高考化學(xué) 元素及其化合物 專題07 物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究知識點(diǎn)講解學(xué)案
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1、 專題07 物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究 1.(2018課標(biāo)Ⅱ)下列實(shí)驗(yàn)過程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? 編號 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)過程 A 配制0.4000 molL?1的NaOH溶液 稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容 B 探究維生素C的還原性 向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,觀察顏色變化 C 制取并純化氫氣 向稀鹽酸中加入鋅粒,將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液 D 探究濃度對反應(yīng)速率的影響 向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5%H2O2溶液,觀
2、察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 【答案】B 2.(2018課標(biāo)Ⅱ)實(shí)驗(yàn)室中用如圖所示的裝置進(jìn)行甲烷與氯氣在光照下反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。 光照下反應(yīng)一段時間后,下列裝置示意圖中能正確反映實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的是 【答案】D 3.(2018課標(biāo)I)在生成和純化乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作未涉及的是( ) 【答案】D 【解析】A、反應(yīng)物均是液體,且需要加熱,因此試管口要高于試管底,A正確;B、生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇,乙酸乙酯不溶于水,因此可以用飽和碳酸鈉溶液吸收,注意導(dǎo)管口不能插入溶液中,以防止倒吸,B正確;C、乙酸乙酯不溶于水,分液即可實(shí)現(xiàn)分離,C正確;D、乙酸乙酯是不溶于水的有機(jī)物,不能通
3、過蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)分離,D錯誤。 答案選D。 4.(2018江蘇)以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2為原料可制備N2H4H2O(水合肼)和無水Na2SO3,其主要實(shí)驗(yàn)流程如下: 已知:①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放熱反應(yīng)。 ②N2H4H2O沸點(diǎn)約118 ℃,具有強(qiáng)還原性,能與NaClO劇烈反應(yīng)生成N2。 (1)步驟Ⅰ制備NaClO溶液時,若溫度超過40 ℃,Cl2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaClO3和NaCl,其離子方程式為____________________________________;實(shí)驗(yàn)中控制溫度除用冰水浴外,還需采取的措施是________
4、____________________________。 (2)步驟Ⅱ合成N2H4H2O的裝置如題19圖?1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40 ℃以下反應(yīng)一段時間后,再迅速升溫至110 ℃繼續(xù)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________;使用冷凝管的目的是_________________________________。 (3)步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3(水溶液中H2SO3、、隨pH的分布如題19圖?2所示,Na2SO3的溶解度曲線如題19圖?3所示)。 ①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實(shí)
5、驗(yàn)中確定何時停止通SO2的實(shí)驗(yàn)操作為_________________。 ②請補(bǔ)充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實(shí)驗(yàn)方案: _______________________,用少量無水乙醇洗滌,干燥,密封包裝。 【答案】(15分) (1)3Cl2+6OH?5Cl?+ClO3?+3H2O 緩慢通入Cl2 (2)NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā) (3)①測量溶液的pH,若pH約為4,停止通SO2 ②邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,測量溶液pH,pH約為10時,停止滴加NaOH溶液,加熱濃縮溶液至有大量晶體析出,在高于34℃條件下趁熱過濾 5
6、.(2018課標(biāo)Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍(lán)圖?;卮鹣铝袉栴}: (1)曬制藍(lán)圖時,用K3[Fe(C2O4)3]3H2O作感光劑,以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。 (2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①通入氮?dú)獾哪康氖莀_______________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾
7、濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有___________、___________。 ③為防止倒吸,停止實(shí)驗(yàn)時應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________。 ④樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗(yàn)Fe2O3存在的方法是:________________。 (3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。 ①稱量m g樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________________。 ②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后,過濾、洗滌,
