2022年高考化學(xué)分類題庫 考點(diǎn)20 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

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1、2022年高考化學(xué)分類題庫 考點(diǎn)20 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) ．(xx·全國卷Ⅱ·13)用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):將①中溶液滴入②中,預(yù)測(cè)的現(xiàn)象與實(shí)際相符的是 ( ) 選項(xiàng) ①中物質(zhì) ②中物質(zhì) 預(yù)測(cè)②中的現(xiàn)象 A 稀鹽酸 碳酸鈉與氫氧化鈉 的混合溶液 立即產(chǎn)生氣泡 B 濃硝酸 用砂紙打 磨過的鋁條 產(chǎn)生紅棕色氣體 C 氯化鋁溶液 濃氫氧化鈉溶液 產(chǎn)生大量白色沉淀 D 草酸溶液 高錳酸鉀酸性溶液 溶液逐漸褪色 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)注意一種物質(zhì)加入兩種以上物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的先后順序; (2)由反應(yīng)本質(zhì)描述反應(yīng)現(xiàn)象

2、。 【解析】選D。鹽酸滴入碳酸鈉和氫氧化鈉的溶液中,鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉和水,與碳酸鈉反應(yīng)先生成碳酸氫鈉和氯化鈉,均不立即生成氣體,A錯(cuò)誤;濃硝酸與鋁發(fā)生鈍化,不能產(chǎn)生氣體,B錯(cuò)誤;氫氧化鈉溶液開始是過量的,因此不可能產(chǎn)生白色沉淀氫氧化鋁,C錯(cuò)誤;草酸具有還原性,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,使其褪色,D正確。 ．(xx·浙江高考·13)某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制備七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計(jì)了如下流程: 下列說法不正確的是 ( ) A．溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉 B．固體1

3、中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2 C．從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解 D．若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O 【解析】選D。燒渣(主要成分Fe2O3、Al2O3、SiO2)用酸溶解后要制取七水合硫酸亞鐵,所以加入的酸應(yīng)為硫酸,溶解后的溶液1中含有Fe3＋、Al3＋,要把Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋,應(yīng)該加入還原性鐵粉,A項(xiàng)正確;燒渣用足量硫酸溶解后,SiO2與硫酸不反應(yīng),固體1中一定有SiO2,向溶液中加入NaOH溶液控制pH的目的是

4、使Al3＋沉淀,而Fe2＋不沉淀,B項(xiàng)正確;制取FeSO4·7H2O的過程中,由于Fe2＋易被空氣中的氧氣氧化,并且易水解,所以要控制條件,C項(xiàng)正確;向溶液1中直接加入NaOH溶液,不加鐵粉,得到的是Fe(OH)2沉淀,但Fe(OH)2不穩(wěn)定,很容易被氧化成Fe(OH)3沉淀,導(dǎo)致最后制得的產(chǎn)品不純,混有較多的雜質(zhì)Fe2(SO4)3,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 ．(xx·重慶高考·4)下列實(shí)驗(yàn)中,所使用的裝置(夾持裝置略)、試劑和操作方法都正確的是 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)容量瓶僅僅是配制液體的容器而不是溶解的容器; (2)排水法用來收集不與水發(fā)生反應(yīng)且在水中的溶解度較小的氣

5、體。 【解析】選A。A.由于Fe(OH)2極易被空氣中的氧氣氧化,所以用植物油隔絕空氣,將長的膠頭滴管插入FeSO4溶液中,正確;B.容量瓶不能用于溶解固體,錯(cuò)誤;C.NH4Cl受熱分解,離開熱源又會(huì)重新生成NH4Cl,得不到氨氣,且氨氣極易溶于水,不能用排水法收集,錯(cuò)誤;D.實(shí)驗(yàn)室制乙烯需要170℃的溫度,溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插入反應(yīng)溶液中,且不能接觸燒瓶內(nèi)壁,錯(cuò)誤。 【誤區(qū)提醒】本題容易誤選D,乙醇與濃硫酸混合加熱時(shí)除了產(chǎn)生乙烯之外,濃硫酸能夠使乙醇碳化同時(shí)在加熱條件下生成二氧化碳和二氧化硫,而二氧化硫也能使高錳酸鉀酸性溶液褪色,因此即便是裝置中的高錳酸鉀酸性溶液褪色也不能說明乙烯與酸性高

