高考化学备考专题25 实验的设计、评价及计算 含解析.doc

精品文档精品文档 精品文档精品文档1绿矾(FeSO47H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备绿矾，完成图1填空：（1）试剂a是稀_(填写化学式)；（2）酸溶时发生的主要反应的化学方程式为_；（3）上述过程中的过滤操作所用的主要玻璃仪器有玻璃棒、_、烧杯（4）利用如图2装置对所获产品(FeSO4nH2O)中结晶水的含量进行测定反应前称量C中的硬质玻璃管(80g)、装入晶体后的硬质玻璃管(93g)、D的质量(78g)反应后称得C中硬质玻璃管的质量为87.6g，D的质量为87g，产品硫酸亚铁晶体(FeSO4nH2O)中n=_。【答案】（1）稀H2SO4（2）Fe+H2SO4=H2+FeSO4（3）漏斗（4）所以18n152 =13g-7.6g7.6g，解得n=6。2黄铁矿(主要成分为FeS2，含少量其他金属硫化物)曾是我国一些硫酸厂制取硫酸够主要原料某化学学习小组对黄铁矿石进行如下实验探究：【实验一】测定硫元素的含量I将m1g黄铁矿样品放入如图1所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中，往甲瓶中不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全石英管中主要发生反应的化学方程式为4FeS2+11O2Fe2O3+8SO2反应结束后，将乙瓶中的溶液按图2的流程进行处理(H2O2可以氧化亚硫酸钠)【实验二】测定铁元素的含量测定铁元素含量的实验步骤如图3所示(假设其他金属元素不影响铁元素的测定；MnO4-在酸性条件下可将Fe2+氧化成Fe3+，并被还原为Mn2+)问题讨论：（1）图1装置中，甲瓶内所盛试剂是_溶液；（2）图2流程中除了可以用H2O2溶液作为氧化剂，还可用_(填序号)为氧化剂；氯水 浓硫酸 HNO3 Fe2(SO4)3（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为_(用含字母的式子表示)；（4）写出在酸性溶液中，KMnO4与Fe2+反应的离子方程式_；（5）列式计算黄铁矿样品中铁元素的质量(没有计算过程；计算结果正确也不给分)_。【答案】（1）NaOH或KOH （2） （3）（4）5Fe2+MnO4-+8H+5Fe3+Mn2+4H2O （5）0.187Vg3（1）某化学兴趣小组按照下列流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验则镁铝合金中加NaOH溶液的化学反应方程式为_；操作包含的步骤有蒸发浓缩、_、过滤、_、干燥；某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，设计图1示装置需要测定的数据有_、_；(已知该实验时的温度、压强)（2）现有一定量的AlCl3和FeCl3混合溶液，已知其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.10mol，若向此溶液加入170mL 2molL-1 NaOH溶液，设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x则x=0.4时，沉淀的物质的量为_mol请在图2中画出沉淀总量(y mol)随x(01)的变化曲线。【答案】（1）2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 冷却结晶(降温结晶) 洗涤 氢气的体积、镁铝合金的质量（2）0.06 mol 作图如下当x=0.4时，生成的氢氧化铝恰好完全溶解，溶液中沉淀的物质的量为0.06mol；当x=1.0时，0. 1mol的Al3+转化为0.1molAl(OH)3需要n(NaOH)=0.3mol，还剩余0.04mol氢氧化钠和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，根据钠原子守恒知，生成0.04mol氢氧化铝，所以沉淀的物质的量=0.1mol-0.04mol=0.06mol，所以当x1.0时沉淀的物质的量为0.06mol，其图象为。4一种含有结晶水的化合物A，能作为新型化学冷却降温材料实验室在碳酸氢镁溶液中通入热的水蒸气，Mg(HCO3)2溶液经受热分解、沉淀转化等一系列反应，再经过滤、洗涤、干燥得到化合物A（1）化合物A能作为化学冷却降温材料，说明其分解是_ (填“吸热”或“放热”)反应（2）过滤时，需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒，还需要_（3）对化合物A的成分做如下定性实验：取少量化合物A样品于试管中加热，将生成的所有气体依次通过无水CuSO4和澄清石灰水试回答：澄清石灰水变浑浊，可证明化合物A的分解产物中含有_无水CuSO4变蓝，可证明化合物A中除肯定含_，还可能含有_（4）化合物A的组成可初步确定为Mgx(CO3)y(OH)znH2O，为进一步确定该化合物A的成分，进行了如下定量研究：取4.84g化合物A加热分解，第一阶段为脱去全部结晶水，第二阶段最终剩余2.00g MgO固体固体质量随温度的变化如图所示请通过计算确定化合物A的化学式(写出计算过程)_。【答案】（1）吸热 （2）漏斗 （3）CO2 结晶H2O OH- （4）Mg5 (CO3)4(OH)25H2O5粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣，其中含莫来石(Al6Si2O13)的质量分数为42.6%，还有含量较多的SiO2(其他成分不含Al和Si)用粉煤灰和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2，有关化学方程式为：Al6Si2O13+3Na2CO32NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2   Al6Si2O13+5Na2CO32Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2    SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2                   （1）粉煤灰中铝的质量分数为_%，根据SiO2与纯碱反应的化学方程式，书写氧化铝与纯碱反应的化学方程式_。（2）用1mol Al6Si2O13和4mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4，还应制得Na2SiO3_mol，共消耗Na2CO3_mol(得到的固体中无SiO2)；（3）若粉煤灰中Al6Si2O13与SiO2的物质的量之比为1：2，则1kg粉煤灰与6mol Na2CO3反应(反应物全部都参与反应)，可制得NaAlO2_mol。