高考化學(xué)大二輪總復(fù)習(xí) 專題十五 綜合實(shí)驗(yàn)探究課件.ppt

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專題十五綜合實(shí)驗(yàn)探究 1 知道化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)科學(xué)探究的一種重要方法 了解實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程 2 了解常見氣體和一些簡(jiǎn)單化合物的制備原理和實(shí)驗(yàn)室制備方法 3 了解控制實(shí)驗(yàn)條件的方法 能改進(jìn)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案 4 能識(shí)別簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖 能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析或處理 并得出合理結(jié)論 5 能綜合運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案解決簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題 能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和評(píng)價(jià) 考綱要求 考點(diǎn)一評(píng)價(jià)型實(shí)驗(yàn)題 欄目索引 考點(diǎn)二定量測(cè)定型實(shí)驗(yàn)題 考點(diǎn)三化工流程型實(shí)驗(yàn)題 考點(diǎn)四高考實(shí)驗(yàn)的新寵 有機(jī)制備實(shí)驗(yàn) 知識(shí)精講 考點(diǎn)一評(píng)價(jià)型實(shí)驗(yàn)題 評(píng)價(jià)型實(shí)驗(yàn)題包括的題型很多 其中比較典型的有物質(zhì)性質(zhì)探究型 組成成分探究型 物質(zhì)制備和應(yīng)用探究型等 該類試題一般以實(shí)驗(yàn)裝置圖的形式給出實(shí)驗(yàn)的流程 其實(shí)驗(yàn)流程與考查內(nèi)容一般為 1 常見的氣體發(fā)生裝置 2 常見的凈化裝置 用于除去氣體中的雜質(zhì)氣體 3 常見的氣體收集裝置 4 常見的量氣裝置 通過(guò)排液法測(cè)量氣體的體積 5 有毒氣體的處理裝置 題組集訓(xùn) 題組一物質(zhì)制備 反應(yīng)性質(zhì)探究型 1 2015 福建理綜 25 某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一制取氯酸鉀和氯水利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 1 制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 取出B中試管冷卻結(jié)晶 過(guò)濾 洗滌 該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程需要的玻璃儀器有 解析制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 由取出B中試管進(jìn)行的操作 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾 洗滌 可知該實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中需要的玻璃儀器有燒杯 漏斗 玻璃棒 膠頭滴管 燒杯 漏斗 玻璃棒 膠頭滴管 不填 膠頭滴管 也可 2 若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置 填 能 或 不能 提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率 解析Cl2與熱的KOH溶液反應(yīng)生成KClO3 KCl和H2O 與冷的KOH溶液反應(yīng)生成KClO KCl和H2O 因此 若將裝置B C的位置對(duì)調(diào) 可以除去Cl2中的雜質(zhì)氣體HCl 故能提高B中KClO3的產(chǎn)率 能 實(shí)驗(yàn)二氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的探究 3 在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3 該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響 其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下 實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行 系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是 若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 黃色溶液 取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色 假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一 還原產(chǎn)物為KCl 則此反應(yīng)的離子方程式為 解析 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知 KI KClO3的物質(zhì)的量及濃度不變 改變的是硫酸溶液的體積和水的多少 二者的總體積相等 