2019高考化學(xué)二輪沖刺復(fù)習(xí)精講 第一部分 必考部分 第13講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價(jià)講義(含解析).doc
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第13講化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價(jià)考綱要求1.了解科學(xué)探究的基本過程,學(xué)習(xí)運(yùn)用以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ)的科學(xué)探究方法。2.能根據(jù)要求做到:(1)設(shè)計(jì)、評價(jià)或改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案。(2)掌握控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。預(yù)測或描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(3)分析或處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出合理結(jié)論。(4)正確改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。3.以上各部分知識與技能的綜合應(yīng)用。學(xué)科素養(yǎng)1.變化觀念與平衡思想:認(rèn)識化學(xué)實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的一種重要形式,是研究物質(zhì)及其變化的基本方法。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)識:能運(yùn)用分析推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)物質(zhì)、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系,建立模型并運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識:能根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì),探究反應(yīng)規(guī)律,體會(huì)實(shí)驗(yàn)條件控制對完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)及探究活動(dòng)的作用。 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心強(qiáng)化1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的“6”注意(1)實(shí)驗(yàn)操作順序裝置選擇與連接氣密性檢查裝入藥品開始實(shí)驗(yàn)(按程序)拆卸儀器防潮、防倒吸、防污染、防爆炸等。(2)儀器接口的連接總體上遵循裝置的排列順序,但對于吸收裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出(或“深”入“淺”出);量氣裝置應(yīng)“短”進(jìn)“長”出;洗氣裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出;干燥管應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。冷凝管水流應(yīng):“下”進(jìn)“上”出(逆流原理)。(3)加熱操作先后順序的選擇若氣體制備實(shí)驗(yàn)需加熱,應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置,通入氣體排出裝置中的空氣后,再給實(shí)驗(yàn)中需要加熱的物質(zhì)加熱。目的是:防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);保證產(chǎn)品純度,防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。熄滅酒精燈的順序則相反。(4)實(shí)驗(yàn)中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水。易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時(shí)冷卻。易揮發(fā)的液體反應(yīng)物,需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎直的干燥管、冷凝管等)。注意防止倒吸的問題。(5)儀器藥品的準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)中所用試劑名稱:如無水硫酸銅(CuSO4),硫酸銅溶液、酸性高錳酸鉀溶液、澄清石灰水、飽和碳酸氫鈉溶液、0.1000 molL1的氫氧化鈉溶液等。儀器名稱:如坩堝、研缽、100 mL容量瓶。(6)會(huì)畫簡單的實(shí)驗(yàn)裝置圖考綱要求能夠繪制和識別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖,可用“裝置示意圖”表示。一般能畫出簡單的裝置圖即可,但要符合要求,例如形狀、比例等。2實(shí)驗(yàn)方案評價(jià)“3”要素(1)選擇。包括儀器、藥品、連接方式的選擇。(2)評價(jià)。正確、簡約、安全、環(huán)保。(3)最佳方案的選擇。裝置最簡、藥品容易取得、價(jià)格低廉、現(xiàn)象明顯、無污染。(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_,儀器a的名稱是_。(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置。打開K1、K2,關(guān)閉K3。c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_。同時(shí)c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_。 解析(1)審題時(shí)抓住醋酸亞鉻“在氣體分析中用作氧氣吸收劑”,這暗示醋酸亞鉻具有強(qiáng)還原性,易被氧氣氧化,故該實(shí)驗(yàn)中使用的蒸餾水必須去除溶解氧。(2)依題意可知,c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,主要是由于鋅與鉻離子反應(yīng)生成亞鉻離子和鋅離子,即Zn2Cr3=Zn22Cr2。c中產(chǎn)生的氣體為氫氣,該氣體主要用于排除裝置內(nèi)的空氣,避免O2氧化Cr2。(3)c中有氫氣產(chǎn)生,打開K3,關(guān)閉K1和K2后,c中壓強(qiáng)大于外界壓強(qiáng),從而將c中溶液壓入醋酸鈉溶液中。析出并分離產(chǎn)品的操作是冷卻、過濾、洗滌、干燥。(4)觀察d裝置,可發(fā)現(xiàn)其與空氣相通,這會(huì)導(dǎo)致生成的醋酸亞鉻被O2氧化。答案(1)去除水中溶解氧分液(或滴液)漏斗(2)Zn2Cr3=Zn22Cr2排除c中空氣(3)c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于大氣壓(冰浴)冷卻過濾(4)敞開體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的思維流程(1)物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般思路如下: (2)注意事項(xiàng)。