《2014高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)教學(xué)案 專題15》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2014高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)教學(xué)案 專題15(27頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
[考綱要求] 1.了解化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究過(guò)程中的一種重要方法。2.掌握常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法(包括所用試劑、儀器、反應(yīng)原理和收集方法)。3.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題要求,做到:(1)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案;(2)了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法;(3)分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出合理結(jié)論;(4)繪制和識(shí)別典型的實(shí)驗(yàn)裝置圖。4.各部分實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)與技能的綜合應(yīng)用。
考點(diǎn)一 評(píng)價(jià)型實(shí)驗(yàn)題
評(píng)價(jià)型實(shí)驗(yàn)題包括的題型很多,其中比較典型的有物質(zhì)性質(zhì)探究型、組成成分探究型、物質(zhì)制備和應(yīng)用探究型等,該類試題一般以實(shí)驗(yàn)裝置圖的形式給出實(shí)驗(yàn)的流程,其實(shí)驗(yàn)流程與考查內(nèi)容一般為
1. 氣體制備裝置的選擇及注意事項(xiàng)
裝置選擇
注意事項(xiàng)
固體與固體
加熱裝置
①試管口應(yīng)稍向下傾斜,防止產(chǎn)生的水蒸氣在試管口冷凝后倒流而引起試管炸裂;②鐵夾應(yīng)夾在距試管口約1/3處;③膠塞中的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長(zhǎng),否則會(huì)阻礙氣體的導(dǎo)出
固體與液體
不加熱裝置
①塊狀固體與液體在常溫下反應(yīng)制備氣體時(shí)可用啟普發(fā)生器,如圖甲,當(dāng)制取氣體的量不多時(shí),也可采用簡(jiǎn)易裝置,如圖乙;②裝置乙、丁、戊、己中長(zhǎng)頸漏斗的下端應(yīng)伸入液面以下,否則起不到液封的作用;③加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適當(dāng);④粉末狀固體與液體反應(yīng)或產(chǎn)物為糊狀物時(shí)常采用裝置丙
固體與液體(液體與液體)加熱裝置
①先把固體藥品加入燒瓶中,然后滴加液體藥品,要注意液體滴加的速度,保證產(chǎn)氣速率平穩(wěn),易于收集;②若使用分液漏斗,則需要在滴液的過(guò)程中,打開漏斗活塞,以保證液體能夠順利滴下;③分液漏斗中的液體滴完后,要關(guān)閉漏斗活塞,防止氣體經(jīng)漏斗逸出;④裝置乙中的溫度計(jì)必須插在反應(yīng)液中;⑤燒瓶加熱需要墊石棉網(wǎng)
2. 氣體的干燥方法與干燥裝置
氣
體
的
干
燥
方
法
氣體干燥選擇干燥劑的原則
①不減原則:即通過(guò)干燥操作之后,目標(biāo)氣體的量不能減少;②不反應(yīng)原則:干燥劑不能與目標(biāo)氣體反應(yīng)
酸性
干燥劑
濃H2SO4
可以干燥H2、O2、N2、CO2、CO、Cl2、HCl、SO2、CH4和C2H4等氣體
堿性
干燥劑
堿石灰
主要用于干燥NH3,但也可干燥H2、O2、N2、CO和CH4等
中性
干燥劑
CaCl2
可以干燥H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl和H2S等,但不能干燥NH3
氣
體
的
干
燥
裝
置
盛裝液態(tài)干燥劑,用于干燥氣體;也可以盛裝其他液體試劑,用來(lái)對(duì)酸性或中性氣體進(jìn)行除雜
盛裝堿石灰和CaCl2等固體干燥劑
甲裝置可以盛裝液體干燥劑或固體干燥劑,乙和丙裝置只能盛裝固體干燥劑
3. 氣體的收集裝置及方法
排水法
①難溶或微溶于水,且與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體,都可用排水集氣法收集;②用排水集氣法收集氣體時(shí),導(dǎo)管不伸入試管(或集氣瓶)底部
向上排空氣法
①比空氣密度大的氣體可用向上排空氣法收集;②用排空氣法收集氣體時(shí),導(dǎo)管一定要伸入集氣瓶(或試管)底部,目的是把集氣瓶(或試管)中的空氣盡量排出;③為防止外界空氣向集氣瓶?jī)?nèi)擴(kuò)散,集氣瓶口可蓋上毛玻璃片,若用試管收集時(shí),可在試管口塞上一小團(tuán)疏松的棉花
向下排空氣法
比空氣密度小的氣體可用向下排空氣法收集,如H2、NH3和CH4等氣體
排特殊溶液法
①氯氣可用排飽和食鹽水的方法收集;②二氧化碳可用排飽和碳酸氫鈉溶液的方法收集
4. 常見尾氣處理裝置及方法
處理方法
液體吸收法
點(diǎn)燃法
收集法
處理裝置
適用氣體
裝置A適用于吸收溶解度小的氣體,如Cl2、CO2等;裝置B、C可吸收溶解度大的氣體,如HCl、HBr、NH3等
CH4、CH2===CH2、H2、CO等
CO、NH3、H2S等
題組一 物質(zhì)制備探究型
1. [2013山東理綜,30(1)]TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。
實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g),在無(wú)水無(wú)氧條件下制備TiCl4,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下:
有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表:
物質(zhì)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
其他
CCl4
-23
76
與TiCl4互溶
TiCl4
-25
136
遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧
儀器A的名稱是________。裝置E中的試劑是________。反應(yīng)開始前依次進(jìn)行如下操作:
組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括:①停止通N2 ②熄滅酒精燈
③冷卻至室溫。正確的順序?yàn)開_______(填序號(hào))。欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是________。
答案 干燥管 濃H2SO4 檢查氣密性?、冖邰佟》逐s(或蒸餾)
解析 注意審題,該反應(yīng)是在無(wú)水無(wú)氧條件下制備的;安裝完裝置,應(yīng)首先檢查氣密性,然后裝入藥品。根據(jù)反應(yīng)條件,N2必須進(jìn)行干燥處理(干燥管)。然后通過(guò)N2排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣(O2),點(diǎn)燃酒精燈,使反應(yīng)發(fā)生。為了防止倒吸,反應(yīng)結(jié)束后,應(yīng)先熄滅酒精燈,再冷卻到室溫,最后停止通N2。在D中冷凝的液體有CCl4和TiCl4,根據(jù)沸點(diǎn)不同,可采用分餾的方法分離。
題組二 物質(zhì)性質(zhì)探究型
2. (2013重慶理綜,9)某研究小組利用下圖裝置探究溫度對(duì)CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略)。
(1)MgCO3的分解產(chǎn)物為________________________________________________。
