nbhkdz.com冰点文库

2017届江苏省高考化学一轮复习专题9《综合化学实验》39《化学综合实验探究》(苏教版) Word版含解析

时间:2016-10-09


课时39 化学综合实验探究
1 某化学研究小组拟采用铜粉在酸溶液中直接通入空气氧化制备硫酸铜晶体。 Ⅰ. 制备硫酸铜溶液 称取一定质量的铜粉放入烧杯中,加入6 mol· L-1硫酸,加热并通入空气,实验装置见右图, 待铜粉完全溶解后即可得硫酸铜溶液。

(1) 上述制备过程中所涉及反应的离子方程式为



(2) 小组经过多次实验后发现,在反应时间相同的情况下,温度应控制70~90 ℃为最佳。 若温度低于70 ℃, 会导致铜的反应量较少, 原因可能是 铜的反应量并没有明显的提高,主要原因可能是 ; 若温度高于90 ℃, 。

(3) 实验时通入空气的速度不宜过慢,应能使铜粉较均匀地悬浮在溶液中,其目的 是 Ⅱ. 获得硫酸铜晶体 (4) 从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤依次如下: ①蒸发浓缩;② ;③过滤;④ ;⑤干燥。 。

(5) 在(4)的步骤①中,加入了适量乙醇,其优点有: ①降低CuSO4的溶解度,有利于CuSO4晶体析出。 ② 。 在蒸发浓缩的初始阶段还采用了右图所示的装置, 其目的是 2Cu2++2H2O 。

【答案】 (1) 2Cu+O2+4H+

(2) 温度低,反应速率小 温度过高,空气在溶液中溶解度降低 (3) 增大反应物的接触面积,加快反应速率 (4) 冷却结晶 洗涤 (5) 降低能耗 回收乙醇

【解析】 (1) 该反应的原理可以理解为Cu先被O2氧化为CuO, 后CuO与H2SO4反应生成CuSO4, 反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O。(2) 制备硫酸铜溶液所发生反应的速率的影

响因素有温度、硫酸的浓度(本实验中固定)、O2的浓度等,当温度低于70℃时,反应速率较低; 当温度高于90℃时,空气在溶液中的溶解度大大降低。(3) 当铜粉均匀悬浮在溶液中时,O2与 铜粉的接触面积很大,提高了反应速率。(4) 从溶液中得到含结晶水的晶体的步骤:蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(5) 因为从溶液中得到晶体的过程中需要加热,而乙醇极易挥 发,故加入乙醇后,蒸发所需的能量要小于用水作溶剂时所需的能量;由于乙醇易挥发,故开 始使用图示装置的目的是回收乙醇,便于循环利用。

2

(2014· 江苏高考)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如

下:

(1) 向含碘废液中加入稍过量的 Na2SO3 溶液,将废液中的 I2 还原为 I- ,其离子方程式 为 (2) 操作X的名称为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。 。

(3) 氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40 ℃左 右反应(实验装置如右图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 锥形瓶里盛放的溶液为 。 ;

(4) 已知:5S 能存在I-、I
O3

2O3

+2I

O3

+2H+

I2+5S

O 24

+H2O,某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可
O3

中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、I

的实验方案:取适

量 含 碘 废 水 用 CCl4 多 次 萃 取 、 分 液 , 直 到 水 层 用 淀 粉 溶 液 检 验 不 出 有 碘 单 质 存 在, 。 (实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液) 【答案】 (1) S
2O3

+ I2+ H2O

2I-+ S

O 24

+2H+ 使CCl4 中的碘进入水层 (2) 分液

(3) 使

氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2 升华或防止I2 进一步被氧化)

NaOH溶液
O3

(4) 从水

层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,若出现蓝色则说明I-、I

都含有,若无现

象,则继续滴加FeCl3 溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含 有I-。另从水层取少量溶液,加入1~2 mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3 溶液,若溶液变 蓝,说明废水中含有I 【解析】
O3

;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I

O3

(3) 温度控制低于某个值,一般有如下的情形:防止因温度高造成气体的溶解度减

小、防止物质分解、防止挥发(升华)、防止水解、防止反应速率太快等;锥形瓶中盛放的液体 是为了吸收未反应完的氯气,用氢氧化钠等碱性溶液。(4) 若水层中碘离子和碘酸根离子都含 有,则加入盐酸酸化,它们就会反应生成碘单质,用淀粉检验会有蓝色出现;若水层中只有碘 离子则利用其还原性,用氯化铁溶液和淀粉溶液进行检验;若水层中只含有碘酸根离子则利用 其氧化性,用亚硫酸钠溶液和淀粉溶液检验。

