高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第10章 第2講《工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題》

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第2講工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題明礬石是制取鉀肥和氫氧化鋁的重要原料，明礬石的組成和明礬相似，此外還含有氧化鋁和少量的氧化鐵雜質(zhì)。具體實(shí)驗(yàn)流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)操作1所用到的玻璃儀器的名稱(chēng)是_。(2)由溶液3制取氫氧化鋁的離子方程式為_(kāi)。(3)明礬石焙燒時(shí)產(chǎn)生SO2，請(qǐng)你寫(xiě)出能驗(yàn)證SO2具有還原性且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的化學(xué)方程式：_。(4)請(qǐng)你寫(xiě)出驗(yàn)證溶液1中有NH的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：_。(5)實(shí)驗(yàn)室用Fe2O3與CO反應(yīng)來(lái)制取單質(zhì)Fe。請(qǐng)按氣流由左到右的方向連接下列各裝置，順序?yàn)锳_。檢查裝置A氣密性的方法是_。在點(diǎn)燃B處的酒精燈前，應(yīng)進(jìn)行的操作是_。裝置C的作用是_。工藝流程的命題來(lái)源很廣，與各個(gè)知識(shí)模塊的結(jié)合點(diǎn)較多，因此分析工業(yè)生產(chǎn)工藝流程題時(shí)，應(yīng)將流程路線，試題設(shè)問(wèn)和理論知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，它常常結(jié)合工藝流程考查基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，可以說(shuō)它是無(wú)機(jī)框圖題的創(chuàng)新。流程的呈現(xiàn)形式有：操作流程物質(zhì)變化流程裝置流程。解題時(shí)首先要明確原料和產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)，即箭頭進(jìn)出方向，其次依據(jù)流程圖分析反應(yīng)原理，緊扣信息，搞清流程中每一步發(fā)生了什么反應(yīng)知其然，弄清有關(guān)反應(yīng)原理，明確目的(如沉淀反應(yīng)、除雜、分離)知其所以然，最后聯(lián)系儲(chǔ)存的知識(shí)，有效進(jìn)行信息的利用，準(zhǔn)確表述和工整書(shū)寫(xiě)。由于工藝流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測(cè)定等基本操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，所以復(fù)習(xí)時(shí)牢固掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，才能有效結(jié)合題中的信息，準(zhǔn)確答題。1孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，還含少量Fe、Si的化合物。實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備CuSO45H2O及CaCO3，步驟如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)溶液A中的金屬離子有Cu2、Fe2、Fe3。從下列所給試劑中選擇：實(shí)驗(yàn)步驟中試劑為_(kāi)(填代號(hào))，檢驗(yàn)溶液A中Fe3的最佳試劑為_(kāi)(填代號(hào))。aKMnO4 b(NH4)2ScH2O2 dKSCN(2)由溶液C獲得CuSO45H2O，需要經(jīng)過(guò)加熱蒸發(fā)、_、過(guò)濾等操作。除燒杯、漏斗外，過(guò)濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是_。(3)制備CaCO3時(shí)，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入(或先加入)_(填化學(xué)式)。若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列_裝置回收(填代號(hào))。(4)欲測(cè)定溶液A中Fe2+的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時(shí)視線應(yīng)，直到_。用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用滴定管(填“酸式”或“堿式”)。