2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 第2講 物質(zhì)制備與工藝流程分析型實驗題

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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 第2講 物質(zhì)制備與工藝流程分析型實驗題 物質(zhì)制備是中學(xué)化學(xué)實驗的重要組成部分，以新物質(zhì)制備為背景的實驗題，涉及知識面廣、題型多變、思維發(fā)散空間大，能很好的考查學(xué)生綜合運用化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，因而倍受高考的青睞。 解答此類試題的一般程序是 第一，認真閱讀題干，抽取有用信息；第二，仔細觀察裝置圖(或框圖)，聯(lián)想熟悉的實驗，觀察裝置圖(或框圖)，找出每件儀器(或步驟)與熟悉的某一實驗相似的地方，分析每件儀器中所裝藥品的作用；第三，通讀問題，整合信息作出答案，把所有的問題進行綜合分析，運用題給信息和化學(xué)基礎(chǔ)知識作出正確答案。 [典例]　(

2、xx·山東理綜，30) 審題指導(dǎo) 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。 (1)實驗室利用反應(yīng)TiO2(s)＋CCl4(g)TiCl4(g)＋CO2(g)，在無水無氧條件下制備TiCl4，實驗裝置示意圖如下： 有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表： 物質(zhì) 熔點/℃ 沸點/℃ 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)開始前依次進行如下操作： 組裝儀器、________、加裝藥品、通N2一段時間后點燃酒精燈。反應(yīng)結(jié)束后的操作包括

3、：①停止通N2?、谙缇凭珶簟、劾鋮s至室溫。正確的順序為________(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是________。 題干信息：反應(yīng)條件是無水無氧，因而要先排空氣，且要保持反應(yīng)裝置內(nèi)干燥。 裝置圖信息：A的作用是干燥氮氣，B處產(chǎn)生CCl4(g)，C為核心反應(yīng)裝置，D為冷凝裝置，E為干燥裝置，防止空氣中的水蒸氣進入。 表格信息：根據(jù)CCl4和TiCl4的沸點可知在冰水中都會液化，分離可用蒸餾。 問題信息：回答操作順序，聯(lián)系題干信息和裝置特點知，N2必須進行干燥處理(干燥管)；然后通過N2排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣(O2)，點燃酒精燈，使反應(yīng)發(fā)生；為了防止倒吸，反應(yīng)結(jié)束后

4、，應(yīng)先熄滅酒精燈。 (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，若溫度過高會導(dǎo)致產(chǎn)品TiO2回收率降低，原因是_____________________________________________________________________________

5、_______________________。 ②取少量酸洗后的H2TiO3，加入鹽酸并振蕩，滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象，再加H2O2后出現(xiàn)微紅色，說明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也會發(fā)黃，發(fā)黃的雜質(zhì)是______________(填化學(xué)式)。 題干信息：Fe2O3雜質(zhì)可溶于硫酸；FeTiO3酸溶后的產(chǎn)物TiOSO4易水解。 流程圖信息：試劑A的作用是將溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋。 問題信息：①解釋TiO2的回收率，聯(lián)系題干信息，從水解的視角。 ②Fe2＋的檢驗方法；含F(xiàn)e2＋的溶液蒸干后變?yōu)镕e2O3

6、。 解析　(1)注意審題，該反應(yīng)是在無水無氧條件下制備的；安裝完裝置，首先檢查氣密性，然后裝入藥品。根據(jù)反應(yīng)條件，N2必須進行干燥處理(干燥管)。然后通過N2排除系統(tǒng)內(nèi)的空氣(O2)，點燃酒精燈，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)沸點不同，可采用分餾的方法分離。 (2)①加入H2SO4，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

7、，造成TiOSO4提前水解生成H2TiO3沉淀，在過濾時，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，顯微紅色，由于在H2TiO3中含F(xiàn)e2＋，所以煅燒后會發(fā)生反應(yīng)生成Fe2O3，造成TiO2發(fā)黃。 答案　(1)干燥管　濃H2SO4　檢查氣密性?、冖邰佟》逐s(或蒸餾)　(2)①Fe　溫度過高會導(dǎo)致TiOSO4提前水解，產(chǎn)生H2TiO3沉淀?、贔e2＋　Fe2O3 題組一　氣體制備方案探究 1．N2在諸多領(lǐng)域用途廣泛。某化學(xué)興趣小組為探究在實驗室制備