3

(2015· 泰州一模)硫化碱法是工业上制备Na2S2O3的方法之一,反应原理如下: 2Na2S(aq)+Na2CO3(aq)+4SO2(g) 3Na2S2O3(aq)+CO2(g) ΔH>0

某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na2S2O3· 5H2O流程如下:

(1) 吸硫装置如下图所示。

①装置 B 中盛放酸性高锰酸钾溶液用来检验装置 A 中 SO2 的吸收效率,装置 C 的作用 是 。 ②为了提高SO2的吸收效率,在不改变A中溶液浓度、体积的条件下,除了及时搅拌反应 物外,还可采取的合理措施是 (任写一条)。

(2) 假设本实验所用的Na2CO3含少量NaCl、NaOH,设计实验方案进行检验。 已知:室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6。 限选试剂及仪器:稀硝酸、AgNO3溶液、BaCl2溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、 试管、滴管。 序号 ① 实验操作 取少量样品于试管中, 加入适量蒸馏水, 充分 预期现象 结论 样品含NaCl

振荡溶解, 另取少量样品于烧杯中, 加入适量蒸馏水, 充 ② 分搅拌溶解, 样品含NaOH

(3) Na2S2O3溶液是定量实验中的常用试剂,测定其浓度的过程如下:准确称取a g KIO3固 体配成溶液,加入过量KI固体和适量H2SO4溶液,滴加指示剂,用Na2S2O3溶液滴定至终点,消 耗Na2S2O3溶液的体积为 V mL。则滴定到终点的实验现象是 c(Na2S2O3)= I
O3



( 用 含 a 、 V 的 代 数 式 表 示 )mol· L-1 。 已 知 : 3I2+3H2O、2S2
2O3 +I
2

+5I-+6H+

S4

2O6 +2I-。

【答案】 (1) ①吸收SO2,防止污染空气 ②增大SO2的接触面积、控制SO2的流速、适当升高温度(任写一条) (2) 序号 ① ② 实验操作 滴加稀硝酸酸化,再滴加少量AgNO3溶液,振荡 预期现象 有白色沉淀生成

加入过量BaCl2溶液,搅拌,静置,用pH计测定上 有白色沉淀生成,上层清液的 层清液的pH pH大于9.6

(3) 滴 入 最 后 一 滴 Na2S2O3 溶 液 , 溶 液 由 蓝 色 变 为 无 色 , 且 30 s 内 不 变 色

6000a ? 3000a ? ?或 ? 214V ? 107V ?
【解析】 (1) ①装置C中盛有NaOH溶液,能吸收尾气中的SO2,从而防止污染空气。②提高吸 收效率的方法可以从接触面积、通入气体的速率、温度等方面考虑。(2) ①Cl-的检验通常使用 AgNO3溶液和稀硝酸,故可将溶液先用稀硝酸酸化,再加入AgNO3,若生成白色沉淀,则证明 含有NaCl。②根据已知信息,可在溶液中加入过量的 BaCl2,此时Na2CO3完全转变为BaCO3, 然后用pH计测定溶液的pH,若pH=9.6则无NaOH,若pH>9.6说明样品中含有NaOH。(3) 在KIO3 溶液中加入KI后生成I2, 加入Na2S2O3的目的是滴定I2, 根据I2遇淀粉变蓝这一特性可用淀粉作指 示剂,故滴定终点的现象为滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色变为无色,且30 s内不变色;

a ?6 6000 a 214 22-3 O3 O O 由离子方程式可得关系式:I ~3I2~6S2 3 , 故 c(S2 3 )= V ? 10 mol· L-1= 214V
3000 a mol· L = 107V mol· L-1。
-1

4

活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。但随着锌资源

的不断开发和利用,锌矿资源越来越少,因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有 重要意义。下图是以含锌铜烟尘(火法炼铜的副产品,主要成分是ZnO、CuO和Fe2O3)制备活性 氧化锌的工艺流程。

含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO,还含有少量的CuO和Fe2O3。 (1) 操作a包括是 ,在实验室中,该过程用到的主要玻璃仪器有 。

(2) 溶解池中待固体全部溶解后,加入锌粉的作用有: ① ;② ;③调节溶液的pH(控制其在5.0~5.4之间)。 或 。

(3) 检验溶解池中Fe3+是否已全部被还原为Fe2+的最佳试剂是 (4) 操作b包括 、 。

(5) 沉淀池中得到的沉淀的化学式可以表示为aZnCO3· bZn(OH)2· cH2O(a、b、c均为整数)。 某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成,进行如下实验:称取3.59 g沉淀进行焙烧,将焙烧过 程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,它们分别增重0.72 g和0.44 g,则该沉淀的组 成为 。

