1、 化学实验综合题 2019年高考真题 1.[2019新课标Ⅰ] 硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下: 回答下列问题: (1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是_________________。 (2)步骤②需要加热的目的是_________________,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是_________________。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为_________________(填标号)。 (3)步骤③
2、中选用足量的H2O2,理由是_______________。分批加入H2O2,同时为了_________________,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤⑤的具体实验操作有______________,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时,失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为______________。 【答案】(1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C (3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5
3、NH4Fe(SO4)2·12H2O 【解析】(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,油污在碱性条件下容易水解,所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗; (2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率;温度保持80~95 ℃,由于保持温度比较恒定且低于水的沸点,故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C装置; (3)步骤③中选用足量的H2O2,H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,且H2O2的还原产物为H2O,不会引入新的杂质,故理由是:将Fe2+全部氧化为Fe3
4、不引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分量加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5; (4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤为:加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤); (5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙xH2O,其相对分子质量为266+18x,1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18=27,则27/(266+18x)=5.6%,解得x=12,则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2∙12H2O。 2.[2019新课标Ⅱ] 咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等
5、作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10−6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。 索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题: (1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是______________,圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒______________。 (2)提取过程不可选用明火直接加热,原
6、因是______________,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是______________。 (3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是______________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有______________(填标号)。 A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.接收瓶 D.烧杯 (4)浓缩液加生石灰的作用是中和_______和吸收_______。 (5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,
7、该分离提纯方法的名称是______________。 【答案】(1)增加固液接触面积,提取充分 沸石 (2)乙醇易挥发,易燃 使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高) (3)乙醇沸点低,易浓缩 AC (4)单宁酸 水 (5)升华 【解析】(1)萃取时将茶叶研细可以增加固液接触面积,从而使提取更充分;由于需要加热,为防止液体暴沸,加热前还要加入几粒沸石; (2)由于乙醇易挥发,易燃烧,为防止温度过高使挥发出的乙醇燃烧,因此提取过程中不可选用明火直接加热;根据题干中的已知信息可判断与常规的萃取相比较,采用索式提取器的优点是使用溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高); (
8、3)乙醇是有机溶剂,沸点低,因此与水相比较乙醇作为萃取剂的优点是乙醇沸点低,易浓缩;蒸馏浓缩时需要冷凝管,为防止液体残留在冷凝管中,应该选用直形冷凝管,而不需要球形冷凝管,A正确,B错误;为防止液体挥发,冷凝后得到的馏分需要有接收瓶接收馏分,而不需要烧杯,C正确,D错误,答案选AC。 (4)由于茶叶中还含有单宁酸,且单宁酸也易溶于水和乙醇,因此浓缩液中加入氧化钙的作用是中和单宁酸,同时也吸收水; (5)根据已知信息可知咖啡因在100℃以上时开始升华,因此该分离提纯方法的名称是升华。 3.[2019新课标Ⅲ]乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的