【答案】（1）16.2 Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2 （2）5 8 （3）56绿矾是一种重要的化工原料【问题1】绿矾晶体(FeSO47H2O)由于保存不妥或长久放置，容易被空气中的氧气氧化而变质为探究绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案可供选择的试剂：KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、Cl2水、NaOH溶液、BaCl2溶液请参与完成方案设计实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液方案1：取少量溶液，加入几滴_试剂，如果观察到的现象是_；实验结论：证明绿矾样品没有被氧化；方案2：取少量溶液，加入几滴滴入_试剂，如果观察到的现象是_；实验结论：证明绿矾样品完全被氧化；使用FeSO4时，如要防止Fe3+的干扰，可以加入适量铁粉进行除杂，写出加入铁粉后发生反应的离子方程式_；【问题2】以绿矾为原料可以制取聚合硫酸铁(SPFS)聚合硫酸铁是一种重要的无机高分子絮凝剂，极易溶于水，作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用其组成可表示成Fex(OH)y(SO4)znH2O(其中Fe为+3价)工业上常用的一种制备流程为：取7.507g某固体聚合硫酸铁溶解于水，向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全，经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485g，向上述滤液中加入NH3H2O，调节溶液pH=6，经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.800g通过计算确定该固体聚合硫酸铁样品的化学式为_。(写出计算过程)【答案】【问题1】方案1：KSCN溶液 溶液不变红色方案2：滴入酸性KMnO4溶液，溶液不褪色 Fe+2Fe3+=3Fe2+【问题2】Fe35(OH)15(SO4)4554H2O7某化学小组模拟“侯氏制碱法”，以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及如1图所示装置制取NaHCO3，反应的化学方程式为：NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3+NH4Cl然后再将NaHCO3制成Na2CO3。（1）装置乙的作用是_为防止污染空气，尾气中含有的_需要进行吸收处理（2）由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时，需要进行的实验操作有_、洗涤、灼烧，NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为_；（3）若在（2）中灼烧的时间较短，NaHCO3将分解不完全，该小组对一份加热了t1min的NaHCO3样品的组成进行了以下探究取加热了t1min的NaHCO3样品29.6g 完全溶于水制成溶液，然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸，并不断搅拌随着盐酸的加入，溶液中有关离子的物质的量的变化如2图所示则曲线c 对应的溶液中的离子是_(填离子符号)；该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是_；（4）若取21.0g NaHCO3固体，加热了t1min后，剩余固体的质量为14.8g如果把此剩余固体全部加入到200mL 2mol/L的盐酸中，则充分反应后溶液中H+的物质的量浓度为_(设溶液体积变化忽略不计)。【答案】（1）吸收HCl NH3 （2）过滤 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 （3）HCO3- 1：2 （4）0.75mol/L8甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物和致畸物质之一我国规定：室内甲醛(HCHO)含量不得超过0.08mgm-3某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量，请你参与并协助他们完成相关学习任务【测定原理】KMnO4( H+)溶液为强氧化剂，可氧化甲醛离子方程式是：4MnO4-+5HCHO+H+=4Mn2+5CO2+11H2O【测定装置】部分装置如图所示：【测定步骤】（1）配制1.000×10-4mol/L的KMnO4溶液：第一步：用分析天平称取KMnO4固体1.5800g，配成0.01mol/LKMnO4溶液，除了天平、药匙外，需要的玻璃仪器是：_、_、_、_；第二步：用移液管量取上述已配制的溶液_mL，再用上述用到的仪器配制1.000×10-4mol/L的KMnO4溶液（2）测定浓度用移液管量取8.00mL 1.000×10-4molL-1 KMnO4溶液于洗气瓶中，并滴入几滴稀H2SO4，加水20mL稀释备用打开_，关闭_(填“a”或“b”)，用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气关闭_，打开_(填“a”或“b”)，再推动注射器，将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中，使其充分反应重复的操作重复到第5次注射器推至一半时KMnO4溶液刚好褪色(MnO4-Mn2+)【交流讨论】（1）计算该居室内空气中甲醛的浓度_mgm-3(1m3=103L，1g=103mg)，该居室的甲醛_(填是或否)超标（2）某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时，所测得的数值比实际含量低，探究其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取实验均无错误)，分析认为，可能的原因是注射器压送气体速度过快、装置气密性较差、导气管伸入KMnO4溶液中太浅、同一地点取样次数太多等（3）实验结束后，该小组成员在相互交流的过程中一致认为：实验装置应加以改进；有同学提议，可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(右图)，有利于提高实验的准确度，其理由是_。【答案】【测定步骤】（1）1000mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 100 （2） a b a b 【交流讨论】（1）66.7 是 （3）增大空气与高锰酸钾溶液的接触面积