【答案】 (1) 过滤 烧杯、漏斗、玻璃棒 (2) 将Fe3+还原为Fe2+ (3) KSCN溶液 苯酚 (4) 蒸发浓缩 冷却结晶 (5) ZnCO3· 2Zn(OH)2· 2H2O 【解析】 (1) 经过操作a后得到沉淀,故该操作为过滤;用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃 棒。(2) 加入稀硫酸后溶液中含有ZnSO4、CuSO4和Fe2(SO4)3,加入锌粉后能将溶液中的Fe3+还 原为Fe2+,将溶液中的Cu2+置换生成Cu,从而除去Cu。(3) 阶段遇到Fe3+显特殊颜色的有KSCN 溶液(血红色)和苯酚(紫色)。(4) 使滤液A析出晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶。(5) 焙烧过程 中产生的气体有CO2和H2O,通过浓硫酸时H2O被吸收,通过碱石灰时CO2被吸收,故焙烧过程 中生成m(H2O)=0.72 g,m(CO2)=0.44 g,故m(ZnO)=3.59 g-0.72 g-0.44 g=2.43 g,即n(H2O)=0.04 mol , n(CO2)=0.01 mol , n(ZnO)=0.03 mol , 故 样 品 中 除去杂质Cu2+

n(ZnCO3)∶n[Zn(OH)2]∶n(H2O)=0.01mol∶0.02mol∶0.02mol=1∶2∶2 , 即 样 品 的 组 成 为

ZnCO3· 2Zn(OH)2· 2H2O。 5. 利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1) “酸浸”中硫酸要适当过量,目的是 (2) “ 还 原 ” 是 将 Fe3+ 转 化 为 Fe2+ , 同 时 FeS2 被 氧 化 为 S 为



O 24


,该反应的离子方程式

(3) 测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤:准确量取一定体积的酸 浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸 钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定。有关反应的化学方程式如下: 2Fe3++Sn2++6ClSn2++4Cl-+2HgCl2 6Fe2++Cr2 滴定时,K2Cr2O7标准溶液应盛放在 定的Fe3+的量 (4) ① 可 选 用 (用离子方程式表示)。 ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表。 沉淀物 开始沉淀 完全沉淀 Fe(OH)3 2.7 3.2 Al(OH)3 3.8 5.2 Fe(OH)2 7.5 9.7 Mg(OH)2 9.4 12.4 Mn(OH)2 8.3 9.8
2O7 +14H+

2Fe2++SnC SnC
2l6

2l6

+Hg2Cl2↓

6Fe3++2Cr3++7H2O

(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;若不加HgCl2,则测

(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。 ( 填 试 剂 ) 检 验 滤 液 中 含 有 Fe3+ 。 产 生 Fe3+ 的 原 因 是

实验可选用的试剂:稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液。要求制备过程中 不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤: a. 氧化: b. 沉淀: c. 过滤,洗涤,干燥。 d. 充分灼烧。 【 答 案 】 (1) 提 高 铁 的 浸 出 率 , 抑 制 Fe3+ 的 水 解 (2) 。 。

14Fe3++FeS2+8H2O (3) 酸式 偏高

15Fe2++2S

O2? 4

+16H+ 4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O ②a. 向溶液中加入

(4) ①KSCN(或苯酚)

过量的酸性高锰酸钾溶液,搅拌 b. 滴加NaOH溶液,调节溶液pH为3.2~3.8 【解析】 (3) 若不加HgCl2,过量的Sn2+也能被K2Cr2O7氧化,则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积

偏大,所测Fe3+的量偏高。

6. (2015· 苏北四市一模)碘化钠是实验室中常见的分析试剂,常用于医疗和照相业。工业上通常 用水合肼(N2H4· H2O,100℃以上分解)还原法制取碘化钠,工艺流程如下:

(1) 合成过程的反应产物中含有I

O3

,写出合成过程的离子方程式:



(2) 还 原 过 程 必 须 保 持 反 应 温 度 在 60~70℃ , 这 个 温 度 既 能 保 证 反 应 的 快 速 进 行 , 又 能 原法制得的产品纯度更高,原因是 (3) 请 补 充 完 整 检 验 还 原 液 中 是 否 含 有 I 液, 。
O3

。工业上也可以用Na2S或铁屑还原制备碘化钠,但水合肼还 。 的 实 验 方 案 : 取 适 量 还 原

实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液。 (4) 测定产品中NaI含量的实验步骤如下: a. 称取4.000g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容; b. 量取25.00mL待测液于锥形瓶中; c. 用0.1000mol· L-1AgNO3溶液滴定至终点,记录消耗AgNO3溶液的体积; d. 重复b、c操作2~3次,记录相关实验数据。 ①滴定过程中,AgNO3溶液应放在 中;步骤d的目的是 。

