资源描述
第1讲物质制备型实验题热点一 常见气体的实验室制法1.实验室制取氧气 N2(NH3)、N0(N02)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。(2)酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如C0(C02),可将混合气体 通过盛NaOH溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。(3)还原性杂质可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质可用还原性较强的物质 来吸收或转化。例如C02(C0),可将混合气体通过盛灼热CuO的e来除去杂质。(4)选用能与气 体中的杂质反应 生成难溶性物质 或可溶性物质的 试剂作吸收剂来 除去杂质。如 02(H2S),可将 混合气体通过盛 有CuS04溶液的 a除去杂质。2.常用干燥装 置的选择 常用干燥装置洗气瓶干燥管(或U形管)常用干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体NH3,HBr HI、H2s 等nh3C12.S02.C02.N02.HBr等题组四气体的收集装置和尾气处理装置的选择7.以下集气装置中不正确的是()A.HiS的收集 B.NO的收集 C.NH3的收集 D.CL的收集解析：H2S密度比空气大，可用向上排空气法收集，A对；NO难溶于水且易与空气中 02反应，可用排水法收集，B对；收集NH3可用向下排空气法，但橡皮塞密封管口无法收集,C错;用排饱和食盐水法收集C12,可以除C12中混有的HC1,D对。答案：C8.实验室里可按如下图所示的装置来干燥、收集气体R,多余的气体可用水吸收，则R 是()A.HC1c.coB.C12D.NH3解析：该装置只能收集密度比空气小的气体，HCK C12的密度大于空气的密度，故A.B两项均不符合题意；C0不能用排空气法收集。答案：D1.关于收集气体的两点说明(1)下列气体可采用排饱和溶液的方法收集C02饱和NaHC03溶液 S02饱和NaHS03溶液H2s饱和NaHS溶液 Cl2饱和NaCl溶液(2)如图为“万能”集气装置当瓶口向上A管进气时，可收集向上排空气法收集的气体。当瓶口向上B管进气时，可收集向下排空气法收集的气体。当瓶口向上瓶内充满液体且B管进气，可收集采用排液法收集的气体。2.尾气处理吸收溶解度较小的尾气（如C12.S02等）用图A装置。吸收溶解度较大的尾气（如HCK NH3等）用图B.C装置。（3）C0等气体可用点燃或收集于气囊中的方法除去，如图D、Eo3.用水或溶液吸收气体尾气时可采用下列装置防倒吸吸收或尾气 处理装置1.有关物质的制备，特别是有关气体的制备及性质实验是高考中考查的重要内容。学生 应掌握的气体制备实验有：三种单质（H2.02.C12）的制备;三种氢化物（HC1、H2S、NH3）的制 备；五种氧化物（C02.S02.N02.N0、C0）的制备;两种有机物（C2H4.C2H2）的制备。复习时，除 了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。2.常见气体的制取流程收集或性I装置I 一|装置|装置|质实验装置3.解答此类试题的一般程序第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图（或框图），联想熟悉的实验，观察装置图（或框图），找出每件仪 器（或步骤）与熟悉的某一实验相似的地方，分析每件仪器中所装药品的作用；第三，通读问题，整合信息作出答案，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化 学基础知识作出正确答案。题组训练题组一对气体制备方案的探究1.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，最合理的选择是（）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CaONH3H20B浓硫酸NazSO?S02NaOH溶液C稀硝酸CuN02H20D浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液解析：实验室利用CaO和浓氨水制取氨气，选择向下排空气法收集，A项错误；收集 S02时选择向上排空气法，B项正确；制取N02时选择浓硝酸和Cu反应，C项错误；MnO2氧 化浓盐酸制取C12需要加热才能发生，D项错误。答案：B2.某化学研究小组通过上网查找资料发现N2的制取有如下两种方法:方法a:加热条件下利用NH3还原CuO制得纯净的N2和活性铜粉。方法b:将空气缓慢通入灼热的铜粉制得较纯净的N2O现实验室提供如下几种装置来制取N2o（1）若按方法a制取N2时，需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述装 置_（填序号）作为发生器，该发生装置中发生反应的化学方程式为 o要制取并收集纯净的N2（允许含有少量水蒸气），还需使用到的上述装置（按气流从左到右的流向 顺序列出）（填序号）。