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2019-2020年高考化學總復習 考點20 化學實驗方案的設計與評價專項專練（含解析） 新人教版 一、選擇題 1.(xx海南高考6)下圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3,儀器連接順序正確的是　(　　) A.a—b—c—d—e—f—g—h B.a—e—d—c—b—h—i—g C.a—d—e—c—b—h—i—g D.a—c—b—d—e—h—i—f 【解題指南】解答本題應注意以下兩點: (1)制得Cl2要先除HCl,再干燥,然后與Fe反應。 (2)注意氣體通入洗氣瓶時的氣體流向。 【解析】選B。根據(jù)實驗目的和所給儀器藥品應首先制得氯氣,然后再將氯氣與鐵粉反應,制取FeCl3,最后用NaOH溶液吸收多余的氯氣防止污染環(huán)境。由于制得的氯氣中含有HCl、H2O等雜質(zhì),所以與鐵反應之前應先用飽和NaCl溶液吸收揮發(fā)出的HCl,然后用濃硫酸干燥。連接儀器時應注意長管進氣,短管出氣。 2.(xx江蘇高考13)下列依據(jù)相關(guān)實驗得出的結(jié)論正確的是　(　　) A.向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,石灰水變渾濁,該溶液一定是碳酸鹽溶液 B.用鉑絲蘸取少量某溶液進行焰色反應,火焰呈黃色,該溶液一定是鈉鹽溶液 C.將某氣體通入溴水中,溴水顏色褪去,該氣體一定是乙烯 D.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,該溶液中一定含F(xiàn)e2+ 【解題指南】在物質(zhì)檢驗時,對產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,要注意運用“唯一性”。若有多個實驗都具有此現(xiàn)象,則不能得出含有某物質(zhì)或離子的結(jié)論。 【解析】選D。A項所述溶液中含有HC也會有類似現(xiàn)象,錯誤;焰色反應是元素性質(zhì),故原溶液也可能是NaOH溶液,B錯誤;SO2、乙烯、丙烯等氣體都能使溴水褪色,C錯誤;D項中的操作為Fe2+的檢驗,D正確。 二、非選擇題 3.(xx北京高考28)某學生對SO2與漂粉精的反應進行實驗探究: 操作 現(xiàn)象 取4 g漂粉精固體,加入100 mL水 部分固體溶解,溶液略有顏色 過濾,測漂粉精溶液的pH pH試紙先變藍(約為12),后褪色 ⅰ.液面上方出現(xiàn)白霧; ⅱ.稍后,出現(xiàn)渾濁,溶液變?yōu)辄S綠色; ⅲ.稍后,產(chǎn)生大量白色沉淀,黃綠色褪去 (1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化學方程式是　　　　　　　　　　　 　。 (2)pH試紙顏色的變化說明漂粉精溶液具有的性質(zhì)是　　　　　　　　　　 。 (3)向水中持續(xù)通入SO2,未觀察到白霧。推測現(xiàn)象ⅰ的白霧由HCl小液滴形成,進行如下實驗: a.用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗白霧,無變化; b.用酸化的AgNO3溶液檢驗白霧,產(chǎn)生白色沉淀。 ①實驗a的目的是　 。 ②由實驗a、b不能判斷白霧中含有HCl,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 (4)現(xiàn)象ⅱ中溶液變?yōu)辄S綠色的可能原因:隨溶液酸性的增強,漂粉精的有效成分和Cl-發(fā)生反應。通過進一步實驗確認了這種可能性,其實驗方案是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 (5)將A瓶中混合物過濾、洗滌,得到沉淀X。 ①向沉淀X中加入稀HCl,無明顯變化。取上層清液,加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,則沉淀X中含有的物質(zhì)是　　　　　 。 ②用離子方程式解釋現(xiàn)象ⅲ中黃綠色褪去的原因:　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 【解題指南】解答本題時應注意以下3點: (1)注意反應現(xiàn)象的分析。 (2)硝酸酸化的硝酸銀溶液具有強氧化性。 (3)鹵素單質(zhì)與二氧化硫在水存在的條件下可以發(fā)生反應。 【解析】(1)Cl2和Ca(OH)2反應生成氯化鈣、次氯酸鈣與水。 (2)pH試紙先變藍(約為12),說明溶液呈堿性,后顏色褪去,說明具有漂白性。 (3)①反應中生成Cl2,用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗白霧中是否有Cl2,排除Cl2的干擾; ②白霧中含有SO2,可以被硝酸氧化為硫酸,故SO2可以使酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀。 (4)由題意知隨著酸性的增強,ClO-和Cl-在酸性條件下會發(fā)生氧化還原反應生成Cl2,故可向漂粉精溶液中逐滴滴入硫酸,觀察溶液顏色是否變?yōu)辄S綠色; (5)①取上層清液,加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明SO2被氧化為S,故沉淀X為CaSO4; ②溶液呈黃綠色,有Cl2生成,稍后又產(chǎn)生白色沉淀說明有CaSO4生成,黃綠色褪去,說明Cl2與SO2反應生成鹽酸與硫酸。 