② 若 用 上 述 方 法 测 定 产 品 中 的 NaI 含 量 偏 低 ( 忽 略 测 定 过 程 中 的 误 差 ) , 其 可 能 的 原 因 是 【答案】 (1) 3I2+6OH
-

。 5I +I
-

O3

+3H2O

(2) 避免N2H4· H2O高温分解 N2H4· H2O的氧化产物为N2和H2O (3) 加入淀粉溶液,加盐酸酸化,若溶液变蓝色,说明废水中含有I
O3

,若溶液不变蓝,说明废

水中不含I

O3

(4) ①酸式滴定管 减少实验误差 ②部分NaI被空气中的O2氧化 【解析】 3I2+6OH
-

(1) I2 与 NaOH 反 应 生 成 NaIO3 的 同 时 生 成 NaI , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 5I +I
-

O3

+3H2O。(2) 由原题题干可知,N2H4· H2O在温度高于100 ℃时分解,故维持

60~70 ℃时能避免N2H4· H2O高温分解;N2H4· H2O的氧化产物为N2和H2O,生成的N2逸出,故不 引入杂质。(3) 由于I
O3

具有氧化性,能在酸性条件下将I-氧化成I2,自身也被还原为I2,利用I2
O3

能使淀粉变蓝这一特性来检验是否含有I

。 (4) ①AgNO3溶液显酸性, 故应装在酸式滴定管中;

重复实验的目的是得到AgNO3溶液的平均体积,减少实验误差。②既然测定过程无误差,只能 考虑NaI变质,故可能的原因是部分NaI被空气中的O2氧化。

7. (2015· 泰州二模)CaO2难溶于水,溶于酸生成过氧化氢,在医药上用作杀菌剂、防腐剂等。 Ⅰ. CaO2制备原理:Ca(OH)2(s)+H2O2(aq) CaO2(s)+2H2O(l) ΔH<0

不同浓度的H2O2对反应生成CaO2 产率的影响如下表: H2O2/% CaO2/% 5 62.40 10 63.10 15 63.20 20 64.54 25 62.42 30 60.40

(1) 分 析 题 给 信 息 , 解 释 H2O2 浓 度 大 于 20% 后 CaO2 产 率 反 而 减 小 的 原 因: 。

Ⅱ. 过氧化钙中常含有CaO杂质,实验室可按以下步骤测定CaO2的含量。 步骤1.准确称取0.04~0.05 g过氧化钙样品,置于250 mL的锥形瓶中; 步骤2.分别加入30 mL蒸馏水和2 mL盐酸(3 mol· L-1),振荡使之溶解; 步骤3.向锥形瓶中加入5 mL KI溶液(100 g· L-1); 步骤4.用硫代硫酸钠标准溶液滴定,至溶液呈浅黄色,然后 溶液继续滴定, ,记录数据; ,用硫代硫酸钠标准

步骤5.平行测定3次,计算试样中CaO2的质量分数。 滴定时发生的反应:2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI。 。 。 ; 。

(2)过氧化钙溶解时选用盐酸而不选用硫酸溶液的原因是 (3)加入KI溶液后发生反应的离子方程式为 (4)请补充完整实验步骤4中的内容:

Ⅲ. 测定含有CaO杂质的CaO2含量的实验方法较多,某同学设计了仅用稀盐酸一种药品(仪器可

任选)较为准确地测出CaO2含量的实验,请你帮该同学列出所需仪器清单(实验用品和用于固定 的或连接的仪器可不写)。 (5)仪器: 。

【答案】(1) H2O2浓度高,反应速率快,反应放热使体系温度迅速升高,加快H2O2分解 (2) 过氧化钙和硫酸反应生成微溶的CaSO4覆盖在过氧化钙表面,使结果不准确 (3) H2O2+2I-+2H+ I2+2H2O

(4) 加入指示剂淀粉溶液 直至溶液的蓝色恰好消失且半分钟内颜色不变 (5) 天平、烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯 【解析】 (1) 随着H2O2浓度的升高,反应速率加快,反应放出的热量增加,H2O2分解,从而

导致CaO2产率降低。(2) 因为H2SO4能与CaO2反应生成微溶物CaSO4,使结果不准确。(3) H2O2 在酸性条件下能将I-氧化成I2,而H2O2被还原为H2O。(4) 滴定过程中,选用淀粉作指示剂;记 录数据之前应准确判断滴定终点。(5) 该实验的原理是:一定质量的样品中加入盐酸后,得到 CaCl2溶液,利用蒸发皿将溶液蒸干后,称量所得固体的质量,即可求得CaO2的含量。

