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专题二十三实验方案的设计与评价考纲解读考点考纲内容高考示例预测热度实验方案的设计1.能设计实验方案2.能绘制和识别典型的实验仪器装置图2017课标,26,14分2016课标,26,14分2016北京理综,27,12实验方案的评价1.能评价或改进实验方案2.能分析或处理实验数据,得出合理结论2017江苏单科,19,15分2016课标,13,6分分析解读 实验方案的设计与评价作为综合实验专题是历年高考必考内容,特别是实验方案的设计,可综合考查仪器的使用、装置的连接、实验基本操作、实验现象的分析等多个考点。实验方案的评价以选择题形式呈现频率较高,但也可以是综合实验题中的某一小题。命题探究答案(1)样品中没有Fe()Fe()易被氧气氧化为Fe()(2)干燥管dabfce76(m2-m3)9(m3-m1)偏小(3)c、a生成白色沉淀、褪色2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3核心考点1.Fe3+的检验2.Fe2+的还原性3.实验操作步骤的设计4.SO2、SO3的检验5.化学方程式的书写解题思路(1)滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明溶液中不含Fe3+;通入空气,溶液逐渐变红,说明Fe2+被氧气氧化成了Fe3+。(2)先通入N2将装置中的空气排出,然后加热,可防止FeSO4在加热过程中被氧化;最后在N2保护下冷却至室温再称重。设绿矾晶体的化学式为FeSO4xH2O,结合题意可知18x152=m2-m3m3-m1,x=152(m2-m3)18(m3-m1)=76(m2-m3)9(m3-m1);若实验时未排空气就加热,则FeSO4会被氧化,使m3偏大,计算出的x偏小。(3)由题意可知Fe+2SO4固体高温条件下可分解生成Fe+32O3,依据氧化还原反应中得失电子守恒规律推测产物中应有SO2,且Fe2O3与SO2物质的量之比为11,结合原子守恒可知产物中还应该有SO3,故FeSO4高温分解反应的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO2+SO3;SO2与BaCl2不反应,SO3与BaCl2反应生成BaSO4沉淀,故先用BaCl2溶液检验SO3气体,再用品红溶液检验SO2气体,最后用NaOH溶液进行尾气处理。知识储备1.H2还原CuO实验中,先用H2将装置中空气排净后再加热;实验结束后要先熄灭酒精灯,将Cu在H2保护下冷却至室温2.石英玻璃管更耐高温,但与普通玻璃管一样不能用于强碱性物质的加热、灼烧规律总结SO2、CO2与钡盐溶液反应规律:1.SO2、CO2均不与BaCl2溶液反应;2.CO2不与Ba(NO3)2溶液反应,SO2可与Ba(NO3)2溶液反应生成BaSO4沉淀。能力要求此题要求能根据化合物的性质合理设计实验步骤,同时对数据处理能力及分析问题能力也进行了考查。命题特点本专题命题有两大特点:1.以选择题形式,结合实验装置图分析某制备实验是否能达到实验目的,或对现象进行分析并得出结论、作出评价等;2.作为非选择题,以物质的制备和资源的回收利用为载体,以及以探究物质的组成、性质为线索,综合考查化学实验基本操作,并对实验设计进行分析、评价、改进或自行设计实验方案。五年高考考点一实验方案的设计1.(2017天津理综,4,6分)以下实验设计能达到实验目的的是()实验目的实验设计A.除去NaHCO3固体中的Na2CO3将固体加热至恒重B.制备无水AlCl3蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液C.重结晶提纯苯甲酸将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶D.鉴别NaBr和KI溶液分别加新制氯水后,用CCl4萃取答案D2.(2016北京理综,10,6分)K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O 2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:结合实验,下列说法不正确的是()A.中溶液橙色加深,中溶液变黄B.中Cr2O72-被C2H5OH还原C.对比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D.若向中加入70% H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色答案D3.(2015重庆理综,4,6分)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是()答案A4.(2014课标,13,6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是()选项实验结论A.稀硫酸Na2SAgNO3与AgCl的浊液Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B.浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性C.稀盐酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀D.浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性:硝酸碳酸硅酸答案B5.(2013安徽理综,8,6分)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液答案B6.(2016课标,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:(1)氨气的制备氨气的发生装置可以选择上图中的,反应的化学方程式为 。欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置(按气流方向,用小写字母表示)。(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。操作步骤实验现象解释原因打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中Y管中反应的化学方程式将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温Y管中有少量水珠生成的气态水凝聚打开K2答案(1)A2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或BNH3H2O NH3+H2O)dcfei(2)红棕色气体慢慢变浅8NH3+6NO2 7N2+12H2OZ中NaOH溶液产生倒吸现象反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压7.(2016北京理综,27,12分)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Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是。(2)过程中,Fe2+催化过程可表示为:2Fe2+PbO2+4H+SO42- 2Fe3+PbSO4+2H2O:写出的离子方程式: 。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。