(2)裝置C的作用是__________________________,處理尾氣的方法為__________________。
(3)將研究小組分為兩組,按上圖裝置進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對(duì)裝置D加熱,反應(yīng)產(chǎn)物均為黑色粉末(純凈物),兩組分別用產(chǎn)物進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。
步驟
操作
甲組現(xiàn)象
乙組現(xiàn)象
1
取黑色粉末加入稀鹽酸
溶解,無(wú)氣泡
溶解,有氣泡
2
取步驟1中溶液,滴
加K3[Fe(CN)6]溶液
藍(lán)色沉淀
藍(lán)色沉淀
3
取步驟1中溶液,
滴加KSCN溶液
變紅
無(wú)現(xiàn)象
4
向步驟3溶液中
滴加新制氯水
紅色褪去
先變紅,后褪色
①乙組得到的黑色粉末是____________。
②甲組步驟1中反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。
③乙組步驟4中,溶液變紅的原因?yàn)開_______________________________________;
溶液褪色可能的原因及其驗(yàn)證方法為________________________________________。
④從實(shí)驗(yàn)安全考慮,上圖裝置還可采取的改進(jìn)措施是__________________________。
答案 (1)MgO、CO2
(2)除CO2 點(diǎn)燃
(3)①Fe?、贔e3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O
③Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+遇SCN-顯紅色 假設(shè)SCN-被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出現(xiàn)紅色,則假設(shè)成立(其他合理答案均可)
④在裝置B、C之間添加裝置E防倒吸(其他合理答案均可)
解析 (1)MgCO3MgO+CO2↑
(2)CO2+ZnZnO+CO
裝置C的作用是吸收剩余的CO2氣體,以防止對(duì)觀察澄清石灰水是否變渾濁造成影響;由于最后出來(lái)的氣體中含有CO,所以用點(diǎn)燃法除去CO。
(3)由于該黑色粉末是純凈物,乙組中,步驟1溶解有氣泡,說(shuō)明得到的是鐵粉;甲組中根據(jù)“藍(lán)色沉淀”,證明溶解后含F(xiàn)e2+;根據(jù)“變紅”,證明溶解后還含有Fe3+,所以得到的是Fe3O4。甲組中根據(jù)加入氯水紅色褪去,說(shuō)明氯水能氧化SCN-,而乙組中,由于Fe2+的還原性大于SCN-,所以Fe2+首先被氧化成Fe3+,溶液變紅,當(dāng)氯水過(guò)量時(shí),又把SCN-氧化,紅色褪去。因?yàn)镕e3+并沒有發(fā)生變化,可用再加入KSCN溶液的方法觀察是否恢復(fù)紅色來(lái)驗(yàn)證。
(4)由于CO2氣體易和NaOH發(fā)生反應(yīng),所以為了防止倒吸,應(yīng)在B、C之間添加防倒吸裝置。
題組三 物質(zhì)成分探究型
3. (2013福建理綜,25)固體硝酸鹽加熱易分解且產(chǎn)物較復(fù)雜。某學(xué)習(xí)小組以Mg(NO3)2為研究對(duì)象,擬通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其熱分解的產(chǎn)物,提出如下4種猜想:
甲:Mg(NO2)2、NO2、O2
乙:MgO、NO2、O2
丙:Mg3N2、O2
?。篗gO、NO2、N2
(1)實(shí)驗(yàn)小組成員經(jīng)討論認(rèn)定猜想丁不成立,理由是___________________________。
查閱資料得知:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O
針對(duì)甲、乙、丙猜想,設(shè)計(jì)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(圖中加熱、夾持儀器等均省略):
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程
①儀器連接后,放入固體試劑之前,關(guān)閉k,微熱硬質(zhì)玻璃管(A),觀察到E中有氣泡連續(xù)放出,表明__________。
②稱取Mg(NO3)2固體3.7 g置于A中,加熱前通入N2以驅(qū)盡裝置內(nèi)的空氣,其目的是________;關(guān)閉k,用酒精燈加熱時(shí),正確操作是先________,然后固定在管中固體部位下加熱。
③觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn),C、D中未見明顯變化。
④待樣品完全分解,A裝置冷卻至室溫、稱量,測(cè)得剩余固體的質(zhì)量為1.0 g。
⑤取少量剩余固體于試管中,加入適量水,未見明顯現(xiàn)象。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論
①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和剩余固體的質(zhì)量經(jīng)分析可初步確認(rèn)猜想______是正確的。
②根據(jù)D中無(wú)明顯現(xiàn)象,一位同學(xué)認(rèn)為不能確認(rèn)分解產(chǎn)物中有O2,因?yàn)槿粲蠴2,D中將發(fā)生氧化還原反應(yīng):______________(填寫化學(xué)方程式),溶液顏色會(huì)褪去;小組討論認(rèn)定分解產(chǎn)物中有O2存在,未檢測(cè)到的原因是__________。
③小組討論后達(dá)成的共識(shí)是上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍不完善,需改進(jìn)裝置進(jìn)一步探究。
答案 (1)不符合氧化還原反應(yīng)原理(或其他合理答案)
(2)①裝置氣密性良好?、诒苊鈱?duì)產(chǎn)物O2的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾(或其他合理答案) 移動(dòng)酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管
(3)①乙
②2Na2SO3+O2===2Na2SO4 O2在通過(guò)裝置B時(shí)已參與反應(yīng)(或其他合理答案)
解析 這是一道典型的實(shí)驗(yàn)探究題,解答本題需要依照試題設(shè)計(jì)逐一分析。
(1)猜想丁不成立,從硝酸鎂分解過(guò)程中各元素化合價(jià)的變化可以看出,分解過(guò)程中鎂元素、氧元素的化合價(jià)沒變,氮元素的化合價(jià)都降低,故不符合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。(2)儀器連接后,加入藥品前,必須對(duì)裝置的氣密性進(jìn)行檢查,步驟①說(shuō)明裝置氣密性良好。因?yàn)榧僭O(shè)甲、乙、丙中都有氧氣,因此需要對(duì)氧氣進(jìn)行檢驗(yàn),故必須在實(shí)驗(yàn)前排除裝置內(nèi)的氧氣。關(guān)閉k,用酒精燈加熱時(shí),應(yīng)先移動(dòng)酒精燈預(yù)熱硬質(zhì)玻璃管。(3)①剩余固體加入水未見明顯變化,可排除猜想丙,因?yàn)榈V可與水反應(yīng)產(chǎn)生氨氣;3.7 g Mg(NO3)2的物質(zhì)的量為0.025 mol,若加熱分解生成Mg(NO2)2,最后所得固體的質(zhì)量為0.025 mol116 gmol-1=2.9 g,而實(shí)際固體的質(zhì)量為1.0 g,顯然猜想甲不合理。②D中盛的是Na2SO3酚酞溶液,若產(chǎn)物中有O2,D中將發(fā)生反應(yīng)2Na2SO3+O2===2Na2SO4,溶液堿性減弱,溶液顏色會(huì)褪去。由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程③觀察到A中有紅棕色氣體出現(xiàn),C、D中未見明顯現(xiàn)象,說(shuō)明NO2與O2在裝置B中已反應(yīng)完。
考點(diǎn)二 定量測(cè)定型實(shí)驗(yàn)題
