2020版高考化学（江苏专用）一轮课件：专题25　实验方案的设计与评价 .pptx

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1、专题25 实验方案的设计与评价,高考化学 (江苏省专用),A组 自主命题江苏卷题组,五年高考,考点 化学实验方案的设计与评价,1.(2012江苏单科,13,4分)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 ( ),答案 D A项,向蛋白质溶液中滴加饱和NaCl溶液,蛋白质析出,该变化属于蛋白质的盐析,蛋 白质并没有发生变性;B项,若溶液X中含有S ,滴加稀硝酸后,S 被氧化为S ,再滴加Ba (NO3)2溶液,也会出现白色沉淀;C项,Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3+Na2CO3,说明酸性H2CO3 H2SiO3;D项,对于相同类型的难溶物(如AB型),通常Ksp越小,越易形成沉淀

2、。,2.2019江苏单科,19(2)(4),13分实验室以工业废渣(主要含CaSO42H2O,还含少量SiO2、Al2O3、 Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下: (2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为 ;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 。 (3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在6070 ,搅拌,反应3小时。温度过 高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时 间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。,(4)滤渣水洗后,经多

3、步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原 料,制取CaCl2溶液的实验方案: 已知pH =5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和 Ca(OH)2。,答案 (2)HC +NH3H2O N +C +H2O (或HC +NH3H2O N +C +H2O) 增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4的转化 (3)温度过高,(NH4)2CO3分解 加快搅拌速率 (4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入 少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于58.

4、5时,过滤,解析 本题涉及的考点有离子方程式的书写、实验方案的设计等;考查考生分析、解决化学 问题的能力;体现了科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的学科核心素养。 (2)(NH4)2CO3溶液中C 水解,C +H2O HC +OH-,加入适量浓氨水,溶液中OH-浓度增 大,抑制C 水解,从而增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4转化为CaCO3。 (3)(NH4)2CO3受热易分解,生成NH3、CO2、H2O;加快搅拌速率可使反应物反应更充分,提高 CaSO4的转化率。 (4)滤渣的主要成分有CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3。用盐酸将其溶解后,过滤除去SiO2。用Ca (OH)2

5、调节滤液的pH到58.5,使Fe3+和Al3+完全沉淀,过滤除去Fe(OH)3和Al(OH)3。,归纳总结 反应物中有易分解或易挥发的药品时,反应温度一般不能过高,防止反应物分解或 挥发。,3.2016江苏单科,16(3),3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: (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 g L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。,答案 (3)蒸发浓缩、冷却结晶,解析 (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(

6、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。,考点分析 本题考查利用溶解度的不同分离、提纯某物质。,知识拓展 溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。 溶解度受温度影响较大(或带有结晶水)的物质采取蒸发浓缩、降温结晶的方法。,4.2018江苏单科,19(3),7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。 (3)步骤用步骤得到

7、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 (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 (3)溶液pH约为

8、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。,5.2017江苏单科,19(3)(5),9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 Ag(NH3 +Cl-+2H2O 常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3 :4Ag(NH3 +N2H4H2O 4Ag+ N2+4N +4NH3+H2O (3)为提高Ag的回

9、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 的试剂有:2 molL-1水合肼溶液,1 molL-1 H2SO4溶液)。,答案 (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 molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 molL-1 H2S

10、O4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,解析 本题考查化学实验方案设计的基础知识。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物,需对 滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根据信息可用水合肼还原Ag(NH3 以制取Ag,并用 H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。,6.2015江苏单科,19(3)(4),6分实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe (NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。 已知K2FeO4具有下列性质:可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0 5 、强碱性溶液中比 较稳定,在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发

11、生分解,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成 Fe(OH)3和O2。 (3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为 。,(4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶 于冷的3 molL-1 KOH溶液中, (实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空 干燥箱)。,答案 (3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中 (4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯 漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗

12、涤2 3次后,在真空干燥箱中干燥,解析 (3)因K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,为防止Fe3+过量,应在不断搅拌的条 件下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。(4)先用砂芯漏斗过滤除去Fe(OH)3, 滤液中含K2FeO4、KOH、KCl,利用K2FeO4微溶于浓KOH溶液的性质,将盛有滤液的烧杯置于 冰水浴中,然后加入饱和KOH溶液,搅拌、静置后用砂芯漏斗过滤,析出的K2FeO4晶体用适量 乙醇洗涤23次后,用真空干燥箱干燥即得产品。,解题关键 认真阅读题中的文字信息,并能正确迁移是解题的关键。,解题技巧 解答关于混合方式的问题,适合采用“逆向

13、思维法”。,7.2014江苏单科,19(3)(4),8分实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实 验过程如下: (3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40 左右反应 (实验装置如下图所示)。,实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。 (4)已知:5S +2I +2H+ I2+5S +H2O,某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、I 中的一种或两种。请补充完整检验含碘 废水中是否含有I-、I 的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉 溶液检验不出有碘单质存在;

14、 。 实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。,答案 (3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化) NaOH溶液 (4)从水层取少量溶液,加入12 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水 中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入12 mL淀粉溶液,加 盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I ;若溶液不变蓝,说明废水中不含有 I,解析 (3)此步反应原理为Cl2+2I- 2Cl-+I2,控制反应在较低温度下进行的原因一般从反应 物或生成物易挥发(溶解度

15、减小)或有其他副反应发生角度考虑;锥形瓶里液体的作用应为吸 收尾气,能与Cl2、I2蒸气反应且为实验室常见药品,应选NaOH溶液工业上吸收尾气Cl2优先选 用Ca(OH)2悬浊液。 (4)检验I-的原理是加入氧化剂将I-氧化为I2,利用I2遇淀粉溶液变蓝的原理加以检验;检验I 的 原理由题中信息可以得到,S 能将I 还原成I2,再依前述方法检验即可。注意叙述时语言要 规范:“取少量溶液”“加入12 mL溶液”“酸化”“若则”等。,8.(2011江苏单科,19,15分)高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下 列反应制取: NaClO4(aq)+NH4Cl(aq) N

16、H4ClO4(aq)+NaCl(aq) (1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是 。 (2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15(相关物质的溶解度曲 线见图1)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称) 、干燥。 图1 (3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定,蒸馏装置如图2所示(加热和仪器固定装置已,略去),实验步骤如下: 图2 步骤1:按图2所示组装仪器,检查装置气密性。 步骤2:准确称取样品a g(约0.5 g)于蒸馏烧瓶中,加入约150 mL水溶解。 步骤3:准确量取4

17、0.00 mL约0.1 molL-1 H2SO4溶液于锥形瓶中。 步骤4:经滴液漏斗向蒸馏烧瓶中加入20 mL 3 molL-1 NaOH溶液。 步骤5:加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约100 mL溶液。,步骤6:用新煮沸过的水冲洗冷凝装置23次,洗涤液并入锥形瓶中。 步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c molL-1 NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶 液V1 mL。 步骤8:将实验步骤17重复2次。 步骤3中,准确量取40.00 mL H2SO4溶液的玻璃仪器是 。 步骤17中,确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是 (填步骤序号)。 为获得样品中NH4ClO4的含量,还需补充的

18、实验是 。,答案 (1)氨气与浓盐酸反应放出热量 (2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤 (3)酸式滴定管 1,5,6 用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品,保持其他条件相同,进行蒸 馏和滴定实验),解析 (2)NH4ClO4的溶解度随温度变化较大,而且在0 时溶解度较小,降温有利于NH4ClO4从 溶液中析出。用冰水洗涤是为了防止NH4ClO4大量溶解。 (3)步骤1装置的气密性良好能保证生成的氨气不泄漏;步骤5可将溶解在水中的氨全部赶出; 步骤6的目的是将冷凝管内壁残留的氨水冲洗干净。 用NaOH溶液来滴定剩余的H2SO4,只有测出剩余H2SO4的量,才能确定N

19、H3的量,从而计算出 NH4ClO4的质量。,9.(2010江苏单科,15,12分)高纯MnCO3是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO2为 原料制备少量高纯MnCO3的操作步骤如下: (1)制备MnSO4溶液:在烧瓶中(装置见下图)加入一定量MnO2和水,搅拌,通入SO2和N2混合气体, 反应3 h。停止通入SO2,继续反应片刻,过滤(已知MnO2+H2SO3 MnSO4+H2O)。 石灰乳参与反应的化学方程式为 。 反应过程中,为使SO2尽可能转化完全,在通入SO2和N2比例一定、不改变固液投料的条件下, 可采取的合理措施有 、 。,若实验中将N2换成空气,测得反应液中Mn2+、S

