2019年高考化学二轮复习专题24化学实验设计与评价练习.doc
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1、1专题 24 化学实验设计与评价1.水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO、SiO 2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:回答下列问题:(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_,还可使用_代替硝酸。(2)沉淀 A 的主要成分是_,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为_。(3)加氨水过程中加热的目的是_。沉淀 B 的主要成分为_、_(写化学式) 。(4)草酸钙沉淀经稀 H2SO4处理后,用 KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量 , 滴定 反 应
2、为 : 4MnO+H+H2C2O4 Mn2+CO2+H2O。 实 验 中 称 取 0.400 g 水 泥 样 品 , 滴 定 时 消 耗 了 0.0500 molL1的 KMnO4溶液 36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为_。【答案】 (1)将样品中可能存在的 Fe2+氧化为 Fe3+ H2O2(2)SiO 2 (或 H2SiO3) SiO2+4HF=SiF4+2H 2O(或 H2SiO3+4HF= SiF4+3H 2O)(3)防止胶体生成,易沉淀分离 Fe(OH) 3 Al(OH)3 (4)45.0%22.1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为 71,密度为 1.36 gcm
3、3。实验室制备少量 1溴丙烷的主要步骤如下: 步骤 1: 在仪器 A 中加入搅拌磁子、 12 g 正丙醇及 20 mL 水,冰水冷却下缓慢加入 28 mL 浓 H2 SO4 ;冷却至室温,搅拌下加入 24 g NaBr。步骤 2: 如图所示搭建实验装置, 缓慢加热,直到无油状物馏出为止。 步骤 3: 将馏出液转入分液漏斗,分出有机相。步骤 4: 将分出的有机相转入分液漏斗,依次用 12 mL H2O、12 mL 5% Na2CO3溶液和 12 mL H2O 洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得 1-溴丙烷。(1)仪器 A 的名称是_;加入搅拌磁子的目的是搅拌和_。 (2)反应时生成的主要有机副产
4、物有 2-溴丙烷和_。 (3)步骤 2 中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_。 (4)步骤 2 中需缓慢加热使反应和蒸馏平稳进行,目的是_。(5)步骤 4 中用 5%Na2CO3溶液洗涤有机相的操作: 向分液漏斗中小心加入 12 mL 5% Na2CO3溶液,振荡,_,静置,分液。 【答案】 (1)蒸馏烧瓶 防止暴沸(2)丙烯、正丙醚(3)减少 1-溴丙烷的挥发(4)减少 HBr 挥发 (5)将分液漏斗下口向上倾斜、打开活塞排出气体【解析】 (1)仪器 A 的名称是蒸馏烧瓶;加入搅拌磁子的目的是搅拌加快反应速率和防止暴沸;(2)反应时生成的主要有机副产物有正丙醇发生消去反应产生丙
5、烯、正丙醇分子之间脱水生成正丙醚。33纳米铜是一种性能优异的超导材料,以辉铜矿(主要成分为 Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1 所示。(1)用黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的 Cu2S,其原理如图 2 所示,该反应的离子方程式为_。(2)从辉铜矿中浸取铜元素时,可用 FeCl3溶液作浸取剂。反应:Cu 2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S,每生成 1molCuCl2,反应中转移电子的物质的量为_;浸取时,在有氧环境下可维持 Fe2+较高浓度,有关反应的离子方程式为_。浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时,铜元素浸取率的变化如图 3 所示,
6、未洗硫时铜元素浸取率较低,其原因是_。(3) “萃取”时,两种金属离子萃取率与 pH 的关系如图 4 所示,当 pH1.7 时,pH 越大,金属离子萃取率越低,其中 Fe2+萃取率降低的原因是_。4(4)用“反萃取”得到的 CuSO4溶液制备纳米铜粉时,该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为_。(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静置,再经过滤、_、干燥、_等操作可得到 Fe2O3产品。【答案】 CuFeS2+Cu+2H+=Cu2S+Fe2+H2S 2mol 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 生成的硫覆盖在 Cu2S 表面,阻碍浸取 Fe 3+水解程度随 pH 的升高而增大 32
7、:7 洗涤 煅烧(或灼烧)4利用 H2还原铁的氧化物并确定其组成的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫化物等杂质,焦性没食子酸溶液可吸收少量氧气)。5回答下列问题:(1)装置 Q(启普发生器)用于制备 H2,还可用于_(填字母,下同)。A生石灰与浓氨水制 NH3 B过氧化钠与水制 O2C硫化铁固体与稀硝酸制 H2S D大理石与稀盐酸制 CO2(2)中依次盛装的试剂为_。AKMnO 4酸性溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液B焦性没食子酸溶液、浓 H2SO4、KMnO 4酸性溶液CKMnO 4酸性溶液、焦性没食子酸溶液、浓 H2SO4KMnO4酸性溶液中发生反应的离子方程式为_。(3) “加热管