常見的定量測(cè)定型實(shí)驗(yàn)題包括混合物成分的測(cè)定、物質(zhì)純度的測(cè)定以及化學(xué)式的確定等。該類試題常涉及物質(zhì)的稱量、物質(zhì)的分離與提純、中和滴定、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制等實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或問(wèn)題解答中要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
1. 氣體體積的測(cè)量
(1)量氣裝置的改進(jìn)
(2)量氣時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
①量氣時(shí)應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。
②讀數(shù)時(shí)要特別注意消除“壓強(qiáng)差”,保持液面相平還要注意視線與液面最低處相平。如上圖(Ⅰ)(Ⅳ)應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。
2. 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有消除干擾氣體的意識(shí)
如用“惰性”氣體將干擾氣體排出,或用溶液吸收干擾氣體等。
3. 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有被測(cè)量氣體全部被測(cè)量的意識(shí)
如可采取反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)向裝置中通入“惰性”氣體以使被測(cè)量氣體全部被吸收劑吸收的方法。
4. 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有“數(shù)據(jù)”的采集處理意識(shí)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集是化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ),一般來(lái)講,固體試劑稱質(zhì)量,而液體試劑和氣體試劑則測(cè)量體積。
(1)稱量固體質(zhì)量時(shí),中學(xué)一般用托盤天平,可估讀到0.1 g,精確度要求高的實(shí)驗(yàn)中可以用分析天平或電子天平,可精確到0.000 1 g。
(2)測(cè)量液體體積時(shí),一般實(shí)驗(yàn)中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒,可估讀到0.1 mL,準(zhǔn)確度要求高的定量實(shí)驗(yàn)如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式),可估讀到0.01 mL。容量瓶作為精密的定容儀器,用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,一般不用于量取液體的體積。
(3)氣體除了量取外,還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時(shí)一般有兩種方法:一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值;另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。
(4)用pH試紙(測(cè)得整數(shù)值)或pH計(jì)(精確到0.01)直接測(cè)出溶液的pH,經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到溶液中H+或OH-的物質(zhì)的量濃度。為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)中要采取必要的措施,確保離子完全沉淀、氣體完全被吸收等,必要時(shí)可以進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定,然后取其平均值進(jìn)行計(jì)算。如中和滴定實(shí)驗(yàn)中測(cè)量酸或堿的體積要平行做2~3次滴定,取體積的平均值求算未知溶液的濃度,但對(duì)于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄,因?yàn)閿?shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差。
題組一 中和滴定、氣體量取在定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
1. (2012福建理綜,25)實(shí)驗(yàn)室常用MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2(發(fā)生裝置如右下圖所示)。
(1)制備實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先檢查裝置氣密性,接下來(lái)的操作依次是_____(填序號(hào))。
A.往燒瓶中加入MnO2粉末
B.加熱
C.往燒瓶中加入濃鹽酸
(2)制備反應(yīng)會(huì)因鹽酸濃度下降而停止。為測(cè)定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度,探究小組同學(xué)提出下列實(shí)驗(yàn)方案:
甲方案:與足量AgNO3溶液反應(yīng),稱量生成的AgCl質(zhì)量。
乙方案:采用酸堿中和滴定法測(cè)定。
丙方案:與已知量CaCO3(過(guò)量)反應(yīng),稱量剩余的CaCO3質(zhì)量。
丁方案:與足量Zn反應(yīng),測(cè)量生成的H2體積。
繼而進(jìn)行下列判斷和實(shí)驗(yàn):
①判定甲方案不可行,理由是____________________________________________。
②進(jìn)行乙方案實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確量取殘余清液稀釋一定倍數(shù)后作為試樣。
a.量取試樣20.00 mL,用0.100 0 molL-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗22.00 mL,該次滴定測(cè)得試樣中鹽酸濃度為__________molL-1;
b.平行滴定后獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
③判斷丙方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“準(zhǔn)確”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.810-9、Ksp(MnCO3)=2.310-11]
④進(jìn)行丁方案實(shí)驗(yàn):裝置如右圖所示(夾持器具已略去)。
(ⅰ) 使Y形管中的殘余清液與鋅粒反應(yīng)的正確操作是將
________ 轉(zhuǎn)移到________中。
(ⅱ)反應(yīng)完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積,氣體體積逐次減小,直至不變。氣體體積逐次減小的原因是_____________________
________________________________________________________ ___________________________________________________________________________
(排除儀器和實(shí)驗(yàn)操作的影響因素)
答案 (1)ACB(按序號(hào)寫出三項(xiàng))
(2)①殘余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案)
②0.110 0
③偏小?、?ⅰ)Zn?!堄嗲逡?按序?qū)懗鰞身?xiàng))
(ⅱ)裝置內(nèi)氣體尚未冷卻至室溫
解析 (1)注意加藥品時(shí)先加入固體MnO2,再通過(guò)分液漏斗加入濃鹽酸,最后才能加熱。
