化学问 题的能力及化学实验能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 (1)苯酚遇到FeCl3溶液显紫色,FeCl3溶液常用于检验苯酚。 (2)结合制备流程知,环己醇在FeCl3·6H2O的催化下,加热生成环己烯,故烧瓶A中进行的可逆 反应为 +H2O。浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能使原料环 己醇炭化并产生SO2;使用FeCl3·6H2O污染小,符合绿色化学理念;催化剂只改变化学反应速率, 不影响平衡转化率。 B为冷凝管,可以冷凝回流,减少环己醇蒸出。 (3)操作2是分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯。 (4)蒸馏操作时,加入待蒸馏的物质和沸石后,先通冷凝水,再加热,弃去前馏分,然后收集。 (5)用Na2S2O3标准溶液滴定I2时常用淀粉溶液作指示剂;依据测定过程的反应可知,与环己烯反 应后剩余的n(Br2)=n(I2)= n(Na2S2O3)= cV×10-3 mol,则与环己烯反应的n'(Br2)=(b- cV×10-3),mol,则n( )=n'(Br2)=(b- cV×10-3) mol,故样品中环己烯的质量分数为 = 。 (6)a项,样品中含有苯酚杂质,苯酚能与Br2发生反应,消耗Br2的量增加,测定结果偏高;b项,测定 过程中环己烯挥发,消耗Br2的量减少,测定结果偏低;c项,Na2S2O3标准液部分被氧化,则滴定过 程中消耗Na2S2O3的量增多,计算出剩余的Br2的量偏多,则与环己烯反应的Br2的量偏少,测定结 果偏低。,易错警示 蒸馏操作开始时,先通冷凝水后加热;蒸馏结束时,先停止加热后停冷凝水。,5.(2018江苏单科,19,15分)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合 肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下: 已知:Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O是放热反应。 N2H4·H2O沸点约118 ,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。 (1)步骤制备NaClO溶液时,若温度超过40 ,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离 子方程式为 ;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的 措施是 。 (2)步骤合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 以下反应一 段时间后,再迅速升温至110 继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是 ;使用冷凝管的目的是 。,图1 (3)步骤用步骤得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HS 、S 随pH 的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。,图1,图3 边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操 作为 。 请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: ,用少量无 水乙醇洗涤,干燥,密封包装。,答案 (15分) (1)3Cl2+6OH- 5Cl-+Cl +3H2O 缓慢通入Cl2 (2)NaClO碱性溶液 减少水合肼的挥发 (3)测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2 边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液, 加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34 条件下趁热过滤,解析 本题考查制备方案的设计与评价。 (1) ,反应生成的NaClO3与NaCl的物质的量之比为15;Cl2与NaOH的反应为放 热反应,缓慢通入Cl2可减慢反应速率,防止溶液升温过快。(2)反应过程中不能使NaClO碱性溶 液过量,否则会氧化生成的N2H4·H2O,故NaClO碱性溶液应用滴液漏斗滴加;水合肼的沸点约为 118 ,冷凝回流可减少水合肼的挥发。(3)溶液pH约为10时可得Na2SO3溶液;制备无水Na2 SO3时,注意过滤时温度不能低于34 ,否则会生成Na2SO3·7H2O晶体。,6.(2017江苏单科,19,15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层 中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。 已知:NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO 2NaCl+NaClO3 AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3 +Cl-+2H2O 常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3 :4Ag(NH3 +N2H4·H2O 4Ag+ N2+4N +4NH3+H2O (1)“氧化”阶段需在80 条件下进行,适宜的加热方式为 。 (2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为 。HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是 。 (3)为提高Ag的回收率,需对“过滤”的滤渣进行洗涤,并 。,(4)若省略“过滤”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因 过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应),还因为 。 (5)请设计从“过滤”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: (实验中 的试剂有:2 mol·L-1水合肼溶液,1 mol·L-1 H2SO4溶液)。,答案 (15分) (1)水浴加热 (2)4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2 会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境 污染 (3)将洗涤后的滤液并入过滤的滤液中 (4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应 (5)向滤液中滴加2 mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反应 中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥,解析 本题考查化学实验方案设计的基础知识。(1)当受热温度不超过100 时,常采用水浴 加热。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物,需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根 据信息可用水合肼还原Ag(NH3 以制取Ag,并用H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。,规律方法 解答物质制备实验题的一般程序 (1)认真阅读题干,提取有用信息。 (2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,找出每个仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似 的地方,分析每个仪器中所装药品的作用。 (3)通读问题,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和所学化学知识得出正确答案。,7.(2016北京理综,27,12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等) 和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下: (1)过程中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。 (2)过程中,Fe2+催化过程可表示为: :2Fe2+PbO2+4H+S 2Fe3+PbSO4+2H2O : 写出的离子方程式: 。 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。 b. 。,(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下 图所示。 过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是 (选填序 号)。 A.减少PbO的损失,提高产品的产率 B.