第1讲
考纲定标 常见气体的实验室制法
热点定位 1.以常见气体的制备为载体考查综合实验1.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法>。 能力。 2．气备实验的创新设计，考查装置和2．能识别或绘制简单的实验仪器装置图。 仪器药品的替代应用。 3．气备中的实验安全问题。
常见气体的实验室制法 [基础全扫描] 实验室需要制备的气体有：①O2、②H2、③NH3、④CO2、⑤Cl2、⑥SO2、⑦NO。 (1>用化学方程式表示制取下列气体的反应原理： ①O2：2KClO3错误!2KCl＋3O2↑； ②H：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；
③NH3：2NH4Cl＋Ca(OH>2错误!CaCl2＋2H2O＋2NH3↑； ④CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑； ⑤Cl2：MnO2＋4HCl(浓>错误!MnCl2＋Cl2↑＋2H2O； ⑥SO2：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑； ⑦NO：3Cu＋8HNO3(稀>===3Cu(NO3>2＋2NO↑＋4H2O。 (2>有下列三套制取气体的发生装置：
依据气体的制备原理，上述七种气体中能用A装置制取的气体有①、③(填序号，下同>。
能用B装置制取的气体有①、②、③、④、⑥、⑦。 能用C装置制取的气体有⑤。
(3>上述气体中，能用排水法收集的是①、②、⑦。 能用向下排空气法收集的是②、③。
(4>上述气体中，能用浓H2SO4干燥的是①、②、④、⑤、⑥、⑦。 能用碱石灰干燥的是①、②、③、⑦。
能用无水氯化钙干燥的是①、②、④、⑤、⑥、⑦。
[认知无盲区]
(1>制取O2，除用MnO2与KClO3混合共热外，还可以用加热分解KMnO4，或用Na2O2
与水反应，或MnO2催化分解H2O2的方法制取。 (2>棉花团在气取装置中的作用：
①加热KMnO4制备O2时，应在加热的试管管口放一团棉花，以防止KMnO4粉末随气流进入导管。
②制取NH3时，药品要干燥，收集时试管管口常堵一团蘸有稀硫酸的棉花，可以减少对流，增大氨气的浓度，稀硫酸可以吸收氨气，防止污染环境。 (3>气体的收集方法：
常用收集气体的方法，如右图装置：
A装置从a管进气是向上排空气法，从b管进气是向下排空气法。B装置从b管进气是排液法集气。
①如果液体为水，可以收集H2、NO、O2等气体；②如果液体为饱
和食盐水，可以收集Cl2；③如果液体为饱和NaHCO3溶液，可以收集CO2；④如果液体为CCl4，可以收集NH3。 [练习点点清]
1．如图所示装置可以用来制取、洗涤、收集(不考虑尾气处理>气体。该装置可用于( >
A．锌和盐酸生成氢气
B．二氧化锰和浓盐酸加热生成氯气 C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳 D．氯化钠和浓硫酸加热生成氯化氢
解读：选A由题中制备气体的装置图可知，与该装置相适应的气体的特点是常温反应制取，难溶于水，可用浓H2SO4干燥，可用向下排空气法收集。综上可知，答案为A。 2．实验室制备H2和Cl2通常采用下列反应： Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
MnO2＋4HCl(浓>错误!MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集H2的装置________(填代号>和制备并收集干燥、纯净Cl2的装置________(填代号>。可选用制备气体的装置：
解读：根据题给反应可知，制备氢气采用的是固体和液体不加热的方法，可以采用简易启普发生器，收集氢气可以采用向下排空气法或排水法，结合题给装置，在e、f中可以确定e制备氢气；用二氧化锰和浓盐酸制氯气需要加热，所以在a、b、c、d中排除a，装置b、c不能除杂、干燥，故选d，其集气瓶瓶中盛放的药品是(按先后顺序>饱和NaCl溶液、浓硫酸、空瓶(收集>、NaOH溶液。 答案：ed
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1．牢记常见气体实验室制法的5个反应原理：
(1>O2：2H2O2错误!2H2O＋O2↑。(2>H2：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。 (3>CO2：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。 (4>Cl2：MnO2＋4HCl(浓>错误!MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 (5>NH3：2NH4Cl＋Ca(OH>2错误!CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。 2．掌握气备的3类发生装置、干燥方法、收集方法：
(1>3类发生装置：固＋固错误!气体、固(或液>＋液错误!气体、固(或液>＋液―→气。 (2>3类干燥剂：酸性干燥剂(浓H2SO4>、碱性干燥剂(碱石灰>、中性干燥剂(无水CaCl2>。
(3>3类气体收集方法：排水法、向上排气法、向下排气法。
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[考点一 常见气体的制备与收集][动态课件＋flash演示见光盘]
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1．实验室里能否用大理石和稀硫酸反应制取二氧化碳气体？为什么？
答案：不能；因为CaCO3与稀H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，会覆盖在石灰石的表面，阻止反应的继续进行。 2．实验室里除用NH4Cl和熟石灰混合共热制取氨气外，还有哪些方法能制取氨气？ 答案：加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合。
图1图2
3．实验室里能否用图1装置制取氯气？若能，试写出反应的化学方程式。 答案：能，2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
4．选择合适的试剂，能否用图2所示的装置分别制取少量NO和O2？为什么？ 答案：不能制取NO，原因是NO不能用排空气法收集。
错误!
1．常见气备的发生装置
选择反应装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型，具体如下： 反应装置类型 反应装置图 适用气体 操作注意事项 ①试管要干燥②试管口略低于试管底 固、固加热型 O2、NH3等 ③加热时先预热再固定加热 ④用KMnO4制取O2时，需在管口处塞一小团棉花 ①加热烧瓶时要隔石棉网 Cl2等 ②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片 固、液加热型或液、液加热型 ①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入固、液不加热型 O2、H2、CO2、SO2、NO、NO2等 2．气体的收集方法 收集方法 排水法 向上排空气法 收集的气体密度比空气收集原理 收集的气体不与水反应且难溶于水 大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应 向下排空气法 收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应 液面以下 ②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且气体不溶于水③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速 收集装置 适用的气体 H2、O2、NO、CH4 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3 [例1](2018·大纲全国卷>请回答下列实验室中制取气体的有关问题。 (1>如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。
装置B、C、D的作用分别是：
B________________________________________________________________________； C________________________________________________________________________； D________________________________________________________________________。 (2>在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是________(填序号>；
②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填>：
A B C 应加入的物质 所起的作用 ③简单描述应观察到的实验现象___________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解读]本题主要考查常见气体的制备，意在考查考生根据反应原理和气体的性质进行化学实验的能力。高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，装置B用来收集比空气重的氯气，装置D吸收尾气，装置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度与空气接近，不能用排空气法收集，一氧化氮不与水反应，可以用排水法收集，选用装置Ⅰ，A装置中盛放铜片和稀，B装置中盛放水，C装置接收排出的水。 [答案](1>向上排气收集氯气安全作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境 (2>①Ⅰ②
A B C 应加入的物质 铜屑和稀 水 所起的作用 产生NO气体 排水收集NO气体 主要是接收B中排出的水 ③反应开始时，A中铜表面出现无色小气泡，反应速率逐渐加快；A管上部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面逐渐下降，B管中的水逐渐流入烧杯C中 错误!
1．(2018·上海高考>草酸晶体(H2C2O4·2H2O>100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去>( >
解读：选D草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用A、B，否则生成的水冷凝后令仪器炸裂；因草酸晶体在101.5℃熔化，在试管中流到管口，而发生堵塞，C错误。 ——————————————————————————————————————
[考点二 气体的净化与尾气的吸收][动态课件见光盘]——————————————
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1．二氧化硫具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，能否用浓H2SO4干燥二氧化硫气体？ 答案：能。
2．如何除去CO2中混有的少量HCl气体？
答案：将混合气体通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。 3．不能用浓H2SO4干燥的气体有哪些？
答案：碱性气体(如NH3>，还原性气体(如H2S、HI等>。 4．NO有毒，能产生环境污染，如何除去尾气中的NO气体？ 答案：通入O2(或空气>，再将混合气体通入足量NaOH溶液中吸收。
错误!
1．常见气体的净化方法和净化装置
(1>常见气体的净化方法：气体的净化可分为物理方法和化学方法。 遵循的原则：不损失主体气体，不引入新杂质。 ①物理方法：
a．液化法：利用沸点不同从空气中分离出N2和O2。
b．水洗法：利用溶解度不同从N2和NH3的混合气体中除去NH3；利用与H2O的反应从NO和NO2的混合气体中除去NO2。 ②化学方法：
a．氧化还原法：通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2；通过灼热的CuO除去H2、CO等。
b．酸碱法：将NH3和CO2的混合气体通过碱石灰除去CO2。
c．沉淀法：除去CO2中的H2S可利用CuSO4溶液，H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4。 (2>常见净化装置：
a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置，为防止固体“流动”，两端用石棉或玻璃棉堵住，但要使气流通畅。b装置一般盛液体试剂，用于洗液。c装置一般盛固体试剂，用于气体除杂和定量计算。 (3>常见干燥剂：
装置 液态干燥剂 固态干燥剂 常见干燥剂 不可干燥的气体 浓硫酸(酸性、强氧化性> 性） NH3 无水氯化钙<中 碱石灰<碱性） Cl2、H2S、HCl、SO2、CO2等 NH3、H2S、HBr、HI等 2．尾气的处理 (1>转化处理：
对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表： Cl2 SO2 NO2 H2S CuSO4 溶液 NaOH溶液 或NaOH水 水或浓 硫酸 点燃 HCl NH3 CO NO 与O2混合后通入NaOH溶液 溶液 (2>直接排空处理：主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。 (3>尾气处理装置：
①在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂吸收除去(如图甲>。如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去。 ②某些可燃性气体可用点燃或转化的方法，如图丙，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
③收集法，如图丁，尾气也可以采用收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。 ④对于溶解度很大吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸，典型装置如图乙。常见的防倒吸装置还有如下改进图(以NH3的吸收为例，未注明的液体为水>。
[例2]下列有关图示装置的叙述不正确的是( > ．
A．装置①可用于吸收实验中多余的SO2 B．装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等 C．装置③中X为苯，可用于吸收NH3或HCl气体 D．装置④可用于收集NH3，并吸收多余的NH3
[解读]SO2和NaOH溶液会发生反应，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A选项正确。装置②中如果气体从长导管通入，只能收集密度比空气大且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集Cl2、NO2等；如果气体从短导管通入，只能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集H2、NH3等，B选项正确。装置③中如果X为苯，因为苯的密度比水的小，故苯应该在上层，C选项错误。装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中的水蒸气，然后用排空气法收集NH3，最后用防倒吸的装置吸收多余的NH3，故D选项正确。 [答案]C
错误!
2．为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置应依次装入( > A．饱和NaHCO3溶液；碱石灰 B．饱和NaHCO3溶液；浓硫酸 C．浓硫酸；饱和NaHCO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液；浓硫酸
解读：选B用大理石和盐酸反应制得的CO2中，含有少量HCl，可用饱和NaHCO3溶液除去；干燥CO2可用浓硫酸或无水CaCl2固体作干燥剂，不能用碱石灰。
错误!
(2018·四川高考>下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
甲小组 实验装置 A 实验药品 氢氧化钙、 硫酸铵 浓氨水、 乙小组 ②_________________ 氢氧化钠
教材中制备气体的三类发生装置：
制备原理 反应的化学方程式为： ①____________________ 用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用： ③_____________________
[高考源于教材]
气体的实验室制法，包括反应原理、实验装置是考纲明确要求的重要考点，特别是H2、NH3、CO2、O2、Cl2的实验室制备原理和装置更是每年高考命题的热点。初中教材详细介绍H2、CO2、O2的制备，高中教材详细介绍NH3、Cl2的制备。而高考命题却将这些知识拓展到依据反应物的状态、反应条件来选择气体的发生装置，以及利用实验装置寻找实验
室制取氨气的其他方法，从而开阔了考生的视野，提高了考生的创新意识及创新思维。 [尝试解题]①仿照NH4Cl和Ca(OH>2混合共热制取氨气的原理可书写出反应的化学方程式：(NH4>2SO4＋Ca(OH>2错误!CaSO4＋2H2O＋2NH3↑。 ②依据实验药品的状态及常温下就能反应可选择B装置。
③固体NaOH溶于浓氨水后，放出大量的热，促使NH3的挥发，溶液中OH浓度的增大，这两个因素都能使NH3＋H2而加快了氨气的逸出。 [迁移·发散·整合]
一、高考还可能这样考
1．用实验室制NH3的气体发生装置还可以制备哪些气体？其反应原理是什么？ 提示：制O2：2KClO3错误!2KCl＋3O2↑或2KMnO4△,K2MnO4＋MnO2＋O2↑。 2．能否用加热分解NH4Cl制备NH3？解释原因。
提示：不能。NH4Cl△,HCl↑＋NH3↑，NH3＋HCl===NH4Cl(遇冷>。 3．用浓盐酸和浓硫酸可以制备HCl，应选用哪个装置？ 提示：液＋液―→气体，不需加热。
4．制备Cl2时，连接好装置并检查气密性，后续操作是什么？ 提示：加入固体药品―→加入液体药品―→加热。
5．如图为一种“随开随用，随关随停”的气体发生装置，利用该装置制备气体时，所制气体需要满足什么条件？
H23·
错误!＋OH向逆反应方向移动，从
－
－
提示：(1>原理：固＋液―→气体，不需要加热； (2>固体形状必须为块状； (3>产生的气体不溶于水。 二、相关实验知识归纳
利用2018四川高考的装置((1>H2：Zn——稀H2SO4 (2>CO2：CaCO3——稀盐酸
>，实验室里还能制取的气体有：
(3>O2：H2O2——MnO2或Na2O2——H2O (4>Cl2：KMnO4——浓盐酸 (5>SO2：Na2SO3——H2SO4 (6>NO：Cu——稀HNO3 (7>NO2：Cu——浓HNO3。
1．(2018·重庆联考>在实验室可用氧化还原反应制取的气体是( > ①NO2②O2③CO2④Cl2⑤NO⑥H2 A．①②④⑤⑥B．仅①②④⑥ C．仅①③D．仅③④⑤
解读：选A③中CO2制取：2HCl＋CaCO3===CaCl2＋CO2↑＋H2O，无元素化合价变化，不是氧化还原反应。 2.如图是制取和收集某气体的实验装置，该装置可用于( > A．浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2 B．过氧化钠固体和水反应制取O2 C．浓与铜反应制取NO2 D．浓氨水和生石灰反应制取NH3
解读：选BA项，浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2需要加热；C项，NO2与水反应生成NO气体，不能用排水法收集；D项，NH3易溶解于水，不能用排水法收集。 3．(2018·广州测试>下列制备和收集气体的实验装置合理的是( >
解读：选D用氯化铵和氢氧化钙固氨气时有水生成，试管口应向下倾斜；NO能和空气中的氧气反应生成NO2，应用排水法收集；氢气密度比空气小，收集氢气时导管应短进长出。 4．(2018·孝感模拟>如图为中学化学实验中的常见实验装置。
(1>装置A可用于制备多种气体，请写出用A装置制备下列气体时，圆底烧瓶和分液漏斗中应装的化学试剂。
气体 试剂 O2 CO2 NH3 SO2 (2>装置B可用于收集多种气体，若要用于收集氨气，则进气管为________；若要收集NO
，
简
述
用
装
置
B
收
集
NO
的
方
法
_________________________________________________。 解读：(2>氨气的密度比空气小，应“短进长出”；NO能与O2反应，不能用排空气法而应该用排水法收集，但要注意“短进长出”。 答案：(1> MnO2和H2O2或Na2O2和 H2O CaCO3和稀盐酸 碱石灰和浓氨水或NaOH固体和浓氨水等 Na2SO3固 体和 浓H2SO4 (2>b将集气瓶中装满水，塞上塞子，从b端通入NO气体，从a端排出水
一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分> 1．关于下列各装置图的叙述中，正确的是( >
A．装置①是洗气装置，除去氯气中的氯化氢 B．实验室用装置②制取氨气
C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色
D．装置④中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸
解读：选D装置①作洗气装置时，应长进短出；制取氨气时的药品不能选择氯化铵，
因为加热生成的氯化氢和氨气在试管口处反应重新生成氯化铵；制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入溶液中；由于氨气在四氯化碳中溶解度很小，可以防止倒吸，D正确。 2．以下各种尾气吸收装置中，不适合于吸收HCl气体，而且不能防止倒吸的是( >