8、式炉”和“打开活塞 K”这两步操作应该先进行的是_,在这两步之间还应进行的操作是_。(4)反应过程中 G 管逸出的气体是_,其处理方法是_。(5)结束反应时,应该_,待装置冷却后称量并记录相应数据。(6)假设反应完全后瓷舟中的固体只有 Fe 单质,实验中测得了下列数据: 瓷舟的质量为 30.4g;瓷舟和 FexOy的总质量为 42.0g;反应前 U 形管及内盛物的总质量为 98.4g;反应后 U 形管及内盛物的总质量为 102.0g。由以上数据计算并确定该铁的氧化物的化学式为_。【答案】 D C 8MnO4-+5H2S+14H+=8Mn2+5SO42-+12H2O 打开活塞 K 检验 H2 的
9、纯度 氢气(或 H2) 在 G管口处放置一个点燃的酒精灯 先停止加热,冷却至室温后,再关闭活塞 K Fe3O465芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理:相关物质的物理常数:溶解性名称 相对分子质量 性状 熔点/ 沸点/密度/(gcm-3) 水 乙醇 乙醚甲苯 92 无色液体,易 -95 110.6 0.8669 不溶 易溶 易7燃,易挥发 溶苯甲酸 122白色片状或针状晶体122.4 248 1.2659 微溶 易溶易溶主要实验装置和流程如下:图 1 回流搅拌装置 图
10、 2 抽滤装置实验方法:一定量的甲苯和 KMnO4溶液置于图 1 装置中,在 90时,反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。(1)操作 I 为_;操作 II 为_。(2)如果水层呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化。加亚硫酸氢钾的目的是_。(3)白色固体 B 的主要成分为_,其中可能含有的主要杂质是_。(4)下列关于仪器的组装或者使用正确的是_。A抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀B安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触C图 1 回流搅拌装置可采用酒精灯直接加热的方法D图 1 冷凝管中水的流向是上进下出(5)称取 1.22 g 产
11、品,配成 100.0 mL 溶液。取其中 25.00 mL 溶液于锥形瓶中,滴加酚酞作为指示剂,用浓度为 0.1000 molL1 的 KOH 标准溶液进行滴定,消耗了 20.00 mL。产品中苯甲酸质量分数为_。若采用甲基橙作指示剂,会导致测定的结果_(填“偏高” 、 “偏低”或“无影响” ) 。【答案】 分液 蒸馏 除去未反应的高锰酸钾,防止盐酸酸化时被高锰酸钾所氧化,产生氯气 苯甲酸 KCl AB 80.0% 偏低【解析】一定量的甲苯和适量的 KMnO4溶液在 90反应一段时间后停止反应,按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯,苯甲酸能溶于水,甲苯不溶于水,互不相溶的液体采用分液方法分
12、离,得到有机层和86二硫化钼(MoS 2) 被誉为“固体润滑剂之王” ,利用低品质的辉钼矿( 含 MoS2、SiO 2以及 CuFeS2等杂质) 制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如下:9回答下列问题:(1)钼酸铵的化学式为(NH 4)2MoO4,其中 Mo 的化合价为_.(2)利用联合浸出除杂时,氢氟酸可除去的杂质化学式为_如改用 FeCl3溶液氧化浸出,CuFeS 2杂质的浸出效果更好,写出氧化浸出时发生的化学反应方程式_。(3)加入 Na2S 后,钼酸铵转化为硫代钼酸铵(NH 4)MoS4,写出(NH 4)2MoS4与盐酸生成 MoS3沉淀的离子反应方程式_。(4)由下图分析产生三硫化钼沉淀
13、的流程中应选择的最优温度和时间是_。利用化学平衡原理分析低于或高于最优温度时,MoS 3的产率均下降的原因:_。(5)高纯 MoS2中 3 然会存在极微量杂质,如非整比晶体 MoS2.8,则该杂质中 Mo4+与 Mo6+的物质的量之比为_。(6)已知 Ksp(BaSO4) =1.110-10,Ksp(BaMoO4)=4.010-8),钼酸钠品体( NaMoO42H2O) 是新型的金属缓蚀剂,不纯的钼酸钠溶液中若含少量可溶性硫酸盐杂质,可加入 Ba(OH)2固体除去 SO42-(溶液体积变化忽略),则当 BaMoO4开始沉淀时,溶液中的 c(MoO42-)/c(SO42-)_(结果保留 2 位有
14、效数字)【答案】 +6 SiO2 4FeCl3+CuFeS2=5FeCl2+CuCl2+2S MoS42-+2H+=MoS3+H 2S 40,30min 温度太低不利于 H2S 逸出; 温度太高,盐酸挥发,溶液 c(H+)下降,都不利于反应正向进行 1: 4 3.610 210。7高氯酸铵可用作火箭推进剂,实验室可由 NaClO3等原料制取(部分物质溶解度见下图),其实验流程如下:(1)氯酸钠高温分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为_。(2)80 时浸取液冷却至 0 过滤,滤渣的主要成分为_(写化学式)。(3)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为_。(4)已知:2NH 4ClO4
15、 N22O 2Cl 24H 2O。现可提供下列试剂:a饱和食盐水 b浓 H2SO4 cNaOH 溶液 dMg eCu fFe利用下图装置对高氯酸铵受热分解产生的三种气体分别进行吸收或收集。E 中收集到的气体可能是_(填化学式);A、B、C 中盛放的药品依次可以是_(填“” “”或“”)。.a、b、c .c、b、e .b、c、f【答案】 4NaClO 3 3NaClO4NaCl NaClO 4 NH ClO =NH4ClO4 N 2 【解析】根据氧化还原反应原理和信息,氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠,可由图知,NaClO 4的溶解度受温度影响很大,NaCl 溶解度受温度影响不大,80时浸取液
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- 2019 年高 化学 二轮 复习 专题 24 实验设计 评价 练习 DOC