8、較為純凈N2的方法，進行了認真的準(zhǔn)備。請你參與交流與討論。 [查閱資料]N2的制法有下列三種方案： 方案1：加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2。 方案2：加熱條件下，以NH3還原CuO可制得N2，同時獲得活性銅粉。 方案3：將空氣緩緩?fù)ㄟ^灼熱的銅粉獲得較純的N2。 [實驗準(zhǔn)備]以實驗室常見儀器(藥品)等設(shè)計的部分裝置如下圖(部分夾持和加熱儀器未畫出)。 [分析交流] (1)若以方案1制得N2，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是____________________________。 (2)若按方案2制得干燥、純凈的N2，且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料，整套制氣裝置按氣流

9、從左到右的連接順序是______________(填字母)。獲得N2的反應(yīng)原理是________________________________________________________________________(寫反應(yīng)方程式)。 (3)若以排水法收集N2，其中會混入水蒸氣。但也不宜用排空氣法，其原因是________________________________________________________________________。 你提出的收集方法是___________________________________________________。 (4)

10、上述三個方案中，制得的N2純度最差的是________。在N2純度要求不甚嚴(yán)格的情況下，有人建議將方案2和方案3結(jié)合使用，你認為其優(yōu)點是_______________________________。 答案　(1)A (2)E→D→B→C　2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O (3)N2的相對分子質(zhì)量28與空氣的平均相對分子質(zhì)量相近(用氣體密度大小比較回答問題也可)　用氣囊收集(其他合理答案也可) (4)方案3　CuO和Cu可循環(huán)利用，節(jié)省藥品 解析　(1)采用反應(yīng)器的特點與反應(yīng)物的狀態(tài)以及反應(yīng)條件有關(guān)，方案1為加熱兩種液態(tài)物質(zhì)，符合此條件的只有A裝置。(2)方案2為固體和氣體的

11、反應(yīng)，反應(yīng)器應(yīng)選擇B，但要求通入的氨氣干燥且純凈，利用濃氨水和生石灰反應(yīng)制取氨氣為固液不加熱的裝置，選擇E，但同時有水蒸氣生成，因此利用堿石灰來干燥，反應(yīng)完畢后產(chǎn)生的水蒸氣與沒有參與反應(yīng)的氨氣與氮氣一同導(dǎo)出，利用濃硫酸既可以除去水，又可以除去氨氣。(3)排氣法收集氣體主要是利用氣體密度的差別。因此利用可以直接排空內(nèi)部空氣的裝置來收集氮氣。(4)方案3利用了除去空氣中的氧氣即得氮氣的原理，空氣中除了氧氣和氮氣外還有二氧化碳和稀有氣體，因此不純凈。 2．實驗室用KClO3和濃鹽酸反應(yīng)也可以制備氯氣。某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示裝置在實驗室中制取Cl2并探究其相關(guān)性質(zhì)： (1)裝置A中存在一

12、處錯誤，請改正這處錯誤：___________________________________。 (2)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)為了除去氯氣中的氯化氫，需要在裝置A、B之間添加裝置E，裝置E中所盛裝的試劑為________________。為了探究使有色布條褪色的是氯氣還是氯氣與水反應(yīng)的生成物，需要在整套裝置中添加裝置E，其中加入濃硫酸，裝置E在整套裝置中的添加位置為

13、________(填字母)。 a．A、B之間 b．B、C之間 c．C、D之間 d．D之后 (4)取下集氣瓶B，將鐵絲加熱至紅熱狀態(tài)，伸入集氣瓶B中，可以觀察到的現(xiàn)象是______________________，能檢驗該反應(yīng)產(chǎn)物中鐵元素價態(tài)的試劑是________(填字母)。 a．氯水 b．蒸餾水和鐵粉 c．氫氧化鈉溶液 d．KSCN溶液 (5)另外一個化學(xué)學(xué)習(xí)小組就環(huán)境保護方面指出了上述裝置的缺陷，并給出了改進措施，該改進措施是________________________________________________________________________