“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發(fā)生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質(zhì)的試劑與順序)、收集裝置、尾氣處理裝置等;藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態(tài)等;連接方式的選擇指儀器的先后順序、導(dǎo)管接口的連接等?!芭懦蓴_”是指反應(yīng)條件的控制、防止空氣成分介入、副反應(yīng)盡量避免、雜質(zhì)的清除以及防止產(chǎn)物的揮發(fā)、水解等對實(shí)驗(yàn)的干擾?!安僮鳒?zhǔn)確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實(shí)驗(yàn)操作步驟。 分點(diǎn)突破角度一:涉及氣體的制備實(shí)驗(yàn)1(2018江西臨川二中檢測)三氯化硼是一種重要的化工原料,主要用作半導(dǎo)體硅的摻雜源或有機(jī)合成催化劑,還用于高純硼或有機(jī)硼的制取。已知:BCl3的沸點(diǎn)為12.5 ,熔點(diǎn)為107.3 ,易潮解。實(shí)驗(yàn)室制備三氯化硼的原理為:B2O33C3Cl22BCl33CO。(1)甲組同學(xué)擬用如圖1所示的裝置制備干燥純凈的氯氣。裝置B的作用是_,裝置C中盛放的試劑是_。若生成13.44 L氯氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為_。(2)乙組同學(xué)選用甲組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C和如圖2所示的裝置(裝置可重復(fù)使用)制備BCl3并驗(yàn)證反應(yīng)中有CO生成。乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳BC_H_FDI;其中裝置E的作用是_。為確保CO得到驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)前除檢查裝置的氣密性外,還需要的一步操作是_。能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是_。一定條件下三氯化硼與某四核氫化物反應(yīng)可制備具有重要用途的氮化硼(BN),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,用KClO3與濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2,制得的Cl2中含有HCl和水蒸氣,要用飽和食鹽水除去HCl,用濃硫酸除去水分,從而得到干燥純凈的Cl2。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO5Cl6H3Cl23H2O,生成3 mol Cl2轉(zhuǎn)移5 mol電子,則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下13.44 L(0.6 mol) Cl2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為56.0210236.021023。(2)乙組同學(xué)選用甲組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B、C制得干燥純凈的氯氣,用Cl2、B2O3和C反應(yīng)生成BCl3和CO,BCl3的熔點(diǎn)為107.3 ,沸點(diǎn)為12.5 ,所以收集BCl3要用冰水冷卻,未反應(yīng)的Cl2用NaOH溶液吸收,BCl3易水解,為防止NaOH溶液中的水進(jìn)入裝置E,在E和J之間接上H裝置,用于吸水,生成的CO經(jīng)干燥后再通過F裝置還原CuO,再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗(yàn),可以證明制備BCl3的反應(yīng)中有CO生成,多余的CO不能排放到空氣中,要用排水法收集。根據(jù)上面的分析可知,乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳BCGEHJHFDI。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理可知,生成的CO能將黑色的CuO還原為紅色的Cu,同時(shí)產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳?xì)怏w,所以能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色,裝置D中澄清石灰水變渾濁。根據(jù)元素守恒,可知該四核氫化物中含有N元素,則該四核氫化物為NH3,BCl3與NH3反應(yīng)生成BN和HCl。答案(1)除去氯氣中的HCl濃硫酸6.021023(2)GEJH將BCl3冷凝為液體收集通入N2排出裝置中的空氣F中固體由黑變紅,D中溶液變渾濁BCl3NH3=BN3HCl涉及氣體制備實(shí)驗(yàn)的“4環(huán)節(jié)”角度二:無機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)2(2018肇慶模擬)氮化鋁(AlN,遇水易水解)廣泛應(yīng)用于集成電路產(chǎn)生領(lǐng)域。某研究小組利用氮?dú)?、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁,設(shè)計(jì)如下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置。圖1請回答:(1)圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮?dú)猓摶瘜W(xué)方程式為_。(2)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(用小寫字母ag填寫)_;導(dǎo)管A的作用是_。(3)按(2)連接好實(shí)驗(yàn)裝置后,接下來的操作是_。(4)按(2)連接的實(shí)驗(yàn)裝置存在的缺陷是_。(5)反應(yīng)結(jié)束后,某同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測定氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì))。圖2氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。集氣瓶中的苯的作用是_;集氣瓶中的液體沒有裝滿,則實(shí)驗(yàn)測得NH3的體積將_(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。若實(shí)驗(yàn)中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為10.0 g,測得氨氣的體積為3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(保留3位有效數(shù)字)。解析(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,NaNO3作氧化劑,N由3價(jià)0價(jià),NH4Cl作還原劑,N由3價(jià)0價(jià),因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2NH4ClNaCl2H2ON2。