8. (2015· 南通三模)铝铁合金在微电机中有广泛应用,某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了 如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾:

(1)聚合硫酸铁是一种无毒无害、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂,微溶于乙醇,其化 学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。 ①聚合硫酸铁可用于净水,其原理是 。 ;浓 。 ;溶液的pH对[Fe2(OH)x(SO4)y]n中x的值 。

②有人认为上述流程中的“氧化”设计存在缺陷,请提出改进意见: 缩时向其中加入一定量的乙醇,加入乙醇的目的是 ③加入试剂Y的目的是调节pH,所加试剂Y为

有较大影响(如图1所示),试分析pH过小(pH<3)导致x的值减小的原因:

图1 (2)明矾是一种常见铝钾硫酸盐。 ①为充分利用原料,试剂X应为 。

图2

②请结合图2所示的明矾溶解度曲线,补充完整由滤液Ⅰ制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试 剂:废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精):向滤液Ⅰ中加入足量的铝铁合金至不再有 气泡产生, ,得到明矾晶体。

【答案】 (1) ①聚合硫酸铁具有吸附作用 ②将稀硝酸改为H2O2 降低聚合硫酸铁的溶解度, 以便析出 所得产物易于干燥 ③Fe2O3[或Fe(OH)3] pH过小,会抑制Fe3+的水解 (2) ①KOH ②过滤,向所得滤液中加入稀硫酸,生成白色沉淀,继续滴加稀硫酸至生成的沉

淀恰好完全溶解;将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用酒精洗涤晶体,干燥 【解析】 (1) ①聚合硫酸铁是絮凝剂, 具有较大的表面积, 有很强的吸附作用, 故能用于净水。 ②加入硝酸作氧化剂时,会引入杂质离子N
O3

,故应选择绿色氧化剂H2O2、O3等。③加入的试

剂应符合难溶于水、消耗H+、不引入杂质离子这三个条件,故可选择Fe2O3或Fe(OH)3;Fe3+水 解后导致溶液显酸性,故溶液的pH过小时,溶液的酸性太强,对Fe3+的水解有抑制作用,降低 了x的值。(2) ①试剂X为强碱,因为明矾中含有钾元素,故试剂X应选KOH。②滤液Ⅰ中含有 KAlO2和过量的KOH,加入足量的铝铁合金后过滤,滤液中只含有KAlO2,故加入H2SO4使生成 的Al(OH)3沉淀刚好消失时就得到了KAl(SO4)2溶液,由于明矾的溶解度随温度的升高而增大, 故将溶液蒸发浓缩、冷却结晶后过滤得到晶体,再用酒精洗涤、干燥后得到明矾晶体。

9. (2015· 南京一模)利用废铝箔(主要成分为Al、含有少量的Fe、Si等)既可制取有机合成催化剂 AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体[Al2(SO4)3· 18H2O]。 Ⅰ. 实验室制取无色的无水AlBr3(熔点:97.5℃,沸点:263.3~265℃)可用图1所示装置,主要实 验步骤如下:

图1 步骤1. 将铝箔剪碎,用CCl4浸泡片刻,干燥,然后投入到烧瓶6中。 步骤2. 从导管口7导入氮气,同时打开导管口1和4放空,一段时间后关闭导管口7和1;导管口4 接装有五氧化二磷的干燥管。 步骤3. 从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中,并保证烧瓶6中铝过量。 步骤4. 加热烧瓶6,回流一定时间。 步骤5. 将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口1。将装有五氧化二磷的干燥管与导管口1连 接,将烧瓶6加热至270℃左右,使溴化铝蒸馏进入收集器2。 步骤6. 蒸馏完毕时,在继续通入氮气的情况下,将收集器2从3处拆下,并立即封闭3处。 (1)步骤1中,铝箔用CCl4浸泡的目的是 (2)步骤2操作中,通氮气的目的是 (3)步骤3中,该实验要保证烧瓶中铝箔过剩,其目的是 (4)铝与液溴反应的化学方程式为 (5)步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作? (6)步骤5需打开导管口1和4,并从4通入N2的目的是 。 。 。 。 。 。

Ⅱ. 某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体,已知铝的物种类别与溶液 pH关系如图2所 示,实验中可选用的试剂:处理过的铝箔、2.0 mol· L-1 NaOH溶液、2.0 mol· L-1硫酸。

图2 (7)由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次如下:

①称取一定质量的铝箔于烧杯中,分次加入2.0 mol· L-1 NaOH溶液,加热至不再产生气泡为止; ②过滤; ③ ④过滤、洗涤; ⑤ ⑥ ⑦冷却结晶; ⑧过滤、洗涤、干燥。 【答案】(1) 除去铝箔表面的油脂等有机物 (2) 排出装置中含有水蒸气的空气 (3) 保证液溴完全反应,防止溴过量混入AlBr3中 (4) 2Al+3Br2 2AlBr3 ; ; ;