解读：选BB选项中，倒扣的漏斗伸入液面以下太多，不能起到防倒吸的作用。 3．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是( >
解读：选C二氧化氮的密度比空气大，因此用排空气法收集二氧化氮气体时，导气管应该长进短出，这样有利于把试管中的空气排尽。 4．实验室对制备气体反应的基本要求是“反应条件易满足、能平稳地产生气流、所得气体中尽可能不含杂质成分(除少量水蒸气及少量原料汽化形成的物质>”，下列反应一般能用于实验室制备气体的是( > A．Na2O2与CO2反应制备O2 B．H2O2与MnO2混合制备O2 C．加热浓制备NO2
D．浓NaOH与NH4Cl溶液混合加热制备NH3
解读：选BA项易引入较多的CO2杂质；C项加热浓HNO3制NO2时还会产生O2，C项错；氨气易溶于水，用浓NaOH溶液与NH4Cl溶液反应制得的NH3量较少，D项错。 5.下列气体组(括号内为杂质>可用如图装置提纯的是( > A．H2S(HCl> B．NO2(CO2> C．C2H6(C2H4> D．CO2(H2S>
解读：选C分析该装置的特点，其由一个洗气瓶和一个干燥管组成。洗气瓶中溶液用来除去杂质气体，干燥管用来除去由洗气瓶中引入的水蒸气，但要注意碱石灰不能干燥酸性
气体。碱石灰在吸收水蒸气的同时，H2S、NO2、CO2等酸性气体也可被吸收，故A、B、D选项不正确。 6．下列能达到实验目的的是( >
A．除去杂质气体CO2B．收集并吸收多余的Cl2 C．干燥Cl2D．吸收HCl制盐酸
解读：选CA选项，导气管应该“长进短出”；B选项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D选项，HCl易溶于水，发生倒吸。 7.如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂>，其中可行的是( > 选项 A B C D 气体 NO2 SO2 NH3 CO2 a 浓 浓硫酸 浓氨水 稀 b 铜片 Cu 生石灰 CaCO3 c NaOH溶液 酸性KMnO4溶液 碱石灰 浓硫酸 解读：选DA项，氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，不正确；B项，铜与浓硫酸反应需要加热，且酸性高锰酸钾能氧化SO2，该装置不可行；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，不正确。 8．(2018·大连双基测试>用如图所示装置制取表中的四种气体(图中加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂>。 选项 A B C D 气体 CO2 Cl2 SO2 H2 a 稀盐酸 浓盐酸 稀H2SO4 稀盐酸 b CaCO3 MnO2 Cu 锌粒 c 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液 品红溶液 NaOH溶液 d 浓H2SO4 浓H2SO4 浓H2SO4 浓H2SO4 上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是( > A．CO2B．Cl2 C．SO2D．H2
解读：选D制备CO2时不能用饱和碳酸钠溶液吸收HCl，因为CO2能与饱和碳酸钠溶
液反应，应用饱和碳酸氢钠溶液，A错误。除去Cl2中混有的HCl气体不能用NaOH溶液，因为Cl2也能与NaOH溶液反应，应用饱和食盐水，B错误。铜与稀硫酸不反应，不能用于制备SO2，C错误。 9．(2018·安徽江南十校联考>实验是研究化学的基础，下列图中所示的实验方法、装置或操作中正确的是( >
A．干燥SO2B．实验室制取并收集O2
C．装置气密性的检查D．分离乙醇和乙酸的混合液
解读：选C碱石灰可与SO2发生反应，A错误；O2应用向上排空气法收集，B错误；向左推针筒活塞，装置内气体压强增大，长颈漏斗中液面上升，一段时间后，液面高度保持不变，说明装置气密性良好，C正确；乙醇和乙酸互溶，无法通过分液法而分离，D错误。 10．下图是实验室常用的气备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4错误!CO↑＋CO2↑＋H2O制取一氧化碳，则合理的装置组合为( >
A．①⑤⑧B．③⑤⑦ C．②⑤⑥D．③④⑧
解读：选D由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置。除去CO2可选用④或⑤装置，要收集CO只能用⑧装置，故合理的装置组合为③④⑧或③⑤⑧。 二、非选择题(本题包括4小题，共50分>
11．(12分>如图是用于气备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去>。请根据下列要求回答问题。
(1>若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：
①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO
、
无
水
CuSO4
粉
末
。
此
实
验
的
目
的
是
_____________________________________________， D装置的作用是___________________________________________________________。 ②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写一种>_____________________________________________________________________。 ③加热前必须进行的操作是__________________________________________________。 (2>若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则：
①
烧
瓶
内
产
生
的
气
体
主
要
有
(
写
化
学
式>_________________________________________。 ②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是(填字母>________→E。 ③
试
管
B
中
的
反
应
方
程
式
为
__________________________________________________。 解读：(1>①装置A中锌片与稀硫酸反应产生H2，装置C是对H2进行干燥，然后依次通过分别盛有CuO、无水CuSO4粉末的装置B；通过CuO时，氢气与CuO反应生成Cu和H2O；通过无水CuSO4粉末时，可以检验生成的水。故实验目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物；装置D的作用是防止空气中的水分进入装置B，干扰产物H2O的检验。②使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可以减缓A中产生氢气的速率，如控制硫酸的滴入速率、控制温度等。③加热前必须检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净。 (2>①滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水挥发，氨气逸出。②做氨的催化氧化实验，装置A为O2、NH3的发生装置，由于产生的O2、NH3中含有水蒸气，需要通过装置D干燥后进入装置B发生催化氧化反应。 答案：(1>①验证H2的还原性并检验其氧化产物防止空气中的水进入装置，干扰H2氧
化产物的检验
②控制分液漏斗的活塞，使稀H2SO4缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案亦可给分> ③检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净 (2>①O2、NH3②A→D→B③4NH3＋5O2错误!4NO＋6H2O 12．(12分>实验室欲制取少量NaHCO3与NH4Cl。实验步骤如下：
请回答：
(1>步骤Ⅰ、Ⅲ中需用到氨气，下列装置可用于实验室制氨气的是________(填序号>。
(2>步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式是________________________。若用图甲装置进行该沉淀反应，实验时， 须先从________(填“a”、“b”或“c”>管通入________。 (3>有人设计了如图乙所示的装置来验证步骤Ⅲ所得的晶体中含有NH错误!。具体操作是取少量晶体于硬质试管中，对晶体部位加热，并在________(填“A”或“B”>处放置________试纸，观察现象。 解读：(1>a中NH4Cl受热分解生成的HCl和NH3在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，碱石灰起不到吸收HCl的作用。c中反应装置试管口应略向下倾斜。 (2>实验时应先通入NH3再通入CO2，NH3极易溶于水，故应从a管通入。 (3>由于NH3的密度比空气小，因此应把试纸放在硬质试管的上口。 答案：(1>bd
(2>NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4ClaNH3 (3>A湿润的红色石蕊(或湿润的酚酞>
13．(14分>乙小组(Ⅰ>某同学拟用如图所示装置分别制取H2和NO。而实验室只有水、浓硫酸、浓、铜片。 ①制取H2时，还缺少的固体试剂是________(填名称>，反应的离子方程式是：______________________________________； ②制取NO时，请你从上述试剂中为他选择比较合理的试剂：____________________；反应产生的气体需要用________法收集。 (Ⅱ>有一份两种物质混合而成的白色混合物，分别取适量该混合物置于三支试管中进行实验。
①加热第一支试管中的白色混合物，试管口有水滴凝结 ②向第二支试管中逐滴加入4mol·L
－1
的NaOH溶液至过量，同时不断振荡试管，有气
泡产生，反应结束后试管中还有白色不溶物 ③向第三支试管中逐滴加入4mol·L生，反应结束后得到无色透明溶液 (1>符合以上实验现象的是________混合物(填选项序号>； A．NaHCO3、AgNO3B．BaCl2、MgCO3
C．NH4HSO3、MgCl2·6H2O D．NH4Cl、Ca(HCO3>2 (2>该混合物中的某一物质水溶液的____________________________(填化学式>； (3>该混合物在实验②中产生白色不溶物的离子方程式：_________________________。 解读：(Ⅰ>制取氢气是利用锌粒与稀硫酸反应，制取NO，最好利用铜与浓反应，生成的气体利用排水法收集，可以得到较纯净的NO，不能将浓稀释，因为影响反应速率。 (Ⅱ>(1>①说明有水生成，②说明有氨气生成，原物质中存在NH错误!，③说明产生CO2，符合题意的只有D选项；(2>NH错误!的水解使溶液显酸性；(3>生成的是CaCO3沉淀。注意是过量的NaOH溶液，最终溶液中的溶质是Na2CO3。 答案：(Ⅰ>①锌Zn＋2H===Zn2＋H2↑
＋
＋
－1
盐酸，同时不断振荡试管 ，有无色无味的气体产
pH<7，该物质是
②水、浓、铜片排水
(Ⅱ>(1>D (2>NH4Cl (3>Ca2＋2HCO错误!＋2OH===CaCO3↓＋CO错误!＋2H2O(或
＋
－
分两步写成HCO错误!＋OH===CO错误!＋H2O、Ca2＋CO错误!===CaCO3↓也可> －
＋
14．(12分>在浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2，可以制得纳M级碳酸钙。下图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去>，请根据要求回答问题。
(1>实验室若用NH4Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH3，则需选用上述仪器装置中的________(填装置序号>。若要制取、收集干燥的CO2，请选择装置并按气流方向连接各仪器接口________________________。 (2>向浓CaCl2溶液中通入NH3和CO2制纳M级碳酸钙时，应先通入的气体是____________，若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号>。
写出制纳M级碳酸钙的化学方程式____________________________________ ____________________。
(3>试设_计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳M__________________。
解读：(1>氯化铵与熟石灰加热制备氨气选用B装置，通过碱石灰进行干燥，选用D装置，再用向下排空气法收集，选用E装置。制取二氧化碳可以用稀盐酸与石灰石反应，选用A装置，选用C装置干燥，由于二氧化碳密度比空气大，故选择各仪器接口的顺序为acdh。 (4>纳M级碳酸钙和水混合形成的分散系为胶体，故可以取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳M级，否则不是。 答案：(1>BDEacdh (2>NH3b
CaCl2＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3＋2NH4Cl
(3>取少量样品和水混合形成分散系，用一束光照射，若出现一条光亮的通路，则是纳M级，否则不是
第2讲
考纲定标 1.设计、评价或改进实验方案。 2．了解控制实验条件的方法。 实验方案的设计与评价
热点定位 1.利用限定的仪器装置、药品，根据题目要求进行实验方案的设计。 3．分析或处理实验数据，得出合理的结论。 4．绘制和识别典型的实验仪器装置图。 5．以上各部分知识与技能的综合应用。 2．给出部分实验环节，根据题目要求设计完整的实验方案及操作步骤。 3．对给出的实验方案做出科学的评估，选择最佳方案。
实验方案的设计 [基础全扫描] 1．实验方案设计的基本要求
2．实验方案设计的基本思路
根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的实验方案，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。
3．实验设计示例
设计实验证明氯酸钾中含有氯元素 (1>实验原理(用化学或离子方程式表示>： 2KClO3错误!2KCl＋3O2↑， Ag＋Cl===AgCl↓。
(2>实验试剂：氯酸钾固体、MnO2、AgNO3溶液、稀。 (3>操作步骤：
①将氯酸钾和MnO2混合共热。
②冷却至室温，加水充分溶解后，过滤。
③取少量滤液于一洁净试管中，加入几滴酸化的AgNO3溶液，观察到有白色沉淀生成，证明氯酸钾中含有氯元素。 [认知无盲区]
1．方案设计中实验操作顺序
＋
－
装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序>→拆卸仪器→其他处理等。
2．加热操作先后顺序的选择
若气备实验需加热，应先加热气体发生装置，通入气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。目的是：①防止爆炸(如氢气还原氧化铜>；②保证产品纯度，防止反应物或生成物与空气中的物质反应。熄灭酒精灯的顺序则相反。 3．防止实验中试剂或产物变质或损失
(1>实验中反应物或产物若易吸水、潮解、水解等，要采取措施防止吸水； (2>易挥发的液体产物要及时冷却；
(3>易挥发的液体反应物，需在反应装置中加装冷凝回流装置(如长导管、竖直的干燥管、冷凝管等>；
(4>极易溶于水的气体(如NH3、HCl>要设置防倒吸装置。
[练习点点清]
1．现提供蒸馏水、铁粉、浓盐酸、氯气，请设计一个实验，如何从电子工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板后的废液中回收铜并制取纯净的FeCl3溶液，写出相应的实验步骤。 解读：电子工业上用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板后的废液中含有FeCl3、FeCl2、CuCl2。其回收流程为：
答案：(1>先向废液中加入过量的铁粉，并过滤。 (2>滤渣用盐酸溶解并过滤得单质铜。 (3>将(1>(2>的滤液合并。
(4>向合并的滤液中通入Cl2得FeCl3溶液。 2．设计实验方案证明H2SO3的酸性强于H2CO3。 答案：三种参考方案如下：
方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸>测两溶液的pH，前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3； 方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3>溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水，品红溶液不褪色，且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3； 方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3>溶液、品红溶液，品红溶液不褪色，证明H2SO3酸性强于H2CO3。 实验方案的评价 [基础全扫描] 1．实验方案的评价解题要点 (1>理论上要科学。 (2>操作上要简单可行。 (3>原料用量要节约。
(4>要环保，符合绿色化学原则。 2．实验评价题的常见考查角度
(1>从绿色化学的思想(操作简单、药品价廉、安全无污染、现象明显>评价不同实验方案的优劣。
(2>如果实验中提供试剂的价格，要注意成本的核算。
[认知无盲区]
(1>有水蒸气生成的，先检验水蒸气，再检验其他成分。
(2>对于需要进行转化才能检测的成分，要先转化，然后再检测转化产物。
(3>若试卷只给出部分药品和装置，则应需要给出必要的补充；若有剩余，则应进行筛选。
(4>要注意某些仪器的规格和药品的名称。
[练习点点清]
3．用铁制备较纯净的三氧化二铁，下列哪个实验方案为最佳方案( > A．使铁在潮湿的空气中缓慢氧化
B．铁在氯气中燃烧，加水溶解，加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、然后充分加热分解
C．使铁溶解于稀硫酸，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解 D．使铁与足量稀反应，然后加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤，然后充分加热分解
解读：选BA项，最终生成铁锈(氧化铁水合物>；B项，Fe错误!FeCl3错误!Fe(OH>3
错误!Fe2O3，方案合理；C项，Fe错误!FeSO4错误!Fe(OH>2，Fe(OH>2在空气中加热时部分氧化为Fe(OH>3，分解产物中既有FeO，又有Fe2O3等；D项，Fe与HNO3反应产生大气污染物NO。 4．某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧气，为确定其中一定含
有二氧化碳、二氧化硫，甲、乙、丙3位同学分别设计了下述实验方案，并都认为：如果观察到的现象与自己设计的方案一样，就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。 (1>方案甲：
混合气体→错误!→错误! (2>方案乙：
混合气体→错误!→错误! (3>方案丙：
混合气体→错误!→错误! 试用简要语言评价上述各实验方案是否严密？并说明原因。
(1>方案甲：______________________________________________________________； (2>方案乙：______________________________________________________________； (3>方案丙：______________________________________________________________。 解读：因混合气体中可能含C2H4、CO2、SO2、O2，当混合气体通过酸性高锰酸钾溶液和溴水而分别使之褪色时，可能是C2H4，也可能是SO2反应引起的，不能确定一定含SO2，因此甲、乙的方案设计不严密。而上述混合气体中能使品红溶液褪色的只有SO2，且品红溶液颜色变浅而不是褪色，说明SO2完全被吸收，再使澄清的石灰水变浑浊，说明一定含有CO2。 答案：(1>不严密，有乙烯的干扰 (2>不严密，有乙烯的干扰
(3>严密，上述气体中只有SO2能使品红溶液褪色，通过足量品红溶液后，除去二氧化硫，剩余气体能使澄清石灰水变浑浊，则一定有CO2存在 ————————
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———
1．明确实验方案设计的4项基本要求：①科学性，②安全性，③可行性，④简约性。 2．牢记实验方案设计时要4防：①防爆炸，②防暴沸，③防中毒，④防倒吸。 3．熟记评价实验设计的4个方面：①可行性，②安全性，③可靠性，④准确性。 4．理解综合性实验题解答的4个步骤：①明确实验目的、原理。②根据实验原理选择仪器、药品。③组装仪器并理解各仪器的作用及使用方法。④结合题意，综合分析解答。
[考点一 实验方案的设计][动态课件见光盘]
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1．如何通过实验证明H2O2既有氧化性又有还原性？
答案：H2O2能使酸性KMnO4溶液褪色，证明H2O2具有还原性；H2O2能使KI溶液(含淀粉>变蓝，证明H2O2具有氧化性。 2．设计实验方案证明铁锈中含有Fe3。
＋
答案：实验方案的流程如下：
3．取agNa2CO3和NaHCO3的混合物与足量的稀H2SO4充分反应，逸出的气体用碱石灰吸收，增至bg。该实验方案能否测定混合物中Na2CO3的质量分数？ 答案：不能，原因是碱石灰不但能吸收CO2，还能吸收水蒸气。
错误!