(2)因?yàn)锳lN遇水易水解,需要除去N2中的水蒸氣,則N2從a經(jīng)濃硫酸干燥,導(dǎo)管“長進(jìn)短出”,連接ed,為干燥充分,連接gf,在玻璃管中反應(yīng),連接cb,同時(shí)要防止空氣中水蒸氣的進(jìn)入,最后再連接gf;導(dǎo)管A的作用是平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2飽和溶液順利滴下。(3)因?yàn)橛袣怏w參加反應(yīng),因此需要檢驗(yàn)裝置的氣密性。(4)缺少防倒吸裝置和尾氣處理裝置。(5)氮化鋁遇水發(fā)生水解反應(yīng)AlN3H2O=Al(OH)3NH3,氫氧化鋁表現(xiàn)兩性,因此發(fā)生Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O,總反應(yīng)是AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3。NH3極易溶于水,因此要防止倒吸,即苯的作用是防止NH3溶于水;對實(shí)驗(yàn)無影響,因此選不變。根據(jù)反應(yīng)方程式:n(AlN)n(NH3) mol0.15 mol,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15100%61.5%。答案(1)NaNO2NH4ClNaCl2H2ON2(2)aedgfcbgf平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2飽和溶液順利滴下(3)檢查裝置的氣密性(4)洗氣瓶沒有防倒吸裝置、沒有尾氣處理裝置(5)AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3防止氨氣溶于水不變61.5%角度三:有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)3(名師改編)乙醚(CH3CH2OCH2CH3)在醫(yī)療上被用作麻醉劑,其熔點(diǎn)為116.2、沸點(diǎn)為34.6,難溶于水。在實(shí)驗(yàn)室中可將乙醇、濃硫酸的混合液加熱至140制取一定量的乙醚,制備裝置如圖1所示。請回答下列問題:(1)A裝置中缺少溫度計(jì),使用溫度計(jì)時(shí),其水銀球應(yīng)位于_,圖1虛線框內(nèi)所缺儀器應(yīng)選圖2中的_(填名稱)。(2)混合濃硫酸與乙醇的方式是將_慢慢加入另一種試劑中。(3)制得的乙醚中含有一定量的乙醇,提純的方法是先水洗,除去雜質(zhì)后用某試劑Q進(jìn)行干燥,再經(jīng)適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗蠹纯傻玫骄频囊颐?。水洗的目的是_,此操作應(yīng)在圖3中的_(填編號)中進(jìn)行。試劑Q可能是_(寫出一種合理答案即可)。(4)實(shí)驗(yàn)表明,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,燒瓶中的液體會(huì)變成黑色,變黑的原因是_,同時(shí)還有兩種常見的無色氣體生成,寫出乙醇與濃硫酸反應(yīng)生成這些無色氣體的化學(xué)方程式:_。(5)若實(shí)驗(yàn)中使用了20 mL(密度為0.8 g/mL)無水乙醇,最后得到純乙醚8.4 g,則乙醚的產(chǎn)率為_(精確到小數(shù)點(diǎn)后1位)。解析(1)因?yàn)橐獪y量反應(yīng)液的溫度,故溫度計(jì)的水銀球應(yīng)位于溶液內(nèi)部且不與容器內(nèi)壁接觸;冷凝時(shí)應(yīng)使用直形冷凝管。(2)乙醇與濃硫酸的混合相當(dāng)于用乙醇對濃硫酸進(jìn)行稀釋,故應(yīng)將濃硫酸慢慢加入到乙醇中。(3)水洗的目的是除去乙醇,然后分液即可得到較純的乙醚,分液時(shí)應(yīng)使用梨形分液漏斗,即儀器。殘留的水可用干燥劑進(jìn)行干燥。(4)反應(yīng)中濃硫酸將部分乙醇炭化導(dǎo)致液體變成黑色,生成的C(碳)與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)又生成CO2、SO2。(5)由2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3H2O可求出乙醇完全轉(zhuǎn)化為乙醚時(shí)的理論質(zhì)量,然后用實(shí)際質(zhì)量除以理論質(zhì)量,可求出產(chǎn)率。答案(1)溶液中且不接觸容器內(nèi)壁直形冷凝管(2)濃硫酸(3)除去乙醇無水氯化鈣(或其他合理答案)(4)濃硫酸使部分乙醇炭化生成黑色的C(碳)C2H5OH6H2SO4(濃)2CO26SO29H2O(5)65.3%有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)題的解題模板考點(diǎn)二性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)(2018名師改編)某化學(xué)興趣小組為比較Cl2、Br2、Fe3的氧化性強(qiáng)弱,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn): 解析(1)為便于將玻璃導(dǎo)管插入橡膠塞,應(yīng)先將玻璃導(dǎo)管用水濕潤。檢查裝置A的氣密性時(shí),先將止水夾b關(guān)閉,打開分液漏斗的活塞,然后從分液漏斗向燒瓶中注水,若水不能順利流下,則氣密性良好。(2)氯氣有毒,該實(shí)驗(yàn)中無尾氣處理裝置。D裝置溶液變紅,說明Fe2被氧化為Fe3,說明Cl2的氧化性比Fe3的強(qiáng);E裝置中水層溶液變黃,振蕩試管后CCl4層無明顯現(xiàn)象,說明向Fe2與Br共存的溶液中通入氯氣,F(xiàn)e2先被氧化,即Br2的氧化性比Fe3的強(qiáng)。(3)由于(SCN)2的性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的類似,且氧化性Cl2(SCN)2,當(dāng)Cl2過量時(shí),Cl2將SCN氧化為(SCN)2,2SCNCl2=2Cl(SCN)2,使Fe33SCN?Fe(SCN)3平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色??上蛲噬蟮娜芤褐屑尤隖e3或SCN,觀察溶液是否恢復(fù)紅色。BrCl與水的反應(yīng)和氯氣與水的反應(yīng)相似,反應(yīng)方程式為BrClH2O=HBrOHCl。向溶液中加入硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀AgCl,AgBrO易溶于水。答案(1)先將玻璃導(dǎo)管用水潤濕關(guān)閉止水夾b,打開活塞a(2)缺少尾氣處理裝置Cl2Br2Fe3(3)過量氯氣和SCN反應(yīng),2SCNCl2=2Cl(SCN)2,使SCN濃度減小,使平衡Fe33SCN?Fe(SCN)3向逆反應(yīng)方向移動(dòng)而褪色取少量褪色后的溶液,滴加KSCN溶液,若溶液變紅,則上述推測合理或取少量褪色后的溶液,滴加FeCl3溶液,若溶液不變紅,則上述推測合理(其他合理答案也可)BrClH2O=HBrOHCl,反應(yīng)產(chǎn)生Cl,由于AgBrO易溶于水,加入AgNO3溶液,只能生成AgCl白色沉淀(1)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)方法性質(zhì)探索型實(shí)驗(yàn),主要是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或從所屬類型的典型代表物去推測物質(zhì)可能具有的一系列性質(zhì),而后據(jù)此設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案,去探索它所可能具有的性質(zhì)。