第十章-第四节--化学实验方案的设计与评价.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四节 化学实验方案的设计与评价,第十章 化学实验操作,考点一,探究型实验题,.,化合物,Mg,5,Al,3,(OH),19,(H,2,O),4,可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解：,2Mg,5,Al,3,(OH),19,(H,2,O),4,=27H,2,O+10MgO+3Al,2,O,3,。,(1),写出该化合物作阻燃剂的两条依据,_,。,(2),用离子方程式表示除去固体产物中,Al,2,O,3,的原理：,(3),已知,MgO,可溶于,NH,4,Cl,的水溶液，用化学方程式表示其原理：,.磁性材料,A,是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：,(1)A,的组成元素为,_(,用元素符号表示,),，,化学式为,_,。,(2),溶液,C,可溶解铜片，例举该反应的一个实际应用,_,。,(3),已知化合物,A,能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体,(,标况下的密度为,1.518 g,L,-1,),，,该气体分子的电子式为,_,。,写出该反应的离子方程式,_,。,(4),写出,FG,反应的化学方程式,_,。,设计实验方案探究溶液,G,中的主要微粒,(,不考虑,H,2,O,、,H,+,、,K,+,、,I,-,)_,。,【,高考母题变式,】,(1),写出化合物,A在空气中煅烧的化学方程式。,(2),已知,Fe,3,S,4,的结构与,Fe,3,O,4,相似，则,1 mol Fe,3,S,4,溶于稀硫酸，转移电子的物质的量是多少？,【,探究归纳总结,】,1.,对物质性质探究的基本思路如下：,【,模拟母题示例,2】,目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的,NO,和,CO,转化成,CO,2,和,N,2,，化学方程式如下：,2NO+2CO 2CO,2,+N,2,。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。,【,资料查阅,】,不同的催化剂对同一反应的催化效率不同。,使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。,【,实验设计,】,课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化速率的影响规律，设计了以下对比实验。,实验,编号,实验,目的,T/,NO,初始浓度,/mol,L,-1,CO,初始浓度,/mol,L,-1,同种催化剂的比表面积,/m,2,g,-1,为以下实验作参照,280,6.50,10,-3,4.00,10,-3,80,6.50,10,-3,120,探究温度对尾气转化速率的影响,360,6.50,10,-3,4.00,10,-3,80,【,图象分析与结论,】,利用气体传感器测定了三组实验中,CO,浓度随时间变化的曲线图，如下：,(2),计算第,组实验中，达到平衡时,NO,的浓度为,_,。,(3),由曲线,可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率,_(,填,“,增大,”“,减小,”,或,“,无影响,”,),。,2.,变量探究实验题的解题策略：,3.,探究实验题的解题策略：,物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。设计实验探究时，要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得，且不对环境造成污染，中学化学性质实验探究的主要角度有：,(1),物质氧化性、还原性的判断。,如探究,SO,2,具有还原性的方法是将气体通入酸性,KMnO,4,溶液中，通过,KMnO,4,溶液是否褪色来说明。,(2),物质氧化性强弱、还原性强弱的判断。,如探究,Fe,3+,的氧化性强于,I,2,时，可利用,FeCl,3与,KI,淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明,Fe,3+,的氧化性大于,I,2,。,(3),同周期、同主族元素性质的递度规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，,如通过,Mg,、,Al,与同浓度盐酸反应产生,H,2,的快慢来说明,Mg,的活泼性强于,Al,。,(4),电解质强弱的判断。,如探究一元酸,HA,是弱酸的方法是常温下配制,NaA,溶液，测,pH,，若,pH7,，则说明,HA,为弱酸；或配制,0.01 mol,L,-1,的,HA,溶液，测量溶液的,pH,，若,pH2,则说明,HA,为弱酸。,(5),物质酸性强弱的判断。,如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将,CO,2,气体通入,Na,2,SiO,3,溶液，看是否有白色沉淀生成来判断。