2022年高考化學命題熱點提分攻略 專題15 化學實驗綜合試題
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1、2022年高考化學命題熱點提分攻略 專題15 化學實驗綜合試題 1.【2019屆浙江鎮(zhèn)海中學選考科目模擬考試】N2H4·H2O(水合肼)極毒且不穩(wěn)定,100℃以上易分解失水,常用作還原劑和除氧劑(通常生成N2和H2O),其熔點為-40℃,沸點118.5℃。現(xiàn)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4·H2O和無水Na2SO3,其主要流程如下: 已知:Cl2(g)+2OH-(aq)=ClO-(aq)+Cl-(aq)+H2O(aq) △H<0 (1)配制30%NaOH溶液時,所需玻璃儀器除量筒、燒杯外,還需要_____________(填標號)。 A.容
2、量瓶 B.膠頭滴管 C.玻璃棒 D.錐形瓶 (2)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時,若溫度超過40℃,Cl2與NaOH溶液充分反應生成NaClO3和NaCl。實驗中為控制反應溫度除了用冰水浴、充分攪拌外,還需采取的措施是_______________________。 (3)步驟Ⅱ合成N2H4·H2O的裝置如圖1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40℃以下反應一段時間后,再迅速升溫至110℃繼續(xù)反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________(填字母); a.尿素溶液 b.NaClO堿性溶液 c.尿素溶液或NaClO溶液任選其一 理由是
3、____________________________________。 (4)步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應該采用的方法最合理是____________________。 (5)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如圖2所示,Na2SO3的溶解度曲線如圖3所示)。 ①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的方法是______________。 ②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案:______________________
4、___________,用少量無水乙醇洗滌,干燥,密封包裝。 (6)工業(yè)上還可以用水合肼還原法制取碘化鈉,工藝流程如圖: 還原過程中可用硫化鈉或鐵屑等物質(zhì)替代水合肼,但水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高,原因是_______________________。 【答案】BC 緩慢通入Cl2 b 過量的NaClO溶液會將水合肼氧化減壓蒸餾測量溶液的pH,若pH約為4,停止通SO2邊攪拌邊滴加NaOH溶液,并監(jiān)測溶液pH,當pH接近10時,停止加液,將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中,低溫蒸發(fā)至較多晶體析出,趁熱過濾(不得低于34℃)N2H4?H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O,分離產(chǎn)品過程容易進行
5、 【詳解】(1)配制30%NaOH溶液時,需要用托盤天平稱取一定量的氫氧化鈉固體,如何在燒杯中加入適量的水溶解即可,所需玻璃儀器除量筒、燒杯外,還需要玻璃棒和膠頭滴管,故答案為:BC; (2)溫度超過40℃,Cl2與NaOH溶液反應生成 NaClO3和NaC1,反應的離子方程式為3Cl2+6OH- ClO3-+5Cl-+3H2O,實驗中控制溫度計溫度除用冰水浴外,還應控制通入氯氣的速率,避免反應過于劇烈,放出大量的熱而導致溫度升高,故答案為:緩慢通入氯氣; (3)實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是NaClO堿性溶液,可以避免過量的NaClO溶液會將水合肼氧化生成N2,故答案為:b;過量的N
6、aClO溶液會將水合肼氧化; (4)根據(jù)題意,N2H4·H2O(水合肼)不穩(wěn)定,100℃以上易分解失水,熔點為-40℃,沸點118.5℃。步驟Ⅲ中分離出N2H4·H2O應該采用減壓蒸餾,故答案為:減壓蒸餾; (5)用Na2CO3制備無水Na2SO3,在Na2CO3溶液中通入過量的二氧化硫生成NaHSO3,然后在NaHSO3溶液中加入NaOH溶液可生成Na2SO3。 ①由圖像可知,如溶液pH約為4時,可完全反應生成NaHSO3,此時可停止通入二氧化硫,可通過測量溶液pH的方法控制,故答案為:測量溶液的pH,若pH約為4,停止通SO2; ②由 NaHSO3溶液制備無水Na2SO3,可邊攪拌
7、邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,測量溶液pH,由圖像可知pH約為10時,可完全反應生成Na2SO3,此時停止滴加NaOH溶液,加熱濃縮溶液至有大量晶體析出,由圖像3可知在高于34℃條件下趁熱過濾,可得到無水Na2SO3,故答案為:邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,測量溶液pH,pH約為10時,停止滴加NaOH溶液,加熱濃縮溶液至有大量晶體析出,在高于34℃條件下趁熱過濾。 (6) N2H4?H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O,而用Na2S或Fe屑還原會得到其它雜質(zhì),水合肼還原法制得的產(chǎn)品純度更高,故答案為:N2H4?H2O的氧化產(chǎn)物為N2和H2O,分離產(chǎn)品過程容易進行。 【