（2）若按方法b制取N2,用装置E将空气缓慢通入（填A、B”或C”）反应 器，该反应器内可观察到的现象是,该反应的化学方程式为解析：（1）由题中所给信息可知，适用于制备气体的发生装置是B.Eo E装置的优点是 能控制反应的速率，而B装置只能一次性加入所需要的反应物，不能控制反应的速率，所以 选择E装置更好，其中发生的反应是CaO+NH3-H20=Ca（OH）2+NH3 t。用方法a制得的N2 中会含有未反应的NH3,因此还需要用试剂吸收NH3,由于NH3是一种极易溶于水的气体，所 以用排水法收集N2,即可除去N2中含有的NH3,还需要使用的装置是A.C.D。（2）利用分液漏 斗中的水将空气从烧瓶中排到装置A中，在加热条件下Cu粉与02反应，从而除去02,这样 可制得较纯净的N2,发生的反应为02+2Cu 2Cu0o答案：(1)E Ca0+NH3 H20=Ca(0H)2+NH3 f ACD(2)A 红色粉末逐渐变黑02+2Cu2Cu0QWO制备气体实验操作中的先与后装配仪器时：先下后上，先左后右。加入试剂时：先固后液。实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯。有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气。有些实验为防氧化往往最后停止通气。仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。(7)净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无气味的气体,最后除水蒸气。题组二3.环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下:OH 0现以20 mL环己醇与足量Na2Cr207和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的 粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤有(未排序)：环己醇和 环己酮的 部分物理 性质见下表：物质相对分子质量沸点()密度(g,cm3,20)溶解性环己醇100161.10.962 4能溶于水和酸环己酮98155.60.947 8微溶于水，能溶于酸a.蒸储，除去乙醴后，收集151 156 储分；b.水层用乙酸(乙叫沸点34.6,易 燃烧)萃取，萃取液并入有机层；c.过滤；d.往液体中加入NaCl固体至饱和，静置，分液；e.加入无水MgS04固体，除去有机物中少量水。回答下列问题：上述分离提纯步骤的正确顺序是(填字母)。(2)b中水层用乙醛萃取的目的是。(3)以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是A.水溶液中加入乙酸，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气C.经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层D.分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开旋 塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体(4)在上述操作d中，加入NaCl固体的作用是 o蒸储除乙醛的操作中采用的加热方式为 o(5)蒸储操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是(6)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 mL,则环己酮的产率约是 o解析：(1)提纯环己酮时首先应加入NaCl固体，使水溶液的密度增大，使水层与有机 层更容易分离开；然后水层用乙醛进行萃取，使水层中少量的有机物进一步被提取，提高环 己酮的产量，将萃取液并入有机层；再向有机层中加入无水MgS04,以除去有机物中少量的水,然后过滤，除去MgS04固体，最后再进行蒸储即可得到环己酮。(2)b中水层用乙醛萃取的目 的是使水层中少量的有机物进一步被提取，提高环己酮的产量。(3)分液漏斗振荡时应将分液 漏斗倒转过来用力振摇，A项错误；振荡时，分液漏斗中某些物质挥发变成气体，会使分液漏 斗中压强增大，所以要适时旋开旋塞放气，B项错误；经振荡放气后，应将分液漏斗固定在铁 架台上静置待液体分层，C项错误。(4)提纯环己酮时加入NaCl固体，可降低环己酮的溶解度，使水溶液的密度增大，水层与有机层更容易分离开。由于乙雁的沸点为34.6,采用水浴加 热的方式来控制加热温度。(5)蒸储操作时未通冷凝水，要停止加热，待冷却后再通冷凝水，以防冷凝管炸裂。