(2)①根據(jù)反應(yīng)的離子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,可以看出反應(yīng)殘余液中c(Cl-)>c(H+),用甲方案測(cè)得的是c(Cl-),而不是c(H+)。
②根據(jù)c(鹽酸)V(鹽酸)=c(氫氧化鈉)V(氫氧化鈉),c(鹽酸)=c(氫氧化鈉)V(氫氧化鈉)/V(鹽酸)=22.00 mL0.100 0 molL-1/20.00 mL=0.110 0 molL-1。
③由于Ksp(MnCO3)
M(CaCO3),故最終剩余的固體質(zhì)量增加,導(dǎo)致測(cè)得的c(H+)偏小。
④Zn與鹽酸反應(yīng)放熱,因此,冷卻后氣體的體積將縮小。
題組二 裝置質(zhì)量變化在定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
2. (2012重慶理綜,27)氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6ClxH2O]是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?,F(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6ClxH2O熱分解的化學(xué)方程式為__________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x,則裝置的連接順序?yàn)開_____________(按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是____________。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱是____________。
(3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入N2的作用是________________、________________等。
(4)完全分解后測(cè)得C增重3.65 g 、D增重9.90 g ,則x=__________。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定的x值將________(填“偏高”或“偏低”)。
(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成
[Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)yzH2O],該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)?,F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定 z,除測(cè)定D的增重外,至少還需測(cè)定__________。
答案 (1)2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑
(2)a—e—d—b 吸收HCl氣體 檢查氣密性
(3)將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收 防止產(chǎn)生倒吸(合理答案均可)
(4)3 偏低
(5)裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物質(zhì)質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)質(zhì)量)
解析 (1)由已知可確定反應(yīng)物、生成物,條件是高溫。
2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑
由原子守恒配平,先配平Al2O3、MgO、HCl,后由O配平H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為(5+2x)。
(2)C中NaOH吸收HCl,D中濃H2SO4吸收H2O,故先通入D(濃H2SO4),再通入NaOH溶液,反之先通入NaOH溶液又帶出水蒸氣,使結(jié)果不準(zhǔn),故連接順序?yàn)閍、e、d、b。
(3)連接裝置后,首先檢查裝置氣密性,持續(xù)通入N2,可將整套裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕入C、D,同時(shí)又避免產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。
(4)C增重為吸收的HCl,
n(HCl)==0.1 mol。
D增重為吸收的H2O,n(H2O)==0.55 mol。
根據(jù)化學(xué)方程式關(guān)系可得2HCl~(5+2x)H2O,即
2∶(5+2x)=0.1 mol∶0.55 mol
解得:x=3
若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),氣體溫度過(guò)高將損失水蒸氣,使測(cè)定結(jié)果偏低。
(5)至少還需測(cè)定裝置C的增重和樣品的質(zhì)量。
考點(diǎn)三 化工流程型實(shí)驗(yàn)題
化學(xué)工藝流程題是近年來(lái)高考中備受關(guān)注的一種題型,該類題是將化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái),并根據(jù)生產(chǎn)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn),構(gòu)成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝流程題,它一般分為題頭介紹、流程圖示、問(wèn)題設(shè)計(jì)三部分。
題組一 原理探究型
1. [2013山東理綜,30(2)]工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì))制備TiO2的有關(guān)反應(yīng)包括:
酸溶 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)===FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
簡(jiǎn)要工藝流程如下:
①試劑A為________。鈦液Ⅰ需冷卻至70 ℃左右,若溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2收率降低,原因是______________________________________________________________。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無(wú)明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說(shuō)明H2TiO3中存在的雜質(zhì)離子是________。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會(huì)發(fā)黃,發(fā)黃的雜質(zhì)是____________________(填化學(xué)式)。
答案?、貴e 溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致TiOSO4提前水解,產(chǎn)生H2TiO3沉淀?、贔e2+ Fe2O3
解析?、偌尤際2SO4,除發(fā)生FeTiO3酸溶外,還發(fā)生反應(yīng)Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O,為了使Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+,所以應(yīng)加入Fe粉(A),鈦液中含有FeSO4和TiOSO4,考慮到溫度越高,TiOSO4的水解程度越大,造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀,在過(guò)濾時(shí),造成鈦損失。
②由于Fe2+不可能全部結(jié)晶生成綠礬,造成H2TiO3中含F(xiàn)e2+,滴入H2O2發(fā)生反應(yīng)
2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O,所以當(dāng)加入KSCN后,顯紅色,由于在H2TiO3中含F(xiàn)e2+,所以煅燒后會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Fe2O3,造成TiO2發(fā)黃。