2過(guò)氧化鈣可以用于改善地表水質(zhì)，處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮，也可用于應(yīng)急供氧等。工業(yè)上生產(chǎn)過(guò)氧化鈣的主要流程如下：已知CaO28H2O呈白色，微溶于水，加熱至350 左右開(kāi)始分解放出氧氣。(1)用上述方法制取CaO28H2O的化學(xué)方程式是_；(2)檢驗(yàn)“水洗”是否合格的方法是_；(3)沉淀時(shí)常用冰水控制溫度在0 左右，其可能原因是(寫(xiě)出兩種)：_；_。(4)測(cè)定產(chǎn)品中CaO2的含量的實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：準(zhǔn)確稱(chēng)取a g產(chǎn)品于有塞錐形瓶中，加入適量蒸餾水和過(guò)量的b g KI晶體，再滴入少量2 molL1的H2SO4溶液，充分反應(yīng)。第二步：向上述錐形瓶中加入幾滴淀粉溶液。第三步：逐滴加入濃度為c molL1的Na2S2O3溶液至反應(yīng)完全，消耗Na2S2O3溶液V mL?！疽阎篒22S2O2IS4O】CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)(用字母表示)；某同學(xué)第一步和第二步的操作都很規(guī)范，第三步滴速太慢，這樣測(cè)得的CaO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能_(填“不受影響”、“偏低”或“偏高”)，原因是_。3海水是巨大的資源寶庫(kù)，從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下：(1)將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽的陰極區(qū)獲得的產(chǎn)品有_(填化學(xué)式)。(2)步驟中已獲得Br2，步驟中又將Br2還原為Br，其目的是_。(3)某化學(xué)小組的同學(xué)為了了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料，Br2的沸點(diǎn)為59 。微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過(guò)程后，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：圖中儀器B的名稱(chēng)是_，冷卻水的出口為_(kāi)(填“甲”或“乙”)。整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是_。C中液體的顏色為_(kāi)。D裝置的作用是_。第1講評(píng)價(jià)與探究型實(shí)驗(yàn)題第2講工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題1實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO2氣體，下列裝置中合理的是_。2實(shí)驗(yàn)室制備H2和Cl2通常采用下列反應(yīng)：ZnH2SO4=ZnSO4H2MnO24HCl(濃)MnCl2Cl22H2O據(jù)此，從下列所給儀器裝置中選擇制備并收集H2的裝置_(填代號(hào))和制備并收集干燥、純凈Cl2的裝置_(填代號(hào))。可選用制備氣體的裝置：3鐵是人體必需的微量元素，治療缺鐵性貧血的常見(jiàn)方法是服用補(bǔ)鐵藥物?！八倭Ψ啤?主要成分：琥珀酸亞鐵，呈暗黃色)是市場(chǎng)上一種常見(jiàn)的補(bǔ)鐵藥物。該藥物不溶于水但能溶于人體中的胃酸。某同學(xué)為了檢測(cè)“速力菲”藥片中Fe2的存在，設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)試劑是_。(2)加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情況下，溶液中也產(chǎn)生了紅色，其可能的原因是_。(3)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)放置一段時(shí)間后，溶液的顏色會(huì)逐漸褪去。為了進(jìn)一步探究溶液褪色的原因，甲、乙、丙三位同學(xué)首先進(jìn)行了猜想：編號(hào)猜想甲溶液中的3價(jià)Fe又被還原為2價(jià)Fe乙溶液中的SCN被過(guò)量的氯水氧化丙新制氯水具有漂白性，將該溶液漂白基于乙同學(xué)的猜想，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證乙同學(xué)的猜想是否正確。寫(xiě)出有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論4. 根據(jù)要求完成下列各小題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，a、b為活塞，加熱及固定裝置已略去。