(6)由反应方程式可计算出理论上生成环己酮的体积为mL=19.90 mL,最 后可计算出环己酮的产率为X100%=60.3%o答案：(l)dbeca(2)使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量(3)ABC(4)降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层 水浴加热(5)停止加热，冷却后通冷凝水(6)60%(或60.3%)制备有机物时需注意以下3点原料的选择与处理。制备一种物质，首先应根据目标产物的组成去寻找原料，原料的 来源要经济、易得、安全。反应原理和途径的确定。根据原料确定反应原理，要求考虑环保、节约等因素，找出 最佳制备途径。制备途径一般包括中间产物的制取、粗产品的制得及粗产品的精制等几个部 分。选择途径时应注意杂质少易除去、步骤少产率高、副反应少好控制、污染少可循环、易 提纯好分离等特点。产品的分离提纯。根据产品的性质特点选择合适的分离提纯方案。题组三气体制备与性质验证相结合的实验探究4.某学生利用如图装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应。所提供的试剂有浓盐回答下列问题:实验室制取氨气应选用的装置是(填对应字母),反应的化学方程式是(2)根据实 验目的，所选装置的连接顺序为(填装置的接口字母)：()接(),()接(0(/接(),()接(),()接(),其中，G装置的作用是氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化镂和氮气，该反应的化学方程式为其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是(4)请你评价此套装置有何缺点解析：(1)由于实验室制取氨气的化学方程式是2NH4Cl+Ca(0H)2 CaC12+2H20+2NH3 t,而试剂都是固体，所以制取装置应选用Co(2)由于该实验的目的是探究纯净干燥的氯气 与氨气之间的反应，则需制取干燥的氨气和干燥的氯气，由题给f、g的位置知，通过f管向 E中通氨气，通过g管向E中通氯气，则所选装置的连接顺序为：cf df ef f,gff i j 一k-b。(3)氯气和氨气在常温下发生反应的化学方程式为：8NH3+3C12=6NH4C1+N2,其 中氧化剂与还原剂的物质的量之比是3：2O由于氯气与氨气都有毒，不能直接排放到大气中,所以该套装置缺少尾气吸收装置，易造成空气污染。答案：(1)C 2NH4C1+Ca(OH)2 CaC12+2H20+2NH3 f(2)c d e h i j k b吸收CL中混有的HC1杂质(3)8NH3+3C12=6NH4C1+N2 3：2(4)缺少尾气吸收装置，易造成空气污染5.某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。溶液 氢氧化钠请按要求填空:(任写两种即可)。(1)利用B装置可制取的气体有(2)A.C.E 相 连后的装置 可用于制取C12并进行相 关的性质实 验。若在丙中 加入适量水，即可制得氯 水。将所得氯 水分为两份，进行I、n两 个实验，实 验操作、现象 及结论如表 所示：实验操作现象结论请你评价实验i、n的结论是否合理？若不合理，请说明理由:实验序号I将氯水滴入品红溶液溶液褪色氯气与水反应的产物有漂白性II向氯水中加入碳酸氢钠粉末产生气泡氯气与水反应的产物具有酸性(3)B.D.E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上)，可制得N02并进 行有关实验。B中发生反应的化学方程式为欲用D装置验证N02与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹,再打开 止水夹，使烧杯中的水进入试管丁的操作是解析：(DB装置可用于块状不溶于水的固体与液体反应制取气体，故可用锌粒与稀 H2s04反应制取H2,也可用大理石与盐酸反应制取C02等。(2)A装置制取C12使用的浓盐酸 具有挥发性，有一部分被氯水吸收，使氯水呈酸性，可与NaHC03反应产生C02,故实验H的 结论不合理。(3)铜与浓HN03反应放出N02,收集于试管丁中然后用微热法使N02与水接触从 而使水倒流进入试管丁中。答案：(1)H2.C02(其他合理答案均可)(2)实验I结论合理，实验H结论不合理，制取的氯气中含有HC1气体，HC1溶于水后能 与NaHC03粉末反应产生气泡，不能说明酸性是氯气与水反应造成的(3)Cu+4HN03(M)=Cu(N03)2+2N02 t+2H20a、b c双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出，N02与水接触后即可引发烧杯 中的水倒流进入试管丁中此类题综合考查了气体的制备及其性质，这类实验是中学化学实验的重要内容，它涉 及试剂的选择与取用、仪器的选择与组装、物质的加热等多种基本实验操作，具有较强的综 合性。一般设计思路：制气一除杂一干燥一主体实验一尾气处理等。