由此可見系列a實(shí)驗(yàn)的目的是研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響 設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是作對(duì)照實(shí)驗(yàn) 比較影響結(jié)果 根據(jù)2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為 黃色溶液 取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色 證明生成了I2 若氧化產(chǎn)物唯一 還原產(chǎn)物為KCl 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒 電荷守恒及元素原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為ClO 6I 6H Cl 3I2 3H2O 答案 研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響 硫酸濃度為0的對(duì)照實(shí)驗(yàn) ClO 6I 6H Cl 3I2 3H2O 實(shí)驗(yàn)三測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量 4 該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案 使用下圖裝置 加熱15 0mL飽和氯水試樣 測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積 此方案不可行的主要原因是 不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因 解析該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等 無(wú)法測(cè)定試樣含氯總量 答案因存在Cl2的重新溶解 HClO分解等 此方案無(wú)法測(cè)定試樣含氯總量 或其他合理答案 5 根據(jù)下列資料 為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案 不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié) 資料 i 次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑 ii 次氯酸或氯氣可被SO2 H2O2 FeCl2等物質(zhì)還原成Cl 解析由于HClO具有強(qiáng)氧化性會(huì)破壞酸堿指示劑 因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)不能用酸堿指示劑 可以利用氯水的強(qiáng)氧化性 向該溶液中加入足量的H2O2溶液 H2O2把氯元素完全還原為Cl H2O2被氧化成O2 然后加熱除去過(guò)量的H2O2 冷卻 再加入足量的AgNO3溶液 過(guò)濾 洗滌生成的AgCl沉淀 干燥后稱量沉淀質(zhì)量 結(jié)合氯原子守恒即可確定其中含有的氯元素的質(zhì)量 答案量取一定量的試樣 加入足量的H2O2溶液 待反應(yīng)完全加熱除去過(guò)量的H2O2 冷卻 再加入足量的硝酸銀溶液 過(guò)濾 洗滌 干燥 稱量沉淀質(zhì)量 或其他合理答案 題組二物質(zhì)制備 組成成分探究型2 2015 全國(guó)卷 26 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其K1 5 4 10 2 K2 5 4 10 5 草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水 而其鈣鹽難溶于水 草酸晶體 H2C2O4 2H2O 無(wú)色 熔點(diǎn)為101 易溶于水 受熱脫水 升華 170 以上分解 回答下列問(wèn)題 1 甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置 通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物 裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是 由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有 裝置B的主要作用是 解析裝置C中澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)是否有CO2氣體生成 若有CO2氣體生成 澄清石灰水變渾濁 裝置B中冰水的作用是降低溫度 使生成的水和草酸 題給信息 受熱脫水 升華 冷凝 若草酸進(jìn)入裝置C 會(huì)生成草酸鈣沉淀 干擾CO2檢驗(yàn) 答案有氣泡逸出 澄清石灰水變渾濁CO2冷凝 水蒸氣 草酸等 防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀 干擾CO2的檢驗(yàn) 2 乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO 為進(jìn)行驗(yàn)證 選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A B和下圖所示的部分裝置 可以重復(fù)選用 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中 依次連接的合理順序?yàn)锳 B 裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是 能證明D中草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是 