江苏高考化学总复习练习：高考压轴大题特训题型四综合实验探究.pdf

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1、题型四综合实验探究 1(2018盐城市高三上学期期中)NH4Al(SO4)212H2O ( 铵明矾 ) 可用作泡沫灭火器的内留 剂、石油脱色剂等。用氧化铁和铝粉等物质做铝热反应后的铝灰及硫酸铵等为原料制备铵明 矾的实验步骤如下： (1) 铝灰用“水洗”的目的是_；碱溶时， 需在约 90 条件下进行， 适宜的加热方式为_。 (2) “过滤 1”所得滤渣主要成分为_。 (3) 用 下 图 左 边 装 置 制 备CO2时 ， 适 宜 的 药 品A 为 _ 、 B 为 _ ； “沉铝”时，通入过量CO2发生反应的离子方程式为 _ _ 。 (4) 请设计从“过滤2”所得滤渣制取铵明矾的实验方案：称取一定

2、质量“过滤2”的滤渣， 放入烧杯中，_ _ _ ， 静置，过滤、洗涤、晾干，得到 NH4Al(SO4)212H2O 实验中须使用到3 molL 1 硫酸、(NH4)2SO4、 蒸馏水、氨水、pH 试纸；已知： NH4Al(SO4)2饱和溶液的pH约为 1.5 ，几种物质的溶解度曲 线见右上图 。 答案(1) 除去 KCl 等可溶性杂质水浴加热 (2)Fe (3) 块状石灰石 (或大理石、CaCO3等) 饱和 NaHCO 3溶液AlO 2CO22H2O=Al(OH)3 HCO 3 (4) 加入适量蒸馏水，加热并在不断搅拌下加入3 mol L 1 硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加 入计算量的 (NH4

3、)2SO4，用 3 molL 1 硫酸和氨水调节溶液的pH 在 12 之间，蒸发浓缩，冷 却结晶 解析铝灰水洗的目的是洗去表面可溶性杂质，在 90 水浴条件下， 用 NaOH 溶液进行溶解， Al2O3 2OH =2AlO 2 H2O，过滤除去铁等不溶性杂质，向滤液中通入CO2, AlO 2 CO2 2H2O=Al(OH)3 HCO 3，提纯得到较纯的Al(OH)3再制备 NH4Al(SO4)2。 (3) 制备 CO2时，适宜的药品A 为块状石灰石(或大理石、 CaCO3等) 、 B 为饱和 NaHCO3溶液 ( 除 去挥发出来的HCl) 。 2(2018南京三校高三第四次模拟) 实验室回收利

4、用废旧锂离子电池正极材料锰酸锂 (LiMn2O4) 的一种流程如下： (1) 废旧电池可能残留有单质锂，拆解不当易爆炸、着火，为了安全，对拆解环境的要求是 _。 (2) “酸浸”时采用HNO3和 H2O2的混合液体，可将难溶的LiMn2O4转化为 Mn(NO3)2、LiNO3等产 物。请写出该反应离子方程式：_ 。 如果采用盐酸溶解，从反应产物的角度分析，以盐酸代替HNO 3和 H2O2混合物的缺点是 _。 (3) “过滤 2”时，洗涤Li2CO3沉淀的操作是_ _ 。 (4) 把分析纯碳酸锂与二氧化锰两种粉末，按物质的量14 混合均匀加热可重新生成LiMn2O4， 升温到515 时，开始有C

5、O2产生，同时生成固体A，比预计碳酸锂的分解温度(723 ) 低 很多，可能的原因是_ 。 (5) 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 。请补充由上述过程中，制得的 Mn(OH)2制备高纯MnCO3的操 作步骤 实验中可选用的试剂：H2SO4、Na2CO3、C2H5OH：向 Mn(OH)2中边搅拌边加入 _ _ 。 答案(1) 隔绝空气和水分 (2)2LiMn 2O410H 3H 2O2=2Li 4Mn2 3O 2 8H2O 反应生成Cl2，污染环境 (3) 沿着玻璃棒向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀

6、，待水自然流出，重复操作23 次 (4)MnO2作为催化剂，降低了碳酸锂的分解温度 (5)H2SO4溶液，固体溶解，加入 Na2CO3，并控制溶液 pH7.7 ，过滤，用少量的乙醇洗涤， 在低于 100 条件下真空干燥 解析(1) 废旧电池可能残留有单质锂，锂化学性质活泼，锂可与空气中的O2和 H2O反应， 对 拆解环境的要求是：隔绝空气和水分。 (2) “酸浸”时采用HNO3和 H2O2的混合液体，可将难溶的LiMn2O4转化为 Mn(NO3)2、LiNO3等产 物，LiMn2O4被还原成Mn(NO3)2，则 H2O2被氧化成O2，反应中 1 mol LiMn2O4参与反应得到3 mol 电