20、 的浓度随反应时间t变化如下图。导致溶 液中Mn2+、S 的浓度变化产生明显差异的原因是 。 (2)制备高纯MnCO3固体:已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100 开始分解; Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。请补充由(1)制得的MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤实 验中可选用的试剂:Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH。 ; ; ;, ; 低于100 干燥。,答案 (12分)(1)Ca(OH)2+SO2 CaSO3+H2O 控制适当的温度 缓慢通入混合气体 Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4 (2)边搅拌边加入NaHCO3(或Na

21、2CO3),并控制溶液pH7.7 过滤,用少量水洗涤23次 检验S 是否被洗涤除去 用少量C2H5OH洗涤 (凡合理答案均可),解析 (1)由实验装置及反应原理可知石灰乳用来吸收过量的SO2,其反应方程式为Ca(OH)2+ SO2 CaSO3+H2O。反应过程中要使SO2尽可能转化完全,但SO2和N2的比例一定、不改变固 液投料,则可控制适当的反应温度,并缓慢通入混合气体,使SO2充分反应。实验中将N2换成空 气,S 浓度的增加明显快于Mn2+浓度的增加,原因应是Mn2+催化O2与H2SO3反应生成H2SO4。 (2)由MnSO4制取MnCO3是利用MnSO4与碳酸盐的反应。由题目信息“Mn(

22、OH)2开始沉淀的 pH=7.7”可知反应过程中应控制溶液的pH7.7;然后过滤、洗涤,除去沉淀表面吸附的S 等 杂质离子;因为MnCO3难溶于乙醇,潮湿时易被空气氧化,所以再用少量乙醇洗涤,除去表面的 水,然后干燥即可。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点 化学实验方案的设计与评价,1.(2019课标,10,6分)下列实验现象与实验操作不相匹配的是 ( ),答案 A 本题涉及的考点有乙烯的化学性质、镁单质及其化合物的性质、硫及其化合物的 性质、铁及其化合物的性质与检验,考查了学生对元素及其化合物基础知识的复述、再现、 辨认并能融会贯通的能力,能从微观层面认识物质的性质和变化,并用来解决

23、宏观的实际问题, 体现了以宏观辨识与微观探析为主的学科核心素养。 A项,乙烯可被酸性KMnO4溶液氧化,生成CO2,所以实验现象为溶液紫色逐渐褪去,静置后溶液 不分层,故错误;B项,发生反应的化学方程式为2Mg+CO2 C+2MgO,集气瓶中产生浓烟 (MgO)并有黑色颗粒(C)产生,故正确;C项,发生反应的离子方程式为S2 +2H+ S+SO2 +H2O,有刺激性气味气体(SO2)产生,溶液变浑浊(生成S),故正确;D项,发生反应的离子方程式为 2Fe3+Fe 3Fe2+,加入过量铁粉,Fe3+完全反应,黄色逐渐消失,滴加KSCN溶液不变色,故正 确。,易错提醒 乙烯被酸性KMnO4溶液氧化

24、后的产物是CO2,故不会与水溶液分层。,2.(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,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

25、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

26、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)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

27、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,S

28、O2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 和S 生成,则可得在实验条件下,SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和S 的 速率;由实验二分析知,碱性溶液中S 更易被氧化为S 。,审题技巧 解答该题时要突破思维定式,亚硫酸是弱酸,通常在酸性环境下不能生成亚硫酸盐 沉淀,但是亚硫酸银是个例外。,3.(2016课标,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件 下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问 题: (1)氨气的制备,氨气的发生装置可以选择上图

29、中的 ,反应的化学方程式为 。 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流 方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子 K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。,答案 (1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或B NH3H2O NH3+H2O) dcfei (2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z中NaOH溶液产生倒吸 现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压,解析 (1)制备氨气,可用Ca