8、點睛】本題考查物質(zhì)的制備實驗方案的設計。本題的難點為(5),注意把握物質(zhì)性質(zhì)以及對題目信息的獲取與使用,易錯點為(1),要注意配制一定質(zhì)量分數(shù)的溶液和一定物質(zhì)的量濃度溶液需要儀器的差別。 2.【2019屆安徽省皖中名校聯(lián)盟高三10月聯(lián)考】醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(摩爾質(zhì)量376g/mol)是一種氧氣吸收劑,紅棕色晶體,易被氧化;易溶于鹽酸,微溶于乙醇,難溶于水和乙醚。其制備裝置(已省略加熱及支持裝置)和步驟如下: ①檢查裝置氣密性,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粉,200mL0.200mol/LCrC13溶液。 ②關閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴
9、速。 ③待三頸燒瓶內(nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,把溶液轉(zhuǎn)移到裝置乙中。當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時,關閉分液漏斗的旋塞。 ④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量得到11.28g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O (1)裝置甲中連通管a的作用是________,如何檢驗甲裝置的氣密性是否良好?__________。 (2)生成紅棕色晶體的離子反應方程式____________________________。 (3)步驟③中溶液自動轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實驗操作為________________。 (4)裝置丙的作用是________________。 (5
10、)為得到純凈干燥的產(chǎn)品,洗滌時按使用的先后順序選用下列洗滌劑__________(填序號)。 ①乙醚 ②蒸餾水(煮沸冷卻) ③無水乙醇 ④鹽酸 (6)本實驗中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的產(chǎn)率是___。 【答案】平衡壓強或保證分液漏斗中的液體順利流下 關閉k1和k2,用止水夾夾住連通管a,打幵分液漏斗活塞,若一段時間之后,分液漏斗中水不能順利流下,則氣密性良好 2Cr2++4CH3COO-+2H2O═[Cr(CH3COO)2]2?2H2O↓ 關閉k1,打開k2 防止空氣進入裝置乙 氧化二價鉻 ②① 75.0% 【詳解】(1)三頸燒瓶與分液漏斗之間用
11、連通管a連接,在鹽酸滴入三頸燒瓶時,始終保持三頸燒瓶與分液漏斗中壓強相等,起到平衡壓強的作用,以保證分液漏斗中的液體順利滴下。檢查裝置氣密性的原理通常是造成裝置不同部位氣體存在壓強差,并產(chǎn)生明顯現(xiàn)象,所以檢驗甲裝置的氣密性的方法可以為:關閉k1和k2,用止水夾夾住連通管a,打幵分液漏斗活塞,若一段時間之后,分液漏斗中水不能順利流下,則氣密性良好。 (2)紅棕色晶體是CrCl2與CH3COONa溶液反應生成的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,離子方程式為:2Cr2++4CH3COO-+2H2O=[Cr(CH3COO)2]2?2H2O↓。 (3)本實驗利用生成氫氣增大甲中壓強,使甲中反應
12、后的溶液進入乙中,發(fā)生反應生成醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O,所以步驟③中溶液自動轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實驗操作為:關閉k1,打開k2。 (4)醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O易被氧化,不能直接和空氣接觸,所以裝置丙的作用是:防止空氣進入裝置乙氧化二價鉻。 (5)因為醋酸亞鉻水合物易溶于鹽酸,微溶于乙醇,難溶于水和乙醚,所以洗滌產(chǎn)品不能用鹽酸和乙醇,先用水洗去表面的離子,再用乙醚洗去多余的水,所以洗滌時按使用的先后順序為:②①。 (6)CrC13的物質(zhì)的量為:0.2L×0.200mol/L=0.04mol,根據(jù)Cr原子守恒,[Cr(CH3COO)2]2
13、·2H2O的理論產(chǎn)量為:376g/mol×0.04mol=15.04g,又因為實際產(chǎn)量為11.28g,所以本實驗中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的產(chǎn)率是:11.28g÷15.04g×100%=75.0%。 3.【2019屆陜西省西安市長安區(qū)第五中學高三上學期期中考試】 氫化鋁鋰(LiAlH4)是有機合成中的重要還原劑。某課題組設計實驗制備氫化鋁鋰并測定其純度。已知:氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應并產(chǎn)生同一種氣體。 Ⅰ.制備氫化鋰:選擇圖1中的裝置制備氫化鋰(有些裝置可重復使用): (1)裝置的連接順序(從左至右)為A→______________。 (2)檢查好裝置的氣密
14、性,打開裝置A中分液漏斗的活塞后,點燃酒精燈前需進行的實驗操作是__________________________。 Ⅱ.制備氫化鋁鋰 1947年,Schlesinger、Bond和Finholt首次制得氫化鋁鋰,其方法是使氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合,攪拌,充分反應后,經(jīng)一系列操作得到LiAlH4晶體。 (3)寫出氫化鋰與無水三氯化鋁反應的化學方程式:______________________。 Ⅲ.測定氫化鋁鋰產(chǎn)品(不含氫化鋰)的純度 (4)按圖2連接好裝置后,檢查裝置氣密性的操作是:______________。裝好藥品(Y形管中的蒸餾水足量,為了避免氫化
