高考大二輪專題復(fù)習(xí)沖刺化學(xué)經(jīng)典版學(xué)案:專題重點(diǎn)突破 專題十 化學(xué)實(shí)驗(yàn) Word版含解析
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1、 專題十 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 主干知識梳理 一、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 1.三類“特殊”的儀器 (1)四種“定量”儀器的刻度及精確度 量筒 選取原則:大而近 精確度:0.1 mL 托盤天平 精確度:0.1 g 滴定管 精確度:0.01 mL 容量瓶 無零刻度線,有100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL等規(guī)格 (2)四種可“直接加熱”的儀器——試管、坩堝、蒸發(fā)皿和燃燒匙,三種需要“墊石棉網(wǎng)”加熱的儀器——燒瓶、燒杯、錐形瓶。 (3)三種使用前需檢查是否“漏水”的儀器:分液漏斗、容量瓶、酸式(堿式)滴定管。 2.基本儀器的“創(chuàng)新使用” 防倒吸裝置 量氣裝置 加
2、液裝置 簡易啟普發(fā)生器 3.試紙種類、用途及使用方法 種類 石蕊試紙 pH試紙 KI-淀粉試紙 品紅試紙 用途 定性檢驗(yàn)溶液或氣體的酸堿性 粗略測量溶液的pH 檢驗(yàn)Cl2等有氧化性的物質(zhì) 檢驗(yàn)SO2、Cl2等具有漂白性的物質(zhì) 續(xù)表 使用方法 檢測氣體:先將試紙的~用蒸餾水濕潤,再粘在玻璃棒的一端使其接近儀器口 檢驗(yàn)溶液:取試紙→蘸待測液→點(diǎn)試紙→觀察顏色變化。將一小片試紙放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測溶液點(diǎn)在試紙中部,觀察試紙顏色變化(若是測pH,則將試紙顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對比) 4.四種常見的物理分離方法 (1)過濾——分離固體和
3、液體,裝置如圖a。 (2)分液——分離互不相溶的液體,裝置如圖c。 (3)蒸餾——分離沸點(diǎn)相差較大的互溶液體,裝置如圖d。 (4)蒸發(fā)——除去含固體溶質(zhì)的溶液中部分溶劑,裝置如圖b。 二、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計與評價 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計的一般過程 2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計中的六注意 (1)實(shí)驗(yàn)操作順序 裝置選擇與連接(注意防潮、防倒吸、防污染、防爆炸等問題)→氣密性檢查→裝入藥品→開始實(shí)驗(yàn)(按程序)→拆卸儀器。 (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;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)“
4、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:①防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);②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與點(diǎn)燃酒精燈順序相反。 (4)實(shí)驗(yàn)中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失的方法 ①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。 ②易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻。 ③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)。 ④注意防止倒吸的問題。 (5)儀器藥品的準(zhǔn)確描述 ①實(shí)
5、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 mol·L-1的氫氧化鈉溶液等。 ②儀器名稱:如坩堝、研缽、100 mL容量瓶。 (6)會畫簡單的實(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。 3.實(shí)驗(yàn)方案評價 (1)選擇:包括儀器、藥品、連接方式的選擇。 (2)評價: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、價格低廉、現(xiàn)象明顯、無污染。 考點(diǎn)1 常用儀器及基本實(shí)驗(yàn)操作 例1
6、 (2019·天津高考)下列實(shí)驗(yàn)操作或裝置能達(dá)到目的的是( ) A B 混合濃硫酸和乙醇 配制一定濃度的溶液 C D 收集NO2氣體 證明乙炔可使溴水褪色 [批注點(diǎn)撥] [解析] 混合濃H2SO4和乙醇,應(yīng)將濃H2SO4沿器壁慢慢注入乙醇中,并不斷攪拌,A錯誤;NO2的密度大于空氣的,應(yīng)用向上排空氣法收集,即集氣瓶中導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出,C錯誤;電石中的雜質(zhì)CaS與水反應(yīng)會有H2S產(chǎn)生,H2S也可使溴水褪色,D錯誤。 [答案] B 1.儀器的選擇方法 2.常見儀器與操作 (1)坩堝和蒸發(fā)皿:坩堝和蒸發(fā)皿均可以直接加熱,前者主要用于固體
7、物質(zhì)的灼燒,后者主要用于溶液的蒸發(fā)、濃縮和結(jié)晶。 (2)漏斗:普通漏斗主要用于組裝過濾器,長頸漏斗主要用于組裝簡易反應(yīng)器,分液漏斗主要用于分離互不相溶的液體、作反應(yīng)器的加液(不宜盛放堿性溶液)裝置。 (3)滴定管:“0”刻度在上。酸式滴定管不能裝堿性溶液,堿式滴定管不能裝酸性及氧化性溶液。 (4)容量瓶:不能長期存放溶液,更不能作為反應(yīng)容器,也不可加熱,瓶塞不可互換。 (5)試劑瓶:廣口瓶盛放固體藥品,細(xì)口瓶盛裝液體藥品,棕色瓶盛放見光易變質(zhì)的藥品。 (6)藥品取用:藥品不能入口和用手直接接觸,實(shí)驗(yàn)剩余藥品不能放回原試劑瓶(K、Na、P4等除外),不能隨意丟棄,要放入指定容器中。
8、(7)pH試紙:檢測溶液時不能先潤濕,不能用試紙直接蘸取待測液。試紙檢驗(yàn)氣體前需先濕潤,試紙不能直接用手拿,要用鑷子夾取。 (8)錐形瓶:中和滴定實(shí)驗(yàn)中不能用待測液潤洗。 (9)溫度計:不能代替玻璃棒用于攪拌,測液體溫度時不能與容器內(nèi)壁接觸。 (10)量筒:不能用來配制溶液或用作反應(yīng)容器,更不能用來加熱或量取熱的溶液。 (11)檢查裝置氣密性:構(gòu)成密閉體系→改變體系壓強(qiáng)→體系內(nèi)是否出氣或進(jìn)氣→通過現(xiàn)象判斷氣密性是否良好。 (12)“萬能瓶”:裝置如圖,其有多種用途: ①干燥瓶:氣體A進(jìn)B出,廣口瓶中盛濃硫酸。 ②洗氣瓶:氣體A進(jìn)B出,廣口瓶盛水(或溶液)。 ③量氣瓶:B口為
9、氣體導(dǎo)入口,A口用導(dǎo)管連接伸入量筒,廣口瓶內(nèi)盛滿水??捎糜跍y定不溶于水的氣體的體積。 ④集氣瓶:收集密度比空氣大的氣體時,氣體A進(jìn)B出;收集密度比空氣小的氣體時,氣體B進(jìn)A出。 3.常見實(shí)驗(yàn)事故的處理 意外事故 處理方法 少量濃H2SO4濺到皮膚上 先用干抹布拭去,再用大量水沖洗,涂上NaHCO3溶液 酒精等有機(jī)物在實(shí)驗(yàn)臺上著火 用濕抹布或沙子蓋滅,不能用水滅火 濃NaOH溶液灑到皮膚上 大量水沖洗,再涂上硼酸溶液 液溴灑到皮膚上 酒精清洗 誤食重金屬鹽 立即口服蛋清或牛奶,必要時送往醫(yī)院 水銀灑到桌面上 先收集再撒上硫粉進(jìn)行處理 1.(2019·資陽
