2020版高考化学（课标I）一轮课件：专题二十二 实验方案的设计与评价 .pptx

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1、专题二十二 实验方案的设计与评价,高考化学 (课标专用),A组 课标卷题组,五年高考,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2019课标,9,6分)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是 ( ) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯,答案 D 本题涉及的考点有溴苯的制取与提纯、化学实验的基本方法和技能,考查了化学 实验与探究能力。通过化学实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 苯与溴在FeBr3催化下立即反应产生HBr气

2、体,故加苯和溴的混合液前需打开K,A项正确;溴易 挥发且易溶于有机溶剂CCl4,故装置b中的液体逐渐变为浅红色,B项正确;溴化氢易溶于水并能 与Na2CO3发生反应,C项正确;溴苯是难溶于水的液体,反应后的混合液经碱液洗涤、分液、蒸 馏,可得到纯净的溴苯,D项错误。,审题方法 本题以苯与溴的反应( +Br2 +HBr)为基础,从反应物和生 成物的挥发性、溶解性和状态等角度分析试剂的作用和物质的分离提纯方法。,2.(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剂,将

3、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)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗

4、 (2)Zn+2Cr3+ Zn2+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,解析 (1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除 去溶解氧。 (2)由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+。 c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。 (3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压 入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水

5、浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、 洗涤、干燥得砖红色晶体。 (4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(CH3COO)2Cr。,审题方法 本题解题的关键是题干中指出醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明醋酸 亚铬具有强还原性。,方法技巧 Cr2+、(CH3COO)2Cr的强还原性与Fe2+、Fe(OH)2相似。(CH3COO)2Cr的制取实验与 Fe(OH)2制取的改进实验相似。,3.(2014课标,36,15分)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿

6、石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用 过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。 图(a) 图(b),部分物质的相关性质如下:,回答下列问题: (1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的 %。 (2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为 。 现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸 t。 (3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成 白磷。炉渣的主要成分是 (填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是 , 冷凝塔2的主要沉积物是 。

7、 (4)尾气中主要含有 ,还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除,去 ;再通入次氯酸钠溶液,可除去 。(均填化学式) (5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是 。,答案 (1)69 (2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4 3H3PO4+5CaSO4+HF 0.49 (3)CaSiO3 液态白磷 固态白磷 (4)SiF4、CO SiF4、HF、H2S PH3 (5)产品纯度高(浓度大),解析 (1)由图(a)可知,生产含磷肥料约占磷矿石使用量的比例为:4%+96%85%80%69%。 (2)由题意可得Ca5F(PO4)3与H2SO4反应制H3PO4的反应

8、方程式为Ca5F(PO4)3+5H2SO4 5CaSO4+HF+3H3PO4。由P2O52H3PO4,根据磷原子守恒可知,最多可生产85%的磷酸:1 t30% 85%0.49 t。(3)磷灰石与SiO2、过量焦炭反应生成P4,磷元素的化合价降低,故碳元 素化合价升高,考虑到焦炭过量,故氧化产物为CO,由原子守恒可知,产物中应有CaSiO3,故炉渣 主要成分为CaSiO3。根据题给物质的熔点和沸点数据可判断冷凝塔1的主要沉积物为液态白 磷,冷凝塔2的主要沉积物为固态白磷。(4)尾气中主要成分是CO和SiF4,尾气通过纯碱溶液时 HF、H2S被吸收,SiF4水解后也被吸收;通过NaClO溶液,Na

9、ClO可将具有强还原性的PH3氧化而 除去。(5)热法磷酸中,磷灰石P4P2O5H3PO4,制得的H3PO4纯度较高,浓度较大。,审题技巧 题中所给部分物质的物理性质(熔、沸点)是解答设问(3)的依据,化学性质是解答 除杂问题设问(4)的依据。,规律方法 计算多步反应中产品的产率(或反应物的转化率)时,可将各步反应的产率(或转化 率)直接相乘即可。,疑难突破 设问(3)中炉渣的主要成分及设问(4)中尾气主要成分的判断是难点,可根据给出的 反应物及部分生成物(白磷),运用氧化还原反应原理,结合SiO2的性质及常见的氟化物对其他 生成物作出判断,写出反应的方程式:21SiO2+30C+4Ca5F(

10、PO4)3 3P4+30CO+20CaSiO3+ SiF4,20SiO2+30C+4Ca5(OH)(PO4)3 3P4+20CaSiO3+30CO+2H2O,问题即可解决。,4.(2012课标,28,14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:,按下列合成步骤回答问题: (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有 白色烟雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 ; (2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯: 向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑; 滤液依次用10 mL水、8 mL

