1、专题二十四专题二十四 实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价 挖命题 【考情探究】 考点 内容解读 5 年考情 预测热 度 考题示例 难 度 关联考点 实验方案的设计与 评价 1.能根据实验要求,做到: 设计、评价或改进实验方案。 采取适当的方法控制实验条件。 描述实验现象和收集有关数据。 分析现象和处理数据并得出合理 结论。 识别或绘制典型的实验仪器装置 图。 2.以上各部分知识与技能的综合应 用。 2016 天津理综,5 2014 天津理 综,2、9 较 难 元素及其化合 物 分析解读 高考对本专题内容的考查形式有两种:一是保持对传统知识的考查;二是结合题目中信息对实验过 程进行分析。题
2、型以选择题和综合实验题为主,以元素及其化合物和典型有机物的性质为基础,侧重考查实验方 案的设计和评价。考查的化学学科核心素养为科学探究与创新意识和证据推理与模型认知。 【真题典例】 破考点 【考点集训】 考点 实验方案的设计与评价 1.下列实验中,对应的现象以及解释或结论都正确,且两者具有因果关系的是( ) 选 项 实验 现象 解释或结论 A 向黄色的 e NO3 3溶液中滴加氢碘酸 溶液变为紫红色 氧化性:Fe 3+I 2 B 将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧 铝箔熔化但不滴落 下来 铝箔表面有致密 Al2O3薄膜,且 Al2O3熔点高 于 Al C 向新收集的酸雨中滴加硝酸钡溶液 产生白色沉
3、淀 酸雨中一定含有 SO4 2- D 取久置的 Na2O2粉末,向其中滴加过量的 盐酸 产生无色气体 Na2O2没有变质 答案 B 2.用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际不相符的是( ) 选项 中物质 中物质 预测中的现象 A 浓盐酸 二氧化锰 立即产生黄绿色气体 B 浓硝酸 用砂纸打磨 无明显现象 过的铝条 续表 选项 中物质 中物质 预测中的现象 C 浓氨水 硫酸亚 铁溶液 产生白色沉淀,后迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 D 亚硫酸氢 钠溶液 酸性高锰 酸钾溶液 溶液逐渐褪色 答案 A 3.下列实验方案能达到实验目的的是( ) 选项 实验方案 实验目的或结论 A
4、将硫酸酸化的 H2O2溶液滴入 Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄 证明氧化性:H2O2Fe 3+ B 相同条件下,向两支盛有相同体积、不同浓度 H2O2溶液的试管中分别滴 入等体积、等浓度的 CuSO4溶液和 FeCl3溶液 探究 CuSO4、FeCl3对 H2O2分解 速率的影响 C 取 a g 铝箔与足量氢氧化钠溶液充分反应,逸出的气体通过浓硫酸后,测 其体积为 V L(已转化为标准状况下) 测定铝箔中 Al2O3含量 D 比较不同反应的反应热数据大小 判断反应速率的快慢 答案 C 炼技法 【方法集训】 方法 化学实验方案的设计思路及步骤 1.利用下列装置分别完成相关实验,不能达到实验目的
5、的是( ) A B 制备并收集氨气 验证铁的吸氧腐蚀 C D 鉴别碳酸钠与碳酸氢钠 证明温度对平衡移动的影响 答案 A 2.根据下列操作和现象,所得结论正确的是( ) 实验操作及现象 实验结论 A 分别向 2 mL 0.1 molL -1 CH 3COOH 溶液和 2 mL 0.1 molL -1 H 3BO3溶液中滴加等 浓度的 NaHCO3溶液,前者有气泡产生,后者无明显现象 酸性: CH3COOH H2CO3 H3BO3 B 向 2 mL 0.1 molL -1 NaOH 溶液中滴加 3 滴 0.1 molL-1 MgCl 2溶液,出现白色沉 淀后,再滴加 3 滴 0.1 molL -1
6、 FeCl 3溶液,出现红褐色沉淀 溶解 度:Mg(OH)2Fe(OH)3 C 在少量无水乙醇中加入金属 Na,生成可以在空气中燃烧的气体 CH3CH2OH 是弱电解质 D 用 3 mL 稀硫酸溶液与足量 Zn 反应,当气泡稀少时,加入 1 mL 浓硫酸,又迅速产生较 多气泡 H2SO4浓度增大,反应速 率加快 答案 A 3.SiCl4是生产光纤预制棒的基础原料。通常在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅 与氯气反应生成四氯化硅(反应温度 450500 。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。 相关信息如下: a.四氯化硅遇水极易水解; b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯
7、气直接反应生成相应的氯化物; c.有关物质的物理常数见下表: 物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5 沸点/ 57.7 12.8 315 熔点/ -70.0 -107.2 升华温度/ 180 300 162 请回答下列问题: (1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气,发生装置中除圆底烧瓶、酒精灯和导管外还需用到的玻璃仪器 有 ; (2)装置 C 中的试剂是 ;整套实验装置存在一处明显的不足,请指 出: 。 (3)装置 E 中 g 瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元 素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。 (4)
8、F 中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在 OH - 、Cl-和 SO 4 2-。请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其 他酸根离子(忽略空气中 CO2 的影响)。 【提出假设】 假设 1:只有 SO3 2-; 假设 2:既无 SO3 2-,也无 ClO-; 假设 3: 。 【实验探究】 可供选择的实验试剂有 3 molL -1H 2SO4溶液、1 molL -1 NaOH 溶液、0.01 molL-1 KMnO 4溶液、溴水、淀粉- KI 溶液、品红溶液等。 取少量吸收液于试管中,滴加 3 molL -1 H 2SO4溶液至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于 a、b、c 三支试管中, 分别进行