答案:(1)2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (2)堿性、漂白性 (3)①檢驗白霧中是否有Cl2,排除Cl2的干擾 ②白霧中含有SO2,SO2可以使酸化的AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀 (4)向漂粉精溶液中逐滴滴入硫酸,觀察溶液顏色是否變?yōu)辄S綠色 (5)①CaSO4 ②Cl2+SO2+2H2O4H++2Cl-+S 4.(xx天津高考9) FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3,再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 Ⅰ.經(jīng)查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下: ①檢驗裝置的氣密性; ②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣; ③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成; ④…… ⑤體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的N2趕盡Cl2,將收集器密封。 請回答下列問題: (1)裝置A中反應的化學方程為　 。 (2)第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器,第④步操作是　 。 (3)操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)　 。 (4)裝置B中冷水浴的作用為　　　　　　　　;裝置C的名稱為　　　　　　　　　;裝置D中FeCl2全部反應后,因失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑:　　　　　　　　　　。 (5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。 Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應的離子方程為　 。 (7)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽極的電極反應式為　 。 (8)綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應,可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點:①H2S的原子利用率為100%;②　 。 【解題指南】解答本題時應注意以下3點: (1)注意提取信息,FeCl3易潮解,加熱易升華,根據(jù)題意,整個實驗過程要避開水蒸氣和降溫。 (2)注意實驗的安全性和尾氣的吸收。 (3)電解時先確定電解質(zhì)溶液再確定電極反應。 【解析】Ⅰ.本實驗的關(guān)鍵是要保持干燥,防止有水蒸氣的干擾。 (1)裝置A中發(fā)生反應3Cl2+2Fe2FeCl3。 (2)FeCl3加熱易升華,在A右端冷卻凝固的FeCl3可用加熱的方法趕進收集器。 (3)防止FeCl3潮解的操作是②和⑤。 (4)裝置D中FeCl2失效即FeCl2全部生成了FeCl3,只要檢驗是否含有Fe2+即可,可用K3[Fe(CN)6]檢驗。 (5)尾氣吸收可用NaOH溶液。 Ⅱ.用FeCl3吸收H2S,然后再電解使FeCl2再轉(zhuǎn)化成FeCl3,可使H2S全部轉(zhuǎn)化成S和H2,使FeCl3循環(huán)利用。電解時,電解池的陽極上Fe2+發(fā)生氧化反應,生成Fe3+。 答案:(1)2Fe+3Cl22FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3)②⑤ (4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產(chǎn)品 干燥管　K3[Fe(CN)6]溶液 (5) (6)2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+ (7)Fe2+-e-Fe3+ (8)FeCl3得到循環(huán)利用 5.(xx海南高考17)BaCl2xH2O中結(jié)晶水數(shù)目可通過重量法來確定: ①稱取1.222 g樣品,置于小燒杯中,加入適量稀鹽酸,加熱溶解,邊攪拌邊滴加稀硫酸至沉淀完全,靜置; ②過濾并洗滌沉淀; ③將盛有沉淀的濾紙包烘干并中溫灼燒;轉(zhuǎn)入高溫爐中,反復灼燒至恒重,稱得沉淀質(zhì)量為1.165 g。 回答下列問題: (1)在操作②中,需要先后用稀硫酸和　　　　洗滌沉淀;檢驗沉淀中氯離子是否洗凈的方法是　 。 (2)計算BaCl2xH2O中的x=　　　　(要求寫出計算過程)。 (3)操作③中,如果空氣不充足和溫度過高,可能會有部分沉淀被濾紙中的碳還原為BaS,這使x的測定結(jié)果　　　　(填“偏低”“偏高”或“不變”)。 【解題指南】解答本題時應明確以下兩點: (1)掌握基本實驗操作。 (2)能夠根據(jù)實驗原理對實驗數(shù)據(jù)進行分析和計算。 