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,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是(选填序号)。A.减少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(12分)(1)Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O(2)2Fe3+Pb+SO42- 2Fe2+PbSO4b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去(3)A、B向PbO粗品中加入一定量的35% NaOH溶液,加热至110 ,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体8.(2014大纲全国,29,15分)苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线: ()2Cu+H2O制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):已知:苯乙酸的熔点为76.5 ,微溶于冷水,溶于乙醇。回答下列问题:(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL 70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是。(2)将a中的溶液加热至100 ,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温到130 继续反应。在装置中,仪器b的作用是;仪器c的名称是,其作用是。反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是(填标号)。A.分液漏斗B.漏斗C.烧杯D.直形冷凝管E.玻璃棒(3)提纯粗苯乙酸的方法是,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是。(4)用CuCl22H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是。(5)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30 min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是。答案(1)先加水、再加入浓硫酸(1分)(2)滴加苯乙腈(1分)球形冷凝管(1分)回流(或使汽化的反应液冷凝)(1分)便于苯乙酸析出(2分)BCE(全选对2分)(3)重结晶(1分)95%(2分)(4)取少量洗涤液、加入稀硝酸、再加AgNO3溶液、无白色浑浊出现(2分)(5)增大苯乙酸溶解度,便于充分反应(2分)教师用书专用(915)9.(2013浙江理综,8,6分)下列说法正确的是()A.实验室从海带提取单质碘的方法是:取样灼烧溶解过滤萃取B.用乙醇和浓H2SO4制备乙烯时,可用水浴加热控制反应的温度C.氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中D.将(NH4)2SO4、CuSO4溶液分别加入蛋白质溶液,都出现沉淀,表明二者均可使蛋白质变性答案C10.(2016江苏单科,16,12分)以电石渣主要成分为Ca(OH)2和CaCO3为原料制备KClO3的流程如下: (1)氯化过程控制电石渣过量、在75 左右进行。氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。生成Ca(ClO)2的化学方程式为 。提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有(填序号)。A.适当减缓通入Cl2速率B.充分搅拌浆料C.加水使Ca(OH)2完全溶解(2)氯化过程中Cl2 转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O氯化完成后过滤。滤渣的主要成分为(填化学式)。滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比nCa(ClO3)2n(CaCl2)15(填“”“”或“=”)。(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 gL-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是。答案(12分)(1)2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OAB(2)CaCO3、Ca(OH)2(3)蒸发浓缩、冷却结晶11.(2015江苏单科,19,15分)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:可溶于水、微溶于浓KOH溶液,在0 5 、强碱性溶液中比较稳定,在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为,将制备的Cl2通过装置B可除去(填化学式)。(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在0 5 进行,实验中可采取的措施是、。(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为。(4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 molL-1 KOH溶液中,(实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。答案(15分)(1)2MnO4-+16H+10Cl- 2Mn2+5Cl2+8H2OHCl(2)缓慢滴加盐酸装置C加冰水浴(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤23次后,在真空干燥箱中干燥12.(2014课标,28,15分)某小组以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 molL-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 molL-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是。(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用式滴定管,可使用的指示剂为。(3)样品中氨的质量分数表达式为 。(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将(填“偏高”或“偏低”)。(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.010-5 molL-1,c(CrO42-)为molL-1。已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为163,钴的化合价为。制备X的化学方程式为;X的制备过程中温度不能过高的原因是。