題組二 實(shí)驗(yàn)操作型
2. (2013安徽理綜,27)二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)洗滌濾渣A的目的是為了除去________(填離子符號(hào)),檢驗(yàn)該離子是否洗凈的方法是________________________________________________________________________。
(2)第②步反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________,
濾渣B的主要成分是________。
(3)萃取是分離稀土元素的常用方法。已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來(lái),TBP________(填“能”或“不能”)與水互溶。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取操作時(shí)用到的主要玻璃儀器有________、燒杯、玻璃棒、量筒等。
(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.100 0 molL-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)(鈰被還原為Ce3+),消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
答案 (1)Fe3+ 取最后一次洗滌液少許,加入適量KSCN溶液,若不出現(xiàn)紅色,則已洗凈;反之,未洗凈
(2)2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O
SiO2(其他合理答案均可)
(3)不能 分液漏斗
(4)97.0%
解析 (1)CeO2、SiO2、Fe2O3等物質(zhì)中加入稀鹽酸,濾渣為CeO2和SiO2,濾液含有FeCl3等,洗滌濾渣A的目的主要是除去Fe3+,以防后面制備的產(chǎn)品中含有雜質(zhì),檢驗(yàn)Fe3+是否洗凈的試劑為KSCN溶液。(2)由于CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,所以H2O2為還原劑,在酸性條件下發(fā)生的離子反應(yīng)為2CeO2+H2O2+6H+===2Ce3++O2↑+4H2O,此時(shí)所得濾渣B為沒有參與反應(yīng)的SiO2。(3)根據(jù)萃取的定義及操作要求,作為萃取劑的TBP與水應(yīng)互不相溶,除所給儀器外萃取還需用到分液漏斗。(4)由反應(yīng)關(guān)系可得:Ce(OH)4~FeSO4
則n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.100 0 molL-10.025 L=0.002 5 mol
m[Ce(OH)4]=0.002 5 mol208 gmol-1=0.52 g,則產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=97.0%。
題組三 信息應(yīng)用型
3. (2013北京理綜,27)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)318H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略):
Ⅰ.向鋁灰中加入過(guò)量稀H2SO4,過(guò)濾;
Ⅱ.向?yàn)V液中加入過(guò)量KMnO4溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3;
Ⅲ.加熱,產(chǎn)生大量棕色沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失,過(guò)濾;
Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離,得到產(chǎn)品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)將MnO氧化Fe2+的離子方程式補(bǔ)充完整:
MnO+Fe2++________===Mn2++Fe3++________。
(3)已知:
生成氫氧化物沉淀的pH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
開始沉淀時(shí)
3.4
6.3
1.5
完全沉淀時(shí)
4.7
8.3
2.8
注意 金屬離子的起始濃度為0.1 molL-1。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的__________________________________________。
(4)已知:一定條件下,MnO可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱,能說(shuō)明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是_______________________________________________。
答案 (1)Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
(2)5 8 H+ 5 4 H2O
(3)pH約為3時(shí),F(xiàn)e2+和Al3+不能形成沉淀,將Fe2+氧化為Fe3+,可使鐵完全沉淀
(4)①生成黃綠色氣體?、诔ミ^(guò)量的MnO
解析 (1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式為Al2O3+6H+===2Al3++3H2O,在操作Ⅰ中,F(xiàn)eOxFe2O3也同時(shí)被溶解,濾液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+等。
(2)步驟Ⅰ所得溶液中會(huì)有過(guò)量H2SO4,故反應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行,由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知MnO和Fe2+的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶5,然后觀察配平。得MnO+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O。
(3)步驟Ⅱ中,加入過(guò)量KMnO4溶液目的是把Fe2+氧化成易除去的Fe3+。調(diào)節(jié)pH約為3,由表中數(shù)據(jù)分析,可知該條件使Fe3+完全沉淀而Al3+不被沉淀,從而達(dá)到分離Fe3+和Al3+的目的。
(4)①聯(lián)想Cl2的實(shí)驗(yàn)室制法,很容易分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意圖,即通過(guò)是否產(chǎn)生Cl2來(lái)判斷沉淀中有無(wú)MnO2。②操作Ⅳ中加入MnSO4,紫紅色消失,說(shuō)明過(guò)量的MnO因加入MnSO4而被轉(zhuǎn)化成沉淀,然后過(guò)濾除去MnO,保證產(chǎn)品的純度。
考點(diǎn)四 高考實(shí)驗(yàn)的新寵——有機(jī)實(shí)驗(yàn)
“有機(jī)實(shí)驗(yàn)”在新課標(biāo)卷中頻頻出現(xiàn),主要涉及到有機(jī)物的制備及有機(jī)物官能團(tuán)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究等。
題組一 有機(jī)物的制備
1. (2013新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,26)醇脫水是合成烯烴的常用方法,實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己烯的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下:
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對(duì)分
子質(zhì)量
密度/
(gcm-3)
沸點(diǎn)/℃
溶解性
環(huán)己醇
100
0.961 8
161
微溶于水
環(huán)己烯
82
0.810 2
83
難溶于水
合成反應(yīng):
在a中加入20 g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動(dòng)下慢慢加入1 mL濃H2SO4,b中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過(guò)90 ℃。
分離提純:
反應(yīng)粗產(chǎn)物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無(wú)水氯化鈣顆粒,靜置一段時(shí)間后棄去氯化鈣,最終通過(guò)蒸餾得到純凈環(huán)己烯10 g。
回答下列問(wèn)題:
(1)裝置b的名稱是________________。
(2)加入碎瓷片的作用是____________,如果加熱一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.立即補(bǔ)加 B.冷卻后補(bǔ)加
C.不需補(bǔ)加 D.重新配料
(3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。
(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并____________,在本實(shí)驗(yàn)分離過(guò)程中,產(chǎn)物應(yīng)該從分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分離提純過(guò)程中加入無(wú)水氯化鈣的目的是__________。
(6)在環(huán)己烯粗產(chǎn)物蒸餾過(guò)程中,不可能用到的儀器有________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.圓底燒瓶 B.溫度計(jì)
C.吸濾瓶 D.球形冷凝管
E.接收器
(7)本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是__________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
A.41% B.50% C.61% D.70%
答案 (1)直形冷凝管 (2)防止暴沸 B (3) (4)檢漏 上口倒出 (5)干燥(或除水除醇) (6)CD (7)C
解析 從有機(jī)化學(xué)反應(yīng)原理、裝置,物質(zhì)制備、分離、提純角度出發(fā),分析解決問(wèn)題。
(1)由題圖可知裝置b的名稱是直形冷凝管。
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸,否則會(huì)使蒸餾燒瓶中的液體進(jìn)入冷凝管,經(jīng)接收器流入錐形瓶,導(dǎo)致裝置炸裂,出現(xiàn)危險(xiǎn);如果發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片,應(yīng)冷卻后補(bǔ)加。
(3)本實(shí)驗(yàn)中最容易產(chǎn)生的副產(chǎn)物是由發(fā)生分子間脫水反應(yīng)生成的
。
(4)分液漏斗在使用前應(yīng)清洗干凈并檢查活塞處是否漏水。產(chǎn)物中環(huán)己烯難溶于水且比水的密度小,用分液漏斗分離時(shí)在上層,無(wú)機(jī)水溶液在下層,下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出。
(5)產(chǎn)物從分液漏斗上口倒出后,含少量水和揮發(fā)出的環(huán)己醇,加入無(wú)水氯化鈣的目的是干燥環(huán)己烯(或除水除醇)。
(6)蒸餾過(guò)程需用圓底燒瓶、溫度計(jì)、接收器和酒精燈,不可能用到吸濾瓶和球形冷凝管。
(7)據(jù)反應(yīng)可知,20 g理論上制得的質(zhì)量為=16.4 g。實(shí)際得純凈10 g,所以本實(shí)驗(yàn)所得到的環(huán)己烯產(chǎn)率是10%≈61%。
方法技巧
解答“有機(jī)物的制備”實(shí)驗(yàn)題時(shí),應(yīng)注意以下3個(gè)方面的問(wèn)題:
(1)原料的選擇與處理。制備一種物質(zhì),首先應(yīng)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的組成去尋找原料,原料的來(lái)源要經(jīng)濟(jì)、易得、安全。(2)反應(yīng)原理和途徑的確定。根據(jù)原料確定反應(yīng)原理,要求考慮環(huán)保、節(jié)約等因素,找出最佳制備途徑。制備途徑一般包括中間產(chǎn)物的制取、粗產(chǎn)品的制得及粗產(chǎn)品的精制等幾個(gè)部分。選擇途徑時(shí)應(yīng)注意雜質(zhì)少易除去、步驟少產(chǎn)率高、副反應(yīng)少好控制、污染少可循環(huán)、易提純好分離等特點(diǎn)。(3)產(chǎn)品的分離提純。根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)特點(diǎn)選擇合適的分離提純方案。
題組二 有機(jī)物性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究
2. (2012北京理綜,27)有文獻(xiàn)記載:在強(qiáng)堿性條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學(xué)進(jìn)行如下驗(yàn)證和對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
裝置
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
試管中的藥品
現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅰ
2 mL銀氨溶液和數(shù)滴較濃NaOH溶液
有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液逐漸變黑;試管壁附著有銀鏡
實(shí)驗(yàn)Ⅱ
2 mL銀氨溶液和數(shù)滴濃氨水
有氣泡產(chǎn)生;一段時(shí)間后,溶液無(wú)明顯變化
該同學(xué)欲分析實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ的差異,查閱資料:
a.Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3H2O
b.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色Ag2O
(1)配制銀氨溶液所需的藥品是___________________________________________。
(2)經(jīng)檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質(zhì)中有Ag2O。
①用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3,產(chǎn)生的現(xiàn)象是__________________________。
②產(chǎn)生Ag2O的原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)該同學(xué)對(duì)產(chǎn)生銀鏡的原因提出假設(shè):可能是NaOH還原Ag2O。實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象:向AgNO3溶液中加入______________________________________________________________,
出現(xiàn)黑色沉淀;水浴加熱,未出現(xiàn)銀鏡。
(4)重新假設(shè):在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O。用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)象:出現(xiàn)銀鏡。在虛線框內(nèi)畫出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡(jiǎn)圖(夾持儀器略)。