,(6),证明,H,2,A,是二元酸的实验方法：,用,NaOH,标准溶液滴定同浓度的,H,2,A,溶液，若消耗,NaOH,溶液体积是,H,2,A,溶液体积的,2,倍，则说明,H,2,A,为二元酸。,(7),钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。,可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。,2.(2017,芜湖模拟,),亚硝酸和亚硝酸盐在生产、医药等领域有着广泛应用。,(1),某校化学兴趣小组利用下图所示仪器,(,夹持装置已省略,),及药品，探究硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分。已知,NO,2,和,NO,液化温度分别为,21,和,-152,。,反应前通入氮气的目的是,:,仪器的连接顺序,(,按左右连接,),为,A_ _,_B,。,在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入,70%,硫酸后，,A,中产生红棕色气体。,确认,A,中产生的气体含有,NO,，依据的现象是,:,装置,A,中反应的化学方程式为,_,。,如果没有装置,C,，对实验结论造成的影响是,_,。,(2),将,AgNO,2,和,AgCl,的饱和溶液等体积混合后，加入足量的浓硝酸银溶液，生成的沉淀,n(AgNO,2,)_ n(AgCl)(,填,“,大于,”“小于,”,或,“,等于,”,),。,该温度下，,K,sp,(AgNO,2,)=210,-8,；,K,sp,(AgCl)=1.810,-10,(3),设计实验证明,HNO,2,是弱酸：,_,。,【,高考模拟预测,】,1.(2016,北京高考,),以,Na,2,SO,3,溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。,实验,试剂,现象,滴管,试管,0.2 mol,L,-1,Na,2,SO,3,溶液,饱和,Ag,2,SO,4,溶液,.,产生白色沉淀,0.2 mol,L,-1,CuSO,4,溶液,.,溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀,0.1 mol,L,-1,Al,2,SO,4,),3,溶液,.,开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀,(1),经检验，现象,中的白色沉淀是,Ag,2,SO,3,。,用离子方程式解释现象,：,_,。,(2),经检验，现象,的棕黄色沉淀中不含,SO,4,2-,，含有,Cu,+,、,Cu,2+,和,SO,3,2-,。,已知：,Cu,+,Cu+Cu,2+,，,Cu,2+,CuI(,白色,)+I,2,。,用稀,H,2,SO,4,证实沉淀中含有,Cu,+,的实验现象是,_,。,通过下列实验证实，沉淀中含有,Cu,2+,和,SO,3,2-,。,a.,白色沉淀,A,是,BaSO,4,，试剂,1,是,_,。,b.,证实沉淀中含有,Cu,2+,和SO,3,2-,的理由是,_,。,实验,试剂,现象,滴管,试管,0.2 mol,L,-1,Na,2,SO,3,溶液,饱和,Ag,2,SO,4,溶液,.,产生白色沉淀,0.2 mol,L,-1,CuSO,4,溶液,.,溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀,0.1 mol,L,-1,Al,2,(SO,4,),3,溶液,.,开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀,(3),已知：,Al,2,(SO,3,),3,在水溶液中不存在。经检验，现象,的白色沉淀中无,SO,4,2-,，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性,KMnO,4,溶液褪色。,实验,试剂,现象,滴管,试管,0.2 mol,L,-1,Na,2,SO,3,溶液,饱和,Ag,2,SO,4,溶液,.,产生白色沉淀,0.2 mol,L,-1,CuSO,4,溶液,.,溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀,0.1 mol,L,-1,Al,2,(SO,4,),3,溶液,.,开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀,推测沉淀中含有亚硫酸根和,_,。,对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：,i.,被,Al(OH),3,所吸附；,ii.,存在于铝的碱式盐中。对假设,ii,设计了对比实验，证实了假设,ii,成立。,推测沉淀中含有亚硫酸根和,_,。,对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设：,i.,被,Al(OH),3,所吸附；,ii.,存在于铝的碱式盐中。对假设,ii,设计了对比实验，证实了假设,ii,成立。,a.,将对比实验方案补充完整。,步骤一：,步骤二：,_(,按上图形式呈现,),。,b.,假设,成立的实验证据是,_,。,(4),根据实验，亚硫酸盐的性质有,_,。,盐溶液间反应的多样性与,_,有关。