1．实验方案设计中的安全问题
(1>防爆炸：点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4>或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前，要检验气体的纯度。 (2>防暴沸：配制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时，要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中；加热液体混合物时要加沸石(或碎瓷片>。 (3>防中毒：制取有毒气体(如Cl2、CO、SO2、H2S、NO2、NO>时，应在通风橱中进行，且进行尾气处理。 (4>防倒吸：加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH3、HCl>时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶。 2．实验方案创新设计的几个方面 (1>尾气处理装置的设计：
在设计尾气处理装置时，要充分考虑装置是否符合以下几点：能充分吸收气体、不能倒吸、尾气处理装置应与大气相通。 如：下列吸收氨气的装置(未标出的液体为水>A、C、E、F、G均能防止倒吸，B、D均不能。
(2>防污染安全装置设计：
如：下列尾气处理装置中，A可吸收有毒的尾气(如Cl2、SO2等>，B和C装置吸收易溶的尾气(如HCl、NH3等>，D可用于除去CO等可燃性气体，E可用于收集所有气体。
(3>量气装置的设计：
如：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置，而装置E则不能测量气体体积。
(4>启普发生器具有随开随用、随关随停的特点，是气备的常用装置。实验室中没有启普发生器时，可以根据启普发生器的原理设计出简易制气装置，如下图所示的装置。
[例1](2018·洛阳模拟>某学习小组在通过反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O研究反应速率的影响因素后，对Na2S2O3产生了兴趣，查资料知Na2S2O3的名称为硫代硫酸钠，俗称海波，可视为一个S原子取代了Na2SO4中的一个O原子。该实验小组运用类比学习的思想预测了Na2S2O3的某些性质，并通过实验验证自己的预测。 [提出假设]
(1>部分学生认为Na2S2O3与Na2SO4结构相似，化学性质也相似，因此室温时Na2S2O3
溶液的pH________7(填“>”、“<”或“＝”>。 (2>部分学生由S元素化合价推测Na2S2O3与SO2性质相似，均具有较强的________。 [实验探究]
取适量Na2S2O3晶体，溶于水中制成Na2S2O3溶液，进行如下探究(填写表中空格 >。
探究① 实验操作 (3>____________ 向新制氯水(pH<2>中滴加少量Na2S2O3溶液 实验 现象 溶液pH＝8 氯水 颜色 变浅 现象解释(用离子方程式表示> (4>_________ (5>_________ 探究② [实验结论] (6>
探
究
①
：
________________________________________________________________。 (7>
探
究
②
：
_________________________________________________________________。 [问题讨论]
(8>甲同学向“探究②”反应后的溶液中滴加银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na2S2O3氧化。你认为该方案是否正确并说明理由___________________。 (9>请你重新设计一个实验方案，证明Na2S2O3被氯水氧化。你的方案是_______________。 [解读] (1>由学生认为Na2S2O3的化学性质与Na2SO4的性质(强酸强碱盐，溶液呈中性>相似，可推知室温时Na2S2O3溶液呈中性，则pH＝7。 (2>由SO2具有还原性可知Na2S2O3(S为＋2价>也有较强的还原性。
(3>由实验现象可知探究①是为了探究溶液的酸碱性，验证假设(1>，故其操作是利用pH试纸来检验Na2S2O3溶液的酸碱性。 (4>由实验现象可知Na2S2O3溶液呈碱性(说明其是强碱弱酸盐>，其原因应是S2O错误!水解。 (5>向氯水(具有强氧化性>中滴加Na2S2O3溶液，目的是验证Na2S2O3是否具有还原性，由实验现象可知Cl2被还原，说明Na2S2O3具有还原性，利用得失电子守恒可知反应的离子方程式为S2O错误!＋4Cl2＋5H2O===2SO错误!＋8Cl－＋10H＋。 (8>甲同学是通过观察有无AgCl沉淀生成来判断Na2S2O3是否被氯水氧化，有则说明
Cl2被还原为Cl－，从而证明氯水将Na2S2O3氧化。该方案不正确，因为即使不发生氧化还原反应，过量的氯水中也含有Cl－，Cl－会与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀。 (9>可通过验证Na2S2O3溶液与氯水反应后的溶液中是否含有SO错误!来说明Na2S2O3
是否被氯水氧化。 [答案](1>＝ (2>还原性
(3>用玻璃棒蘸取Na2S2O3溶液点在pH试纸中部，将试纸颜色与标准比色卡对照 (4>S2O错误!＋H2O
HS2O错误!＋OH
－
－
＋
(5>S2O错误!＋4Cl2＋5H2O===2SO错误!＋8Cl＋10H(6>Na2S2O3水溶液呈碱性 (7>Na2S2O3具有还原性
(8>不正确，因氯水过量，氯水中含有Cl，会生成AgCl沉淀
(9>取少量反应后的溶液，向其中滴入氯化钡溶液，若观察到有白色沉淀产生，则说明Na2S2O3能被氯水氧化 错误!
1．(2018·龙岩质量检查>下述实验设计能够达到目的的是( > 编号 A B C D 实验目的 证明盐酸酸性比醋酸强 证明H2CO3酸性比H2SiO3强 证明钠的金属活动性比铜强 证明溶液中含有I －－
实验设计 用同一电路测等体积盐酸、醋酸溶液的导电性 将CO2通入Na2SiO3溶液中 向CuCl2溶液中投入金属钠 向溶液中加入淀粉 解读：选B通过导电性比较盐酸和醋酸的酸性强弱，必须使用相同浓度的盐酸和醋酸，故A错误。钠投入CuCl2溶液中，会与水反应生成NaOH，进而生成Cu(OH>2而不能置换出铜，故C错误。淀粉只能检验出碘单质，故D错误。 2．某同学通过实验探究硫及其化合物的性质，实验现象正确且能达到目的的是( > A．点燃硫黄，产生有刺激性气味气体，该气体可以漂白纸浆
B．将CuSO4·5H2O加入浓硫酸中，蓝色晶体变为白色，说明浓硫酸具有强的脱水性 C．把SO2通入盛有滴加了酚酞试剂的NaOH溶液中，溶液褪色，说明SO2具有漂白作用
D．将Cu片加入浓硫酸中，反应剧烈，说明浓硫酸具有强的氧化性
解读：选A点燃硫黄生成SO2，A正确；选项B说明浓硫酸有吸水性；选项C体现了SO2的酸性；Cu和浓H2SO4的反应需要加热，且根据反应的剧烈程度不能判断物质的氧化
性或还原性的强弱，D错。 [考点二 实验方案的评价][动态课件见光盘]
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1．制取CuSO4有以下两个方案，试评价哪个为最佳方案？ ①Cu错误!CuSO4②Cu错误!CuO错误!CuSO4 答案：方案②为最佳方案；原因是方案①能产生污染环境的SO2，且制得相同量的CuSO4，方案①消耗H2SO4的用量多。 2．用铁屑、稀H2SO4、CuO制取单质铜有以下两个方案，用相同量的原料，哪种方案制得的Cu多？
①Fe错误!H2错误!Cu②CuO错误!CuSO4错误!Cu 答案：第②种方案制得的Cu多。原因是方案①中H2还原CuO的实验中要先用H2排尽系统内的空气，且实验结束时要继续通H2至试管冷却，故方案①中制取1molCu，消耗Fe和H2SO4的量远大于1mol。 错误!
1．从可行性方面对实验方案做出评价 (1>实验原理是否正确、可行； (2>实验操作是否安全、合理； (3>实验步骤是否简单、方便； (4>实验效果是否明显等。
2．从“绿色化学”视角对实验方案做出评价 (1>反应原料是否易得、安全、无毒； (2>反应速率是否较快；
(3>原料利用率以及生成物质的产率是否较高； (4>实验过程中是否造成环境污染。 3．从“安全性”方面对实验方案做出评价 化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下： (1>净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；
(2>进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等>；
(3>防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”>；
(4>防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达
到实验目的>；
(5>冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等>； (6>易挥发液体产物(导出时可为蒸气>的及时冷却。 [例2]
(2018·福建高考>实验室里常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示>。
制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：
甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。 乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。
丙方案：与已知量CaCO3(过量>反应，称量剩余的CaCO3质量。 丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。 继而进行下列判断和实验：
(1>判定甲方案不可行，理由是____________。
(2>进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
①量取试样20.00mL，用0.1000mol·L1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定
－
测得试样中盐酸浓度为____________mol·L1； －
②平行滴定后获得实验结果。
(3>判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”>。 [已知：Ksp(CaCO3>＝2.8×109，Ksp(MnCO3>＝2.3×10
－
－11
]
(4>
进行丁方案实验：装置如图所示(夹持器具已略去>。
①使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。
②反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是________(排除仪器和实验操作的影响因素>。 [解读](1>根据反应的离子方程式：MnO2＋4H＋＋2Cl－错误!Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O，可以看出反应残余液中c(Cl－>>c(H＋>，用甲方案测得的是c(Cl－>，而不是c(H＋>。 (2>根据c(盐酸>·V(盐酸>＝c(氢氧化钠>·V(氢氧化钠>，c(盐酸>＝c(氢氧化钠>·V(氢氧化钠>/V(盐酸>＝22.00 mL×0.100 0 mol·L－1/20.00mL＝0.1100mol·L－1。 (3>由于Ksp(MnCO3> － ＋ 粒残余清液(按序写出两项> ②装置内气体尚未冷至室温 错误! 3．(2018·潍坊模拟>铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取铜：①将铜溶于中、②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于中、③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应>溶液中生成铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是( > A．方法③是最经济和环保的 B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀比用浓好 C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染 D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂 解读：选A①、③都生成污染性气体，②不生成污染性气体，且HNO3全部转化为Cu(NO3>2。 错误! 在知识能力水平相差不大的情况下，高考成绩的高低在很大程度上取决于是否规范答题，在综合题的解答中，不少考生不是因为知识欠缺或能力上达不到而失分，而是答题不规范。每年都有因考生写错别字、潦草字、错写元素符号和化学用语、有效数字运算不合要求，甚至乱写乱画而被扣分，如熔(溶>解、脂(酯>化反应、坩锅(埚>、离子方程式写成化学方程式、0.1000mol·L1写成0.1mol·L1等。 － － 规范的格式和严密的步骤能充分体现考生知识能力水平和良好的答题习惯。阅卷专家提醒：做题时要认真书写，严格规范；用词准确，回答完整到位；认真审题，不凭猜测和想象答题。规范答题要注意以下问题：(1>这样答题阅卷人是否能看懂、看清楚。(2>这是不是最佳答案。(3>专业术语、专用符号的运用是否符合阅读或使用习惯。 1．装置气密性的检查 [思维流程] 凡是有导气管的实验装置，在放入药品之前均需要先检查装置的气密性。 [例1](2018·四川高考>如图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。 请回答下列问题： (1>写出仪器a的名称：_________________________________________________。 (2> 检 查 A 装 置 气 密 性 的 操 作 是 _______________________________________________。 [答案](1>圆底烧瓶 (2>连接导管，将导管末端插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。 2．试纸的使用 [思维流程] (1>定量试纸(如pH试纸>的使用： 此类问题的答案几乎是格式化的。解答此类题目要注意三个得分点和关键词：蘸待测液＋点试样＋对比读数。 (2>定性试纸的使用： ①用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时，答题模板： 将××××××试纸放于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取待检液点在试纸中部，试纸呈现××××××颜色②用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验气体时，答题模板 ②用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时，答题模板： 先取小片××××××试纸用蒸馏水润湿，粘在玻璃棒的一端，再放到盛有待测气体的容器口附近，试纸呈现××××××颜色 [例2](2018·山东高考>聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH>n(SO4>3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等>制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O>过程如下： 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为____________________________________________________________________________________________________________________________________。 [答案]将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片>上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的，等试纸变色后，再跟标准比色卡对比读数。 3．气体的检验 [思维流程] 根据气体的性质检验气体，可选用湿润试纸或溶液，后者较复杂，如用澄清石灰水检验CO2气体。 [例3](2018·山东高考>聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为[Fe2(OH>n(SO4>3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等>制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O>，过程如下： 验证固体 W 焙烧后产生的气体含有 SO2 的方法是 ________________________________。 [答案]将气体通入品红溶液中，观察到品红溶液褪色，加热后又恢复原色，证明气体中含有SO2。 4．离子的检验 [思维流程] 离子的检验通常在溶液中进行，根据其性质选择试剂，再由反应现象得出结论，如Cl的检验。 [例4](2018·上海高考>碱式碳酸铜[Cu2(OH>2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下： 步骤一：废铜屑制铜 如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量>，充分反应后过滤，得到铜溶液。 步骤二：碱式碳酸铜的制备 向大试管中加入碳酸钠溶液和铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置、过滤，用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品。 步骤二中的滤液中可能含有CO错误!，写出检验CO错误!的方法：_________________________。 － [答案]取少量滤液于试管中，加入稀盐酸，将产生的无色气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，说明有CO错误!。 5．滴定终点的判断 [思维流程] 解答此类题目注意关键点： [例5](2018·天津高考>纳MTiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。 用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3，再 ＋ 以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4>2标准溶液滴定Ti3至全部生成Ti4。 ＋ ＋ 请回答： 如 何 判 断 滴 定 终 点 ___________________________________________________________。 [答案]当滴入最后一滴NH4Fe(SO4>2标准溶液后，溶液变成浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色 6．沉淀剂是否过量的判断 [思维流程] 沉淀剂是否过量的判断方法(以用BaCl2溶液沉淀Na2SO4为例说明>。 方法Ⅰ适用于沉淀的质量需要称量并进行有关的定量计算。 方法Ⅱ适用于不需要称量沉淀的质量，只是定性说明相关的问题。 [例6] (1>(适用于方法Ⅰ>(2018·上海高考>CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。 根据题意完成下列填空： 如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤： ①________②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤 (其余步骤省略> 在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2>(适用于方法Ⅱ>(2018·天津高考>纳MTiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。 制备纳MTiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl － ，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。 用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定 条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4>2标准溶液 ＋ 滴定Ti3至全部生成Ti4。 ＋ ＋ 检验TiO2·xH2O中Cl是否被除净的方法是_________________________。 [答案] (1>称量样品静置，在上层清液中继续滴加BaCl2溶液，观察有无沉淀产生 (2>取少量水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl已除净 － － 1．下列实验方案设计中，可行的是( > A．在水中加入氯化铁晶体，加热至沸腾，可得到氢氧化铁胶体 B．氢氧化铁胶体中的H、Cl可用过滤的方法除去 C．用蒸发的方法使NaCl从溶液中析出时，将蒸发皿中NaCl溶液全部加热蒸干 ＋ － D．鉴别氯化铁溶液与氢氧化铁胶体较简便的方法是用激光束照射 解读：选DA项实验操作不会制得胶体，会得到沉淀；胶体粒子也能通过滤纸，B项错误；C项，蒸发溶液到溶液快要蒸干时用余热蒸干即可。 2．在实验室进行物质制备，下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是( > A．C错误!CO错误!CO2错误!Na2CO3 B．Cu错误!Cu(NO3>2溶液错误!Cu(OH>2 C．CaO错误!Ca(OH>2溶液错误!NaOH溶液 D．Fe错误!Fe2O3错误!Fe2(SO4>3溶液 解读：选CA项，在空气中点燃单质碳来制备CO的方法，在操作上是不可行的；B项，用银溶液与铜反应来制备Cu(NO3>2是不经济的；D项，用点燃铁燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有C符合要求。 3．(2018·潍坊模拟>某化学兴趣小组设计了下列四个实验装置，试图通过观察实验现象说明CO2与NaOH溶液发生了反应。