7、子，1 mol H2O2失去 2 mol 电子， 根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方程式为2LiMn2O4 10HNO33H2O2=2LiNO34Mn(NO3)23O2 8H2O ，反应的离子方程式为2LiMn2O410H 3H2O2=2Li 4Mn23O 2 8H2O。若采用盐酸溶解，盐酸作还原剂被氧化成Cl2，以盐酸代 替 HNO3和 H2O2混合物的缺点是：反应生成Cl2，污染环境。 (5) 根据题目提供的试剂分析，制备MnCO3的原理为： Mn(OH)2H2SO4=MnSO42H2O、MnSO4 Na2CO3=MnCO 3 Na2SO4，pH7.7时开始形成Mn(OH)2沉淀，加

8、入Na2CO3沉淀 Mn 2时控制 pH9时，以 CrO 2 4为主。 钠盐在不同温度下的溶解度(g) ： 温度( )10 20 30 40 50 60 70 80 Na2SO49.0 19.4 40.8 48.8 46.7 45.3 44.1 43.7 Na2Cr2O7170.2 180.1 196.7 220.5 248.4 283.1 323.8 385. 4 注：32.38 以上，与饱和溶液平衡的固相为无水Na2SO4，以下则为Na2SO410H2O 。 Cr 3完全沉淀时 pH为 6.8 ，Cr(OH)3开始溶解时pH为 12。 请回答下列问题： (1) 煅烧铬矿石时，生成Na2Cr

9、O4的化学方程式为_ _ 。 (2) 滤渣的成分是_( 填化学式 ) 。 (3) 有人认为工艺流程中“用稀硫酸调pH ”改为“通入过量CO2”，不需调节pH同样可以达 到实验效果，理由是 _ 。 (4) 向红矾钠溶液中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到 _( 填字母 ) 得到的 K2Cr2O7固体产品最多。 A80 B 60 C 40 D 10 (5) 该工艺所得副产品主要为无水硫酸钠并混有少量重铬酸钠，请设计从副产品中获得芒硝 (Na2SO410H2O)的实验方案：将该副产品按固液质量比100230 溶于热水，加入稍过量的 Na2SO3溶液，搅拌， _ _

10、 _ ， 过滤，洗涤，低温干燥(实验中须使用的试剂：稀H2SO4、NaOH溶液 ) 。 答案(1)2Cr2O34Na2CO3 3O2= 煅烧 4Na2CrO44CO2 (2)H2SiO3、 Al(OH) 3 (3) 过量的 CO2不会使 Al(OH)3溶解，生成的NaHCO3在后续步骤中加入稀硫酸可以除去 (4)D (5) 缓缓加入稀H2SO4，静置，冷却自然结晶，过滤，将晶体用热水溶解，加入适量NaOH溶液 至溶液 pH约为 6.8 12，趁热过滤，将滤液冷却自然结晶 解析(2) 滤液中加入稀硫酸调节pH 可生成H2SiO3和 Al(OH)3沉淀，因此滤渣 的成分 是 H2SiO3、 Al(

11、OH) 3。(3) 通入过量CO2，可以生成Al(OH)3和 H2SiO3沉淀，过量的CO2不会溶 解 Al(OH)3，生成的NaHCO 3加入稀硫酸可以除去。(4) 向红矾钠溶液中加入适量KCl，蒸发浓 缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度图示可知，冷却到10 时得到的K2Cr2O7固 体最多。 (5) 要从副产品中获得芒硝，可以设计如下的实验方案：将该副产品按固液质量比 100230 溶于热水，加入稍过量的Na2SO3溶液，搅拌，向所得的溶液中加入稀硫酸，然后静 置，让溶液冷却自然结晶。对静置后的溶液进行过滤，将得到的晶体溶于热水中，然后加入 适量的 NaOH 溶液调节pH约

12、为 6.8 12，趁热过滤，将得到的滤液冷却自然结晶，得到芒硝。 4(2018江苏省海安高级中学高三1 月月考 ) 谢弗勒尔盐 (Cu2SO3CuSO32H2O)是一种深红 色固体，不溶于水和乙醇，100 时发生分解。可由CuSO 45H2O和 SO2等为原料制备，实验 装置如下图所示： (1) 装 置A 在 常 温 下 制 取SO2时 ， 用 较 浓 的 硫 酸 而 不 用 稀 硫 酸 ， 其 原 因 是 _ 。 (2) 装置 B中发生反应的离子方程式为_ _ 。 (3) 装置 C的作用是 _。 (4) 从 B 中获得的固体需先用蒸馏水充分洗涤，再真空干燥。检验洗涤已完全的方法是 _ _ 。

13、 不用烘干的方式得到产品，其原因是_ _ 。 (5) 请补充完整由工业级氧化铜(含少量FeO)制备实验原料( 纯净CuSO 45H2O)的实验方案： 向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解， _ _ _ ， 过滤，用95% 酒精洗涤晶体23 次，晾干，得到CuSO45H2O 。已知：该溶液中氢氧化物 开 始 沉 淀 与 沉 淀 完 全 时 的pH 范 围 分 别 为 ： Fe(OH)2(5.8,8.8)； Cu(OH)2(4.2,6.7)； Fe(OH)3(1.1,3.2)。在水溶液中超过100 ，硫酸铜晶体易失去结晶水。硫酸铜晶体溶 解度曲线如图所示： 答案(1) 二