11、10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ; 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 ; (3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中必须 的是 (填入正确选项前的字母); A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取 (4)在该实验中,a的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。 A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL,答案 (1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B,解析 (1)装置d的作用是吸收HBr及未反应的Br2。(2

12、)滤去铁屑后,滤液是溴苯及少量苯、Br2 等的混合液,NaOH溶液可除去其中的Br2和HBr。粗溴苯中加入无水CaCl2,利用CaCl2+6H2O CaCl26H2O除去溴苯中残留的少量水。(3)通过题述分离操作,粗溴苯中还含有的杂质主 要是未反应的苯,由于苯与溴苯的沸点相差较大,故可用蒸馏法除去杂质苯。,考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价 (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的是 ( ),答案 B H2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S,故不能说明Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S),A错 误。浓硫酸滴入蔗糖中,处试管中观察到

13、白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;处试管中溴 水褪色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr),从而证明浓硫酸有氧化性,B正确。 SO2与Ba(NO3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO43Ba(NO3)2+3SO2+2H2O 3BaSO4+2NO +4HNO3,但BaCl2与SO2不反应,C错误。浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液 作用生成H2SiO3,故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论,D错误。,易错警示 浓硝酸与其他物质反应制备气体时,由于浓硝酸具有挥发性,制得的气体中会混有 一定量的HNO3蒸气,浓盐酸也有类似现象,不注意这点本题就易错选D。

14、,疑难突破 浓硫酸加入蔗糖中发生了下列反应:C12H22O11 12C+11H2O,表现出浓硫酸 的脱水性;脱出的水被浓硫酸吸收,放出大量热,表现出浓硫酸的吸水性;在此条件下,C又与浓 硫酸发生下列反应:C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O,表现出浓硫酸的强氧化性。,B组 课标、及其他省(区、市)卷题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2019课标,12,6分)下列实验不能达到目的的是 ( ),答案 A 本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识,通过物质制备的原理,考查了化学实验 与探究能力;依据探究目的设计实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,Cl2+2Na

15、2CO3+H2O 2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高 浓度的HClO溶液,错误;B项,MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率,正确;C项,乙酸和Na2CO3 溶液可以反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较低,溶液分层,正确;D项,根据强酸制 弱酸原理可知正确。,知识拓展 制取高浓度次氯酸的方法是:往氯水中加入CaCO3粉末。因为氯水中存在Cl2+H2O HCl+HClO,CaCO3与HCl反应而不能与HClO反应。,2.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是 ( ),答案 D 本题考查实验方案的设计与评价。Na

16、HCO3固体受热易分解,A不正确;Al与稀盐酸 反应生成AlCl3和H2,蒸发AlCl3溶液最终得到Al(OH)3固体,B不正确;重结晶法提纯苯甲酸是将 粗品溶于少量热水中,然后趁热过滤,冷却结晶,C不正确;2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2,2KI+Cl2 2KCl+I2,用CCl4萃取后,CCl4层显橙色的原溶液为NaBr溶液,CCl4层显紫色的原溶液为KI 溶液,D正确。,关联知识 AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl,加热促进水解,HCl挥发,最终得到Al(OH)3固体。,3.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ),答案 D 制备Fe(OH)3

17、胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项不能达到实验目的;将 MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能 达到实验目的;向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验 目的。,3.盐水解生成挥发性酸时,蒸干后一般得到弱碱,如蒸干AlCl3溶液得Al(OH)3。盐水解生成不易 挥发性酸时,蒸干后一般仍为原溶质,如蒸干Al2(SO4)3溶液得Al2(SO4)3。,疑难突破 用化学反应法制备液溶胶时要控制好反应物的浓度和用量,否则就会生成沉淀。,知识拓展 盐溶液蒸干后所得物质的判断,1.考虑盐是否分解

18、。如加热蒸干Ca(HCO3)2溶液,因Ca(HCO3)2易分解,故所得固体应是CaCO3。,2.考虑氧化还原反应。如加热蒸干Na2SO3溶液,因Na2SO3易被氧化,故所得固体应是Na2SO4。,4.盐水解生成强碱时,蒸干后一般得到原溶质,如Na2CO3等。,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 A项,Fe(OH)2易与O2反应,所以在FeSO4溶液液面上方加一层植物油,且胶头滴管下 端伸到液面下滴加NaOH溶液;B项,容量瓶不能用于直接溶解药品、稀释溶液;C项,实验室制 NH3所用药品为NH4Cl和Ca(OH)