14、 __________________________。 答案　(1)長頸漏斗換為分液漏斗 (2)KClO3＋6HCl(濃)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O (3)飽和食鹽水　b (4)集氣瓶內(nèi)有棕褐色煙產(chǎn)生　bcd (5)在裝置D后增加一個盛裝堿液的裝置，用堿液吸收剩余的氯氣 解析　(1)長頸漏斗與分液漏斗的結(jié)構(gòu)不同，前者無控制活塞，不能控制液體的添加量，而且制備的氣體會從“長頸”中逸出。(2)該反應(yīng)中，氯酸鉀是氧化劑，將HCl氧化，氧化產(chǎn)物即氯氣。(3)干燥的氯氣沒有漂白作用，而制備的氯氣中往往含有水蒸氣，為了排除水蒸氣對探究氯氣不具備漂白作用的干擾，需要對氯氣進行干燥。(4

15、)鐵絲在氯氣中的燃燒產(chǎn)物為氯化鐵。氯水與氯化鐵不反應(yīng)；氯化鐵溶液與鐵粉可以發(fā)生反應(yīng)，生成氯化亞鐵；氯化鐵與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀；鐵離子與KSCN溶液反應(yīng)，現(xiàn)象為溶液變血紅色。(5)氯氣有毒，實驗中需要對尾氣進行處理。 題組二　非氣體物質(zhì)的制備實驗探究 3．堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料，實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下： 步驟一：廢銅屑制硝酸銅 如圖，用膠頭滴管吸取濃硝酸緩慢加到錐形瓶內(nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過量)，充分反應(yīng)后過濾，得到硝酸銅溶液。 步驟二：堿式碳酸銅的制備 向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱

16、至70 ℃左右，用0.4 mol·L－1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。 完成下列填空： (1)寫出濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上圖裝置中NaOH溶液的作用是___________________________________________ _______________________________

17、_________________________________________。 (3)步驟二中，水浴加熱所需儀器有________、________(加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外)，水浴加熱的優(yōu)點是______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若實驗得到2.42 g樣品(只含CuO雜質(zhì))，取此樣品加熱至分解完全后，得到1.80 g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__

18、______。 答案　(1)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O (2)吸收氮氧化物 (3)燒杯　溫度計　受熱均勻，溫度易于控制 (4)91.74% 解析　(1)銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO2，其離子方程式為Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。 (2)NO2有毒，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硝酸鹽和亞硝酸鹽。 (3)水浴加熱可使被加熱物體受熱均勻，且溫度易于控制。水浴加熱所需儀器除了熱源、夾持儀器、石棉網(wǎng)外，還必須有燒杯、溫度計。 (4)Cu2(OH)2CO3分解反應(yīng)方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，用差量法求解 Cu2

19、(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O　Δm 222 160 62 m 2.42 g－1.80 g ＝0.62 g ＝ 解得m＝2.22 g 樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%≈91.74%。 制備裝置的識圖技巧 ①明確目的；②所制備物質(zhì)是否有特殊性質(zhì)(即是否需要特殊保護)；③制備過程中是否產(chǎn)生有毒氣體等；④進入每一裝置的物質(zhì)是什么，吸收了什么物質(zhì)或生成了什么物質(zhì)。熱

20、點二　化工流程中的實驗分析 化工流程的命題來源很廣，與各個知識模塊的結(jié)合點較多，因此分析工業(yè)生產(chǎn)化工流程題時，應(yīng)將流程路線、試題設(shè)問和理論知識有機結(jié)合起來，它常常結(jié)合工藝流程考查基本化學(xué)實驗問題，可以說它是無機框圖題的創(chuàng)新。流程的呈現(xiàn)形式有：①操作流程；②物質(zhì)變化流程；③裝置流程。 解題時首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)，即箭頭進出方向，其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理，緊扣信息，搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng)——知其然，弄清有關(guān)反應(yīng)原理，明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離)——知其所以然，最后聯(lián)系儲存的知識，有效地進行信息的利用，準(zhǔn)確表述和工整書寫。由于化工流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量

21、測定等基本操作有機結(jié)合起來，所以只有復(fù)習(xí)時牢固掌握實驗基礎(chǔ)知識，才能有效結(jié)合題中的信息，準(zhǔn)確答題。 [典例1]　明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明礬石的組成和明礬相似，此外還含有氧化鋁和少量的氧化鐵雜質(zhì)。具體實驗流程如下： 請回答下列問題： (1)操作1所用到的玻璃儀器的名稱是____________。 (2)由溶液3制取氫氧化鋁的離子方程式為________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)明礬石焙燒時產(chǎn)生