,考点三,定量分析型实验题,【,高考命题探究,】,角度,1,量气法,【,模拟母题示例,】,(2017,衡水模拟,),铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁,3%,5%,的铝镁合金,(,不含其他元素,),中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。,【,方案一,】【,实验方案,】,将铝镁合金与足量,NaOH,溶液反应，测定剩余固体质量。,实验中发生反应的化学方程式是,_,。,【,实验步骤,】,(1),称取,10.8 g,铝镁合金粉末样品，溶于体积为,V,、物质的量浓度为,4.0 mol,L,-1,NaOH,溶液中，充分反应。则,NaOH,溶液的体积,V_ mL,。,(2),过滤、洗涤、干燥、称量固体，该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将,_(,填,“,偏高,”“,偏低,”,或,“,无影响,”,),。,【,方案二,】,【,实验方案,】,将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。,【,实验步骤,】,(1),同学们拟选用下列实验装置完成实验：,你认为最简易的装置其连接顺序是,A(,)(,)(,)(,)(,),(,填接口字母，可不填满,),。,(2),仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。,装置中导管,a,的作用是,_,。,实验中将碱式滴定管改装成量气管，且实验前后量气管中液面读数分别为,V,1,mL,、,V,2,mL,。则产生氢气的体积为,_mL,。,若需确定产生氢气的物质的量，还需测定的数据是,:,【,模拟母题变式,】,(1),反应后读取量气管液面读数前，应注意什么问题？,(2),若方案二中称取合金质量为,mg,，反应产生气体的体积转化为标准状况下为,VL,，试计算合金中镁的质量分数。,角度,2,滴定法和重量法,水中溶氧量,(DO),是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位,mg,L,-1,，我国,地表水环境质量标准,规定，生活饮用水源的,DO,不能低于,5 mg,L,-1,。某化学小组同学设计了下列装置,(,夹持装置略,),，测定某河水的,DO,。,.,测定原理：,碱性条件下，,O,2,将,Mn,2+,氧化为,MnO(OH),2,；,2Mn,2+,+O,2,+4OH,-,=2MnO(OH),2,，,酸性条件下，,MnO(OH),2,将,I,-,氧化为,I,2,；,MnO(OH),2,+I,-,+H,+,Mn,2+,+I,2,+H,2,O(,未配平,),，,用,Na,2,S,2,O,3,标准溶液滴定生成的,I,2,；,2S,2,O,3,2-,+I,2,=S,4,O,6,2-,+2I,-,。,.,测定步骤：,a.,安装装置，检验气密性，充,N,2,排尽空气后，停止充,N,2,。,b.,向烧瓶中加入,200 mL,水样。,c.,向烧瓶中依次迅速加入,1 mL MnSO,4,无氧溶液,(,过量,),、,2 mL,碱性,KI,无氧溶液,(,过量,),，开启搅拌器，至反应完全。,d.,搅拌并向烧瓶中加入,2 mL H,2,SO,4,无氧溶液，至反应完全，溶液为中性或弱酸性。,e.,从烧瓶中取出,40.00 mL,溶液，以淀粉作指示剂，用,0.010 00 mol,L,-1,Na,2,S,2,O,3,溶液进行滴定，记录数据。,f.,g.,处理数据,(,忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化,),。,回答下列问题：,(1),配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为,:,(2),在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是,_,。,滴定管注射器量筒,(3),搅拌的作用是,_,。,(4),配平反应的方程式，其化学计量数依次为,_,。,(5),步骤,f,为,_,。,(6),步骤e,中达到滴定终点的标志为,_,。,若某次滴定消耗,Na,2,S,2,O,3,溶液,4.50 mL,，,水样的,DO=_mg,L,-1,(,保留一位小数,),。,作为饮用水源，此次测得,DO,是否达标：,_(,填,“,是,”,或,“,否,”,),。,(7),步骤,d,中加入,H,2,SO,4,溶液反应后，若溶液,pH,过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因,(,用离子方程式表示，至少写出,2,个,)_,。,.,测定原理：,碱性条件下，,O,2,将,Mn,2+,氧化为,MnO(OH),2,；,2Mn,2+,+O,2,+4OH,-,=2MnO(OH),2,，,酸性条件下，,MnO(OH),2,将,I,-,氧化为,I,2,；,MnO(OH),2,+I,-,+H,+,Mn,2+,+I,2,+H,2,O(,未配平,),，,用,Na,2,S,2,O,3,标准溶液滴定生成的,I,2,；,2S,2,O,3,2-,+I,2,=S,4,O,6,2-,+2I,-,。