9、一种方法如下: 水杨酸 醋酸酐 乙酰水杨酸 熔点/℃ 157~159 -72~-74 135~138 相对密度/(g·cm﹣3) 1.44 1.10 1.35 相对分子质量 138 102 180 实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作。 ①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。 ②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。 ③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固
10、体。 ④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。 回答下列问题: (1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号) A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉 (2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有________(填标号),不需使用的_______________________(填名称)。 (3)①中需使用冷水,目的是______________________________________。 (4)②中饱和碳酸氢钠的作用是_________________________________,以便过滤除去难溶杂质。 (5)④采用的纯化方法为_______
11、 (6)本实验的产率是_________%。 【答案】(1)A (2)BD 分液漏斗、容量瓶 (3)充分析出乙酰水杨酸固体(结晶) (4)生成可溶的乙酰水杨酸钠 (5)重结晶 (6)60 【解析】(1)因为反应温度在70℃,低于水的沸点,且需维温度不变,故采用热水浴的方法加热; (2)操作①需将反应物倒入冷水,需要用烧杯量取和存放冷水,过滤的操作中还需要漏斗,则答案为:BD;分液漏斗主要用于分离互不相容的液体混合物,容量瓶用于配制一定浓度的溶液,这两个仪器用不到。 (3)反应时温度较高,所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出; (4)乙酰水杨酸难溶于水
12、为了除去其中的杂质,可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠,以便过滤除去杂质; (5)每次结晶过程中会有少量杂质一起析出,可以通过多次结晶的方法进行纯化,也就是重结晶; (6)水杨酸分子式为C7H6O3,乙酰水杨酸分子式为C9H8O4,根据关系式法计算得: C7H6O3~ C9H8O4 138 180 6.9g m m( C9H8O4)=(6.9g×180)/138=9g,则产率为。 4.[2019天津] 环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下: 回答下列问题: Ⅰ.环己烯的制备与提纯 (1)原料环己醇中若含苯酚杂质,检验试剂
13、为____________,现象为__________________。 (2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 ①烧瓶A中进行的可逆反应化学方程式为________________________,浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因为________________________(填序号)。 a.浓硫酸易使原料炭化并产生 b.污染小、可循环使用,符合绿色化学理念 c.同等条件下,用比浓硫酸的平衡转化率高 ②仪器B的作用为____________。 (3)操作2用到的玻璃仪器是____________。 (4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装
14、蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,____________,弃去前馏分,收集83℃的馏分。 Ⅱ.环己烯含量的测定 在一定条件下,向环己烯样品中加入定量制得的,与环己烯充分反应后,剩余的与足量作用生成,用的标准溶液滴定,终点时消耗标准溶液(以上数据均已扣除干扰因素)。 测定过程中,发生的反应如下: ① ② ③ (5)滴定所用指示剂为____________。样品中环己烯的质量分数为____________(用字母表示)。 (6)下列情况会导致测定结果偏低的是____________(填序号)。 a.样品中含有苯酚杂质 b.在测定过程中部分环己烯挥发 c.标准溶液部分被氧化
15、 【答案】(1)溶液 溶液显紫色 (2)① a、b ②减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗、烧杯 (4)通冷凝水,加热 (5)淀粉溶液 (6)b、c 【解析】 【分析】I.(1)检验物质时通常是利用该物质的特殊性质,或利用不同物质间的性质差异。苯酚能与氯化铁溶液发生显色反应而醇不能,可依此设计用氯化铁溶液检验苯酚的存在; (2)书写陌生情境的化学方程式时,一定要将题给的所有信息挖掘出来,比如题给的反应条件,如催化剂、加热的温度、此反应已明确指出的“可逆”; (3)催化剂选择FeCl3·6H2O而不用浓硫酸的理由分析,显然要突出浓硫酸的缺点,突出FeCl3·6H2O的优点;
16、4)在发生装置中加装冷凝管,显然是为了冷凝回流,提高原料的利用率。 (5)计算此问时尽可能采用关系式法,找到已知和未知之间的直接关系。 (6)误差分析时,利用相关反应式将量尽可能明确化。 【详解】I.(1)检验苯酚的首选试剂是FeCl3溶液,原料环己醇中若含有苯酚,加入FeCl3溶液后,溶液将显示紫色; (2)①从题给的制备流程可以看出,环己醇在FeCl3·6H2O的作用下,反应生成了环己烯,对比环己醇和环己烯的结构,可知发生了消去反应,反应方程式为:,注意生成的小分子水勿漏写,题目已明确提示该反应可逆,要标出可逆符号,FeCl3·6H2O是反应条件(催化剂)别漏标;此处用FeCl3
17、·6H2O而不用浓硫酸的原因分析中:a项合理,因浓硫酸具有强脱水性,往往能使有机物脱水至炭化,该过程中放出大量的热,又可以使生成的炭与浓硫酸发生反应:C+2H2SO4(浓) CO2↑+SO2↑+2H2O;b项合理,与浓硫酸相比,FeCl3·6H2O对环境相对友好,污染小,绝大部分都可以回收并循环使用,更符合绿色化学理念;c项不合理,催化剂并不能影响平衡转化率; ②仪器B为球形冷凝管,该仪器的作用除了导气外,主要作用是冷凝回流,尽可能减少加热时反应物环己醇的蒸出,提高原料环己醇的利用率; (3)操作2实现了互不相溶的两种液体的分离,应是分液操作,分液操作时需要用到的玻璃仪器主要有分液漏斗和烧