10、市高三第二次診斷性考試)在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件下,下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(裝置、操作或現(xiàn)象)能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 A 實(shí)驗(yàn)室收集干燥HCl B 證明裝置氣密性良好 C 灼燒海帶固體 續(xù)表 D 配制100 mL 0.1000 mol·L-1 NaCl溶液 答案 B 解析 氯化氫的密度比空氣密度大,實(shí)驗(yàn)室用向上排空氣法收集,故A錯誤;關(guān)閉彈簧夾,若裝置氣密性良好,向長頸漏斗中加水,會形成穩(wěn)定的液面差,故B正確;灼燒海帶固體應(yīng)在坩堝中進(jìn)行,不能在蒸發(fā)皿中進(jìn)行,故C錯誤;不能在容量瓶中溶解固體或稀釋溶液,故D錯誤。 2.(2019·全國卷
11、Ⅰ考試大綱調(diào)研卷(一))下列圖示實(shí)驗(yàn)合理的是( ) A.圖1為證明非金屬性強(qiáng)弱:S>C>Si B.圖2為制備少量氧氣 C.圖3為配制一定物質(zhì)的量濃度的硫酸溶液 D.圖4為制備并收集少量NO2氣體 答案 A 解析 比較非金屬性,可根據(jù)元素對應(yīng)的最高價氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱比較,硫酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳?xì)怏w通入硅酸鈉溶液中可得硅酸沉淀,可證明非金屬性的強(qiáng)弱,A正確;過氧化鈉為粉末,不能用簡易啟普發(fā)生器制備O2,B錯誤;容量瓶應(yīng)在常溫下使用,且只能用于配制溶液,不能在容量瓶中稀釋濃硫酸,應(yīng)將濃硫酸在燒杯中稀釋,冷卻后才能轉(zhuǎn)移到容量瓶中,C錯誤;二氧化氮易溶于水且與
12、水反應(yīng)生成NO,不能用排水法收集NO2氣體,D錯誤。 考點(diǎn)2 物質(zhì)的制備、分離和提純 例2 (2019·全國卷Ⅰ)實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的反應(yīng)裝置如下圖所示,關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或敘述錯誤的是( ) A.向圓底燒瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打開K B.實(shí)驗(yàn)中裝置b中的液體逐漸變?yōu)闇\紅色 C.裝置c中碳酸鈉溶液的作用是吸收溴化氫 D.反應(yīng)后的混合液經(jīng)稀堿溶液洗滌、結(jié)晶,得到溴苯 [批注點(diǎn)撥] [解析] 向圓底燒瓶中滴加液體前,要先打開K,以保證液體能順利滴下,A正確;裝置b中CCl4的作用是吸收反應(yīng)過程中未反應(yīng)的溴蒸氣,Br2溶于CCl
13、4顯淺紅色,B正確;裝置c中Na2CO3溶液的作用是吸收反應(yīng)中產(chǎn)生的HBr氣體,防止污染環(huán)境,C正確;反應(yīng)后的混合液應(yīng)該用稀NaOH溶液洗滌,目的是除去溴苯中的溴,然后分液得到溴苯,不是結(jié)晶,D錯誤。 [答案] D 1.物質(zhì)分離與提純的基本原理 (1)“四原則” ①不增,不得引入新雜質(zhì);②不減,盡量不減少被提純的物質(zhì);③易分,使被提純或分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離;④易復(fù)原,被提純的物質(zhì)要易被復(fù)原。 (2)“三必須” ①除雜試劑必須過量;②過量試劑必須除盡(除去過量試劑帶入的新雜質(zhì),同時注意加入試劑的順序);③選擇最佳的除雜途徑。 2.物質(zhì)分離和提純的常用方法 (1)物
14、理方法 (2)化學(xué)方法 方法 原理 雜質(zhì)成分 沉淀法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀 Cl-、SO、CO及能形成弱堿的金屬陽離子 氣化法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體 CO、HCO、SO、HSO、S2-、NH 雜轉(zhuǎn)純法 將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì) 雜質(zhì)為不同價態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、同一種酸的正鹽與酸式鹽(用酸、酸酐或堿) 氧化還原反應(yīng)法 用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì) 如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用熱的銅粉除去N2中的O2 熱分解法 加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去 除去NaCl中的NH4Cl等 酸堿溶解法 利用物質(zhì)
15、與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離 用NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3 電解法 利用電解原理除去雜質(zhì) 如精煉金屬,含雜質(zhì)的金屬作陽極,純金屬(M)作陰極,含M的鹽作電解質(zhì) 3.(2019·廣州高三調(diào)研測試)下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是( ) 選項 目的 分離方法 原理 A 分離氫氧化鐵膠體與FeCl3溶液 過濾 膠體粒子不能通過濾紙 B 用乙醇提取碘水中的碘 萃取 碘在乙醇中的溶解度較大 C 用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體 蒸發(fā) MgCl2受熱不分解 D 除去丁醇中的乙醚 蒸餾 丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差
16、較大 答案 D 解析 分離氫氧化鐵膠體與FeCl3溶液,應(yīng)用滲析的方法而不能使用過濾的方法,因?yàn)槟z體粒子能透過濾紙,不能透過半透膜,A錯誤;乙醇與水互溶,不能用作萃取碘水中的碘的萃取劑,B錯誤;用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體,需要在HCl氛圍中加熱,目的是抑制Mg2+的水解,直接蒸發(fā)得不到無水MgCl2固體,C錯誤;丁醇和乙醚互溶,但丁醇分子間形成氫鍵,沸點(diǎn)較高,二者沸點(diǎn)相差較大,因此可用蒸餾的方法分離二者,D正確。 4.(2019·長春外國語學(xué)校高三期末考試)用下列裝置完成相關(guān)實(shí)驗(yàn),合理的是( ) A.圖1:驗(yàn)證H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3 B.圖2:收集CO2或N
17、H3 C.圖3:分離Na2CO3溶液與CH3COOC2H5 D.圖4:分離C2H5OH與CH3COOC2H5 答案 B 解析 生成的二氧化碳中含有氯化氫,氯化氫也能與硅酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生硅酸沉淀,干擾二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng),A錯誤;氨氣的密度比空氣密度小,二氧化碳的密度比空氣密度大,則導(dǎo)管長進(jìn)短出收集二氧化碳,短進(jìn)長出收集氨氣,B正確;Na2CO3溶液與CH3COOC2H5分層,應(yīng)選分液法分離,C錯誤;CH3CH2OH與CH3COOC2H5互溶,不能分液分離,D錯誤。 考點(diǎn)3 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別 例3 (2019·江蘇高考)室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是(
18、) 選項 實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 結(jié)論 A 向X溶液中滴加幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色 X溶液中一定含有Fe2+ B 向濃度均為0.05 mol·L-1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成 Ksp(AgI)> Ksp(AgCl) C 向3 mL KI溶液中滴加幾滴溴水,振蕩,再滴加1 mL淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色 Br2的氧化性比I2的強(qiáng) D 用pH試紙測得:CH3COONa溶液的pH約為9,NaNO2溶液的pH約為8 HNO2電離出H+的能力比CH3COOH的強(qiáng) [批注點(diǎn)撥] [解析] 向X溶液中滴加