15、鋁鋰遇水發(fā)生爆炸,蒸餾水中需摻入四氫呋喃作稀釋劑),啟動反應的操作是______________。 (5)在標準狀況下,反應前量氣管讀數(shù)為V1 mL,反應完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2 mL。該樣品的純度為_____________(用含a、V1、V2 的代數(shù)式表示)。如果起始讀數(shù)時俯視刻度線,測得的結果將___________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 【答案】D→B→C→B→E 用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純 4LiH+AlCl3═LiAlH4+3LiCl 向量氣管中加水至左右出現(xiàn)液面差,靜置,若液面差保持穩(wěn)定,則裝置氣密性良好 傾斜Y形管,將蒸餾水
16、(摻入四氫呋喃)全部注入a g產(chǎn)品中 19(V2-V1)/448a% 偏高 (2)檢查好裝置的氣密性,點燃酒精燈前需要首先制備氫氣,并檢驗氫氣的純度,因此進行的實驗操作為:打開裝置A中分液漏斗的活塞,一段時間后,用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純;綜上所述,本題答案是:用小試管在裝置E的水槽中收集氣體并驗純。 Ⅱ.(3)氫化鋰與無水三氯化鋁按一定比例在乙醚中混合,充分反應得到LiAlH4,反應的化學方程式為:4LiH+AlCl3═LiAlH4+3LiCl;綜上所述,本題答案是:4LiH+AlCl3═LiAlH4+3LiCl。 Ⅲ.(4) 按圖2裝配儀器,向量氣管中加水至左右
17、出現(xiàn)液面差,靜置,若液面差保持穩(wěn)定,則裝置氣密性良好;檢查好裝置氣密性并裝好藥品,Y形管中的蒸餾水足量,啟動反應時只需要傾斜Y形管,將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入ag產(chǎn)品中即可;綜上所述,本題答案是:向量氣管中加水至左右出現(xiàn)液面差,靜置,若液面差保持穩(wěn)定,則裝置氣密性良好;傾斜Y形管,將蒸餾水(摻入四氫呋喃)全部注入a g產(chǎn)品中。 (5) 氫化鋁鋰、氫化鋰遇水都劇烈反應并產(chǎn)生同一種氣體為氫氣,LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑,在標準狀況下,反應前量氣管讀數(shù)為V1mL,反應完畢并冷卻之后,量氣管讀數(shù)為V2mL,則生成的氫氣為(V2- V1) mL,根據(jù)方程式,L
18、iAlH4的物質(zhì)的量為(V2- V1)×10-3/(4×22.4)mol,則樣品的純度為:[38×(V2- V1)×10-3/(4×22.4)]/a×100%=;如果起始讀數(shù)時俯視刻度線,導致V1偏小,結果偏高;綜上所述,本題答案是:. ;偏高。 4.【2019屆湖南省湖南師范大學附屬中學高三上學期第二次月考】已知Cr2+不穩(wěn)定,極易被氧氣氧化,不與鋅反應。醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一種深紅色晶體,不溶于冷水,是常用的氧氣吸收劑。實驗室中以鋅粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和鹽酸為主要原料制備醋酸亞鉻水合物,其裝置如下圖所示。制備過程中發(fā)生的相關反應
19、如下所示: Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2 2Cr2++4CH3COO-+2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(晶體) 試回答下列問題: (1)本實驗中配制溶液所用的蒸餾水需事先煮沸,原因是__________。 (2)往儀器Ⅱ中加鹽酸和CrCl3溶液的順序最好是__________________________,理由是____________。 (3)為使生成的CrCl2溶液與CH3COONa溶液混合,應關閉閥門____(填“A”或“B”,下同),打開閥門_____。 (4)本實驗中鋅粒要過量
20、,其原因除了使鋅與CrCl3充分反應得到CrCl2外,另一個作用是________。儀器Ⅳ的主要作用是___________。 (5)已知實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51 g,取用的CH3COONa溶液為1.5 L 0.1 mol/L,其他反應物足量。實驗后得干燥的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O 9.4 g,則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為________(用百分數(shù)表示,保留3位有效數(shù)字)(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物)。 【答案】去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化 先加鹽酸后加CrCl3溶液讓鋅粒與鹽酸先反應產(chǎn)生H2,把裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣趕出,避免生成的Cr2+被氧化 B
21、A 讓產(chǎn)生的H2趕出裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣并將CrCl2溶液壓入裝置Ⅲ 與CH3COONa溶液反應防止空氣進入裝置Ⅲ 83.3% (4)根據(jù)(3)過量Zn的另一個作用是讓產(chǎn)生的H2趕出裝置Ⅱ和Ⅲ中的空氣并將CrCl2溶液壓入裝置Ⅲ與CH3COONa溶液反應;儀器IV的作用是防止空氣進入裝置III; (5)CrCl3的物質(zhì)的量為9.51/158.5mol=0.06mol,根據(jù)元素守恒,則Cr2+的物質(zhì)的量為0.06mol,CH3COONa的物質(zhì)的量為1.5×0.1mol=0.15mol,根據(jù)題中所給第三個反應,Cr2+不足,CH3COONa過量,根據(jù)Cr2+進行計算,得出[Cr(C