14、氧化硫易溶于水 (2)3Cu 2 3SO 26H2O=Cu2SO3CuSO32H2O 8H SO2 4 (3) 防止倒吸 (4) 取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生 白色沉淀，则表明已洗涤完全防止谢弗勒尔盐发生分解 (5) 边搅拌边向其中滴入H2O2溶液，加入适量纯净的CuO或 Cu(OH)2 ，调节 3.2pH4.2 ，静 置，过滤，将滤液水浴加热蒸发浓缩，冷却结晶 解析装置 A由浓硫酸和亚硫酸钠制备二氧化硫，与硫酸铜溶液在6080 条件下于装置B 中反应生成谢弗勒尔盐(Cu2SO3CuSO32H2O)，D 装置用来吸收未反应完的二氧化硫有毒气

15、体。 (1) 二氧化硫易溶于水，用浓硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的逸出。 (2) 装置 B中硫酸铜与二氧化硫生成产物 Cu2SO3CuSO32H2O，铜元素化合价降低到1 价，则二氧化硫中硫元素升高到6价，则该 离子方程式为：3Cu 23SO 26H2O=Cu2SO3CuSO32H2O 8H SO2 4。 (4) 产物若未洗涤干净，则表面含有硫酸根离子，检验硫酸根离子即可，方法为：取少量 最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀， 则表明已洗涤完全。 由题可知，谢弗勒尔盐受热易分解，不能烘干。 (5) 由工业级氧化铜( 含少量FeO)制备实验

16、原料( 纯净CuSO45H2O)，向工业级氧化铜中边搅 拌边加入稍过量的硫酸溶液，微热使其完全溶解，得到硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液，需将 亚铁离子除去，根据题目中信息，亚铁离子以沉淀形式除去时铜离子有损失，而铁离子完全 沉淀时对铜离子无损失，则应先将亚铁离子氧化为铁离子，考虑不引入新杂质，应选择双氧 水，再调节 pH将铁离子沉淀， 故操作为： 向工业级氧化铜中边搅拌边加入稍过量的硫酸溶液， 微热使其完全溶解， 边搅拌边向其中滴入H2O2溶液，加入适量纯净的CuO或 Cu(OH)2 调节 3.2 pH4.2 ，静置，过滤，将滤液水浴加热蒸发，浓缩至表面出现晶膜，冷却结晶，过滤，用 95% 酒精洗

17、涤晶体23 次，晾干，得到CuSO45H2O。 5 (2017淮阴中学高三下学期期初考试) 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PbO2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 i ：2Fe 2 PbO 24H SO2 4=2Fe 3PbSO 42H2O ii ： 写出 ii的离子方程式：_ _ 。 下列实验方案可验证上述催化过程。将实验方案补

18、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，其溶解度曲线如图所示。 过程的目的是脱硫。滤液经处理后可在过程中重复使用，其目的是_( 填字 母) 。 A减小 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(1)Pb PbO22H2SO4=2PbSO 42H2O (2) 2Fe 3 PbSO2 4=PbSO42

19、Fe 2 取 A中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去 (3) AB 将粗 PbO溶解在一定量35% NaOH 溶液中，加热至110 ，充分溶解后，趁热过滤，冷却 结晶，过滤，洗涤，干燥得到PbO固体 解析(1) 结合工艺流程图，过程中，在Fe 2催化下， Pb 和 PbO 2反应生成PbSO4和水，化 学方程式： PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O。 (2) 催化剂参加反应，改变反应历程，降低反应活化能，加快反应速率， 而本身的质量和化 学性质在反应前后保持不变，中 Fe 2被氧化为 Fe 3，中 Fe3被还原成 Fe 2，离子方程式： 2Fe 3PbSO2 4=Pb

20、SO42Fe 2。 取 A中红色溶液少量，溶液中存在平衡，Fe 3 3SCN Fe(SCN)3，加入过量Pb，Fe 3 被 还原成 Fe 2 ，平衡逆向移动，充分反应后，红色褪去。 (3) 过程脱硫过程中发生的反应为PbSO42NaOH=PbONa2SO4H2O，由于 PbO能溶解于 NaOH溶液，因此滤液中含有Pb 元素，重复使用滤液可减少PbO的损失，且滤液中过 量的 NaOH 可以重复利用，提高原料的利用率，故选AB 。 根据 PbO的溶解度曲线， 提纯的方法是将粗PbO溶解在 NaOH 溶液中，结合溶解度曲线， NaOH 浓度越高、温度越高，PbO的溶解度越大，将粗PbO溶解在一定量35% NaOH 溶液中，加热至 110 ，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得到PbO固体。