(5) 5的管中回流液呈无色(或烧瓶6中物质呈无色) (6) 将AlBr3蒸气导入装置2中并冷凝 (7) ③滤液用2.0 mol· L-1硫酸在不断搅拌下调至pH=4~10 ⑤在沉淀中不断加入2.0 mol· L-1硫酸至恰好完全溶解 ⑥蒸发浓缩 【解析】 (1) CCl4是很好的有机溶剂,用CCl4浸泡的目的是洗去铝箔表面的油脂等有机物。(2) 通入N2后能将装置中含有水蒸气的空气排出。(3) 当铝箔过量时,能保证液溴完全反应,从而 使得AlBr3中不含有Br2。(4) 铝与液溴反应生成AlBr3。(5) 由于液溴为深红棕色,当回流物为无 色时说明Br2已经完全反应,故可根据5的管中回流液或烧瓶6中物质的颜色来决定是否停止回 流。(6) 在N2带动下,能将AlBr3蒸气导入装置2中,进一步冷凝后得到固体AlBr3。(7) ③经过过 滤后, 滤液中含有NaAlO2和过量的NaOH, 故应在滤液中加入硫酸将NaOH中和掉, 并将NaAlO2 转变成Al(OH)3沉淀,此时需将溶液的pH调至4~10,使得Al元素全部转变成Al(OH)3。⑤经过第 二次过滤后,滤渣全部为Al(OH)3,故加入2.0 mol· L-1硫酸至沉淀恰好完全溶解,生成Al2(SO4)3。 ⑥将Al2(SO4)3溶液蒸发浓缩后结晶得到硫酸铝晶体。

10. (2015· 苏锡常二模)某地煤矸石经预处理后主要含SiO2(61%)、 Al2O3(30%)和少量的Fe2O3、 FeO 及钙镁的化合物等。某实验小组利用其提取Al(OH)3。

(1)“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为 为提高“酸浸”时铝浸出率,可采取的措施之一是 (2)“氧化”是将Fe2+氧化成Fe3+,其目的是 检验Fe3+已水解完全的方法是 (3)滤渣Ⅱ的主要成分是CaCO3、Mg(OH)2和 (4)①上述流程中可循环利用的物质的化学式是 ②“转化”时主要反应的离子方程式为 。 。 。 。 。

。 。

(5)Fe3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为2.1和3.2, Al3+开始沉淀和沉淀完全的pH分别为4.1和5.4。 为 了 获 得 产 品 Al(OH)3 , 从 氧 化 后 的 溶 液 开 始 , 若 只 用 纯 碱 一 种 试 剂 , 后 续 操 作 是 【答案】(1) Al2O3+6H+ 2Al3++3H2O 。

提高酸的浓度(或适当提高反应温度或搅拌下进行反应) (2) 将Fe2+氧化成Fe3+,有利于其水解除去铁元素 取少量母液Ⅰ,滴加KSCN溶液,无血红色,则证明Fe3+已水解完全 (3) Fe(OH)3 (4) ①CO2(或Na2CO3) ②Al

O -2

+CO2+2H2O +CO2+3H2O

Al(OH)3↓+HC

O3 2O3

[或2Al

O -2

2Al(OH)3↓+C

]

(5) 加入纯碱调节pH到3.2,过滤除去 Fe(OH)3等固体后,再加入纯碱调节pH到5.4,过滤得到 Al(OH)3 【解析】 (1) 在煤矸石中加入盐酸后,Al2O3、Fe2O3、FeO都能与盐酸反应;为了提高酸浸速 率可以考虑影响该反应速率的因素,如盐酸的浓度、反应的温度以及搅拌使其充分混合等。(2) Fe2+沉淀时需要的pH较高,而Fe3+沉淀时的pH较小,故将Fe2+氧化成Fe3+后更有利于除去;Fe3+ 是否水解完全主要看溶液中是否含有Fe3+,即考查Fe3+的检验方法。(3) 因为溶液中的Fe2+都氧 化成Fe3+,则沉淀Ⅱ中还含有Fe(OH)3。(4) ①水解过程生成的气体是CO2,在转化一步中需要通 入CO2,故CO2可循环利用;在转化一步中,母液Ⅱ中含有NaHCO3,处理后生成Na2CO3,水解 一步中需要加入纯碱,故纯碱也可循环利用。②通入 CO2 发生转化的实质是将 Al