22、H3COO)2]2·2H2O的質(zhì)量為0.06×376/2g=11.28g,即產(chǎn)率為9.4/11.28×100%=83.3%。 5.【2019屆山東省實驗中學高三上學期第一次診斷性考試】疊氮化鈉常用作汽車安全氣囊中的藥劑。實驗室制取疊氮化鈉的原理、實驗裝置及步驟如下: 已知:①NaN3(疊氮化鈉)是一種易溶于水的白色晶體,微溶于乙醇,不溶于乙醚; ②NaNH2的熔點為210℃,沸點為400℃,在水溶液中易水解。 步驟:①打開裝置D導管上的旋塞,加熱制取氨氣; ②再加熱裝置A中的金屬鈉,使其熔化并充分反應后,再停止加熱D并關閉旋塞; ③向裝置A中b容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)并加熱到210~22
23、0℃,然后按圖通入N2O; ④冷卻,向產(chǎn)物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),減壓濃縮、結晶; ⑤過濾,用乙醚洗滌,晾干。 回答下列問題: (1)NaN3中陰陽離子個數(shù)比為______。 (2)裝置B中盛放的藥品名稱為________。 (3)步驟①先通氨氣的目的是_____________________________;步驟②氨氣與熔化的鈉反應生成NaNH2的化學方程式為___________________________;步驟③b容器充入的介質(zhì)為植物油,進行油浴而不用水浴的主要原因是__________________________,生成NaN3的化學方程式為____
24、____________。 (4)圖中儀器a用不銹鋼材質(zhì)的而不用玻璃的,其主要原因是反應中可能會生成少量的副產(chǎn)物NaOH,其腐蝕玻璃的化學方程式表示為________________________________。 (5)N2O可由NH4NO3(熔點169.6℃)在240℃ 分解制得,應選擇的氣體發(fā)生裝置是_____。 a. b. c. (6)消防時,常用1mol·L-1的NaClO溶液將NaN3轉(zhuǎn)化為N2,則銷毀650g NaN3至少需要_____L NaClO溶液。 【答案】1:1 堿石灰 排盡裝置中的空氣 2Na+2NH32NaNH3+H2
25、水的沸點為100℃,不能達到反應需要控制的溫度 210~220℃ NaNH2+N2ONaN3+H2OSiO2+2NaOH = Na2SiO3+H2O c 5 (4)玻璃中含有SiO2,屬于酸性氧化物,能與NaOH發(fā)生反應,反應方程式為2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O; (5)NH3NO3在受熱分解時產(chǎn)生H2O,因此NH3NO3受熱分解制備N2O時,試管口略向下傾斜,故c正確; (6)根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,V(NaClO)×1×2=。解得V(NaClO)=5L。 6.【2019屆山東省安丘市高三10月份質(zhì)量檢測】實驗室以綠礬(FeSO4·7H2O)制備補血劑甘
26、氨酸亞鐵[(NH2CH2COO)2Fe] ,有關物質(zhì)性質(zhì)如下表所示: 物質(zhì) 性質(zhì) 甘氨酸(NH2CH2COOH) 易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物 檸檬酸 易溶于水和乙醇,有強酸性和還原性 甘氨酸亞鐵 易溶于水,難溶于乙醇 實驗過程: Ⅰ.配制含0.10mol FeSO4的綠礬溶液。 Ⅱ.制備FeCO3 :將配制好的綠礬溶液與200mL 1.1mol·L-1NH4HCO3溶液混合,反應結束后過濾并洗滌沉淀。 Ⅲ.制備(NH2CH2COO)2Fe :實驗裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將實驗Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中
27、的反應將C中空氣排凈,接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應結束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品?;卮鹣铝袉栴}: (1)儀器E的名稱是_______________。 (2)實驗I中:實驗室配制綠礬溶液,將鐵粉與稀硫酸混合時需要過量的試劑是______。 (3)實驗II中:制備FeCO3時應向_______溶液中緩慢加入________溶液,并邊加邊攪拌,若顛倒試劑滴加順序可能產(chǎn)生的后果是__________________。 (4)確認C中空氣排盡的實驗現(xiàn)象是______________。 (5)加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進FeCO3溶解,另一個作用是___
28、________。 (6)洗滌實驗Ⅲ中得到的沉淀,所選用的最佳洗滌試劑是_______________(填序號)。 A.熱水 B.乙醇溶液 C.檸檬酸溶液 (7)若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34g,則產(chǎn)率為________%。 【答案】長頸漏斗 鐵粉FeSO4 NH4HCO3 可能生成氫氧化亞鐵沉淀 D中澄清石灰水變渾濁 防止二價鐵被氧化B 85 (3)實驗II中:制備FeCO3時應向配制好的綠礬溶液中緩慢加入200mL 1.1mol·L-1NH4HCO3溶液,并邊加邊攪拌,若顛倒試劑滴加順序可能產(chǎn)生的后果是可能生成氫氧化亞鐵
29、沉淀, 故答案為:FeSO4 ;NH4HCO3 ;可能生成氫氧化亞鐵沉淀; (4)當C中充滿CO2后,CO2開始進入D中,使D中的澄清石灰水變渾濁,這時說明C中空氣已經(jīng)排盡, 故答案為:D中澄清石灰水變渾濁; (5)由題中信息可知,檸檬酸具有強還原性,還可防止Fe2+被氧化, 故答案為:防止二價鐵被氧化; (6)因甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇,所以應選擇乙醇溶液作為洗滌劑,故選B項。 故答案為:B。 (7)含0.10mol FeSO4的綠礬溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.10mol,因NH4HCO3溶液過量,所以根據(jù)Fe元素守恒,生成(NH2CH2COO)2Fe的物質(zhì)的量為0.