我们在解题时要注意5个方面的问题：(1)试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据制气原理，选择方便、经济、安全的试 剂，尽量做到反应的速率要适宜，且所得气体比较纯净。(2)装置的选择：由反应物的状态、反应条件、所制备气体的性质及量的多少决定。装置应根据实验设计的思路分为气体的发生装置一除杂装置一干燥装置一主体实验装置(收集)尾气处理装置。(3)仪器的装配：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先塞好后固定；先检验装置的 气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；有可燃气体参与的实验开始时，先验纯，再 点灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，先洗气后干燥，干燥管应“大”进“小”出。(4)气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。(5)尾气处理：有毒污染环境的气体需处理，无毒不污染环境的气体直接排入空气中。常 见的处理方法：燃烧法(如CH4、C2H2、H2、CO等)，碱液吸收法(如C12、N02、H2S、S02等)，水溶法(如HC1、NH3等)。第2讲 化学工艺流程型实验题1.无机化工流程题的特点(1)试题源于社会实际，充分利用生产、生活中的鲜活实例为载体，使问题情境真实，体 现化学学科与工业生产和日常生活的紧密联系，能激发学生学习化学的兴趣。(2)以解决化学实际问题为思路进行设问，考查学生运用化学反应原理及相关知识解决 化工生产中实际问题的能力，培养学生理论联系实际、学以致用的学习品质。(3)试题内容丰富，涉及的化学知识面广、综合性强、思考容量大，考查学生化学知识的 掌握情况和应用化学知识解决有关问题的能力。(4)试题新颖，信息阅读量大，考查学生的阅读能力、资料收集处理能力和知识迁移能 力。2.无机化工流程题的结构化学工艺流程题的结构分为题引、题干和题设三部分。(1)题引就是用引导性的语言，简单介绍该工艺生产的目的、原料、产品，有时还提供相 关表格、图像等参考数据或信息；(2)题干主要是用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；(3)题设是根据生产过程中涉及的化学知识设计成系列问题，要求考生依据化学原理进 行分析解答。3.无机化工流程题的解题思路解题时首先要明确原料和产品(包括副产品)，即箭头进出方向，其次依据流程图分析反 应原理，紧扣信息，搞清流程中每一步发生了什么反应一一知其然，弄清有关反应原理，明 确目的(如沉淀反应、除杂、分离)一一知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息 的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基 本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。题组训练题组一制备型化工流程题1.(2013 新课标全国卷n,27)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(H)、Mn(II),Ni(II)等杂质的流程如下：-TW 7 c稀硫酸、日山、而 调pH约为5 过滤、山、.z 过滤、击、病NazC?过滤、出工业 如0 3-投出液适量高镒酸钾溶液 一滤液卷-滤液云-7虑饼-Zn。提示：在本实验条件下，Ni(H)不能被氧化；高镒酸钾的还原产物是Mn02。回答下列问题：反应中除掉的杂质离子是,发生反应的离子方程式为_9在加高镒酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是 o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ZnC03-xZn(0H)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煨烧后可得 到产品8.1 g,则x等于 o解析：第步酸浸，得到Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+；第步氧化，MnO将Fe2+氧化为Fe3+而易于形成Fe(OH)3沉淀，同时MnO与Mn2+发生归中反应生成MnO2沉淀；第 步加Zn,Zn与滤液中的Ni2+、H+发生置换反应，Ni经过滤而除去；第步加碳酸钠沉 淀Zn2+；第步燃烧ZnC03o(4)11.2 g ZnCO3 xZn(OH)2第烧后得到8.1 g ZnO,可求得x=lo答案：Fe2+和 Mn2+MnO+3Fe2+7H2O=3Fe(OH)3!+MnO2!+5H+、2MnO+3Mn2+2H2O=5MnO2 I+4H+铁离子和镒离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和镒杂 质(2)置换反应银(3)取少量水洗液于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴入硝酸钢溶液，若无白色沉淀生 成，则说明沉淀已经洗涤干净(4)1物质制备型化工生产流程题的主线2.