6、錳酸鉀發(fā)生了反應(yīng),況且溫度計(jì)水銀球的位置不正確。 ．(雙選)(xx·江蘇高考·13)下列設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?( ) A．制備Al(OH)3懸濁液:向1 mol·L－1AlCl3溶液中加過量的6 mol·L－1NaOH溶液 B．提純含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量飽和Na2CO3溶液,振蕩后靜置分液,并除去有機(jī)相的水 C．檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2＋:取少量待檢驗(yàn)溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 D．探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響:在相同條件下,向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另

7、一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 【解析】選B、D。Al(OH)3是兩性氫氧化物,可以和過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,故不能制備氫氧化鋁懸濁液,A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙酸的酸性強(qiáng)于碳酸鈉,飽和碳酸鈉可以除去乙酸,還可以降低乙酸乙酯的溶解度使之析出,然后分液即可,B項(xiàng)正確;檢驗(yàn)亞鐵離子,在加入氯水之前先加入硫氰化鉀溶液,不變紅,然后再滴加氯水,溶液變紅說明有亞鐵離子,避免鐵離子的干擾,C項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑氯化鐵溶液對(duì)過氧化氫分解的影響,需要在相同條件下,因此前面加1 mL水,后面加1 mL氯化鐵溶液,D項(xiàng)正確。 ．(xx·安徽高考·28)某研究小組將純凈的

8、SO2氣體通入0.1 mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中,得到了BaSO4沉淀,為探究上述溶液中何種微粒能氧化通入的SO2,該小組提出了如下假設(shè): 假設(shè)一:溶液中的N 假設(shè)二:溶液中溶解的O2 (1)驗(yàn)證假設(shè)一 該小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了假設(shè)一,請(qǐng)?jiān)谙卤砜瞻滋幪顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 實(shí)驗(yàn)1:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2 溶液的燒杯中,緩慢通入純凈的SO2氣體 　　　?　　 　　 假設(shè) 一 成立 實(shí)驗(yàn)2:在盛有不含O2的25 mL 0.1 mol·L－1Ba(NO3)2 溶液的燒杯中,緩慢通入

9、純凈的SO2氣體 　　　 ? (2)為深入研究該反應(yīng),該小組還測(cè)得上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中溶液pH隨通入SO2體積的變化曲線如下圖: 實(shí)驗(yàn)1中溶液pH變小的原因是　 ; V1時(shí),實(shí)驗(yàn)2中溶液pH小于實(shí)驗(yàn)1的原因是(用離子方程式表示)　 。 (3)驗(yàn)證假設(shè)二 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)二,寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論(不要求寫具體操作過程) (4)若假設(shè)二成立,請(qǐng)預(yù)測(cè):在相同條件下,分別用足量的O2和KNO3氧化相同的H2SO3溶液(溶液體積變化忽略不計(jì)

10、),充分反應(yīng)后兩溶液的pH前者　　　　(填“大于”或“小于”)后者,理由是 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)按照以下流程: 【解析】(1)假設(shè)一的驗(yàn)證即驗(yàn)證N氧化了SO2,因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)需排除裝置中氧氣的干擾。實(shí)驗(yàn)1:鹽酸的酸性強(qiáng)于H2SO3,SO2與BaCl2不反應(yīng),無明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)2:結(jié)論是假設(shè)一成立,則實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象是溶液中產(chǎn)生白色沉淀。 (2)分析圖象知實(shí)驗(yàn)1、2隨著二氧化硫的通入,溶液的pH都減小至不變,實(shí)驗(yàn)1的pH減小的原因是發(fā)生了如下反應(yīng):SO2＋H2OH2SO3,H2SO3H＋＋HS,實(shí)驗(yàn)2的pH小于實(shí)

11、驗(yàn)1的原因是生成了強(qiáng)酸,反應(yīng)的離子方程式為3SO2＋2N＋2H2O3S＋2NO↑＋4H＋。 (3)假設(shè)二的驗(yàn)證即驗(yàn)證O2氧化了SO2,因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可向溶解了氧氣的氯化鋇溶液中通入二氧化硫,根據(jù)有無沉淀產(chǎn)生而判斷,此時(shí)實(shí)驗(yàn)1作為參照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3:將純凈的二氧化硫氣體緩緩?fù)ㄈ胛唇?jīng)脫氧處理的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液中,若有白色沉淀生成,則假設(shè)二成立,否則不成立。 (4)氧氣與H2SO3的反應(yīng)方程式為2H2SO3＋O22H2SO4,KNO3與H2SO3的反應(yīng)是2KNO3＋3H2SO32NO↑＋2H2SO4＋K2SO4＋H2O,根據(jù)方程式可知等物質(zhì)的量的H2SO3,生成H2S