探索型性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路性質(zhì)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn),主要是對物質(zhì)具備的性質(zhì)去求證,關(guān)鍵是設(shè)計(jì)出簡捷的實(shí)驗(yàn)方案,操作簡單易行,現(xiàn)象明顯,且安全性高。驗(yàn)證型性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路(2)注意事項(xiàng)在離子檢測、氣體成分檢測的過程中,要嚴(yán)格掌握檢測的先后順序,防止各成分檢測過程中的相互干擾。若有水蒸氣生成,先檢驗(yàn)水蒸氣,再檢驗(yàn)其他成分,如C和濃H2SO4的反應(yīng),產(chǎn)物有SO2、CO2和H2O(g),通過實(shí)驗(yàn)可檢驗(yàn)三種氣體物質(zhì)的存在,但要注意檢驗(yàn)SO2、CO2都要通過溶液進(jìn)行檢驗(yàn),對檢驗(yàn)H2O(g)有干擾。對于需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化才能檢測的成分,如CO的檢測,要注意先檢測CO中是否含有CO2,如果有CO2,應(yīng)先除去CO2再對CO實(shí)施轉(zhuǎn)化,最后再檢測轉(zhuǎn)化產(chǎn)物CO2,如HOOCCOOHCO2COH2O中CO的檢測。 要重視藥品名稱的描述,如有些藥品的準(zhǔn)確描述為:無水硫酸銅、澄清石灰水、酸性高錳酸鉀溶液、濃硫酸、飽和NaHCO3溶液、NaOH溶液等。此外還應(yīng)注意某些儀器的規(guī)格。 分點(diǎn)突破角度一:關(guān)于物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究1某興趣小組設(shè)計(jì)SO2實(shí)驗(yàn)方案做以下化學(xué)實(shí)驗(yàn)。.實(shí)驗(yàn)方案一(1)將SO2通入水中形成“SO2飽和H2SO3溶液”體系,此體系中存在多個(gè)含硫元素的平衡,分別用平衡方程式表示為_。(2)已知:葡萄酒中有少量SO2可以作抗氧化劑,我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB27602014)規(guī)定葡萄酒中SO2的殘留量0.25 gL1。利用SO2的漂白性檢測干白葡萄酒(液體為無色)中的SO2或H2SO3。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)結(jié)論:干白葡萄酒不能使品紅溶液褪色,原因?yàn)開。.實(shí)驗(yàn)方案二如圖是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行二氧化硫制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的組合裝置,部分固定裝置未畫出。(1)裝置B中試劑X是_,裝置D中盛放NaOH溶液的作用是_。(2)關(guān)閉彈簧夾2,打開彈簧夾1,注入硫酸至浸沒三頸燒瓶中固體,檢驗(yàn)SO2與Na2O2反應(yīng)是否有氧氣生成的方法是_。(3)關(guān)閉彈簧夾1后,打開彈簧夾2,殘余氣體進(jìn)入E、F中,能說明I還原性弱于SO2的現(xiàn)象為_;發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_。.實(shí)驗(yàn)方案三用電化學(xué)法模擬工業(yè)處理SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可用于制備硫酸,同時(shí)獲得電能:(1)M極發(fā)生的電極反應(yīng)式為_。(2)若使該裝置的電流強(qiáng)度達(dá)到2.0 A,理論上每分鐘應(yīng)向負(fù)極通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為_L(已知:1個(gè)e所帶電量為1.61019C)。解析.(1)M極上SO2被氧化,是負(fù)極,酸性條件下生成SO,電極反應(yīng)式為SO22H2O2e=SO4H;(2)若使該裝置的電流強(qiáng)度達(dá)到2.0 A,則每分鐘轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(2.0 A60 s)(1.61019 C)(6.021023) mol,向負(fù)極通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積為(2.0 A60 s)(1.61019 C)(6.021023) mol222.4 Lmol10.014 L。答案.(1)SO2(g)?SO2(aq);SO2H2O?H2SO3;H2SO3?HHSO;HSO?HSO(2)干白中SO2或H2SO3含量太少.(1)濃硫酸吸收未反應(yīng)的SO2,防止污染空氣(2)將帶火星的木條放在D試管口處,看木條是否復(fù)燃(3)E中溶液藍(lán)色褪去SO2I22H2O=2ISO4H.(1)SO22H2O2e=SO4H(2)0.014解答性質(zhì)探究型綜合實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)角度二:關(guān)于物質(zhì)反應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究2某學(xué)生對Na2SO3與AgNO3在不同pH下的反應(yīng)進(jìn)行探究。(1)測得Na2SO3溶液pH10、AgNO3溶液pH5。(2)調(diào)節(jié)pH,實(shí)驗(yàn)記錄如下:查閱資料得知:.Ag2SO3:白色,難溶于水,溶于過量的Na2SO3溶液。.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反應(yīng)。該學(xué)生對產(chǎn)生的白色沉淀提出了兩種假設(shè):白色沉淀為Ag2SO3。白色沉淀為Ag2SO4,推測的依據(jù)是_。(3)取b、c中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了白色沉淀不是Ag2SO4。實(shí)驗(yàn)方法是:另取Ag2SO4固體置于_溶液中,未溶解。(4)將c中X濾出、洗凈,為確認(rèn)其組成,實(shí)驗(yàn)如下:.向X中滴加稀鹽酸,無明顯變化。.向X中加入過量濃硝酸,產(chǎn)生紅棕色氣體。.分別用Ba(NO3)2、BaCl2溶液檢驗(yàn)中反應(yīng)后的溶液,前者無明顯變化,后者產(chǎn)生白色沉淀。實(shí)驗(yàn)的目的是_。根據(jù)上述現(xiàn)象,分析X的成分是_。中反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(5)該同學(xué)綜合以上實(shí)驗(yàn),分析X產(chǎn)生的原因是:隨著酸性的增強(qiáng),體系的還原性強(qiáng)。解析(2)SO具有較強(qiáng)的還原性,易被空氣中的氧氣氧化為SO,故提出假設(shè)白色沉淀為Ag2SO4。(3)要確定b、c中的白色沉淀不是Ag2SO4,只需證明Ag2SO4不溶于過量的Na2SO3溶液即可。