【解析】利用重量法測定BaCl2xH2O中結(jié)晶水數(shù)目的原理是將晶體溶解后加入過量稀硫酸,然后過濾、洗滌沉淀,稱量硫酸鋇固體的質(zhì)量,由此計算晶體中BaCl2和H2O的質(zhì)量,然后求出x。洗滌沉淀時為了減少硫酸鋇的溶解應該用稀硫酸和蒸餾水洗滌沉淀。如果有部分硫酸鋇被還原成BaS,會造成硫酸鋇質(zhì)量減小,計算出的BaCl2質(zhì)量偏小,H2O的質(zhì)量偏大,使x的測定結(jié)果偏高。 答案:(1)蒸餾水 取水洗液于試管中,加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,若無白色渾濁出現(xiàn),則表明Cl-已經(jīng)洗凈 (2)樣品中BaCl2的物質(zhì)的量為n(BaCl2)= =5.00010-3mol 質(zhì)量m(BaCl2)=5.00010-3mol208 gmol-1=1.040 g n(H2O)∶n(BaCl2)=∶(5.00010-3mol)≈2.02≈2 (3)偏高 6.(xx江蘇高考19)(15分)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑,可由綠礬(FeSO47H2O)通過下列反應制備:FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4　FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 molL-1計算)。 金屬離子 開始沉淀的pH 沉淀完全的pH Fe3+ 1.1 3.2 Al3+ 3.0 5.0 Fe2+ 5.8 8.8 (1)制備FeCO3時,選用的加料方式是　　　　(填字母),原因是　 。 a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應容器中 b.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應容器中 c.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應容器中 (2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗洗滌是否完全的方法是　 。 (3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中,再加入少量鐵粉,80℃下攪拌反應。①鐵粉的作用是 。 ②反應結(jié)束后,無需過濾,除去過量鐵粉的方法是　 。 (4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥,獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是 　 。 (5)某研究性學習小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā),先制備綠礬,再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合下圖的綠礬溶解度曲線,補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO47H2O晶體的實驗步驟(可選用的試劑:鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應,　 ,得到FeSO4溶液,　　　　,得到FeSO47H2O晶體。 【解題指南】設計物質(zhì)制備的實驗方案,需要考慮:①除雜(從物質(zhì)的性質(zhì)著手,選取試劑將其反應除掉);②制備(用何物質(zhì)反應得到);③析出(運用何種方法得到晶體)。 【解析】(1)Na2CO3溶液顯堿性,若將Fe2+加入時,會生成Fe(OH)2沉淀。所以應將Na2CO3加入FeSO4溶液中。 (2)由制備FeCO3的方程式知,沉淀表面會附有Na2SO4,故只要檢驗洗滌液中是否含有S,即可證明沉淀是否洗凈。即取最后一次的洗滌液1 mL~2 mL于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈。 (3)①Fe2+在溶解過程中,易被氧化成Fe3+,加入鐵粉可以使Fe3+還原為Fe2+。②過量的鐵粉用檸檬酸溶解,可得更多產(chǎn)物檸檬酸亞鐵。 (4)檸檬酸亞鐵晶體在乙醇中的溶解量比在水中的大,故有利于其析出。 (5)硫鐵礦燒渣中加入稀硫酸,SiO2不溶,先過濾除去。含有的Fe2O3和Al2O3被溶解成Fe3+和Al3+,加入鐵粉,可以將Fe3+還原為Fe2+,以增加FeSO4的產(chǎn)量。然后調(diào)節(jié)pH為5,除去Al3+,此時溶液僅為FeSO4。從溶解度曲線知,在60℃時FeSO4的溶解度最大,故將溫度控制在60℃時,可獲得含量最多的FeSO4,降低溫度到0℃,可析出FeSO47H2O晶體。 