(5)該同學(xué)認(rèn)為在(4)的實(shí)驗(yàn)中會(huì)有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假設(shè):在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應(yīng)。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)假設(shè)成立,依據(jù)的現(xiàn)象是____________________________________
________________________________________________________________________。
(6)用HNO3清洗試管壁上的Ag,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
________________________________________________________________________。
答案 (1)AgNO3溶液和氨水
(2)①試紙變藍(lán)?、谠贜aOH存在下,加熱促進(jìn)NH3H2O分解,逸出NH3,促使Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3H2O平衡正向移動(dòng),c(Ag+)增大,Ag+與OH-反應(yīng)立即轉(zhuǎn)化為Ag2O:2OH-+2Ag+===Ag2O↓+H2O
(3)過(guò)量NaOH溶液
(4)見下圖
(5)①Ag2O+4NH3H2O===2Ag(NH3)2OH+3H2O ②與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡
(6)3Ag+4HNO3(稀)===3AgNO3+NO↑+2H2O
解析 (1)通常用AgNO3溶液和氨水配制銀氨溶液。
(2)①NH3為堿性氣體,能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。②由于銀氨溶液中存在平衡:Ag(NH3)+2H2OAg++2NH3H2O,在NaOH存在下,加熱促進(jìn)NH3逸出,使平衡右移,c(Ag+)增大,Ag+與OH-發(fā)生反應(yīng)生成AgOH,由于AgOH不穩(wěn)定,立即分解為Ag2O。
(3)要驗(yàn)證是不是NaOH將Ag2O還原,NaOH溶液需過(guò)量。
(4)將濃氨水滴在生石灰固體上,利用平衡移動(dòng)原理可以制備氨氣,因此選擇分液漏斗和燒瓶,分液漏斗和錐形瓶也可以。
(5)①Ag2O和NH3H2O發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)生成Ag(NH3)2OH。
②如果試管內(nèi)壁上出現(xiàn)光亮的銀鏡反應(yīng),說(shuō)明Ag(NH3)2OH 將Ag2O還原為Ag。
(6)Ag和稀硝酸反應(yīng)生成AgNO3、H2O和NO氣體。
1. (2013四川理綜,9)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中,一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物,將溶液中的Ag+除盡后,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),可選用試劑:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)請(qǐng)完成下表:
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入KSCN溶液,振蕩
存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入________,振蕩
存在Fe2+
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+。
Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性
用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置A加熱AgNO3固體,產(chǎn)生紅棕色氣體,在裝置D中收集到無(wú)色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后,試管中殘留固體為黑色。
(2)裝置B的作用是________。
(3)經(jīng)小組討論并驗(yàn)證該無(wú)色氣體為O2,其驗(yàn)證方法是________。
(4)【查閱資料】 Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出設(shè)想】 試管中殘留的黑色固體可能是:ⅰ.Ag;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】 該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想,分別取少量黑色固體放入試管中,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
操作
現(xiàn)象
a
加入足量氨水,振蕩
黑色固體不溶解
b
加入足量稀硝酸,振蕩
黑色固體溶解,并有氣體產(chǎn)生
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有________。
答案 (1)溶液呈血紅色 K3[Fe(CN)6]溶液 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
(2)防倒吸
(3)用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi),木條復(fù)燃,證明無(wú)色氣體為O2
(4)b Ag、NO2、O2
解析?、?(1)Fe3+遇KSCN溶液,溶液變血紅色。由于氯水與Fe2+反應(yīng),現(xiàn)象不明顯,應(yīng)直接用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn),如有藍(lán)色沉淀出現(xiàn),則證明Fe2+存在,否則不存在。
Ⅱ.(2)B裝置為安全瓶,可以防止倒吸。
(3)檢驗(yàn)氧氣的常用方法是利用其助燃性,使帶有火星的木條復(fù)燃。
(4)a實(shí)驗(yàn)中,加入氨水黑色固體不溶解,證明原物質(zhì)不含Ag2O,同時(shí)也證明原物質(zhì)為Ag;b實(shí)驗(yàn)中,只能證明原黑色固體含有Ag,因Ag2O也可以溶解在足量稀硝酸中,所以不能證明是否含有Ag2O。
由上述實(shí)驗(yàn)的綜合分析可知,AgNO3固體熱分解時(shí)的產(chǎn)物分別為Ag、NO2和O2,化學(xué)方程式為2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑
2. (2013江蘇,16)氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3)為原料制備高純氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如下:
(1)MgCO3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________
________________。
(2)加入H2O2氧化時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________
________________。
(3)濾渣2的成分是________(填化學(xué)式)。
(4)煅燒過(guò)程存在以下反應(yīng):
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下圖裝置對(duì)煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步吸收或收集。
①D中收集的氣體是________(填化學(xué)式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液 b.Na2CO3溶液