19、幾滴新制氯水,振蕩,再加入少量KSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,溶液中可能含有Fe3+而不含F(xiàn)e2+,A錯誤;向相同濃度的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉淀生成,說明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),B錯誤;滴加淀粉溶液,溶液顯藍(lán)色,說明發(fā)生反應(yīng)2I-+Br2===I2+2Br-,根據(jù)氧化還原規(guī)律可判斷,氧化性Br2>I2,C正確;CH3COONa溶液與NaNO2溶液的濃度、溫度不確定,故不能由鹽溶液的pH大小判斷對應(yīng)弱酸的酸性強(qiáng)弱,D錯誤。 [答案] C 1.常見陰離子的檢驗(yàn) (1)利用酸堿指示劑檢驗(yàn) (2)利用鹽酸和其他試劑檢驗(yàn) CO:加入BaCl
20、2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀鹽酸沉淀溶解,并放出無色無味的且能使澄清石灰水變渾濁的氣體。 SO:先加入足量稀鹽酸,無沉淀生成,再加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。 SO:加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加稀鹽酸,放出無色有刺激性氣味且能使品紅溶液褪色的氣體。 (3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液檢驗(yàn) (4)利用某些特征反應(yīng)檢驗(yàn) I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液變藍(lán)色(或加入氯水和四氯化碳,四氯化碳層呈紫紅色)。 2.常見陽離子的檢驗(yàn) H+―→滴入紫色石蕊溶液,溶液變紅色 [注意] 離子檢驗(yàn)中的常見干擾因素及排除措施 3.常見氣體的檢驗(yàn)
21、 待檢物 操作步驟 現(xiàn)象 O2 用試管或集氣瓶取待檢氣體,然后向試管或集氣瓶中插入帶有火星的木條 木條復(fù)燃 H2 使待檢氣體通過尖嘴玻璃導(dǎo)氣管并點(diǎn)燃,在火焰上方罩一個干而冷的燒杯 有淡藍(lán)色火焰,燒杯里有水霧生成 NH3 用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn);把待檢氣體收集在集氣瓶里,蓋上玻璃片,用玻璃棒蘸取濃鹽酸,開啟玻璃片插入瓶中 變藍(lán)色;生成白煙 SO2 在潔凈試管里加入5 mL品紅溶液,再通入待檢氣體 品紅溶液褪色,加熱后紅色復(fù)現(xiàn) CO2 通入澄清石灰水中 石灰水變渾濁,繼續(xù)通入后變澄清 Cl2 通入KI-淀粉溶液中 溶液變成藍(lán)色 [注意] 氣體檢驗(yàn)中干擾因
22、素的排除方法 氣體檢驗(yàn)中干擾因素的排除方法一般是先檢驗(yàn)出一種可能具有干擾的氣體,并除去該氣體,而且要確認(rèn)該氣體已經(jīng)除盡,再檢驗(yàn)其余氣體。如在SO2存在的條件下檢驗(yàn)CO2,可設(shè)計如下檢驗(yàn)思路:品紅溶液檢驗(yàn)SO2→高錳酸鉀溶液除去SO2→品紅溶液檢驗(yàn)SO2是否除盡→通入澄清石灰水檢驗(yàn)CO2。 5.(2019·云南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三月考)下列有關(guān)焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作注意事項的說法,正確的是( ) ①鉀的火焰顏色一般要透過藍(lán)色鈷玻璃觀察?、谙葘K絲灼燒到與原來火焰的顏色相同,再蘸取被檢驗(yàn)的物質(zhì)?、勖看螌?shí)驗(yàn)后,要將鉑絲用硫酸洗凈?、軐?shí)驗(yàn)時最好選擇本身顏色較淺的火焰?、輿]有鉑絲時,也可以用光潔無
23、銹的鐵絲代替 A.僅有③不正確 B.僅有④不正確 C.僅有⑤不正確 D.全對 答案 A 解析 鈉元素的黃光會干擾鉀的紫色,觀察鉀元素紫色火焰時,要透過藍(lán)色鈷玻璃,①正確;鉑絲不能粘有雜質(zhì),實(shí)驗(yàn)前必須做空白灼燒試驗(yàn),②正確;更換檢驗(yàn)對象時,需要用鹽酸清洗鉑絲表面殘留物,③錯誤;本身顏色越淺的火焰,實(shí)驗(yàn)干擾越小,被檢驗(yàn)物質(zhì)的火焰顏色越明顯,④正確;焰色反應(yīng)除用鉑絲外,還可以用光潔無銹的鐵絲、鎳絲、鉻絲等,⑤正確,故選A。 6.(2019·安徽舒城高三統(tǒng)考)有一無色溶液,僅含有K+、Al3+、Mg2+、NH、Cl-、SO、HCO、MnO離子中的幾種。為確定其成分,做如下實(shí)驗(yàn):①取部
24、分溶液,加入適量Na2O2固體,產(chǎn)生無色無味的氣體和白色沉淀,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解;②另取部分溶液,加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液,無沉淀產(chǎn)生。下列推斷正確的是( ) A.肯定有Al3+、Mg2+、Cl-,可能有NH B.肯定有Al3+、Mg2+、HCO,肯定沒有MnO C.肯定有K+、Al3+、MnO,可能有HCO D.肯定有Al3+、Mg2+、Cl-,可能有K+ 答案 D 解析 無色溶液說明不含MnO,加入適量Na2O2固體,產(chǎn)生無色無味的氣體和白色沉淀,說明不含NH,再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解,說明含有A13+和Mg2+,則無H
25、CO,因?yàn)镠CO與Al3+發(fā)生雙水解,不共存,②的現(xiàn)象說明溶液中無SO,根據(jù)溶液電中性原則,則肯定含有Cl-,K+無法確定,故選D。 考點(diǎn)4 制備型綜合實(shí)驗(yàn) 例4 (2019·全國卷Ⅰ)硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一種重要鐵鹽。為充分利用資源,變廢為寶,在實(shí)驗(yàn)室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵銨,具體流程如下: 回答下列問題: (1)步驟①的目的是去除廢鐵屑表面的油污,方法是____________________。 (2)步驟②需要加熱的目的是________________,溫度保持80~95 ℃,采用的合適加熱方
26、式是________。鐵屑中含有少量硫化物,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要凈化處理,合適的裝置為________(填標(biāo)號)。 (3)步驟③中選用足量的H2O2,理由是_____________________________,分批加入H2O2,同時為了________,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步驟⑤的具體實(shí)驗(yàn)操作有________________________________________, 經(jīng)干燥得到硫酸鐵銨晶體樣品。 [批注點(diǎn)撥] [解析] (1)鐵屑表面的油污可以用熱的氫氧化鈉溶液洗滌,然后用蒸餾水洗凈。 (2)鐵與硫酸反應(yīng),加熱的目的是加快反應(yīng)速率,由于
27、溫度要控制在80~95 ℃,應(yīng)選擇水浴加熱。鐵中含有少量的硫化物,與酸反應(yīng)后生成酸性氣體H2S,應(yīng)該用堿溶液吸收H2S氣體,為了防止倒吸,應(yīng)選用C裝置。 (3)鐵與硫酸反應(yīng)后生成硫酸亞鐵,加入足量的過氧化氫溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。Fe3+在水中易水解生成氫氧化鐵沉淀,為了抑制Fe3+水解,溶液要保持較強(qiáng)的酸性,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是不引入新的雜質(zhì)。 (4)硫酸鐵溶液與固體硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鐵銨,為了從溶液中得到硫酸鐵銨應(yīng)將溶液經(jīng)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到硫酸鐵銨晶體。 [答案] (1)堿煮水洗 (2)加快
