【大高考】高考化学一轮总复习专题二十三化学实验方案的设计与评价AB卷.doc.pdf
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1、化学实验方案的设计与评价 A卷全国卷 制备实验方案的设计与评价 1.(2016 ?课标全国III, 26, 14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防 腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题: (一)碳酸钙的制备 石灰石盐酸双氧水和氨水过滤 (含少屋铁的氧化物)小火煮沸 步骤加入氨水的目的是 _O 小火点沸的作用是使沉淀颗粒长大,冇利于 _ O (2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是_ (填标号)O a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流 c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗 e.用玻璃棒在漏斗屮轻轻搅动以加快过滤速度
2、 (二)过氧化钙的制备 八“ 稀盐酸、煮沸、过滤、上、店氨水和双氧水过滤宀山”ri CaCa - - - 滤放泳落鬲 白色结晶 (3)步骤的具休操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液屮尚存有少量固体,此时溶液呈性(填 “酸”、“碱”或“屮”)。将溶液条沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 (4)步骤中反应的化学方程式为_ , - 滤液 碳酸懺溶液过滤八八八 氨水 5) 该反应需要在冰浴下进行,原因是_ o 将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馆水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的H的是 (6)制备过氧化钙的另 - ?种方法是:将石灰石锻烧麻,直接加入双氧水反应,过滤后 可 得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_ , 产品
3、的缺点是 _ o 解析(1)反应混合液屮盐酸过量,加入氨水可以屮和盐酸,调节溶液的pH使Fe+转化 为He (OH)3沉淀而除去。 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒t大,冇利于过滤分离。(2)a项, 漏 斗末端颈尖未紧靠烧杯壁,容易造成溶液飞溅,错谋;b项,玻璃棒用作引流,正确;c 项, 将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止有气泡,正确;d项,滤纸边缘应低于漏斗口,错 误;e项,用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易划破滤纸,错误。(3)步骤中逐滴加入稀盐 酸,至溶液屮尚存有少量固体,此时溶液屮含有人量的CO?,溶液呈酸性,ft CaO2溶于酸, 故应将溶液煮沸以除去溶解的C02气体。(4)根据题意可知反应物为C
4、aCl2 H2O2、NH3 ?比0,产物为CaO “ NH1CI 和H.0,则反应的化学方程式为CaCl2+2NH3 ? H2O+H2O2=CaO2 I +2NH,,C1+2H.0, 由于II2O2在高温下易分解,所以反应应在冰浴中进行。(5)山于乙醇与 水互溶且易挥发,所以使用乙醇洗涤去除晶体表而的水分。(6)制备过氧化钙的另一种方 法将石灰石锻烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优 点是:工艺简单,操作方便,产品的缺点是:没有除杂净化工艺,所制得产品纯度低。 答案(1)调节溶液pH Fe (OH)3沉淀 过滤分离(2) ade (3)酸除去溶液中的CQ (4)
5、CaCl2 + 2NH3? H20 + H202=Ca021 + 2NH4C1 + 2H20 或CaCl2 + 2NH3? H2O + H2O2 + 6H2O=CaO2? 8H2O I +2NH1C1温度过高时双氧水易分解 (5)去除晶体表面水分 (6)工艺简单,操作方便纯度较低 2. (2014 ?课标全国卷I, 13, 6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论 的是() 选项实验结论 A 稀硫酸 Na2S AgNOa与AgCl的 浊 液 心(AgCl) K艸(Ag2S) i 1 2 B浓硫酸蔗糖澳水 浓硫酸具冇脱水性、 氧 化性 C稀盐酸N32SO3Ba(N03)2溶液 S0