30、10mol、質(zhì)量為20.4g,則產(chǎn)率為:×100%=85%。 【點睛】本題考查實驗制備方案,涉及化學反應基本原理、對操作的分析評價、物質(zhì)分離提純、氧化還原反應滴定應用等,明確原理是解題關鍵。 7.【2019屆甘肅靜寧縣第一中學高三上學期第二次模擬】用輝銅礦(主要成分為 Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2,等雜質(zhì))制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如圖: (l)下列措施是為了加快浸取速率,其中無法達到目的是____________(填字母)。 A.延長浸取時間 B.將輝銅礦粉碎 C.充分攪拌 D.適當增加硫酸濃度 (2)濾渣I中的主要成分是MnO2、S、Si
31、O2,請寫出“浸取”反應中生成S的離子方程式:_________。 (3)研究發(fā)現(xiàn),若先除鐵再浸取,浸取速率明顯變慢,可能的原因是___________________________。 (4)“除鐵”的方法是通過調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3.則加入的試劑A可以是_____(填化學式);“趕氨”時,最適宜的操作方法是__________________________。 (5)“沉錳”(除Mn2+)過程中有關反應的離子方程式為_________________。 (6)濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結晶得到的鹽主要是_____________________________(填化學式).
32、 【答案】A 2MnO2+Cu2S+8H+=S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化CuO或Cu(OH)2加熱Mn2++HCO3﹣+NH3=MnCO3↓+NH4+(NH4)2SO4 【詳解】(1)酸浸時,通過粉碎礦石或升高溫度或進行攪拌都可以提高浸取率,延長浸取時間并不能提高速率,故選A。(2)浸取時,在酸性條件下二氧化錳氧化硫化亞銅得到硫沉淀,硫酸銅和硫酸錳,其反應的離子方程式為:2MnO2+Cu2S+8H+=S↓+2Cu2++2Mn2++4H2O;(3)浸取時氧化鐵和稀硫酸反應硫酸鐵和水,若先除鐵再浸取,浸取速率明顯變慢,氧化鐵在浸取時其媒介
33、作用, Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。 (4).加入的試劑A應用與調(diào)節(jié)溶液的pH,促進鐵離子水解,但不能引入雜質(zhì),因最后要制備堿式碳酸銅,則可以加入 CuO或Cu(OH)2,因氨氣容易揮發(fā),加熱可以促進揮發(fā),則可以用加熱的方法。(5)沉錳過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,離子方程式為: Mn2++HCO3﹣+NH3=MnCO3↓+NH4+ 。 (6)濾液主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶,過量洗滌得到(NH4)2SO4晶體。 8.【2019屆山東省濟寧市第一中學高三上學期第一次調(diào)研】亞氯酸鈉(NaClO2)和 ClO2 都是重要的漂白劑。通常情況下,NaClO2 也是一
34、種重要的殺菌消毒劑;ClO2是一種具有強氧化性的黃色氣體,常用于水的凈化和紙漿、紡織品的漂白。 Ⅰ.NaClO2的一種生產(chǎn)工藝如下: 已知:NaClO2飽和溶液,在溫度低于38℃時,析出的晶體是NaClO2?3H2O;高于38℃時析出的晶體是 NaClO2;高于 60℃時,NaClO2 分解成NaClO3 和NaCl。 (1)寫出“反應”步驟中的還原產(chǎn)物:__________。 (2)“電解”所用食鹽水由粗鹽水精制而成,精制時,為除去Ca2+和 Mg2+,要加入的試劑分別為:____ (3)“尾氣吸收”是吸收“電解”過程排出的少量ClO2。寫出此吸收反應的離子方程式:______
35、_____ (4)“結晶、干燥”獲得 NaClO2 產(chǎn)品的操作步驟為:①減壓,55℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③______;④38℃~60℃干燥,得到產(chǎn)品。 Ⅱ.檢測自來水中殘留ClO2方法如下:已知:①ClO2存在于pH為4~6的溶液中,ClO2—存在于中性溶液中;②2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。 (5)取 0.5L 水樣,加入一定量的碘化鉀,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,再加入淀粉溶液,溶液變藍。寫出ClO2與碘化鉀反應的化學方程式:_________。 (6)向(5)所得溶液中滴加 5.00×10—5mol·L-1的Na2S2O3溶液至恰好反應,消耗Na2S2O3溶液
36、 20.00mL,該水樣中ClO2的濃度是_______mg·L-1。 (7)滴定完成后,向(6)所得溶液中加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1~3。不同pH環(huán)境中粒子種類如下圖所示: 在步驟(3)過程中,溶液又呈藍色,其原因是_________。 【答案】ClO2 Na2CO3溶液、NaOH溶液 2ClO2+H2O2+2OH—=2ClO2—+2H2O+O2 用 38℃—60℃的溫水洗滌 2ClO2+2KI=2KClO2+I2 0.135 ClO2—在酸性環(huán)境中又將I—氧化為I2,淀粉遇I2變藍色 晶體,用38-60℃的溫水洗滌;(5)根據(jù)已知:ClO2存在于pH為4~6的溶