(1)驗(yàn)證碳、硅非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。連接儀器、加藥品后，打開(kāi)a，關(guān)閉b，然后滴入濃硫酸，加熱。銅與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是_，裝置A中的試劑是。能說(shuō)明碳的非金屬性比硅的非金屬性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(2)驗(yàn)證SO2的氧化性、還原性和酸性氧化物的通性。(1)中操作改為打開(kāi)b，關(guān)閉a，其他不變。H2S溶液中有淺黃色渾濁出現(xiàn)，其化學(xué)反應(yīng)方程式是。BaCl2溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象，將其分成兩份，分別滴加下列溶液，將產(chǎn)生的沉淀的化學(xué)式填入表中相應(yīng)位置。滴加的溶液氯水氨水沉淀的化學(xué)式寫(xiě)出其中SO2顯還原性生成沉淀的離子方程式：_。5純堿、燒堿等是重要的化工原料。(1)利用右圖所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應(yīng)：將A與B連接，打開(kāi)止水夾將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_，反應(yīng)的離子方程式是_。(2)向100 mL 2 molL1的NaOH溶液中通入一定量CO2，充分反應(yīng)后將溶液在一定條件下蒸發(fā)結(jié)晶，得到少量的白色固體。試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)該白色固體的成分。提出合理假設(shè)。假設(shè)1：該白色固體為NaOH和Na2CO3；假設(shè)2：該白色固體為Na2CO3；假設(shè)3：該白色固體為NaHCO3；假設(shè)4：該白色固體為_(kāi)?；诩僭O(shè)1，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證明固體的成分是NaOH和Na2CO3。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。(步驟可不填滿也可增加)限選實(shí)驗(yàn)試劑及儀器：1 molL1HCl溶液、1 molL1MgCl2溶液、0.5 molL1BaCl2溶液、1 molL1Ba(OH)2溶液、甲基橙試液、酚酞試液、試管、膠頭滴管、過(guò)濾裝置。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：步驟2：步驟3：6. 過(guò)碳酸鈉，俗稱(chēng)固體雙氧水，被大量應(yīng)用于洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)中，它的制備原理和路線如下：2Na2CO33H2O2=2Na2CO33H2O2H0 請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)與過(guò)碳酸鈉的用途相關(guān)的化學(xué)性質(zhì)是_。(2)下列物質(zhì)可使過(guò)碳酸鈉較快失效的是_。aMnO2 bH2Sc稀硫酸 dNaHCO3(3)加入NaCl的作用是_。(4)工業(yè)純堿中含有Fe3等雜質(zhì)，加入穩(wěn)定劑的作用是與Fe3生成穩(wěn)定的配合物，F(xiàn)e3對(duì)反應(yīng)的不良影響是_。(5)反應(yīng)的最佳溫度控制在1520 ，溫度偏高時(shí)造成產(chǎn)率低的原因可能是_，溫度偏低時(shí)造成產(chǎn)率低的原因可能是_。(6)以上流程中遺漏了一步操作，造成所得產(chǎn)品純度偏低，該步操作的名稱(chēng)是_。進(jìn)行該操作的方法是_。(7)抽濾也稱(chēng)吸濾或減壓過(guò)濾，是一種實(shí)驗(yàn)室常用的過(guò)濾方法。如圖為減壓過(guò)濾裝置圖。抽濾能加快過(guò)濾速度的原因是_。寫(xiě)出圖中A、B、C三種儀器的名稱(chēng)：A、B、C。吸濾完畢時(shí)，應(yīng)先拆下B與C或C和抽氣泵間的橡皮 管，然后關(guān)閉水龍頭，其原因是_。7硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4FeSO46H2O是一種重要化學(xué)試劑，實(shí)驗(yàn)室用除去鋅鍍層的鐵片來(lái)制取硫酸亞鐵銨，流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)確定鋅鍍層被除去的標(biāo)志是_；計(jì)算上述鐵片鋅鍍層的厚度，不需要的數(shù)據(jù)是_(填序號(hào))。a鋅的密度(gcm3) b鍍鋅鐵片質(zhì)量m1(g)c純鐵片質(zhì)量m2(g) d鍍鋅鐵片面積S(cm2)e鍍鋅鐵片厚度h(cm)(2)上述流程中：操作 是取出鐵片、_、_、稱(chēng)量。 (3)A物質(zhì)可以為_(kāi)(填編號(hào))。aCuCl2 bCuO cCu(NO3)2 dCuSO4(4)用無(wú)水乙醇洗滌潮濕的硫酸亞鐵銨晶體是為了除去晶體表面殘留的水分，不用加熱烘干的原因是_。(5)鑒定所得晶體中含有Fe2、NH、SO離子的實(shí)驗(yàn)方法正確的是_(填編號(hào))。a取少量樣品于試管，加水溶解，通入適量Cl2，再加KSCN溶液，觀察現(xiàn)象b取少量樣品于試管，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空氣中，觀察現(xiàn)象c取少量樣品于試管，加水溶解，加入濃NaOH溶液并加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置于試管口，觀察試紙顏色的變化d取少量樣品于試管，加水溶解，加入鹽酸后再加入BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象答案典例剖析(1)玻璃棒、燒杯和漏斗(2)AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(3)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(其他合理答案也可)(4)取少量溶液1，加入濃NaOH溶液后加熱，有能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體產(chǎn)生，證明有NH4(其他合理答案也可)(5)EBCD將導(dǎo)氣管插入水槽中，關(guān)閉彈簧夾a和活塞b，微熱圓底燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生，撤去熱源，導(dǎo)管中形成一段水柱檢查CO的純度除去CO中的CO2，有利于點(diǎn)燃CO熱點(diǎn)精練1(1)cd(2)冷卻結(jié)晶引流(3)NH3 (或NH3H2O)bd(4)平視凹液面(或平視刻度線)凹液面的最低處與刻度線相切酸式2(1)CaCl2H2O22NH38H2O=CaO28H2O2NH4Cl(2)可取最后一次洗滌液少許于試管中，再滴加稀硝酸酸化的硝酸銀溶液，看是否產(chǎn)生白色沉淀(3)溫度低可減少過(guò)氧化氫的分解，提高過(guò)氧化氫的利用率該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度低有利于提高CaO28H2O的產(chǎn)率(4)偏高滴速太慢，S2O在滴定過(guò)程中被氧氣氧化3(1)H2、NaOH(2)提高溴的富集程度(3)冷凝管甲Br2腐蝕橡膠深棕紅色或紅棕色吸收尾氣課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練1bd2ed3(1)稀鹽酸(或稀硫酸)(2)部分Fe2被空氣中的氧氣氧化成Fe3(3)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論取少量褪色后的溶液，加入KSCN溶液如果溶液變血紅色，說(shuō)明乙同學(xué)的猜想是合理的；如果溶液不變血紅色，說(shuō)明乙同學(xué)的猜想是不合理的(其他合理答案也可)4(1)檢查裝置氣密性Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O酸性KMnO4溶液A中酸性KMnO4溶液顏色變淺，盛有Na2SiO3溶液的試管中出現(xiàn)白色沉淀(2)2H2SSO2=3S2H2OBaSO4BaSO3Ba2SO2Cl22H2O=BaSO44H2Cl5(1)水沿導(dǎo)管由廣口瓶進(jìn)入燒瓶(或水倒吸進(jìn)入燒瓶)2OHCO2=CO23H2O(或OHCO2=HCO)(2)Na2CO3和NaHCO3實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取少量白色固體于試管中，加適量水溶解，再加0.5 molL1BaCl2溶液至過(guò)量產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明固體中含有Na2CO3；步驟2：過(guò)濾，取少量濾液(或：靜置，用膠頭滴管取上層清液少許)于試管中，再向試管中滴加12滴酚酞試液溶液變紅色，說(shuō)明固體中含有NaOH6. (1)強(qiáng)氧化性(漂白性)(2)a、b、c(3)使2Na2CO33H2O2在水中的溶解度降低，析出更多晶體(4)催化雙氧水的分解(5)溫度偏高時(shí)雙氧水易分解溫度偏低時(shí)反應(yīng)緩慢(6)晶體的洗滌向過(guò)濾器中加蒸餾水至剛好淹沒(méi)沉淀，靜置，待水自然流出后，再重復(fù)操作23次(7)因?yàn)橥ㄟ^(guò)抽氣泵(或其他方法)使過(guò)濾器下方的壓強(qiáng)降低，濾液上下壓強(qiáng)差增大，從而加快過(guò)濾的速度布氏漏斗抽濾瓶安全瓶防止倒吸7(1)反應(yīng)速率突然減小(或鐵片表面生成的氣泡突然減少)e(2)洗滌烘干(或干燥)(3)b、d(4)避免加熱過(guò)程中晶體受熱分解(或被氧化)(5)b、c、d - 10 -