答案(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2分)(2)碱酚酞(或甲基红)(每空1分,共2分)(3)(c1V1-c2V2)10-317w100%(2分)(4)偏低(2分)(5)防止硝酸银见光分解2.810-3(每空1分,共2分)(6)+3(1分)2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O(2分)温度过高过氧化氢分解、氨气逸出(2分)13.(2013江苏单科,19,15分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3 FeCO3+Na2SO4FeCO3+C6H8O7 FeC6H6O7+CO2+H2O下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL-1计算)。金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Al3+3.05.0Fe2+5.88.8(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是(填字母),原因是。a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80 下搅拌反应。铁粉的作用是。反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,得到FeSO4溶液, ,得到FeSO47H2O晶体。答案(15分)(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液12 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净(3)防止+2价的铁元素被氧化加入适量柠檬酸让铁粉反应完全(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出(5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60 饱和溶液,冷却至0 结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥14.(2013重庆理综,9,15分)某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。(1)MgCO3的分解产物为。(2)装置C的作用是,处理尾气的方法为。(3)将研究小组分为两组,按上图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解,无气泡溶解,有气泡2取步骤1中溶液,滴加K3Fe(CN)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水红色褪去先变红,后褪色乙组得到的黑色粉末是。甲组步骤1中反应的离子方程式为。乙组步骤4中,溶液变红的原因为;溶液褪色可能的原因及其验证方法为。从实验安全考虑,上图装置还可采取的改进措施是。答案(15分)(1)MgO、CO2(2)除CO2点燃(3)FeFe3O4+8H+ 2Fe3+Fe2+4H2OFe2+被氧化为Fe3+,Fe3+遇SCN-显红色假设SCN-被Cl2氧化,向溶液中加入KSCN溶液,若出现红色,则假设成立(其他合理答案均可得分)在装置BC之间添加装置E防倒吸(其他合理答案均可得分)15.(2013江苏单科,16,12分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。 (2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为。(3)滤渣2的成分是(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应:2MgSO4+C 2MgO+2SO2+CO2MgSO4+C MgO+SO2+COMgSO4+3C MgO+S+3CO利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是(填化学式)。B中盛放的溶液可以是(填字母)。a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液c.稀硝酸d.KMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:。答案(12分)(1)MgCO3+2H+ Mg2+CO2+H2O(2)2FeSO4+H2O2+H2SO4 Fe2(SO4)3+2H2O(3)Fe(OH)3(4)COd3S+6OH- 2S2-+SO32-+3H2O考点二实验方案的评价1.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是()实验目的实验操作A.制备Fe(OH)3胶体将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中B.由MgCl2溶液制备无水MgCl2将MgCl2溶液加热蒸干C.除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥D.比较水与乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中答案D2.(2016江苏单科,13,4分)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(双选)()选项实验操作和现象结论A室温下,向苯酚钠溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊碳酸的酸性比苯酚的强B室温下,向浓度均为0.1 molL-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中滴加Na2SO4溶液,出现白色沉淀Ksp(BaSO4)I2D向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液,再滴加H2O2溶液加入H2O2后溶液变成血红色Fe2+既有氧化性又有还原性答案BC12.(2014广东理综,22,6分)下列实验操作、现象和结论均正确的是(双选)()选项实验操作现象结论A向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸均冒气泡两者均能与盐酸反应B向AgNO3溶液中滴加过量氨水溶液澄清Ag+与NH3H2O能大量共存C将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中溶液变蓝Cu与稀HNO3发生置换反应D将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置下层溶液显紫红色氧化性:Fe3+I2答案AD13.(2014江苏单科,18,12分)碱式碳酸铝镁MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O常用作塑料阻燃剂。(1)碱式碳酸铝镁具有阻燃作用,是由于其受热分解需吸收大量热量和。(2)MgaAlb(OH)c(CO3)dxH2O中a、b、c、d的代数关系式为。(3)为确定碱式碳酸铝镁的组成,进行如下实验:准确称取3.390 g样品与足量稀盐酸充分反应,生成CO2 0.560 L(已换算成标准状况下)。另取一定量样品在空气中加热,样品的固体残留率(固体样品的剩余质量固体样品的起始质量100%)随温度的变化如下图所示(样品在270 时已完全失去结晶水,600 以上残留固体为金属氧化物的混合物)。