19、2,氨气极易溶于水,不能用排水法收集;D项,温度计水银球应在 液面以下,乙醇和浓硫酸反应除有乙烯生成外,还有SO2、乙醇蒸气产生,而SO2、乙醇蒸气和乙 烯均能使KMnO4酸性溶液褪色。,5.(2019天津理综,9,18分)环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下: 回答下列问题: .环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂为 ,现象为 。,(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为 ,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl36H2O而不用浓硫酸的,原因为 (填序号)。 a.浓硫酸易使原料炭化并产生SO2 b.FeCl36

20、H2O污染小、可循环使用,符合绿色化学理念 c.同等条件下,用FeCl36H2O比浓硫酸的平衡转化率高 仪器B的作用为 。 (3)操作2用到的玻璃仪器是 。 (4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石, ,弃去前馏分,收集83 的馏分。 .环己烯含量的测定 在一定条件下,向a g环己烯样品中加入定量制得的b mol Br2,与环己烯充分反应后,剩余的Br2 与足量KI作用生成I2,用c molL-1的Na2S2O3标准溶液滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液V mL(以 上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中,发生的反应如下:,Br2+2KI I2+2KBr I2

21、+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6 (5)滴定所用指示剂为 。样品中环己烯的质量分数为 (用字母表 示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是 (填序号)。 a.样品中含有苯酚杂质 b.在测定过程中部分环己烯挥发 c.Na2S2O3标准溶液部分被氧化,答案 (18分)(1)FeCl3溶液 溶液显紫色 (2) +H2O a、b 减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液 (6)b、c,解析 本题涉及的考点有醇和酚的性质与应用、常用化学仪器的使用、化学实验的基本操 作、氧化还原滴定。通过环己烯的制备、提纯和含量的测定,考查了学生分析和解决化学问 题的能力

22、及化学实验能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 (1)苯酚遇到FeCl3溶液显紫色,FeCl3溶液常用于检验苯酚。 (2)结合制备流程知,环己醇在FeCl36H2O的催化下,加热生成环己烯,故烧瓶A中进行的可逆 反应为 +H2O。浓硫酸具有脱水性和强氧化性,能使原料环 己醇炭化并产生SO2;使用FeCl36H2O污染小,符合绿色化学理念;催化剂只改变化学反应速率, 不影响平衡转化率。 B为冷凝管,可以冷凝回流,减少环己醇蒸出。 (3)操作2是分液操作,用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯。 (4)蒸馏操作时,加入待蒸馏的物质和沸石后,先通冷凝水,再加热,弃去前馏分,然后收集。 (5)用Na

23、2S2O3标准溶液滴定I2时常用淀粉溶液作指示剂;依据测定过程的反应可知,与环己烯反 应后剩余的n(Br2)=n(I2)= n(Na2S2O3)= cV10-3 mol,则与环己烯反应的n(Br2)=(b- cV10-3),mol,则n( )=n(Br2)=(b- cV10-3) mol,故样品中环己烯的质量分数为 = 。 (6)a项,样品中含有苯酚杂质,苯酚能与Br2发生反应,消耗Br2的量增加,测定结果偏高;b项,测定 过程中环己烯挥发,消耗Br2的量减少,测定结果偏低;c项,Na2S2O3标准液部分被氧化,则滴定过 程中消耗Na2S2O3的量增多,计算出剩余的Br2的量偏多,则与环己烯反

24、应的Br2的量偏少,测定结 果偏低。,易错警示 蒸馏操作开始时,先通冷凝水后加热;蒸馏结束时,先停止加热后停冷凝水。,6.(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-+H2O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 。

25、 (2)步骤合成N2H4H2O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、HS 、S 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 水乙醇洗涤,干燥,密封包装。,答案 (15分)

26、(1)3Cl2+6OH- 5Cl-+Cl +3H2O 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,解析 本题考查制备方案的设计与评价。 (1) ,反应生成的NaClO3与NaCl的物质的量之比为15;Cl2与NaOH的反应为放 热反应,缓慢通入Cl2可减慢反应速率,防止溶液升温过快。(2)反应过程中不能使NaClO碱性溶 液过量,否则会氧化生成的N2H4H2O,故NaClO

27、碱性溶液应用滴液漏斗滴加;水合肼的沸点约为 118 ,冷凝回流可减少水合肼的挥发。(3)溶液pH约为10时可得Na2SO3溶液;制备无水Na2SO3 时,注意过滤时温度不能低于34 ,否则会生成Na2SO37H2O晶体。,7.(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Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。 (2)过程中,Fe2+催化过程可表示为: :2Fe2+PbO2+4H+S 2Fe3+PbSO4+2H2O :