28、反應(yīng) 熱水浴 C (3)將Fe2+全部氧化為Fe3+;不引入雜質(zhì) 防止Fe3+水解 (4)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(洗滌) 1.無機(jī)物制備綜合實(shí)驗(yàn)的思維方法 (1)明確目的原理:首先必須認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)的目的及要求,弄清題目有哪些有用信息,綜合已學(xué)過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實(shí)驗(yàn)原理。 (2)選擇儀器藥品:根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài),能否腐蝕儀器,反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍內(nèi)等,從而選擇化學(xué)儀器和藥品。 (3)設(shè)計裝置、步驟:根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮硪约八x用的儀器和藥品,設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步
29、驟。應(yīng)具備識別和繪制典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖的能力,實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)完整而簡明。 (4)記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù):根據(jù)觀察,全面而準(zhǔn)確地記錄實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù),可分為有用、有效數(shù)據(jù),錯誤、無效數(shù)據(jù),及無用、多余數(shù)據(jù)等。 (5)分析、得出結(jié)論:根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、推理等處理,得出正確結(jié)論。 2.有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)題的解題模板 7.(2019·安徽舒城高三統(tǒng)考)某同學(xué)用以下裝置制備并檢驗(yàn)Cl2的性質(zhì)。下列說法正確的是( ) A.圖Ⅰ:若MnO2過量,則濃鹽酸全部消耗完 B.圖Ⅱ:證明新制氯水具有酸性和漂白性 C.圖Ⅲ:產(chǎn)生了棕黃色的煙霧 D.
30、圖Ⅳ:Cl2漂白了濕潤的有色布條 答案 B 解析 圖Ⅰ中:如果MnO2過量,濃鹽酸隨著反應(yīng)進(jìn)行,濃度減小到一定程度,不再與二氧化錳繼續(xù)反應(yīng),所以鹽酸不能全部消耗,A錯誤;圖Ⅱ中,新制氯水中氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,滴入紫色石蕊試液,溶液先變紅后褪色,證明氯水具有酸性和漂白性,B正確;圖Ⅲ中:銅在氯氣中燃燒生成氯化銅,是固體小顆粒,產(chǎn)生棕黃色的煙,沒有霧,C錯誤;圖Ⅳ中:濕潤的有色布條能褪色,是因?yàn)槁葰馀c水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,使有色布條褪色,D錯誤。 8.(2019·山東濟(jì)南歷城二中高三調(diào)研)實(shí)驗(yàn)室用綠礬(FeSO4·7H2O)為原料制備補(bǔ)血劑甘氨酸亞鐵[(H2NC
31、H2COO)2Fe],有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表: 甘氨酸(H2NCH2COOH) 檸檬酸 甘氨酸亞鐵 易溶于水,微溶于乙醇,兩性化合物 易溶于水和乙醇,有酸性和還原性 易溶于水,難溶于乙醇 實(shí)驗(yàn)過程: Ⅰ.配制含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液。 Ⅱ.制備FeCO3:向配制好的綠礬溶液中,緩慢加入200 mL 1.1 mol/L NH4HCO3溶液,邊加邊攪拌,反應(yīng)結(jié)束后過濾并洗滌沉淀。 Ⅲ.制備(H2NCH2COO)2Fe:實(shí)驗(yàn)裝置如下圖(夾持和加熱儀器已省略),將實(shí)驗(yàn)Ⅱ得到的沉淀和含0.20 mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體將C中空氣排凈,
32、接著滴入檸檬酸溶液并加熱。反應(yīng)結(jié)束后過濾,濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。 回答下列問題: (1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中:實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液時,為防止FeSO4被氧化變質(zhì),應(yīng)加入的試劑為________(寫化學(xué)式)。 (2)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中:生成沉淀的離子方程式為__________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中: ①檢查裝置A的氣密性的方法是________________。 ②裝置A中所盛放的藥品是________(填序號)。 a.Na2CO3和稀H2SO4 b.CaCO3和稀H2SO4 c.CaCO3和稀鹽酸 ③確認(rèn)C中空氣排盡的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________
33、______。 ④加入檸檬酸溶液一方面可調(diào)節(jié)溶液的pH促進(jìn)FeCO3溶解,另一個作用是________。 ⑤洗滌實(shí)驗(yàn)Ⅲ中得到的沉淀,所選用的最佳洗滌試劑是________(填序號)。 a.熱水 b.乙醇溶液 c.檸檬酸溶液 ⑥若產(chǎn)品的質(zhì)量為17.34 g,則產(chǎn)率為________。 答案 (1)Fe (2)Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O (3)①關(guān)閉彈簧夾,從長頸漏斗注入一定量的水,使漏斗內(nèi)的水面高于具支試管中的水面,停止加水一段時間后,若長頸漏斗與具支試管中的液面差保持不變,說明裝置不漏氣 ②c?、跠中澄清石灰水變渾濁?、芊乐苟r鐵被氧化 ⑤b?、?5
34、% 解析 (1)Fe2+易被空氣中的O2氧化成Fe3+,實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液時,為防止FeSO4被氧化變質(zhì),應(yīng)加入的試劑為Fe,加入鐵粉后,F(xiàn)e3+可被鐵粉還原為Fe2+,且不引入雜質(zhì)。 (2)Fe2+和HCO發(fā)生反應(yīng)生成FeCO3沉淀、CO2和H2O,離子方程式為Fe2++2HCO===FeCO3↓+CO2↑+H2O。 (3)②裝置A為固液不加熱型制氣裝置,且具有隨開隨用、隨關(guān)隨停的特點(diǎn),所以應(yīng)選擇塊狀不溶于水的CaCO3,酸只能選擇鹽酸,若選擇硫酸,生成的CaSO4微溶于水,阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。 ③當(dāng)C中充滿CO2后,CO2開始進(jìn)入D中,使D中的澄清石灰水變渾濁,這時說明C中空氣已經(jīng)排盡