18、杯; (4)题目中已明确提示了操作3是蒸馏操作。蒸馏操作在加入药品后,要先通冷凝水,再加热;如先加热再通冷凝水,必有一部分馏分没有及时冷凝,造成浪费和污染; II.(5)因滴定的是碘单质的溶液,所以选取淀粉溶液比较合适;根据所给的②式和③式,可知剩余的Br2与反应消耗的Na2S2O3的物质的量之比为1:2,所以剩余 Br2的物质的量为:n(Br2)余=×cmol·L-1×vmL×10-3L·mL-1=mol,反应消耗的Br2的物质的量为(b-)mol,据反应①式中环己烯与溴单质1:1反应,可知环己烯的物质的量也为(b-)mol,其质量为(b-)×82g,所以ag样品中环己烯的质量分数为:。
19、 (6)a项错误,样品中含有苯酚,会发生反应:,每反应1molBr2,消耗苯酚的质量为31.3g;而每反应1mol Br2,消耗环己烯的质量为82g;所以苯酚的混入,将使耗Br2增大,从而使环己烯测得结果偏大;b项正确,测量过程中如果环己烯挥发,必然导致测定环己烯的结果偏低;c项正确,Na2S2O3标准溶液被氧化,必然滴定时消耗其体积增大,即计算出剩余的溴单质偏多,所以计算得出与环己烯反应的溴单质的量就偏低,导致最终环己烯的质量分数偏低。 【点睛】①向规范、严谨要分数。要注意题设所给的引导限定词语,如“可逆”、“玻璃”等,这些是得分点,也是易扣分点。 ②要计算样品中环己烯的质量分数,只需
20、要算出环己烯的物质的量即可顺利求解。从所给的3个反应方程式可以得出:2Na2S2O3~I2~Br2~,将相关已知数据代入计算即可。 ③对于a项的分析,要粗略计算出因苯酚的混入,导致单位质量样品消耗溴单质的量增加,最终使测得环己烯的结果偏高。 5.[2019江苏]丙炔酸甲酯()是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105 ℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为 实验步骤如下: 步骤1:在反应瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌,加热回流一段时间。 步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见下图)。 步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、
21、水洗涤。分离出有机相。 步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,得丙炔酸甲酯。 (1)步骤1中,加入过量甲醇的目的是 ▲ 。 (2)步骤2中,上图所示的装置中仪器A的名称是 ▲ ;蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是 ▲ 。 (3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是 ▲ ;分离出有机相的操作名称为 ▲ 。 (4)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是 ▲ 。 【答案】(1)作为溶剂、提高丙炔酸的转化率 (2)(直形)冷凝管 防止暴沸 (3)丙炔酸 分液 (4)丙炔酸甲酯的沸点比水的高 【解析】(1
22、一般来说,酯化反应为可逆反应,加入过量的甲醇,提高丙炔酸的转化率,丙炔酸溶解于甲醇,甲醇还作为反应的溶剂; (2)根据装置图,仪器A为直形冷凝管;加热液体时,为防止液体暴沸,需要加入碎瓷片或沸石,因此本题中加入碎瓷片的目的是防止液体暴沸; (3)丙炔酸甲酯的沸点为103℃~105℃,制备丙炔酸甲酯采用水浴加热,因此反应液中除含有丙炔酸甲酯外,还含有丙炔酸、硫酸;通过饱和NaCl溶液可吸收硫酸;5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出;水洗除去NaCl、Na2CO3,然后通过分液的方法得到丙炔酸甲酯; (4)水浴加热提供最高温度为100℃,而丙炔酸
23、甲酯的沸点为103℃~105℃,采用水浴加热,不能达到丙炔酸甲酯的沸点,不能将丙炔酸甲酯蒸出,因此蒸馏时不能用水浴加热。 【点睛】《实验化学》的考查,相对比较简单,本题可以联想实验制备乙酸乙酯作答,如碳酸钠的作用,实验室制备乙酸乙酯的实验中,饱和碳酸钠的作用是吸收乙醇,除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度使之析出等,平时复习实验时,应注重课本实验复习,特别是课本实验现象、实验不足等等。 6.[2019北京] 化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。 ①浓
24、H2SO4与Cu反应的化学方程式是____________________________________。 ②试剂a是____________。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料:Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分 ①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:__________。 ②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。 (3)根
25、据沉淀F的存在,推测的产生有两个途径: 途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。 途径2:实验二中,被氧化为进入D。 实验三:探究的产生途径 ①向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有________:取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由:_______。 ②实验三的结论:__________。 (4)实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_________________。 (5)根据物质性质分析,SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混
26、合物放置一段时间,有Ag和生成。 (6)根据上述实验所得结论:__________________。 【答案】(1)①Cu+ 2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O ②饱和NaHSO3溶液 (2)①Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2+ ++4H2O ②H2O2溶液,产生白色沉淀 (3)①Ag+ Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有Ag2SO4 ②途径1不产生,途径2产生 (4)2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3↓+2H+ (6)实验条件下: SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和的速