其中无法达到实验目的的是( > 解读：选DD中的b容器因为与外界大气不通，不能达到实验目的。 4．(2018·郑州质量预测>某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。查阅资料得知常温下BaSO3的Ksp为5.48×107，饱和亚硫酸中c(SO错误!>＝ － 6.3×108mol·L1。 － － (1>将0.1mol·L －1 的BaCl2溶液滴入饱和亚硫酸中，____________(填“能”或“不 能”>生成BaSO3沉淀，原因是____________________________________(请写出必要的推断过程>。 (2>浓硫酸的沸点为338℃，酒精灯火焰的温度为400～500℃，甲同学用装置Ⅰ进行实验，发现BaCl2溶液中出现白色沉淀，且白色沉淀不溶于盐酸。 ①写出加热后，试管中发生反应的化学方程式：________________________________。 ②白色沉淀的化学式是______________________，请用离子方程式表示生成该白色沉淀的可能原因____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3>乙同学认为甲同学的装置不完善，故设计了改进装置Ⅱ进行实验(夹持装置和A中加热装置已略去，气密性已检验>。 ①打开弹簧夹，通入N2一段时间后关闭弹簧夹； ②滴加一定量浓硫酸，加热A，一段时间后C中未见沉淀生成。 操作①的目的是__________，洗气瓶B中的试剂是________________。 (4>丙同学取乙实验后的C中溶液少许，滴加一种无色溶液，也产生不溶于盐酸的白色沉淀，丙滴加的试剂可能是( > A．NaOH溶液B．NaAlO2溶液 C．H2O2溶液 D．酸性KMnO4溶液 解读：(1>根据Qc＝c(Ba2＋>·c(SO错误!>与Ksp(BaSO3>的关系即可判断是否有沉淀生成。若Qc>Ksp则有沉淀，若Qc ＋ － － － 度商Qc＝c(Ba2>·c(SO错误!><0.1×6.3×108＝6.3×109 ＋ － － －7 (2>①Cu＋2H2SO4(浓>错误!CuSO4＋SO2↑＋2H2O ②BaSO4Ba2＋SO错误!===BaSO4↓、2Ba2＋2SO2＋O2＋2H2O===2BaSO4↓＋4H ＋ ＋ ＋ (3>排除装置内的空气(O2> 饱和NaHSO3溶液 (4>C 一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分> 1．下列相关家庭实验设计能达到预期目的的是( > A B C D 相关实验 在少量食用碱中滴加食醋 在食用盐中滴加少量淀粉液 用激光笔照射淀粉液 将鸡蛋白溶于水后，滴加AgNO3溶液 预期目的 探究食用碱是碳酸钠还是碳酸氢钠 探究食用盐是否为加碘盐 探究淀粉液是胶体还是溶液 验证蛋白质中含有氯元素 解读：选C碳酸钠、碳酸氢钠均能与乙酸反应生成二氧化碳，A不能达到预期目的；食用盐中加入的是化合态的碘，不能用淀粉检验，B不能达到预期目的；蛋白质不是电解质，不能电离出氯离子，D不能达到预期目的。 2．(2018·广州模拟>某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是( > A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH>2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 解读：选DA项，正确操作应该是：将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中，A错误；B中应该用红热的铜丝；Cu2水解，加热CuCl2溶液得不 ＋ 到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜绿，D正确。 3．(2018·扬州模拟>下列有关实验原理、方法和结论都正确的是( > A．已知Cu2O＋2H===Cu2＋Cu＋H2O，氢气还原氧化铜后所得红色固体能完全溶于 ＋ ＋ 稀，说明还原产物是铜 B．用蒸馏水、酚酞、BaCl2溶液和已知浓度盐酸标准液作试剂，可测定NaOH固体(杂质仅为Na2CO3>的纯度 C．实验室中的CCl4含有少量溴，加适量的苯，振荡、静置后分液，可除去CCl4中的溴 D．取一定量水垢加盐酸，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明水垢的主要成分为 CaCO3、MgCO3 解读：选BCu和Cu2O都能溶于稀HNO3，A项错误，应改为稀H2SO4，BaCl2与Na2CO3反应生成BaCO3，反应方程式为：BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl，过滤后，用标准浓度的盐酸可滴定测出溶液中NaOH的量，B正确；CCl4也能溶于苯，无法用苯萃取CCl4中的Br2。C错误；D项中结论错误，只能说明水垢中含有CO错误!但不能说明一定有MgCO3。 4．以下几种实验设计正确且能达到实验目的的有( > A．1种B．2种 C．3种D．4种 解读：选B加热SiO2与NH4Cl的混合物时，NH4Cl受热分解生成NH3、HCl，NH3、HCl在盛有冷水的烧瓶底部重新结合生成NH4Cl，从而实现二者的分离。浓盐酸与KMnO4溶液反应生成Cl2，说明KMnO4的氧化性大于Cl2，Cl2与Na2S溶液反应析出S，从而说明Cl2的氧化性大于S，能达到实验目的。不能用酸式滴定管盛装NaOH溶液；石油分馏需要温度计。 5．(2018·洛阳模拟>同学们在做铜与浓反应的实验时，发现反应后溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不可行的是( > A．加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化 B．加热该绿色溶液，观察颜色变化 C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化 D．向饱和铜溶液中通入浓与铜反应产生的气体，观察溶液颜色变化 解读：选A为验证溶液呈绿色是c(Cu2>大小引起还是因溶有NO2引起，可采取的实验 ＋ 方案应只改变其中的一种影响因素，不能同时改变c(Cu2>大小与NO2的量。A项加入水， ＋ c(Cu2>变小，同时水也会与溶液中可能溶有的NO2反应生成HNO3，故不能得出溶液呈绿 ＋ 色的原因；B、C项操作都是赶出溶液中可能溶有的NO2，对c(Cu2>大小无影响，方案可 ＋ 行；D项向无NO2的铜溶液中通入NO2后，通过观察溶液颜色变化，可得出结论，方案可行。 6．某同学为探究SO2与Ba2只有在碱性条件下才能形成BaSO3沉淀，设计了如下方 ＋ 案，你认为可行的是( > A．将SO2通入Ba(OH>2溶液中观察有白色沉淀生成 B．将SO2通入Ba(NO3>2溶液中观察有白色沉淀生成 C．将SO2分别通入BaCl2溶液、BaCl2与HCl的混合溶液、Ba(OH>2溶液中，观察到只有Ba(OH>2中有白色沉淀生成 D．将SO2通入BaCl2与NH3的混合溶液中有白色沉淀生成 解读：选CA、D项方案不能说明SO2与Ba2＋在非碱性条件下不能反应生成BaSO3沉淀；B项中SO2溶解后会形成酸性溶液，NO错误!在酸性条件下可将SO错误!氧化成SO错误!，得到的沉淀是BaSO4。 7．下列实验设计和结论相符的是( > A．将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中 B．某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性 C．某无色溶液中加Ba(NO3>2溶液，再加入稀盐酸，生成沉淀且不溶解，则原溶液中一定有SO错误! D．在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液 解读：选BA项，乙醇与水互溶，不能用作萃取剂；C项，如果溶液中含有SO错误!，也可以出现相同的现象，因为在Ba(NO3>2溶液中加入盐酸后等于有了，具有强氧化性，能将SO错误!氧化为SO错误!；D项，FeCl3溶液加热时促进Fe3水解，会生成 ＋ Fe(OH>3。 8．下列实验设计能够成功的是( > A B C 实验目的 检验亚硫酸钠试样是否变质 检验淀粉是否水解 证明酸性条件下H2O2氧化性比I2强 除去氯化钠晶体中少量钾 实验步骤及现象 试样错误!错误!白色沉淀错误!沉淀不溶 试样错误!冷却错误!无砖红色沉淀 NaI溶液错误!错误!溶液变蓝色 D 试样错误!错误!错误!错误!再重结晶 解读：选DA中加入稀能将BaSO3氧化成BaSO4，B中需加入NaOH溶液中和硫酸后才能检验葡萄糖，C中加入有强氧化性，不能说明H2O2氧化性比I2强。由于氯化钠的溶解度随温度的变化不大，而钾的溶解度随温度变化较大，趁热过滤可以除去大部分钾，然后再重结晶。 9．分析硫铁矿中FeS2的含量(不考虑杂质的反应，所加试剂均足量>，某研究性小组设计了如下四种实验方案，不正确的是( > ． A.错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误! B.错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误! C.错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误! D.错误!错误!错误!错误!错误!―→错误! 解读：选DA、B、C项中FeS2被氧化，Fe元素被氧化成Fe3，S元素被氧化成SO ＋ 错误!，通过沉淀的质量可测出Fe或S的含量，即可算出FeS2的含量。D项，加入的Fe在酸性溶液中会生成Fe2，过量的Fe再与Fe3反应生成Fe2，最后用KMnO4滴定Fe2，无 ＋ ＋ ＋ ＋ 法准确测量出FeS2的含量，错。 二、非选择题(本题包括3小题，共45分> 10．(14分>(2018·石家庄模拟>某小组同学以碳棒为电极电解CuCl2溶液时，发现阴极碳棒上除了有红色物质析出外，还有少量白色物质析出。为探究阴极碳棒上的产物，同学们设计了如下实验过程。 (1>对比实验(以碳棒为电极电解下列溶液> 实验1 实验2 (2>提出假设 ①红色物质一定有铜，还可能有Cu2O； ②白色物质为铜的化合物，其化学式可能为________。 (3>实验验证 取电解CuCl2溶液后的阴极碳棒，洗涤、干燥。连接下列装置进行实验，验证阴极产物。 电解质溶液 CuSO4溶液 CuSO4和NaCl的混合溶液 阴极析出物质 红色固体 红色固体和少量白色固体 仪器a的名称为______________，各装置从左至右的连接顺序为__________________。 (4>观察现象，得出结论 实验结束后，碳棒上的白色物质变为红色，F中物质不变色，D中出现白色沉淀。 根据现象写出装置B中发生反应的化学方程式______________________________ ________________________________________________________________________。 (5>问题讨论 ①欲洗去碳棒上的红色和白色物质，可将碳棒插入稀中，则红色物质消失的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 白色物质消失的离子方程式为______________________________________ ________________________________________________________________________。 ②实验过程中，若装置B中的空气没有排净就开始加热，可能对实验造成的影响是______________。 解读：(2>对比(1>中实验1和实验2，实验1中没有白色固体物质生成；该白色物质为铜的化合物，而铜的化合物多为黑色、红色，再结合实验2的电解质溶液增加了NaCl，故该白色固体只能是CuCl(氯化亚铜>。 (3>漏斗种类较多，包括普通漏斗、分液漏斗、长颈漏斗，解题时要注意区分。装置A制备氢气，但用盐酸制备的氢气中含有HCl和水蒸气两种杂质，前者可用碱液除去(E装置>，后者用浓硫酸除去(C装置>，但干燥装置应该放后，故装置连接顺序是A→E→C→B；如果红色物质含有Cu2O，则装置B中会有水生成，可以用装置F中的无水硫酸铜检验，装置D中的AgNO3溶液用于检验Cl－。 (4>无水硫酸铜不变色，说明没有Cu2O，AgNO3溶液中出现白色沉淀，说明生成物中含有氯化物气体(HCl>，故装置B中的反应为CuCl被氢气还原，生成Cu和HCl。 (5>①由(4>可知红色物质为Cu，故红色物质消失的反应是铜与稀反应生成NO的反应；白色物质消失的反应是CuCl被稀氧化为＋2价铜的反应，被还原为NO。 ②可燃性气体受热前必须排除装置中的空气，防止发生爆炸；上述装置B中若有空气，则其中的水蒸气会使后续检验水的装置F出现变色，从而干扰Cu2O是否存在的判断。 答案：(2>②CuCl (3>分液漏斗AECBFD(若多选装置，只要合理均可> (4>2CuCl＋H2错误!2Cu＋2HCl (5>①3Cu＋8H＋2NO错误!===3Cu2＋2NO↑＋4H2O ＋ ＋ 3CuCl＋4H＋NO错误!===3Cu2＋3Cl＋NO↑＋2H2O ＋ ＋ － ②氢气和氧气混合加热可能发生爆炸；空气中的水蒸气会干扰Cu2O是否存在的判断 11．(18分>某化学研究性小组同学提出从含铜电缆废料中提取铜的两种方案，并向老师咨询，老师就以下几个方面与同学们展开讨论。 方案甲： 方案乙 ： (1>两个方案哪个符合当前生产的绿色理念，为什么？ ________________________________________________________________________。 (2>写出方案甲步骤②、③中与铜有关的反应的离子方程式：_______________________ ________________________________________________________________________。 (3>老师建议，无论是方案甲还是方案乙，在“加铁屑”这一步时，均应加入略过量的铁屑，目的是_____________________________________________。 (4>老师请同学们用化学方法检验红色粉末中是否含有过量的铁屑。请你填写下列表格。 序号 ① ② 实验操作 取适量的样品于试管内 用滴管滴入足量硫酸，并充分振实验现象 结论及解释 荡试管 ③ 滴入后溶液呈黄色，滴入KSCN溶液后显红色 解读：(1>甲、乙两个方案对比，可知方案甲的第①步会产生粉尘等对大气有污染的物质，不符合绿色化学的理念。 (2>方案甲中步骤②、③分别是CuO与稀硫酸反应，硫酸铜与铁反应。 (3>为了让所有的Cu2＋转化为Cu，需要加入过量的铁屑。 (4>要检验铁是否过量，只有通过反应让Fe转化为Fe3＋，再滴入KSCN溶液，观察是否显红色来判断。 答案：(1>方案乙，方案甲步骤①中会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾等 (2>CuO＋2H===Cu2＋H2O、Fe＋Cu2===Fe2＋Cu ＋ ＋ ＋ ＋ (3>确保Cu完全被置换出来 (4> 序号 ① ② 实验操作 将试管静置，将上层清液③ 倾倒于另一试管中，先滴入少许，再滴入几滴KSCN溶液 12．(14分>某化学研究性学习小组拟对一种焰火原料(由两种短周期的常见金属单质组成的合金粉末>进行探究。请完成下列探究报告。 [探究目的]探究该焰火原料的组成 [资料检索]①Mg2的检验方法：取2滴待检液，加入2滴2mol·L ＋ －1 实验现象 样品部分溶解，并有气泡产生 结论及解释 样品中可能含过量的铁屑 Fe2被氧化成Fe3，＋＋Fe3遇SCN呈红色 ＋－的NaOH溶液，再 加入1滴镁试剂(Ⅰ>染料(对硝基苯偶氮间苯二酚>，若出现沉淀并吸附镁试剂(Ⅰ>染料呈天蓝色，表示待检液中含有Mg2，Ag、Cu2、Fe3、NH错误!会妨碍Mg2的检验。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ②Mg(OH>2可溶于浓的氯化铵溶液，其他的常见不溶碱难溶于氯化铵。 [探究思路]确定焰火原料所含金属的种类 [实验探究](1>甲同学进行了初步实验，实验步骤和实验现象如下。请填写下表： 实验 序号 ① ② 实验步骤 取少量该焰火原料加入冷水中 取少量该焰火原料加入稀盐酸中 实验现象 无明显现象 完全溶解，有大量气体产生，溶液呈无色 结论 (2>乙同学取第②组实验的溶液，加入镁试剂(Ⅰ>染料，得出合金中不含镁。乙的结论________(填“正确”或“错误”>，你的理由是________________________________。 (3>丙同学设计实验方案，确定焰火原料中的金属种类，实验记录如下所示： 由丙的实验记录可知，该焰火原料是由________和________两种金属组成的合金；向滤液中加入足量氢氧化钠溶液后需煮沸，煮沸的理由是____________________________。 解读：由题意知①中把焰火原料加入冷水中无明显现象，说明该合金中不含与冷水反应的金属，则锂、钠等活泼金属不存在，由②可知金属能与盐酸反应放出气体，则其可能由短周期金属元素铍、镁、铝三种金属中的任意两种组成。 答案：(1>①不含锂(Li>、钠(Na>等活泼金属②可能含铍(Be>、镁(Mg>、铝(Al>三种金属中的任意两种 (2>错误由资料知，检验Mg2的反应必须在碱性条件下进行 (3>铝(或Al> 镁(或 ＋ Mg>(顺序可互换> 将NH错误!转化为NH3，煮沸促进其逸出，防止NH错误!干扰Mg2的 ＋ 检验 第3讲 考纲定标 1.了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的相互关系等>。 2．了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。 化学工艺流程 热点定位 1.借助无机物的转化关系，依托工业流程图或相关图表数据，考查常见无机物性质、化学实验、化学反应原理和化学计算等知识。 2．化学用语、部分化工术语以及物质的用途也是考查的重点。 1．无机化工流程题的主线 无机化工流程题 化学工艺流程题就是把化工生产过程中的重要生产工序和主要流程，用框图形式表示出来，并围绕生产流程中涉及的有关化学知识和原理设置问题，形成与化工生产紧密联系的化学工艺试卷。其流程主线可表示为： 错误!―→错误!―→错误!―→错误!―→错误! 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。 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； 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； 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．无机化工流程题的特点 (1>试卷源于社会实际，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作思路进行设问，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>试卷内容丰富，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>试卷新颖，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。 —————————— ————— ————————— 1．记住化工流程题的3个部分：题引、题干、题设。 2．熟悉化工流程题的3个类型： (1>制备类；(2>原理类；(3>污水处理、环境保护类。 3．牢记化工流程题的3个解题方法： (1>目标分析法；(2>交叉分析法；(3>首尾分析法。 —————————————————————————————————————— [考点一 物质制备类工艺流程题][动态课件见光盘] —————————————————————————————————————— 错误! 解答化工流程题的方法——目标分析法 制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得>、环保角度(是否符合绿色化学的要求>、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试卷应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件>→根据什么理论→所以有什么变化→结论。 [例1](2018·安徽高考>MnO2是一种重要的无机功能材料，粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3>样品转化为纯MnO2的实验，其流程如下： (1>第①步加稀H2SO4时，粗MnO2样品中的________________(写化学式>转化为可溶性物质。 (2>第②步反应的离子方程式是□________＋□ClO错误!＋□________===□MnO2↓＋□Cl2↑＋□________。 (3>第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台(含铁圈>、________、________、________，已知蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH，则一定还含有________(写化学式>。 (4>若粗MnO2样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7gMnO2，并收集到0.224LCO2(标准状况下>，则在第②步反应中至少需要________molNaClO3 。 [解读](1>结合流程知，混合物中除MnO2外的物质均能溶于酸。 (2>结合反应ClO错误!转化成Cl2，Cl元素化合价下降，故另一反应物为Mn2＋，被氧化成MnO2，结合氧化还原反应方程式的配平原则配平氧化剂和还原剂，再根据电荷守恒关系和质量守恒关系完成缺项配平。 (3>由氧化还原反应规律知，Cl2与NaOH反应除生成NaClO3外，还有NaCl； (4>结合MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋H2O＋CO2↑，n(MnCO3>＝n(CO2>＝0.01mol，m(MnCO3>＝1.15g，m(MnO>＝12.69g－1.15g－8.7g＝2.84g(即0.04mol>，结合(2>知，至少加入n(ClO错误!>＝(0.01mol＋0.04mol>×错误!＝0.02mol。 [答案](1>MnO、MnCO3 (2>5Mn224H2O518H ＋ ＋ (3>酒精灯蒸发皿玻璃棒NaCl (4>0.02 错误! 1．(2018·哈尔滨师大附中模拟>硼镁泥是硼镁矿生产硼砂的废渣，其中含25%～38%的MgO，是宝贵的镁资源，可用于合成七水合硫酸镁。七水合硫酸镁在造纸、油漆、陶瓷、印染和医药等方面都有广泛应用。