9、下列实验。请完成下表: 序号 操 作 可能出现的现象 结 论 向 a 试管中滴加几滴 若溶液褪色 则假设 1 成立 若溶液不褪色 则假设 2 或 3 成立 向 b 试管中滴加几滴 若溶液褪色 则假设 1 或 3 成立 若溶液不褪色 假设 2 成立 向 c 试管中滴加几滴 假设 3 成立 答案 (1)分液漏斗 (2)浓硫酸 装置 E 和 F 之间未连接干燥管 (3)Al、P (4)只有 ClO - 溴水(或 0.01 molL-1KMnO 4溶液) 品红溶液 淀粉-KI 溶液 若溶液变为蓝色 过专题 【五年高考】 考点 实验方案的设计与评价 A 组 自主命题天津卷题组 1.(2014 天津理综,
10、2,6 分)实验室制备下列气体时,所用方法正确的是( ) A.制氧气时,用 Na2O2或 H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B.制氯气时,用饱和 NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C.制乙烯时,用排水法或向上排空气法收集气体 D.制二氧化氮时,用水或 NaOH 溶液吸收尾气 答案 A 2.(2016 天津理综,5,6 分)下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是( ) A B C D 制乙炔的发生装置 蒸馏时的接收装置 除去 SO2中的少量 HCl 准确量取一定体积 K2Cr2O7标准溶液 答案 C B 组 统一命题、省(区、市)卷题组 3.(2016 课标,13,6 分)下列实验操作能
11、达到实验目的的是( ) 实验目的 实验操作 A. 制备 Fe(OH)3胶体 将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中 B. 由 MgCl2溶液制备无水 MgCl2 将 MgCl2溶液加热蒸干 C. 除去 Cu 粉中混有的 CuO 加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥 D. 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 答案 D 4.(2015 重庆理综,4,6 分)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是( ) 答案 A 5.(2018 课标,13,6 分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ( ) 编 号 实验目的 实验过程 A 配制 0.400
12、 0 molL -1的 NaOH 溶液 称取 4.0 g 固体 NaOH 于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至 250 mL 容量 瓶中定容 B 探究维生素 C 的还原性 向盛有 2 mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素 C 溶液,观察颜色变 化 C 制取并纯化氢气 向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过 NaOH 溶液、浓硫酸和 KMnO4溶 液 D 探究浓度对反应速率的影响 向 2 支盛有 5 mL 不同浓度 NaHSO3溶液的试管中同时加入 2 mL 5% H2O2溶 液,观察实验现象 答案 B 6.(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
13、的是( ) 选项 实验结论 A. 稀硫酸 Na2S AgNO3与 AgCl 的浊液 Ksp(AgCl) Ksp(Ag2S) B. 浓硫酸 蔗糖 溴水 浓硫酸具有脱 水性、氧化性 C. 稀盐酸 Na2SO3 Ba(NO3)2 溶液 SO2与可溶性 钡盐均可生 成白色沉淀 D. 浓硝酸 Na2CO3 Na2SiO3 溶液 酸性:硝酸 碳酸硅酸 答案 B 7.(2018 江苏单科,12,4 分)根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是( ) 选 项 实验操作和现象 结论 A 向苯酚浊液中滴加 Na2CO3溶液,浊液变清 苯酚的酸性强于 H2CO3的酸性 B 向碘水中加入等体积 CCl4 ,振荡后静
14、置,上层接近无色,下层显紫 红色 I2在 CCl4 中的溶解度大于在水中的溶 解度 C 向 CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出 Fe 2+的氧化性强于 Cu2+的氧化性 D 向 NaCl、NaI 的混合稀溶液中滴入少量稀 AgNO3溶液,有黄色沉淀 生成 Ksp(AgCl)Ksp(AgI) 答案 B 8.(2016 北京理综,10,6 分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O7 2-(橙色)+H 2O 2CrO4 2-(黄色)+2H+。用 K 2Cr2O7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 Cr2O7 2-被 C 2H5OH
15、 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 9.(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( ) 选项 实验及现象 结论 A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝 反应中有 NH3产生 B 收集产生的气体并点燃,火焰呈淡蓝色 反应中有 H2产生 C 收集气体的同时测得溶液的 pH 为 8.6 弱碱性溶液中 Mg 也可被氧化 D 将光亮的镁条放入 pH 为 8.6 的
16、 NaHCO3溶液中,有气泡产生 弱碱性溶液中 OH -氧化了 Mg 答案 D 10.(2014 广东理综,22,6 分)下列实验操作、现象和结论均正确的是( ) 选项 实验操作 现象 结论 A 向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸 均冒气泡 两者均能与盐酸反应 B 向 AgNO3溶液中滴加过量氨水 溶液澄清 Ag +与 NH 3H2O 能大量共存 C 将可调高度的铜丝伸入到稀 HNO3中 溶液变蓝 Cu 与稀 HNO3发生置换反应 D 将 KI 和 FeCl3溶液在试管中混合后,加入 CCl4,振荡,静置 下层溶液 显紫红色 氧化性:Fe 3+I 2 答案 AD 11.(2015 江苏单科,13
17、,4 分)下列设计的实验方案能达到实验目的的是( ) A.制备 Al(OH)3悬浊液:向 1 molL -1 AlCl 3溶液中加过量的 6 molL -1 NaOH 溶液 B.提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和 Na2CO3溶液,振荡后静置分液,并 除去有机相的水 C.检验溶液中是否含有 Fe 2+:取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加 KSCN 溶液,观察实验现象 D.探究催化剂对 H2O2分解速率的影响:在相同条件下,向一支试管中加入 2 mL 5% H2O2和 1 mL H2O,向另一支试 管中加入 2 mL 5% H2O2和 1 mL Fe