37、液中,ClO2-存在于中性溶液中;向含有ClO2的水樣中,加入一定量的碘化鉀,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,再加入淀粉溶液,溶液變藍,說明生成碘單質(zhì)和KClO2。(6)根據(jù)2ClO2+2KI=2KClO2+I2、2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,找出關系式,2ClO2--I2--2S2O32-,根據(jù)關系式計算水樣中ClO2的質(zhì)量分數(shù);(7)向(6)所得溶液中加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1~3,ClO2-表現(xiàn)氧化性,被還原為Cl-; 【詳解】(1) “反應”步驟中硫酸、二氧化硫、NaClO3反應生成NaHSO4、ClO2,NaClO3中氯元素化合價降低生成ClO2,所以還原產(chǎn)物是ClO2;(
38、2)粗鹽精制時,用生成碳酸鈣、氫氧化鎂沉淀的方法除去Ca2+和 Mg2+,要加入的試劑分別為Na2CO3溶液、NaOH溶液;(3)根據(jù)流程圖可知,“尾氣吸收”是用氫氧化鈉、H2O2吸收“電解”過程中排出的少量ClO2,生成NaClO2和氧氣,反應離子方程式是2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO2-+2H2O+O2;(4)根據(jù)以上分析,“結晶、干燥”獲得 NaClO2 產(chǎn)品的操作步驟為:①減壓,55℃蒸發(fā)結晶;②趁熱過濾;③用 38℃—60℃的溫水洗滌;④38℃~60℃干燥,得到產(chǎn)品。(5)向含有ClO2的水樣中,加入一定量的碘化鉀,用氫氧化鈉溶液調(diào)至中性,再加入淀粉溶液,溶液變藍,說明生成
39、碘單質(zhì)和KClO2,反應方程式是2ClO2+2KI=2KClO2+I2。 (6)設水樣中ClO2的質(zhì)量為x mg 2ClO2 -- I2 -- 2S2O32-, 135000mg 2mol Xmg 5.00×10—5mol·L-1 0.02L X=0.0675mg 水樣中ClO2的質(zhì)量分數(shù)0.135 mg·L-1 ; (7)向(6)所得溶液中加硫酸調(diào)節(jié)水樣pH至1~3,ClO2-在酸性環(huán)境中又將I-氧化為I2,淀粉遇I2變藍色。 9.【20
40、19屆浙江省“超級全能生”高考選考科目9月聯(lián)考】某興趣小組用錫粒制備氯化錫和氯化亞錫,流程如下: 制備的裝置如圖: 已知:為無色液體,熔點,沸點,遇水強烈水解,可溶于乙醇、四氯化碳等。為白色晶體,在空氣中加熱會發(fā)生水解及氧化。為白色晶體,熔點,沸點,易溶于水、乙醇、冰醋酸,極易溶于鹽酸。 請回答: 步驟的反應裝置如圖甲,其中儀器a的作用為________。若用圖乙代替圖甲作為反應裝置,優(yōu)點是在不拆除裝置的情況下,向支管不斷填裝錫粒大量制備,則制備過程中將生成的轉(zhuǎn)移至蒸餾燒瓶中的簡易操作為________。 步驟的裝置如圖丙,此裝置存在一處明顯的缺陷為________。 步
41、驟選擇的實驗儀器為鉑皿,比用玻璃儀器或陶瓷儀器更好,其理由為________。 步驟中的反應需在攪拌下進行,該反應的化學方程式為________。 關于的制備,下列說法不正確的是________。 A.步驟蒸發(fā)及步驟干燥時均需在真空環(huán)境下進行 B.步驟抽濾操作中,將晶體轉(zhuǎn)移至布氏漏斗時,若有晶體附著在燒杯內(nèi)壁,應用蒸餾水將燒杯內(nèi)壁的晶體淋洗至布氏漏斗中,以提高產(chǎn)率 C.為提高產(chǎn)品純度,可在含醋酸酐的冰醋酸中重結晶 D.在干燥或干燥HCl氣流中加熱也可得到無水 E.若步驟產(chǎn)生的母液較多,可進一步濃縮母液以提高產(chǎn)品純度 【答案】冷凝回流 用橡皮球洗耳球從冷凝管上口向裝置中鼓氣,
42、將液體從左端導管壓入蒸餾燒瓶中 錐形瓶上口缺少隔絕空氣中水蒸氣的裝置 能形成原電池,加快錫與鹽酸的反應速率 BE 錫比鉑金屬性活潑,在鹽酸中可形成原電池,加快反應速率,所以步驟選擇的實驗儀器為鉑皿,比用玻璃儀器或陶瓷儀器更好,故答案為:能形成原電池,加快錫與鹽酸的反應速率; 驟中的反應是氯化亞錫晶體與醋酸酐反應,生成醋酸和氯化亞錫,該反應的化學方程式為:; 因為為白色晶體,在空氣中加熱會發(fā)生水解及氧化,所以步驟蒸發(fā)及步驟干燥時均需在真空環(huán)境下進行,選項A正確;B. 抽濾是用于分離粒徑較細的沉淀與溶劑,利用抽氣泵使抽濾瓶中的壓強降低,加快過濾速度,步驟抽濾操作中,將晶體轉(zhuǎn)移至布
43、氏漏斗時,若有晶體附著在燒杯內(nèi)壁,用蒸餾水將燒杯內(nèi)壁的晶體淋洗至布氏漏斗中,不能提高產(chǎn)率,選項B錯誤;C.因為為白色晶體,易溶于水、乙醇、冰醋酸,所以為提高產(chǎn)品純度,可在含醋酸酐的冰醋酸中重結晶,選項 C正確;D.因為在空氣中加熱會發(fā)生水解及氧化,所以在干燥中加熱可隔絕空氣,在干燥HCl氣流中加熱可抑制氯化亞錫發(fā)生水解,也可得到無水,選項D正確;E.若步驟產(chǎn)生的母液中主要成分為鹽酸,進一步濃縮母液對產(chǎn)品純度沒有影響,選項 E錯誤。故答案為:BE。 【點睛】本題考查了氯氣、四氧化錫的制備和性質(zhì),明確制備的原理和物質(zhì)的性質(zhì)是解題關鍵,注意題目信息的提取,題目難度中等。 10.【2019屆安徽省
