高三化学一轮练出高分102物质制备与工艺流程分析型实验题.doc

1实验室常用强氧化剂(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸的方法来制备氯气，某研究性学习小组欲探究用Na2O2与浓盐酸制备并检验氯气。供选用的实验试剂及装置如下图所示(部分导管、蒸馏水略)。aNa2O2b浓盐酸c碱石灰dNaOH溶液e淀粉KI溶液fCaCO3g石蕊试液h饱和NaCl溶液(1)写出用Na2O2与浓盐酸制备氯气的化学方程式_。(2)下表中的装置组合最合理的是_(填序号，需考虑实验结束撤除装置时残留有害气体的处理)。组合制备装置净化装置检验装置/试剂尾气处理装置A/eB/gC/eD/g(3)尾气经处理后仍有较多气体排出，其主要原因可用化学方程式表示为_。(4)某小组成员建议用双氧水代替过氧化钠进行实验更好，请你给出两条合适的理由：_，_。答案(1)Na2O24HCl=2NaClCl22H2O(2)D(3)2Na2O22H2O=4NaOHO2(或4Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2)(4)Na2O2能与水反应，会使原料的利用率降低双氧水比Na2O2更经济产生等量的Cl2，用双氧水消耗盐酸的量少Na2O2能与水反应，生成的NaOH能与盐酸反应Na2O2能与水反应，生成的NaOH吸收了Cl2(填写其中任意两条即可)解析Na2O2具有强氧化性，能把Cl氧化成Cl2，制备时应把浓盐酸滴到Na2O2固体上，所以应选作为制备装置，装置可观察导气管是否堵塞，利用KI淀粉溶液或石蕊试液检验Cl2，根据装置应选择/g，可用NaOH溶液吸收Cl2。在此实验中，不可避免Na2O2和水反应生成Cl2。2次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2HCHO2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛，已知次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120 以上发生分解。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：步骤1：在烧瓶中(装置如图所示)加入一定量Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在8090 下，反应约3 h，冷却至室温，抽滤。步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶，抽滤。(1)仪器A的名称为_，冷凝管进水口_(填“a”或“b”)，装置C的作用是_。(2)步骤2中，应采用何种加热方式_，优点是_；冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有_(填化学式)。(3)在抽滤操作中，仪器除抽气泵、烧杯、玻璃棒、布氏漏斗外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器(或装置)有_。抽滤所用的滤纸应略_(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径，并将全部小孔盖住。(4)步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是_。答案(1)三颈烧瓶a吸收二氧化硫，并防止倒吸(2)水浴加热均匀受热、容易控制温度HCHO(3)抽滤瓶、安全瓶小于(4)防止产物被空气氧化解析(1)由于冷凝管的作用是冷凝回流，所以冷凝水应从下口通入。(2)根据次硫酸氢钠甲醛的分解温度应选择水浴加热，水浴加热均匀，且容易控制；由于HCHO易挥发，应使HCHO回流再利用。(4)由于次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，所以蒸发浓缩时不能在敞口容器中进行。3绿矾(FeSO47H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法：查询资料，得有关物质的数据如下表：25 时pH值饱和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS开始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3，可选用的试剂为_。AKSCN溶液 BNaOH溶液CKMnO4溶液 D苯酚溶液(2)操作中，通入硫化氢至饱和的目的是_；在溶液中用硫酸酸化至pH2的目的是_。(3)操作的顺序依次为_、冷却结晶、_。(4)操作得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：除去晶体表面附着的硫酸等杂质；_。答案(1)AD(2)除去溶液中的Sn2，并防止Fe2被氧化防止Fe2生成沉淀(3)蒸发浓缩过滤洗涤(4)降低洗涤过程中FeSO47H2O的损耗解析(1)检验Fe3可用KSCN或苯酚溶液。