8、將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為________________________________。 【答案】 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置 CO2 CO 先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮?dú)? 取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3 粉紅色出現(xiàn) 證明含有Fe2O3。(3)①高錳酸鉀氧化草酸根
9、離子,其溶液顯紅色,所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是粉紅色出現(xiàn)。②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子,酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應(yīng)中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol,Mn元素化合價從+7價降低到+2價,所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質(zhì)的量是0.005cVmol,則該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為。 6.(2018課標(biāo)Ⅱ)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家,一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示: 相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下: 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn
10、2+ Cd2+ 開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問題: (1)焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。 (2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________;氧化除雜工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧氣,其后果是________________。 (3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_________________。 (4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時,陰極的電極反應(yīng)式為________
11、______;沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用。 【答案】 ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無法除去雜質(zhì)Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e-Zn 溶浸 的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大,所以若不通入氧氣,其后果是無法除去雜質(zhì)Fe2+。(3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cd2+=Zn2++Cd。(4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時,陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),因此陰極是鋅離子放電,則陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn;陽極是氫氧根放電,破壞水的電離平衡,產(chǎn)生氫
12、離子,所以電解后還有硫酸產(chǎn)生,因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用。 7.(2018課標(biāo)I)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛。回答下列問題: (1)生產(chǎn)Na2S2O5,通常是由NaHSO3過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制得。寫出該過程的化學(xué)方程式__________。 (2)利用煙道氣中的SO2生產(chǎn)Na2S2O5的工藝為: ①pH=4.1時,Ⅰ中為__________溶液(寫化學(xué)式)。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 (3)制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術(shù),裝置如圖所示,其中SO2堿吸收液中含有
13、NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應(yīng)式為_____________。電解后,__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進(jìn)行結(jié)晶脫水,可得到Na2S2O5。 (4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時,取50.00 mL葡萄酒樣品,用0.01000 molL?1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗10.00 mL。滴定反應(yīng)的離子方程式為_____________,該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________gL?1(以SO2計(jì))。 【答案】 2NaHSO3=Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液
14、 2H2O-4e-=4H++O2↑ a S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+ 0.128 8.(2018天津)下圖中反應(yīng)①是制備SiH4的一種方法,其副產(chǎn)物MgCl26NH3是優(yōu)質(zhì)的鎂資源。回答下列問題: (1)MgCl26NH3所含元素的簡單離子半徑由小到大的順序(H-除外):_________________________,Mg在元素周期表中的位置:_____________________,Mg(OH)2的電子式:____________________。 (2)A2B的化學(xué)式為_______________。反應(yīng)②的必備條件是_______
15、________。上圖中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_______________。
(3)在一定條件下,由SiH4和CH4反應(yīng)生成H2和一種固體耐磨材料_______________(寫化學(xué)式)。