下面是利用硼镁泥制取七水合硫酸镁的工艺流程。 已知：①硼镁泥的主要成分如下表所示。 成分 质量分数/% MgO SiO2 FeO/Fe2O3 6～15 CaO Na2B4O7 Al2O3 MnO CO2 25～38 11～25 1～3 1～2 1～2 1～2 15～20 ②Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。 ③金属离子生成沉淀的pH范围：Fe3为2.2～3.2，Al3为3.7～4.7，Fe2为7.5～9.0， ＋ ＋ ＋ Mn2为8.6～10.1，Mg2为9.6～11.1。 ＋ ＋ ④MnO溶于酸，MnO2难溶于水。 ⑤CaSO4虽是微溶物，但在常温下溶解度较大，而随温度升高其在水中的溶解度下降。试回答下列问题。 (1>沉淀A的主要成分为________________________________________。 (2>加入NaClO并调节pH＝5～6的作用是__________________________________。除去锰元素涉及的离子反应方程式为__________________。 (3>沉淀B的主要成分为________、________、________。 (4>Ⅲ中需趁热过滤的原因为_______________________________________。 (5>过滤Ⅳ得到的滤液中除含有MgSO4外，主要含有___________________________ ________________________________________________________________________。 解读：(1>由题中信息可知沉淀A的主要成分为不溶于硫酸的SiO2和Na2B4O7与硫酸、水反应生成的H3BO3。 (2>NaClO具有较强的氧化性，可以将混合溶液中的低价金属离子Fe2＋和Mn2＋氧化，后者直接生成MnO2以沉淀的形式析出，前者需要调节溶液pH，然后以氢氧化物的形式析出。NaClO将Mn2＋氧化为MnO2，同时ClO－被还原为Cl－。 (3>由(2>中分析可知沉淀B中含有MnO2和Fe(OH>3，调节溶液pH＝5～6时，Al3＋也以氢氧化物的形式析出，故沉淀B中也含有Al(OH>3。 (4>由已知信息可知CaSO4在水中微溶，且其溶解度随温度升高而降低，Ⅲ中趁热过滤的目的是使CaSO4沉淀析出。 (5>由于工艺流程中加入了NaClO、硫酸，过滤Ⅳ得到的滤液中含有MgSO4、Na2SO4、NaCl。 答案：(1>SiO2、H3BO3 (2>将Fe2和Mn2氧化并转化为沉淀除去 ＋ ＋ Mn2＋ClO＋H2O===MnO2↓＋2H＋Cl ＋ － ＋ － (3>Fe(OH>3Al(OH>3MnO2 (4>温度高时硫酸钙易沉淀析出，趁热过滤，防止降温其溶解度增大而溶解于水 (5>Na2SO4、NaCl [考点二 模拟化工生产原理类工艺流程题][动态课件见光盘] —————————————————————————————————————— 错误! 解答化工流程题的方法——交叉分析法 有些化工生产选用多组原料，事先合成一种或几种中间产品，再用这一中间产品与部分其他原料生产所需的主流产品。以这种工艺生产方式设计的工艺流程题，为了便于分析掌握生产流程的原理，方便解题，最简单的方法，就是将提供的工艺流程示意图分画成几条生产流水线，上下交叉分析。构成交叉分析的题型，提供的工艺流程中至少有三个因素(多组原料；中间产品；多种产品>和两条或多条生产流水线的化工生产工艺。利用交叉分析法解工艺流程题的关键，在于找准中间产品(因为有时会出现多种中间产品>和流水生产的分线，在分析过程中，抓住中间物质的有关联系， 逐一破解。 [例2]“低碳”既是时尚，也是环保要求。“低碳”在工业生产中意义重大，充分利用原材料，不排放或减少排放“三废”，不同工厂今后联合生产等都是很好的“低碳”生产方式。下面是几个工厂利用废气、废渣(液>联合生产化肥硫酸铵的工艺： 请回答下列问题： (1>工艺操作①、②分别为___________________________________________。 (2>工业合成氨的化学方程式为___________________________________________。 (3>写出生成“产品”的离子方程式：___________________________ ____________________________________________________________。 (4>在实验室中检验合成氨厂排出的废气中是否含有氨气的方法是________________。 (5>副产品的化学式为________。该联合生产工艺中可以循环使用的物质是________。 [解读](1>合成氨的原料之一氮气来源于空气，分离方法是将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气。 (2>工业合成氨的条件是高温、高压和催化剂。 (3>“产品”是硫酸铵，反应物是硫酸钙悬浊液、二氧化碳、氨气等，产物除产品硫酸铵外，还有碳酸钙沉淀。 (4>氨气溶于水显碱性，实验室中可以用湿润的红色石蕊试纸检验，或利用氨气与氯化氢化合为氯化铵的反应进行检验等。 (5>分析框图中各物质的关系可知“副产品”为氧化钙，能够循环使用的物质是二氧化碳。 [答案](1>将空气液化后分馏分离出氧气，获得氮气过滤 (2>N2＋3H2错误!2NH3 (3>CaSO4＋CO2＋2NH3＋H2O===CaCO3↓＋2NH错误!＋SO错误! (4>用湿润的红色石蕊试纸放在导气管口，若试纸变蓝，则证明有NH3(或其他可行的方法> (5>CaOCO2 错误! 2．铜在现代社会中的应用极其广泛，某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2>，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程如图所示。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程>和反萃取(铜从有机层进入水层的过程>是现代湿法炼铜的重要工艺。 提示：①Cu在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中的氧化铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜。 请回答下列问题： (1>矿石用稀硫酸处理的过程中，Cu2O发生反应的离子方程式为________________， 我国古代湿法炼铜的主要反应的离子方程式是______________________________。 (2>对水层2进行电解的过程中，请写出两极的反应式，阳极：____________________， 阴极：______________________。 (3>经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是________；若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层1暴露在空气中发生反应的离子方程式：_________________________。 解读：用稀硫酸处理矿石时，氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁均与之发生反应，由题给信息知氧化亚铜在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成铜和硫酸铜，故氧化亚铜与稀硫酸反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O，古代湿法炼铜的主要反应的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。水层2的主要成分是硫酸铜，电解硫酸铜溶液时，阳极是水电离出的OH－放电产生氧气，而阴极是Cu2＋放电析出铜。水层1中的主要物质是硫酸亚铁(用稀硫酸溶解时生成的铜与硫酸铁反应生成硫酸亚铁和硫酸铜>，经过多次循环萃取后，由于硫酸亚铁浓度过大，必须将其分离出来，故该晶体是七水合硫酸亚铁；硫酸亚铁中的亚铁离子易被空气中的氧气氧化，故放置在空气中的溶液颜色会加深，发生反应的离子方程式：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。 答案：(1>Cu2O＋2H===Cu2＋Cu＋H2O ＋ ＋ ＋ Fe＋Cu2===Fe2＋Cu ＋ ＋ (2>4OH－4e===O2↑＋2H2OCu2＋2e－===Cu － － ＋ (3>FeSO4·7H2O4Fe2＋O2＋4H===4Fe3＋2H2O ＋ ＋ ＋ [考点三 污水处理、环境保护类工艺流程题] —————————————————————————————————————— 错误! 解答化工流程题的方法——首尾分析法 对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序>试卷，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料>与最后一种物质(产品>，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。 [例3]某厂废水中含5.00×103mol·L1的Cr2O错误!，其毒性较大。某研究性学习小组 － － 为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2>，设计了如下实验流程： (1>第①步反应的离子方程式是_________________________________________。 (2>第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3>第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH>3外，还有_________________。 (4>欲使1L该废水中的Cr2O错误!完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入____________gFeSO4·7H2O。 [解读]本题以废水净化为载体考查化工生产与化学实验、计算的结合。 (1>在酸性条件下H＋参加氧化还原反应，根据反应后溶液中的离子确定产物，Cr2O错误!是氧化剂，Fe2＋是还原剂。 (2>测定溶液pH的操作要谨记：取、蘸、滴、比、读。 (3>根据流程图知加入氢氧化钠溶液生成三种沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH>2↓，Fe3＋ ＋3OH－===Fe(OH>3↓，Cr3＋＋3OH－===Cr(OH>3↓。 (4>1L废液中n(Cr2O错误!>＝5.00×10－3mol·L－1×1L＝5.00×10－3mol，可知Cr0.5Fe1.5FeO4的物质的量为2.00×10－2mol，理论上需要m(FeSO4·7H2O>＝2.5×2.00×10－ 2 mol×278g/mol＝13.9g。 [答案](1>Cr2O错误!＋6Fe2＋14H===2Cr3＋6Fe3＋7H2O ＋ ＋ ＋ ＋ (2>将一小块pH试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照 (3>Fe(OH>3、Fe(OH>2 (4>13.9 错误! 3．利用化学原理可对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。 (一>染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO错误!，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体>。除去NO错误!的离子方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (二>某工厂对制铬工业污泥中Cr(Ⅲ>回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3，其次是Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2>： ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表： 阳离子 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH Fe3 ＋Fe2 ＋Mg2 ＋Al3 ＋Cu2 ＋Cr3 ＋1.9 7.0 － － 4.7 － 9.0(>9.0溶解> 3.2 9.0 11.1 8.0 6.7 (1>酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是__________________________(至少写一条>。 (2>调pH＝8.0是为了除去________(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2>。 ＋ ＋ ＋ ＋ (3>钠离子交换树脂的原理为Mn＋nNaR―→MRn＋nNa，被交换的杂质离子是 ＋ ＋ ________(填Fe3、Al3、Ca2、Mg2>。 ＋ ＋ ＋ ＋ (三>印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3溶液。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和 ＋ ＋ Fe2的浓度均为0.10mol·L1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液 ＋ － 中Fe3和Fe2的实验步骤：①__________________；②__________________；③过滤。(提 ＋ ＋ 供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu>。 解读：(一>在碱性条件下用铝粉还原NO错误!，根据题意知NO错误!被还原的产物为NH3·H2O，铝元素被氧化成AlO错误!，然后进行书写和配平。 (二>先对污泥处理过程作整体分析，过滤Ⅰ的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用H2O2将难以沉淀的Fe2＋氧化成易沉淀的Fe3＋，在此过程中Cr3＋被氧化成Cr2O错误!。再通过调节pH至8，通过对照阳离子沉淀pH表可知，此时Fe3＋和Al3＋完全沉淀，通过过滤Ⅱ后除去沉淀，溶液中还有Cr3＋、Ca2＋、Mg2＋，其中的Ca2＋、Mg2＋通过钠离子交换树脂可以除去，最后用SO2还原Cr2O错误!得到最终的产物。 (三>欲除去CuCl2溶液中的Fe3＋和Fe2＋，必须先将Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再通过调节pH至3.2～4.7，可以将Fe3＋转化成Fe(OH>3沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用氯气，调节pH用CuO。 答案：(一>2Al＋OH＋NO错误!＋2H2O===2AlO错误!＋NH3·H2O (二>(1>升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取>、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可> (2>Fe3、Al3 (3>Mg2、Ca2 ＋ ＋ ＋ ＋ － (三>①通入足量氯气将Fe2氧化成Fe3②加入CuO调节溶液的pH至3.2～4.7 ＋ ＋ 错误! 1．中学阶段常见的化工流程 (1>饱和NaCl溶液错误!错误!错误!NaHCO3晶体错误!Na2CO3 (3>铝矿石错误!错误!滤液错误!Al(OH>3错误!Al2O3错误!Al (4>海水错误!Mg(OH>2错误!MgCl2·6H2O错误!MgCl2错误!Mg 2．对原料预处理的常用方法 (1>研磨——减小固体的颗粒度，增大固体与液体或气体间的接触面积，加快反应速率。 (2>水浸——与水接触反应或溶解。 (3>酸浸——与酸接触反应或溶解，使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去。 (4>灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化，如从海带中提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。 (5>煅烧——改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质在高温下氧化、分解，如煅烧高岭土。 3．控制反应条件的常用方法 (1>调节溶液的pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉淀。调节pH所需的物质一般应满足两点： ①能与H反应，使溶液pH增大； ②不引入新杂质。 例如：若要除去Cu2中混有的Fe3，可加入CuO、Cu(OH>2、Cu2(OH>2CO3等物质来 ＋ ＋ ＋ 调节溶液的pH，不可加入NaOH溶液、氨水等。 (2>控制温度。根据需要升温或降温，改变反应速率或使平衡向需要的方向移动。 (3>控制压强。改变速率，影响平衡。 (4>使用合适的催化剂。加快反应速率，缩短达到平衡需要的时间。 (5>趁热过滤。防止某物质降温时析出。 (6>冰水洗涤。洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 4．避免工艺流程中产生杂质的方法 (1>如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如侯氏制碱法中的NaHCO3。 (2>如果产物是一种易水解的盐，且水解产物中有挥发性的酸产生时，则要加相对应的酸来防止水解。 (3>如果产物是一种强氧化剂(或强还原剂>，则要防止它们与还原性(或氧化性>强的物质接触。 (4>如果产物是一种易吸收空气中的CO2或水而变质的物质，则要注意在制备过程中除去CO2或水，也要防止空气中的CO2或水进入装置中。 [典例印证] (2018·安徽高考>锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上>进行资源回收研究，设计实验流程如下： (1>第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。 (2>第③步反应的离子方程式是_____________________________________。 (3>第④步反应后，过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (4>若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L －1 的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3， 则至少有________gNa2CO3参加了反应。 [解读]本题主要考查无机物的分离与提纯，意在考查考生的实验能力。 (1>锂离子电池正极材料中的铝箔与NaOH溶液反应生成NaAlO2，在滤液中通入过量CO2时，NaAlO2与CO2反应生成Al(OH>3沉淀。 (2>第③步为LiMn2O4在酸性条件下与氧气反应，该反应中氧气是氧化剂，反应生成硫酸锂、二氧化锰和水。 (3>过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。若滤液浑浊，则可能是漏斗中液面高于滤纸边缘了，或者是玻璃棒紧靠的不是三层滤纸处，滤纸破损了。 (4>LiMn2O4的物质的量为0.1mol，最终生成0.05molLi2CO3；加入H2SO4一共0.06mol，与LiMn2O4反应后剩余0.01mol；加入的Na2CO3先与剩余的硫酸反应，再与Li＋反应生成Li2CO3，共需0.06mol即6.4gNa2CO3。 [答案](1>Al(OH>3 (2>4LiMn2O4＋4H＋O2===8MnO2＋4Li＋2H2O (3>烧杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案均可> (4>6.4(或6.36> ＋ ＋ [专题集训] 1．工业炼镁排放大量废渣，其主要成分是MgCl2、KCl和少量MgO、BaCl2、FeCl3、CuCl2。利用该废渣生产硫酸镁和光卤石(KCl·MgCl2·6H2O>的工艺流程如下： 沉淀物 pH Fe(OH>3 3.2 Cu(OH>2 6.7 Mg(OH>2 12.4 部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时溶液的pH见上表，请回答下列问题： (1>将废渣破碎的目的是______________________________________________。 (2> 调 节 pH 至 7 的 目 的 是 ______________________________________________________。 调节pH的过程中，MgO发生反应的离子方程式为_______________________ _________________________________________________________________。 (3>调节pH时能否使用NaOH溶液？________，原因是： ___________________________________________________________________。 (4>滤渣2的成分为___________________________________________________。 解读：废渣进行破碎，目的是增大废渣与硫酸的接触面积，提高浸出率。加入过量的硫酸后，只有BaCl2与硫酸生成了沉淀，其他都是以离子形式存在；故滤渣1为BaSO4，后加入MgO和氨水的目的是调节溶液的pH，让Fe3＋和Cu2＋生成沉淀(表中可以看出>，除去Fe3＋和Cu2＋，故滤渣2为Fe(OH>3、Cu(OH>2。调节pH时不能使用NaOH溶液，否则会引入Na＋，后续环节无法除去。 答案：(1>增大废渣与硫酸的接触面积，提高浸出率 (2>除去Fe3和Cu2MgO＋2H===Mg2＋H2O ＋ ＋ ＋ ＋ (3>不能使用NaOH溶液会引入Na，后续环节无法除去 (4>Fe(OH>3、Cu(OH>2 2．(2018·福建高考>硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下： ＋ (1>将菱锌矿研磨成粉的目的是________________________________________。 (2>完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式： 错误!Fe(OH>2＋错误!______＋错误!