22、SO2，請你寫出能驗證SO2具有還原性且實驗現(xiàn)象明顯的化學(xué)方程式：______________。 (4)請你寫出驗證溶液1中有NH的實驗過程：________________________。 (5)實驗室用Fe2O3與CO反應(yīng)來制取單質(zhì)Fe。 ①請按氣流由左到右的方向連接下列各裝置，順序為A→________。 ②檢查裝置A氣密性的方法是______________________________________。 ③在點燃B處的酒精燈前，應(yīng)進行的操作是__________________。 ④裝置C的作用是________________。 解析　(1)操作1是過濾，

23、過濾操作所需要的玻璃儀器為玻璃棒、燒杯和漏斗。(2)經(jīng)氨水浸泡，過濾得到固體氫氧化鋁和少量氧化鐵固體，再加入試劑1氫氧化鈉溶液并過濾，得到溶液3偏鋁酸鈉溶液，最后通入CO2得到氫氧化鋁。(3)檢驗SO2的還原性方法較多，可以用氯水、溴水或酸性高錳酸鉀溶液來檢驗SO2具有還原性。(4)檢驗NH時，應(yīng)先加入濃NaOH溶液，然后加熱，再用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒進行檢驗。(5)先用NaOH溶液除去CO中的CO2雜質(zhì)，再通過堿石灰吸收水蒸氣，再通過B中紅熱的氧化鐵，再通過NaOH溶液洗氣除去反應(yīng)產(chǎn)生的CO2，最后點燃未反應(yīng)的CO。 答案　(1)玻璃棒、燒杯和漏斗　(2)AlO＋2H2O

24、＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO　(3)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl(其他合理答案也可)　(4)取少量溶液1，加入濃NaOH溶液后加熱，有能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體產(chǎn)生，證明有NH(其他合理答案也可) (5)①E→B→C→D?、趯?dǎo)氣管插入水槽中，關(guān)閉彈簧夾a和活塞b，微熱圓底燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，撤去熱源，導(dǎo)管中形成一段穩(wěn)定的水柱?、蹤z查CO的純度?、艹O中的CO2，有利于點燃CO [典例2]　(14分)工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下： 完成下列填空： (1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來源于石灰窯廠)，寫出A、B的化學(xué)式：A_

25、_______，B________。 (2)實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為取樣、________、沉淀、________、________、冷卻結(jié)晶、________、烘干。 (3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中，碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是__________________

26、______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)碳酸化后過濾，濾液D最主要的成分是______________________(填寫化學(xué)式)，檢驗這一成分的陰離子的具體方法是：________________________________________。 (5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水時所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為 _______

27、_________________________________________________________________。 批閱現(xiàn)場 評卷人 007 得分 4 糾錯 錯誤1：________________________________________________________________________ 錯誤2：________________________________________________________________________ 錯誤3：___________________________________________

28、_____________________________ 錯誤4：________________________________________________________________________ 錯誤5：________________________________________________________________________ 答案　(1)Ca(OH)2或CaO　Na2CO3 (2)溶解　過濾　蒸發(fā)　過濾 (3)出現(xiàn)渾濁(或有晶體析出)　碳酸鈉的溶解度比碳酸氫鈉大 (4)NH4Cl　取少量濾液于潔凈的試管中，加硝酸酸化，再加入AgNO3溶液，有

29、白色沉淀產(chǎn)生，證明含有陰離子Cl－ (5)NH＋OH－===NH3·H2O 題組一　操作流程型 1．某化學(xué)實驗室產(chǎn)生的廢液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋、Cl－四種離子，現(xiàn)設(shè)計下列方案對廢液進行處理，以回收金屬并制備氯化鋇、氯化鐵晶體。 (1)沉淀1中含有的金屬單質(zhì)是__________。 (2)氧化時加入H2O2溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________。 (3)下列物質(zhì)中，可以作為試劑X的是__________(填字母)。 A．Ba