,【,探究归纳总结,】,定量实验测量的方法,(1),测量沉淀质量法。,先将某种成分转化为沉淀，然后称量过滤、洗涤、干燥后沉淀的质量再进行相关计算。,称量固体一般用托盘天平，精确度为,0.1 g,，但精确度高的实验中可使用分析天平，可精确到,0.000 1 g,。,(2),测量气体体积法。,量气装置的设计：,下列装置中，,A,是常规的量气装置，,B,、,C,、,D,是改进后的装置。,读数时先要将其恢复室温后，再调整量气装置使两侧液面相平，最后读数要求视线与凹液面最低点相平。,(3),测量气体质量法。,一般有两种方法：,称反应装置在放出气体前后的质量减小值；,称吸收装置前后的质量增大值。,(4),滴定法。,即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。,【,高考模拟预测,】,(2015,浙江高考,),某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。,实验,(,一,),碘含量的测定,请回答：,(1),实验,(,一,),中的仪器名称：,仪器,A_,，仪器,B_,。,取,0.010 0 mol,L,-1,的,AgNO,3,标准溶液装入滴定管，取,100.00 mL,海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势,(E),反映溶液中,c(I,-,),的变化，部分数据如下表：,V(AgNO,3,)/mL,15.00,19.00,19.80,19.98,20.00,20.02,21.00,23.00,25.00,E/mV,-225,-200,-150,-100,50.0,175,275,300,325,(2),根据表中数据绘制滴定曲线：,该次滴定终点时用去,AgNO,3,溶液的体积为,_mL,，,计算得海带中碘的百分含量为,_%,。,实验,(,二,)碘的制取,另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：,已知：,3I,2,+6NaOH=5NaI+NaIO,3,+3H,2,O,。,(3),分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为,_,。,步骤,X,中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是,_,。,下列有关步骤,Y,的说法，正确的是,_,。,A.,应控制,NaOH,溶液的浓度和体积,B.,将碘转化成离子进入水层,C.,主要是除去海带浸取原液中的有机杂质,D.NaOH,溶液可以由乙醇代替,实验,(,二,),中操作,Z,的名称是,_,。,(4),方案甲中采用蒸馏不合理，理由是,_,。,3.,硼氢化钠,(NaBH,4,),为白色粉末，容易吸水潮解，可溶于异丙胺,熔点：,-101,，沸点：,33,),，在干空气中稳定，在湿空气中分解，是无机合成和有机合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠,(NaBO,2,),为主要原料制备,NaBH,4,，其流程如下：,下列说法不正确的是,(,),A.,实验室中取用少量钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀,B.,操作、操作分别是过滤与蒸发结晶,C.,反应加料之前需将反应器加热至,100,以上并通入氩气,D.,反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为,1,2,5.,如下图所示,(B,中冷却装置未画出,),，将氯气和空气,(,不参与反应,),以体积比约,1,3,混合通入含水,8%,的碳酸钠中制备,Cl,2,O,，并用水吸收,Cl,2,O,制备次氯酸溶液。,已知：,Cl,2,O,极易溶于水并与水反应生成,HClO,；,Cl,2,O,的沸点为,3.8,，,42,以上分解为,Cl,2,和,O,2,。,(1),实验中控制氯气与空气体积比的方法是,_,。,为使反应充分进行，实验中采取的措施有,_,。,(2),装置,B,中产生,Cl,2,O,的化学方程式为,_,。,若,B,无冷却装置，则进入,C,中的,Cl,2,O,会大量减少，其原因是,:,(3),装置,C,中采用棕色圆底烧瓶是因为,_,。,(4),已知次氯酸可被,H,2,O,2,、,FeCl,2,等物质还原成,Cl,-,。测定,C,中次氯酸溶液的物质的量浓度的实验方案为用,_,取,20.00 mL,次氯酸溶液，,_,。,(,可选用的试剂：,H,2,O,2,溶液、,FeCl,2,溶液、,AgNO,3,溶液。除常用仪器外还使用的仪器有：电子天平，真空干燥箱,),6.,、现有含,CaO,杂质的,CaC,2,试样。设计以下实验，测定,CaC,2,试样的纯度,(,反应的化学方程式为,CaC,2,+2H,2,O Ca(OH),2,+C,2,H,2,),，请从下图中选用适当的装置，完成该实验。,(1),制取,C,2,H,2,最好选中的,_,装置,(,填“甲”“乙”或“丙”,),，所选用装置的连接顺序是,_,(,填各接口,A,E,的顺序,),。,(2),若实验时称取的试样为,1.4g,，产生的乙炔在标准状况下的体积为,448mL,，此试样中,CaC,2,的质量分数为,_,。