______===错误!Fe(OH>3＋错误!Cl － (3>针铁矿(Goethite>是以德国诗人歌德(Goethe>名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为，化学式是____________________。 (4>根据下表数据，调节“滤液2”的pH时，理论上可选用的最大区间为________。 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 开始溶解的pH Ksp Mg(OH>2 10.4 12.4 － 5.6×10－12Zn(OH>2 6.4 8.0 10.5 MgCO3 － － － 6.8×106 －CaCO3 － － － 2.8×109 － － (5>工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是________(选填序号>。 a．大理石粉b．石灰乳 c．纯碱溶液d烧碱溶液 (6>“滤液4”之后的操作依次为________、________、过滤、洗涤、干燥。 (7>分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于________。 解读：(2>氧化除铁时加入的试剂为漂白粉，则发生的是Fe(OH>2和ClO－之间的氧化还原反应，根据原子守恒、得失电子守恒及电荷守恒，配平题给离子反应为：2Fe(OH>2＋ClO－＋H2O===2Fe(OH>3＋Cl－。 (3>针铁矿中Fe的价态为＋3，由题给信息知其化学式为FeO(OH>。 (4>滤液2主要含有Ca2＋、Mg2＋、Zn2＋，根据表格中数据，当8.0≤pH<10.4时，Zn2＋ 完全沉淀，而Ca2＋、Mg2＋没有开始沉淀，从而可以分离得到Zn(OH>2。 (5>滤液3中主要含有Ca2＋、Mg2＋，由于Mg(OH>2的溶度积比MgCO3小，加入石灰乳或烧碱可以使Mg2＋沉淀。 (6>滤液4为ZnSO4溶液，由ZnSO4溶液得到ZnSO4·7H2O晶体需要经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作。 (7>根据锌元素守恒，ZnCO3～Zn(OH>2～ZnO，则菱锌矿中ZnCO3的质量为错误!，故菱锌矿中ZnCO3的质量分数为错误!。 答案：(1>增大反应物接触面积或增大反应速率(或使反应更充分> (2>错误!Fe(OH>2＋错误!ClO＋错误!H2O=== 错误!Fe(OH>3＋错误!Cl (3>FeO(OH> (4>8.0≤pH<10.4 (5>bd (6>蒸发浓缩冷却结晶 (7>125m2/81m1 － － 1．已知H2CrO4是一种强酸，S(CaCrO4>＝17g/100gH2O。下图是工业上以铬酸钠为原料制备铬酸酐的流程。 (1>反应①中通入NH3与CO2存在先后顺序，应先通入______________气体，理由是________________________________________________________________________， 写出反应的化学方程式_________________________________________________。 (2>第⑤步反应中酸溶时能否用盐酸代替硫酸？______(填“可以”或“不可以”>，理由是________________________________________________________________________。 (3>写出苛化蒸氨的离子方程式_________________________________________。 (4>为了减轻环境污染又做到原料的充分利用，生产中可循环利用的物质是________________________________________________________________________。 解读：(1>由于氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳的溶解度，故应先通入氨气，后通入二氧化碳，否则产物的量太少，反应的化学方程式为2NH3＋2CO2＋Na2CrO4＋2H2O===2NaHCO3↓＋(NH4>2CrO4。 (2>酸溶时不能用盐酸代替硫酸，因为酸溶时要形成硫酸钙沉淀析出，而用盐酸酸溶时生成的氯化钙不会形成沉淀而混在H2CrO4中。 (3>苛化蒸氨是通过加入CaO后生成NH3，CaCrO4易溶于水，故反应的离子方程式为 2NH错误!＋CaO===Ca2＋＋2NH3↑＋H2O。 (4>由流程图可以看出第④步生成了NH3，而第①步需要NH3作原料，故可循环利用的物质是NH3。 答案：(1>NH3氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳，先通入氨气产物的量较多2NH3＋2CO2＋Na2CrO4＋2H2O===2NaHCO3↓＋(NH4>2CrO4 (2>不可以酸溶时要形成硫酸钙沉淀析出，而氯化钙不沉淀 (3>2NH错误!＋CaO===Ca2＋2NH3↑＋H2O (4>NH3 ＋ 2．以重晶石(主要成分为BaSO4>为主要原料制备立德粉(ZnS和BaSO4的混合物>的工艺流程如图： (1>焙烧时，焦炭需过量，其目的是______________________________。 (2>焙烧过程中发生的反应之一是4CO(g>＋BaSO4(s> BaS(s>＋4CO2(g> ΔH<0，该 反应的平衡常数表达式为____________________________。下列条件可以使平衡常数增大的是________________________________________________________________________。 A．降温B．加压 C．加催化剂D．移出CO2 E．增大BaSO4的量 (3>反应器中发生反应的化学方程式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4>用工业级氧化锌(含少量FeO和Fe2O3杂质>和硫酸制取硫酸锌溶液时，需先后加入H2O2溶液和碳酸锌精制，加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为____________________________，加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe3转化为红褐色沉 ＋ 淀，写出该反应的化学方程式：________________________________。 解读：(1>从流程图中看，焙烧时温度在1000～1200℃，焦炭在燃烧时放热，可以提供能量，并且增加一种反应物的量，另一反应物的转化率提高。 (2>平衡常数表达式中不要写进固态物质。平衡常数仅与温度有关。降温时平衡正向移动，平衡常数增大。 (3>立德粉由ZnS和BaSO4组成，由流程图看出在反应器中加入了ZnSO4溶液，由此得出另一反应物为BaS。 (4>加入碳酸锌的目的是将溶液中的Fe3＋转化为红褐色沉淀，所以加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋。Fe3＋水解显酸性，加入ZnCO3可促使Fe3＋水解生成Fe(OH>3沉淀。 答案：(1>焦炭燃烧放热，提供反应所需的温度；提高重晶石的利用率 (2>K＝错误!A (3>BaS＋ZnSO4===BaSO4↓＋ZnS↓ (4>2Fe2＋H2O2＋2H===2Fe3＋2H2O ＋ ＋ ＋ Fe2(SO4>3＋3ZnCO3＋3H2O===3ZnSO4＋2Fe(OH>3↓＋3CO2↑ 1．(14分>菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工厂用废盐酸(质量分数约为20%>与菱锰矿制备MnCl2·4H2O(106℃时失去一分子结晶水，198℃时失去全部结晶水>，部分工艺流程如下： (1>盐酸与菱锰矿中的碳酸锰反应的化学方程式为_______________________。 (2>酸浸取时，浸出时间对浸出率的影响如图所示，工业上采用的浸取时间是60min，其可能的原因是______________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3>图中“净化剂X”可能是____________________。 (4>加入MnSO4后控制实验条件析出含某种杂质离子的盐Y，盐Y的主要成分是________________________________________________________________________。 (5>浓缩结晶时，一出现晶膜就必须立刻停止加热，其原因是_________________________ ________________________________________________________________________。 解读：菱锰矿溶于盐酸得到氯化锰、氯化铁、氯化亚铁、氯化钙、氯化镁等。加入氧化剂(如双氧水，氯水等>将氯化亚铁转化为氯化铁，控制溶液的酸度使Fe3＋完全沉淀。根据 流程图提示，加入净化剂X使钙离子沉淀，钙离子通常以碳酸钙形式沉淀。加入硫酸锰粉末是为了除去镁离子：MnSO4＋MgCl2===MgSO4(晶体>＋MnCl2。最终产物是四水合氯化锰晶体，如果加热时间过长，晶体会失去一部分结晶水。 答案：(1>MnCO3＋2HCl===MnCl2＋CO2↑＋H2O (2>由图可知浸取时间为60min时浸出率出现第一个峰值，此后时间延长对浸出率没有明显影响，从提高生产效率的角度考虑，选择浸出时间为60min较为合理 (3>碳酸锰(其他碳酸盐也可> (4>MgSO4 (5>水分太少可能导致得到的是失去部分结晶水的晶体 2．(14分>实验室用共沉淀法制备纳M级Fe3O4的流程如下： 该方法的关键为促进晶粒形成，并控制晶体生长。请回答下列问题： (1>该反应原理的离子方程式可表示为_____________________________ ________________________________________________________________________。 (2>该反应的温度需控制在50℃，其加热方法是____________________，温度偏低造成产量低的原因可能是____________________________。 (3>在搅拌Ⅱ的过程中还需加入10mL正丙醇，其作用是________。 (4>黑色糊状物转移至烧杯中，洗涤，检验是否洗净的操作和现象是________________________________________________________________________。 (5>已知室温下Fe(OH>3的Ksp为3.8×10＝________。 解读：由题给流程图可知黑色糊状物即为Fe3O4，主要反应的离子方程式为Fe2＋＋2Fe3 ＋＋8OH－===FeO↓＋4HO。 342 －38 ，当pH＝6时，室温下反应体系中c(Fe3> ＋ 当反应温度低于100℃时，可用水浴加热。由Ksp[Fe(OH>3]＝c(Fe3＋>·c3(OH－>计算可得c(Fe3＋>＝3.8×10－14mol·L－1。 答案：(1>Fe2＋2Fe3＋8OH===Fe3O4↓＋4H2O ＋ ＋ － (2>水浴加热温度低时反应缓慢 (3>降低Fe3O4的溶解度(使其易达到饱和，促进晶粒形成> (4>取少量最后的洗涤液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，若溶液不变血红色，则表明 已冼净(或取少量最后的洗涤液于试管中，滴加几滴经稀酸化的银溶液，若不产生沉淀，则表明已洗净> (5>3.8×10 －14 mol·L1 － 3．(14分>(2018·深圳一调>磷酸亚铁锂(LiFePO4>是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3>2(含少量Ca2、Mg2的盐>、炭粉等为原料生产磷 ＋ ＋ 酸亚铁锂。其主要工艺流程如下。 温度/℃ 溶解度(Li2CO3>/g 溶解度(Li2SO4>/g 20 1.33 34.2 40 1.17 32.8 60 1.01 31.9 80 0.85 30.7 (1>从滤渣Ⅰ可得到Al2O3，如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________。 错误!―→错误!错误!错误!错误!Al2O3 (2>滤渣Ⅱ的主要成分是______________(填化学式>。 (3>向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是___________。 (4>写出在高温下制得磷酸亚铁锂的化学反应方程式_____________________。 (5>磷酸亚铁锂电池总反应为FePO4＋Li错误!LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li ＋ 。试写出该电池放电时的正极反应：________。若用该电池电解足量饱和食盐水(电解池电 极均为惰性电极>，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况>产生时，该电池消耗锂的质量为________。 解读：(2>滤液Ⅰ中加入NaOH并调pH＝11，Mg2＋被沉淀，加入适量Na2CO3，Ca2＋被沉淀，则滤渣Ⅱ的主要成分为Mg(OH>2、CaCO3。(3>根据提供信息知，Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，用热水洗涤可以减少Li2CO3的损失。(5>该电池放电时正极上FePO4得到电子，电极反应为FePO4＋Li＋＋e－===LiFePO4。根据电解足量饱和食盐水的反应知两极生4480mL(标准状况下>气体时，所得H2和Cl2的体积均为2240mL(标准状况下>，根据各电极通过的电量相等，则2Li～H2，故消耗Li的质量为错误!×2×7g/mol＝1.4g。 答案：(1>Al3 ＋ ＋3NH3·H2O===Al(OH>3↓＋3NH错误!(其他合理答案也可> (2>Mg(OH>2、CaCO3 (3>Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失 (4>2FePO4＋Li2CO3＋2C错误!2LiFePO4＋3CO↑ (5>FePO4＋Li＋e===LiFePO41.4g 4．(14分>实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等>制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物>和绿矾(FeSO4·7H2O>，主要工艺流程如下： 错误!错误!H2SO4溶液错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!⑤错误!70～80℃⑥聚铁胶体错误!错误! (1>将过程②产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。 A．品红溶液B．紫色石蕊试液 C．酸性KMnO4溶液D．溴水 (2>过程①中，FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为__________________________。 (3>过程③中需加入的物质是________________________________________________。 (4>过程④中，蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯_________________________________。 (5>过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填序号>。 A．稀硫酸B．CaCO3C．NaOH溶液 (6>过程⑥中，将溶液________________________________。 (7>实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取2.7000g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的BaCl2溶液；③过滤、洗涤、干燥，称重得固体质量为3.4950g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH>(SO4>]n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素> 解读：SO2具有漂白性，能使品红褪色，SO2有还原性，能被酸性KMnO4溶液、溴水氧化，而使它们褪色。溶液X为Fe2(SO4>3，需加入还原剂将Fe3＋还原为Fe2＋，又不带入杂质离子，故需加入铁粉。过程⑤中需将酸消耗而调高pH，而CaCO3跟硫酸反应会生成微溶于水的CaSO4而阻止反应的继续进行。由聚铁的化学式可知：n(Fe3＋>＝n(SO错误!>＝n(BaSO4>＝错误!＝0.015mol，所以聚铁样品中铁元素的质量分数＝错误!×100%＝31.1%。 答案：(1>ACD (2>4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4>3＋6H2O＋4S (3>Fe (4>蒸发皿、玻璃棒 (5>C (6>促进Fe3的水解 (7>31.1% ＋ ＋ － Z加热到70～80℃，目的是 5．(15分>(2018·南通模拟>有机合成常用的钯—活性炭催化剂长期使用时，催化剂会被 杂质(如铁、有机物等>污染而失去活性，成为废催化剂，需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下： (1>加入甲酸的目的是将PdO还原为Pd，反应中生成的气体产物的化学式为________。 (2>钯在王水(浓与浓盐酸按体积比1∶3混合所得的溶液>中转化为H2PdCl4，还 原 为 NO ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _______________________________________________。 (3>钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件，已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如图1～图3所示，则王水溶解钯精渣的适宜条件为________、________、________。 (4>加浓氨水时，钯转变为可溶性的[Pd(NH3>4]2 ________________(写化学式>。 (5>700℃焙烧1的目的是__________；550℃焙烧2的目的是_______________。 解读：(1>将PdO还原为Pd时，PdO作氧化剂，故甲酸被氧化。HCOOH中C为＋2价，故其氧化产物为CO2。 (2>根据得失电子守恒和元素守恒可写出化学方程式。 (3>由图1可知反应温度在90℃时钯的回收率达到最大值，但90℃以后没有标出，所以填80～90℃(或90℃>均可。从图2和图3还可以看出，反应时间为8h、钯精渣与王水的质量比为1∶8时，钯的回收率达到最大值。 (4>钯在王水中已转化为H2PdCl4，加入氨水又转化为可溶性的[Pd(NH3>4]2＋，可见氨水过量，铁的存在形式为Fe(OH>3。 ＋ ，此时铁的存在形式是 (5>由于钯-活性炭催化剂中含有活性炭和有机物杂质，700℃焙烧1即可将其除去。550℃焙烧的目的是将Pd(NH3>4Cl2分解，以便得到PdCl2。 答案：(1>CO2 (2>3Pd＋12HCl＋2HNO3===3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O (3>80～90℃(或90℃> 反应时间约为8h钯精渣与王水的质量比为1∶8 (4>Fe(OH>3 (5>除去活性炭及有机物脱氨[将Pd(NH3>4Cl2转变为PdCl2] 6．(15分>(2018·龙岩模拟>过氧化钙(CaO2>难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面。下图是以大理石(主要杂质是氧化铁>等为原料制取过氧化钙(CaO2>的流程。 请回答下列问题： (1>操作①应包括下列操作中的________。(填序号> A．溶解B．过滤C．蒸馏D．分液E．蒸发结晶 (2> 用 氨 水 调 节 pH 至 8 ～ 9 的 目 的 是 ____________________________________________。 (3>若测得滤液C中c(CO错误!>＝103mol/L，则Ca2________(填“是”或“否”>沉淀完 － ＋ 全。[已知c(Ca2>≤105 mol/L时即可视为沉淀完全；Ksp(CaCO3>＝4.96×109] ＋ － － (4>若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中，c(NH错误!>________c(NO错误!>(填“≥”、“≤”、“<”、“>”或“＝”>。 (5>操作②：在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀。写出该反应的化学方程式____________________________________；用简要的文字解释用氢氧化钠调节pH至9～11 的 原 因 ________________________________________________________________________。 (6>已知大理石含CaCO3的质量分数为a，mg大理石可以制得ngCaO2，请计算：CaCO3转化为CaO2过程中，Ca原子的利用率__________________。 解读：(1>操作①是由纯CaCO3得到CaCl2·2H2O，加入盐酸溶解、蒸发结晶CaCl2溶液、过滤出CaCl2·2H2O晶体。 (2>大理石加HNO3后过滤得到的滤液为Ca(NO3>2、Fe(NO3>3的混合液，用氨水调节pH至8～9的目的是除去Fe3＋。 (3>溶液中c(Ca2＋>＝错误!＝错误!mol/L＝4.96×10－6 mol/L<10－5mol/L，故Ca2＋已沉淀完全。 (4>呈酸性的NH4NO3溶液中，c(H＋>>c(OH－>，根据电荷守恒：c(H＋>＋c(NH错误!>＝c(OH－>＋c(NO错误!>，则c(NH错误!> CaO2＋2HCl，调节溶液的pH至9～11，是为了使上述平 衡向正反应方向进行，有利于CaO2的生成。 (6>根据关系式CaCO3～CaO2，制得ngCaO2消耗CaCO3的质量为错误!×100＝错误!(g>，故Ca原子的利用率为错误!＝错误!。 答案：(1>A、B、E (2>除去Fe3 (3>是 (4>< ＋ (5>CaCl2＋H2O2CaO2＋2HCl(或CaCl2＋H2O2＋2NaOH===CaO2↓＋2NaCl＋2H2O> 加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向移动，有利于CaO2沉淀的生成 (6>错误! 7．