解析檢驗(yàn)CO可通過(guò)檢驗(yàn)CO還原黑色的CuO生成的CO2進(jìn)行 因?yàn)榉纸猱a(chǎn)物中有CO2 所以要先除去CO2 可用濃NaOH溶液吸收CO2 并用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2是否除盡 再用無(wú)水氯化鈣干燥CO 然后通過(guò)加熱的CuO 再用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的CO2氣體 沒(méi)有反應(yīng)掉的CO可用排水法收集 若前面澄清石灰水無(wú)現(xiàn)象 H中黑色的CuO變紅色 后面的澄清石灰水變渾濁 說(shuō)明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO 答案 F D G H D ICuO 氧化銅 前面D中澄清石灰水無(wú)現(xiàn)象 H中黑色粉末變紅色 其后的D中澄清石灰水變渾濁 3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明 草酸的酸性比碳酸的強(qiáng) 草酸為二元酸 解析 證明草酸的酸性比碳酸強(qiáng) 可以利用溶液中較強(qiáng)酸制較弱酸的原理 將草酸與NaHCO3溶液混合 看是否有氣體產(chǎn)生 證明草酸是二元酸 可以利用酸堿中和滴定原理 若消耗NaOH的物質(zhì)的量是草酸的2倍 即可證明草酸是二元酸 答案 向盛有少量NaHCO3的試管里滴加草酸溶液 有氣泡產(chǎn)生 用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸 消耗NaOH的物質(zhì)的量為草酸的2倍 題組三物質(zhì)反應(yīng)原理探究型3 已知有機(jī)色質(zhì)的發(fā)色官能團(tuán)可以被氧化或發(fā)生加成反應(yīng)生成無(wú)色物質(zhì) 1 為了探索比較SO2和Cl2的漂白原理 甲同學(xué)做了如下對(duì)比實(shí)驗(yàn) a 將干燥的SO2和干燥的Cl2分別通到干燥的品紅試紙上 發(fā)現(xiàn)紅色試紙均不褪色 b 將SO2和Cl2分別通入品紅溶液中 發(fā)現(xiàn)品紅溶液均褪色 c 加熱b中漂白后的溶液 發(fā)現(xiàn)前者恢復(fù)紅色 并產(chǎn)生刺激性氣味的氣體 后者無(wú)明顯現(xiàn)象 d 將SO2和Cl2分別持續(xù)通入紫色石蕊溶液中 發(fā)現(xiàn)前者只變紅 不褪色 后者先變紅 后褪色 請(qǐng)根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)事實(shí) 簡(jiǎn)要說(shuō)明SO2與Cl2漂白原理的相同與不同之處 相同之處 SO2和Cl2本身都沒(méi)有漂白性 起漂白作用的分別是其與水反應(yīng)后的產(chǎn)物 和 H2SO3 HClO 不同之處 H2SO3只能與某些有機(jī)色質(zhì)發(fā)生 反應(yīng) 生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì) 產(chǎn)物受熱分解再放出SO2 是非氧化還原反應(yīng) HClO能與很多有機(jī)色質(zhì)發(fā)生 反應(yīng) 生成物較穩(wěn)定 加合或化合 氧化還原 2 乙同學(xué)為了探索對(duì)比O3 H2O2和Cl2的漂白能力大小 將等體積等濃度的品紅溶液與三種漂白劑呈噴霧狀分別反應(yīng) 至完全褪色時(shí) 發(fā)現(xiàn)消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同 但褪色時(shí)間O3最短 H2O2次之 Cl2最長(zhǎng) 消耗三種漂白劑的物質(zhì)的量相同的原因是 每摩爾物質(zhì) 相等 O3漂白速度較H2O2快的主要原因是 Cl2漂白速度最慢的主要原因可能是 得電子數(shù) 氧化性O(shè)3 H2O2 Cl2與H2O反應(yīng)生成 HClO濃度較小 3 丙同學(xué)為了比較H2O2和NaClO的氧化性強(qiáng)弱 將兩者混合 觀察到產(chǎn)生大量無(wú)色無(wú)味氣體 丙同學(xué)認(rèn)為 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 由此確認(rèn)NaClO的氧化性強(qiáng)于H2O2 丁同學(xué)認(rèn)為產(chǎn)生氣體也可能是H2O2分解的原因 建議丙同學(xué)進(jìn)一步補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)來(lái)確認(rèn) 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)需要的試劑是 和 H2O2 ClO Cl H2O O2 AgNO3溶液 稀HNO3 常見的定量測(cè)定型實(shí)驗(yàn)題包括混合物成分的測(cè)定 物質(zhì)純度的測(cè)定以及化學(xué)式的確定等 該類試題常涉及物質(zhì)的稱量 物質(zhì)的分離與提純 中和滴定 一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制等實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中或問(wèn)題解答中要特別注意以下幾個(gè)問(wèn)題 知識(shí)精講 考點(diǎn)二定量測(cè)定型實(shí)驗(yàn)題 1 氣體體積的測(cè)量 1 量氣裝置的改進(jìn) 2 量氣時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 量氣時(shí)應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài) 