(4)確定c中X的組成,實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證棕黑色物質(zhì)X不是Ag2O,因?yàn)锳g2O與HCl發(fā)生反應(yīng):Ag2O2HCl=2AgClH2O。實(shí)驗(yàn)加入濃硝酸,產(chǎn)生紅棕色氣體,說明X具有還原性,實(shí)驗(yàn)向中反應(yīng)后的溶液中加入Ba(NO3)2溶液無變化,加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明中反應(yīng)后的溶液中含Ag,進(jìn)而推出X為Ag。Ag與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ag2HNO3(濃)=AgNO3NO2H2O。答案(2)SO具有較強(qiáng)的還原性(3)Na2SO3(或亞硫酸鈉)(4)驗(yàn)證棕黑色物質(zhì)X不是Ag2OAgAg2HNO3(濃)=AgNO3NO2H2O3(2018合肥模擬)某學(xué)習(xí)小組通過下列裝置探究MnO2與FeCl36H2O能否反應(yīng)產(chǎn)生Cl2。實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象如下表:回答下列問題:(1)上述實(shí)驗(yàn)中的白霧是_;試管A管口向上傾斜的原因是_。(2)實(shí)驗(yàn)2說明黃色氣體中含有FeCl3,寫出FeCl3使淀粉KI溶液變藍(lán)的離子方程式:_。(3)為進(jìn)一步確認(rèn)黃色氣體中含有Cl2,該學(xué)習(xí)小組對實(shí)驗(yàn)1提出兩種改進(jìn)方案:方案1在A、B間增加盛有某種試劑的洗氣瓶C,結(jié)果B中溶液仍變?yōu)樗{(lán)色。方案2將B中淀粉KI溶液替換為NaBr溶液,結(jié)果B中溶液呈橙紅色,且未檢出Fe2。則方案1C中盛放的試劑是_;方案2中檢驗(yàn)Fe2的試劑是_,選擇NaBr溶液的依據(jù)是_。(4)實(shí)驗(yàn)1充分加熱后,若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為12,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_;其尾氣處理的方法是_。(5)該學(xué)習(xí)小組認(rèn)為實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán),可能還有另外一種原因是_。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證此猜想:_。解析(1)HCl具有揮發(fā)性,上述實(shí)驗(yàn)中的白霧是鹽酸小液滴;試管A管口向上傾斜的原因是試管A中部分固體溶解在FeCl36H2O分解生成的水中形成溶液。(2) FeCl3具有氧化性,使淀粉KI溶液變藍(lán)的離子方程式:2Fe32I=2Fe2I2。(3)方案1 C中盛放的試劑是飽和NaCl溶液,洗去HCl,Cl2在其中溶解度??;方案2中檢驗(yàn)Fe2的試劑鐵氰化鉀溶液,遇到Fe2生成藍(lán)色沉淀;氧化性次序:Cl2Br2Fe3I2,選擇NaBr溶液的依據(jù)是Br可以被Cl2氧化成Br2,但不會(huì)被Fe3氧化為Br2。(4)實(shí)驗(yàn)1充分加熱后,若反應(yīng)中被氧化與未被氧化的氯元素質(zhì)量之比為12,則A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO22FeCl36H2OFe2O3MnCl2Cl22HCl11H2O;由于Cl22OH=ClClOH2O,其尾氣處理的方法是將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中。(5)由于2H2O4IO2=2I24OH,實(shí)驗(yàn)1中溶液變藍(lán),可能還有另外一種原因是實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣,其中的O2在此條件下可能氧化I。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證此猜想:向一試管中加入淀粉KI溶液,再滴入幾滴稀鹽酸,在空氣中放置,觀察一段時(shí)間后看溶液是否變藍(lán)。答案(1)鹽酸小液滴試管A中部分固體溶解在FeCl36H2O分解生成的水中形成溶液(2)2Fe32I=2Fe2I2(3)飽和NaCl溶液鐵氰化鉀溶液Br可以被Cl2氧化成Br2,但不會(huì)被Fe3氧化為Br2(4)MnO22FeCl36H2OFe2O3MnCl2Cl22HCl11H2O將尾氣通入到氫氧化鉀溶液中(5)實(shí)驗(yàn)未先趕出空氣,其中的O2在此條件下可能氧化I向一試管中加入淀粉KI溶液,再滴入幾滴稀鹽酸,在空氣中放置,觀察一段時(shí)間后看溶液是否變藍(lán)考點(diǎn)三定量測定型實(shí)驗(yàn) 解析(1)發(fā)生的顯色反應(yīng)是溶液中Fe2與K3Fe(CN)6生成Fe3Fe(CN)62,其化學(xué)方程式為3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)通入N2,不僅能隔絕空氣,排除空氣的干擾,還能使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。實(shí)驗(yàn)中裝置B中澄清石灰水變渾濁,說明三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物中含有CO2,經(jīng)NaOH溶液可除去CO2,氣體經(jīng)濃硫酸干燥后,與灼熱的CuO反應(yīng),得到單質(zhì)Cu,且由裝置F中現(xiàn)象可知裝置E中又生成CO2,由此可判斷熱分解產(chǎn)物中還含有CO。為防止倒吸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)先熄滅裝置A、E兩處的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)?。要檢驗(yàn)A中殘留固體中含有Fe2O3,可取少量A中殘留固體,加入足量稀硫酸或稀鹽酸溶解,再滴入少許KSCN溶液,溶液中出現(xiàn)紅色,即可確定殘留固體中含有Fe2O3。(3)KMnO4能將樣品溶液中Fe2氧化成Fe3,將C2O氧化成CO2,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),KMnO4稍過量,溶液中出現(xiàn)淺紫色。加入過量鋅粉能將溶液中Fe3還原為Fe2,酸化后Fe2與KMnO4溶液反應(yīng),根據(jù)化合價(jià)變化可找出關(guān)系式為5Fe2MnO,根據(jù)消耗KMnO4溶液的濃度和體積可知溶液中n(Fe2)c molL1V103 L55103cV mol,則該晶體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%或100%。答案(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置CO2CO先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)馊∩僭S固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3(3)淺紫色出現(xiàn)100%定量型實(shí)驗(yàn)的答題模板(1)巧審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃韺?shí)驗(yàn)原理可從題給的化學(xué)情境(或題目所給的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?