6、2与可溶性锁盐均可 住成口色沉淀 t c z D浓硝酸NasCOaNa2SiO3溶液 酸性:硝酸碳酸 硅 酸 解析H2S可直接与AgNOs溶液作用牛成黑色的Ag2S,故不能说明Xp(AgCl) XP(Ag2S), A 错课;浓硫酸滴入蔗糖屮,处试管屮观察到白色同体变黑,证明浓硫酸有脱水性;处试 管中漠水褪色,说明冇S02生成(S02+Bn+2H20=H2S0.1+2HBr),从而证明浓硫酸冇氧化性, B 正确;SO.-U Ba(N0;) 2溶液反应可生成白色沉淀BaSO43Ba(N0;1)2+3S02+2H2O=3BaSOi I + 2N0 + 4HN0J ,但BaCh与SO?不反应,C错误;
7、浓硝酸挥发产生的HNOs蒸气也可直接与 考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设让与评价 N/Si O: ,溶 液 作 川 牛 成H2Si O3,故 不 能 得 岀 碳酸 酸性 人于 硅 酸的 结论 ,D错 课 。 答案B 3. (2015 ?课标全国卷I , 26, 14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其 = 5.4X10 -2,金=5. 4X 10_50草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4? 2H2O)无色,熔点为101 C,易溶于水,受热脱水、升华,170 C以上分解。冋答下列问题: (DT组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装
8、置C中可观 察到的现彖是 _ 由此可知草酸晶体分解的产物屮有_ o装置13的主要作用是 (2)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中还冇CO,为进行验证,选用卩组实验中的 装置 A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。 乙组同学的实验装置小,依次连接的合理顺序为A、B、 盛有的物质是 _ 。 能证明草酸晶体分解产物中有C0的现象是 _ (3)设计实验证明: 草酸的酸性比碳酸的强 _ o 草酸为二元酸 _ O 解析(1)装置C屮澄清石灰水的作用是检验是否有C02气休生成, 若有C02气体牛成, 澄清石灰水变浑浊。装置B中冰水的作用是降低温度,使牛成的水和草酸(题给信息:受热 脱水、升华)冷
9、凝。若草酸进入装置C,会生成草酸钙沉淀,干扰C02检验。(2)检验CO 可通 过检验CO还原黑色的CuO生成的C0?进行。 因为分解产物中有C0?,所以先要除去C02, 可 用浓NaOII溶液吸收C02,并用澄清石灰水检验C0?是否除尽,再用无水氯化钙T燥C0,然 后 通过加热的CuO,再用澄清石灰水检验生成的CO?气体,没有反应掉的C0可川排水法收 集。 若両而澄清石灰水无现象,H中黑色的CuO变红色,后而的澄清石灰水变浑浊,说明 草酸品 体分解产物中冇COo (3)证明草酸的酸性比碳酸强,可以利用溶液中较强酸制较 弱酸的 原理,将草酸与NaHCO;.溶液混合,看是否有气体产生。证明草酸是二
10、元酸,可 以利用酸 碱中和滴定原理, 若消耗NaOII的物质的量是草酸的2倍, 即可证明草酸是二元酸。 答案(1)有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊C0?冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入 装置H反应管中 装置C反应生成沉淀,干扰002的检验 (2)F、D、G、H、D、I CuO(氧化铜 ) 前血澄清石灰水无现象,H中黑色粉末变红色, ?其后的D中澄清石灰水变浑浊 (3)向盛有少量NaHCO;.的试管里滴加草酸溶液,有气泡产主 用NaOH标准溶液滴定草酸,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍 B卷地方卷 制备实验方案的设计与评价 1.(2013?安徽理综,8, 6分) 实验室中某些气体的制取、 收集