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 2 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有消除干擾氣體的意識(shí)如用 惰性 氣體將干擾氣體排出 或用溶液吸收干擾氣體等 3 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有被測(cè)量氣體全部被測(cè)量的意識(shí)如可采取反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)向裝置中通入 惰性 氣體以使被測(cè)量氣體全部被吸收劑吸收的方法 4 測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有 數(shù)據(jù) 的采集處理意識(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集是化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ) 一般來(lái)講 固體試劑稱質(zhì)量 而液體試劑和氣體試劑則測(cè)量體積 1 稱量固體質(zhì)量時(shí) 中學(xué)一般用托盤天平 可估讀到0 1g 精確度要求高的實(shí)驗(yàn)中可以用分析天平或電子天平 可精確到0 0001g 2 測(cè)量液體體積時(shí) 一般實(shí)驗(yàn)中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒 可估讀到0 1mL 準(zhǔn)確度要求高的定量實(shí)驗(yàn)如中和滴定中選用滴定管 酸式或堿式 可估讀到0 01mL 容量瓶作為精密的定容儀器 用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液 一般不用于量取液體的體積 3 氣體除了量取外 還可以稱量 稱氣體的質(zhì)量時(shí)一般有兩種方法 一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值 另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值 4 用pH試紙 測(cè)得整數(shù)值 或pH計(jì) 精確到0 01 直接測(cè)出溶液的pH 經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到溶液中H 或OH 的物質(zhì)的量濃度 為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 實(shí)驗(yàn)中要采取必要的措施 確保離子完全沉淀 氣體完全被吸收等 必要時(shí)可以進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn) 重復(fù)測(cè)定 然后取其平均值進(jìn)行計(jì)算 如中和滴定實(shí)驗(yàn)中測(cè)量酸或堿的體積要平行做2 3次滴定 取體積的平均值求算未知溶液的濃度 但對(duì)于 離群 數(shù)據(jù) 指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù) 要舍棄 因?yàn)閿?shù)據(jù) 離群 的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差 題組集訓(xùn) 題組一滴定實(shí)驗(yàn)在定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 1 2015 山東理綜 31 毒重石的主要成分為BaCO3 含Ca2 Mg2 Fe3 等雜質(zhì) 實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2 2H2O的流程如下 1 毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨 目的是 實(shí)驗(yàn)室用37 的鹽酸配制15 的鹽酸 除量筒外還需使用下列儀器中的 a 燒杯b 容量瓶c 玻璃棒d 滴定管解析充分研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積 從而使反應(yīng)速率加快 配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液 可以算出所需37 的鹽酸及水的體積 然后在燒杯中稀釋 為使溶液混合均勻 要用玻璃棒進(jìn)行攪拌 增大接觸面積 從而使反應(yīng)速率加快 ac 2 加入NH3 H2O調(diào)節(jié)pH 8可除去 填離子符號(hào) 濾渣 中含 填化學(xué)式 加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量 原因是 已知 Ksp BaC2O4 1 6 10 7 Ksp CaC2O4 2 3 10 9 解析根據(jù)流程圖及表格中數(shù)據(jù)可知 加入NH3 H2O調(diào)節(jié)pH 8時(shí) 只有Fe3 完全沉淀而除去 加入NaOH 調(diào)pH 12 5 對(duì)比表格中數(shù)據(jù)可知 此時(shí)Mg2 完全沉淀 Ca2 部分沉淀 所以濾渣 中含Mg OH 2 Ca OH 2 根據(jù)Ksp BaC2O4 1 6 10 7 H2C2O4過(guò)量時(shí)Ba2 會(huì)轉(zhuǎn)化為BaC2O4沉淀 從而使BaCl2 2H2O的產(chǎn)量減少 答案Fe3 Mg OH 2 Ca OH 2H2C2O4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀 產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 步驟 移取xmL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中 加入酸堿指示劑 用bmol L 1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn) 測(cè)得滴加鹽酸體積為V0mL 步驟 移取ymLBaCl2溶液于錐形瓶中 加入xmL與步驟 相同濃度的Na2CrO4溶液 待Ba2 完全沉淀后 再加入酸堿指示劑 用bmol L 1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn) 測(cè)得滴加鹽酸的體積為V1mL 滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)用酸式滴定管 0 刻度位于滴定管的 填 上方 或 下方 BaCl2溶液的濃度為 mol L 1 若步驟 中滴加鹽酸時(shí)有少量待測(cè)液濺出 Ba2 濃度測(cè)量值將 填 偏大 或 偏小 題組二裝置質(zhì)量變化在定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2 2014 北京理綜 27 碳 硫的含量影響鋼鐵性能 碳 硫含量的一種測(cè)定方法是將鋼樣中碳 硫轉(zhuǎn)化為氣體 再用測(cè)碳 測(cè)硫裝置進(jìn)行測(cè)定 1 采用裝置A 在高溫下將x克鋼樣中碳 硫轉(zhuǎn)化為CO2 SO2 氣體a的成分是 若鋼樣中硫以FeS形式存在 A中反應(yīng) 3FeS 5O21 3 解析 1 鋼樣 含有鐵 碳 硫 在高溫下與O2反應(yīng) 除生成CO2 SO2外 還有剩余的O2 故氣體a中含有CO2 SO2 O2 該反應(yīng)中 S元素由 2價(jià)被氧化為 4價(jià) 即生成SO2 再結(jié)合元素守恒及元素的化合價(jià)升降總數(shù)相等 配平該反應(yīng)方程式 3FeS 5O2Fe3O4 3SO2 SO2 CO2 O2 Fe3O4 SO2 2 將氣體a通入測(cè)硫裝置中 如下圖 采用滴定法測(cè)定硫的含量 H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式 用NaOH溶液滴定生成的H2SO4 消耗zmLNaOH溶液 若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克 則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解析 H2O2具有強(qiáng)氧化性 SO2具有強(qiáng)還原性 二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4 化學(xué)方程式為H2O2 SO2 H2SO4 消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yg 則消耗zmLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg 那么鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100 答案 H2O2 SO2 H2SO4 100 3 將氣體a通入測(cè)碳裝置中 如下圖 采用重量法測(cè)定碳的含量 氣體a通過(guò)B和C的目的是 計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)是 解析 裝置B中活性MnO2將SO2氧化 裝置C中K2Cr2O7 濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性 用于吸收氣體a中的SO2 防止SO2進(jìn)入CO2吸收瓶 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定實(shí)驗(yàn)前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化 從而確定CO2的質(zhì)量 繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 答案 排除SO2對(duì)CO2測(cè)定的干擾 CO2吸收瓶吸收CO2前 后的質(zhì)量 考點(diǎn)三化工流程型實(shí)驗(yàn)題 化學(xué)工藝流程題是近年來(lái)高考中備受關(guān)注的一種題型 該類題是將化工生產(chǎn)過(guò)程中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái) 并根據(jù)生產(chǎn)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)步步設(shè)問(wèn) 構(gòu)成與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的化學(xué)工藝流程題 它一般分為題頭介紹 流程圖示 問(wèn)題設(shè)計(jì)三部分 知識(shí)精講 1 2015 福建理綜 24 無(wú)水氯化鋁在生產(chǎn) 生活中應(yīng)用廣泛 1 氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體 其反應(yīng)的離子方程式為 解析AlCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽 在溶液中Al3 發(fā)生水解反應(yīng)生成Al OH 3膠體 Al3 3H2O Al OH 3 膠體 3H 題組集訓(xùn) 題組一根據(jù)化工流程探究反應(yīng)原理 Al3 3H2O Al OH 3 膠體 3H 2 工業(yè)上用鋁土礦 主要成分為Al2O3 含有Fe2O3 SiO2等雜質(zhì) 制取無(wú)水氯化鋁的一種工藝流程示意如下 已知 步驟 中焙燒使固體水分揮發(fā) 氣孔數(shù)目增多 