(2013 新课标全国卷I,27)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂 离子电池正极材料有钻酸锂(LiCo02)、导电剂乙快黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极 发生的反应为6C+xLi+xe-=LixC6o现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属 资源(部分条件未给出)。水相(Li2s溶液)有机相T反萃明匚NaOH溶液正极碱浸废旧 锂离子电池滤液固体 滤渣一目画胆酰嚣，H2s。4、H2o2,有机相一再生回用水相(CoS。,溶液)属卜国LcoCQ固体 NH4HCO3 溶液回答下列问题：(l)LiCo02中，Co元素的化合价为 o(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式。(3)“酸浸”一般在80 C下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式:;可用盐酸代替H2S04和H202的混合液，但缺点是写出“沉钻”过程中发生反应的化学方程式：o(5)充放电过程中，发生LiCo02与LilxCo02之间的转化，写出放电时电池反应方程式上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有(填化学式)。解析：从工艺流程入手，结合元素化合物性质、氧化还原反应原理分析解答问题。(l)LiCo02中Li为+1价，。为一2价，故Co元素的化合价为+3价。(2)正极碱浸过程中，导电剂中A1箔与NaOH溶液反应，离子方程式为2A1+20H-+2H20=2A10+3H2 f 0(3)由流程知：正极碱浸一过滤一滤渣中，反应物LiCo02加入H2S04.H202后，产物有 L12S04.CoS04,分析该反应知Co由+3+2(CoS04中Co显+2价)，化合价降低，则只能是 H202中0元素化合价升高生成02。配平(电子守恒、原子守恒)该化学方程式得：2LiCo02+3H2S04+H202 Li2S04+2CoS04+02 f+4H20,反应温度在 80,H202 易发生分解反应 2H202 2H20+02 t；盐酸既具有酸性又具有还原性，盐酸中的C1被氧化生成氯气，氯气有 毒，能污染空气。(4)由流程知“沉钻”反应物为CoS04和NH4HC03,产物有CoC03,CoC03中CO来自HC0 的电离(HCO H+C0),由于Co2+结合C0使HC0电离平衡正向移动，溶液中c(H+)增大，一部分HC0发生反应：HCO+H 十二二二H20+C02 t。故反应方程式为CoS04+2NH4HC03=CoC03!+(NH4)2S04+C02 f+H20o(5)依据充电时正极的物质变化，可写出放电时的电极反应：L ii-Xo02-xe+Li+=LiCo02依据负极充电的电极反应，写出放电时电极反应。LixC6 xe=6C+xLi+,以上两个电极反应相加，即得总方程式。(6)“放电处理”的一个重要目的是“回收锂”，Li+要沉积正极。解答这一问题的关键 是Li+怎样沉积在正极上的。放电时，离子运动的方向是“正向正，负向负”。从流程的最终产物上很容易找到回收的金属化合物：Al(0H)3、CoC03和Li2s04。答案：(1)+3(2)2A1+20H-+2H20=2A10r+3H2 t(3)2LiCo02+3H2S04+H202 Li2S04+2CoS04+02 f+4H20、2H202 2H20+02 f 有氯气 生成，污染较大(4)CoS04+2NH4HC03=CoC03 I+(NH4)2S04+H20+C02 t(5)Lii-Xo02+LiX6=LiCo02+6C(6)Li+从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中A1(OH)3.CoC03.Li2S04(ZW该类题主要考查考生运用化学平衡、化学反应与能量、电化学理论知识来解决化工生 产中实际问题的能力。解答此类型题目的基本步骤：(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。(2)分析流程中的每一步骤所包含的化学原理，如每一步骤中反应物是什么，发生了什么反应，该反应的生成物是什么，对制备产品有什么作用。(3)从题中获取信息，运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件。题组三3.