27、率 碱性溶液中更易被氧化为 【解析】(1)①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。 ②试剂a为饱和NaHSO3溶液,用于观察气体流速,且在SO2饱和NaHSO3溶液中溶解度很小,可防止倒吸。 (2)①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)2+,离子方程式为:Ag2SO3+4NH3·H2O=2Ag(NH3)2+ ++4H2O; ②沉淀D洗涤干净后,加入过量稀盐酸,BaSO3与稀盐酸反应生成BaCl2和SO2、H2O,则滤液E中含有BaCl2和溶解在水中的SO2形成的H₂SO3,可向E中加入H2O2
28、溶液,H2O2将H2SO3氧化生成,和Ba2+反应产生白色BaSO4沉淀,进一步证实B中含有Ag2SO3。 (3)向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,该沉淀为AgCl,证明溶液A中含有Ag+;取上层清液继续滴加BaCl2溶液,未出现白色沉淀,证明溶液A中不含,由于Ag2SO4微溶于水,则B中不含Ag2SO4,从而确定途径1不产生,途径2产生。 (4)由(3)推知,实验一中SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3,离子方程式为2Ag++SO2+H2O= Ag2SO3↓+2H+。 (6)对比分析(4)(5)可知,S O2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和的速率,再结合实
29、验二可知,碱性溶液中更易被氧化为。 7.[2019浙江4月选考]某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。 相关信息如下: ①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。 ②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。 ③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。 请回答: (1)下列说法正确的是________。 A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶 B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动
30、提高MgO的溶解量 C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨 D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤 (2)步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。 ①选择必须的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→________。 ②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象________。 (3) 溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。 ①含有的杂质是________。 ②从操作上分析引入
31、杂质的原因是________。 (4)有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围: 金属离子 pH 开始沉淀 完全沉淀 Al3+ 3.0 4.7 Fe3+ 1.1 2.8 Ca2+ 11.3 - Mg2+ 8.4 10.9 请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→( )→( )→( )→( )→( )→( )→MgCl2溶液→产品。 a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 c.调pH=5.0
32、 d.调pH=8.5 e.调pH=11.0 f.过滤 g.洗涤 【答案】(1)ABD (2)a→d→f→c 甲基橙,颜色由红色变橙色 (3)碱式氯化镁(氢氧化镁) 过度蒸发导致氯化镁水解 (4)c f e f g a 【解析】(1)A.煅烧固体样品需用坩埚,烧杯和锥形瓶用来加热液体,A项正确; B.氯化铵水解方程式为NH4Cl+H2O⇌NH3·H2O+HCl,氧化镁和HCl反应,蒸氨即一水合氨分解,平衡向右移动,HCl浓度变大,促进了氧化镁的溶解,B项正确; C.根据信息②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不
33、大,不能先过滤,否则氧化镁损耗很大,C项错误; D.固液分离操作均可采用常压过滤,使用减压过滤加快过滤速度,也可行,D项正确。 故答案选ABD。 (2)①先选发生装置为a,然后连接回流装置d,生成的氨气有水蒸气,需要干燥,然后连接干燥管f,氨气是碱性气体,需要用酸吸收,最后连接c。故答案填a→d→f→c。 ②硫酸和氨气恰好完全反应生成硫酸铵((NH4)2SO4),硫酸铵显酸性,因而选择在酸性范围内变色的指示剂:甲基橙,其颜色变化是红色变为橙色。 (3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。①溶液仍呈碱性,注意不可能是氨气的影响,由于氯化镁水解使溶液呈酸性,故溶液
34、的碱性是由杂质引起的。考虑到氯化镁易水解,所以含有的杂质可能是Mg(OH)Cl或者Mg(OH)2。 ②升高温度会促进水解的进行,因而必然是蒸发阶段导致,即过度蒸发导致氯化镁水解。 (4)根据各离子完全沉淀的pH值,加酸后溶液呈酸性,可逐步提高pH,同时以沉淀形式除掉不同离子,因而先将pH调至5,除掉Al3+和Fe3+,然后过滤其沉淀,然后将pH调至11.0使得Mg2+变为Mg(OH)2沉淀,过滤并洗涤,得到纯净的Mg(OH)2沉淀,然后加入盐酸得到氯化镁溶液。故答案依次填cfefga。 2019届高考模拟试题 8.[武汉市武昌区2019届高三五月调研]亚硝酰氯(ClNO)是有机物合
35、成中的重要试剂,其沸点为-5.5℃,易水解。已知:AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3 +HNO2,某学习小组在实验室用Cl2和NO制备ClNO并测定其纯度,相关实验装置如图所示。 (1)制备Cl2的发生装置可以选用___________(填字母代号)装置,发生反应的离子方程式为___________。 (2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择合适的装置,其连接顺序为 a→________________(按气流方向,用小写字母表示)。 (3)实验室可用图示装置制备亚硝酰氯: ①实验室也可用 B 装置制备 NO , X装置的优点为_____________