(2)操作中，通入H2S至饱和时，SnS完全沉淀且能防止Fe2被氧化(因为2价硫的还原性更强)，加入H2SO4，至pH2，可以防止Fe2生成沉淀。由于绿矾中带有结晶水，所以应采取蒸发浓缩，冷却结晶的方法，在洗涤沉淀时，用冰水洗涤可降低FeSO47H2O的溶解度。4化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气，因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌。同时，由于粗锌中还含有铁等杂质，使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁，为了充分利用制氢废液，常用其制备皓矾(ZnSO47H2O)。某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾。制备皓矾的实验流程如下图所示。已知：开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0，试回答下列问题：(1)加入的试剂，供选择使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等，最好选用_，其理由是_。(2)加入的试剂：供选择使用的有：a.Zn粉、b.ZnO、c.Zn(OH)2、d.ZnCO3、e.ZnSO4等，可选用_。(3)从晶体1晶体2，该过程的名称是_。(4)在得到皓矾时，向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是_。答案(1)20%的H2O2将制氢废液中的Fe2氧化成Fe3，同时避免引入新的杂质(2)bcd(3)重结晶(4)为了冲洗掉晶体表面的杂质离子；防止晶体溶解，影响产率解析(1)根据Fe3、Fe2、Zn2沉淀的pH值，为了沉淀Fe3、Fe2而不沉淀Zn2，应用H2O2，把Fe2氧化成Fe3。(2)为了促进Fe3水解应降低H的浓度，但不能引入杂质离子，所以应加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3，但不能使用Zn粉，因为是从制H2的废液中制得皓矾。(3)由于晶体I不纯，所以应采取重结晶的方法。(4)在洗涤皓矾时，为了减少损失，可用酒精洗涤。5加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下性质稳定，加热至560 开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。工业生产碘酸钾的流程如下：(1)已知步骤反应器发生的反应中，单质碘和氯酸钾的物质的量之比为611，则反应器中发生反应的化学方程式为_。(2)步骤中调节pH10的目的是_。参照碘酸钾的溶解度：温度/20406080KIO3 g/100 g H2O8.0812.618.324.8操作的方法是_。(3)检验加碘食盐中的碘元素，学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应，然后用四氯化碳检验生成的碘单质时，甲应观察到的明显现象有_。学生乙对纯净的NaCl进行了如下实验：取1 g纯净的NaCl，加3 mL水配成溶液，然后滴入5滴淀粉溶液和1 mL 0.1 molL1 KI溶液，振荡，溶液无变化，然后再滴入1滴1 molL1的H2SO4，振荡，一段时间后溶液变浅蓝色。请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示_。(4)学生丙查阅有关食品碘强化剂的资料后知道，碘酸钙也是一种允许使用的食品碘强化剂，它是一种白色结晶或结晶性粉末，难溶于水和乙醇。丙同学在氯化钙溶液中加入理论量的碘酸钾溶液，反应生成的沉淀经水洗后，室温下干燥得碘酸钙晶体，加热至160540 变成无水物，此时固体质量为原晶体质量的78.3%，写出制备碘酸钙晶体的离子方程式：_；检验沉淀已经洗涤干净的方法是_。答案(1)6I211KClO33H2O=6KH(IO3)25KCl3Cl2(2)使KH(IO3)2转化为KIO3蒸发结晶(3)液体分层，下层液体呈现紫红色4I4HO2=2I22H2O(4)Ca22IO6H2O=Ca(IO3)26H2O在最后一次洗涤液中加入硝酸银溶液，若无白色沉淀说明已经洗涤干净解析(2)KH(IO3)2可以和碱反应，所以当pH10时，可以使KH(IO3)2转化为KIO3，由于KIO3的溶解度受温度的影响较大且分解温度较高，所以采取蒸发结晶的方法。(3)KIO3和KI在酸性条件下发生氧化还原反应生成I2，加入CCl4，下层呈紫红色。在酸性条件下，I可被空气中的O2氧化成I2，所以当加入淀粉溶液时呈蓝色。(4)设Ca(IO3)2xH2O，根据题意：100%78.3%，x6，所以Ca22IO6H2O=Ca(IO3)26H2O检验沉淀是否洗净，应取最后一次洗涤液。