新型高效絮凝剂Fe(0H)S04(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量 氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：稀 HQ NaHCO3 稀 H2s0八 NaNO2滤渣-已知：部分阳离子 以氢氧化物形式沉 淀时溶液的pH如表 所示：沉淀物Fe(0H)3Fe(OH)2Al(OH)3开始沉淀时的pH2.37.53.4完全沉淀时的pH3.29.74.4请回答1二列问题：加入少量NaHC03的目的是调节溶液的pH,使溶液中的 沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是。(2)在实际生产中，反应H常同时通入02以减少NaN02的用量，02与NaN02在反应中均 作 o若参与反应的02有11.2 L(标准状况)，则相当于节约NaN02的物质的量为碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(0H)2+离子可部分水解生成Fe2(0H)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国该药物 的相关质量标准，产品中不得含有Fe2+和NO o为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用 的试剂为(填序号)。A.氯水 B.KSCN溶液C.NaOH溶液 D,酸性KMnO4溶液解析：(1)稀H2S04浸取废铁屑后所得的溶液中含Fe2+和少量A13+,根据工艺流程 可知该步操作是为保留Fe2+,除去A13+,故加入少量NaHCO3调节溶液pH可以使A13+沉 淀而除去，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应H通入的02与NaN02均作氧化剂，根 据得失电子守恒，可以计算出标准状况下11.2 L 02与2 moi NaN02得到的电子数相等。(3)依据原子守恒及电荷守恒可以写出Fe(0H)2+水解生成Fe2(0H)42+的离子方程式：2Fe(0H)2+2H20 Fe2(0H)42+2H+o(4)因产品中含 Fe3+,检验 Fe2+时不能采用加氯水和KSCN溶液的方法，也不能加NaOH溶液，Fe(0H)3会对检验Fe2+产生干扰；可以 用酸性KMnO4溶液检验Fe2+的存在，如含Fe2+,则滴入几滴酸性KMnO4溶液后，溶液紫色 会褪去。答案：(DA13+加快化学反应速率(2)氧化剂2 mol(3)2Fe(OH)2+2H20.-：Fe2(OH)42+2H+(4)DCOW)元素化合物型化工流程题的特点元素化合物型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查元素及其化合物性质、物质结构、元素周期律和氧化还原反应等知识。通过仔细阅读，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，进而明确生产目的一一制备什么物质，找到制备物质 所需的原料，提取有用信息一一反应方程式、物质的稳定性及溶解性等，然后利用所学知识 进行解答。第3讲探究型实验题 热点一物质性质的探究与评价1.无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想,细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素 化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。2.在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而 研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。题组训练题组一未知产物的探究与评价1.实验室中需要22.4 L（标准状况）S02气体。化学小组同学依据化学方程式Zn+2H2so4（浓）ZnS04+S02 f+2H20 计算后，取 65.0 g 锌粒与 98%的浓 H2S04（p=1.84 g cm 3）110 niL充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。（1）化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是（填分子式）。产生这种 结果的主要原因是（用化学方程式和必要的文字加以说明）。（2）为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体 进行探究。A BCD E装置B中加入的试剂，作用是 o装置D加入的试剂,装置F加入的试剂 o可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是 OU形管G的作用为答案：（1）H2随着反应的进行，硫酸浓度降低，致使锌与稀硫酸反应生成H2,Zn+H2S04=ZnS04+H2 f（2）NaOH溶液（或酸性KMnO4溶液，其他合理答案也可）除去混合气体中的S02浓 硫酸 无水硫酸铜 装置E玻璃管中黑色CuO粉末变红色，干燥管F中无水硫酸铜变蓝色防止空气中的H20进入干燥管F而影响杂质气体的检验1.