并結(jié)合元素化合物的有關(guān)知識獲取。在此基礎(chǔ)上,依據(jù)可靠性、簡捷性、安全性的原則,確定符合實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求的?shí)驗(yàn)方案。 (2)想過程,理清操作先后順序根據(jù)由實(shí)驗(yàn)原理所確定的實(shí)驗(yàn)方案中的實(shí)驗(yàn)過程,確定實(shí)驗(yàn)操作的方法和步驟,把握各實(shí)驗(yàn)步驟的要點(diǎn),理清實(shí)驗(yàn)操作的先后順序。(3)看準(zhǔn)圖,分析裝置或流程作用若題目中給出裝置圖,在分析解答過程中,要認(rèn)真細(xì)致地分析圖中各部分裝置,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?,確定它們在實(shí)驗(yàn)中的作用。(4)細(xì)分析,得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論在定性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上研究量的關(guān)系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,通過分析、計(jì)算、推理等確定有關(guān)樣品含量及化學(xué)式。 分點(diǎn)突破角度一:以測定化學(xué)式(組成元素)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡木C合實(shí)驗(yàn)1青蒿素是烴的含氧衍生物,為無色針狀晶體。易溶于丙酮、氯仿和苯中,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156157 。青蒿素是有效的抗瘧藥。從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ),主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝:提取液操作乙醚粗品精品殘?jiān)埢卮鹣铝袉栴}:(1)對青蒿進(jìn)行干燥剪碎的目的是_。(2)操作的名稱是_,操作的名稱是_。(3)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測定青蒿素的分子式,將28.2 g青蒿素放在硬質(zhì)玻璃管C中充分燃燒:裝置E中盛放的物質(zhì)是_,裝置F中盛放的物質(zhì)是_。該實(shí)驗(yàn)裝置可能產(chǎn)生誤差,造成測定含氧量偏低,改進(jìn)方法是_。已知青蒿素是烴的含氧衍生物,用合理改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),稱得:裝置實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量/g實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量/gE22.642.4F80.2146.2青蒿素的最簡式是_。(4)某學(xué)生對青蒿素的性質(zhì)進(jìn)行探究。將青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量較小,加熱并攪拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液紅色變淺,說明青蒿素與_(填字母)具有相似的性質(zhì)。A乙醇 B乙酸C乙酸乙酯 D葡萄糖解析(1)用乙醚提取青蒿中的青蒿素,將青蒿剪碎的目的是增大二者的接觸面積,提高青蒿中青蒿素的浸取率。(2)由流程圖可知操作是將殘?jiān)吞崛∫悍蛛x,故操作為過慮;操作是分離開乙醚和青蒿素,故操作為蒸餾。(3)裝置E中盛放的是無水CaCl2或P2O5,用于測量青蒿素燃燒生成的水,F(xiàn)中盛放的是堿石灰,用于測量青蒿素燃燒生成的CO2。m(H2O)42.4 g22.6 g19.8 g,n(H2O)1.1 mol;m(CO2)146.2 g80.2 g66 g,n(CO2)1.5 mol;282 g青蒿素中氧元素的物質(zhì)的量為0.5 mol,則青蒿素分子中n(C)n(H)n(O)1.5 mol1.1 mol20.5 mol15225,故青蒿素的最簡式為C15H22O5。答案(1)增大青蒿素與乙醚的接觸面積,提高青蒿素的浸取率(2)過濾蒸餾(3)無水CaCl2(或P2O5)堿石灰(或其他合理答案)除去裝置左側(cè)通入的空氣中的CO2和水蒸氣,在裝置F后加一個(gè)防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入F的裝置C15H22O5(4)C角度二:以測定物質(zhì)含量(純度)為實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡木C合實(shí)驗(yàn)2(2017全國卷)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法,其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽,利用如圖所示裝置處理銨鹽,然后通過滴定測量。已知:NH3H3BO3=NH3H3BO3;NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3?;卮鹣铝袉栴}:(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名稱是_。(3)清洗儀器:g中加蒸餾水;打開k1,關(guān)閉k2、k3,加熱b,蒸氣充滿管路;停止加熱,關(guān)閉k1,g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c,原因是_;打開k2放掉水。重復(fù)操作23次。(4)儀器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e,隨后注入氫氧化鈉溶液,用蒸餾水沖洗d,關(guān)閉k3,d中保留少量水。打開k1,加熱b,使水蒸氣進(jìn)入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反應(yīng)的離子方程式為_,e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測定,滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為c molL1的鹽酸V mL,則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_%,樣品的純度_%。解析(1)導(dǎo)管a與大氣相通,其作用是避免燒瓶內(nèi)氣壓過大,發(fā)生危險(xiǎn)。(2)加熱液體時(shí)加入碎瓷片,其作用是防止液體暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等,要指明。(3)停止加熱,瓶內(nèi)水蒸氣冷凝,氣體壓強(qiáng)減小,會(huì)引起g中液體倒吸入c中,利用蒸餾水倒吸來洗滌儀器e、f。(4)止水夾k3處可能漏氣,導(dǎo)致測定的N元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低,故d中保留少量水起液封作用,防止氨氣逸出。e中發(fā)生的主要反應(yīng)是銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng),需要加熱,使氨氣全部逸出?!