其作用是 只要求寫出一種 步驟 中若不通入氯氣和氧氣 則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是 已知 Al2O3 s 3C s 2Al s 3CO g H1 1344 1kJ mol 12AlCl3 g 2Al s 3Cl2 g H2 1169 2kJ mol 1由Al2O3 C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 步驟 的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后 氣體用足量的NaOH冷溶液吸收 生成的鹽主要有3種 其化學(xué)式分別為 結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析 步驟 中加入鋁粉的目的是 解析 步驟 中焙燒使固體水分揮發(fā) 氣孔數(shù)目增多 可以防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解 同時(shí)也增大了反應(yīng)物的接觸面積 從而加快反應(yīng)速率 根據(jù)物質(zhì)的組成元素可知 若步驟 中不通入氯氣和氧氣 則反應(yīng)生成相對(duì)原子質(zhì)量比Si大的單質(zhì)是Fe 對(duì)已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式由上到下依次標(biāo)記為 i 和 ii 根據(jù)蓋斯定律 i ii 可得所求熱化學(xué)方程式 Al2O3 s 3C s 3Cl2 g 2AlCl3 g 3CO g H 174 9kJ mol 1 尾氣中存在Cl2和CO2 故與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl NaClO Na2CO3 Al的活動(dòng)性強(qiáng)于Fe 在步驟 中加入Al粉與FeCl3發(fā)生置換反應(yīng) 以除去FeCl3從而提高AlCl3的純度 答案 防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解或增大反應(yīng)物的接觸面積 加快反應(yīng)速率 Fe或鐵 Al2O3 s 3C s 3Cl2 g 2AlCl3 g 3CO g H 174 9kJ mol 1 NaCl NaClO Na2CO3 除去FeCl3 提高AlCl3純度 題組二利用化工流程考查實(shí)驗(yàn)操作2 鉻鐵礦的主要成分的化學(xué)式為FeO Cr2O3 還含有SiO2 Al2O3等雜質(zhì) 工業(yè)上常采用固體堿熔氧化法用鉻鐵礦粉制備重鉻酸鉀 流程為 已知 NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解 重鉻酸鉀為橙紅色針狀晶體 溶于水 不溶于乙醇 有強(qiáng)氧化性 1 灼燒操作一般在坩堝中進(jìn)行 下列物質(zhì)適合用來(lái)制作此實(shí)驗(yàn)坩堝材料的是 A 鐵B 氧化鋁C 石英D 陶瓷 解析因?yàn)榧儔A 固體NaOH參與反應(yīng) 所以不能用氧化鋁坩堝 石英坩堝以及陶瓷坩堝 答案A 2 鉻鐵礦經(jīng)粉碎處理的目的是 寫出Cr2O3和純堿 氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為 NaFeO2水浸時(shí)強(qiáng)烈水解生成氫氧化鐵沉淀 離子方程式為 解析 在化工生產(chǎn)中 把固體粉碎 目的是增大反應(yīng)物的接觸面積 加快反應(yīng)速率 Cr2O3與O2 Na2CO3發(fā)生反應(yīng)的原理為Na2CO3Na2O CO2 2Cr2O3 3O2 4Na2O 4Na2CrO4即2Cr2O3 3O2 4Na2CO34Na2CrO4 4CO2 FeO 2H2O Fe OH 3 OH 可根據(jù)電荷守恒判斷有OH 生成 3 濾液1的成分除Na2CrO4 NaOH外 還含有 填化學(xué)式 解析因?yàn)樵诜磻?yīng)器中發(fā)生反應(yīng)SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2OAl2O3 2NaOH 2NaAlO2 H2O所以濾液1中除Na2CrO4 NaOH外 還含有NaAlO2和Na2SiO3 NaAlO2 Na2SiO3 4 通過(guò)途徑1從Na2CrO4溶液獲得K2Cr2O7晶體 操作步驟有 酸化 加KCl固體 蒸發(fā)濃縮 操作a 過(guò)濾 洗滌 干燥 酸化 步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH 5 其目的是 操作a的名稱 根據(jù)操作過(guò)程中的蒸發(fā)濃縮 操作a的名稱應(yīng)是冷卻結(jié)晶 冷卻結(jié)晶 知識(shí)精講 考點(diǎn)四高考實(shí)驗(yàn)的新寵 有機(jī)制備實(shí)驗(yàn) 有機(jī)實(shí)驗(yàn) 在高考中頻頻出現(xiàn) 主要涉及到有機(jī)物的制備 有機(jī)物官能團(tuán)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究等 常?？