44、桐城中學高三上學期第三次月考】實驗室制取氯氣除了用濃鹽酸和二氧化錳反應外還可利用下列反應:KClO3+6HCl(濃)═KCl+3Cl2↑+3H2O,該反應的優(yōu)點是反應產(chǎn)生氯氣速度快、不需加熱.圖是實驗室利用此反應制備氯氣并進行一系列相關實驗的裝置(夾持設備已略). (1)上述反應中氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比是______ ,若反應中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為______ 。 (2)裝置B的作用是______ ,實驗進行時C中可能發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象:_________________。 (3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,為此C中Ⅰ
45、、Ⅱ、Ⅲ依次放入______ (選“a”“b”或“c”) a b c Ⅰ 干燥的有色布條 濕潤的有色布條 濕潤的有色布條 Ⅱ 堿石灰 濃硫酸 無水氯化鈣 Ⅲ 濕潤的有色布條 干燥的有色布條 干燥的有色布條 (4)設計裝置D、E 的目的是為了比較Cl2、Br2、I2的氧化性強弱.已知Br2的水溶液因濃度不同而呈現(xiàn)橙色或紅棕色,I2難溶于水而易溶苯,且I2的苯溶液為紫紅色.當向D中緩緩通入足量Cl2時,可以看到無色溶液逐漸變?yōu)榧t棕色,說明Cl2的氧化性大于Br2,請寫出D中對應的離子方程式并用單線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移情況:__________________ .打
46、開活塞,將 D中的少量溶液加入E中,振蕩E,觀察到E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色.該現(xiàn)象______ (填“能”或“不能”)說明 Br2的氧化性大于I2。 (5)裝置F的作用是除去污染性的物質(zhì)(Cl2、Br2等),已知 Cl2與NaOH反應時產(chǎn)物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,且值與溫度高低有關.若燒杯中裝有 500mL0.2mol/L 的NaOH溶液,則最多可吸收標況下的Cl2的體積為______ L(忽略Cl2溶于水)。 【答案】1:5 2.5NA 除雜和安全瓶錐形瓶中的液面下降,長頸漏斗中的液面上升 c 不能 1.12 (4)D中氯氣與溴化鈉反應生
47、成氯化鈉和溴單質(zhì);打開活塞,將裝置D中少量溶液加入裝置E中,生成的溴單質(zhì)和碘化鉀反應生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)溶解于苯中,振蕩分層,苯層在上層;氯氣具有強氧化性;由于過量的氯氣也能夠氧化碘離子,無法說明溴單質(zhì)氧化性強于碘單質(zhì); (5)根據(jù)原子守恒分析. 【詳解】(1)因HCl中Cl元素的化合價升高,則HCl為該反應中的還原劑,KClO3中的Cl的化合價降低被還原,KClO3是氧化劑,氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為5:1,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比是1:5,若反應中氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol,則氧化產(chǎn)物為1.25mol,還原產(chǎn)物為0.25mol,所以轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為2.5NA; (2)裝置B
48、中飽和食鹽水的作用是除去Cl2中的HCl;裝置B亦是安全瓶,監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞,發(fā)生堵塞時B中的,壓強增大,錐形瓶中液面下降,長頸漏斗中液面上升; (3)裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性,驗證氯氣是否具有漂白性,要驗證干燥氯氣無漂白性,濕潤的有色布條中,氯氣和水反應生成次氯酸具有漂白性,選項中ab的Ⅱ中都是干燥劑,再通入濕潤的有色布條不能驗證氯氣的漂白性,所以C中I、II、III依次放入濕潤的有色布條、無水氯化鈣、干燥的有色布條; (4)D中氯氣與溴化鈉反應生成氯化鈉和溴單質(zhì),對應的離子方程式并用單線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移情況:;打開活塞,將裝置D中含溴單質(zhì)的少量溶液加入焓
49、碘化鉀和苯的裝置E中,溴單質(zhì)和碘化鉀反應生成碘單質(zhì),碘單質(zhì)溶于苯呈紫紅色,振蕩;觀察到的現(xiàn)象是:E中溶液分為兩層,上層(苯層)為紫紅色;氯氣具有強氧化性,過量的氯氣能夠?qū)⒌怆x子氧化成碘單質(zhì),所以該現(xiàn)象不能說明溴的非金屬性強于碘; (5)已知Cl2與NaOH反應時產(chǎn)物中可能有NaCl、NaClO、NaClO3,由原子守恒可知,n(Cl2)=1/2n(NaOH)=0.5L×0.2mol·L-1×1/2=0.05mol,則標況下的Cl2的體積為1.12L; 11.【2019屆安徽省阜陽三中高三第一學期第二次模擬】CoCl2·6H2O是一種飼料營養(yǎng)強化劑。一種利用水鈷礦(主要成分為Co2O3、Co