36、 ②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是____________,然后进行其他操作,当Z中有一定量液体生成时,停止实验。 (4)已知:ClNO 与H2O反应生成HNO2和 HCl。 ①设计实验证明 HNO2是弱酸:_____________。(仅提供的试剂:1 mol•L-1盐酸、 1 mol•L-1HNO2溶液、 NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)。 ②通过以下实验测定ClNO样品的纯度。取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL样品溶于锥形瓶中,以K
37、2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为20.00mL。滴定终点的现象是__________,亚硝酰氯(ClNO)的质量分数为_________。(已知: Ag2CrO4为砖红色固体; Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12) 【答案】(1)A(或B) MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O(或2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O) (2)f→g→c→b→d→e→j→h (3)①随开随用,随关随停 ②排干净三颈烧瓶中的空气 (
38、4)①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸 ②滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化 % 【解析】 【分析】(1)二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气,发生装置属于固液加热型的(或KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2)。 (2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理。 (3)①实验室也可用 B 装置制备 NO,X装置的优点为随开随用,随关随停。 ②通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化。 (4)①要证明
39、HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,结合题给试剂分析。 ②以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;根据(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+),然后结合m=n×M来计算。 【详解】(1)可以用二氧化锰和浓盐酸加热下制备氯气,发生装置属于固液加热型的,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Mn2++ Cl2↑+2H2O,(或用KMnO4与浓盐酸常温下制备Cl2,发生装置属
40、于固液不加热型,反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O)。 (2)制得的氯气中会混有水蒸气和氯化氢,用饱和食盐水除氯化氢,浓硫酸吸收水分,用向上排空气法收集氯气,最后进行尾气处理,故其连接顺序为 f→g→c→b→d→e→j→h。 (3)①实验室也可用 B 装置制备 NO ,X装置的优点为随开随用,随关随停。 ②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后再打开K3,通入一段时间气体,其目的是把三颈烧瓶中的空气排尽,防止NO被空气中的氧气氧化; (4)①要证明HNO2是弱酸可证明HNO2中存在电离平衡或证明NaNO2能发生水解,根据题目提供的试
41、剂,应证明NaNO2溶液呈碱性;故设计的实验方案为:用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸中央,若试纸变蓝,说明HNO2是弱酸。 ②以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol•L-1 AgNO3标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象是:滴入最后一滴标准液,生成砖红色沉淀,且半分钟内无变化;取Z中所得液体m g 溶于水,配制成250 mL 溶液;取出25.00 mL中满足:n(ClNO)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×0.02L=0.02cmol,则250mL溶液中n(ClNO)=0.2cmol,m(ClNO)=n×M=0.2cmol×65.5g/mol=13.1cg,亚硝酞氯(ClNO)的
42、质量分数为(13.1cg÷m g)×100%=%。 【点睛】本题考查了物质制备方案设计,为高频考点和常见题型,主要考查了方程式的书写,实验装置的连接,实验方案的设计,氧化还原反应,环境保护等,侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。 9.[陕西省西北工业大学附属中学2019届高三下学期适应性训练]三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO,某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。(已知:BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;硝基苯的密度比水大。)请回答下列问题
43、 实验Ⅰ:制备BCl3并验证产物CO (1)该实验装置中合理的连接顺序为G→___→___→__→__→F→D→I;其中装置E的作用是______。 (2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾,请写出该反应的化学方程式____。 (3)能证明反应中有CO生成的现象是_____。 实验Ⅱ:产品中氯含量的测定 ①准确称取少许m克产品,置于蒸馏水中完全水解,并配成100mL溶液。 ②取10.00mL溶液于锥形瓶中 ③加入V1mL浓度为C1 mol/LAgNO3溶液使氯离子完全沉淀;向其中加入少许硝基苯用力摇动。 ④以硝酸铁为指示剂,用C2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的A