18、Cl3溶液,观察并比较实验现象 答案 BD 12.(2018 江苏单科,19,15 分)以 Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和 SO2为原料可制备 N2H4H2O(水合肼)和无水 Na2SO3,其主要实验流程如下: 已知:Cl2+2OH - ClO -+Cl-+H 2O 是放热反应。 N2H4H2O 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 N2H4H2
19、O 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、HSO3 -、SO 3 2-随 pH 的分布如图 2 所 示,Na2SO3的溶解度曲线如图 3 所示)。 图 2 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
20、涤,干燥,密 封包装。 答案 (15 分) (1)3Cl2+6OH - 5Cl -+ClO 3 -+3H 2O 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 13.(2018 课标,26,14 分)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中 用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原
21、剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋 酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题: (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪器 a 的名称是 。 (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于 c 中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开 K1、K2,关闭 K3。 c 中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。 同时 c 中有气体产生,该气体的作用是 。 (3)打开 K3,关闭 K1和 K2。c 中亮蓝色溶液流入 d,其原因是 ;d 中析出砖红色沉淀。 为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗涤、干燥。 (4)指出装置 d 可能存在的缺点 。 答案 (1
22、)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 2 Zn+2Cr 3+ Zn 2+2Cr2+ 排除 c 中空气 (3)c 中产生 H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触 14.(2018 课标,28,15 分)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问 题: (1)晒制蓝图时,用 K3Fe(C2O4)33H2O 作感光剂,以 K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式 为:2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式 为 。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热
23、分解产物,按下图所示装置进行实验。 通入氮气的目的是 。 实验中观察到装置 B、F 中澄清石灰水均变浑浊,装置 E 中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含 有 、 。 为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。 样品完全分解后,装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3,检验 Fe2O3存在的方法 是: 。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 称量 m g 样品于锥形瓶中,溶解后加稀 H2SO4酸化,用 c molL -1 KMnO 4溶液滴定至终点。滴定终点的现象 是 。 向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀 H2SO4酸 化,用
24、 c molL -1 KMnO 4溶液滴定至终点,消耗 KMnO4溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式 为 。 答案 (1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6 Fe3Fe(CN)62+ 3K2C2O4 2 隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2 CO 先熄灭装置 A、E 的酒精灯,冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入 12 滴 KSCN 溶液,溶液变红色,证明含有 Fe2O3 3 粉红色出现 5 56 1 000100% 15.(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
25、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
26、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 e 易被氧气氧化为 e 2 干燥
27、管 dabfce 76 2- 3 9 3- 1 偏小 3 c、a 生成白色沉淀、褪色 2 eSO4 Fe2O3+SO2+SO3 16.(2015 福建理综,25,15 分)某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。 实验一 制取氯酸钾和氯水 利用上图所示的实验装置进行实验。 (1)制取实验结束后,取出 B 中试管冷却结晶,过滤,洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器 有 。 (2)若对调 B 和 C 装置的位置, (填“能”或“不能” 提高 B 中氯酸钾的产率。 实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究 (3)在不同条件下 KClO3可将 KI 氧化为 I2或 KIO3。该小组设计了系列实验研究反