爸锌针p層玻璃瓶”比較陌生,可以聯(lián)想平時(shí)生活中保溫玻璃瓶來分析問題。(5)n(N)n(NH3)n(HCl) mol,w(N)100%。C2H5NO2的相對分子質(zhì)量為75,w(C2H5NO2)%。答案(1)避免b中壓強(qiáng)過大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中溫度下降,管路中形成負(fù)壓(4)液封,防止氨氣逸出NHOHNH3H2O保溫使氨完全蒸出(5)3(NH4)2Fe(SO4)26H2O(M392 gmol1)又稱莫爾鹽,簡稱FAS,其俗名來源于德國化學(xué)家莫爾(Karl Friedrich Mohr)。它是淺藍(lán)綠色結(jié)晶或粉末,對光敏感,在空氣中會(huì)逐漸風(fēng)化及氧化,可溶于水,幾乎不溶于乙醇。某實(shí)驗(yàn)小組利用工業(yè)廢鐵屑制取莫爾鹽,并測定其純度。.莫爾鹽的制取回答下列問題:(1)步驟必須在剩余少量鐵屑時(shí)進(jìn)行過濾,其原因是_(用離子方程式表示)。(2)制取的莫爾鹽最后要用_洗滌(填字母),其目的是_。a蒸餾水b乙醇c濾液(3)從圖中選取必須用的儀器連接成實(shí)驗(yàn)室制取(NH4)2SO4溶液的裝置,連接的順序(用接口字母表示)是_。.FAS純度測定為測定FAS純度,取m g樣品配制成500 mL溶液,根據(jù)物質(zhì)組成,甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。(1)甲方案:取20.00 mL FAS溶液,用0.1000 molL1的酸性K2Cr2O7溶液進(jìn)行滴定。滴定時(shí)必須選用的儀器是_(填序號)。(2)乙方案:取20.00 mL FAS溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。列出計(jì)算FAS晶體純度的代數(shù)式:_(不用計(jì)算出結(jié)果)。(3)已知實(shí)驗(yàn)操作都正確,卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測定結(jié)果總是小于乙方案,其可能的原因是_。設(shè)計(jì)簡單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測:_。解析.(2)W g固體為BaSO4,根據(jù)質(zhì)量守恒可知m g樣品中含(NH4)2Fe(SO4)26H2O的質(zhì)量為:25392 g,則樣品的純度為100%100%。(3)已知實(shí)驗(yàn)操作都正確,卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測定結(jié)果總是小于乙方案,其可能的原因是部分Fe2被空氣中氧氣氧化;取少量FAS溶液放入試管中,加入少量KSCN溶液,若溶液變?yōu)榧t色,說明部分Fe2已被空氣中氧氣氧化。答案.(1)Fe2Fe3=3Fe2(2)b除去晶體表面水分,加速晶體的干燥,防止其氧化變質(zhì)(3)a接d,e接f(或a、d,e、f,或ad,ef).(1)(2)100%或100%(3)部分Fe2被空氣中氧氣氧化取少量FAS溶液放入試管中,加入少量KSCN溶液,若溶液變?yōu)榧t色,說明部分Fe2已被空氣中氧氣氧化(1)定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測定方法沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀,然后稱量純凈、干燥的沉淀質(zhì)量,再進(jìn)行計(jì)算。測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng),可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。()常見測量氣體體積的實(shí)驗(yàn)裝置()量氣時(shí)應(yīng)注意的問題a量氣時(shí)應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。b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()()應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中,通過稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量,求得所吸收氣體的質(zhì)量,然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。滴定法即利用滴定操作原理,通過酸堿中和滴定、沉淀滴定或氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后,再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。(2)定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點(diǎn),如用托盤天平測得質(zhì)量的精度為0.1 g,若精度值超過了這個(gè)范圍,說明所得數(shù)據(jù)是無效的??磾?shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi),若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍,要舍去。看反應(yīng)是否完全,是否是過量反應(yīng)物作用下所得的 數(shù)據(jù),只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù),才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用??此脭?shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致,特別是氣體體積數(shù)據(jù),只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算??磾?shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理,錯(cuò)誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。 考向一以制備為主體的綜合實(shí)驗(yàn)1(2018浙江卷)某興趣小組以廢鐵屑制得硫酸亞鐵銨后,按下列流程制備二水合草酸亞鐵(FeC2O42H2O),進(jìn)一步制備高純度還原鐵粉。已知:FeC2O42H2O難溶于水,150 開始失結(jié)晶水;H2C2O4易溶于水,溶解度隨溫度升高而增大。請回答:(1)下列操作或描述正確的是_。A步驟,H2C2O4稍過量主要是為了抑制Fe2水解B步驟,采用熱水洗滌可提高除雜效果C步驟,母液中的溶質(zhì)主要是( NH4)2SO4和H2C2O4D步驟,如果在常壓下快速干燥,溫度可選擇略高于100 (2)如圖裝置,經(jīng)過一系列操作完成步驟中的抽濾和洗滌。請選擇合適的編號,按正確的操作順序補(bǔ)充完整(洗滌操作只需考慮一次):開抽氣泵abd_c關(guān)抽氣泵。a轉(zhuǎn)移固液混合物;b.關(guān)活塞A;c.開活塞A;d.確認(rèn)抽干;e.加洗滌劑洗滌。(3)稱取一定量的FeC2O42H2O試樣,用硫酸溶解,采用KMnO4滴定法測定,折算結(jié)果如下:n(Fe2)/moln(C2O)/mol試樣中FeC2O42H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)9.801049.801040.980由表中數(shù)據(jù)推測試樣中最主要的雜質(zhì)是_。