(14分>(2018·岳阳模拟>石膏转化为硫酸钾和CaCl2的工艺流程如下： (1>CO2是一种很重要的副产品，工业上获得CO2的途径是 ______________________________________________________________________(用化学方程式表示>。 (2>转化Ⅰ中发生反应的离子方程式为_________________________________________， 过滤Ⅰ得到的滤渣的主要成分是_____________________________________________。 过滤Ⅰ得到的滤液是_______________________________________________________， 检 验 滤 液 中 含 有 CO 错误! 的 方 法 是 _______________________________________________ __________________________________________________________________________。 (3> 转 化 Ⅱ 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 __________________________________________， 转化Ⅱ中可获得K2SO4的原因是______________________________________________ __________________________________________________________________________。 (4>上述工艺流程中体现绿色化学理念的是______________________________________ __________________________________________________________________________。 (5>氯化钙结晶水合物是目前常用的无机储热材料，选择的依据是__________________。 a．熔点较低(29℃熔化> b．能制冷c．无毒d．能导电 解读：(1>工业上用煅烧石灰石的方法获得CO2。 (2>转化Ⅰ中CaSO4·2H2O与(NH4>2CO3溶液发生反应生成CaCO3沉淀，反应的离子方程式为CaSO4＋CO错误!===CaCO3↓＋SO错误!。因此，过滤Ⅰ得到的固体为CaCO3，滤液为(NH4>2SO4溶液，依据CO错误!的检验方法，设计实验检验滤液中是否含有CO错误!。 (3>从转化流程图上可以看出，(NH4>2SO4与KCl在转化Ⅱ中发生反应经过滤后得到K2SO4，说明K2SO4的溶解度小，从溶液中析出，反应方程式为(NH4>2SO4＋2KCl===K2SO4＋2NH4Cl。 (4>从流程图中可以看出，氨可以循环使用，且整个过程使用的原料都是无毒的，符合绿色化学理念。 (5>选用氯化钙结晶水合物作无机储热材料的原因是它无毒且熔点低，太阳照射后易熔化。 答案：(1>CaCO3错误!CaO＋CO2↑ (2>CaSO4＋CO错误!===CaCO3↓＋SO错误!CaCO3 (NH4>2SO4取少量滤液于试管中，滴加稀HCl，若有无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体产生，则证明滤液中含有CO错误!，若无明显现象，则滤液中不含CO错误! (3>2KCl＋(NH4>2SO4===K2SO4↓＋2NH4ClKCl、(NH4>2SO4、K2SO4、NH4Cl四种物质的溶解度受温度的影响不同 (4>氨在工艺中循环使用、使用的原料无毒(其他合理答案也可> (5>ac 题组一化学实验的基础知识 1．(2018·江苏高考>下列有关实验原理或实验操作正确的是( > A．用水润湿的pH试纸测量某溶液的pH B．用量筒量取20mL0.5000mol·L0.1000mol·L1H2SO4溶液 － －1 H2SO4溶液于烧杯中，加水80mL，配制成 C．实验室用图1所示装置制取少量氨气 D．实验室用图2所示装置除去Cl2中的少量HCl 图1图2 解读：选DA项，pH试纸测溶液pH时不能用水润湿。B项，20mLH2SO4加80mL水配成的溶液体积不等于100mL，且量筒的读数精确到0.1mL。C项，在气体收集装置中，不能用密封的橡皮塞塞紧管口，致使无法排气，易爆炸。 2．(2018·安徽高考>下列实验操作或装置符合实验要求的是( > 解读：选A本题考查实验基本操作知识，意在考查考生对仪器选择和实验细节的掌握程度。B项的胶头滴管不能伸入容量瓶中；C项阳极材料铜是活泼电极，阳极铜放电，不符合实验要求；D项灼烧过程中会产生CO2气体，坩埚不能加盖。 题组二物质的检验与推断 3．(2018·广东高考>下列实验能达到目的的是( > A．用溴水鉴别苯和正己烷 B．用BaCl2溶液鉴别SO错误!与SO错误! C．用浓HNO3与Cu反应制备NO2 D．将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl 解读：选C苯和正己烷均萃取溴水中的溴，且有机层均在上层，没有不同现象，无法区分，A错。氯化钡与SO错误!、SO错误!反应均生成白色沉淀，无法区分，B错。可用铜与浓反应制取NO2，C正确。混有HCl的Cl2通入饱和碳酸氢钠溶液中会产生CO2，形 成杂质，同时也会消耗少量氯气，D错。 4．(2018·江苏高考>下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( > 选项 实验操作 向两份蛋白质溶液中分别滴A 加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液 B 向溶液X中先滴加稀，再滴加Ba(NO3>2溶液 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体 向浓度均为0.1mol·L1NaCl－实验现象 结论 均有固体析出 蛋白质均发生变性 出现白色沉淀 溶液X中一定含有SO错误! H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强 Ksp(AgCl>＞ Ksp(AgI> C 出现白色沉淀 D 和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液 出现黄色沉淀 解读：选DA项，向蛋白质溶液中滴加饱和氯化钠溶液，析出固体是蛋白质的盐析，不是变性，A错；B项，原溶液中可能存在SO错误!，SO错误!能被HNO3氧化成SO错误!，B错；C项，根据强酸制弱酸的原理，应该是碳酸酸性大于硅酸，C错，D项，Ksp越小越易形成沉淀，D正确。 5．(2018·重庆高考>能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试剂是( > A．HNO3B．KOH C．BaCl2 D．NaClO 解读：选A在四种溶液中滴入时的现象分别是变黄色(碘水>、无现象、产生气体(二氧化碳>和先出现沉淀后溶解；KOH不能鉴别Na2CO3和NaAlO2；BaCl2滴入四种溶液中，MgI2和NaAlO2无明显现象，AgNO3和Na2CO3溶液中都产生白色沉淀，无法区别；NaClO与Na2CO3、NaAlO2都不反应。 题组三气体的制取与性质实验 6．[双选题](2018·广东高考>下列实验现象预测正确的是( > A．实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变 B．实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去 C．实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色 D．实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应 解读：选BD本题考查化学实验，意在考查考生对化学实验原理、实验设计和实验结论的运用能力。实验Ⅰ：Br2能与NaOH溶液反应，上层溶液颜色变浅或消失，A项错误；实验Ⅱ：浓硫酸使蔗糖脱水炭化，生成的SO2气体能使酸性KMnO4溶液紫色褪去、CO2从溶液中逸出，B项正确；实验Ⅲ：铜与稀HNO3微热，反应生成NO，在广口瓶中NO与O2接触生成红棕色的NO2，C项错误；实验Ⅳ：Fe(OH>3胶体可产生丁达尔效应，D项正确。 7．(2009·广东高考> 如图装置可用于收集SO2并验证其某些化学性质，下列说法正确的是( > 选项 A B C 试剂 酸性KMnO4溶液 品红溶液 NaOH溶液 现象 溶液褪色 溶液褪色 无明显现象 溶液变红 后不褪色 结论 SO2有氧化性 SO2有漂白性 SO2与NaOH 溶液不反应 SO2有酸性 没有漂白性 D 紫色石蕊试液 解读：选BSO2通入酸性KMnO4溶液中溶液褪色，是由于SO2被酸性KMnO4溶液氧化，反应中表现出SO2的还原性，A错误。SO2使品红溶液褪色可说明SO2具有漂白性，B正确。SO2是酸性氧化物，可与NaOH溶液反应，C错误。SO2通入紫色石蕊试液变红，是由于SO2与水反应生成的H2SO3具有酸性；试液变红后不褪色，是由于SO2的漂白作用较 弱，不能漂白指示剂，D错误。 8．(2018·海南高考>根据氨气还原氧化铜的反应，可设计测定铜元素相对原子质量Ar(Cu>(近似值>的实验。先称量反应物氧化铜的质量m(CuO>，反应完全后测定生成物水的质量m(H2O>，由此计算Ar(Cu>。为此，提供的实验仪器及试剂如下[根据需要可重复选用，加入的NH4Cl与Ca(OH>2的量足以产生使CuO完全还原的氨气]： 请回答下列问题： (1>氨气还原炽热氧化铜的化学方程式为_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2>从所提供的仪器及试剂中选择并组装本实验的一套合理、简单的装置，按气流方向的连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示>a→________。 (3>在本实验中，若测得m(CuO>＝ag，m(H2O>＝bg，则Ar(Cu>＝________。 (4>在本实验中，使测定结果Ar(Cu>偏大的是________(填序号>。 ①CuO未完全起反应②CuO不干燥 ③CuO中混有不反应的杂质 ④NH4Cl和Ca(OH>2混合物不干燥 (5>在本实验中，还可通过测定________和________或________和________达到实验目的。 解读：(2>制取气体→净化气体→主题实验→尾气吸收，所以两次使用D装置，第一次使用是为了干燥氨气，第二次使用是为了吸收生成的水，从而得出生成水的质量，C装置是为了除去尾气中的氨气，还可以防止空气对实验的干扰。 (3>Ar(Cu>＝错误!＝错误!＝错误!。 (4>④对结果无影响。 (5>只要所测数据能计算出铜的质量及氧化铜(或氧化铜中的铜或氧>的物质的量，就符合，如CuO的质量和反应后Cu的质量、CuO的质量和反应前后硬质试管中的质量差即CuO中氧的质量、CuO的质量和反应后生成N2的体积等。 答案：(1>2NH3＋3CuO错误!N2＋3Cu＋3H2O (2>e→e→b→b→e→e→c→d(3>错误!(4>①③ (5>CuO的质量反应后Cu的质量CuO的质量反应前后硬质试管中的质量差即CuO中氧的质量(其他合理答案均可> 题组四化学实验方案的设计与探究 10．(2018·安徽高考>工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4>发生反应：PbSO4(s>＋CO错误!(aq> PbCO3(s>＋SO 错误!(aq>。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。 (1>上述反应的平衡常数表达式：K＝___________________________________。 (2>室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在________溶液中PbSO4转化率较大，理由是_______________________________________________________________________________。 (3>查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH>2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4>的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三： 假设一：全部为PbCO3； 假设二：________________； 假设三：________________。 (4>为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。 ①定性研究：请你完成下表中内容。 实验步骤(不要求写出具体操作过程> 取一定量样品充分干燥，…… 预期的实验现象和结论 ②定量研究：取26.7mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：________________________________________________________________________。 解读：(1>因固态物质或纯液态物质的浓度为常数，故反应的平衡常数表达式为K＝错误!。 (2>使用Na2CO3溶液PbSO4转化率高是因为同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液，Na2CO3 溶液中CO错误!浓度大，促使反应：PbSO4(s>＋CO错误!(aq>向右进行。 PbCO3(s>＋SO错误!(aq> (3>结合信息可知得到两种固体，可形成三种情况：①PbCO3、②2PbCO3·Pb(OH>2、③PbCO3与2PbCO3·Pb(OH>2。 (4>①PbCO3受热分解生成PbO与CO2，Pb(OH>2受热分解产生PbO与H2O，利用无水硫酸铜来检验分解后是否有H2O生成来判断假设一是否成立。②由PbCO3分解的方程式可知若固体全部为PbCO3，则26.7mg固体完全分解后可得到22.3mg固体(PbO>，结合图中数据可知假设一不成立；又因为实验最终得到的固体质量与全部为PbCO3分解所得到的固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的，此时假设一成立。 答案：(1>错误! (2>Na2CO3Na2CO3溶液中的c(CO错误!>大 (3>全部为2PbCO3·Pb(OH>2 PbCO3与2PbCO3·Pb(OH>2的混合物 (4>① 实验步骤(不要求写出具体操作过程> 充分加热样品，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管。 预期的实验现象和结论 若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立。 ②同意，若全部为PbCO3时，26.7mg完全分解后最终固体质量应为22.3mg(或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的>(本题属于开放性试卷，合理答案均可> 11．(2018·福建高考>化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究： 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。 (1>往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2>往(1>所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是________________________________________________________________________。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用如图所示装置(图中夹持仪器略去>进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。 依据实验过程回答下列问题： (3>实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有________________________________________________________________________。 (4>C中反应生成BaCO3的化学方程式是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5>下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号>。 a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b．滴加盐酸不宜过快 c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 (6>实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。 (7>有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是___________________________________________________________________。 解读：Ⅰ.(2>所发生的反应为： AlO错误!＋2H2O＋CO2===Al(OH>3＋HCO错误!， Al(OH>3＋3H＋===Al3＋＋3H2O， HCO错误!＋H＋===CO2＋H2O。 Ⅱ.(3>“缓缓通入空气”，是为了使CO2完全被Ba(OH>2溶液吸收。 (4>将CO2与Ca(OH>2的反应迁移过来。 (5>c项，要测定的是生成BaCO3的质量，与水蒸气是否存在无关。d项，由于H＋＋HCO错误!===CO2＋H2O，最终会导致测得的CaCO3的质量分数偏高。 (6>n(BaCO3>＝错误!＝0.02 mol， m(CaCO3>＝100 g·mol－1×0.02 mol＝2.00 g， w(CaCO3>＝错误!×100%＝25%。 (7>进入C并被吸收的物质不仅有CO2，还有水蒸气及盐酸中挥发出的HCl气体。 答案：(1>Al(OH>3＋OH===AlO错误!＋2H2O (2>通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 (3>把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH>2溶液吸收 (4>Ba(OH>2＋CO2===BaCO3↓＋H2O (5>cd (6>25% (7>B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中(或其他合理答案> [教师备选题] 1.(2018·江苏高考>下列有关实验原理或操作正确的是( > － A．选择合适的试剂，用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2 B．制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸 C．洗涤沉淀时(见图2>，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干 D．用广泛pH试纸测得0.10mol·L1NH4Cl溶液的pH＝5.2 － 解读：选B本题考查化学实验的基本原理和基本操作，意在考查考生的实验操作能力。A项，NO可与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集，故不正确；B项，正确；C项，洗涤沉淀时不能用玻璃棒搅拌，否则滤纸会被搅破，故不正确；D项，广泛pH试纸只能测到溶液pH为整数位，故不正确。 2．(2009·广东高考>下列有关实验操作的说法正确的是( > A．可用25mL碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液 B．用pH试纸测定溶液的pH时，需先用蒸馏水润湿试纸 C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干 D．将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全 解读：选CA选项，量取KMnO4溶液应用酸式滴定管；B选项，用pH试纸测定溶液的pH时，不能用蒸馏水润湿；D选项，由于钠的化学性质极其活泼，在研钵中研磨可能发生 安全事故。 3．(2009·浙江高考>下列说法正确的是( > A．仅用AgNO3溶液便可鉴别亚钠和食盐 B．重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大 C．乙酸与乙醇的混合液可用分液漏斗进行分离 D．用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准液润洗，则测定结果偏低 解读：选BA项，AgNO3溶液不能鉴别NaNO2与NaCl，都会产生白色沉淀，必须要加稀HNO3，因AgNO2溶于HNO3而AgCl不溶于HNO3；B项正确；C项，乙酸与乙醇互溶不分层；D项，酸式滴定管未用标准液润洗，浓度降低，滴定NaOH时，消耗体积大，测定结果偏高。 4．(2018·上海高考>CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。 完成下列填空： (1>用浓盐酸配制1∶1(体积比>的稀盐酸(约6mol·L1>，应选用的仪器是________。 － a．烧杯b．玻璃棒 c．量筒d．容量瓶 (2>上述装置中，A是________，NaHCO3溶液可以吸收______________________。 (3>上述装置中，B物质是________。用这个实验得到的气体测定CO2的分子量，如果B物质失效，测定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”>。 (4>一次性饭盒中石蜡(高级烷烃>和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下： 剪碎、称重―→浸泡溶解―→过滤―→残渣烘干―→冷却、称重―→恒重 为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是________。 a．氯化钠溶液b．稀醋酸 c．稀硫酸d．正己烷 (5>在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出________，后溶出________。 