(4)為實(shí)現(xiàn)燃煤脫硫,向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Mg化合物,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________。
(5)用Mg制成的格氏試劑(RMgBr)常用于有機(jī)合成,例如制備醇類化合物的合成路線如下:
依據(jù)上述信息,寫出制備所需醛的可能結(jié)構(gòu)簡式:_______________。
【答案】 r(H+) 16、三周期ⅡA族 Mg2Si 熔融,電解 NH3,NH4Cl SiC 2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O CH3CH2CHO,CH3CHO
(5)利用格氏試劑可以制備,現(xiàn)在要求制備,所以可以選擇R為CH3CH2,R’為CH3;或者選擇R為CH3,R’為CH3CH2,所以對應(yīng)的醛R’CHO可以是CH3CH2CHO或CH3CHO。
知識點(diǎn)講解
新課程改革在學(xué)習(xí)方法上將探究學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)作為學(xué)習(xí)的主要形式,在試題中出現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、探究能力(創(chuàng)新能力)評價的探究實(shí)驗(yàn)題成為近幾年高考中的亮點(diǎn)。
探究性化學(xué)實(shí)驗(yàn)題在近幾年的高考中頻頻出現(xiàn),這類題具有綜合性強(qiáng),開 17、放性強(qiáng)等特點(diǎn),能很好地考查學(xué)生分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維的能力,這種題的區(qū)分度高,高考中具有很好的選撥功能。
一. 探究性實(shí)驗(yàn)的基本程序可用下列流程圖表示
1. 提出問題
要提出問題,首先得發(fā)現(xiàn)問題,在學(xué)習(xí)新知識、實(shí)踐 新方法中進(jìn)行思考、對比、質(zhì)疑,通過思考提出值得探究的問題,探究清楚能更好地理解掌握物質(zhì)的性質(zhì)。此外,實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)異?,F(xiàn)象也是發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的重要契機(jī)。
2. 提出猜想
在學(xué)習(xí)、思考和實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)了問題不要輕易放過, 要與同學(xué)和老師交流、討論、查閱資料,這時有許多問題就可能得到完美的解決,而有一些問題,結(jié)論有 多種可能(這就是猜想),只能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。所謂猜 18、想就是根據(jù)已有的知識對問題的解決提出的幾種可能的情況。
3. 設(shè)計(jì)驗(yàn)證方案
提出猜想后,就要結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的條件,設(shè)計(jì)出科學(xué)、 合理、安全的實(shí)驗(yàn)方案,對可能的情況進(jìn)行探究。實(shí) 驗(yàn)設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵的就是試劑的選擇和實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控。 新的問題出現(xiàn)再設(shè)法改進(jìn),直到科學(xué)合理為止,在實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)驗(yàn)方案可能還會出現(xiàn)問題,還要及時進(jìn)行調(diào)整。
4. 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出結(jié)論
根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象并及時記錄,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推理分析或計(jì)算分析得出結(jié)論,如不能得出結(jié)論則要加做實(shí)驗(yàn), 或進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),或?qū)⒃O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。若實(shí)驗(yàn)中遇到新的問題,則可以提出新的問題進(jìn)行探究。
19、
二. 探究實(shí)驗(yàn)題的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一般是
試題創(chuàng)設(shè)的情景、設(shè)問比較新穎,但又貼近學(xué)習(xí)與日常生活,趣味性較濃。選擇的情景往往緊扣課本。
⑴ 探究的課題(目的)。
⑵ 提供的信息,必須的材料,或限制條件。
⑶ 探究的過程,包括:假設(shè)或猜想、探究方案、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及一系列的探究問題等。
⑷ 結(jié)論及分析。
三. 探究實(shí)驗(yàn)題的解法
探究性實(shí)驗(yàn)的一般思路
1. 準(zhǔn)確地把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
關(guān)注題頭,抓住實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。在題頭中創(chuàng)設(shè)情境,說明探究的課題(目的) 。
2. 學(xué)會合理假設(shè)
依據(jù)題目的提示和限制,對原理、材料、變量、結(jié)果進(jìn)行分析,提出合理的假設(shè)。
第一種模式:
假設(shè)1:只有A成立;
假設(shè) 20、2:只在B成立;
假設(shè)3:A和B都成立。
第二種模式:
假設(shè)1:只有A成立;
假設(shè)2:只在B成立;
假設(shè)3:A和B都不成立。
3. 結(jié)合實(shí)驗(yàn)材料,初步確定設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
(1)原理要具有科學(xué)性,不能憑空捏造;
(2)實(shí)驗(yàn)操作必須簡易、安全可行;
(3)所涉及的儀器和藥品必須和題目提供的一致(一定要注意“限選”試劑或儀器)
(4)必須消除各請況之間可能存在的相互干擾。
(5)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的答題模式
A、取適量的 物質(zhì)(藥品)進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)(操作)如果有 (現(xiàn)象),則得出 ( 結(jié)論)。
B、(對另一種情況設(shè)計(jì)判斷)另取等量的 物質(zhì) 21、(藥品)進(jìn)行 對照實(shí)驗(yàn)(操作)如果 (現(xiàn)象),則得出 (結(jié)論)。