28、写出的离子方程式: 。 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)(1)Pb+PbO

29、2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2)2Fe3+Pb+S 2Fe2+PbSO4 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,解析 (2)Fe2+作催化剂,Fe3+是中间产物,在反应中Fe3+应被还原成Fe2+,Pb作还原剂被氧化 成Pb2+,Pb2+与S 结合成PbSO4沉淀,所以的离子方程式为Pb+2Fe3+S PbSO4+2Fe2+。 a对应反应,目的是检验PbO2能将Fe2+氧化成Fe3+,则b对应反应,目的是检验Pb能把Fe3+ 还原成Fe2

30、+,所以在实验中应加铅粉进行检验。 (3)C项,S 浓度越大,脱硫的效率越低。PbO在35% NaOH溶液中的溶解度随温度升高 变化大,且在110 时PbO的溶解度大,所以在35% NaOH溶液中进行溶解,加热至110 ,充分 溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得到较纯的PbO。,8.(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: (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)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

31、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(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KClO

32、3的含量为100 g L-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,解析 (1)根据“氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应”可知反应的化学方程 式为:2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 缓慢通入Cl2和充分搅拌浆料都能使Cl2充分与Ca(OH)2接触,可提高Cl2的转化率。 (2)由电石渣成分可知,不能溶于水的是CaCO3,还有未反应完的Ca(OH)2,故滤渣的主要成

33、分 为CaCO3和Ca(OH)2。 根据题给方程式:6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O可知,理论上滤液中Ca(ClO3)2 和CaCl2的物质的量之比为15,但是由于存在2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,并且 氯化时少量Ca(ClO)2会分解为O2和CaCl2,使得滤液中CaCl2的物质的量增大,故滤液中 nCa(ClO3)2n(CaCl2)15。 (3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2溶解度在 低温时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。,9.(2015福建理综,2

34、5,15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):,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

35、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 (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

36、影响 硫酸浓度为0的对照实验 Cl +6I- +6H+ Cl-+3I2+3H2O (4)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),解析 (2)若对调B、C位置,Cl2中的HCl气体杂质因溶于C中的水而被除去,B中与Cl2反应的 KOH的量增加,故能提高B中KClO3的产率。(3)仔细观察实验记录表可知,4个实验中KClO3、 KI的浓度均相同,只有H2SO4的浓度不同,实验的目的显然是研究硫酸浓度对反应产物的影 响。

37、1号试管中H2SO4的浓度为0,该实验是硫酸浓度为0的对照实验。(4)氯水中氯元素以Cl2、 HClO、Cl-和ClO-等形式存在,加热时HClO分解产生O2,部分Cl2因受热逸出,因此只能测出O2及 逸出的Cl2的量,溶液中Cl-、ClO-及残余Cl2的量无法测定,故此方案不可行。(5)依题给信息, 欲测定氯水中氯元素的总量,可量取一定体积的氯水,加入足量的H2O2溶液,将氯水中的Cl2、 HClO、ClO-全部还原成Cl-,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量AgNO3溶液,经过滤、洗 涤、干燥、称量测出生成AgCl沉淀的质量,即可计算出饱和氯水中氯元素的总量。,考点二 探究物质组成、

38、性质的实验方案的设计与评价,1.(2019天津理综,4,6分)下列实验操作或装置能达到目的的是 ( ),答案 B 本题涉及的考点有硫酸的物理性质、一定物质的量浓度溶液的配制、气体的收 集、乙炔的制备和检验。考查化学实验基本方法和技能、化学实验探究能力,体现了能依据 实验目的设计探究方案,并运用化学实验进行实验探究,即体现了科学探究与创新意识的学科 核心素养。 A项,浓硫酸密度较大,与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸,边加边搅拌,故错误;B项,用 容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,液面接近刻度线12 cm时改用胶头滴管定容,平视液面, 直至凹液面最低点与刻度线相切,故正确;C项,NO2气体密度

39、比空气大,收集时气体应“长进短 出”,故错误;D项,电石中含有含硫元素的杂质,与水反应生成还原性气体H2S(H2S也能使溴水 褪色),干扰乙炔的检验,故错误。,对比突破 浓硫酸与水混合时,因浓硫酸密度大,且腐蚀性强,为防止其溅出,应采取“酸入 水”的混合方式,并同时不停搅拌。乙醇与浓硫酸混合时亦是如此。,2.(2019江苏单科,13,4分)室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( ),答案 C 本题涉及的考点有Fe2+的检验、Ksp大小比较、氧化性强弱判断、盐类的水解,考查 考生化学实验与探究的能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 检验Fe2+应先加KSCN溶液