35、。 ④由題中信息可知,檸檬酸具有強(qiáng)還原性,可防止Fe2+被氧化。 ⑤因甘氨酸亞鐵易溶于水,難溶于乙醇,所以應(yīng)選擇乙醇溶液作為洗滌劑。 ⑥含0.10 mol FeSO4的綠礬溶液中Fe2+的物質(zhì)的量為0.10 mol,因NH4HCO3溶液過量,所以理論上生成(NH2CH2COO)2Fe的物質(zhì)的量為0.10 mol、質(zhì)量為20.4 g,則產(chǎn)率為×100%=85%。 考點(diǎn)5 探究、創(chuàng)新型綜合實(shí)驗(yàn) 例5 (2019·北京高考)化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究SO2與AgNO3溶液的反應(yīng)。 (1)實(shí)驗(yàn)一:用如下裝置(夾持、加熱儀器略)制備SO2,將足量SO2通
36、入AgNO3溶液中,迅速反應(yīng),得到無色溶液A和白色沉淀B。 ①濃H2SO4與Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________。 ②試劑a是________。 (2)對體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得出:沉淀B可能為Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。 (資料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3難溶于水) 實(shí)驗(yàn)二:驗(yàn)證B的成分 ①寫出Ag2SO3溶于氨水的離子方程式:_______________________。 ②加入鹽酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推斷D中主要是BaSO3,進(jìn)而推斷B中含有Ag2SO3。向?yàn)V液E中加入一種試劑,可進(jìn)一步證
37、實(shí)B中含有Ag2SO3。所用試劑及現(xiàn)象是________________________________________。 (3)根據(jù)沉淀F的存在,推測SO的產(chǎn)生有兩個途徑: 途徑1:實(shí)驗(yàn)一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,隨沉淀B進(jìn)入D。 途徑2:實(shí)驗(yàn)二中,SO被氧化為SO進(jìn)入D。 實(shí)驗(yàn)三:探究SO的產(chǎn)生途徑 ①向溶液A中滴入過量鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中含有________;取上層清液繼續(xù)滴加BaCl2溶液,未出現(xiàn)白色沉淀,可判斷B中不含Ag2SO4。做出判斷的理由:______________________________________________
38、_____________ ____________________________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)三的結(jié)論:_________________________________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)一中SO2與AgNO3溶液反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________________。 (5)根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)分析,SO2與AgNO3溶液應(yīng)該可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)。將實(shí)驗(yàn)一所得混合物放置一段時間,有Ag和SO生
39、成。 (6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論:_________________________________________ ____________________________________________________________________。 [批注點(diǎn)撥] [解析] (1)②由沉淀B的成分可知,反應(yīng)時混合氣體中O2的存在能干擾沉淀的成分,故將SO2通入AgNO3溶液前應(yīng)除去混在其中的O2,但又不能吸收SO2,故選擇飽和NaHSO3溶液。 (2)②若沉淀D中含有BaSO3,則BaSO3+2HCl===BaCl2+H2O+SO2↑,因?yàn)镾O2在水中溶解
40、度較大,故濾液E中存在一定量的SO2,滴加H2O2溶液,發(fā)生反應(yīng)SO2+Ba2++H2O2===BaSO4↓+2H+,溶液中會出現(xiàn)白色沉淀。 (3)①向溶液A中滴入過量鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,說明溶液中含有Ag+;上層清液滴加BaCl2溶液,無白色沉淀出現(xiàn),可判斷B中不含Ag2SO4,因?yàn)锳g2SO4微溶于水,BaSO4難溶于水,若B中含有Ag2SO4,向上層清液中滴加BaCl2溶液,一定會出現(xiàn)白色沉淀。 ②由以上分析可推斷,途徑1不產(chǎn)生SO,途徑2產(chǎn)生SO。 (4)由上述分析可知,SO2與AgNO3溶液反應(yīng)生成Ag2SO3沉淀,結(jié)合質(zhì)量守恒定律可寫出反應(yīng)的離子方程式。 (6)實(shí)驗(yàn)條件下,
41、SO2與AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的速率,堿性溶液中SO更易被氧化為SO。 [答案] (1)①Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O?、陲柡蚇aHSO3溶液 (2)①Ag2SO3+4NH3·H2O===2[Ag(NH3)2]++SO+4H2O ②H2O2溶液,產(chǎn)生白色沉淀 (3)①Ag+ Ag2SO4溶解度大于BaSO4,沒有BaSO4沉淀時,必定沒有Ag2SO4?、谕緩?不產(chǎn)生SO,途徑2產(chǎn)生SO (4)2Ag++SO2+H2O===Ag2SO3↓+2H+ (6)實(shí)驗(yàn)條件下:SO2與AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SO的
42、速率,堿性溶液中SO更易被氧化為SO 1.物質(zhì)性質(zhì)探究的常見方法 (1)證明酸性:①pH試紙或酸堿指示劑;②與Na2CO3溶液反應(yīng);③與鋅反應(yīng)等。 (2)證明弱酸或弱堿:①證明存在電離平衡;②測定對應(yīng)鹽溶液的酸堿性;③測量稀釋前后的pH變化。 (3)證明氧化性:與還原劑(如KI、SO2、H2S等)反應(yīng),產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。 (4)證明還原性:與氧化劑(如酸性KMnO4溶液、溴水、濃HNO3等)反應(yīng),產(chǎn)生明顯現(xiàn)象。 (5)證明某分散系為膠體:丁達(dá)爾效應(yīng)。 (6)證明碳碳雙鍵(或三鍵):使酸性KMnO4溶液或溴水褪色。 (7)證明酚羥基:①與濃溴水反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀;②與FeCl3溶
43、液發(fā)生顯色反應(yīng)。 (8)證明醇羥基:與酸發(fā)生酯化反應(yīng),其產(chǎn)物不溶于水,有果香味。 (9)證明醛基:①與銀氨溶液作用產(chǎn)生銀鏡;②與新制Cu(OH)2懸濁液共熱產(chǎn)生磚紅色沉淀。 (10)比較金屬的活動性:①與水反應(yīng);②與酸反應(yīng);③置換反應(yīng);④原電池;⑤電解放電順序;⑥最高價氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱;⑦同種強(qiáng)酸的對應(yīng)鹽的酸性強(qiáng)弱。 (11)比較非金屬的活動性:①置換反應(yīng);②與氫氣反應(yīng)的難易;③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性;④最高價氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱。 (12)比較酸(堿)的酸(堿)性強(qiáng)弱:較強(qiáng)的酸(堿)制得較弱的酸(堿)。 2.物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)題的解題方法 (1)制備實(shí)驗(yàn)整套裝置的基本連接順序