4. 規(guī)范答題格式
⑴ 語言要規(guī)范
⑵ 現(xiàn)象與結(jié)論的描述要全面,準(zhǔn)確
⑶ 物質(zhì)檢驗(yàn)4步曲:取樣→加試劑→現(xiàn)象→結(jié)論
⑷ 實(shí)驗(yàn)步驟: 取樣品于 (儀器)中,加入 (試劑)。
⑸ 取樣品時要注意什么:
當(dāng)樣品是固體時,一般先取少量試樣配成溶液。根據(jù)物質(zhì)的溶解性,可以加蒸餾水溶解,也可以加酸
溶解,還可以是加堿溶解。
⑹ 加入試劑要注意:
試劑的用量和濃度本質(zhì)上決定于操作的目的:
加指示劑、要觀察褪色的
1~2滴
一般的檢驗(yàn)
少量
除雜、分離、酸化
過量/足量
例:
檢驗(yàn)的 22、離子
所加試劑(1-2滴)
H+、OH-(溶液酸堿性)
酸堿指示劑
I2
淀粉
Fe2+
酸性KMnO4溶液
Fe3+
KSCN溶液或苯酚
⑺ 加完試劑操作:
混合操作:充分振蕩
分離操作:靜置,取上層清液;或過濾,取濾液或?yàn)V渣)
⑻“假設(shè)推理實(shí)驗(yàn)題”完成實(shí)驗(yàn)步驟答題模版(表述方法)
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟I:
取少許固體樣品于試管中,加水溶解,再加入╳ ╳ 溶液(微熱/振蕩)
或取少許固體樣品于試管中,加╳ ╳溶液,(微熱/振蕩)
或取╳ ╳ ╳溶液少許于試管中,加入加╳ ╳溶液,(微熱/振蕩)
或把樣品(溶于水后)分為兩等份, 23、一份加╳ ╳ ╳,另一份加入╳ ╳
若......則假設(shè)..........成立
若..........則假設(shè)..........成立
步驟II:
取步驟1試管內(nèi)上層清夜少許于另一試管,再加╳ ╳ ╳試劑(微熱/振蕩)
或取步驟1的濾液少許于另一試管,再加╳ ╳ ╳試劑(微熱/振蕩)
向步驟1的試管內(nèi)加入╳ ╳ ╳ 溶液(微熱/振蕩)
若...........,結(jié)合步驟I中╳ ╳,則假設(shè)....................成立
若..........., 結(jié)合步驟I中╳ ╳,則假設(shè).......................成立
四. 探究實(shí)驗(yàn)題的分類
24、
1. 探究物質(zhì)的性質(zhì)。
根據(jù)已有的認(rèn)識,在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過對化學(xué)事實(shí)和現(xiàn)象的歸納、類比,作出判斷性解釋或說明。
2. 探究化學(xué)反應(yīng)機(jī)理(或條件、現(xiàn)象等)。
3. 探究物質(zhì)的組成。
通過化學(xué)反應(yīng)原理猜測可能生成哪些物質(zhì),對這些物質(zhì)一一的檢驗(yàn)來推測出究竟含有哪些物質(zhì)。雖然探究性實(shí)驗(yàn)主要考察學(xué)生的探究能力,但在問題的設(shè)置上常常包含了對實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識 的考察,如:
(1)常見物質(zhì)分離提純方法:結(jié)晶法、蒸餾法、過濾法、升華法、萃取、滲析法等
(2)常見氣體的制備、凈化、干燥、收集方法。
(3)熟悉重點(diǎn)操作:
① 氣密性檢查 ② 量氣操作
③ 防倒吸、防 25、污染操作 ④ 蒸發(fā)、灼燒操作……
4. 探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案
對實(shí)驗(yàn)方案的探究,首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?,然后結(jié)合問題運(yùn)用有關(guān)化學(xué)知識和實(shí)驗(yàn)技能對實(shí)驗(yàn)的儀器、步驟、方法進(jìn)行逐步的分析研究。其中,有關(guān)方案的設(shè)計(jì)要特別明確:首先原理要具有科學(xué)性,不能憑空捏造。最后實(shí)驗(yàn)裝置要簡易,操作必須安全可行,效果要明顯。
5. 探究對化學(xué)物質(zhì)的制備 。
6. 探究化學(xué)規(guī)律。
五.探究型實(shí)驗(yàn)題的解題技巧
緊扣主題:實(shí)驗(yàn)路線、方法恰當(dāng),實(shí)驗(yàn)儀器、試劑簡單易得,儀器連接科學(xué),操作順序規(guī)范,實(shí)驗(yàn)過程快捷、安全、環(huán)保,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
聯(lián)系問題:牢記元素及化合物知識,合理猜測,細(xì)心論證,靈活運(yùn)用元 26、素及化合物知識,變探究為驗(yàn)證,將復(fù)雜問題簡單化。
思維發(fā)散:實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_;實(shí)驗(yàn)原理科學(xué);實(shí)驗(yàn)假設(shè)合理;錯誤操作后果;實(shí)驗(yàn)觀察全面;結(jié)論合理。
典例1(2018北京)實(shí)驗(yàn)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。
資料:K2FeO4為紫色固體,微溶于KOH溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。
(1)制備K2FeO4(夾持裝置略)
①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是________________(錳被還原為Mn2+)。
②將除雜裝置B補(bǔ)充完整并標(biāo)明所用試劑。_______
③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有
3Cl2+ 27、2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外還有________________。
(2)探究K2FeO4的性質(zhì)
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,產(chǎn)生黃綠色氣體,得溶液a,經(jīng)檢驗(yàn)氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl-而產(chǎn)生Cl2,設(shè)計(jì)以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至過量,溶液呈紅色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗滌C中所得固體,再用KOH溶液將K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加鹽酸,有Cl2產(chǎn)生。
i.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子,但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl-氧化,還可能 28、由________________產(chǎn)生(用方程式表示)。
ii.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗滌的目的是________________。