O -2

转化成

Al(OH)3沉淀。(5) 因为Fe3+沉淀的pH范围与Al3+沉淀的pH范围没有交叉,故可用Na2CO3调节溶 液的pH至3.2使得Fe3+完全转变成Fe(OH)3沉淀, 过滤后向滤液中再加入Na2CO3, 调节至pH为5.4, 使得Al3+完全转变成Al(OH)3沉淀,过滤后得到Al(OH)3。

11. (2015· 扬州一模 ) 高纯碳酸锰在电子工业中有重要的应用,湿法浸出软锰矿 ( 主要成分为 MnO2,含少量Fe、Al、Mg等杂质元素)制备高纯碳酸锰的实验过程如下:

(1)浸出: 浸出时温度控制在90~95℃之间, 并且要连续搅拌3 h的目的是 植物粉的作用是 。



(2)除杂:①向浸出液中加入一定量的碳酸锰矿,调节浸出液的pH为3.5~5.5; ②再加入一定量的软锰矿和双氧水,过滤; ③…… 操作①中使用碳酸锰调pH的优势是 ;操作②中加入双氧

水不仅能将Fe2+氧化为Fe3+,而且能提高软锰矿的浸出率。写出双氧水提高软锰矿浸出率的离子 方程式: 。

(3)制备: 在30~35℃下, 将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中, 控制反应液的最终pH在6.5~7.0, 得到MnCO3沉淀。温度控制在35℃以下的原因是 应的化学方程式为 洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 ;该反 ;生成的MnCO3沉淀需经充分 。

(4) 计算:室温下, Ksp(MnCO3)=1.8× 10-11 , Ksp(MgCO3)=2.6× 10-5 ,已知离子浓度小于 1.0× 10-5 mol· L-1时,表示该离子沉淀完全,若净化液中c(Mg2+)=10-2mol· L-1,试计算说明Mg2+的存在是 否会影响MnCO3的纯度。 【答案】(1) 提高软锰矿中锰的浸出率 作还原剂 (2) 增加MnCO3的产量(或不引入新的杂质等) MnO2+H2O2+2H+ Mn2++2H2O+O2↑

(3) 减少碳酸氢铵的分解,提高原料利用率 MnSO4+2NH4HCO3 MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+ H2O

取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀 产生,则表明已洗涤干净

1.8 ?10-11 -5 O O (4) Ksp(MnCO3)=c(Mn2+)· c(C ),当Mn2+沉淀完全时,c(C )= 1.0 ?10 =1.8× 10-6 mol· L-1,
23 23

2.6 ?10-5 -6 若 Mg2+ 也 能 形 成 沉 淀 , 则 要 求 c(Mg2+)> 1.8 ?10 mol· L-1=14.4 mol· L-1 , 现 Mg2+ 的 浓 度 为
10-2mol· L-1,远小于14.4 mol· L-1,此时Mg2+未沉淀,不影响MnCO3的纯度 【解析】 (1) 控制适当的温度,连续搅拌3 h都是为了使软锰矿中的锰充分浸出。(2) 该流程

最终得到的产物为碳酸锰,故加入MnCO3后不会引入新的杂质;软锰矿中Mn元素主要以MnO2 形 式 存 在 , 加 入 H2O2 后 能 将 MnO2 还 原 为 Mn2+ , 反 应 的 离 子 方 程 式 为 MnO2+H2O2+2H+ Mn2++2H2O+O2↑。(3) NH4HCO3受热易分解,故采用较低温度;生成沉淀

的同时生成了(NH4)2SO4,故可通过检验洗涤滤液中是否含有S (4) 根据Ksp(MnCO3)可以求得当Mn2+沉淀完全时溶液中的c(C

O 24

来检验沉淀是否洗涤干净。
2O3

2O3

),通过这时溶液中的c(C

)

可求得恰好生成 MgCO3 沉淀时的 c(Mg2+) ,将此浓度与溶液中 c(Mg2+) 进行比较,看是否生成 MgCO3沉淀即可。

12. 铝热反应是铝的一个重要性质,该性质用途十分广泛,不仅被用于焊接钢轨,而且还常被 用于冶炼高熔点的金属,如钒、铬、锰等。







(1)某校化学兴趣小组同学,取磁性氧化铁按教材中的实验装置(如图甲)进行铝热反应,现象很 壮观。取反应后的“铁块”溶于盐酸,向其中滴加KSCN溶液,发现溶液变血红色。出现这种现 象的原因,除了可能混有没反应完的磁性氧化铁外,还有一个原因是 (2)若证明上述所得“铁块”中含有金属铝,可选择 。

(填试剂名称),所发生反应的离子方

程式为



(3)为克服图甲的缺陷改用图乙装置进行铝热反应。取反应后的 “铁块”溶于盐酸,向其中滴加 KSCN溶液,溶液没有出现血红色。为测定该实验所得“铁块”的成分,实验流程如下图所示。