重复利用NaOH,提高原料的利用率 C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率 过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程的操作:,。,答案 (12分)(1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2)2Fe3+Pb+S 2Fe2+PbSO4 b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去 (3)A、B 向PbO粗品中加入一定量的35% NaOH溶液,加热至110 ,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶, 过滤得到PbO固体,解析 (2)Fe2+作催化剂,Fe3+是中间产物,在反应中Fe3+应被还原成Fe2+,Pb作还原剂被氧化 成Pb2+,Pb2+与S 结合成PbSO4沉淀,所以的离子方程式为Pb+2Fe3+S PbSO4+2Fe2+。 a对应反应,目的是检验PbO2能将Fe2+氧化成Fe3+,则b对应反应,目的是检验Pb能把Fe3+ 还原成Fe2+,所以在实验中应加铅粉进行检验。 (3)C项,S 浓度越大,脱硫的效率越低。PbO在35% NaOH溶液中的溶解度随温度升高 变化大,且在110 时PbO的溶解度大,所以在35% NaOH溶液中进行溶解,加热至110 ,充分 溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得到较纯的PbO。,8.(2016江苏单科,16,12分)以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如 下: H2O Cl2 KCl 电石渣 打浆 氯化 过滤 转化 KClO3固体 滤渣 (1)氯化过程控制电石渣过量、在75 左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2 的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。 生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。 提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 (填序号)。 A.适当减缓通入Cl2速率 B.充分搅拌浆料 C.加水使Ca(OH)2完全溶解 (2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为 6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O,氯化完成后过滤。 滤渣的主要成分为 (填化学式)。 滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2n(CaCl2) 15(填“”“” 或“=”)。 (3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g· L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。,答案 (12分)(1)2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O AB (2)CaCO3、Ca(OH)2 (3)蒸发浓缩、冷却结晶,解析 (1)根据“氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应”可知反应的化学方程 式为2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 缓慢通入Cl2和充分搅拌浆料都能使Cl2充分与Ca(OH)2接触,可提高Cl2的转化率。 (2)由电石渣成分可知,不能溶于水的是CaCO3,还有未反应完的Ca(OH)2,故滤渣的主要成分 为CaCO3和Ca(OH)2。 根据题给方程式:6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O可知,理论上滤液中Ca(ClO3)2 和CaCl2的物质的量之比为15,但是由于存在2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,并且 氯化时少量Ca(ClO)2会分解为O2和CaCl2,使得滤液中CaCl2的物质的量增大,故滤液中 nCa(ClO3)2n(CaCl2)15。 (3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2溶解度在 低温时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。,考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价,9.(2019天津理综,4,6分)下列实验操作或装置能达到目的的是 ( ),答案 B 本题涉及的考点有硫酸的物理性质、一定物质的量浓度溶液的配制、气体的收 集、乙炔的制备和检验。考查化学实验基本方法和技能、化学实验探究能力,体现了能依据 实验目的设计探究方案,并运用化学实验进行实验探究,即体现了科学探究与创新意识的学科 核心素养。 A项,浓硫酸密度较大,与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸,边加边搅拌,故错误;B项,用 容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,液面接近刻度线12 cm时改用胶头滴管定容,平视液面, 直至凹液面最低点与刻度线相切,故正确;C项,NO2气体密度比空气大,收集时气体应“长进短 出”,故错误;D项,电石中含有含硫元素的杂质,与水反应生成还原性气体H2S(H2S也能使溴水 褪色),干扰乙炔的检验,故错误。,对比突破 浓硫酸与水混合时,因浓硫酸密度大,且腐蚀性强,为防止其溅出,应采取“酸入 水”的混合方式,并同时不停搅拌。乙醇与浓硫酸混合时亦是如此。,10.(2019江苏单科,13,4分)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( ),答案 C 本题涉及的考点有Fe2+的检验、Ksp大小比较、氧化性强弱判断、盐类的水解,考查 考生化学实验与探究的能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 检验Fe2+应先加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变红色,A不正确;I-先沉淀,说 明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),B不正确;加淀粉后溶液显蓝色,说明溶液中发生了反应Br2+2I- I2+2 Br-,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,C正确;CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度不一定 相等,无法根据实验现象得出题给的结论,D不正确。,易错警示 用氯水和KSCN溶液检验Fe2+时要注意试剂的加入顺序,未认真审题易错选A项。,11.(2016北京理综,10,6分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+。 用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验,下列说法不正确的是 ( ) A.中溶液橙色加深,中溶液变黄 B.中Cr2 被C2H5OH还原 C.对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D.若向中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色,答案 D 中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变 成绿色。,12.(2015安徽理综,12,6分)某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中,有大量气泡产 生。为探究该反应原理,该同学做了以下实验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是 ( ),答案 D NH4Cl溶液中存在平衡:N +H2O NH3·H2O+H+,镁条与H+反应生成H2,同时平衡 正向移动,溶液由弱酸性逐渐变为弱碱性,NH3·H2O浓度变大,分解产生NH3,A、B、C项均合理; pH=8.6的NaHCO3溶液中存在HC C +H+,Mg与H+仍可反应产生H2,D项不合理。,13.(2019北京理综,28,16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应, 得到无色溶液A和白色沉淀B。 浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 试剂a是 。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2 SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分,写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: