高考化学一轮综合复习 第10章 化学实验基础及综合探究 课时3 物质制备及性质探究类实验题题型冲关练习

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资源描述
课时3物质制备及性质探究类实验题1(2016·课标全国,26)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于_。(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈_性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_,该反应需要在冰浴下进行,原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_,产品的缺点是_。解析(1)反应混合液中盐酸过量,加入氨水可以中和盐酸,调节溶液的pH使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。(2)a项,漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁,容易造成溶液飞溅,错误;b项,玻璃棒用作引流,正确;c项,将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止有气泡,正确;d项,滤纸边缘应低于漏斗口,错误;e项,用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易划破滤纸,错误。(3)步骤中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液中含有大量的CO2,溶液呈酸性,而CaO2溶于酸,故应将溶液煮沸以除去溶解的CO2气体。(4)根据题意可知反应物为CaCl2、H2O2、NH3·H2O,产物为CaO2、NH4Cl和H2O,则反应的化学方程式为CaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O,由于H2O2在高温下易分解,所以反应应在冰浴中进行。(5)由于乙醇与水互溶且易挥发,所以使用乙醇洗涤去除晶体表面的水分。(6)制备过氧化钙的另一种方法将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是:工艺简单,操作方便,产品的缺点是:没有除杂净化工艺,所制得产品纯度低。答案(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀过滤分离(2)ade(3)酸除去溶液中的CO2(4)CaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O或CaCl22NH3·H2OH2O26H2O=CaO2·8H2O2NH4Cl温度过高时双氧水易分解(5)去除晶体表面水分(6)工艺简单,操作方便纯度较低2(2017·广西适应性测试)某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行探究实验。【实验一】制取氯酸钾和氯水利用如图所示的实验装置进行实验。(部分夹持装置已省略)(1)仪器a的名称是_,写出装置A中发生反应的离子方程式:_。装置B中的现象为_。(2)为了使Cl2在装置C中被KOH溶液充分吸收,装置A中滴加浓盐酸的速率宜_(填“快”或“慢”)。(3)有同学认为对调装置B和装置C的位置不利于提高装置C中氯酸钾的产率,你是否认同该观点并说明理由:_。【实验二】测定饱和氯水中氯元素的含量实验步骤如下:从装置B中量取25.00 mL氯水于锥形瓶中,向其中慢慢地充入SO2,溶液黄绿色完全消失后再充入一段时间的SO2。向锥形瓶中加入足量BaCO3粉末,过滤,洗涤,将滤液导入滴定池中。取0.01 mol·L1的AgNO3标准溶液装入棕色滴定管,用电势滴定法(在化学计量点附近,溶液的电极电势有最大的变化)测定氯元素的含量。通过测得的电动势(E)可知溶液中c(Cl)的变化,部分数据如下表:V(AgNO3溶液)/mL35.0039.0039.8039.9840.0040.0241.0043.0045.00E/mV22520015010032.5165245270295(4)量取25.00 mL氯水所用的仪器是_;操作的目的是_。(5)测定氯元素含量的过程中,使用棕色滴定管的原因是_。(6)达到该次滴定终点时,消耗AgNO3溶液的体积为_ mL。解析(1)由装置图可知仪器a为分液漏斗,装置A中KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,发生离子反应:2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O;氯气通入水中,首先看到有气泡冒出,一部分氯气溶于水中,溶液呈现黄绿色。(2)装置A中滴加浓盐酸的速率慢,可以使产生的氯气被C中KOH溶液完全吸收。(3)若B、C对调位置,则随氯气出来的氯化氢会与KOH反应,降低氯酸钾的产率。(4)氯水呈酸性和强氧化性,所以用酸式滴定管或移液管量取25.00 mL氯水,因为SO也能与Ag反应生成沉淀,所以加入足量BaCO3粉末,以将SO全部沉淀,消除对Cl滴定的干扰。(5)AgNO3见光易分解,为防止AgNO3见光分解,用棕色滴定管滴定。(6)由表中数据可知,当加入AgNO3溶液的体积为40.00 mL左右时,溶液的电极电动势有最大的变化,说明达到滴定终点时消耗AgNO3溶液40.00 mL。答案(1)分液漏斗2MnO10Cl16H=2Mn25Cl28H2O有气泡冒出,溶液颜色逐渐变成黄绿色(2)慢(3)认同,若对调位置,氯气中的HCl会消耗KOH,降低KClO3的产率(4)酸式滴定管(或移液管)将SO全部沉淀,消除对Cl滴定的干扰(5)防止AgNO3见光分解(6)40.003(2017·广西调研)某研究性学习小组的同学为了探究NO的性质,进行了如下实验。(1)甲同学设计了图甲装置进行实验,观察到集气瓶中收集到无色气体,由此确定铜和稀硝酸反应生成NO气体。甲同学的推断_(填“正确”或“不正确”),理由是_。(2)乙同学不同意甲同学的推断,他观察到图甲装置圆底烧瓶中的气体不是无色。为此乙同学设计了图乙装置进行实验,步骤为:在大试管中放入适量石灰石,加入过量稀硝酸;待石灰石反应完全,将铜丝浸入过量的稀硝酸中;一段时间后,观察到大试管中气体始终为无色,收集反应产生的气体;待集气瓶充满气体后从水槽中取出,敞口正放在桌面上,观察到瓶口气体颜色有变化,证明稀硝酸与铜反应生成NO。步骤的作用是:_;步骤瓶口气体的颜色变化是_。(3)当过量的铜与稀硝酸完全反应后,再加入20%的稀硫酸,铜片上又有气泡产生,稀硫酸的作用是_(填正确选项的编号),反应的离子方程式是:_。a还原剂 b氧化剂c酸化 d提供热能解析(2)乙同学的设计中,使稀硝酸先与碳酸钙反应产生CO2将装置内的空气排尽,以避免空气中的氧气对实验产生干扰。(3)过量的铜与稀硝酸完全反应后所得溶液的溶质为硝酸铜,在铜片过量的情况下,再加入稀硫酸,提供了足量的H,NO在H存在的情况下继续和铜反应生成NO。答案(1)不正确NO2能与水反应生成NO,无论铜与稀硝酸反应生成的是NO还是NO2,集气瓶中收集到的气体都是NO(2)排净装置内的空气无色变成红棕色(3)c3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O4(2016·上海化学,六)乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。完成下列填空:(1)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是_。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_;浓硫酸用量又不能过多,原因是_。(2)饱和Na2CO3溶液的作用是_。(3)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_、_,然后分液。(4)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有_、_。由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是_,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_。解析(1)由于该反应是可逆反应,因此加入过量的乙醇增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。由于浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率,因此实际用量多于此量;由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物炭化,降低酯的产率,所以浓硫酸用量又不能过多。(2)由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。(3)乙酸乙酯不溶于水,因此反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置,然后分液即可。(4)根据b装置可知由于不是水浴加热,温度不易控制,因此制备乙酸乙酯的缺点有温度过高原料损失较大、温度较低发生副反应,由于乙醇发生分子间脱水生成乙醚,所以由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸点相差较大,则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏。答案(1)增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率(合理即可)浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物炭化,降低酯的产率(2)中和乙酸、溶解乙醇,减少乙酸乙酯在水中的溶解(3)振荡静置(4)原料损失较大易发生副反应乙醚蒸馏5(2016·南昌模拟)无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下:通过查阅相关资料可知:在持续高温500 时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;FeCl3熔沸点低,易升华。根据以上信息回答相关问题:(1)a、b、c仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生反应的化学方程式_。(2)d、e盛装的药品分别是_和_,f、g的作用是_。(3)反应器为硬质玻璃管,纯净的铁粉与氯气在500 左右反应。化学反应方程式为_。实验操作顺序是:组装仪器、_、装入药品、_、_、停止加热、关闭c的活塞。(4)实验小组记录的实验现象如下:观察到的部分现象第一次实验反应器中有白雾、红色固体,g瓶有白雾和黄绿色气体第二次实验反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体第三次实验反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是_。第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是_。(5)第三次实验得到的固体,最可能含有的微量杂质是_,如果需要配制约23 mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是_。解析(1)KMnO4(或次氯酸盐)溶液氧化浓盐酸制取Cl2时无需加热。(2)由于浓盐酸容易挥发,故制取的Cl2中含有HCl、H2O(g),d中盛装饱和食盐水,除去HCl,e中盛装浓硫酸,干燥Cl2,f、g起到安全瓶的作用,防止倒吸。(3)根据提供的信息可知,在500 时Fe与Cl2反应生成FeCl2:FeCl2500 ,FeCl2。组装完仪器后需检查装置的气密性。(5)第三次实验中可能含有的杂质为Fe,配制FeCl2溶液时,无需除去Fe,因为铁单质可以防止Fe2被氧化。答案(1)2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O(用次氯酸盐也可)(2)饱和食盐水浓硫酸安全、防止倒吸(3)FeCl2500 ,FeCl2检查装置的气密性先加热再打开c的活塞(4)氯气没有干燥,生成的盐发生水解,生成了氢氧化物,最终分解得到Fe2O3加热时温度没有维持在500 左右,在温度较低时生成了氯化铁,由于氯化铁熔沸点低,受热时变成气体进入g瓶中(5)铁单质铁单质可以防止Fe2被氧化我国经济发展进入新常态,需要转变经济发展方式,改变粗放式增长模式,不断优化经济结构,实现经济健康可持续发展进区域协调发展,推进新型城镇化,推动城乡发展一体化因:我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。
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