答案:(1)c　避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗滌液1 mL~2 mL于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈 (3)①防止+2價的鐵元素被氧化 ②加入適量檸檬酸讓鐵粉反應完全 (4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量,有利于晶體析出 (5)過濾,向反應液中加入足量的鐵粉,充分攪拌后,滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)反應液的pH約為5,過濾(或過濾,向濾液中滴加過量的NaOH溶液,過濾,充分洗滌固體,向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解,再加入足量的鐵粉,充分攪拌后,過濾) 滴加稀硫酸酸化,加熱濃縮得到60℃飽和溶液,冷卻至0℃結(jié)晶,過濾,少量冰水洗滌,低溫干燥 7.(xx四川高考9)為了探究AgNO3的氧化性和熱穩(wěn)定性,某化學興趣小組設計了如下實驗。 Ⅰ.AgNO3的氧化性 將光亮的鐵絲伸入AgNO3溶液中,一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中Fe的氧化產(chǎn)物,將溶液中的Ag+除盡后,進行了如下實驗。可選用的試劑:KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。 (1)請完成下表: 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 ① 存在Fe3+ 取少量除盡Ag+后的溶液于試管中,加入?、凇?振蕩 ③ 存在Fe2+ 【實驗結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為Fe2+和Fe3+。 Ⅱ.AgNO3的熱穩(wěn)定性 用下圖所示的實驗裝置A加熱AgNO3固體,產(chǎn)生紅棕色氣體,在裝置D中收集到無色氣體。當反應結(jié)束后,試管中殘留固體為黑色。 (2)裝置B的作用是　 。 (3)經(jīng)小組討論并驗證該無色氣體為O2,其驗證方法是　 。 (4)【查閱資料】Ag2O和粉末狀的Ag均為黑色;Ag2O可溶于氨水。 【提出設想】試管中殘留的黑色固體可能是ⅰ.Ag; ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O。 【實驗驗證】該小組為驗證上述設想,分別取少量黑色固體放入試管中,進行了如下實驗。 實驗編號 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 【實驗評價】根據(jù)上述實驗,不能確定固體產(chǎn)物成分的實驗是　①　(填實驗編號)。 【實驗結(jié)論】根據(jù)上述實驗結(jié)果,該小組得出AgNO3固體熱分解的產(chǎn)物有　②　。 【解析】(1)Fe3+的檢驗用KSCN,現(xiàn)象是溶液變紅;Fe2+的檢驗用K3[Fe(CN)6],現(xiàn)象為生成藍色沉淀。 (2)B裝置為安全瓶,防止C中溶液倒吸進A中的試管內(nèi)。 (3)用帶火星的木條靠近瓶口,木條復燃,證明是氧氣。 (4)①a實驗中黑色固體不溶解,說明它是Ag,若含有Ag2O,則會部分溶解;b實驗中,黑色固體溶解,可能有Ag或者Ag、Ag2O的混合物,有氣體產(chǎn)生證明有Ag,所以不能證明是否有Ag2O;②紅棕色氣體是NO2,實驗證明有Ag和O2生成。 答案:(1)①變成紅色?、贙3[Fe(CN)6] ③生成藍色沉淀 (2)防倒吸 (3)用帶火星的木條靠近瓶口,木條復燃,證明是氧氣 (4)①b　②Ag、O2、NO2 8.(xx浙江高考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。請回答下列問題: (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制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續(xù)通入N2,其原因是　 。 (4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(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)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.010 00 molL-1的K2Cr2O7標準溶液250 mL,應準確稱取 　　　g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知MK2Cr2O7=294.0 gmol-1)。配制該標準溶液時,下列儀器中不必要用到的有　　　(用編號表示)。 ①電子天平?、跓、哿客病、懿ＡО簟、萑萘科俊、弈z頭滴管?、咭埔汗? (6)滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結(jié)束后氣泡消失,則測定結(jié)果將　　　(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 【解題指南】重點掌握以下3點: (1)根據(jù)流程圖理解制備原理和操作步驟; (2)掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的方法和用到的儀器; (3)掌握滴定實驗的誤差分析方法。 【解析】(1)NaOH溶液可除去鍍鋅鐵表面的油污,溶解鍍鋅鐵的鋅層。NaOH溶液不能與鐵銹反應,也不能使鐵鈍化,因此A、B正確,C、D錯誤。 (2)溶液中A調(diào)節(jié)pH,產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,抽濾、洗滌,可得Zn(OH)2固體,加熱灼燒使Zn(OH)2分解,可得ZnO。 (3)反應過程中Fe2+容易被空氣中的氧氣氧化,通入N2,可防止Fe2+被氧化。 (4)膠體粒子可透過濾紙,因此不能用減壓過濾的方法進行固液分離。 (5)m(K2Cr2O7)=0.010 00 molL-10.25 L294.0 gmol-1=0.735 0 g。 稱量0.735 0 g K2Cr2O7應使用電子天平,溶解過程中要使用燒杯和玻璃棒,溶液要在容量瓶中定容,定容時還要使用膠頭滴管。實驗中量筒、移液管不必用到。 (6)滴定過程中,裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管開始有氣泡,后來氣泡消失,則導致標準液的讀數(shù)偏大,則測定結(jié)果偏大。 答案:(1)A、B　(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,抽濾時容易透過濾紙 (5)0.735 0?、邰摺?6)偏大 9.(xx重慶高考9)某研究小組利用題圖裝置探究溫度對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,按題圖裝置進行對比實驗,甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置D加熱,反應產(chǎn)物均為黑色粉末(純凈物)。兩組分別用產(chǎn)物進行以下實驗。 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,無氣泡 溶解,有氣泡 2 取步驟1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液 藍色沉淀 藍色沉淀 3 取步驟1中溶液,滴加KSCN溶液 變紅 無現(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中反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　 。 ③乙組步驟4中,溶液變紅的原因為　　　　　　　　　　　　　 ;溶液褪色可能的原因及其驗證方法為　　　　　　　　　　　　　 。 ④從實驗安全考慮,題圖裝置還可采取的改進措施是　　　　　　　　　　　　 　 。 【解題指南】解答本題時應注意以下兩點: (1)實驗題應先確定流程圖中物質(zhì)的變化再解答裝置的用途。 (2)實驗裝置要注意實驗的安全性和尾氣的吸收。 【解析】(1)(2)由實驗可知碳酸鎂分解生成的二氧化碳和鋅反應再生成一氧化碳,一氧化碳還原氧化鐵。尾氣一氧化碳的處理可用點燃的方法。(3)①②由實驗能和鹽酸反應生成氣體,溶液不能使KSCN溶液變紅,加入氯水變紅可知乙組的產(chǎn)物為鐵單質(zhì),由實驗現(xiàn)象和鹽酸反應溶解、黑色粉末、遇KSCN溶液變紅可知甲組中產(chǎn)物為四氧化三鐵。③對比步驟4可知,Fe2+被氧化成Fe3+,Fe3+遇SCN-顯紅色;變色后又褪色,有可能是Cl2與SCN-發(fā)生了反應,驗證方法就是在褪色的溶液中再加入KSCN溶液即可。④從實驗安全角度考慮,B裝置容易發(fā)生倒吸,所以要在B、C間加入防倒吸裝置。 答案:(1)MgO、CO2 (2)除CO2　點燃 (3)①Fe ②Fe3O4+8H+2Fe3++Fe2++4H2O ③Fe2+被氧化為Fe3+,Fe3+遇SCN-顯紅色　假設SCN-被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出現(xiàn)紅色,則假設成立(其他合理答案均可) ④在裝置BC之間添加裝置E防倒吸(其他合理答案均可) 10.(xx上海高考35-39)溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑,具有易溶于水、易吸潮等性質(zhì)。實驗室用工業(yè)大理石(含有少量Al3+、Fe3+等雜質(zhì))制備溴化鈣的主要流程如下: 完成下列填空: (1)上述使用的氫溴酸的質(zhì)量分數(shù)為26%,若用47%的氫溴酸配制26%的氫溴酸500 mL,所需的玻璃儀器有玻璃棒、　　 　　。 (2)已知步驟Ⅲ的濾液中不含N。步驟Ⅱ加入的試劑a是　　　　,控制溶液的pH約為8.0的目的是　　 　　、　　 　　。 (3)試劑b是　　　　,步驟Ⅳ的目的是　 。 (4)步驟Ⅴ所含的操作依次是　　　 　、　 　 　。 (5)制得的溴化鈣可以通過如下步驟測定其純度: ①稱取4.00 g無水溴化鈣樣品; ②溶解; ③滴加足量Na2CO3溶液,充分反應后過濾; ④　　　　 ; ⑤稱量。若得到1.88 g碳酸鈣,則溴化鈣的質(zhì)量分數(shù)為　　　(保留兩位小數(shù))。 若實驗操作規(guī)范而測定結(jié)果偏低,其原因是 　 。 【解題指南】解答本題著重注意以下兩點: (1)理解調(diào)節(jié)pH,且不引入新的雜質(zhì)的方法。 (2)從題中信息入手理解實驗誤差分析。 【解析】(1)配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的溶液,通過計算取用一定體積的濃溶液和水混合即可,因此需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和量筒。 (2)要除去溶液中混有的Al3+和Fe3+,且不引入新的雜質(zhì),可加入Ca(OH)2調(diào)節(jié)溶液的pH?？