30、Cl2 B．BaCO3 C．NaOH D．Ba(OH)2 (4)檢驗沉淀2洗滌是否完全的方法是__________。 (5)制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，其目的是__________。 (6)由過濾2得到的濾液制備BaCl2的實驗操作依次為__________、冷卻結(jié)晶、__________、洗滌、干燥。 答案　(1)鐵、銅 (2)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O (3)BD (4)取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硫酸鈉溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全(或取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硝酸銀溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全)

31、(5)抑制Fe3＋水解(答案合理均可) (6)蒸發(fā)濃縮　過濾 解析　(1)加入過量鐵，置換出銅單質(zhì)。 (2)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O (3)加入X，目的是調(diào)pH，并且不能引入新的雜質(zhì)。 (4)檢驗沉淀2洗滌是否完全的方法是：取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硫酸鈉溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全。(或取最后一次洗滌液少許，滴入1～2滴硝酸銀溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表明已洗滌完全。) (5)制備氯化鐵晶體過程中需保持鹽酸過量，其目的是抑制Fe3＋水解。 (6)BaCl2易溶于水，若想得固體，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾可得。 題組二　物質(zhì)轉(zhuǎn)化流

32、程型 2．某實驗小組用工業(yè)上廢棄固體(主要成分Cu2S和Fe2O3)混合物制取粗銅和Fe2(SO4)3晶體，設(shè)計的操作流程如下： (1)③實驗操作中用到的玻璃儀器有_____________________________________。 (2)③④操作中會有一種氣體生成，若在實驗室制備該氣體，可選擇下列哪些裝置________(填字母)。 (3)溶液B在空氣中放置有可能變質(zhì)，如何檢驗溶液B是否變質(zhì)：__________________。 (4)溶液B加稀硫酸酸化后加強氧化劑X，試劑X最好選擇下列哪種試劑______________(填字母)。 a．Cl2　　　　b．H2

33、O2　　　　c．KMnO4 試劑X在酸性條件下與溶液B反應(yīng)的離子方程式為________________________。 (5)由溶液C經(jīng)________、________、過濾等操作得Fe2(SO4)3晶體。 (6)某同學(xué)用實驗制得的Fe2(SO4)3晶體配制0.1 mol·L－1的Fe2(SO4)3溶液，在稱量出Fe2(SO4)3晶體后，溶解該晶體的具體操作為____________________________________。 答案　(1)漏斗、燒杯、玻璃棒 (2)cd (3)取少量溶液B于試管中，加入幾滴KSCN溶液，如果變?yōu)檠t色則證明存在Fe3＋，即原溶液已變質(zhì)

34、 (4)b　H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O (5)蒸發(fā)濃縮　冷卻結(jié)晶 (6)將稱量好的晶體放于燒杯中，加入適量的稀硫酸和蒸餾水，用玻璃棒攪拌 題組三　綜合流程型 3．氯化亞銅(CuCl)為白色晶體，微溶于水，能溶于氨水、濃鹽酸，并生成配合物，不溶于硫酸、稀硝酸和醇，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。工業(yè)上制取氯化亞銅的工藝流程如下： 實驗藥品：銅絲20 g、氯化銨20 g、65%硝酸10 mL、36%鹽酸15 mL、水。 (1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為_______________________________________， 用95%乙醇代替蒸餾水洗滌的主要目的是_

35、_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(寫出一條即可)。 (2)工業(yè)化生產(chǎn)時，95%乙醇可通過__________的方法回收并循環(huán)利用，而NH4Cl、____________(填化學(xué)式)可直接循環(huán)利用。 (3)實驗室用右圖裝置制備CuCl。 ①實驗時通入O2的速率不宜過大，為便于觀察和控制產(chǎn)生O2的速率，最宜選擇下列裝置中的______

36、__(填字母)。 ②實驗開始時，溫度計顯示反應(yīng)液溫度低于室溫，主要原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 電爐加熱升溫至50 ℃時停止加熱，反應(yīng)快速進行，燒瓶上方氣體顏色逐漸由無色變?yōu)榧t棕色，從環(huán)保角度考慮，當(dāng)______________________________時才能停止通入氧氣；待冷卻至室溫后，再打開瓶塞，沿_____