,(,保留,3,位有效数字,),钠,(Na),主要成分：,Na,杂质：,Fe,、某同学在实验室从如图标签的试,剂瓶中取少许钠进行燃烧实验，实验,后发现还有少许黑色固体生成。从反,应物及实验操作猜测：该黑色物质可,能为碳与另一种氧化物组成的混合物。,根据题意和图示回答下面问题：,(1),装置图中,A,的名称为,_,。,(2),此氧化物可能是,_,或,_(,写化学式,),。,(3),对黑色固体物质的组成作如图所示研究,实验甲中加入盐酸的目的是,_,。,仅通过实验乙，用最简步骤能快速确定黑色氧化物的组成，请完善该设计,(,限选试剂：稀盐酸、,KSCN,溶液、,10%H,2,O,2,溶液,),。,实验操作,预期现象与结论,相关离子方程式,取少量实验甲中的澄清溶液，加入,_,8.(23,分,),乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下：,乙酸,1-,丁醇,乙酸丁酯,熔点,(,),16.6,-89.5,-73.5,沸点,(,),117.9,117,126.0,密度,(g,cm,-3,),1.1,0.80,0.88,(1),乙酸丁酯粗产品的制备。,在干燥的,50mL,圆底烧瓶中，装入沸石，加入,12.0mL,正丁醇和,16.0mL,冰醋酸,(,过量,),，再加,3,4,滴浓硫酸。然后再安装分水器、冷凝管，然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器中的酯层合并。装置中冷水应从,_(,填“,a,”或“,b,”,),管口通入；通过分水器下端旋塞分出的生成物是,_,，,其目的是,_,。,(2),乙酸丁酯的精制。,将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：水洗、蒸馏、用无水,MgSO,4,干燥、用,10%,碳酸钠洗涤。,正确的操作步骤是,_(,填标号,),。,a.,b.,c.,d.,在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后,_(,填标号,),。,a.,直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出,b.,直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出,c.,先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从下口放出,d.,先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸丁酯从上口倒出,乙酸,1-,丁醇,乙酸丁酯,熔点,(,),16.6,-89.5,-73.5,沸点,(,),117.9,117,126.0,密度,(g,cm,-3,),1.1,0.80,0.88,蒸馏操作时，需收集,_,的馏分，仪器选择及安装都正确的是,_(,填标号,),。,(3),计算产率。,测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为,1.8mL,，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸丁酯的产率为,_,。,3.,下列仪器和装置，用橡胶管经过简单连接，可制备收集多种不同的气体,(,暂不考虑尾气吸收,),。关于这些装置的连接，下列说法正确的是,(,),A.,制备收集,O,2,：连接,b,c,e,B.,制备收集,NO,2,：连接,a,c,f,C.,制备收集,Cl,2,：连接,a,c,f,D.,制备收集,NH,3,：连接,b,c,e,【,规律总结,】,运用固液不加热装置制取的气体,气体的发生装置，需根据试剂的状态和反应条件确定。很多气体可用固液不加热装置制取。,Cl,2,：浓盐酸与,KMnO,4,固体、,KClO,3,固体或漂白粉等；,CO,2,：石灰石和稀盐酸；,H,2,：锌粒和稀硫酸；,O,2,：双氧水和,MnO,2,，或,Na,2,O,2,与水；,SO,2,：,Na,2,SO,3,固体和浓硫酸；,NO,2,：,Cu,与浓硝酸；,NH,3,：浓氨水与生石灰或,NaOH,固体或碱石灰；,HCl,：浓盐酸与浓硫酸混合。,6.(21,分,),为验证氧化性,Cl,2,Fe,3+,SO,2,，某小组用如图,1,所示装置进行实验,(,夹持仪器和,A,中加热装置已略，气密性已检查,),。,实验过程：,.,打开弹簧夹,K,1,K,4,，从两侧通入一段时间,N,2,，再将,T,形导管插入,B,中，继续通入,N,2,，然后关闭,K,1,、,K,3,、,K,4,。,.,打开活塞,a,，滴加一定量的浓盐酸，给,A,加热。,.,当,B,中溶液变黄时停止加热，夹紧弹簧夹,K,2,。,.,打开活塞,b,，使约,2mL,溶液流入,D,试管中，检验其中的离子。,.,打开弹簧夹,K,3,、活塞,c,，加入,70%,的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹,K,3,。,.,更新试管,D,，重复过程,，检验,B,溶液中的离子。,(1)A,中发生反应的离子方程式为,:,(2),用,70%,的硫酸制取,SO,2,，反应,速率比用,98%,的硫酸快，原因是,:,(3),甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性,Cl,2,Fe,3+,SO,2,的是,_(,填“甲”“乙”或“丙”,),。