30、(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置A;也可采用加热浓氨 水的方法,此时可选用装置B。欲得到干燥的氨气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其 次要收集(氨气密度比空气小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防 倒吸的F装置)。 (2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体慢慢变浅;由化学方程式 8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中 NaOH溶液会产生倒吸现象。,解题关键 正确地写出NH3和NO2反应的化学方程式是解答设问(2)的重要依据。,知识拓展 几种气体的快速

31、制取方法 (1)O2:2H2O2 2H2O+O2、2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2。 (2)Cl2:2KMnO4+16HCl(浓) 2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O。 (3)HCl:将浓H2SO4慢慢滴入浓盐酸中。 (4)NH3:将浓氨水滴到生石灰或碱石灰上。,C组 教师专用题组 (2017课标,26,15分)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催 化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已 知:NH3+H3BO3 NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。 回答下列问题:,(1)a的作

32、用是 。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是 。f的名称是 。 (3)清洗仪器:g中加蒸馏水;打开k1,关闭k2、k3,加热b,蒸汽充满管路;停止加热,关闭k1,g中蒸馏水 倒吸进入c,原因是 ;打开k2放掉水。重复操作23次。 (4)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e,随后注入氢氧化钠溶液,用 蒸馏水冲洗d,关闭k3,d中保留少量水。打开k1,加热b,使水蒸气进入e。 d中保留少量水的目的是 。 e中主要反应的离子方程式为 ,e采用中空双层玻璃瓶的作用是 。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸 V

33、 mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度 %。,答案 (1)避免b中压强过大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c中温度下降,管路中形成负压 (4)液封,防止氨气逸出 N +OH- NH3+H2O 保温使氨完全蒸出 (5),解析 本题以定量实验的方式,考查实验基本操作、实验仪器以及分析问题和处理数据的能 力。(1)若b中气压过大,则a导管中液面上升,使b中气压减小,避免出现安全事故。(2)b中放入 少量碎瓷片的目的是防止暴沸。f的名称是直形冷凝管。(3)g中蒸馏水倒吸进入c,原因是c、e 及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后,气压小于外界大气压,在大气压的作用下,锥形瓶内的 蒸馏水进入c中

34、。(4)d中保留少量水可以起到液封的作用,防止氨气逸出。e中的主要反应 是铵盐与碱在加热条件下的反应,离子方程式为N +OH- NH3+H2O,e采用中空双层玻 璃瓶的作用是减少热量损失,有利于N 在碱性条件下转化为氨气逸出。(5)取某甘氨酸 (C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL-1的盐酸V mL,根据反应NH3+H3 BO3 NH3 H3BO3,NH3H3BO3+HCl NH4Cl +H3BO3,可以求出样品中n(N)=n(HCl)=c mol L-1V10-3L=0.001cV mol,则样品中氮的质量分数为 100%= %,样 品中甘氨酸的质量0.0

35、01cV75 g,所以样品的纯度 %。,审题关键 1.倒吸原理的应用。一般在实验时,需要防止倒吸现象的出现,但在该实验中利用 倒吸原理洗涤仪器。该实验中出现倒吸现象是由于密闭体系内气压小于外界气压,液体在大 气压的作用下进入体系。,2.液封原理的应用。一般液封适用于内外气压差不是很大,而密封要求比较高的情况。,知识归纳 N 与OH-反应时离子方程式的书写规律 浓碱液、加热条件下生成物为NH3和水:N +OH- NH3+H2O;若在稀溶液中反应且不加 热,因氨气极易溶于水,故生成NH3H2O:N +OH- NH3H2O。,A组 20172019年高考模拟考点基础题组 考点 化学实验方案的设计与评

36、价,三年模拟,1.2019苏州期末,19(3)氯化镍(NiCl26H2O)常用于电镀、陶瓷等工业,某实验室以单质Ni为原 料制取氯化镍晶体的实验步骤如下: 已知:Fe(OH)3完全沉淀pH为3.2;Ni(OH)2开始沉淀pH为7.2,完全沉淀pH为9.2。 NiCl2易水解,从溶液中获取NiCl26H2O须控制pH2。 (3)在NiCO3Ni(OH)2固体中混有少量Fe(OH)3。请补充完整由NiCO3Ni(OH)2固体制备NiCl26H2O的实验方案:向NiCO3Ni(OH)2固体中加入盐酸,边加边搅拌, 。 (NiCl2的溶解度曲线如下图所示。实验中须选用的仪器和试剂:pH计、盐酸、乙醇等