刂迫芤旱膒H約為8.0,可使Al3+、Fe3+全部沉淀,且不能溶解Al(OH)3。 (3)Ⅲ過濾后的濾液呈堿性,含有少量Ca(OH)2,因此步驟Ⅳ應加入氫溴酸調(diào)節(jié)溶液呈中性,除去溶液中的Ca(OH)2并得到CaBr2。 (4)步驟Ⅴ是把CaBr2溶液蒸發(fā)得到結(jié)晶水合物,因此操作是:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾。 (5)溴化鈣與Na2CO3溶液反應: CaBr2+Na2CO3CaCO3↓+2NaBr 200 100 m(CaBr2) 1.88 g 因此m(CaBr2)=3.76 g。 則溴化鈣的質(zhì)量分數(shù)為94.00%。 實驗操作規(guī)范而測定低,則應考慮CaBr2的性質(zhì),CaBr2易吸潮,稱量過程中吸收了空氣中的水分則會導致測定結(jié)果偏低。 答案:(1)燒杯、量筒 (2)Ca(OH)2　使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀　不使Al(OH)3溶解 (3)氫溴酸　調(diào)節(jié)溶液呈中性,除去溶液中的Ca(OH)2,并得到CaBr2 (4)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶　過濾 (5)洗滌、干燥　94.00% CaBr2易吸潮,稱量過程中吸收了空氣中的水分 11.(xx上海高考40-43) 二氧化硫是硫的重要化合物,在生產(chǎn)、生活中有廣泛應用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要氣體。無論是實驗室制備還是工業(yè)生產(chǎn),二氧化硫尾氣吸收或煙氣脫硫都非常重要。 完成下列填空: (1)實驗室可用銅和濃硫酸加熱或硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫。 如果用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫,并希望能控制反應速度,上圖中可選用的發(fā)生裝置是　　　　(填寫字母)。 (2)若用硫酸和亞硫酸鈉反應制取3.36 L(標準狀況)二氧化硫,至少需要稱取亞硫酸鈉　　　　g(保留一位小數(shù));如果已有4.0%亞硫酸鈉(質(zhì)量分數(shù))被氧化成硫酸鈉,則至少需稱取該亞硫酸鈉　　　　g(保留一位小數(shù))。 (3)實驗室二氧化硫尾氣吸收與工業(yè)煙氣脫硫的化學原理相通。石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。 石灰-石膏法的吸收反應為SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應為2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO42H2O。其流程如下圖: 堿法的吸收反應為SO2+2NaOHNa2SO3+H2O。堿法的特點是氫氧化鈉堿性強、吸收快、效率高。其流程如下圖: 已知: 試劑 Ca(OH)2 NaOH 價格(元/kg) 0.36 2.90 吸收SO2的成本(元/mol) 0.027 0.232 石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫的化學原理相同之處是　 。 和堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點是 　 , 缺點是　 。 (4)在石灰-石膏法和堿法的基礎上,設計一個改進的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案(用流程圖表示)。 【解題指南】解答本題時進行實驗評價,應對比兩種吸收方法的價格,分析、確定這兩種方法的優(yōu)缺點,并設計一個改進版的、能實現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案。 【解析】(1)用硫酸和亞硫酸鈉反應制取二氧化硫不能使用啟普發(fā)生器,要能控制反應速度,則應選用分液漏斗控制硫酸的加入量,因此應選擇裝置a或e。 (2)3.36 L(標準狀況)二氧化硫的物質(zhì)的量為0.15 mol,根據(jù)反應Na2SO3+H2SO4Na2SO4+H2O+SO2↑,因此n(Na2SO3)=0.15 mol,m(Na2SO3)= 126 gmol-10.15 mol=18.9 g。 如果已有4.0%亞硫酸鈉(質(zhì)量分數(shù))被氧化成硫酸鈉,則未被氧化的Na2SO3占99.6%,需要純Na2SO3為0.15 mol,因此被氧化的Na2SO3為4.0%= 0.006 mol,氧化生成的Na2SO4質(zhì)量為142 gmol-10.006 mol=0.86 g。因此至少需稱取該亞硫酸鈉18.9 g+0.86 g=19.8 g。 (3)石灰-石膏法和堿法吸收二氧化硫都是利用SO2與堿的反應,石灰-石膏法的優(yōu)點是:Ca(OH)2便宜,吸收SO2的成本低,缺點是吸收速度慢、效率低、設備復雜。 (4)由于Ca(OH)2比較便宜,因此可考慮使NaOH循環(huán)利用。 答案:(1)a、e　(2)18.9　19.8 (3)都是利用SO2與堿的反應　Ca(OH)2便宜,吸收SO2的成本低　吸收速度慢、效率低、設備復雜