37、___(填字母)口傾出棕色反應(yīng)液于1 000 mL大燒杯中，加水500 mL，即有大量白色沉淀析出。 答案　(1)NH4[CuCl2]===CuCl↓＋NH4Cl　避免CuCl溶于水而造成損耗(洗去晶體表面的雜質(zhì)離子及水分) (2)蒸餾　HNO3　(3)①B?、诼然@溶于水吸收大量熱，造成反應(yīng)液溫度降低　燒瓶上方紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色　a(或c) 解析　(1)注意反應(yīng)①的反應(yīng)物和生成物即可確定該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4[CuCl2]===CuCl↓＋NH4Cl。用95%乙醇代替蒸餾水洗滌的主要目的是洗去晶體表面的雜質(zhì)離子及水分，減小CuCl的溶解損失，同時可以加快固體的干燥。(2)將乙醇

38、與水分離的操作是蒸餾，根據(jù)殘液濃縮后的補充物質(zhì)可知，可直接循環(huán)利用的有NH4Cl和HNO3。(3)在題給三個裝置中，能觀察到產(chǎn)生O2速率的只有B。實驗開始時，溫度計顯示反應(yīng)液溫度低于室溫的主要原因是氯化銨溶于水時吸熱，造成反應(yīng)液溫度降低。為使反應(yīng)產(chǎn)生的氮氧化物完全轉(zhuǎn)化為硝酸，消除氮氧化物對環(huán)境的影響，因此需到燒瓶上方紅棕色氣體逐漸變?yōu)闊o色時才能停止通入氧氣。將三頸瓶中液體倒出時利用左口或右口，即從a口或c口傾出棕色反應(yīng)液。 解答操作流程題一般要思考的幾個問題 對比分析生產(chǎn)流程示意圖中的第一種物質(zhì)原材料與最后一種物質(zhì)產(chǎn)品，從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系，弄清以下幾個問題： ①

39、生產(chǎn)流程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程中依次進行的反應(yīng)；②每一步操作，加入的輔助試劑的作用；③除了目標(biāo)物質(zhì)外產(chǎn)生的雜質(zhì)或副產(chǎn)物；④雜質(zhì)是否要除去及除去的方法；⑤為了確保產(chǎn)品的純度和產(chǎn)率，采取了什么措施。 練出高分 1．實驗室常用強氧化劑(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸的方法來制備氯氣，某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究用Na2O2與濃鹽酸制備并檢驗氯氣。供選用的實驗試劑及裝置如下圖所示(部分導(dǎo)管、蒸餾水略)。 a．Na2O2　b．濃鹽酸　c．堿石灰　d．NaOH溶液　e．淀粉-KI溶液　f．CaCO3　g．石蕊溶液　h．飽和NaCl溶液 (1)寫出用Na2O2與濃鹽酸制備氯氣的化

40、學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)下表中的裝置組合最合理的是__________(填字母，需考慮實驗結(jié)束撤除裝置時殘留有害氣體的處理)。 組合 制備裝置 凈化裝置

41、檢驗裝置/試劑 尾氣處理裝置 A ③ ② ⑦/e ⑤ B ③⑥ ① ⑧/g ① C ④ ① ⑤/e ② D ⑥ ⑤ ⑧/g ① (3)尾氣經(jīng)處理后仍有較多氣體排出，其主要原因可用化學(xué)方程式表示為________________________________________________________________________。 (4)某小組成員建議用雙氧水代替過氧化鈉進行實驗更好，請你給出兩條合適的理由： ①________________________________________________________________

42、________； ②________________________________________________________________________。 答案　(1)Na2O2＋4HCl(濃)===2NaCl＋Cl2↑＋2H2O (2)D (3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(或2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑) (4)①Na2O2能與水反應(yīng)，會使原料的利用率降低　②雙氧水比Na2O2更經(jīng)濟?、郛a(chǎn)生等量的Cl2，用雙氧水消耗鹽酸的量少?、躈a2O2能與水反應(yīng)，生成的NaOH能與鹽酸反應(yīng)?、軳a2O2能與水反應(yīng)，生成的NaOH吸收