28、应条件对反应产物的影响,其 中系列 a 实验的记录表如下(实验在室温下进行): 试管编号 1 2 3 4 0.20 molL -1 KI/mL 1.0 1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 molL -1 H 2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸馏水/mL 9.0 6.0 3.0 0 实验现象 系列 a 实验的实验目的是 。 设计 1 号试管实验的作用是 。 若 2 号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为 KCl,则此反应的离子方程式为 。 实验三 测定饱和氯水中氯元素的总量
29、(4)该小组设计的实验方案为:使用下图装置,加热 15.0 mL 饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行 的主要原因 是 。 (不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因) (5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细 节): 。 资料:.次氯酸会破坏酸碱指示剂; .次氯酸或氯气可被 SO2、H2O2和 FeCl2等物质还原成 Cl -。 答案 (15 分)(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可) (2)能 3 研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响 硫酸浓度为 0 的对照实验 ClO3 -+6I-+6H+ Cl - +3I2+3H2O (4
30、)因存在 Cl2的重新溶解、HClO 分解等,此方案无法测算试样含氯总量(或其他合理答案) (5)量取一定量的试样,加入足量的 H2O2溶液,加热除去过量的 H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质 量(或其他合理答案) 17.(2018 北京理综,28,16 分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于 KOH 溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生 O2,在碱性溶液中较稳 定。 (1)制备 K2FeO4(夹持装置略) A 为氯气发生装置。A 中反应方程式是 (锰被还原为 Mn 2+)。 将除杂装置 B 补充完整并标明所用试剂
31、。 C 中得到紫色固体和溶液。C 中 Cl2发生的反应有 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还 有 。 (2)探究 K2FeO4的性质 取 C 中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液 a,经检验气体中含有 Cl2。为证明是否 K2FeO4氧化了 Cl -而产生 Cl 2,设计以下方案: 方案 取少量 a,滴加 KSCN 溶液至过量,溶液呈红色 方案 用 KOH 溶液充分洗涤 C 中所得固体,再用 KOH 溶液将 K2FeO4溶出,得到紫色溶液 b。取少量 b,滴加盐 酸,有 Cl2产生 .由方案中溶液变红可知 a 中含有 离子,但该离子的产生
32、不能判断一定是 K2FeO4将 Cl -氧化,还可能 由 产生(用方程式表示)。 .方案可证明 K2FeO4氧化了 Cl -。用 KOH 溶液洗涤的目的是 。 根据 K2FeO4的制备实验得出:氧化性 Cl2 FeO4 2-(填“”或“MnO 4 -,验证实验如下:将溶液 b 滴入 MnSO 4和足量 H2SO4的混合溶液中,振 荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性 FeO4 2-MnO 4 -。若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。 理由或方案: 。 答案 1 2KMnO4+16HCl 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O Cl2+2OH - Cl -+ClO-+H 2O 2
33、 . e 3+ 4FeO 4 2-+20H+ 4Fe 3+3O 2+10H2O .排除 ClO -的干扰 溶液酸碱性不同 理由:FeO4 2-在过量酸的作用下完全转化为 Fe3+和 O 2,溶液浅紫色一定是 MnO4 -的颜色 方案:向紫色溶液 b 中滴加过量稀 H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色 18.(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+2NH3H2O
34、 Ag(NH3 2 +Cl-+2H 2O 常温时 N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原 Ag(NH3 2 :4Ag(NH 3 2 +N 2H4H2O 4Ag+N2+4NH4 +4NH 3+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
35、水的用量,除因过量 NaClO 与 NH3H2O 反应外(该条件下 NaClO3与 NH3H2O 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: (实验中须使用 的试剂有:2 molL -1水合肼溶液,1 molL-1 H 2SO4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)将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中 (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 m
36、olL -1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用 1 molL-1 H 2SO4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 19.(2015 四川理综,9,13 分)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】(NH4)2SO4在 260 和 400 时分解产物不同。 【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。 实验 1:连接装置 A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置 B 盛 0.500 0 mol/L 盐酸 70.00 mL)。通入 N2排 尽空气后,于 260 加