物质检验的三原则 一看（颜色、状态）二嗅（气味）三实验（加试剂）2.根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为三类（1）生成气体，如NH（加碱）、CO（加酸）的检验。生成沉淀，如Cl、SO、Fe2+的检验。显特殊颜色，如Fe3+的检验，Na+、K+的焰色反应。3.根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类红棕色为NO2观察颜色黄绿色为Cb、无色气体，打开瓶塞，瓶口出现红棕色为NO试纸检验：如C12能使湿润KI-淀粉试纸变蓝，NH3能使湿润红色石蕊试纸变蓝。（3）溶液检验：如澄清石灰水、品红溶液检验CO2.SO2。（4）点燃法:如02、H2、CH4的检验。题组二物质性质的探究与评价2.有文献记载：在强 碱性条件下，加热银氨 溶液可能析出银镜。某 同学进行如下验证和对 比实验。装置实验序号试管中的药品现象 2 mol*L1 18.4 mol*L 1)设计实验方案，研究影 响反应速率的因素。(1)甲同学的实验报告如表所实验现象实验结论该同学的实验目的是示：实验步骤取三份等体积的2 mol 硫酸于试管中；分别投入 大小、形状相同的Cu、Fe、Mg反应产生气泡的速率大小：MgFeCu反应物的性质越活泼，反应 速率越大要想得出正确的实验结论，还需要控制的实验条件是(2)乙同学为了能精确地研究浓度对反应速率的影响，在相同温度下利用如图所示装置 进行定量实验。完成该实验应选用的实验药品是应该测定的实验数据是实验二：已知 2KMn04+5H2C204+3H2S04=K2S04+2MnS04+8H20+10C02 f,在开始一 段时间内反应速率较小，溶液褪色不明显，但反应一段时间后，溶液突然褪色，反应速率明 显增大。(3)针对上述实验现象，某同学认为该反应放热，导致溶液的温度升高，从而使反应速 率增大。从影响化学反应速率的因素看，你认为还可能是 的影响。(4)若要用实验证明你的猜想，除酸性高镒酸钾溶液、草酸溶液外，还可以在反应开始时 加入(填序号)。A.硫酸钾 B.硫酸镒C.氯化镒 D.水解析：(1)甲同学研究的是几种不同金属与同浓度的硫酸反应的速率大小，因此可确 定研究的是反应物本身的性质对反应速率的影响。研究时必须保证外界条件相同，现有的条 件是浓度相同、压强相同、没有使用催化剂，故只要再控制温度相同即可。(2)乙同学可以选择两种不同浓度的酸与金属反应。Cu与硫酸不反应，Mg与硫酸反应太 快，故选择Fe。而常温下Fe遇18.4molL1的硫酸时会发生钝化，故只能选择0.5 molL1和2moiL1的硫酸。该反应产生的是氢气，反应速率又与时间有关，故需要测定的数 据是产生相同体积氢气所需的时间或相同时间内产生氢气的体积。（3）随着反应进行，反应物的浓度越来越小，反应在敞口容器中进行，故可排除压强的 影响，因此可猜想是由于催化剂的影响，此催化剂只能来源于生成物，故为Mn2+。（4）C中Cl 易与KMnO4发生氧化还原反应，故只能选B。答案：（1）比较反应物本身的性质对反应速率的影响 温度相同（2）Fe、0.5 mol 和2 mol-L-1的硫酸 产生相同体积氢气所需的时间（或相同时间 内产生氢气的体积）（3）Mr?+的催化作用（或催化剂）（4）Bdwi.变量控制探究实验题的解题策略解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影 响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。思路总结空白实验：实验变量 无专变量反应变量（对照组）对照分析一实验设计实验：操纵实验控制无关 检测反应I 结论（实验组）变量 变量 变量 J2.规律探究实验题的解题策略物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族 元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应（如置换反应）规律，物质的酸（碱）性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。热点三对反应原理的探究与评价化学反应原理是高中化学中的重要知识点，它主要包括化学与能量变化、化学反应 速率与化学平衡、电解质溶液、电化学等知识，在高考中占有重要的地位。探究化学反应原 理的实验一般考查教材中没有讲过的知识，是对教材知识的延伸，主要研究化学反应发生的 条件、反应的可能性、反应中的能量变化、反应发生的原理等方面，涉及的内容比较广泛，基 本都在n卷中进行综合考查。题组训练题组一1.某研究小组进行Mg（0H）2沉淀溶解和生成的实验探究。向2支盛有1 mL 1mol,L 1加入试剂实验现象(1)从沉淀溶解平衡的角度解释实验I的反应过程：的MgC12溶 液中各加 入10滴2 mol,L 1 NaOH,制 得等量Mg(0H)2 沉 淀；然后分 别向其中 加入不同 试剂，记 录实验现 象如下表：实验序号I4 mL 2 mol L-1 HC1 溶液沉淀溶解II4 mL 2 mol L-1 NH4C1 溶液沉淀溶解(2)测得实验II中所用NH4C1溶液显酸性(pH约为4.5),用离子方程式解释其显酸性的原 因：_(3)甲同学认为应补充一个实验：向同样的Mg(0H)2沉淀中加4 mL蒸储水，观察到沉淀 不溶解。