根据以上实验数据计算碱式碳酸铝镁样品中的n(OH-)n(CO32-)(写出计算过程)。答案(12分)(1)生成的产物具有阻燃作用(2)2a+3b=c+2d(3)n(CO2)=0.560 L22.4 Lmol-1=2.5010-2 molm(CO2)=2.5010-2 mol44 gmol-1=1.10 g在270600 之间,失去结晶水后的样品进一步受热分解放出CO2和H2Om(CO2)+m(H2O)=3.390 g(0.734 5-0.370 2)=1.235 gm(H2O)=1.235 g-1.10 g=0.135 gn(H2O)=0.135 g18 gmol-1=7.5010-3 moln(OH-)=7.5010-3 mol2=1.5010-2 moln(OH-)n(CO32-)=1.5010-2 mol2.5010-2 mol=3514.(2014课标,36,15分)磷矿石主要以磷酸钙Ca3(PO4)2H2O和磷灰石Ca5F(PO4)3、Ca5(OH)(PO4)3等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。图(a)图(b)部分物质的相关性质如下:熔点/沸点/备注白磷44280.5PH3-133.8-87.8难溶于水,有还原性SiF4-90-86易水解回答下列问题:(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的%。(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为 。现有1 t折合含有P2O5约30%的磷灰石,最多可制得85%的商品磷酸t。(3)如图(b)所示,热法磷酸生产过程的第一步是将SiO2、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是(填化学式),冷凝塔1的主要沉积物是 ,冷凝塔2的主要沉积物是。(4)尾气中主要含有,还含有少量的PH3、H2S和HF等。将尾气先通入纯碱溶液,可除去;再通入次氯酸钠溶液,可除去。(均填化学式)(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是。答案(1)69(2)Ca5F(PO4)3+5H2SO4 3H3PO4+5CaSO4+HF0.49(3)CaSiO3液态白磷固态白磷(4)SiF4、COSiF4、HF、H2SPH3(5)产品纯度高(浓度大)15.(2014江苏单科,21B,12分)磷酸铁(FePO42H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室可通过下列实验制备磷酸铁。(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。反应加热的目的是。(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:Cr2O72-+6Fe2+14H+ 2Cr3+6Fe3+7H2O 在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、和。若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a molL-1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)=molL-1。为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是(填序号)。A.加入适当过量的H2O2溶液B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌C.加热,使反应在较高温度下进行D.用氨水调节溶液pH=7(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO42H2O。若反应得到的FePO42H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为。答案(12分)(1)加快铁与稀硫酸反应速率(2)用蒸馏水洗净用K2Cr2O7标准溶液润洗23 次6abxAB(3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)16.(2013课标,27,14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下:工业ZnO浸出液 滤液 滤液 滤饼ZnO提示:在本实验条件下,Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题:(1)反应中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为;在加高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是。(2)反应的反应类型为,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有。(3)反应形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是。(4)反应中产物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于。答案(1)Fe2+和Mn2+(2分)MnO4-+3Fe2+7H2O 3Fe(OH)3+MnO2+5H+(2分)、2MnO4-+3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+(2分)铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质(2分)(2)置换反应镍(每空1分,共2分)(3)取少量水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净(2分)(4)1(2分)17.(2013福建理综,25,15分)固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:甲:Mg(NO2)2、NO2、O2乙:MgO、NO2、O2丙:Mg3N2、O2丁:MgO、NO2、N2(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是。查阅资料得知:2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):(2)实验过程仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明。称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是;关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先,然后固定在管中固体部位下加热。观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化。待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g。取少量剩余固体于试管
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