几种氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。 Fe2+ 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH 7.5 9.0 Fe3+ 2.8 4.0 Al3+ 4.2 5 Mg2+ 9.6 11

①试剂A应选择 A. 稀盐酸

,试剂B应选择 B. 氧化铁 C. H2O2溶液

。(填字母) D. 氨水 E. MgCO3固体 mol· L-1。

②已知常温下Fe(OH)3的 ③灼烧完全的标志是

K sp

=1.1× 10-36,则反应Ⅲ后溶液中c(Fe3+)= 。

④若最终红色粉末M的质量为12.0 g,则该“铁块”的纯度是 洗涤、烘干、称量,计算“铁块”的纯度,则计算结果会 原因是 。

。如果对所得过滤固体直接 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),

【答案】(1) 熔融的铁被空气中的氧气氧化 (2) 氢氧化钠溶液 2Al+2OH-+2H2O (3) ①C D 2Al

O -2

+3H2↑ ③前后两次灼烧质量相差不大于0.1g ④84% 偏小 Fe(OH)3在烘

②1.1× 10-6

干过程中会有部分发生分解反应,质量变小 【解析】 (1) 根据现象确定溶液中含有铁离子,再根据(3)改进实验结果判定熔融的铁在溅落

时被空气中的氧气氧化。 (3) ①该操作的目的是把铁转化为氧化铁,除去杂质,根据氧化铁质量计算铁的纯度,沉淀时亚 铁离子不易沉淀, 故需先把其氧化为铁离子再调节pH生成氢氧化铁沉淀。 ④红色粉末为氧化铁,

12.0g ? 2 ? 56g ? mol-1 -1 160g ? mol 10.0g 则该铁块的纯度= × 100%=84%,因为氢氧化铁在烘干过程中有部
分发生分解反应,质量变小,导致结果偏小。


赞助商链接

...化学二轮复习检测与评估:专题十 化学综合实验探究

江苏省2014届高考化学轮复习检测与评估:专题化学综合实验探究_高中教育_教育专区。专题十非选择题 化学综合实验探究 1. (2013·北京卷)某学生对SO2与漂粉精...

2017届高三化学一轮复习---化学实验综合探究类实验题(...

二 以“气体制备”为纽带的综合实验探究 1.物质制备流程 3 崛起实验中学 2017 届高三化学一轮复习---化学实验综合 2.操作先后流程 (1)装配仪器时:先下后上,...

2017年高考化学二轮复习 专题18 化学实验综合教学案(含...

2017年高考化学轮复习 专题18 化学实验综合教学案(含解析)_高三数学_数学_高中教育_教育专区。专题 18 化学实验综合 1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要...

2017年高考化学 大题专题5:综合实验探究

2017年高考化学 大题专题5:综合实验探究_高考_高中教育_教育专区。2017年高考化学大题专题训练 (五)综合实验探究 1.(2016· 全国卷Ⅰ)氮的氧化物(NOx)是大气...

2016高考化学压轴题: 物质制备综合实验探究题和专题练习

2016 高考化学压轴题:物质制备综合实验探究题 高考阅卷规则和专题练习 (15 分)某化学课外活动小组通过实验研究 NO2 的性质。 (已知:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2...

高考化学二轮复习 化学综合实验与探究专题辅导教案

高考化学轮复习 化学综合实验探究专题辅导教案_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。高考化学轮复习 化学综合实验探究专题辅导教案 ...

...有机综合实验(押题专练)-2017年高考化学一轮复习精...

专题10.8 探究实验及有机综合实验(押题专练)-2017年高考化学一轮复习精品资料(解析版)_高考_高中教育_教育专区。专题10.8 探究实验及有机综合实验(押题专...

2018年高考化学二轮复习专题突破练第12讲综合实验探究

第12 讲 综合实验探究 非选择题(本题包括 4 个小题,共 100 分) -3 1.(2017 江苏化学,21)1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,沸点为 71 ℃,密度为 ...

...有机综合实验(押题专练)-2018年高考化学一轮复习精...

专题10.8 探究实验及有机综合实验(押题专练)-2018年高考化学一轮复习精品资料(解析版)_高考_高中教育_教育专区。专题10.8 探究实验及有机综合实验(押题专...

2013高考化学二轮复习《化学综合实验与探究》专题辅导教案

2013高考化学轮复习《化学综合实验探究》专题辅导教案_高考_高中教育_教育专区。高考化学轮复习专题十】化学综合实验与探究【考点突破】 综合实验与探究试题...

相关文档

更多相关标签