11、及尾气处理装置如图所示(省 略 夹持和净化装置 ) 。仅用此装置和表屮提供的物质完成相关实验,最合理的选项是() 选项 a中的物质b中的物质 c中收集的气体 d中的物质 A 浓氨水 CaONH:H,0 B 浓硫酸血SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 CuNO2H20 D浓盐酸MnO?Cl2 NaOH溶液 解析氨气的密度小,用排空气法收集时应“短进长出”,所以A错误;B合理;稀硝 酸 与铜反应产生NO,而且不能用排气法收集,若制取N02,应该用浓硝酸,但尾气NQ不能 用水 吸收,C不合理;浓盐酸与二氧化镒反应制取氯气应该加热,不合理。因此选B。 答案B 2.(2016 ?北京理综,27,
12、12分) 以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO?、PbSO.及炭 黑等) 和出SO为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下: 过程I中,在FJ +催化下,Pb和PbO2反应生成PbSOi的化学方程式是 (2)过程I中,Fe?+催化过程可表示为: i : 2Fe2+PbO2+4H +S0r=2Fe3+PbS0 4+2H20 写出ii的离子方程式:_ o 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSOi溶液中加入KSCN溶液,溶液儿乎无色, 再加入少量PbO2,溶液变红。 b. _ o (3)PbO 溶解在NaOH 溶液中 , 存在平衡 :P
13、bO (s) +NaOH (aq) NaHPbOa (aq),其溶 解度曲线如图所示。 过程II的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程II中重复使用,其日的是_ ( 选 填序号 )0 A.减少PbO的损失,提高产品的产率 B.重复利用NaOH,提高原料的利用率 C.增加NazSOi浓度,提高脱硫效率 过程III的bl的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程III的操作: 解析(1)由题意可知 , 过程I中, 在F評催化F,Pb、PbO?和II2SO反应牛成PbSOi和H20, Pb与PbO?在酸性条件下发生氧化还原反应,Pb为还原剂,PbO?为氧化剂,PbSOi既是 p 2+ 氧化产物乂是还原产物
14、,化学方程式为Pb+PbO2+21LSOi2PbS01 + 21120o (2)催化剂在反应前后本身的质量和化学性质保持不变,但参加反应,反应特点是先 消耗再生成 , 且消耗与生成的量相等。Fe?+为该反应的催化剂,又知反应i中F尹被PbO2 氧 化为Fe 3+,则在反应 ii屮Fe+与Pb反应生成FeP离了方程式为2Fe 3+Pb+SOr=PbSO. ; + 2F +; a实验证明发生反应i生成Fe“,则b实验盂证明发生反应ii, Fe“转化为 + , 实验方案为取a 中红色溶液,向其中加入铅粉后,充分反应,红色褪去。 过程II的冃的是脱硫。化学方程式为PbSO.+2NaOH=PbO+Na2
15、S0, + H20:滤液1 中含 有耒反应的NaOH和少量溶解的PbO,经处理后叮重复利用减少PbO的损失,同时能提高 NaOH的利用率。利用PbO不同温度下在不同氢氧化钠溶液中的溶解度曲线,可向PbO 粗 品中加入35%的NaOH溶液, 加热至高温(110 C),充分溶解后 , 趁热过滤,冷却结晶, 过滤可 得PbO固体。 p 2+ 答案 Pb + Pb02+2H2S02PbS0+2H20 (2) 2Fe 3+Pb+SOr=PbSO t + 2Fe 2+取 a屮红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去 (3)AB向PbO粗品加入一定量的35%Na0H溶液,加热至110 C,充分溶解后,趁 热 过
16、滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体 3.(2016 ?江苏化学,19, 15分) 实验室以一种工业废渣( 主要成分为MgCOss Mg2SiO4和少量 Fc、Al的氧化物 ) 为原料制备Mgg? 3H20o实验过程如下: 40%H2SO, 30%H2O2有机萃取剂 废渣 f 酸溶- 过滤一氧化一萃取分液 滤渣含 FJ+的有机相 MgC()3 - 3Hn() (1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为 MgCO3(s) +211 1 (aq)Mg21 (aq) +C02(g) +1120(1) A=50. 4 kJ ? mol Mg2SiO4(s) +4H+ (aq) =2Mg2+ (aq) +H2
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