37、),答案 (3)用pH计测定反应液3.2pH7.2时停止加入盐酸,静置,过滤,向滤液中加入适量盐酸, 控制溶液pH小于2,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用乙醇洗涤,干燥,解析 (3)因NiCO3Ni(OH)2固体中混有少量Fe(OH)3,根据已知信息Fe(OH)3完全沉淀pH为3. 2;Ni(OH)2开始沉淀pH为7.2,完全沉淀pH为9.2,可知要先通过调节溶液3.2pH7.2 除去Fe(OH)3杂质;再结合NiCl2的溶解度曲线选择结晶方式,根据已知信息NiCl2易水解,从溶液中获取 NiCl26H2O须控制pH2,知还要控制溶液的pH2,以防水解;最后通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤, 得到Ni

38、Cl26H2O,为了减少产品的溶解损失,必须用乙醇洗涤,干燥。,易错警示 补充完整实验方案时,要注意提供的实验仪器和试剂是必须使用的还是可供选择 的,若必须使用的,则实验仪器和试剂都必须用到;若是可供选择的,则实验仪器和试剂不一定 都用。,方法归纳 判断溶液酸碱性的常用方法: (1)酸碱指示剂(如石蕊、酚酞、甲基橙等)只能粗略判断溶液显酸性还是碱性; (2)广范pH试纸可以测量大多数溶液的pH(取整数); (3)pH计可以准确地测量溶液的pH(可以读到小数),不同类别的pH计,准确度不同。如要控制 反应液3.2pH7.2,必须使用pH计。,2.2019宿迁期末,19(6)利用废旧白铁皮(含Fe

39、、Zn、Fe2O3、ZnO)制备磁性Fe3O4胶体的流程 如下: 已知:锌及其化合物的性质与铝及其化合物的性质具有一定的相似性。 (6)由溶液B也可制得绿矾(FeSO47H2O)。请结合下图的绿矾溶解度曲线,补充完整由溶液B制 备绿矾晶体的实验步骤:向溶液B中滴加NaOH溶液至沉淀不再增加, , 得到FeSO4溶液, ,得到FeSO47H2O晶体。 (可选用的试剂:铁粉、锌粉、稀盐酸、稀硫酸和NaOH溶液),答案 (6)过滤,洗涤,向所得固体加入稀硫酸至固体完全溶解,加入足量的铁粉,充分搅拌后,过 滤 (滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60 饱和溶液,冷却至0 结晶,过滤,用少量冰水洗涤, 低温

40、干燥,解析 (6)溶液B中含有Fe2+和Fe3+,向其中滴加NaOH溶液至沉淀不再增加,得到Fe(OH)2和 Fe(OH)3沉淀,过滤并洗涤沉淀,再向沉淀中加入稀硫酸至固体完全溶解,得到Fe2(SO4)3和FeSO4溶 液,向混合溶液中加入过量铁粉并搅拌、过滤,得到FeSO4溶液。由于60 时绿矾的溶解度最 大,降温后溶解度明显减小,则可加热浓缩FeSO4溶液得到60 饱和溶液,再冷却至0 结晶,过 滤,用少量冰水洗涤晶体,低温干燥。,知识拓展 用冰水洗涤晶体的目的:洗去晶体表面杂质,减少晶体的溶解损失。用乙醇等有机 溶剂洗涤晶体的目的:洗去晶体表面杂质,减少晶体的溶解损失,乙醇易挥发带走水分

41、,便于晶 体的快速干燥。,3.2019南京、盐城一模,19(5)以SO2、软锰矿(主要成分MnO2,少量Fe、Al、Ca及Pb的化合物 等)、氨水及净化剂等为原料可制备MnSO4溶液和Mn3O4,主要实验步骤如下: 图1 步骤:如题所示装置,将SO2通入B中的软锰矿浆液中(MnO2+SO2 MnSO4)。 步骤:充分反应后,在不断搅拌下依次向三口烧瓶中加入适量纯净的MnO2、MnCO3,最后加 入适量Na2S沉铅等重金属。 步骤:过滤得MnSO4溶液。 (5)已知:用空气氧化Mn(OH)2浊液可制备Mn3O46Mn(OH)2+O2 2Mn3O4+6H2O,主要副产,物为MnOOH;反应温度和溶