37、热装置 A 一段时间,停止加热,冷却,停止通入 N2。品红溶液不褪色。取下装置 B,加入指 示剂,用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH 溶液 25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无 SO4 2-。 (1)仪器 X 的名称是 。 (2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号)。 a.盛装 0.200 0 mol/L NaOH 溶液 b.用 0.200 0 mol/L NaOH 溶液润洗 c.读数、记录 d.查漏、清洗 e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面 (3)装置 B 内溶液吸收气体的物质的量是 mol。 实验 2:连接装置 A-D-B,检查气密
38、性,按图示重新加入试剂。通入 N2排尽空气后,于 400 加热装置 A 至 (NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入 N2。观察到装置 A、D 之间的导气管内有少量白色固体。 经检验,该白色固体和装置 D 内溶液中有 SO3 2-,无 SO 4 2-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。 (4)检验装置 D 内溶液中有 SO3 2-,无 SO 4 2-的实验操作和现象 是 。 (5)装置 B 内溶液吸收的气体是 。 (6)(NH4)2SO4在 400 分解的化学方程式是 。 答案 (13 分)(1)圆底烧瓶 (2)dbaec (3)0.03 (4)取少量装置 D 内溶液于
39、试管中,滴加 BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色 刺激性气体 (5)NH3或氨气 (6)3(NH4)2SO4 4NH3+N2+3SO2+6H2O C 组 教师专用题组 20.(2014 课标,28,15 分)某小组以 CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄 色晶体 X。为确定其组成,进行如下实验。 氨的测定:精确称取 w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量 10% NaOH 溶液,通入 水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用 V1 mL c1 molL -1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接
40、收瓶,用 c 2 molL -1NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl,到终点时消耗 V 2 mL NaOH 溶液。 氯的测定:准确称取样品 X,配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消 失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题: (1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低” 。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点
41、时,若溶液中 c(Ag + =2.010-5 molL -1,c(CrO 4 2-)为 molL-1。已知:K sp(Ag2CrO4 =1.1210 -12 (6)经测定,样品 X 中钴、氨和氯的物质的量之比为 163,钴的化合价为 。制备 X 的化学方程式 为 ;X 的制备过程中温度不能过高的原因 是 。 答案 (1)当 A 中压力过大时,安全管中液面上升,使 A 瓶中压力稳定(2 分) (2)碱 酚酞(或甲基红)(每空 1 分,共 2 分) (3) 1 1- 2 2 10 -3 17 100% 2 分) (4)偏低(2 分) (5)防止硝酸银见光分解 2.810 -3(每空 1 分,共 2
42、 分) (6)+3(1 分) 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O(2 分) 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出(2 分) 21.(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 Fe 2+催化下,Pb 和 PbO 2反应生成 PbSO4的化学方程式 是 。 (2)过程中,Fe 2+催化过程可表示为: :2 e 2+PbO 2+4H +SO 4 2- 2Fe 3+PbSO 4+2H2O : 写出的
43、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
44、)(1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 2 2 e 3+Pb+SO 4 2- 2Fe 2+PbSO 4 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 22.(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)
45、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(
46、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 gL -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 【三年模拟】 一、选择题(每题 6 分,共 18 分) 1.(2018 天津部分区县一模,3)以下实验设计不能达到实验目的的是( ) 选 项 实验目的 实验设计 A 制备 TiO2 向 TiCl4中加入大量水,同时加热,过滤,经焙烧得 TiO2 B 比较醋酸与硼酸的酸性强弱 分别向 0.1 mol/L 醋酸溶液、饱和硼酸溶液中加等浓度碳酸氢钠溶液,前 者生成气体而后者不能 C 检验蔗糖的水解产物中是否含 有葡萄糖 先加 35 滴稀硫酸,煮沸,冷却,再加几滴银氨溶液,水浴加热 D 除去氯化镁酸性溶液中的 Fe 3+ 在加热搅拌条件下加入 MgCO 3,过滤后,再向