44、gNO3溶液。重复步骤②~④二次,达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V2mL。 已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。 (4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为____,步骤④中达到滴定终点的现象为_____。 (5)产品中氯元素的质量分数为_______。 (6)下列操作,可能引起测得产品中氯含量偏高是_____。 A.步骤③中未加硝基苯 B.步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线 C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡 D.滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴 【答案】(1)E H J H 将B
45、Cl3冷凝为液态分离出来 (2)BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl (3)F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊 (4)酸式滴定管或移液管 当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色 (5) (6)B 【解析】 【分析】(1)干燥的氯气、B2O3、C反应生成BCl3和CO,BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,收集三氯化硼要用冰水冷却,未反应的氯气用氢氧化钠溶液吸收,三氯化硼易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E,在E和J之间加H装置,用于吸水,生成的CO经干燥后在通过F装置还原氧化铜,再将生成的气体通过澄清的石灰水检验,可以
46、证明原反应中有CO生成,多余的CO不能排放到空气中,要排水法收集。 (2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾,是三氯化硼水解生成HCl,HCl溶于空气中的水形成盐酸小液滴从而形成白雾; (3)CO能还原氧化铜,使黑色的氧化铜生成红色的铜单质,CO自身被氧化成二氧化碳,能使澄清的石灰水变浑浊; (4)根据Fe3+、SCN-反应产生血红色物质判断滴定终点; (5)(6)根据n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-),可计算出溶液中10.00mL溶液中含有的n(Cl-),然后计算mg即100mL中含有的n(Cl-),从而计算出其质量分数,根据v=n/V进行误差分析。据此解答。 【详解】(1)
47、干燥的氯气、B2O3、C反应生成BCl3和CO,BCl3的熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃,收集三氯化硼要用冰水冷却,未反应的氯气用氢氧化钠溶液吸收,三氯化硼易水解,为防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E,在E和J之间加H装置,用于吸水,生成的CO经干燥后在通过F装置还原氧化铜,再将生成的气体通过澄清的石灰水检验,可以证明原反应中有CO生成,多余的CO不能排放到空气中,要排水法收集。则该实验装置中合理的连接顺序为G→_E__→_H__→_J_→H__→F→D→I;其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来。本小题答案为:E 、H 、J 、H ;将BCl3冷凝为液态分离出来。 (2)BC
48、l3接触潮湿空气时会形成白雾,是三氯化硼水解生成HCl,HCl溶于空气中的水形成盐酸小液滴形成白雾,则三氯化硼水解的化学方程式为BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。本小题答案为:BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl。 (3)CO能还原氧化铜,使黑色的氧化铜生成红色的铜单质,CO自身被氧化成二氧化碳,能使澄清的石灰水变浑浊,则能证明反应中有CO生成的现象是F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。本小题答案为:F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。 (4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为酸式滴定管或移液管;用KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液,当硝酸银恰好反应完时,再滴入KSC
49、N标准溶液,KSCN遇硝酸铁会生成硫氰化铁血红色溶液,则步骤④中达到滴定终点的现象为当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色。本小题答案为:酸式滴定管或移液管;当滴入最后一滴KSCN溶液时,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色。 (5)消耗的硫氰化钾的物质的量为10-3C2V2mol/L,则过量的硝酸银的物质的量为10-3C2V2mol/L,则与产品中的氯离子反应的硝酸银的物质的量为(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L,则10.00mL该产品溶液中的氯离子的物质的量也为(10-3C1V1-10-3C2V2)mol/L,100.00mL该产品溶液中的氯离子
50、的物质的量也为(10-2C1V1-10-2C2V2)mol/L,质量为35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)g,产品中氯元素的质量分数为[35.5(10-2C1V1-10-2C2V2)/m]×100%,即。 (6)A. 步骤③中未加硝基苯,会使一部分氯化银转化为硫氰化银,导致n(SCN-)增大,根据关系式n(Ag+)=n(Cl-)+n(SCN-)可知样品中含有的n(Cl-)偏小,故A不符合题意; B. 步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线,则使c(Cl-)偏大,等体积时含有的n(Cl-)偏大,故 B符合题意; C. 用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,