40、,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变红色,A不正确;I-先沉淀,说 明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),B不正确;加淀粉后溶液显蓝色,说明溶液中发生了反应Br2+2I- I2+ 2Br-,氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,C正确;CH3COONa溶液与NaNO2溶液浓度不一定 相等,无法根据实验现象得出题给的结论,D不正确。,易错警示 用氯水和KSCN溶液检验Fe2+时要注意试剂的加入顺序,未认真审题易错选A项。,3.(2018课标,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ( ),答案 B 本题考查实验方案的设计与评价。固体溶解后先将溶液冷却至室温,再转移至容 量瓶,然后用蒸馏水洗

41、涤烧杯和玻璃棒23次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中,最后定容,A不正 确;FeCl3被还原后,溶液由黄色变为浅绿色,B正确;纯化氢气时应最后用浓硫酸干燥,C不正确; NaHSO3溶液与H2O2溶液反应时无明显现象,D不正确。,关联知识 托盘天平的精确度为0.1 g。 H2O2作氧化剂时,还原产物为H2O;作还原剂时,氧化产物为O2。,4.(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 ( ),答案 B 酸性:H2CO3苯酚HC ,Na2CO3溶液使苯酚浊液变澄清,是因为反应生成了HC , A错误;密度:水CCl4,上层为水层呈无色,下层为CCl4层呈紫红色,说明CCl

42、4萃取了碘水中的I2, 即I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确;铁粉与Cu2+发生置换反应,生成了Fe2+与Cu, 故氧化剂Cu2+的氧化性强于氧化产物Fe2+的氧化性,C错误;原混合液中c(Cl-)与c(I-)关系未知,故 不能判断Ksp(AgCl)与Ksp(AgI)的大小关系,D错误。,规律方法 在同一个氧化还原反应中,氧化性:氧化剂氧化产物;还原性:还原剂还原产物。,5.(2016北京理综,10,6分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2 (橙色)+H2O 2Cr (黄色)+2H+。 用K2Cr2O7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

43、加深,中溶液变黄 B.中Cr2 被C2H5OH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 中存在C2H5OH,溶液变为酸性后,K2Cr2O7的氧化性增强,会将C2H5OH氧化,溶液变 成绿色。,6.(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 ( ),答案 D NH4Cl溶液中存在平衡:N +H2O NH3H2O+H+,镁条与H+反应生成H2,同时平衡 正向移动,溶液由弱酸性逐渐变为弱碱

44、性,NH3H2O浓度变大,分解产生NH3,A、B、C项均合理; pH=8.6的NaHCO3溶液中存在HC C +H+,Mg与H+仍可反应产生H2,D项不合理。,7.(2019北京理综,28,16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应, 得到无色溶液A和白色沉淀B。 浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 试剂a是 。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料: Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分,

45、写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: 。 加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有 Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是 。 (3)根据沉淀F的存在,推测S 的产生有两个途径: 途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。 途径2:实验二中,S 被氧化为S 进入D。 实验三:探究S 的产生途径 向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 ;取上层清液继续滴加 BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由: 。 实验三的

46、结论: 。 (4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是,。 (5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物 放置一段时间,有Ag和S 生成。 (6)根据上述实验所得结论: 。,答案 (1)Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O 饱和NaHSO3溶液 (2)Ag2SO3+4NH3H2O 2Ag(NH3 +S +4H2O H2O2溶液,产生白色沉淀 (3)Ag+ Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4 途径1不产生S ,途径2产生S (4)2Ag+SO2+H2O Ag2SO3+2H+ (6

47、)实验条件下:SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S 的速率,碱性溶液中 S 更易被氧化为S,解析 本题是一道综合性实验题,考查了SO2气体的制备、SO2气体的性质及物质性质的探 究。试题全面考查了实验与探究的能力,并借助实验形式考查学生分析和解决化学问题的能 力。试题以科学研究的一般过程展开,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养及创新思 维、创新意识的价值观念。 (1)Cu和浓H2SO4反应时会有硫酸酸雾形成,饱和NaHSO3溶液的作用是除去SO2中的H2SO4酸 雾。 (2)沉淀D中加过量稀盐酸后过滤得到滤液E,滤液E中含有BaCl2和少量H2SO3,加入H2O2溶液 产生白色沉淀即可证明H2SO3存在。 (3)Ag2SO4是微溶物,A中会含有少量的Ag+和S 。 (6)由实验二知,SO2通入AgNO3溶液中主要生成Ag2SO3沉淀,由(5)知,混合物放置一段时间有Ag