解读：(1>配制一定体积比的溶液时，应选用烧杯、玻璃棒和量筒；(2>根据实验所用药品，制得的气体中可能含有H2S、HCl和水蒸气；根据除杂的要求，除去H2S是可选用CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液；碳酸氢钠溶液用于吸收HCl气体或吸收酸性气体；(3>B物质用于干燥制得的CO2，可选用无水CaCl2；其失效时，会进入水蒸气造成测定结果偏低；(4>根据实验步骤，为将石蜡和碳酸钙溶出，可选用稀醋酸溶出碳酸钙、正己烷溶出石蜡；(5>由于醋酸中的乙酸也是有机物，为防止石蜡损失，一般先溶出石蜡再溶出CaCO3。 答案：(1>abc (2>CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液HCl气体或酸性气体 (3>无水CaCl2 偏低 (4>bd (5>石蜡CaCO3 5．(2018·海南高考>硫酸亚铁铵[(NH4>2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下： 步骤1将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。 步骤2向处理过的铁屑中加入过量的3mol·L1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不 － 再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液。 步骤3向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4>2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。 请回答下列问题： (1>在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有________________(填仪器编号>； ①铁架台②燃烧匙③锥形瓶④广口瓶⑤研钵 ⑥玻璃棒⑦酒精灯 (2>在步骤 2 中所加的硫酸必须过量，其原因是 ____________________________________； (3>在步骤3中，“一系列操作”依次为________、______和过滤； (4>本实验制得的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3杂质。检验Fe3常用的试剂是 ＋ ＋ __________，可以观察到的现象是 __________________________________________________________________。 解读：(1>由题意知，在步骤1的操作中，能用到的仪器有铁架台、锥形瓶、玻璃棒、酒精灯，用不到的仪器是燃烧匙、广口瓶和研钵。 (2>在步骤2中所加的硫酸必须过量，是为了抑制二价铁离子的水解。 (3>在步骤3中，“一系列操作”依次为加热浓缩、冷却结晶和过滤。 (4>检验Fe3＋常用KSCN溶液，若含有Fe3＋，则加入KSCN后溶液显红色。 答案：(1>②④⑤ (2>抑制Fe2的水解 ＋ (3>加热浓缩冷却结晶 (4>KSCN溶液显红色 6．(2018·广东高考>某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol·L1Ba(OH>2溶液，但只找 － 到在空气中暴露已久的Ba(OH>2·8H2O试剂(相对分子质量：315>，在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物，为探究其原因，该同学查得Ba(OH>2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度(g/100gH2O>分别为2.5、3.9和5.6。 (1>烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是_____________________________。 (2>假设试剂由大量Ba(OH>2·8H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验，写出实验步骤、预期现象和结论，(不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH＝9.6> 限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管 实验步骤 步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。 步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。 步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，________。 步骤4： 预期现象和结论 (3>将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH>2·8H2O的含量，实验如下： ①配制250mL约0.1mol·L1Ba(OH>2溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量 － 蒸馏水，________，将溶液转入________中，洗涤，定容，摇匀。 ②滴定：准确量取25.00mL所配Ba(OH>2，溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将________(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”> mol·L －1 盐酸装入50mL酸式滴定管，滴定 至终点，记录数据。重复滴定2次，平均消耗盐酸VmL。 ③计算：Ba(OH>2·8H2O的质量分数＝________(只列出算式，不做运算>。 ④室温下，________(填“能”或“不能”>配制1.0mol·L1Ba(OH>2溶液。 － 解读：(1>Ba(OH>2·8H2O暴露在空气中易与CO2作用生成BaCO3。 (2>样品溶于水，Ba(OH>2在溶液中，可通过加H2SO4生成白色沉淀检验，沉淀为BaCO3，可加稀盐酸再用澄清石灰水检验生成的CO2的方法检验；题干中说明了样品中含大量Ba(OH>2·8H2O和少量BaCO3，步骤4即是验证样品中含大量Ba(OH>2·8H2O，方法是用pH计检验滤液的pH，以确定滤液中含大量OH－。 (3>①配制溶液步骤有：溶解、转移、洗涤、定容等。 ②与25.00mL0.1mol/L的Ba(OH>2反应需HCl的物质的量为： 25．00×10－3L×0.1mol·L－1×2＝5.00×10－3mol。盐酸用量小于50mL，此时c(HCl>>错误!＝0.1mol·L－1，盐酸用量最好接近Ba(OH>2的体积，所以盐酸浓度为0.1980mol·L－1。 ③2n[Ba(OH>2·8H2O]＝n(HCl>＝V×10－3 L×0.1980 mol·L－1。 所以Ba(OH>2·8H2O质量分数为： 错误!×100%。 (4>常温下(293 K>，Ba(OH>2·8H2O溶解度为3.9，即使3.9 g全为Ba(OH>2，其饱和溶液浓度远小于1.0 mol·L－1。 答案：(1>Ba(OH>2·8H2O与CO2作用转化为BaCO3 (2> 实验步骤 步骤2： 步骤3：滴加稀盐酸，用带塞导气管塞紧试管，把导气管插入装有澄清石灰水的烧杯中 预期现象和结论 有白色沉淀生成，说明有Ba2 ＋试管中有气泡生成，烧杯中澄清石灰水变浑浊，综合步骤2说明沉淀是BaCO3。 pH>9.6，说明有大量OH，综合上面步骤可－取适量滤液于烧杯中，用pH计测其pH值 知样品由大量Ba(OH>2·8H2O及少量BaCO3组成，假设成立 (3>①溶解、过滤250mL容量瓶 ②0.1980 ③错误!×100% ④不能 7．(2018·广东高考>某研究小组用MnO2和浓盐酸制备Cl2时，利用刚吸收过少量SO2 的NaOH溶液对其尾气进行吸收处理。 (1>请完成 SO2与过量 NaOH溶液反应的化学方程式：SO2＋ 2NaOH===____________________________________________________________ (2>反应Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O中的还原剂为________。 (3>吸收尾气一段时间后，吸收液(强碱性>中肯定存在Cl、OH和SO错误!，请设计实验，探究该吸收液中可能存在的其他阴离子(不考虑空气中CO2的影响>。 ①提出合理假设。 假设1：只存在SO错误!； － － 假设2：既不存在SO错误!，也不存在ClO； 假设3：__________________________________________________________。 ②设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论。 限选实验试剂：3mol·L1H2SO4、1mol·L1NaOH、0.01mol·L1KMnO4、淀粉-KI溶液、 － － － － 紫色石蕊试液。 实验步骤 步骤1：取少量吸收液于试管中，滴加3mol·L1H2SO4至溶液呈酸性，－预期现象和结论 然后将所得溶液分置于A、B试管中。 步骤2： 步骤3： 解读：(1>SO2与过量NaOH反应的产物为Na2SO3与H2O；(2>在反应中，硫元素的化合价升高，所以Na2SO3为还原剂；(3>SO错误!具有较强的还原性，而ClO－具有极强的氧化性，ClO－与SO错误!是不能共存的，所以假设3为：只存在ClO－，实验设计只要求证实酸化后的溶液是具有氧化性，还是具有还原性，还是既不具有氧化性，也不具有还原性，若加入淀粉-KI溶液会出现蓝色，证明存在ClO－，若加入KMnO4溶液时，KMnO4溶液褪色，证明存在SO错误!，若两种现象均无，则假设2成立。 答案：(1>Na2SO3＋H2O(2>Na2SO3 (3>①只存在ClO ② 步骤2：向A试管中滴加1～2滴0.01mol·L1－－ (i>若溶液褪色，则假设1成立； (ii>若溶液不褪色，则假设2或3成立。 (i>若溶液变蓝色，则假设3成立； (ii>若溶液不变蓝色，结合步骤2中的(ii>，则假设2成立。 KMnO4溶液。 步骤3：向B试管中滴加1～2滴淀粉-KI溶液。 8．(2018·安徽高考>亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计>，某研究小组设计了如下两种实验流程： (1>气体A的主要成分是________；为防止煮沸时发生暴沸，必须先向烧瓶中加入 ________；通入N2的目的是________。 (2>写出甲方案第①步反应的离子方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3>甲方案第②步滴定前，滴定管需用NaOH标准溶液润洗，其操作方法是____________。 (4>若用盐酸代替稀硫酸处理样品，则按乙方案实验测定的结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”>。 (5>若取样品wg，按乙方案测得消耗0.01000mol·L1I2溶液VmL，则1kg样品中含SO2 － 的质量是________g(用含w、V的代数式表示> 解读：(1>样品中亚硫酸盐与稀硫酸作用生成SO2，通入N2可将生成的SO2全部赶出，因此气体A的主要成分为SO2、N2；为防止暴沸，可向烧瓶中加入沸石或碎瓷片。 (2>H2O2与SO2发生氧化还原反应得到H2SO4，因此反应的离子方程式为H2O2＋SO2===2H＋＋SO错误!。 (3>向滴定管注入少量待装液体倾斜转动滴定管，用待装液体润洗滴定管全部内壁，然后从滴定管尖嘴放出液体，重复操作2～3次。 (4>若用盐酸代替稀硫酸，不会影响SO2的吸收，对测定结果无影响。 (5>在方案乙中用I2滴定的过程中发生的反应为SO错误!＋I2＋H2O===SO错误!＋2I－＋2H＋，由“S”守恒知wg样品中，m(SO2>＝6.4×10－4Vg，故1kg样品中含有SO2的质量为6.4×10－4Vg÷wg×1000g＝错误!g。 答案：(1>SO2和N2碎瓷片(或沸石> 使产生的SO2全部逸出 (2>H2O2＋SO2===2H＋SO错误! (3>向滴定管注入少量标准液，倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体，重复操作2～3次 (4>无影响 (5>错误! 9．(2018·天津高考>信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线： ＋ 请回答下列问题： (1>第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________________________________________ ________________________________________________________________________； 得到滤渣1的主要成分为__________________________________________________。 (2>第②步加 H2O2的作用是_____，使用 H2O2 的优点是 ____________________________；调溶液pH的目的是使____________________________生成沉淀。 (3>用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_________________________。 (4>由滤渣2制取Al2(SO4>3·18H2O，探究小组设计了三种方案： 甲：错误!错误!错误!,错误! Al2(SO4>3·18H2O 乙：错误!错误!错误!错误!错误! 错误!Al2(SO4>3·18H2O 丙：错误!错误!错误!错误!错误! ,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4>3·18H2O 上 述 三 种 方 案 中 ， ________ 方 案 不 可 行 ， 原 _______________________________________； 从原子利用率角度考虑，________方案更合理。 (5>探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250>含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L1EDTA(H2Y2>标准溶液滴定至终点，平均 － － 消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下：Cu2＋H2Y2===CuY2＋2H ＋ － － ＋ 写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝_________________________________； (6>下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。 a．未干燥锥形瓶 b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡 c．未除净可与EDTA反应的干扰离子 解读：(1>由于没有明确加入的总量，故混合后溶液中总浓度可能较大(此时还原产物为NO2>，也可能较小(此时还原产物为NO>，故离子方程式有两种；滤渣1是不反 应的金与铂。 (2>第②步加双氧水的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋。因双氧水被还原后生成H2O，故不会带来任何杂质与污染。由调节pH后可得到沉淀知，调节pH的目的是使Fe3＋、Al3＋转化为沉淀。 (3>因无水硫酸铜加热时不能水解到底，故可通过直接加热脱水得到无水硫酸铜。 (4>因滤渣2中含有Fe(OH>3，而甲方案没有除去铁的实验设计，得到的产品中会含有较多的Fe2(SO4>3，故甲方案不可行；乙方案中涉及的反应有2Al(OH>3＋3H2SO4===Al2(SO4>3＋6H2O及副反应：2Fe(OH>3＋3H2SO4===Fe2(SO4>3＋6H2O、Fe2(SO4>3＋2Al===Al2(SO4>3＋2Fe，铁含量少且最终也都转化为Al2(SO4>3；丙方案中涉及的反应有Al(OH>3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O、2NaAlO2＋4H2SO4===Al2(SO4>3＋Na2SO4＋4H2O。乙、丙两种方案中生成1molAl2(SO4>3时，乙方案消耗3molH2SO4，丙方案消耗4molH2SO4、2molNaOH，乙的原子利用率高于丙，故乙方案较合理。 (5>由所给离子方程式，参加反应的Cu2＋与EDTA物质的量相同，故20.00mL试液中，n(Cu2＋>＝cmol·L－1×b×10－3L, ag样品中，n(Cu2＋>＝5×10－3bcmol，再进一步求出五水硫酸铜的质量为250×5×10－3bcg，再除以样品总质量就可以得到质量分数。 (6>锥形瓶中的少量水对滴定结果无影响，a错；滴定终点时有气泡，会导致第二次读数偏小，则误认为消耗的标准溶液体积偏小，结果偏低，b不符合题意；当干扰离子能与EDTA反应时，会导致标准溶液消耗量增加，结果偏高，c符合题意。 答案：(1>Cu＋4H＋2NO错误!错误!Cu2＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋2NO错误! ＋ ＋ ＋ 错误!3Cu2＋2NO↑＋4H2OAu、Pt ＋ (2>将Fe2氧化为Fe3不引入杂质，对环境无污染Fe3、Al3 ＋ ＋ ＋ ＋ (3>加热脱水 (4>甲所得产品中含有较多Fe2(SO4>3杂质乙 (5>错误!×100% (6>c 10．(2018·全国高考>请设计CO2在高温下与木炭反应生成CO的实验。 (1>在下面方框中，A表示由长颈漏斗和锥形瓶组成的气体发生器，请在A后完成该反应的实验装置示意图(夹持装置、连接胶管及尾气处理部分不必画出，需要加热的仪器下方 用△标出>，按气流方向在每件仪器下方标出字母B、C……；其他可选用的仪器(数量不限>简易表示如下： (2>根据方框中的装置图，填写下表： 仪器标号 A 仪器中所加物质 石灰石、稀盐酸 作用 石灰石与盐酸作 用产生CO2 (3>有人对气体发生器作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中。改进后的优点是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； (4>验证CO的方法是________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解读：本题主要考查化学实验，意在考查考生实验设计和评价能力。 (1>依据本题实验目的，需要设计实验CO2与木炭在高温条件下反应生成CO，题目已给出了CO2的制备装置，需要依次设计的是：CO2的除杂装置，CO2的干燥装置，CO2与木炭在高温条件下的反应装置，CO除杂装置。 (2>CO2的除杂装置中可用NaHCO3溶液，CO2的干燥装置中可用浓硫酸，CO2与木炭在高温条件下的反应装置中要有木炭，CO除杂装置要吸收CO2，要用碱液。 (3>题给装置不易控制气体生成的快慢且长颈漏斗容易漏气，用长颈漏斗和小试管就避免了这一问题。 (4>要检验CO的存在，可将其点燃，再检验其产物中是否有CO2生成。 答案：(1> (2> 仪器标号 B C D E 仪器中所加物质 饱和碳酸氢钠溶液 浓硫酸 干燥木炭粉 澄清石灰水 作用 除去CO2中的 HCl气体 除去CO2中的水蒸气 与CO2反应产生CO 吸收未反应的CO2 (3>可以通过控制加酸的量，来控制气体产生的快慢；同时小试管中充满盐酸，可以起到液封作用，防止反应激烈时气体经漏斗冲出 (4>点燃气体，火焰呈蓝色，再用一个内壁附着有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上，烧杯内壁的石灰水变浑浊 11．(2018·新课标全国卷>氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。 请回答下列问题： (1>请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号>。 (2>根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号>。 A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度 C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却 (3>实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入 酚酞后显红色，该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。 ①写出CaH2与水反应的化学方程式_________________________________________； ②该同学的判断不正确，原因是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4>请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5>登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是________________________。 解读：(1>用盐酸和锌反应制取氢气，再与钙反应得氢化钙，其中通氢气前要除去杂质HCl并干燥除去水，制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接，从而防止空气中的水蒸气与其反应。 (2>首先收集氢气并验纯，然后加热反应，最后关闭活塞。 (3>氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式为CaH2＋2H2O===Ca(OH>2＋2H2↑，金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气。 (4>区别金属钙和氢化钙，可根据氢化钙中含有氢元素，让其燃烧生成水，并用无水硫酸铜来检验。 答案：(1>i→e，f→d，c→j，k(或k，j>→a (2>B 、A 、D、C (3>①CaH2＋2H2O===Ca(OH>2＋2H2↑ ②金属钙与水反应也有类似现象 (4>取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色 (5>氢化钙是固体，携带方便 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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