该实验的目的是(4)同学们猜测实验H中沉淀溶解的原因有两种：一是NH4cl溶液显酸性，溶液中的H+可以结合0H一,进而使沉淀溶解；二是(5)乙同学继续进行实验：向4 mL 2 moi L-1 NH4C1溶液中滴加2滴浓氨水，得到pH 约为8的混合溶液，向同样的Mg(0H)2沉淀中加入该混合溶液，观察现象。实验结果证明(4)中的第二种猜测是成立的，乙同学获得的实验现象是乙同学这样配制混合溶液的理由是解析：(1)Mg(OH)2 沉淀存在溶解平衡：Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+20H-(aq),加入盐 酸，c(0H)减小，平衡正向移动。(2)由于NH水解，NH4cl溶液显酸性。(3)实验I、II两 种溶液中含有溶剂水，补充实验是为了排除溶剂水使沉淀溶解的可能性。(4)第二种可能是加 入NH4cl溶液，NH与0H一结合为NH3弱20,溶液中c(0H)减小，溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+20H(aq)正向移动，沉淀溶解。答案：(l)Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+20H-(aq),盐酸中的 H+与 OH一中和使得 OH一浓度减小，平衡右移，沉淀溶解(2)NH+H2O-NH3 H2O+H+(3)排除实验I、II中溶剂水使沉淀溶解的可能性(4)溶液中c(NH)较大，NH结合0H 使沉淀溶解(5)沉淀溶解 混合溶液显碱性，c(H+)非常小，c(NH)较大，能确定是NH结合0H 一使沉淀溶解cos常见的化学反应类型可分为无机反应和有机反应。无机反应主要有复分解、化合、分 解、置换等反应，有机反应主要有取代、加成、加聚、还原、氧化、缩聚等反应。在探究反 应类型时要根据具体反应的特征，采取相应的方法。题组二2.为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能和过氧化钠反应”，某课题研究小组的同 学设计了如图所示实验装置，分别进行了甲、乙两次实验：I n in实验甲：干燥的C02和Na202反应在干燥的试管H中装入Na202,通入C02之前，关闭K1和K2。在试管I内装入试剂X后，打开K1和K2,通入C02,几分钟后，将带火星的木条插入试管HI的液面上方，观察到木条不 复燃，且H中固体的淡黄色没有变化。实验乙：潮湿的C02和Na202反应在试管I内装入试剂Y,其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且H中固体由淡黄色变 为白色。请回答下列问题：(1)装入Na202后，通入C02前，关闭K1和K2的目的是。(2)实验甲中，试剂X是,其作用是；实验乙中，试剂Y是(3)根据上述两种实验现象，得到的结论是 o(4)试管HI中NaOH溶液的作用是 o(5)C02和Na202的反应机理可用示踪原子分析法加以证明，请完成下列反应：Na2O2+C18O2+H 20-解析：Na202不仅能与C02反应，也能与H20反应，因此在通入C02前应保证Na202不 能与H20接触，故应关闭K1和K2。实验甲是为了探究干燥的C02是否与Na202反应，因此通 入的C02必须先干燥，故试管I中应装浓硫酸。而实验乙是为了探究潮湿的C02是否与Na202 反应，因此通入的C02必须先润湿，故试管I中应装水。从上述两种实验现象可以看出，干 燥的C02与Na202不反应。从试管HI中出来的气体含有未反应完的C02,其会干扰带火星木条 的复燃，故应除去。从以上实验可以看出，只有潮湿的C02才能与Na202反应，其反应原理 应为C02与H20反应形成H2c03后，再与Na202反应，即相当于强酸制取弱酸，然后H202发 生分解生成02 o答案：(1)防止试管I和试管HI中的水蒸气与Na202反应(2)浓硫酸干燥C02水(3)干燥的C02与Na202不反应，潮湿的C02才能与Na202反应(4)吸收未反应的C02(5)2Na202+2C1802+2H280=2Na2C1803+2H20+02有些化学反应看上去是一步反应，但实际上却经历了多步。虽然整个化学变化所发生 的物质转变可能很明显，但为了探究这一过程的反应机理，常常需要实验来验证。近年来，有的试卷中出现了探究反应机理的题目，这些题目主要来源于教材，是对教材知识的拓展，既有无机反应原理类，也有有机反应原理类，如酯化反应、烷燃的取代反应、烯燃的加成反 应、过氧化钠与水或C02的反应、铝与碱的反应、铜与浓硫酸的反应等。因此考生在平时复 习中要多思考，多问几个为什么。在解答这类题目时要认真分析实验现象，寻找
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