43、了Cl2(填寫其中任意兩條即可) 解析　Na2O2具有強氧化性，能把Cl－氧化成Cl2，制備時應(yīng)把濃鹽酸滴到Na2O2固體上，所以應(yīng)選⑥作為制備裝置，裝置⑤可觀察導(dǎo)氣管是否堵塞，利用KI-淀粉溶液或石蕊溶液檢驗Cl2，根據(jù)裝置應(yīng)選擇⑧/g，可用NaOH溶液吸收Cl2。在此實驗中，不可避免Na2O2和水反應(yīng)生成O2。 2．工業(yè)尾氣中的氮氧化物常用氨催化吸收法，原理是NH3和NOx反應(yīng)生成無毒物質(zhì)。某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物的處理過程。 Ⅰ.提供的裝置 Ⅱ.NH3的制取 (1)下列有關(guān)實驗室制備氣體的說法正確的是________(填序號)。 ①可以用排飽和食鹽水

44、的方法收集氯氣?、谟贸酂岬奶颗c水蒸氣反應(yīng)制取氫氣　③實驗室制氧氣有時需要加熱，有時不需要加熱　④用無水氯化鈣干燥氨氣　⑤用濃鹽酸洗滌高錳酸鉀分解制氧氣的試管 (2)從所提供的裝置中選取一個能制取氨氣的裝置：___________________________ (填字母)。 (3)當(dāng)采用你所選用的裝置制取氨氣時，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。 Ⅲ.模擬尾氣的處理 選用上述部分裝置，按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置，回答有關(guān)問題： (4)A中反

45、應(yīng)的離子方程式為________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)裝置D的作用有：使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度，還有一個作用是________________________________________________________________________。 (6)D裝置中的液體可換成________(填字母)。 a．CuSO4 b．H2O c．CCl4 d．濃硫酸 (7)該同學(xué)所

46、設(shè)計的模擬尾氣處理實驗還存在的明顯缺陷是________________________________________________________________________。 答案　(1)①③⑤ (2)C(或G) (3)2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或NH3·H2O＋CaO===Ca(OH)2＋NH3↑，對應(yīng)即可) (4)3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (5)防止NH3發(fā)生倒吸 (6)c (7)NO尾氣直接排放，沒有進行處理 解析　(2)實驗室制備氨氣可用氫氧化鈣與氯化銨固體加熱法，也可以用濃氨水與氧化鈣(

47、或氫氧化鈉)在常溫下制取，故可選裝置為C或G。(3)根據(jù)所選裝置寫出相應(yīng)制備反應(yīng)的化學(xué)方程式。(4)A中為Cu與稀硝酸的反應(yīng)：3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(5)NH3是易溶于水的氣體，因此D還可以防止倒吸。(6)D中用飽和氨水防止氨氣被吸收，因此還可以換成CCl4。(7)該反應(yīng)中尾氣含有NO等污染性氣體，應(yīng)除去后再排入空氣中。 3．(xx·沈陽高三模擬)聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO4·7H2O)，過程如下所

48、示： (1)驗證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體中含有SO2的方法是 ________________________________________________________________________。 (2)制備綠礬時，向溶液X中加入過量__________，充分反應(yīng)后，經(jīng)__________操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。 (3)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為________________________________________________________________________。 若溶液Z的pH

49、偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“偏大”或“偏小”)。 答案　(1)將產(chǎn)生的氣體通入盛有品紅溶液的小試管中，若品紅溶液褪色，加熱能恢復(fù)原色，證明氣體中含有SO2 (2)鐵屑　過濾 (3)取一小塊pH試紙，放在干燥、潔凈的表面皿(或玻璃片)上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液，滴到pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較　偏小 解析　(1)利用SO2的漂白性來鑒別二氧化硫。 (2)溶液中有Fe3＋、Fe2＋，欲制綠礬，應(yīng)把Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，所以要加過量的鐵屑。 (3)用pH試紙測定溶液的pH，為了測定的準(zhǔn)確性，應(yīng)選用干燥、潔凈的裝置。若pH偏小，酸性過強，則Fe3＋難

50、以形成聚鐵膠體，所以聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。 4．用二氧化氯(ClO2)可制備用途廣泛的亞氯酸鈉(NaClO2)，實驗室可用下列裝置(略去部分夾持儀器)制備少量的亞氯酸鈉。 裝置C中發(fā)生反應(yīng)：2NaClO3＋SO2===2ClO2＋Na2SO4(Ⅰ) 裝置D中發(fā)生反應(yīng)：2ClO2＋H2O2＋2NaOH===2NaClO2＋2H2O＋O2(Ⅱ) (1)儀器組裝完畢，關(guān)閉兩個彈簧夾，打開A中活塞，向A中注入水可檢驗裝置氣密性，裝置氣密性良好的現(xiàn)象是________________________。實驗開始時，打開A的活塞，兩個彈簧夾的開關(guān)操作是__________________，F(xiàn)中