c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黃色固體能與熱的NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)物中元素的最高價(jià)態(tài)為+4,寫出該反應(yīng)的離子方程式:____________________。
答案 (1)MgCO3+2H+===Mg2++CO2↑+H2O
(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O
(3)Fe(OH)3
(4)①CO?、赿 ③3S+6OH-2S2-+SO+3H2O
解析 (1)MgCO3微溶于水,寫離子方程式時(shí)不能拆成離子形式,硫酸是強(qiáng)酸能拆成離子形式。(2)由于菱鎂礦中含有FeCO3,所以溶液中存在FeSO4,要除去雜質(zhì)Fe2+可先將其氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)pH除去,因此H2O2是氧化劑,發(fā)生反應(yīng):2FeSO4+H2O2+H2SO4===Fe2(SO4)3+2H2O。(3)用氨水調(diào)節(jié)pH=4除去Fe3+,濾渣2為Fe(OH)3。(4)題目中要求利用圖中裝置進(jìn)行氣體的分步吸收或收集。煅燒后存在四種氣體:S(g)、SO2、CO2和CO。由③可知A中得淡黃色固體,即S,B吸收SO2,C吸收CO2,D中收集CO。B吸收SO2但不吸收CO2,可選用KMnO4溶液,注意不能用NaOH溶液或Na2CO3溶液,因?yàn)樗鼈兾誗O2的同時(shí)也吸收CO2,題目要求是分步吸收。③中發(fā)生S與熱NaOH溶液的反應(yīng),產(chǎn)生+4價(jià)硫的化合物即Na2SO3,說(shuō)明另外有硫元素的化合價(jià)降低,即有-2價(jià)硫的化合物生成,其離子方程式為3S+6OH-2S2-+SO+3H2O。
3. (2013江蘇,21B)3,5二甲氧基苯酚是重要的有機(jī)合成中間體,可用于天然物質(zhì)白檸檬素的合成。一種以間苯三酚為原料的合成反應(yīng)如下:
甲醇、乙醚和3,5二甲氧基苯酚的部分物理性質(zhì)見下表:
物質(zhì)
沸點(diǎn)/℃
熔點(diǎn)/℃
密度(20 ℃) /gcm-3
溶解性
甲醇
64.7
—
0.791 5
易溶于水
乙醚
34.5
—
0.713 8
微溶于水
3,5二甲氧基苯酚
—
33~36
—
易溶于甲醇、乙醚,微溶于水
(1)反應(yīng)結(jié)束后,先分離出甲醇,再加入乙醚進(jìn)行萃取。①分離出甲醇的操作是________________。②萃取用到的分液漏斗使用前需________并洗凈,分液時(shí)有機(jī)層在分液漏斗的________(填“上”或“下”)層。
(2)分離得到的有機(jī)層依次用飽和NaHCO3溶液、飽和食鹽水、少量蒸餾水進(jìn)行洗滌。用飽和NaHCO3溶液洗滌的目的是________;用飽和食鹽水洗滌的目的是________________________。
(3)洗滌完成后,通過(guò)以下操作分離、提純產(chǎn)物,正確的操作順序是________(填字母)。
a.蒸餾除去乙醚 b.重結(jié)晶
c.過(guò)濾除去干燥劑 d.加入無(wú)水CaCl2干燥
(4)固液分離常采用減壓過(guò)濾。為了防止倒吸,減壓過(guò)濾完成后應(yīng)先________,再________。
答案 (1)①蒸餾?、跈z查是否漏水 上
(2)除去HCl 除去少量NaHCO3且減少產(chǎn)物損失
(3)dcab
(4)拆去連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管 關(guān)閉抽氣泵
解析 (1)甲醇和3,5二甲氧基苯酚是互溶的,可以利用兩者的沸點(diǎn)不同,用蒸餾的方法進(jìn)行分離。使用分液漏斗時(shí)首先要對(duì)分液漏斗進(jìn)行是否漏水的檢查。由于乙醚的密度比水小,所以有機(jī)層在分液漏斗的上層。
(2)由于在合成時(shí)所用的是氯化氫的甲醇溶液,所以加NaHCO3溶液的目的是除去HCl,用飽和食鹽水洗滌的目的是除去少量的NaHCO3雜質(zhì),同時(shí)可以減少3,5二甲氧基苯酚的損失。
(3)洗滌后,產(chǎn)物中仍混有H2O和乙醚,所以先加入無(wú)水CaCl2除去H2O,然后過(guò)濾除去CaCl2。通過(guò)蒸餾除去乙醚,最后重結(jié)晶得到純凈的3,5二甲氧基苯酚。所以操作順序?yàn)閐cab。
(4)倒吸主要是由于壓強(qiáng)減小造成的,所以為了防止倒吸,結(jié)束時(shí)應(yīng)先拆去連接抽氣泵和吸濾瓶的橡皮管,最后再關(guān)閉抽氣泵。
4. (2013浙江理綜,28)利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下:
已知:Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有________。
A.去除油污 B.溶解鍍鋅層
C.去除鐵銹 D.鈍化
(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續(xù)操作步驟是________。
(3)由溶液B制取Fe3O4膠體粒子的過(guò)程中,須持續(xù)通入N2,其原因是________________
________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過(guò)濾法實(shí)現(xiàn)固液分離?__________(填“能”或“不能”),理由是________________________________。
(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測(cè)定產(chǎn)物Fe3O4中的二價(jià)鐵含量。若需配制濃度為0.010 00 molL-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250 mL,應(yīng)準(zhǔn)確稱取________ g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知MK2Cr2O7=294.0 gmol-1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),下列儀器中不必要用到的有________(用編號(hào)表示)。
①電子天平 ②燒杯 ③量筒 ④玻璃棒?、萑萘科?
⑥膠頭滴管?、咭埔汗?
(6) 滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結(jié)束后氣泡消失,則測(cè)定結(jié)果將________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
答案 (1)AB
(2)抽濾、洗滌、灼燒
(3)N2氣氛下,防止Fe2+被氧化
(4)不能 膠體粒子太小,抽濾時(shí)容易透過(guò)濾紙
(5)0.735 0 ③⑦
(6)偏大
解析 結(jié)合題目提供的信息及制備Fe3O4膠體粒子和ZnO的流程圖,運(yùn)用已有知識(shí)分析、解決問(wèn)題。
(1)由于Zn的性質(zhì)與Al的相似,可溶于NaOH溶液,因此用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮,除去表面的油污后,可將鍍層鋅溶解。
(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,然后過(guò)濾、洗滌、灼燒使Zn(OH)2分解為ZnO。考慮Zn(OH)2與Al(OH)3的性質(zhì)相似,應(yīng)為絮狀沉淀物,過(guò)濾速度較慢,這里可采用抽濾,加快過(guò)濾速度。
(3)溶液B中含有Fe2+、Fe3+,加入NaOH溶液、加熱,可得Fe3O4膠體粒子,其中
Fe2+極易被氧化成Fe3+,持續(xù)通入N2的目的是防止Fe2+被氧化。
(4)Fe3O4膠體粒子的直徑較小,減壓過(guò)濾時(shí)能透過(guò)濾紙,因此不能通過(guò)減壓過(guò)濾實(shí)現(xiàn)固液分離。
(5)稱取K2Cr2O7的質(zhì)量為m(K2Cr2O7)=0.010 00 molL-10.250 0
鏈接地址:http://www.3dchina-expo.com/p-10741020.html