②根據(jù)K2FeO4的制備實(shí)驗(yàn)得出:氧化性Cl2________(填“>”或“<”),而方案Ⅱ?qū)嶒?yàn)表明,Cl2和的氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反,原因是________________。
③資料表明,酸性溶液中的氧化性>,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)如下:將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振蕩后溶液呈淺紫色,該現(xiàn)象能否證明氧化性>。若能,請說明理由;若不能,進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。
理由或方案:________________。
【答案】 2 29、KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH?Cl?+ClO?+H2O Fe3+ 4FeO42?+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO?的干擾 > 溶液的酸堿性不同 若能,理由:FeO42?在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)
ii.產(chǎn)生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,即KClO的存在干擾判斷;K2FeO4微溶于KOH溶液,用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除Cl 30、O-的干擾,同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,在該反應(yīng)中Cl元素的化合價由0價降至-1價,Cl2是氧化劑,F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價,F(xiàn)e(OH)3是還原劑,K2FeO4為氧化產(chǎn)物,根據(jù)同一反應(yīng)中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物,得出氧化性Cl2FeO42-;方案II的反應(yīng)為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O,實(shí)驗(yàn)表明,Cl2和FeO42-氧化性強(qiáng)弱關(guān)系相反;對比兩個反應(yīng)的條件,制備K2FeO4在堿性條件下,方案II在酸性條件下;說明溶液的酸堿性的不同影響物質(zhì)氧化 31、性的強(qiáng)弱。③該小題為開放性試題。若能,根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉(zhuǎn)化為Fe3+和O2,最后溶液中不存在FeO42-,溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色,說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-,所以該實(shí)驗(yàn)方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。(或不能,因?yàn)槿芤篵呈紫色,溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中,c(FeO42-)變小,溶液的紫色也會變淺;則設(shè)計(jì)一個空白對比的實(shí)驗(yàn)方案,方案為:向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4,觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色)。
典例2(2018課標(biāo)Ⅲ)KIO3是一種重要的無機(jī)化合物,可作為食鹽中的補(bǔ)碘劑?;卮鹣铝袉栴}:
( 32、1)KIO3的化學(xué)名稱是_______。
(2)利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示:
“酸化反應(yīng)”所得產(chǎn)物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?!爸餋l2”采用的方法是________?!盀V液”中的溶質(zhì)主要是_______?!罢{(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
(3)KIO3也可采用“電解法”制備,裝置如圖所示。
①寫出電解時陰極的電極反應(yīng)式______。
②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________,其遷移方向是_____________。
③與“電解法”相比,“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________ 33、(寫出一點(diǎn))。
【答案】 碘酸鉀 加熱 KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O或(HIO3+KOHKIO3+H2O) 2H2O+2e-2OH-+H2↑ K+ a到b 產(chǎn)生Cl2易污染環(huán)境等
③KClO3氧化法的最大不足之處在于,生產(chǎn)中會產(chǎn)生污染環(huán)境的氯氣。
典例3(2018課標(biāo)I)醋酸亞鉻[(CH3COO)2CrH2O]為磚紅色晶體,難溶于冷水,易溶于酸,在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑,將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中所用蒸餾水均 34、需經(jīng)煮沸后迅速冷卻,目的是_________,儀器a的名稱是_______。
(2)將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中,加入少量蒸餾水,按圖連接好裝置,打開K1、K2,關(guān)閉K3。
①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{(lán)色,該反應(yīng)的離子方程式為_________。
②同時c中有氣體產(chǎn)生,該氣體的作用是_____________。
(3)打開K3,關(guān)閉K1和K2。c中亮藍(lán)色溶液流入d,其原因是________;d中析出磚紅色沉淀,為使沉淀充分析出并分離,需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。
(4)指出裝置d可能存在的缺點(diǎn)______________。
【答案】 去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+ 排除c中空氣 c中產(chǎn)生H2使壓強(qiáng)大于大氣壓 (冰?。├鋮s 過濾 敞開體系,可能使醋酸亞鉻與空氣接觸
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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