,(4),进行实验过程,时，,B,中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。,查阅资料：,Fe,2+,(aq)+S(aq)FeSO,3,(s)(,墨绿色,),提出假设：,FeCl,3,与,SO,2,的反应经历了中间产物,FeSO,3,，溶液的红棕色是,FeSO,3,(,墨绿色,),与,FeCl,3,(,黄色,),的混合色。某同学设计如图,2,实验，证实该假设成立：,溶液,E,和,F,分别为,_,、,_,。,请用化学平衡原理解释步骤,3,中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因,:,过程,B,溶液中,含有的离子,过程,B,溶液中,含有的离子,甲,有,Fe,3+,无,Fe,2+,有,SO,4,2-,乙,既有,Fe,3+,又有Fe,2+,有,SO,4,2-,丙,有,Fe,3+,无,Fe,2+,有,Fe,2+,7.(22,分,)(2017,中山模拟,),兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物氢化反应的催化剂。以红土镍矿,(,主要成分为,NiS,、,FeS,和,SiO,2,等,),为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：,(1),在形成,Ni(CO),4,的过程中，碳元素的化合价没有变化，则,Ni(CO),4,中,Ni,的化合价为,_,。,(2),已知红土镍矿煅烧后生成,Ni,2,O,3,，而加压酸浸后浸出液,A,中含有,Ni,2+,，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式,:,(3),向浸出液,A,中通入,H,2,S,气体，发生的氧化还原反应离子方程式是,_,。,(4),“高温熔融”时能否将通入氩气换为,CO,并说明原因,:,(5),“碱浸”的目的是使镍铝合金产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为,:,浸出反应所用的,NaOH,溶液的浓度要大，若,NaOH,溶液较稀时，则会产生少量的,Al(OH),3,沉淀而阻止浸出反应的持续进行，请用化学反应原理加以解释：回收流程：,(6),浸出液,B,可以回收，重新生成铝以便循环利用。请设计简单的,浸出液,B,_,。,8.,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：,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,mL,-1,),溶解性,环己醇,100,161.1,0.9624,能溶,于水,和醚,环己酮,98,155.6,0.9478,微,溶于水,，能,溶于醚,现以,20mL,环己醇与足量,Na,2,Cr,2,O,7,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,),：,a.,蒸馏，除去乙醚后，收集,151,156,馏分；,b.,水层用乙醚,(,乙醚沸点,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,MgSO,4,固体，除去有机物中的少量水。,(1),上述分离提纯步骤的正确顺序是,_(,填字母,),。,(2)b,中水层用乙醚萃取的目的是：,(3),以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是,_,。,A.,水溶液中加入乙醚，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使玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔，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：,蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为：,(5),蒸馏操作时，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,12mL,，则环己酮的产率约是,_,。,考点二,物质制备和工艺流程型实验题,【,高考命题探究,】,【,模拟母题示例,1】,(,工艺流程题,)(2017,邯郸模拟,),为回收利用废钒催化剂,(,含有,V,2,O,5,、,VOSO,4,及,SiO,2,等，其中,VOSO,4,可溶于水,),，科研人员最新研制了一种回收钒的新工艺，其主要流程如下：,(1),萃取、反萃取过程中所需的主要玻璃仪器为,_,。,(2),上述流程中涉及两处氧化还原反应。,“,浸取还原,”,过程的产物为VOSO,4,，该反应的离子方程式为,_,。,“,氧化,”,过程无气体产生，溶液中,VO,2+,转化为,V O,2,+,，该反应的离子方程式为,_,。