51、盛有的液體為________。 (2)裝置B中進行的是用硫酸與亞硫酸鈉制備二氧化硫的反應(yīng)，該處使用的是70%～80%的硫酸，而不是98%的濃硫酸或極稀的硫酸，原因是________________________________________________________________________。 (3)裝置C的作用是________________，裝置E的作用是________________。 (4)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定，所以裝置D中應(yīng)維持NaOH稍過量，判斷NaOH是否過量所需要的試劑是________。 a．稀鹽酸 b．品紅溶液 c．石蕊溶液 d

52、．酚酞溶液 (5)一次實驗制備中，通過檢驗發(fā)現(xiàn)制備的NaClO2中含有NaOH、Na2SO3，出現(xiàn)這些雜質(zhì)的可能原因是__________________。檢驗產(chǎn)物中含有Na2SO3雜質(zhì)的實驗操作和現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (供選擇的試劑有：Ba(OH)2溶液、H2O2溶液、AgNO3溶液、品紅溶液、H2SO4溶液) 答案　(1)水滴的速度逐漸變慢，最后停止滴入　打開兩個彈簧夾　NaOH溶液 (2)70%～80%的硫酸能提供反應(yīng)所需的足夠的H＋ (3)制備氣

53、體ClO2、觀察反應(yīng)快慢并調(diào)節(jié)反應(yīng)進行的快慢　安全瓶(防止液體倒吸) (4)cd (5)制備的SO2和裝置D中的NaOH同時過量　取少量溶液于試管中，加入Ba(OH)2溶液，有白色沉淀生成 解析　(1)若裝置氣密性良好，水滴的速度會越來越慢，直到最后不滴。彈簧夾甲打開后的作用是調(diào)節(jié)裝置內(nèi)氣壓與大氣壓平衡，彈簧夾乙打開后，可以使裝置F中的NaOH溶液吸收尾氣。(2)硫酸與亞硫酸鈉反應(yīng)制備二氧化硫的反應(yīng)為離子反應(yīng)，70%～80%的硫酸能提供該反應(yīng)所需的足夠的H＋。(3)裝置C的作用是制備ClO2氣體，并可通過觀察氣泡判斷反應(yīng)的快慢，由此可調(diào)節(jié)反應(yīng)進行的快慢；裝置E可起到安全瓶的作用，即防止液

54、體倒吸入裝置D中。(4)檢驗堿液的存在可用酸堿指示劑。(5)過量的SO2和過量的NaOH反應(yīng)生成Na2SO3；Na2SO3與Ba(OH)2反應(yīng)生成白色沉淀BaSO3。 5．過氧化鈣可以用于改善地表水質(zhì)，處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應(yīng)急供氧等。工業(yè)上生產(chǎn)過氧化鈣的主要流程如下： 已知CaO2·8H2O呈白色，微溶于水，加熱至350 ℃左右開始分解放出氧氣。 (1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化學(xué)方程式是_______________________________ ___________________________________________________

55、_____________________； (2)檢驗“水洗”是否合格的方法是________。 (3)沉淀時常用冰水控制溫度在0 ℃左右，其可能原因是(寫出兩種)： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (4)測定產(chǎn)品中CaO2含量的實驗步驟： 第一步：準(zhǔn)確稱取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過量的b g KI

56、晶體，再滴入少量2 mol·L－1的H2SO4溶液，充分反應(yīng)。 第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。 第三步：逐滴加入濃度為c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全，消耗Na2S2O3溶液V mL。 (已知：I2＋2S2O===2I－＋S4O) ①CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用字母表示)； ②某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能________(填“不受影響”、“偏低”或“偏高”)，原因是________________________________________________________________________。 答案　(1)CaCl2＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl (2)取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產(chǎn)生白色沉淀 (3)①溫度低可減少過氧化氫的分解，提高過氧化氫的利用率 ②該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度低有利于提高CaO2·8H2O的產(chǎn)率 (4)①?、谄摺〉嗡偬?，S2O在滴定過程中被氧氣氧化