44、是制取→除雜→干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣處理。 (2)收集純凈的氣體,必須要經(jīng)過一系列除雜后再干燥、收集。需要某氣體參加加熱反應(yīng)(如CO、H2與CuO、Fe2O3的反應(yīng))時,應(yīng)先干燥再反應(yīng)。 3.探究型綜合實(shí)驗(yàn)題的解題方法 (1)審題 明確綜合實(shí)驗(yàn)探究題的解題思路和問題的落點(diǎn)及解答方法。 (2)析題——正確解題的關(guān)鍵 明確分析問題的思路和方法,構(gòu)建解決該類問題的思維模型。分析已知條件和目標(biāo)問題之間的關(guān)系,還有哪些中間條件需要推斷。 (3)解題——正確解題的步驟 以上問題可能是已知的,也可能是未知的,也可能是所求問題,要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。可按以下幾點(diǎn)對照分析: ①實(shí)驗(yàn)方案:操
45、作是否簡單易行。 ②實(shí)驗(yàn)順序:是否科學(xué),是否減少了副反應(yīng)的發(fā)生和避免實(shí)驗(yàn)步驟間的干擾。 ③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:是否直觀明顯。 ④實(shí)驗(yàn)結(jié)論:是否可靠,要反復(fù)推敲實(shí)驗(yàn)步驟和多方論證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (4)檢查——正確解題的保證 最后要對照試題進(jìn)行認(rèn)真的檢查核對,避免失誤。關(guān)鍵是注意規(guī)范答題。 ①規(guī)范書寫試劑名稱。 ②規(guī)范書寫裝置中試劑的用途。如 除雜裝置:除去(或吸收)××雜質(zhì),防止干擾(影響);除去××中的雜質(zhì),以免影響測量結(jié)果。 ③物質(zhì)檢驗(yàn)、鑒別題的描述。 取樣,加入××試劑,若有××現(xiàn)象,則有××物質(zhì);否則,沒有××物質(zhì)。 ④規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述。如“顏色由××變成××”“液面上升或下
46、降(形成液面差)”“溶液變渾濁”等。 ⑤規(guī)范書寫實(shí)驗(yàn)方法。 用試管取(收集)少量(適量)××滴加(放、伸)××,若××則××(或出現(xiàn)××現(xiàn)象,證明××)。 9.(2019·河南汝州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三期末)用下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是( ) 選項 反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 試劑X 試劑Y A 電石與飽和食鹽水混合,檢驗(yàn)乙炔氣體 過量CuSO4溶液 酸性KMnO4溶液 B 二氧化錳與濃鹽酸混合加熱,驗(yàn)證氯、溴、碘單質(zhì)氧化性依次減弱 NaBr溶液 KI溶液 C 乙醇與濃硫酸加熱至170 ℃,證明發(fā)生了消去反應(yīng) 過量NaOH溶液 Br2的CCl4溶液 D
47、乙酸溶液與碳酸鈉固體混合,探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱 過量飽和NaHCO3溶液 苯酚鈉溶液 答案 B 解析 電石和食鹽水反應(yīng)生成乙炔,同時還生成雜質(zhì)氣體硫化氫等,硫化氫能和硫酸銅反應(yīng)生成CuS沉淀,且硫化氫、乙炔都能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,X能除去硫化氫氣體,防止對乙炔的檢驗(yàn)造成干擾,Y能檢驗(yàn)乙炔,能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,A正確;氯氣能氧化溴離子、碘離子分別生成溴和碘,氯氣和溴離子反應(yīng)生成的溴呈液態(tài),且如果氯氣過量時,從X中出來的氣體中含有氯氣,氯氣也能氧化碘離子生成碘而干擾實(shí)驗(yàn),所以不能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,B錯誤;乙醇發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯,乙烯中會含有乙醇、二氧化硫,乙醇易溶于水,二氧化硫能夠
48、被氫氧化鈉吸收,溴的四氯化碳溶液可以檢驗(yàn)乙烯,所以能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,C正確;乙酸具有揮發(fā)性,生成的二氧化碳中含有乙酸,乙酸和飽和的碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳,二氧化碳、水和苯酚鈉反應(yīng)生成苯酚,根據(jù)強(qiáng)酸制取弱酸知,能探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性強(qiáng)弱,能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,D正確。 10.(2019·長春外國語學(xué)校高三期末考試)某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置制取氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水,并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ.制取氯酸鉀、次氯酸鈉和氯水 (1)寫出裝置A實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的化學(xué)方程式:__________________________________________________。 (2)制取
49、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出裝置B中試管,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、________、________。為提高氯酸鉀和次氯酸鈉的產(chǎn)率,在實(shí)驗(yàn)裝置中還需要改進(jìn)的是____________________________________________________。 (3)裝置C中反應(yīng)需要在冰水浴中進(jìn)行,其原因是______________________。 (4)裝置D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色,最后又變?yōu)開_______色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ.尾氣處理 實(shí)驗(yàn)小組利用剛吸收過少量SO2的NaOH溶液對其尾氣進(jìn)行吸收處理。 答案 (1)MnO2+4HCl(濃)
50、MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)漏斗 玻璃棒 在A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置 (3)溫度升高會生成氯酸鈉 (4)黃綠 解析 (2)過濾、洗滌操作過程需要的玻璃儀器有膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、漏斗。由于濃鹽酸易揮發(fā),生成的氯氣中含有氯化氫,所以為提高氯酸鉀和次氯酸鈉的產(chǎn)率,需要除去氯化氫,則在實(shí)驗(yàn)裝置中還需要改進(jìn)的是A和B之間添加盛有飽和NaCl的洗氣裝置。 (4)氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸,而氯氣的溶解度較小,則裝置D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液先變紅后褪色,最后又變?yōu)辄S綠色。 1.(2019·全國卷Ⅲ)下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到目的的是( ) 選項 目的 實(shí)驗(yàn) A