42、液pH对产品中Mn的质量分数的影响分别如图2、图3所示: 图2 图3,反应温度超过80 时,Mn3O4产率开始降低。 Mn(OH)2是白色沉淀,Mn3O4呈黑色;Mn3O4、MnOOH中锰的质量分数理论值依次为72.03%、 62.5%。 请补充完整由步骤得到的MnSO4溶液、氨水等制备较纯净的Mn3O4的实验方案: ,真空干燥6 小时得产品Mn3O4。,答案 (5)将滤液加热并保温在6080 ,用氨水调节溶液pH至89,在不断搅拌下,边通空气边 滴加氨水,至有大量黑色沉淀,静置,在上层清液中继续滴加氨水至无沉淀,过滤,用去离子水洗 涤沉淀直至滤液中检不出S,解析 (5)由图像可知,应控制加热

43、温度为6080 、溶液pH为89,实验时应将滤液加热并保 温在6080 ,用氨水调节溶液pH并维持89,在不断搅拌下,边通空气边滴加氨水,至有大量黑 色沉淀时,静置,继续在上层清液中滴加氨水至无沉淀,过滤,用去离子水洗涤沉淀直至滤液中 检不出S 。,4.2019南通一模,19(4)磷酸二氢钾(KH2PO4)是一种高效复合肥。工业上以羟磷灰石精矿主 要成分是Ca5(PO4)3OH,还含有少量石英和氧化铁等杂质为原料,生产磷酸二氢钾的流程如下: (4)查阅资料可知: 磷酸三丁酯、二(2-乙基己基)磷酸酯都是难溶于水的液态有机物。 磷酸三丁酯对H3PO4和Fe3+有较强的萃取作用。 二(2-乙基己基

44、)磷酸酯仅对Fe3+有较强的萃取作用。 请根据题中信息,补充完整“提纯”步骤的实验方案:向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭, ,向有机层中加入蒸馏水,振荡、静置,分液取水层,得到稀磷酸。 实验中须使用的试剂有:二(2-乙基己基)磷酸酯、磷酸三丁酯,答案 (4)过滤;向滤液中加入适量二(2-乙基己基)磷酸酯,振荡、静置,分液取水层;在水层中加 入适量磷酸三丁酯,振荡,静置,分液取有机层,解析 (4)根据题意,“提纯”应先向“制酸”所得粗磷酸中加入活性炭,过滤;向滤液中加入 适量二(2-乙基己基)磷酸酯,振荡、静置,分液取水层此步骤中二(2-乙基己基)磷酸酯为萃取 剂,提取粗磷酸过滤液中的Fe3+;

45、在水层中加入适量磷酸三丁酯,振荡,静置,分液取有机层(此步 骤以磷酸三丁酯为萃取剂提取H3PO4),向有机层中加入蒸馏水,振荡、静置,分液取水层,得到 稀磷酸。,1.2019南通一模,16(3)(4)(4分)以粉煤灰(主要成分为Al2O3、SiO2,还含少量Fe2O3等)为原料制 取氧化铝的部分工艺流程如下: (3)“结晶”是向浓溶液中通入HCl气体,从而获得AlCl36H2O晶体的过程,溶液中Al3+和盐酸的 浓度随通气时间的变化如下图所示。Al3+浓度减小的原因是 。,B组 20172019年高考模拟专题综合题组 时间:60分钟 分值:60分 非选择题(共60分),(4)上述流程中,可以循环利用的物质是 。,答案 (3)盐酸浓度增大,溶液中Cl-浓度增大,促进Al3+形成AlCl36H2O晶体析出 (4)HCl(或盐 酸),解析 粉煤灰的成分为Al2O3、SiO2和少量Fe2O3等,加浓盐酸后Al2O3、Fe2O3转化为离子,SiO2 不溶于