疾檎麴s和分液操作 反應(yīng)條件的控制 產(chǎn)率的計(jì)算等問(wèn)題 1 分離液體混合物的方法 2 蒸餾裝置 題組集訓(xùn) 1 2014 新課標(biāo)全國(guó)卷 26 乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一 具有香蕉的香味 實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng) 裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下 實(shí)驗(yàn)步驟 在A中加入4 4g異戊醇 6 0g乙酸 數(shù)滴濃硫酸和2 3片碎瓷片 開始緩慢加熱A 回流50min 反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中 分別用少量水 飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌 分出的產(chǎn)物加入少量無(wú)水MgSO4固體 靜置片刻 過(guò)濾除去MgSO4固體 進(jìn)行蒸餾純化 收集140 143 餾分 得乙酸異戊酯3 9g 回答下列問(wèn)題 1 儀器B的名稱是 解析儀器B是球形冷凝管 起冷凝回流作用 2 在洗滌操作中 第一次水洗的主要目的是 第二次水洗的主要目的是 解析第一次水洗 主要洗去大部分硫酸和醋酸 第二次水洗除掉NaHCO3雜質(zhì) 球形冷凝管 洗掉大部分 硫酸和醋酸 洗掉碳酸氫鈉 3 在洗滌 分液操作中 應(yīng)充分振蕩 然后靜置 待分層后 填標(biāo)號(hào) a 直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出b 直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出c 先將水層從分液漏斗的下口放出 再將乙酸異戊酯從下口放出d 先將水層從分液漏斗的下口放出 再將乙酸異戊酯從上口倒出 解析乙酸異戊酯的密度小于水 在水層上方 分液時(shí)先將水層從分液漏斗的下口放出 再將乙酸異戊酯從上口倒出 答案d 4 本實(shí)驗(yàn)中加入過(guò)量乙酸的目的是 解析該反應(yīng)為可逆反應(yīng) 加入過(guò)量乙酸 能夠提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率 5 實(shí)驗(yàn)中加入少量無(wú)水MgSO4的目的是 解析加入無(wú)水MgSO4固體的目的是除去混合物中的少量水分 提高異戊醇的轉(zhuǎn)化率 干燥 6 在蒸餾操作中 儀器選擇及安裝都正確的是 填標(biāo)號(hào) 解析蒸餾操作中 需要測(cè)定餾分的溫度 所以溫度計(jì)水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處 b和c中溫度計(jì)位置均正確 但c中的冷凝裝置為球形冷凝管 它一般用作反應(yīng)裝置 主要用于冷凝回流 使反應(yīng)更徹底 故只有b項(xiàng)正確 答案b 7 本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是 填標(biāo)號(hào) a 30 b 40 c 60 d 90 c 8 在進(jìn)行蒸餾操作時(shí) 若從130 開始收集餾分 會(huì)使實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率偏 填 高 或 低 其原因是 解析異戊醇的沸點(diǎn)為131 蒸餾時(shí) 若從130 開始收集餾分 將會(huì)有一部分未反應(yīng)的異戊醇被蒸出 使產(chǎn)率偏高 高 會(huì)收集少 量未反應(yīng)的異戊醇 2 2014 浙江理綜 28 葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 葡萄糖酸鈣可通過(guò)以下反應(yīng)制得 C6H12O6 葡萄糖 Br2 H2O C6H12O7 葡萄糖酸 2HBr2C6H12O7 CaCO3 Ca C6H11O7 2 葡萄糖酸鈣 H2O CO2 相關(guān)物質(zhì)的溶解性見下表 實(shí)驗(yàn)流程如下 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 第 步中溴水氧化葡萄糖時(shí) 下列裝置中最適合的是 制備葡萄糖酸鈣的過(guò)程中 葡萄糖的氧化也可用其他試劑 下列物質(zhì)中最適合的是 A 新制Cu OH 2懸濁液B 酸性KMnO4溶液C O2 葡萄糖氧化酶D Ag NH3 2 OH溶液 解析由實(shí)驗(yàn)流程 可知 第 步操作在55 時(shí)進(jìn)行 溫度低于100 可采用水浴加熱的方式 溫度計(jì)應(yīng)測(cè)量水浴的溫度 故選擇裝置B 選擇C項(xiàng) 氧化效果好且不會(huì)引入新的雜質(zhì) 若選擇A B D項(xiàng) 會(huì)引入新的雜質(zhì) 給后續(xù)除雜帶來(lái)困難 另外 酸性KMnO4溶液不僅能將 CHO氧化成 COOH 也能氧化 OH 會(huì)降低葡萄糖酸的產(chǎn)率 答案BC 2 第 步充分反應(yīng)后CaCO3固體需有剩余 其目的是 本實(shí)驗(yàn)中不宜用CaCl2替代CaCO3 理由是 解析加入CaCO3 發(fā)生的反應(yīng)有2HBr CaCO3 CaBr2 H2O CO2 和2C6H12O7 CaCO3 Ca C6H11O7 2 H2O CO2 若CaCO3固體無(wú)剩余 則不能保證葡萄糖酸全部轉(zhuǎn)化為葡萄糖酸鈣 鹽酸是強(qiáng)酸 因此氯化鈣不能與葡萄糖酸反應(yīng)生成葡萄糖酸鈣 提高葡萄糖酸的轉(zhuǎn)化率 便于后續(xù)分離 氯化鈣難以與葡萄糖酸直接 反應(yīng)得到葡萄糖酸鈣 3 第 步需趁熱過(guò)濾 其原因是 解析因第 步中生成的葡萄糖酸鈣在熱水中的溶解度大于在冷水中的溶解度 趁熱過(guò)濾 可防止葡萄糖酸鈣析出 葡萄糖酸鈣冷卻后會(huì)結(jié) 晶析出 如不趁熱過(guò)濾會(huì)損失產(chǎn)品 4 第 步加入乙醇的作用是 解析第 步得到的濾液中含有雜質(zhì)CaBr2 CaBr2可溶于乙醇 而葡萄糖酸鈣微溶于乙醇 可導(dǎo)致大部分葡萄糖酸鈣析出 可降低葡萄糖酸鈣在溶劑中 的溶解度 有利于葡萄糖酸鈣析出 5 第 步中 下列洗滌劑最合適的是 A 冷水B 熱水C 乙醇D 乙醇 水混合溶液解析葡萄糖酸鈣在乙醇中溶解度較小 故可用乙醇 水混合溶液洗滌 以除去殘留的CaBr2 D