51、制取較高濃度的次氯酸溶液 將Cl2通入碳酸鈉溶液中 B 加快氧氣的生成速率 在過氧化氫溶液中加入少量MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液 D 制備少量二氧化硫氣體 向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸 答案 A 解析 將Cl2通入碳酸鈉溶液中發(fā)生反應(yīng):Cl2+2Na2CO3+H2O===NaCl+NaClO+2NaHCO3,不能制取較高濃度的次氯酸溶液,A錯誤;在過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳作催化劑,可加快氧氣的生成速率,B正確;加入飽和碳酸鈉溶液可以中和乙酸,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于析出,C正確;向飽和亞硫酸鈉溶液中滴加濃硫酸,應(yīng)用
52、強(qiáng)酸制弱酸的原理,可以制備二氧化硫氣體,D正確。 2.(2019·江蘇高考)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) A.用經(jīng)水濕潤的pH試紙測量溶液的pH B.將4.0 g NaOH固體置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L-1 NaOH溶液 C.用裝置甲蒸干AlCl3溶液制無水AlCl3固體 D.用裝置乙除去實(shí)驗(yàn)室所制乙烯中的少量SO2 答案 D 解析 測量溶液的pH不能用經(jīng)水濕潤的pH試紙,A錯誤;容量瓶不能用于溶解溶質(zhì),應(yīng)將NaOH固體置于燒杯中加水溶解,冷卻后再轉(zhuǎn)移到容量瓶中,B錯誤;AlCl3為強(qiáng)酸弱堿鹽,加熱促進(jìn)AlCl3水解,蒸干過程中
53、,HCl揮發(fā),最后得到氫氧化鋁,無法得到無水AlCl3,C錯誤;SO2能與NaOH溶液反應(yīng),可以用所給裝置除去實(shí)驗(yàn)室制乙烯時混有的少量SO2,D正確。 3.(2018·全國卷Ⅰ)在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作未涉及的是( ) 答案 D 解析 反應(yīng)物均是液體,且需要加熱,因此試管口要高于試管底,A正確;生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,可以用飽和碳酸鈉溶液吸收,注意導(dǎo)管口不能插入溶液中,以防止倒吸,B正確;乙酸乙酯不溶于水,分液即可實(shí)現(xiàn)分離,C正確;乙酸乙酯不能通過蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)分離,D錯誤。 4.(2018·全國卷Ⅱ) 實(shí)驗(yàn)室中用如右圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)
54、的實(shí)驗(yàn)。光照下反應(yīng)一段時間后,下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是( ) 答案 D 解析 在光照條件下氯氣與甲烷發(fā)生取代反應(yīng)生成氯化氫和四種氯代烴,氯化氫極易溶于水,所以液面會上升,氯代烴是不溶于水的氣體或油狀液體,所以最終水不會充滿試管,答案選D。 5.(2018·全國卷Ⅱ)下列實(shí)驗(yàn)過程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 編號 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)過程 A 配制0.4000 mol·L-1的NaOH溶液 稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容 B 探究維生素C的還原性 向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C
55、溶液,觀察顏色變化 C 制取并純化氫氣 向稀鹽酸中加入鋅粒,將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液 D 探究濃度對反應(yīng)速率的影響 向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5% H2O2溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 答案 B 解析 氫氧化鈉溶于水放熱,因此溶解后需要冷卻到室溫后再轉(zhuǎn)移至容量瓶中,并洗滌燒杯和玻璃棒,A錯誤;氯化鐵具有氧化性,能被維生素C還原為氯化亞鐵,從而使溶液顏色發(fā)生變化,所以向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,通過觀察顏色變化可以探究維生素C的還原性,B正確;向稀鹽酸中加入鋅粒,生成氫氣,由于生成的氫氣
56、中含有氯化氫和水蒸氣,因此將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸即可,不需要通過KMnO4溶液,C錯誤;反應(yīng)的方程式為HSO+H2O2===SO+H++H2O,反應(yīng)過程中沒有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,因此無法探究濃度對反應(yīng)速率的影響,D錯誤。 6.(2018·全國卷Ⅲ)下列實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)?shù)氖? ) A.用稀硫酸和鋅粒制取H2時,加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率 B.用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度,選擇酚酞為指示劑 C.用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒,火焰呈黃色,證明其中含有Na+ D.常壓蒸餾時,加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的三分之二 答案 B 解析 鋅粒與加入的
57、硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng),置換出單質(zhì)銅,形成鋅銅原電池,反應(yīng)速率加快,A正確。用鹽酸滴定碳酸氫鈉溶液,滴定終點(diǎn)時,碳酸氫鈉應(yīng)該完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w,此時溶液應(yīng)該顯酸性(二氧化碳在水中形成碳酸),應(yīng)該選擇變色范圍在酸性的甲基橙為指示劑,B錯誤。用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒,進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰為黃色,說明該鹽溶液中一定有Na+,C正確。常壓蒸餾時,為保證加熱過程中液體不會從燒瓶內(nèi)溢出,一般要求液體的體積不超過燒瓶容積的三分之二,D正確。 7.(2018·北京高考)驗(yàn)證犧牲陽極的陰極保護(hù)法,實(shí)驗(yàn)如下(燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液)。 ① 在Fe表面生 成藍(lán)色沉淀
58、 ② 試管內(nèi)無明顯變化 ③ 試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀 下列說法不正確的是( ) A.對比②③,可以判定Zn保護(hù)了Fe B.對比①②,K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C.驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時不能用①的方法 D.將Zn換成Cu,用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 答案 D 解析 對比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]無明顯變化,說明②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+,②中Fe被保護(hù),A正確;①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,F(xiàn)e表面產(chǎn)生了Fe2+,對比