,(3),“,沉淀,”,过程中，沉钒率受温度、氯化铵系数,(NH,4,Cl,的质量与调节,pH,之后的料液中,V,的质量比,),等的影响，其中温度与沉钒率的关系如图所示，温度高于,80,沉钒率降低的可能原因是,:,(4),上述流程中所得沉淀为一系列的聚合物种,其分子组成可用,N,m,H,n,V,x,O,y,表示,，质谱法分析某沉淀的摩尔质量为,832 g,mol,-1,。取该沉淀,83.2 g,用下列装置测定其组成，充分焙烧后玻璃管内残留,V,2,O,5,固体为,72.8 g,；所得气体通过,U,形管后，,U,形管增重,3.6 g,。,广口瓶中浓硫酸的作用为,_,。,该沉淀的分子式为,_,。,【,模拟母题变式,】,(1),写出沉淀过程发生反应的离子方程式。,(2),工业由,V,2,O,5,冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式。,【,模拟母题示例,2】,已知用,P,2,O,5,作催化剂，加热乙醇可制备乙烯，反应温度为,80,210,。某研究性小组设计了如下的装置制备并检验产生的乙烯气体,(,夹持和加热仪器略去,),。,(1),仪器,a,的名称为,_,。,(2),在三颈瓶中加入沸石的作用是,_,，,若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是,:,(3),用化学方程式表示上述制备乙烯的原理,_,。,(4),已知,P,2,O,5,是一种酸性干燥剂，吸水放出大量的热，在实验过程中,P,2,O,5,与乙醇能发生作用，因反应用量的不同，会生成不同的磷酸酯，它们均为易溶于水的物质，沸点较低。写出乙醇和磷酸反应生成磷酸二乙酯的化学方程式,(,磷酸用结构式表示为,)_,。,(5),某同学认为用上述装置验证产生了乙烯不够严密，理由是,:,(6),某同学查文献得知：,40%,的乙烯利,(,分子式为,C,2,H,6,ClO,3,P),溶液和,NaOH,固体混合可快速产生水果催熟用的乙烯，请在上述虚线框内画出用乙烯利溶液和,NaOH,固体制取乙烯的装置简图,(,夹持仪器略,),。,【,探究归纳总结,】,1.,解答物质制备试题的一般程序：,(1),认真阅读题干，提取有用信息。,(2),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。,(3),通读问题，整合信息，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做出正确答案。,2.,化工流程题的主线分析方法：,分解主线、分段解题示例：,(2016,丙卷,T28),废钒催化剂的主要成分为,【,高考模拟预测,】,1.(2016,海南高考,),某废催化剂含,58.2%的,SiO,2,、,21.0%,的,ZnO,、,4.5%,的,ZnS,和,12.8%,的,CuS,。某同学用,15.0 g,该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如图：,(1),在下列装置中，第一次浸出必须用,_,，第二次浸出应选用,_,。,(,填标号,),(2),第二次浸出时，向盛有滤渣,1,的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成,_,。滤渣,2,的主要成分是,_,。,(3),浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是,_,。,(4),某同学在实验完成之后，得到,1.5 gCuSO,4,5H,2,O,，则铜的回收率为,_,。,2.(2017,长沙模拟,),次硫酸氢钠甲醛,(NaHSO,2,HCHO,2H,2,O),俗称吊白块，不稳定，,120,时会分解，在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。以,Na,2,SO,3,、,SO,2,、,HCHO,和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验装置如图所示：,实验步骤：,步骤,1,：在三颈烧瓶中加入一定量,Na,2,SO,3,和水，搅拌溶解，缓慢通入,SO,2,，至溶液,pH,约为,4,，制得,NaHSO,3,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,80,90,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。,(1),装置,B,的烧杯中应加入的溶液是,_,；冷凝管中冷却水从,_(,填,“,a,”,或,“,b,”,),口进水。,(2)A,中多孔球泡的作用是,_,。,(3),写出步骤,2,中发生反应的化学方程式,_,。,(4),步骤,3,中在真空容器中蒸发浓缩的原因是防止温度过高使产物分解，也防止,_,。,(5),为了测定产品的纯度，准确称取,2.0 g,样品，完全溶于水配成,100 mL,溶液，取,20.00 mL,所配溶液，加入过量碘完全反应后,(,已知,I,2,不能氧化甲醛，杂质不反应,),，加入,BaCl,2,溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体,0.466 g,。,M(NaHSO,2,HCHO,2H,2,O)=154 g,mol,-1,如何检验沉淀是否洗净,_,；,所制得产品的纯度为,_,。,