北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
专题十七 实验方案的设计与评价
1.下列实验装置不能达到实验目的的是( )
A.测定乙醇结构 B.制取少量CO
2
C.制取少量碳酸钙 D.提纯乙酸乙酯
答案 D 1 mol羟基与钠反应生成0.5 mol H ,根据产生氢气的体积,可确定乙醇的结
2
构,A正确;安全漏斗的弯管内会存留少量液体起到液封的作用,B正确;溶有NH 的CaCl
3 2
溶液能提高CO 的溶解度,发生反应:CaCl +CO +2NH +H O CaCO ↓+2NH Cl,C正确;乙
2 2 2 3 2 3 4
酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解,应用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,D错
误。
2.利用下列装置(夹持装置省略)进行实验,能达到实验目的的是 ( )
A.检验1-溴丙烷和氢氧化钠的醇溶液反应生成丙烯 B.观察铁的吸氧腐蚀
C.收集氨气 D.仪器中液体体积为9.40 mL
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答案 B 乙醇具有挥发性,乙醇、丙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙醇对丙烯的检
验有干扰,A错误;左边的试管中发生吸氧腐蚀,消耗氧气,使试管内气压下降,右边的试
管中导管液面上升,B正确;氨气的密度小于空气,采用向下排空气法收集,应该长管进短
管出,C错误;滴定管0刻度在上方,题图无法确定液体体积,D错误。
3.利用下列装置(部分夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是( )
甲 乙
丙 丁
A.用装置甲验证碳酸的酸性强于苯酚
B.用装置乙验证铁的吸氧腐蚀
C.用装置丙加热NaOH固体至熔融
D.用装置丁制备干燥的氨气
答案 B 由于盐酸具有挥发性,CO 中会混有HCl,干扰实验,A错误;铁丝在NaCl溶液中
2
能发生吸氧腐蚀,试管内气压减小,导管中液面上升,可验证铁的吸氧腐蚀,B正确;熔融
状态下NaOH能与陶瓷中的SiO 反应而腐蚀瓷坩埚,C错误;浓氨水滴到生石灰上可快速
2
制NH ,NH 的密度比空气小,应用向下排空气法收集,D错误。
3 3
4.根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 ( )
实验操作 现象 结论
生成
向FeCl 和KSCN的混合溶液中滴入硝酸酸化的AgNO 沉淀,
A 2 3 氧化性:Fe3+<Ag+
溶液 溶液
变红
产生
将蔗糖和稀硫酸混合并水浴加热一段时间,调pH至碱 砖红
B 蔗糖水解生成葡萄糖
性,加入新制适量氢氧化铜,加热 色沉
淀
C 向浓溴水中滴加苯酚 有白 苯环对羟基活性产生
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色沉
淀生 影响
成
溴水
颜 C H O分子中一定含有
D 将有机物C H O滴加到盛有溴水的试管中 6 10
6 10 色褪 碳碳双键
去
答案 B 稀硝酸具有强氧化性,也会将Fe2+氧化为Fe3+,氧化剂不一定是Ag+,A错误;向
浓溴水中滴加苯酚,酚羟基的邻、对位氢被取代,而浓溴水与苯并不会发生取代反应,体
现了羟基对苯环活性产生的影响,C错误;C H O中若含有醛基或碳碳三键等也可以使溴
6 10
水褪色,D错误。
5.(双选)下列由实验操作及现象所得结论正确的是 ( )
选
实验操作及现象 结论
项
向麦芽糖溶液中加入稀硫酸并加热,再调节pH呈碱
A 证明麦芽糖发生了水解
性,加入银氨溶液,水浴加热,有银镜产生
向2份等体积等浓度的稀硫酸中分别加入少量等物
B 证明K (ZnS)>K (CuS)
质的量的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS不溶解 sp sp
某溶液中加盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的无色无 原溶液中一定存在大量的C
C
味气体 O2−
3
向碘水中加入等体积CCl ,振荡后静置,上层接近无 I 在CCl 中的溶解度大于在
D 4 2 4
色,下层显紫红色 水中的溶解度
答案 BD 麦芽糖属于还原性糖,也能发生银镜反应,A错误;ZnS和CuS为同类型的沉
淀物,ZnS溶解而CuS不溶解,说明硫化铜更难溶,K 更小,B正确;某溶液中加盐酸,产生
sp
使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体CO ,则原溶液中也可能大量存在HCO−,C错误;下
2 3
层显紫红色说明I 在CCl 中的溶解度大于在水中的溶解度,CCl 可以萃取碘水中的碘,D
2 4 4
正确。
6.合成环己酮缩乙二醇的原理为 +HOCH CH OH +H O。
2 2 2
在反应体系中加入适量苯,利用如图装置(加热及夹持装置省略)制备环己酮缩乙二醇。
下列说法错误的是 ( )
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A.b是冷却水的进水口
B.苯可将反应产生的水及时带出
C.当苯即将回流至烧瓶中时,应将分水器中的水和苯放出
D.利用分水器分离出水,可提高环己酮缩乙二醇的产率
答案 C 冷凝管中的冷却水应该“下口进,上口出”,b是冷却水的进水口,A正确;苯
易挥发,苯可将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,B正确;分水器中苯的密度
小,在上层,苯回流进烧瓶中可提高苯的利用率,而当分水器中的水即将回流进烧瓶中
时,应将分水器中的水放出,C错误;根据反应的化学方程式,水为生成物,分离出水会使
平衡向正反应方向移动,提高环己酮缩乙二醇的产率,D正确。
7.LiH是制备有机合成的重要还原剂LiAlH 的反应物,氢化锂遇水蒸气剧烈反应。某小
4
组设计如图装置制备LiH。下列说法不正确的是 ( )
A.装置中可通过控制盐酸的滴加速度来控制氢气的生成速率
B.装置B、C可依次盛装饱和食盐水、浓硫酸
C.装置E用于吸收尾气,避免污染环境
D.实验中,先通入H ,后点燃酒精灯
2
答案 C 分液漏斗能够控制盐酸的滴加速度,所以可以控制H 的生成速率,A项正确;
2
氯化氢气体极易溶于水,可以用饱和食盐水除去,浓硫酸可以除去氢气中的水蒸气,B项
正确;装置中剩余尾气不能用浓硫酸吸收,可直接收集,装置E中浓硫酸的作用是避免空
气中的水蒸气进入装置D,防止装置D中生成的LiH遇水蒸气剧烈反应,C项错误;实验
中,先通入H ,将装置中的空气排出,然后点燃酒精灯,可避免可燃性气体引发的爆炸,D
2
项正确。
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8.超酸HSbF 是石油重整中常用的催化剂,实验室常以SbCl 、Cl 和HF为原料通过反应
6 3 2
SbCl +Cl SbCl 、SbCl +6HF HSbF +5HCl制备。制备SbCl 的实验装置如图所
3 2 5 5 6 5
示。已知:SbCl 的熔点为73.4 ℃,沸点为220.3 ℃,易水解;SbCl 的熔点为3.5 ℃,液
3 5
态SbCl 在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。下列说法不正确
5
的是 ( )
A.装置Ⅰ中的a为冷凝水的进水口
B.装置Ⅱ的主要作用是吸收Cl 和空气中的水蒸气
2
C.SbCl 制备完成后,可直接常压蒸馏分离出SbCl
5 5
D.由SbCl 制备HSbF 时,不能选用玻璃仪器
5 6
答案 C 装置Ⅰ为球形冷凝管,为增强冷凝效果,装置中下口a为冷凝水的进水口,A正
确;装置Ⅱ为干燥管,干燥管中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止其污染空气,
同时吸收空气中的水蒸气,防止水蒸气进入双颈烧瓶中导致SbCl 和SbCl 水解,B正
3 5
确;SbCl 在140 ℃时即发生分解,所以制备完成后应采用减压蒸馏的方法分离出
5
SbCl ,C错误;由SbCl 制备HSbF 时用到氢氟酸,氢氟酸能与玻璃中的SiO 反应,所以制
5 5 6 2
备时不能选用玻璃仪器,D正确。
知识拓展 减小压强可以降低物质的沸点,减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的常用方
法之一,它特别适用于在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质。
9.某学生为验证淀粉水解程度,进行如下实验操作:
步骤1:取少量淀粉溶于水,充分搅拌后过滤,向滤液中加入少量稀硫酸并适当加热,反应
一段时间后将溶液分成两等份。
步骤2:取其中一份溶液,滴加一定浓度的碘水,观察到溶液不显蓝色。
步骤3:另取一份溶液,滴加稍过量的NaOH溶液,充分振荡,再加入少量新制Cu(OH) 悬浊
2
液,加热,观察到有砖红色沉淀生成。
下列有关说法不正确的是 ( )
A.步骤2的现象说明淀粉已完全水解
B.步骤3的现象说明淀粉水解的产物具有还原性
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C.如图所示的Cu O晶胞中Cu原子的配位数为2
2
D.向新制Cu(OH) 悬浊液中滴加氨水后沉淀溶解,说明Cu(OH) 与氨水反应生成Cu2+
2 2
答案 D 步骤2中溶液不显蓝色,证明溶液中不存在淀粉,淀粉已完全水解,A项正确;
步骤3中新制的氢氧化铜被淀粉水解生成的葡萄糖还原为Cu O,说明淀粉水解的产物具
2
1
有还原性,B项正确;题图中白球数目为1+8× =2,黑球数目为4,结合化学式为Cu O,则
8 2
黑球表示Cu原子,白球表示O原子,O原子的配位数为4,Cu原子的配位数为2,C项正
确;向新制氢氧化铜悬浊液中滴加氨水,悬浊液转变为深蓝色溶液,沉淀溶解说明有铜氨
配合物生成,D项错误。
知识归纳 新制Cu(OH) 悬浊液和银氨溶液均为弱氧化性的碱性溶液,能够将醛基氧化
2
为羧基,所以含有醛基的糖为还原性糖。
10.一定条件下,通过下列实验探究盐类水解的应用。
实
实验操作和现象
验
1 向40 mL沸水中滴加几滴FeCl 饱和溶液,继续煮沸,得到红褐色液体,停止加热
3
2 向5 mL略浑浊的泥水中加入2 mL明矾饱和溶液,静置,产生絮状沉淀,溶液变澄清
将20 mL Al (SO ) 饱和溶液与30 mL NaHCO 饱和溶液混合,剧烈反应产生大量气
3 2 4 3 3
体
4 向5 mL Na CO 饱和溶液中滴加3滴植物油,煮沸,倒出液体后试管壁上无油珠残留
2 3
下列有关说法不正确的是 ( )
A.实验1中红褐色液体在激光笔照射下会产生光亮的“通路”
B.实验2中明矾电离出的Al3+吸附了水中的悬浮物而产生沉淀
C.实验3发生反应的离子方程式为Al3++3HCO−
Al(OH) ↓+3CO ↑
3 3 2
D.实验4中Na CO 饱和溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HCO−)+2c(H CO )
2 3 3 2 3
答案 B A项,实验1制备的Fe(OH) 胶体具有丁达尔效应,正确;B项,明矾净水的原理
3
是Al3+水解生成Al(OH) 胶体,吸附水中悬浮物,错误;C项,Al3+与HCO−发生相互促进的
3 3
水解反应生成Al(OH) 沉淀和CO ,正确;D项,Na CO 溶液中存在质子守恒:c(OH-)=c(H+)
3 2 2 3
+c(HCO−)+2c(H CO ),正确。
3 2 3
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11.某实验小组仅选择图中装置制备对溴异丙基苯[ ]并检验
生成的HBr,其中装置错误的是( )
A B
C D
答案 C 液溴易挥发,反应制得的HBr气体中含有少量溴,故用CCl 溶液除去HBr中混
4
有的溴,B正确;HBr极易溶于水,检验生成的HBr时要防止倒吸,C错误;对溴异丙基苯的
密度比水大,分液时对溴异丙基苯在下层,D正确。
12.下列实验操作、实验现象及解释或结论都正确的是 ( )
选
实验操作 实验现象 解释或结论
项
生成可燃性气
工业上用SiO 与焦炭在高温条件下制备粗
A 2 体,得到黑色 非金属性:C>Si
硅
固体粗硅
常温下,用pH计分别测定等体积1 同温下,不同浓度的
测得pH都等
B mol·L-1CH COONH 溶液和0.1 CH COONH 溶液中水的电
3 4 于7 3 4
mol·L-1CH COONH 溶液的pH 离程度相同
3 4
两块相同的未经打磨的铝片,相同温度下分 前者无明显现
Cl-能破坏铝片表面的氧
C 别投入5.0 mL等浓度的CuSO 溶液和CuCl 象,后者铝片
4 2 化膜
溶液中 发生溶解
D 向Ba(NO ) 溶液中通入SO 气体 产生白色沉淀 SO 具有还原性
3 2 2 2
答案 CD 该反应的化学方程式为2C+SiO Si+2CO↑,C元素的化合价升高,不能说
2
明非金属性:C>Si;因体系中有CO气体生成,脱离体系,导致反应正向进行,也不能说明
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非金属性:Si>C,A错误。CH COONH 易水解,由于CH
COO-和NH+
的水解程度相近,因此
3 4 3 4
CH COONH 溶液呈中性,CH COONH 水解可促进水的电离;同温下,CH COONH 溶液的浓度不
3 4 3 4 3 4
同,对水电离的促进程度也不同,B错误。由实验操作知,二者的Cu2+浓度相同,前者无明
显现象,后者铝片发生溶解,则说明Cl-能破坏铝片表面的氧化膜,C正确。SO 气体溶于
2
水使溶液显酸性,酸性条件下NO−能将SO 氧化生成SO2−,从而产生BaSO 白色沉淀,此
3 2 4 4
反应说明SO 被氧化,具有还原性,D正确。
2
13.用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略) ( )
A B C D
X中试剂 浓盐酸 浓硫酸 双氧水 浓氨水
Y中试剂 MnO C H OH MnO NaOH
2 2 5 2
气体 Cl C H O NH
2 2 4 2 3
答案 C A项,浓盐酸与MnO 反应制备Cl 需要加热,错误;B项,浓硫酸条件下,C H OH
2 2 2 5
发生消去反应制备C H 需要加热,错误;C项,H O 在MnO 催化下分解产生O ,并通过排水
2 4 2 2 2 2
法收集O ,正确;D项,NH 极易溶于水,不能用排水法收集,错误。
2 3
14.锰酸钾(K MnO )在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO2−+2H O
2 4 4 2
2MnO− +MnO ↓+4OH-。利用Cl 氧化K MnO 制备KMnO 的装置如图所示(夹持装置
4 2 2 2 4 4
略)。下列说法错误的是 ( )
A.在强碱性环境下,氧化性:Cl >KMnO
2 4
B.装置Ⅰ中的漂白粉可以用二氧化锰代替
C.装置Ⅱ中盛放饱和氯化钠溶液,以提高KMnO 的产率
4
D.装置Ⅳ不需要防倒吸的原因是氢氧化钠溶液与氯气反应速率较慢
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答案 B A项,在强碱性环境下,利用Cl 氧化K MnO 制备KMnO ,根据氧化还原反应中氧
2 2 4 4
化性:氧化剂>氧化产物,说明氧化性:Cl >KMnO ,正确;B项,装置Ⅰ用于制备氯气,如果
2 4
其中的漂白粉用二氧化锰代替,则需要加热,错误;C项,装置Ⅱ中盛放饱和氯化钠溶液,
以除去氯气中混有的氯化氢气体,防止氯化氢与Ⅲ中溶液中的碱反应导致碱性减弱,使
MnO2−发生歧化反应而降低KMnO 的产率,正确。
4 4
15.根据下列实验操作及现象一定能推出相应结论的是 ( )
选
实验操作 现象 结论
项
向某盐溶液中滴加几滴甲基橙
A 溶液变红 该盐为强酸弱碱盐
溶液
向NaCl、Na S的混合稀溶液中
B 2 有黑色沉淀生成 K (AgCl)>K (Ag S)
滴入少量稀AgNO 溶液 sp sp 2
3
向酸性KMnO 溶液中加入足量
C 4 溶液紫色褪去 H O 具有还原性
H O 溶液 2 2
2 2
浓硝酸可与木炭发生反
D 向浓硝酸中加入红热木炭 有红棕色气体生成
应
答案 C A项,向某盐溶液中滴加几滴甲基橙溶液,溶液变红,说明溶液呈酸性,该盐可
能为强酸弱碱盐,也可能为酸式盐(例如NaHSO 等),错误;B项,向NaCl、Na S的混合稀
4 2
溶液中滴入少量稀AgNO 溶液,根据沉淀颜色不能说明K (AgCl)>K (Ag S),因为硫化银
3 sp sp 2
黑色沉淀可能覆盖了氯化银白色沉淀,错误;C项,向酸性KMnO 溶液中加入足量H O 溶
4 2 2
液,溶液紫色褪去,说明H O 具有还原性,能够被酸性KMnO 溶液氧化,正确;D项,向浓硝
2 2 4
酸中加入红热木炭,有红棕色气体生成,即产生了NO 气体,有可能是浓硝酸受热分解生
2
成:4HNO 4NO ↑+O ↑+2H O,不能证明浓硝酸可与木炭发生反应,错误。
3 2 2 2
易混易错
H O 中氧元素的化合价为-1,故H O 既具有氧化性又具有还原性。在具体题目中,应根据
2 2 2 2
H O 中氧元素的化合价变化或与H O 反应的另一物质的性质,判断H O 在该反应中体现
2 2 2 2 2 2
的是氧化性还是还原性。
16.通过以下实验操作及现象,能推出相应结论的是 ( )
选
实验操作 现象 结论
项
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A 将Cl 通入Na S溶液中 有淡黄色沉淀生成 非金属性:Cl>S
2 2
向浓度均为0.1 mol/L的
B MgSO 和CuSO 混合溶液中逐滴先有蓝色沉淀生成 K [Mg(OH) ]<K [Cu(OH) ]
4 4 sp 2 sp 2
加入稀NaOH溶液
将滴有酚酞的Na CO 溶液加水 加水稀释,Na CO 的水解程度变
C 2 3 溶液红色变浅 2 3
稀释 小
向Fe(NO ) 溶液中滴入稀
D 3 2 溶液颜色变黄 氧化性:H O >Fe3+
H SO 酸化后的H O 溶液 2 2
2 4 2 2
答案 A A项,将Cl 通入Na S溶液中,有淡黄色沉淀生成,说明生成了单质S,氧化
2 2
性:Cl >S,非金属性:Cl>S,正确;B项,先有Cu(OH) 蓝色沉淀生成,说明
2 2
K [Cu(OH) ]<K [Mg(OH) ],错误;C项,加水稀释会提高Na CO 的水解程度,但是稀释会
sp 2 sp 2 2 3
导致溶液中c(OH-)减小,所以溶液碱性减弱,红色变浅,错误;D项,溶液颜色变黄,说明生
成了Fe3+,因为溶液中有H+和NO−,在酸性条件下NO−也能氧化Fe2+,所以不能说明氧化
3 3
性:H O >Fe3+,错误。
2 2
审题指导
对于溶液中的反应,当实验操作中所加的试剂含有硝酸根时,应注意溶液的酸碱性,若为
酸性环境,则需考虑硝酸根的氧化性是否会对实验过程产生影响。
17.硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某
化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰化钾。
已知:①NH 不溶于CS ,CS 不溶于水且密度比水大。
3 2 2
②三颈烧瓶内发生反应CS +3NH NH SCN+NH HS。NH HS在25 ℃时易分解生成
2 3 4 4 4
NH 和H S。
3 2
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置B的名称是 。
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(3)下列说法正确的是 。
A.可用装置A直接加热NH Cl固体制取氨气
4
B.装置B可以填充P O
2 5
C.三颈烧瓶中的左侧导气管应插入到下层液体中
D.装置D的作用是吸收NH 和H S
3 2
(4)制备KSCN溶液:反应一段时间后,熄灭A处酒精灯,关闭K ,维持三颈烧瓶内温度一
1
段时间,让CS 充分反应,然后打开K ,缓慢滴入KOH溶液,并继续维持温度。判断CS 已
2 2 2
反应完全的依据是 。
(5)制备KSCN晶体:先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再 , ,过滤,
洗涤,干燥,得到硫氰化钾晶体。
答案 (1)2NH Cl+Ca(OH) CaCl +2NH ↑+2H O (2)(球形)干燥管 (3)CD (4)三
4 2 2 3 2
颈烧瓶内液体不再分层 (5)(减压)蒸发浓缩 冷却结晶
解析 (1)由题图可知装置A是利用氯化铵和氢氧化钙固体混合物加热制取氨气,发生
反应的化学方程式是2NH Cl+Ca(OH) CaCl +2NH ↑+2H O。(3)A项,NH Cl固体直接
4 2 2 3 2 4
加热会分解产生氨气和氯化氢气体,两者在试管口遇冷又会化合生成NH Cl,所以不能用
4
装置A直接加热NH Cl固体制取氨气,错误;B项,装置B用于干燥氨气,氨气是碱性气体,
4
不能用酸性干燥剂P O 进行干燥,错误;C项,三颈烧瓶中的左侧导气管应插入到下层液
2 5
体中,使NH 与CS 充分接触,正确;D项,装置D是尾气处理装置,作用是吸收NH 和H S,
3 2 3 2
正确。(4)CS 不溶于水且密度比水大,在下层,若CS 已反应完全,则三颈烧瓶内液体不
2 2
再分层。
18.一氧化二氯(Cl O)是国际公认的高效安全灭菌消毒剂,现用如图所示装置制备少量
2
Cl O。
2
已知:常温下,Cl O是棕黄色、有刺激性气味的气体,易溶于水;熔点:-120.6 ℃;沸
2
点:2.0 ℃。
(1)盛有浓盐酸的仪器的名称是 。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(3)装置B中的试剂是 。
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(4)装置C中固体产物为NaCl和NaHCO ,写出该反应的化学方程式
3
。
(5)装置E中Cl O的收率与装置C的温度和纯碱的含水量的关系如表所示,下列猜想明
2
显不合理的是 。
温度/℃ 纯碱含水量/% Cl O收率/%
2
0~10 5.44 67.85
0~10 7.88 89.26
10~20 8.00 64.24
30~40 10.25 52.63
30~40 12.50 30.38
A.温度越高,Cl O的收率越低
2
B.纯碱含水量越高,Cl O的收率越高
2
C.随着纯碱含水量增大,Cl O的收率先增大后减小
2
D.温度较低时,纯碱含水量越高,Cl O的收率越高,温度较高时,纯碱含水量越高,Cl O的
2 2
收率越低
(6)C中盛装含水碳酸钠(即Na CO 与水按照质量比106∶9调制而成),用来吸收氯气制
2 3
备Cl O。如果用Na CO ·xH O表示含水碳酸钠,则x为 。
2 2 3 2
答案 (1)分液漏斗
(2)MnO +4H++2Cl- Mn2++Cl ↑+2H O
2 2 2
(3)饱和食盐水
(4)2Na CO +H O+2Cl 2NaCl+2NaHCO +Cl O
2 3 2 2 3 2
(5)B (6)0.5
解析 先采用MnO 与浓盐酸在加热条件下发生反应制备Cl ,再用饱和食盐水除去Cl 中
2 2 2
混有的HCl气体;将Cl 通入潮湿的Na CO 中加热,发生反应2Na CO +H O+2Cl
2 2 3 2 3 2 2
2NaCl+2NaHCO +Cl O,将产生的Cl O用冰水混合物冷却,从而获得Cl O,用NaOH溶液进行
3 2 2 2
尾气处理。(1)盛有浓盐酸的仪器的名称是分液漏斗。(2)装置A采用MnO 与浓盐酸加
2
热制备Cl ,反应的离子方程式为MnO +4H++2Cl- Mn2++Cl ↑+2H O。(3)Cl 与潮湿的
2 2 2 2 2
Na CO 反应,所以Cl 不需要干燥,只需要除去Cl 中混有的HCl气体,因此装置B盛放的
2 3 2 2
试剂是饱和食盐水。(4)装置C中,Cl 与潮湿的Na CO 反应,固体产物为NaCl和NaHCO ,
2 2 3 3
反应的化学方程式为2Na CO +H O+2Cl 2NaCl+2NaHCO +Cl O。(5)从题表中数据可
2 3 2 2 3 2
以看出,温度越高,Cl O的收率越低,A项正确;从题表中数据可以看出,随着纯碱含水量
2
增大,Cl O的收率先增大后减小,B项错误、C项正确;D项,0~10 ℃,纯碱含水量越
2
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高,Cl O的收率越高,10 ℃以后,纯碱含水量越高,Cl O的收率越低,正确。(6)Na CO 与
2 2 2 3
水的质量比为106∶9,可以计算出其物质的量之比为1∶0.5,如果用Na CO ·xH O表示
2 3 2
含水碳酸钠,则x为0.5。
19.食盐中加KIO 可预防碘缺乏症。某研究小组制取KIO 并对其纯度进行测定。
3 3
Ⅰ.制取KIO 样品
3
①原理:3Cl +KI+6KOH 6KCl+KIO +3H O。
2 3 2
②装置(C的加热装置已省略)
Ⅱ.分离提纯
①取C中溶液,加入浓盐酸,搅拌冷却,过滤,洗涤,得到KH(IO ) 粗产品。
3 2
②将KH(IO ) 粗产品溶于水,加入KOH调pH至中性,得KIO 产品。
3 2 3
回答下列问题:
(1)用装置A制取氯气,可选择的氧化剂有 。
A.高锰酸钾 B.氯酸钾
C.二氧化锰 D.氯化钾
(2)橡胶管a的作用是 ;该装置的设计缺陷是
。
(3)配制一定浓度的KI溶液,下列仪器一定不需要的是 (填仪器名称)。
(4)装置C中溶液有KI剩余,加入浓盐酸会导致KIO 产率偏小,原因是
3
(用离子方程式表示)。
Ⅲ.测定KIO 产品纯度
3
a.取m g KIO 产品配成250 mL溶液,取25 mL,加稍过量的KI溶液与盐酸,加几滴淀粉
3
指示剂,用0.100 0 mol/L Na S O 标准溶液滴定至终点,测得消耗标准溶液的平均体积
2 2 3
为V mL。
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b.不加KIO 产品,其他操作步骤、所用试剂及用量与步骤a完全相同,测得消耗Na S O
3 2 2 3
标准溶液的平均体积为V mL。(已知:2S O2− +I S O2− +2I-)
0 2 3 2 4 6
(5)步骤b的目的是 。
(6)计算该KIO 样品的纯度: (填表达式)。
3
(7)某同学为证明食盐中含有KIO ,请你帮他完成试剂的选择:家用食盐、干海带(含有
3
I-)、 (限选生活中常用的物质)。
答案 (1)AB (2)使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体顺利流下 缺少
尾气处理装置 (3)坩埚、蒸馏烧瓶 (4)IO− +5I-+6H+ 3I +3H O
3 2 2
(V−V )×10−3×214
(5)做空白对照实验 (6) 0 ×100% (7)食醋、淀粉(酸可以选柠檬
6m
酸、苹果醋、洁厕灵等;淀粉指示剂可以为馒头、面包、土豆、淘米水等)
解析 (1)装置A在是常温下制取氯气。高锰酸钾和浓盐酸在常温下发生反应生成氯
气;氯酸钾和浓盐酸在常温下发生反应生成氯气;二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应
生成氯气;氯化钾和浓盐酸不反应,所以可选择的氧化剂有高锰酸钾和氯酸钾。(2)橡胶
管a连接分液漏斗上口和圆底烧瓶,使得圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于
液体顺利流下。氯气有毒,所以该装置的设计缺陷是缺少尾气处理装置。(3)配制一定
浓度的KI溶液的步骤有计算、称量、溶解并冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等,需要
的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、量筒、容量瓶、胶头滴管,所以不需要的仪器有坩
埚和蒸馏烧瓶。(4)装置C中溶液有KI剩余,加入浓盐酸会导致KIO 产率偏小,原因是
3
发生反应IO− +5I-+6H+ 3I +3H O。(6)根据关系式IO− ~3I ~6S O2− ,反应生成的碘
3 2 2 3 2 2 3
消耗Na S O 标准溶液的体积是(V-V) mL,所以样品中KIO 的物质的量为
2 2 3 0 3
0.100 0mol/L×(V−V )×10−3L 250 mL (V−V )×10−3
0 × = 0 mol,样品的纯度是
6 25 mL 6
(V−V )×10−3×214
0 ×100%。(7)根据反应IO−+5I-+6H+ 3I +3H O,生成的I 能使
6m 3 2 2 2
淀粉变蓝,所以为证明食盐中含有KIO ,可以选用的试剂有食盐、干海带(含有I-)、食
3
醋、淀粉。
20.过氧化氢是一种常用的绿色试剂,某学习小组针对H O 性质进行如图1所示实验。
2 2
Ⅰ.验证H O 的还原性
2 2
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查阅资料:H O 与氯水发生反应时表现还原性。
2 2
(1)制取氯水
图1
①仪器X的名称是 ,生成Cl 的化学方程式为 。
2
②饱和食盐水的作用是 。
(2)取5 mL上述新制氯水于试管中,向其中加入H O 溶液至过量,产生大量气泡(该气体
2 2
可使余烬复燃),还观察到溶液颜色发生的变化是 。
Ⅱ.探究Cl-、NO−对H O 分解的影响
3 2 2
选用CuCl 溶液和Cu(NO ) 溶液,用如图2装置探究Cl-、NO−对H O 分解的影响。
2 3 2 3 2 2
图2
记录数据如下:
H O 完全分解
2 2
实验序号 添加试剂及用量
所需时间/min
a mL b mol·L-1
1 t
1
CuCl 溶液
2
a mL b mol·L-1
2 t
2
Cu(NO ) 溶液
3 2
(3)实验结果显示t<t,可得出的结论是 更有利于H O 分解。
1 2 2 2
(4)甲同学查阅资料得知:Cu2+能加速H O 分解,K+对H O 分解无影响。为排除Cu2+干扰,
2 2 2 2
该同学进行实验:向两份50 mL 30% H O 溶液中分别加入a mL浓度均为
2 2
mol·L-1的 (填化学式,下同)溶液和 溶液。t min内,发现H O 几乎均
2 2 2
不分解。甲同学认为在无Cu2+存在的情况下,Cl-、NO−对H O 催化分解无影响。
3 2 2
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(5)乙同学提出猜想:Cl-、NO−对Cu2+催化H O 分解会产生影响。于是用图2装置进行如
3 2 2
表实验。限选试剂如下:
A.a mL 2b mol·L-1 KCl溶液
B.少量KCl固体
C.a mL 2b mol·L-1 KNO 溶液
3
D.少量KNO 固体
3
实
验 H O 完全分解
2 2
添加试剂及用量
序 所需时间/min
号
需同时加入a mL b mol·L-1 CuCl 溶液和①
3 2 t(t<t)
(填标号,下同) 3 3 1
4 需同时加入a mL b mol·L-1Cu(NO ) 溶液和② t(t>t)
3 2 4 4 2
(6)根据实验1~4测得的H O 完全分解所需时间,小组同学认为Cl- (填“增
2 2
强”或“减弱”,下同)Cu2+的催化效果,NO− Cu2+的催化效果。
3
答案 (1)①圆底烧瓶 MnO +4HCl(浓) MnCl +Cl ↑+2H O ②除去Cl 中混有的
2 2 2 2 2
HCl (2)黄绿色褪去 (3)Cl- (4)2b KCl KNO (5)①B ②D (6)增强 减弱
3
解析 (1)②浓盐酸具有挥发性,生成的氯气中会混有HCl气体,饱和食盐水可以除去
Cl 中混有的HCl。(2)由题述现象可知生成了氧气,H O 被氧化,新制氯水中氯气最终全
2 2 2
部转化为氯离子,所以溶液颜色发生的变化是黄绿色褪去。(3)t<t,即加入CuCl 溶液
1 2 2
时H O 分解速率更快,Cl-更有利于H O 分解。(4)该实验与实验1、2形成对照,需保持
2 2 2 2
阴离子的种类和物质的量与实验1、2相同,所以应向两份50 mL 30% H O 溶液中分别
2 2
加入a mL浓度均为2b mol·L-1的KCl溶液和KNO 溶液。(5)该实验的目的是探究
3
Cl-、NO−对Cu2+催化H O 分解的影响,故只需改变阴离子的量,实验3中应加入a mL b
3 2 2
mol·L-1 CuCl 溶液和少量KCl固体;实验4中应加入a mL b mol·L-1 Cu(NO ) 溶液和
2 3 2
少量KNO 固体。(6)t<t,说明加入更多的Cl-后H O 分解速率加快,即Cl-增强Cu2+的催
3 3 1 2 2
化效果;而t>t,说明加入更多的NO−后H O 分解速率减慢,即NO−减弱Cu2+的催化效
4 2 3 2 2 3
果。
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21.以酸性蚀刻液(主要含CuCl2−和H+)和碱性蚀刻液[主要含Cu(NH ) 2+ 和Cl-]制备硫酸
4 3 4
铜,并回收氯化铵的实验流程如下:
(1)将一定量酸性蚀刻液和碱性蚀刻液加入三颈烧瓶(装置见图),通入NH 或HCl调节溶
3
液pH在5.5左右,充分中和后,获得碱式氯化铜沉淀。实验中球形干燥管的作用是
。
(2)为确定酸化时加入稀硫酸的用量,需测定碱式氯化铜的组成,请补充实验方案:
Ⅰ.取一定质量的碱式氯化铜固体,测定其中Cu元素的质量(具体步骤省略);
Ⅱ.另取相同质量的碱式氯化铜固体,
,低温干燥至恒重。(可选用的试剂:2 mol·L-1盐酸、2 mol·L-1硝酸、AgNO 溶液、蒸
3
馏水)
(3)①化浆酸化后经结晶得硫酸铜粗品,其中含有的主要杂质是 (填化学式)。
②将硫酸铜粗品溶于热水形成饱和溶液,加入适量乙醇搅拌,冷却后过滤,洗涤,可制得
高纯度CuSO ·5H O。加入乙醇的目的是 。
4 2
(4)向滤液中加入水合肼(N H ·H O)除去残留的Cu2+,再经结晶获得副产品氯化铵。除铜
2 4 2
时,溶液pH控制在6~7为宜。若溶液pH大于8,Cu2+的去除率反而下降,其原因是
。
答案 (1)防止倒吸
(2)搅拌下,向其中加入2 mol·L-1硝酸,直至固体完全溶解;搅拌下,再逐滴加入AgNO
3
溶液,直至静置后,继续向上层清液中滴加AgNO 溶液无浑浊;过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,
3
直至向最后一次洗涤的滤液中加入2 mol·L-1盐酸无浑浊
(3)①CuCl ②降低CuSO 的溶解度,便于CuSO ·5H O晶体析出
2 4 4 2
(4)随着pH上升,溶液中NH+ 转化为NH ·H O,NH ·H O与Cu2+形成稳定的Cu(NH ) 2+ ,使
4 3 2 3 2 3 4
Cu2+去除率下降
解析 (1)氨气和氯化氢都极易溶于水,实验中选用球形干燥管可防止通入气体时倒
吸。(2)实验Ⅱ最后的操作是低温干燥至恒重,结合所给试剂可知是称量AgCl的质量,
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则实验Ⅱ的目的是测定碱式氯化铜中Cl-的质量,设计实验方案:搅拌下,加入2
mol·L-1硝酸至固体完全溶解,滴加AgNO 溶液沉淀Cl-,盐酸的作用是检验最后一次洗
3
涤的滤液中是否含有Ag+。(3)①向碱式氯化铜中加入稀硫酸,化浆酸化得到CuSO 和
4
CuCl 的混合溶液,所以混合溶液结晶得到的CuSO 粗品中一定含有CuCl ;②将CuSO 粗
2 4 2 4
品溶于热水形成饱和溶液,加入适量乙醇搅拌,可以降低CuSO 的溶解度,便于
4
CuSO ·5H O晶体析出。(4)向滤液中加入水合肼除去残留的Cu2+时,若溶液的pH过大,
4 2
溶液中NH+ 与OH-反应生成NH ·H O,NH ·H O与溶液中的Cu2+形成稳定的Cu(NH ) 2+ ,使
4 3 2 3 2 3 4
Cu2+的去除率降低。
易错易混 本题(2)的实验Ⅱ中不能选择盐酸溶解碱式氯化铜,因为该实验的目的是测
定碱式氯化铜固体中氯元素的含量,盐酸中的Cl-对测定结果有干扰。
22.实验室以碳酸锰矿(含MnCO 及少量Fe、Al、Si等氧化物)为原料制高纯MnCO 和
3 3
MnO 的流程如下:
2
(1)焙烧时的温度为300~500 ℃,写出焙烧时MnCO 所发生反应的化学方程式:
3
。
(2)焙烧前需测定碳酸锰矿中MnCO 的含量,测定过程如下:称取0.200 0 g碳酸锰矿粉
3
于锥形瓶中,加入15 mL磷酸,加热并不断摇动至矿粉溶解,加入NH NO 将溶液中的
4 3
Mn2+转化为Mn(PO ) 3−,待冷却至室温后,加入40 mL蒸馏水,滴加2滴N-苯基邻胺基苯甲
4 2
酸作指示剂,用0.020 00 mol·L-1(NH ) Fe(SO ) 标准溶液滴定至终点[滴定过程中
4 2 4 2
Mn(PO ) 3−与Fe2+反应生成Mn2+和Fe3+],消耗(NH ) Fe(SO ) 标准溶液30.00 mL。计算碳
4 2 4 2 4 2
酸锰矿中MnCO 的含量(写出计算过程)。
3
(3)将过滤后所得溶液净化后可得MnSO 溶液。
4
①将净化后MnSO 溶液置于如图所示三颈烧瓶中,控制一定的温度,将沉淀剂滴加到烧瓶
4
中,充分反应后过滤、洗涤、干燥可得MnCO 白色粉末。沉淀剂可以使用Na CO 溶液、
3 2 3
NH HCO 溶液或NH HCO 与氨水的混合溶液。实验小组经过比较后使用的是NH HCO 与氨
4 3 4 3 4 3
水的混合溶液。
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a.不使用Na CO 溶液的原因是
2 3
。
b.不使用NH HCO 溶液的原因是 。
4 3
②已知MnSO 可发生如下反应:
4
MnSO +K S O +4NaOH MnO ↓+K SO +2Na SO +2H O
4 2 2 8 2 2 4 2 4 2
MnSO 和K S O 的物质的量相同,改变NaOH的物质的量,测得Mn的转化率、MnO 的含量{
4 2 2 8 2
m(MnO )
2 }与NaOH和MnSO 物质的量比值之间的关系如图所示。根据
4
m(MnO )+m[Mn(OH) ]
2 2
信息,补充完整制取纯净MnO 的实验方案:将20 mL 1.0 mol·L-1 MnSO 溶液和20 mL
2 4
1.0 mol·L-1 K S O 溶液混合,
2 2 8
,
得到纯净的MnO 。(实验中可使用的试剂是1.0 mol·L-1 NaOH溶液、1.0 mol·L-1
2
H SO 溶液、1.0 mol·L-1 BaCl 溶液)
2 4 2
答案 (1)MnCO +(NH ) SO MnSO +2NH ↑+CO ↑+H O↑
3 4 2 4 4 3 2 2
(2)n(Fe2+)=0.020 00 mol·L-1×30.00×10-3 L=6.000×10-4 mol
由得失电子守恒可得:n[Mn(PO ) 3−]=n(Fe2+)=6.000×10-4 mol
4 2
由Mn原子守恒可得:n(MnCO )=6.000×10-4 mol
3
m(MnCO )=6.000×10-4 mol×115 g·mol-1=0.069 00 g
3
0.069 00 g
ω(MnCO )= ×100%=34.5%
3 0.200 0 g
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(3)①a.Na CO 溶液碱性较强,会有部分Mn(OH) 沉淀生成,所得MnCO 不纯,Mn的利用率
2 3 2 3
降低
b.使用NH HCO 溶液会有CO 气体放出,NH HCO 的利用率降低
4 3 2 4 3
②边搅拌边向混合溶液中加入90 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液,充分反应后过滤,向滤渣
中边搅拌边加入适量1.0 mol·L-1 H SO 溶液,当固体不再减少时,过滤,用蒸馏水多次
2 4
洗涤滤渣,直至取最后一次洗涤滤液加入1.0 mol·L-1 BaCl 溶液无沉淀生成,过滤,干
2
燥
解析 (1)碳酸锰与硫酸铵反应生成硫酸锰、氨气、二氧化碳和水蒸气,该反应是非氧
化还原反应,根据原子守恒可写出反应的化学方程式。(2)Mn(PO ) 3−与Fe2+的反应属于氧
4 2
化还原反应,根据得失电子守恒,Mn(PO ) 3−与Fe2+的物质的量之比为1∶1,结合原子守
4 2
恒,建立关系式:MnCO ~Mn2+~Mn(PO ) 3−~Fe2+,因此有n(MnCO )=n(Fe2+),碳酸锰矿中碳酸锰
3 4 2 3
30.00×10−3L×0.020 00 mol·L−1×115 g·mol−1
的含量为 ×100%=34.5%。
0.200 0 g
(3)①a.Na CO 属于强碱弱酸盐,溶液显碱性,Na CO 溶液的碱性较强,会有部分Mn元素
2 3 2 3
转化成Mn(OH) 沉淀,所得MnCO 不纯,Mn的利用率降低。b.NH HCO 为弱酸弱碱盐,Mn2+与
2 3 4 3
HCO−电离产生的CO2−结合成MnCO ,促使HCO−电离,c(H+)增大,H+与HCO−反应生成CO ,
3 3 3 3 3 2
造成NH HCO 的利用率降低。②根据题图可知,当NaOH与MnSO 的物质的量之比为4.5
4 3 4
时,Mn的转化率、MnO 的含量达到最大,当加入20 mL 1.0 mol·L-1 MnSO 溶液时需要
2 4
加入90 mL 1.0 mol·L-1 NaOH溶液,过滤,向滤渣中加入适量1.0 mol·L-1硫酸溶液,
将Mn(OH) 转化为MnSO ,当固体质量不再减少时,过滤,洗涤滤渣,得到纯净的MnO 。
2 4 2
23.一种以镍电极废料(含Ni以及少量Al O 、Fe O 和不溶性杂质)为原料制备NiOOH的
2 3 2 3
过程如下:
(1)基态Ni原子的电子排布式为 。
(2)“酸浸”后过滤,滤液中的金属离子除Ni2+外还有少量的Al3+和Fe2+等,产生Fe2+的原
因是 。
(3)“氧化”时需将溶液调至碱性后加入KClO溶液,充分反应后过滤、洗涤得产品。写
出Ni2+被氧化的离子方程式: 。
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(4)工业上也可用惰性电极电解Ni(OH) 悬浊液(pH=11左右)制备NiOOH。阳极电极反应
2
式为Ni(OH) -e-+OH- NiOOH+H O。
2 2
①电解过程中需要充分搅拌Ni(OH) 悬浊液的目的是
2
。
②Ni(OH) 悬浊液中加入一定量KCl可显著提高NiOOH产率,原因是
2
。
(5)NiOOH在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。已知NiOOH加热至600
℃后固体质量保持不变,则600 ℃时,剩余固体的成分为 (填化学式)。
答案 (1)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2
(2)氧化铁与稀硫酸反应生成Fe3+,Fe3+与金属镍反应生成Fe2+
(3)2Ni2++ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-+H O
2
(4)①使Ni(OH) 与惰性电极充分接触,防止悬浊液沉降,提高电解效率
2
②Cl-在阳极上失去电子生成Cl ,Cl 与碱反应生成ClO-,ClO-将悬浊液中Ni(OH) 氧化成
2 2 2
NiOOH
(5)NiO
解析 镍电极废料中加入稀硫酸酸浸,Ni、Al O 、Fe O 转化为相应的盐溶液,除去铁、
2 3 2 3
铝元素,得到NiSO 溶液,在碱性条件下加入次氯酸钾溶液得到NiOOH沉淀。(1)Ni为28
4
号元素,基态Ni原子的电子排布式为[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2。(2)氧化铁与
稀硫酸反应生成Fe3+,镍单质具有还原性,会与Fe3+反应生成Fe2+。(3)在碱性条件
下,Ni2+和ClO-反应生成NiOOH、Cl-和水,离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH- 2NiOOH+Cl-
+H O。(4)①悬浊液不稳定容易沉降,电解过程中需要充分搅拌Ni(OH) 悬浊液;②Cl-在
2 2
阳极上失去电子,发生氧化反应生成Cl ,Cl 与碱反应生成ClO-,ClO-具有氧化性,可以将
2 2
悬浊液中Ni(OH) 氧化成NiOOH,提高NiOOH产率。(5)设有92 g NiOOH,则镍元素的质
2
59
量为92 g× =59 g,600 ℃时,剩余固体质量为92 g×81.52%≈75 g,则其中氧元素的
92
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59 g 16 g
质量为75 g-59 g=16 g,镍、氧原子个数比为 ∶ =1∶1,故剩余固体的成分
59 16
为NiO。
24.轻质碳酸钙可用作橡胶的填料。以磷石膏(含CaSO 和少量SiO 、Fe O 等)为原料制
4 2 2 3
备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如下:
(1)“转化”步骤CaSO 转化为CaCO 的化学方程式为 。
4 3
(2)“除杂”时通入NH 的目的是 。
3
(3)“碳化”过程在如图1所示的装置中进行。多孔球泡的作用是
。
图1
(4)通过下列方法测定产品中碳酸钙的含量:准确称取0.500 0 g产品,用盐酸充分溶
解,过滤,将滤液和洗涤液转移至250 mL容量瓶中定容、摇匀,记为试液A。取25.00
mL试液A,加入指示剂,调节pH>12,用0.020 00 mol·L-1 Na H Y标准溶液滴定Ca2+(Ca2+
2 2
+H Y2- CaY2-+2H+),至终点时消耗Na H Y溶液24.60 mL。计算产品中碳酸钙的质量
2 2 2
分数(写出计算过程)。
(5)铝铵矾[NH Al(SO ) ·12H O]是一种水絮凝剂。请补充由“转化”后的滤液制取铝铵
4 4 2 2
矾的实验方案: ,将所得溶液蒸
发浓缩至有大量晶体析出,过滤、用无水乙醇洗涤、干燥,得(NH ) SO 固体;
4 2 4
,
过滤、用无水乙醇洗涤、干燥,得铝铵矾。[部分物质的溶解度随温度的变化如图2所
示,实验须用的试剂:3 mol·L-1 H SO 溶液、100 mL 1 mol·L-1Al (SO ) 溶液]
2 4 2 4 3
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图2
答案 (1)CaSO +NH HCO +NH ·H O CaCO +(NH ) SO +H O
4 4 3 3 2 3 4 2 4 2
(2)将Fe3+转化为Fe(OH) 沉淀
3
(3)增大气体与溶液的接触面积,加快反应速率
(4)根据反应得关系式:CaCO ~Ca2+~H Y2-
3 2
n(CaCO )=n(Na H Y)=0.020 00 mol·L-1×24.60 mL×10-3 L·mL-1=4.920×10-4 mol
3 2 2
250 mL
产品中n(CaCO )=4.920×10-4 mol× =4.920×10-3 mol
3 25.00 mL
4.920×10−3mol×100 g·mol−1
ω(CaCO )= ×100%=98.40%
3
0.500 0 g
(5)向滤液中分批加入3 mol·L-1 H SO 溶液,边加边搅拌,当溶液中不再产生气体时
2 4
向100 mL 1 mol·L-1 Al (SO ) 溶液中加入13.2 g (NH ) SO ,边加边搅拌,当固体完全
2 4 3 4 2 4
溶解后,将所得溶液蒸发浓缩至表面有晶膜产生,冷却结晶
解析 (1)由题中流程图知,CaSO 与NH HCO -氨水反应生成CaCO ,反应原理:NH ·H O与
4 4 3 3 3 2
HCO−反应生成CO2−和NH+ ,Ca2+与CO2−结合成CaCO 沉淀,NH+ 与SO2−结合成
3 3 4 3 3 4 4
(NH ) SO 。(2)CaCO 和SiO 、Fe O 进入“除杂”步骤,SiO 不溶于盐酸,Fe O 溶于盐酸
4 2 4 3 2 2 3 2 2 3
生成FeCl ,通入NH ,生成Fe(OH) 沉淀。(3)CaCO 溶于盐酸生成CaCl ,“碳化”时
3 3 3 3 2
Ca2+与NH 、CO 反应生成CaCO 沉淀,气体从多孔球泡处进入溶液,小孔多时,可以增大气
3 2 3
体与溶液的接触面积,从而加快反应速率。(4)找出反应关系:CaCO ~Ca2+~H Y2-,根据
3 2
Na H Y的消耗量,计算出CaCO 的物质的量,实验中只取25.00 mL试液,故需要将CaCO
2 2 3 3
的量扩大10倍后,计算出0.500 0 g产品中CaCO 的质量分数。(5)“转化”后的滤液
3
成分:生成的(NH ) SO 、过量的NH HCO 和氨水,向滤液中加入H SO 溶液,H SO 与NH HCO
4 2 4 4 3 2 4 2 4 4 3
和氨水反应生成(NH ) SO 和CO 气体,当溶液中不再产生气体时,说明NH HCO 已反应完
4 2 4 2 4 3
全(氨水显碱性,先与硫酸中和)。铝铵矾[NH Al(SO ) ·12H
O]中n(NH+
4 4 2 2 4
)∶n(Al3+)=1∶1,100 mL 1 mol·L-1 Al (SO ) 溶液中n(Al3+)=0.2 mol,则加入的
2 4 3
第 23 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(NH ) SO 为0.1 mol,其质量为13.2 g,两者充分溶解后,将混合溶液蒸发浓缩成饱和溶
4 2 4
液,铝铵矾的溶解度随温度升高变化较大,所以采用降温结晶的方法析出。
25.2020年初,突如其来的新型冠状病毒肺炎在全世界肆虐,依据研究,含氯消毒剂可以
有效灭活新冠病毒,为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯(ClO )就是其中一种高效消
2
毒灭菌剂。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的ClO 制备方法,其中一种是用NaClO 与
2 3
CH OH在催化剂、60 ℃时,发生反应得到ClO 。下图装置(夹持装置略)对其制备、吸
3 2
收、释放进行了研究。
已知:①ClO 的浓度较大时易分解爆炸,一般用CO 或空气稀释到10%以下,实验室也常
2 2
用稳定剂吸收ClO ,生成NaClO ,使用时加酸就会释放出ClO 气体;
2 2 2
②ClO 与KI反应的离子方程式为2ClO +10I-+8H+ 2Cl-+5I +4H O。
2 2 2 2
③有关物质沸点如下表:
物质 CH OH HCOOH ClO
3 2
64.7
沸点 100.8 ℃11 ℃
℃
请回答:
(1)仪器b的名称是 ,在装置中的作用是 ;比
较仪器c和d,实验中c的优点是 。
(2)根据反应条件判断制备装置甲中需改进的一项措施是 。
(3)反应中甲醇被氧化为甲酸,写出制备ClO 的化学方程式:
2
。该制备法可选用不同的还原性物质作为还原剂,例如草酸(草酸的氧化产物为CO ),相
2
比甲醇法,草酸法的优点是 。
(4)下列有关说法正确的是 。
A.仪器a中NaOH溶液主要用于停止反应,并吸收多余的ClO
2
B.装置e主要用于检验是否有Cl 生成
2
第 24 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
C.在ClO 释放实验中,发生反应的离子方程式是4H++5ClO− Cl-+4ClO ↑+2H O
2 2 2 2
D.ClO 和Cl 都为强氧化剂,在相同条件下,等物质的量的Cl 的氧化能力是ClO 的2.5
2 2 2 2
倍
(5)采用以下方法可以测定所制备的ClO 的量:
2
Ⅰ.将足量KI用100 mL 水溶解后加入锥形瓶中再加3 mL 稀H SO ;
2 4
Ⅱ.将生成的ClO 气体通过导管在锥形瓶中被吸收;
2
Ⅲ.滴加几滴淀粉溶液,用c mol/L的Na S O 标准溶液滴定(I +2S O2− 2I-+S O2− ),
2 2 3 2 2 3 4 6
共用去V mL Na S O 溶液:
2 2 3
①达到滴定终点的现象是 。
②实验测得所通入的ClO 的质量为 。
2
答案 (1)球形冷凝管 冷凝回流甲醇兼导气 有利于液体顺利流下 (2)改用水浴加
热 (3)4NaClO +CH OH+2H SO 2Na SO +4ClO ↑+HCOOH+3H O 产生的CO 可稀释
3 3 2 4 2 4 2 2 2
ClO ,防止ClO 浓度较大时分解爆炸 (4)AC (5)①当滴入最后半滴Na S O 标准溶液
2 2 2 2 3
时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色 ②1.35cV×10-2 g
解析 (2)水浴加热,体系受热均匀,便于控制温度维持在60 ℃。(3)由题干已知信息①
知,ClO 的浓度较大时易分解爆炸,一般用CO 或空气稀释到10%以下,草酸法中产生的
2 2
CO 可稀释ClO ,防止ClO 浓度较大时分解爆炸。(4)由已知信息②知,ClO 能将I-氧化
2 2 2 2
生成I ,淀粉遇碘变蓝,推知装置e的作用为检验是否产生ClO ,B错误;ClO 和Cl 作氧
2 2 2 2
化剂时,氯元素的化合价均降为-1价,故在相同条件下,等物质的量的ClO 和Cl ,转移
2 2
电子的物质的量之比为5∶2,ClO 的氧化能力是Cl 的2.5倍,D错误。(5)②c mol/L、
2 2
V mL Na S O 溶液中含有Na S O cV×10-3 mol,结合已知信息②和I +2S O2− 2I-+S
2 2 3 2 2 3 2 2 3 4
O2−得到关系式2ClO ~ 5I ~ 10Na S O ,故n(ClO )=0.2cV·10-3 mol,m(ClO )=nM=0.2
6 2 2 2 2 3 2 2
cV·10-3 mol×67.5 g/mol=1.35cV×10-2 g。
26.二氯化钒(VCl )有强还原性和吸湿性,熔点为425 ℃、沸点为900 ℃,是制备多种医
2
药、催化剂、含钒化合物的中间体。学习小组在实验室制备VCl 并进行相关探究。回
2
答下列问题:
第 25 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
A B
C D
(1)小组同学通过VCl 分解制备VCl 。
3 2
①按气流方向,图中装置合理的连接顺序为 (用小写字母填空)。
②A中盛放NaNO 的仪器名称为 ,其中发生反应的离子方程式为
2
。
③实验前需通入N ,其作用为 。
2
(2)测定产品纯度:实验后产品中混有少量VCl 杂质。称量2.795 g样品,溶于水充分水
3
解,调pH后滴加Na CrO 作指示剂,用0.500 0 mol/L AgNO 标准溶液滴定Cl-,达到滴定
2 4 3
终点时消耗标准溶液体积为100.00 mL (Ag CrO 为砖红色沉淀,杂质不参加反应。V的
2 4
相对原子质量为51)。
①滴定终点的现象为 。
②产品中VCl 与VCl 的物质的量之比为 。
3 2
(3)小组同学进一步用如图所示装置比较含钒离子的还原性。接通电路后,观察到右侧
锥形瓶中溶液蓝色逐渐变深,发生的电极反应为
。
O− H+
答案 (1)① a→c→b→d(e)→e(d)→f(g) ②蒸馏烧瓶 N 2+N 4 N 2 ↑+2H 2 O
③排净装置中的空气 (2)①当滴入最后半滴AgNO 标准溶液时,有砖红色沉淀生成,且
3
半分钟内沉淀不消失 ②1∶1
(3)VO+
+e-+2H+ VO2++H O
2 2
第 26 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
解析 (1)①由题干信息知,VCl 具有强还原性和吸湿性,故在分解之前需要排净装置中
2
的空气。饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠在加热条件下反应生成氮气和水,通过浓硫酸除去
氮气中混有的水蒸气,然后用纯净的氮气排净装置中的空气;同时为防止空气中的水蒸
气进入装置C,故需要在装置C后面连接一个干燥装置,则装置的连接顺序为ABCD,按气
流方向,其连接顺序为a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)。(2)①达到滴定终点时,Cl-完全反
应,这时Ag+和CrO2−反应生成Ag CrO 砖红色沉淀;②达到滴定终点时消耗AgNO 标准溶
4 2 4 3
液的体积为100.00 mL,根据Ag++Cl- AgCl↓可知,n(Cl-)=0.500 0
mol/L×100.00×10-3L=0.05 mol,设产品中VCl 与VCl 的物质的量分别为a mol、b
3 2
mol,由题干信息可得关系式:157.5a+122b=2.795,3a+2b=0.05,联立可得a=b=0.01,则
VCl 与VCl 的物质的量之比为1∶1。(3)接通电路后,右侧锥形瓶中溶液蓝色逐渐变深,
3 2
说明右侧锥形瓶中VO+ 逐渐转化成了VO2+,发生还原反应,介质呈酸性,电极反应式为V
2
O+ +e-+2H+ VO2++H O。
2 2
27.亚氯酸钠(NaClO )常用于纺织、造纸业漂白,也用于食品消毒、水处理等。
2
【资料1】①亚氯酸钠(NaClO )受热易分解;②纯ClO 易分解爆炸,一般用稀有气体或空
2 2
气稀释到10%以下;③ClO 有强烈刺激性气味,易溶于水,不与水反应。
2
【实验一】制取NaClO 晶体
2
(1)实验过程中需要持续通入空气,目的是 。
(2)装置C中漏斗的作用是 。
(3)装置A的反应中还原剂和氧化剂的物质的量之比为 ,还原产物为 (填化
学式)。
(4)写出装置B中反应的化学方程式并用单线桥法标明电子转移的方向和数目:
;反应结束后,为从溶液中得到NaClO 固体,采取减压蒸发而不用常压蒸发,原因是
2
。
【实验二】测定亚氯酸钠的含量
【资料2】ClO− +4I-+4H+ 2H O+2I +Cl-;I +2S O2− 2I-+S O2− 。
2 2 2 2 2 3 4 6
第 27 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
实验步骤:①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘
化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成200 mL 待测溶液。②移
取50.00 mL 待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用a mol·L-1 Na S O 标准溶液滴
2 2 3
定至终点,重复2次,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL 。
(5)达到滴定终点时的现象为 。
(6)该样品中NaClO 的质量分数为 %(用含m、a、V的代数式表示)。
2
答案 (1)稀释ClO ,以防爆炸 (2)防止C中液体倒吸 (3)1∶2 ClO
2 2
(4) 2NaClO +O +2H O 降低蒸发温度,防止亚氯酸钠分解
2 2 2
(5)当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变成无色,且30 s内颜色不恢复 (6)
9.05aV
m
解析 (1)由题给资料1可知,持续通入空气目的是稀释ClO ,以防爆炸;(2)ClO 易溶于
2 2
水,装置C中倒置漏斗的作用是防倒吸;(3)装置A中发生的反应为2NaClO +Na SO +H SO
3 2 3 2 4
2ClO ↑+2Na SO +H O;(4)由于NaClO 受热易分解,而水的沸点随压强降低而降低,
2 2 4 2 2
故采取减压蒸发的目的是降低蒸发温度,防止亚氯酸钠分解;(6)由题给资料2可推知关
amol·L−1×V ×10−3L
系式ClO−~2I ~4S O2−,故样品中NaClO 的物质的量为 ×
2 2 2 3 2 4
200 mL amol·L−1×V ×10−3L 9.05aV
,则质量分数为 ×4×90.5 g·mol-1×100%=
50.00 mL 4×mg m
%。
28.亚硝酸钠(NaNO )是一种常见的食品添加剂,使用时必须严格控制其用量,某兴趣小
2
组进行下面实验探究,查阅资料如下:
①2NO+Na O 2NaNO ;
2 2 2
②2NO +Na O 2NaNO ;
2 2 2 3
③3NaNO +3HCl 3NaCl+HNO +2NO↑+H O;
2 3 2
④酸性KMnO 溶液可将NO、NO−氧化为NO−,本身被还原成Mn2+。
4 2 3
Ⅰ.产品制备与检验,用如下装置制备NaNO :
2
第 28 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
(1)写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式: 。
(2)B装置的作用是 。
(3)有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠,为制备纯净
NaNO ,应在B、C装置间增加一个装置,请在框内画出增加的装置图,并标明盛放的试
2
剂。
(4)试设计实验检验装置C中NaNO 的存在
2
(写出操作、现象和结论)。
Ⅱ.含量的测定
(5)为测定亚硝酸钠的含量,称取3.000 g样品溶于水配成250 mL 溶液,取25.00 mL
溶液于锥形瓶中,再向锥形瓶中加入0.100 0 mol·L-1酸性KMnO 溶液16.00 mL,两者恰
4
好完全反应。
①写出上述反应的离子方程式: ;
②计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数: (保留四位有效数字)。
答案 (1)C+4HNO (浓) CO ↑+4NO ↑+2H O
3 2 2 2
(2)将NO 转化为NO,同时Cu与稀硝酸反应生成NO(或制取NO)
2
(3) 或
(4)取少量产物置于试管中,加入稀盐酸,有气泡产生且在试管口上方出现红棕色气体,
则产物中含有NaNO ;反之,则无
2
(5)①5NO− +2MnO− +6H+ 5NO− +2Mn2++3H O ②92.00%
2 4 3 2
解析 (2)浓硝酸易挥发,挥发出的HNO 溶于水得到稀硝酸,与Cu反应生成NO;炭与浓硝
3
酸在加热条件下反应生成的NO 与水反应生成HNO 和NO。(3)进入装置C的气体中含有
2 3
NO,同时也含有杂质CO 与水蒸气,气体杂质会与Na O 反应而导致产品不纯,故应在B、C
2 2 2
装置间增加一个吸收杂质CO 、水蒸气的装置,试剂可选用碱石灰。(4)NaNO 与稀盐酸
2 2
发生反应:3NaNO +3HCl 3NaCl+HNO +2NO↑+H O,反应产生的NO气体与空气中的氧
2 3 2
第 29 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
气反应生成红棕色的NO 。(5)①由题干资料④结合得失电子守恒、原子守恒、电荷守
2
恒得出反应的离子方程式为5NO− +2MnO− +6H+ 5NO− +2Mn2++3H O;②根据反应的离子
2 4 3 2
5
方程式可得:5NaNO ~ 2KMnO ,则样品溶液中含有的NaNO 的物质的量为 ×0.100 0
2 4 2 2
250
mol·L-1×0.016 00 L× ×69 g·mol-1=2.76 g,则所得固体中亚硝酸钠的质量分数
25
2.76 g
为 ×100%=92.00%。
3.000 g
29.硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH ) SO ·H O,相对分子质量为246]是深蓝色正交晶体,易溶
3 4 4 2
于水,不溶于乙醇等有机溶剂。常用作杀虫剂、媒染剂,也是高效、安全的广谱杀菌
剂、植物生长激素。某兴趣小组设计利用如图装置制备硫酸四氨合铜晶体。回答下列
问题:
(1)仪器甲的名称为 ,仪器甲中发生反应的离子方程式为
。
(2)反应后取下仪器甲,向其中缓缓加入95%乙醇溶液,过滤,洗涤,得到Cu(NH ) SO ·H O
3 4 4 2
晶体。精确称取制备的晶体a g,加适量水溶解,注入250 mL 锥形瓶中,逐次加入足量
10% NaOH溶液,加热直至将样品液中的氨全部蒸出,用V mL 0.1 mol·L-1的盐酸完全
1
吸收。取下接收瓶,再用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定剩余的盐酸,消耗NaOH溶液V
2
mL 。
1-样品溶液
2-10% NaOH溶液
3-冰水浴
4-0.1 mol·L-1盐酸
第 30 页 共 33 页北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模拟》A版
①在吸收氨的装置中,小试管的作用是 ;若烧杯中没有使用冰水浴冷却
会使氨含量测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②晶体的纯度为 (用有关字母表示,不用化简)。
(3)PtCl (NH ) 与四氨合铜离子结构相似,已知PtCl (NH ) 可以形成两种固体,一种为淡
2 3 2 2 3 2
黄色,在水中溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中溶解度较大。则
①PtCl (NH ) 的结构是 (填“平面正方形”或“四面体”)。
2 3 2
②请用结构简式画出淡黄色固体分子的几何构型 。
答案 (1)三颈烧瓶 Cu+H O +4NH +2H+ [Cu(NH ) ]2++2H O
2 2 3 3 4 2
2.5×10−5×(V −V )×246
(2)①液封 偏低 ② 1 2 ×100%
a
(3)①平面正方形 ②
解析 (2)①在吸收氨的装置中,小试管的作用是液封,防止氨气逸出导致误差;若烧杯
中没有使用冰水浴冷却,会导致氨气吸收不充分,导致氨含量测定结果偏低。②依据
NH +HCl NH Cl,NaOH+HCl NaCl+H O可知,与氨气反应的HCl的物质的量为
3 4 2
V×10-3 L×0.1 mol·L-1-V×10-3L×0.1 mol·L-1,根据Cu(N H ) SO ·H O~
1 2 3 4 4 2
1
4NH ~4HCl,可得Cu(NH ) SO ·H O的物质的量为 ×(V×10-3 L×0.1 mol·L-1-V×10-3
3 3 4 4 2 4 1 2
(V −V )×10−4
L×0.1 mol·L-1)= 1 2 mol,故晶体的纯度为
4
(V −V )×10−4
1 2 mol×246 g·mol−1 2.5×10−5×(V −V )×246
4 ×100%= 1 2 ×100%。
a
ag
(3)①四面体的四个顶点位置相同,已知PtCl (NH ) 可以形成两种固体,说明PtCl (NH )
2 3 2 2 3 2
的结构不是四面体形结构,而是平面正方形结构。②水分子为极性分子,而淡黄色固体
在水中溶解度较小,说明正负电中心对称,分子极性较小,为对称结构,故淡黄色固体分
子的几何构型为 。
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30.某化学实验小组探究SO 与FeCl 溶液的反应。
2 3
实验一:用如图所示实验装置制备SO ,并将足量SO 通入FeCl 溶液中,溶液迅速变为血
2 2 3
红色;停止通入气体,将血红色溶液密闭放置5小时后,溶液变为浅绿色。
(1)制备SO 反应的化学反应方程式为 。
2
(2)仪器a的名称为 。
(3)某同学取适量酸性KMnO 溶液于试管中,滴入几滴血红色溶液,溶液的紫色褪去,据此
4
推断血红色溶液中含有Fe2+。此结论 (填“正确”或“不正确”),理由
是 。
实验二:探究血红色溶液产生的原因
实验过程如下表:
实
验
假设 实验内容 结论
序
号
假设
① c(H+)增大 取上述血红色溶液,滴入Y溶液,溶液又变为黄色 不成
立
假设
c(H SO )或c(SO ) 在FeCl 溶液中,滴入1 mol·L-1 NaHSO 溶液,溶液呈血红
② 2 3 2 3 3 不成
增大 色,再逐滴滴入盐酸,出现 现象
立
c(HSO−)或c(S
假设
③ 3 在FeCl 溶液中加入Na SO 溶液,立即变为血红色
O2−)增大 3 2 3 成立
3
(4)实验①中,Y是 (填化学式);实验②中现象是 。
答案 (1)Na SO +H SO (浓) Na SO +SO ↑+H O (2)(球形)干燥管 (3)不正确 溶
2 3 2 4 2 4 2 2
液中的SO 、H SO 、SO2−、HSO−、Cl-都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 (4)HCl 溶液颜
2 2 3 3 3
色变浅(或变黄)
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解析 (1)此装置没有通过加热的方式制取SO ,故应该是以亚硫酸钠固体和70%硫酸作
2
为反应物,反应的化学方程式为Na SO +H SO (浓) Na SO +SO ↑+H O;(3)溶液中存在
2 3 2 4 2 4 2 2
的氯离子和可能存在的具有还原性的二氧化硫、亚硫酸、亚硫酸氢根、亚硫酸根,都能
与具有强氧化性的酸性高锰酸钾溶液反应而使其褪色;(4)分析假设可知,实验①探究溶
液中氢离子浓度对血红色产生的影响,依据单一变量的原则,向血红色溶液中滴入的酸Y
为盐酸;实验②探究二氧化硫和亚硫酸浓度对血红色产生的影响,依据实验结论可知,盐
酸与亚硫酸氢钠溶液反应生成的二氧化硫或亚硫酸对实验无影响,故反应的实验现象应
与实验①相同。
第 33 页 共 33 页