(4)實(shí)現(xiàn)步驟必須用到的兩種儀器是_(供選儀器:a.燒杯;b.坩堝;c.蒸餾燒瓶;d.高溫爐;e.表面皿;f錐形瓶);該步驟的化學(xué)方程式是_。(5)為實(shí)現(xiàn)步驟,不宜用炭粉還原Fe2O3,理由是_。解析(1)A項(xiàng),步驟溶解酸化后溶液已呈酸性,故步驟時(shí)草酸稍過量的主要目的不是酸化抑制Fe2的水解,而是保證Fe2反應(yīng)完全,同時(shí)防止Fe2被氧化,錯(cuò)誤;B項(xiàng),步驟,采用熱水洗滌有利于除去(NH4)2SO4和H2C2O4,提高除雜效果,正確;C項(xiàng),酸化和加入稍過量的H2C2O4后,發(fā)生反應(yīng)(NH4)2Fe(SO4)2H2C2O42H2O=FeC2O42H2O(NH4)2SO4H2SO4,故母液中的溶質(zhì)主要有(NH4)2SO4、H2SO4和H2C2O4,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)題給信息,F(xiàn)eC2O42H2O在150 開始失結(jié)晶水,故略高于100 干燥不影響產(chǎn)物的成分,正確。(2)抽濾完成后,需要洗滌晶體,故應(yīng)該先打開活塞A,使吸濾瓶內(nèi)的壓強(qiáng)回升,然后添加洗滌劑,待洗滌劑緩慢通過晶體后關(guān)閉活塞A,再次確認(rèn)抽干,打開活塞A防止發(fā)生倒吸,最后關(guān)閉抽氣泵,正確順序?yàn)殚_抽氣泵abdcebdc關(guān)抽氣泵。(3)依據(jù)題表中數(shù)據(jù)得n(Fe2)n(C2O) 11,可知試樣中最主要的雜質(zhì)應(yīng)為(NH4)2SO4。(4)灼燒需要在坩堝中高溫加熱,故實(shí)驗(yàn)必須用到的兩種儀器為坩堝和高溫爐,即選b、d;FeC2O42H2O灼燒的化學(xué)方程式為4FeC2O42H2O3O22Fe2O38CO28H2O。答案(1)BD(2)cebd(3)(NH4)2SO4(4)bd4FeC2O42H2O3O22Fe2O38CO28H2O(5)用炭粉還原Fe2O3會(huì)引入雜質(zhì)考向二以原理、性質(zhì)探究為主體的綜合實(shí)驗(yàn)2(2017北京卷)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe2Ag=Fe22Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測到Fe3,發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。向硝酸酸化的0.05 molL1硝酸銀溶液(pH2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物取少量黑色固體,洗滌后,_(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。取上層清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明溶液中含有_。(2)針對“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3,乙依據(jù)的原理是_(用離子方程式表示)。針對兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色變淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對比實(shí)驗(yàn)記錄如下:序號取樣時(shí)間/min現(xiàn)象3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色30產(chǎn)生白色沉淀;較3 min時(shí)量少;溶液紅色較3 min時(shí)加深120產(chǎn)生白色沉淀;較30 min時(shí)量少;溶液紅色較30 min時(shí)變淺(資料:Ag與SCN生成白色沉淀AgSCN)對Fe3產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè): 假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3;假設(shè)b:空氣中存在O2,由于_(用離子方程式表示),可能產(chǎn)生Fe3;假設(shè)c:酸性溶液中NO具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3;假設(shè)d:根據(jù)_現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag,可產(chǎn)生Fe3。下列實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3的主要原因。實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn):向硝酸酸化的_溶液(pH2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液,3 min時(shí)溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。實(shí)驗(yàn):裝置如圖,其中甲溶液是_,操作及現(xiàn)象是_。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)中Fe3濃度變化的原因:_。解析(1)黑色固體中有Ag和Fe,加入過量稀鹽酸,鐵粉會(huì)全部溶解,若仍有黑色固體剩余,則為銀;本題是Fe2的檢驗(yàn),加入鐵氰化鉀溶液有藍(lán)色沉淀生成,說明溶液中有Fe2。(2)鐵粉過量時(shí)會(huì)與Fe3發(fā)生反應(yīng),方程式為2Fe3Fe=3Fe2;當(dāng)空氣中的O2存在時(shí),F(xiàn)e2會(huì)與之發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以答案為4Fe2O24H=4Fe32H2O,當(dāng)溶液中存在Ag時(shí),Ag與SCN會(huì)發(fā)生反應(yīng)AgSCN=AgSCN,故會(huì)有白色沉淀產(chǎn)生,同時(shí)溶液呈紅色,說明溶液中有Fe3。實(shí)驗(yàn)I要證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3的原因,需要發(fā)生反應(yīng)2Fe3Fe=3Fe2,且存在HNO3及O2的條件下,證明溶液中不存在Fe3即可,再考慮控制變量,中選用c(NO)0.05 mol/L的Fe(NO3)3溶液,實(shí)驗(yàn)需要將反應(yīng)AgFe2?Fe3Ag設(shè)計(jì)成原電池,右燒杯反應(yīng):Age=Ag,左燒杯反應(yīng):Fe2e=Fe3,所以甲溶液選Fe(NO3)2溶液和KSCN溶液;必須涉及左、右燒杯的現(xiàn)象。(3)中溶液呈紅色,且燒杯中有黑色固體,說明發(fā)生反應(yīng)AgFe2?Fe3Ag、Fe33SCN?Fe(SCN)3;中反應(yīng)正向進(jìn)行,c(Fe3)增大,c(Ag)減小,平衡正移,紅色加深;中由于鐵粉過量,2Fe3Fe=3Fe2,120 min后c(Fe3)減小,逆移,溶液紅色變淺。答案(1)加入過量的稀鹽酸,黑色固體部分溶解(其他答案合理即可)Fe2(2)2Fe3Fe=3Fe24Fe2O24H=- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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