59、①②的異同,①可能是K3[Fe(CN)6]將Fe氧化成Fe2+,B正確;對比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,①也能檢驗(yàn)出Fe2+,不能用①的方法驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe,C正確;由實(shí)驗(yàn)可知K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化成Fe2+,將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑,D錯誤。 8.(2017·全國卷Ⅰ)實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是( ) A.①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液 B.管式爐加熱前,用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃
60、,通過聲音判斷氣體純度 C.結(jié)束反應(yīng)時,先關(guān)閉活塞K,再停止加熱 D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣 答案 B 解析 Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),因此生成的氫氣中可能混有H2S,所以KMnO4溶液除去H2S、焦性沒食子酸溶液吸收氧氣,最后通過濃硫酸干燥氫氣,A錯誤;氫氣是可燃性氣體,通過爆鳴法驗(yàn)純,B正確;為了防止W受熱被氧化,應(yīng)該先停止加熱,等待W冷卻后再關(guān)閉活塞K,C錯誤;二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)需要加熱,而啟普發(fā)生器不能加熱,所以啟普發(fā)生器不能用于該反應(yīng)制備Cl2,D錯誤。 9.(2019·全國卷Ⅱ)咖啡因是一種生物堿(易溶于水及乙醇,熔點(diǎn)234.5 ℃,1
61、00 ℃以上開始升華),有興奮大腦神經(jīng)和利尿等作用。茶葉中含咖啡因約1%~5%、單寧酸(Ka約為10-6,易溶于水及乙醇)約3%~10%,還含有色素、纖維素等。實(shí)驗(yàn)室從茶葉中提取咖啡因的流程如下圖所示。 索氏提取裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)時燒瓶中溶劑受熱蒸發(fā),蒸汽沿蒸汽導(dǎo)管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入濾紙?zhí)淄?中,與茶葉末接觸,進(jìn)行萃取。萃取液液面達(dá)到虹吸管3頂端時,經(jīng)虹吸管3返回?zé)?,從而?shí)現(xiàn)對茶葉末的連續(xù)萃取?;卮鹣铝袉栴}: (1)實(shí)驗(yàn)時需將茶葉研細(xì),放入濾紙?zhí)淄?中,研細(xì)的目的是____________________________。圓底燒瓶中加入95%乙醇為溶劑,加熱前還要加幾
62、粒________。 (2)提取過程不可選用明火直接加熱,原因是_____________________。與常規(guī)的萃取相比,采用索氏提取器的優(yōu)點(diǎn)是____________________________。 (3)提取液需經(jīng)“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑。與水相比,乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是____________________________?!罢麴s濃縮”需選用的儀器除了圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管之外,還有________(填標(biāo)號)。 A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.接收瓶 D.燒杯 (4)濃縮液加生石灰的作用是中和________和吸收________。 (5)可采
63、用如圖所示的簡易裝置分離提純咖啡因。將粉狀物放入蒸發(fā)皿中并小火加熱,咖啡因在扎有小孔的濾紙上凝結(jié),該分離提純方法的名稱是________。 答案 (1)增加固液接觸面積,提取充分 沸石 (2)乙醇易揮發(fā),易燃 使用溶劑量少,可連續(xù)萃取(萃取效率高) (3)乙醇沸點(diǎn)低,易濃縮 AC (4)單寧酸 水 (5)升華 解析 (1)為提高浸取速率,常將反應(yīng)物研細(xì),增大固體與液體的接觸面積;由于有機(jī)物的沸點(diǎn)低,加熱時易沸騰,因此常加入沸石,防止液體暴沸。 (2)乙醇的沸點(diǎn)低,易揮發(fā)、易燃燒,明火加熱溫度高,會導(dǎo)致乙醇揮發(fā)、燃燒,因此不能選用明火直接加熱。根據(jù)索氏萃取的原理描述可知,采用索氏提取
64、器的優(yōu)點(diǎn)是溶劑的用量減少,可連續(xù)萃取(萃取效率高)。 (3)由于提取液需“蒸餾濃縮”除去大部分溶劑,所以與水相比,乙醇作為萃取劑的優(yōu)點(diǎn)是乙醇沸點(diǎn)低,易濃縮?!罢麴s濃縮”需選用的儀器有圓底燒瓶、蒸餾頭、溫度計、接收管、直形冷凝管(球形冷凝管的主要用途是使氣體冷卻回流)、接收瓶等。 (4)茶葉中含單寧酸,加入生石灰的目的是中和單寧酸,同時吸收水分。 (5)粉狀的咖啡因在蒸發(fā)皿中受熱,在扎有小孔的濾紙上凝結(jié)變?yōu)楣腆w,此過程稱為升華。 10.(2019·全國卷Ⅲ)乙酰水楊酸(阿司匹林)是目前常用藥物之一。實(shí)驗(yàn)室通過水楊酸進(jìn)行乙?;苽浒⑺酒チ值囊环N方法如下: 水楊酸 醋酸酐 乙酰
65、水楊酸 熔點(diǎn)/℃ 157~159 -72~-74 135~138 相對密度/(g·cm-3) 1.44 1.10 1.35 相對分子質(zhì)量 138 102 180 實(shí)驗(yàn)過程:在100 mL錐形瓶中加入水楊酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分搖動使固體完全溶解。緩慢滴加0.5 mL濃硫酸后加熱,維持瓶內(nèi)溫度在70 ℃左右,充分反應(yīng)。稍冷后進(jìn)行如下操作。 ①在不斷攪拌下將反應(yīng)后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固體,過濾。 ②所得結(jié)晶粗品加入50 mL飽和碳酸氫鈉溶液,溶解、過濾。 ③濾液用濃鹽酸酸化后冷卻、過濾得固體。 ④固體經(jīng)純化得白色的乙酰水楊酸晶體5.4
66、g。 回答下列問題: (1)該合成反應(yīng)中應(yīng)采用________加熱。(填標(biāo)號) A.熱水浴 B.酒精燈 C.煤氣燈 D.電爐 (2)下列玻璃儀器中,①中需使用的有________(填標(biāo)號),不需使用的有________________(填名稱)。 (3)①中需使用冷水,目的是________________________________________。 (4)②中飽和碳酸氫鈉的作用是_____________________________________, 以便過濾除去難溶雜質(zhì)。 (5)④采用的純化方法為________。 (6)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是________%。 答案 (1)A (2)BD 分液漏斗、容量瓶 (3)充分析出乙酰水楊酸固體(結(jié)晶) (4)生成可溶的乙酰水楊酸鈉 (5)重結(jié)晶 (6)60 解析 (1)該反應(yīng)的溫度應(yīng)控制在70 ℃左右,所以應(yīng)采用熱水浴加熱,故選A。 (2)①中的操作是過濾,應(yīng)選擇的儀器是燒杯和漏斗,不需要使用分液漏斗和容量瓶。 (3)操作①中使用冷水的目的是降低乙酰水楊酸的溶解度,使其充分結(jié)晶析出。 (4)②
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