50、(OH)3,還含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的工藝流程如下: 已知:①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等; ②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示: 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 開始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 ③CoCl2·6H2O熔點為86 ℃,加熱至110~120 ℃時,失去結晶水生成無水氯化鈷。 (1)寫出浸出過程Co2O3發(fā)生
51、反應的離子方程式:______________。 (2)寫出NaClO3發(fā)生反應的主要離子方程式:_____________; (3)“加Na2CO3調(diào)pH至5.2”,過濾所得到的沉淀成分為________。 (4)“操作1”中包含3個基本實驗操作,它們依次是_________、_________和過濾。 (5)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的是____________;萃取劑使用的最佳pH范圍是_____(填代號)。 A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 D.5.0~5.51 (6)為測定粗產(chǎn)品
52、中CoCl2·6H2O的含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量AgNO3溶液,過濾、洗滌,將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過計算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是________________________。(答一條即可) 【答案】Co2O3+SO32-+4H+===2Co2++SO42-+2H2O ClO3-+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 蒸發(fā)濃縮冷卻結晶 除去“濾液”中的Mn2+ B 粗產(chǎn)品中含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結晶水 【詳解】(1)根據(jù)已知信息,浸出液含有Co2+
53、,而Co2O3中Co化合價為+3,與亞硫酸根離子發(fā)生氧化還原反應,離子方程式為:Co2O3+SO32-+4H+===2Co2++SO42-+2H2O, 因此,本題正確答案是:Co2O3+SO32-+4H+===2Co2++SO42-+2H2O; (2)從表中數(shù)據(jù)看,亞鐵離子沉淀完全時,Co2+已經(jīng)沉淀完全,無法得到產(chǎn)品,因此需要將亞鐵離子氧化為鐵離子,NaClO3的作用就是將Fe2+氧化成Fe3+,該反應的離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O, 因此,本題正確答案是:ClO3-+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O; (3)從表中
54、數(shù)據(jù)看加Na2CO3調(diào)pH至5.2所得沉淀為Fe(OH)3、Al(OH)3, 因此,本題正確答案是:Fe(OH)3、Al(OH)3 ; (4)萃取后的余液主要是CoCl2,欲獲得晶體CoCl2·6H2O,從溶液中制取結晶水合物的操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶和過濾,則操作1為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾, 因此,本題正確答案是:蒸發(fā)濃縮;冷卻結晶; (5)Mn2+生成氫氧化物沉淀完全時Co2+已經(jīng)沉淀完全,需要除去Mn2+,萃取劑的作用是除去溶液中的Mn2+;從圖中看pH為3~3.5時錳離子萃取率可以達到80%以上,而Co2+萃取率僅10%左右,故選B。 因此,本題正確答案是:除去“濾液”中的Mn2+ ;B; (6)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分數(shù)大于100%,其原因可能是粗產(chǎn)品中混有Cl-含量比樣品高的可溶性氯化物或晶體失去了部分結晶水等, 因此,本題正確答案是:粗產(chǎn)品中含有可溶性氯化物或晶體失去了部分結晶水。 【點睛】本題通過制取CoCl2·6H2O的工藝流程,考查了物質(zhì)制備方案的設計,試題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力,理解工藝流程圖、明確實驗操作與設計及相關物質(zhì)的性質(zhì)是解答本題的關鍵。
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