12、O4的量,前者多些,故前者的pH小些。 答案:(1)無明顯現(xiàn)象　溶液中產(chǎn)生白色沉淀 (2)SO2溶于水生成弱酸亞硫酸 3SO2＋2N＋2H2O3S＋2NO↑＋4H＋ (3)實(shí)驗(yàn)1作為參照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3:將純凈的二氧化硫氣體緩緩?fù)ㄈ胛唇?jīng)脫氧處理的25 mL 0.1 mol·L－1BaCl2溶液中,若有白色沉淀生成,則假設(shè)二成立,否則不成立 (4)小于　氧氣與H2SO3的反應(yīng)方程式為2H2SO3＋O22H2SO4,KNO3與H2SO3的反應(yīng)是2KNO3＋3H2SO32NO↑＋2H2SO4＋K2SO4＋H2O,根據(jù)方程式可知等物質(zhì)的量的H2SO3生成H2SO4的量,前者多些 ．(xx·福建

13、高考·25)某化學(xué)興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進(jìn)行有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一　制取氯酸鉀和氯水 利用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 (1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌。該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有　　　　。 (2)若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,　　　　(填“能”或“不能”)提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 實(shí)驗(yàn)二　氯酸鉀與碘化鉀反應(yīng)的研究 (3)在不同條件下KClO3可將KI氧化為I2或KIO3。該小組設(shè)計(jì)了系列實(shí)驗(yàn)研究反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響,其中系列a實(shí)驗(yàn)的記錄表如下(實(shí)驗(yàn)在室溫下進(jìn)行): 試管編號(hào) 1 2 3 4 0.20 mol·L－1KI/mL 1.0

14、1.0 1.0 1.0 KClO3(s)/g 0.10 0.10 0.10 0.10 6.0 mol·L－1H2SO4/mL 0 3.0 6.0 9.0 蒸餾水/mL 9.0 6.0 3.0 0 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①系列a實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰? 。 ②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)的作用是　 。 ③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,則此反應(yīng)的離子方程式為　

15、 。 實(shí)驗(yàn)三　測(cè)定飽和氯水中氯元素的總量 (4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為:使用如圖裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是? 。(不考慮實(shí)驗(yàn)裝置及操作失誤導(dǎo)致不可行的原因) (5)根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案(不必描述操作過程的細(xì)節(jié)): ? 。 資料:ⅰ.次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑; ⅱ.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2和FeCl2等物質(zhì)還原成Cl－。 【解題指南】解答本

16、題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的識(shí)別; (2)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的分析與評(píng)價(jià)。 【解析】(1)制取實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,取出B中試管冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。根據(jù)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)操作過程使用的儀器可知:在該實(shí)驗(yàn)操作過程需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管。 (2)Cl2與熱的KOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯酸鉀和氯化鉀及水,與冷的KOH發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生KCl、KClO和水。因此若對(duì)調(diào)B和C裝置的位置,可以除去Cl2中的雜質(zhì)HCl氣體,故能提高B中氯酸鉀的產(chǎn)率。 (3)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知:KI、KClO3的物質(zhì)的量不變,改變的只有硫酸的體積和水的多少,二者的和相等,可見研究的目的就是研究反應(yīng)體系中硫酸

17、濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。 ②設(shè)計(jì)1號(hào)試管實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有加入硫酸溶液,即硫酸的濃度是0,可以進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),比較不同濃度的硫酸對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物影響。 ③若2號(hào)試管實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為“黃色溶液”,取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍(lán)色,證明產(chǎn)生了I2;假設(shè)氧化產(chǎn)物唯一,還原產(chǎn)物為KCl,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為Cl＋6I－＋6H＋Cl－＋3I2＋3H2O。 (4)該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案為使用題干裝置,加熱15.0 mL飽和氯水試樣,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積。此方案不可行,主要原因是在溶液中存在Cl2的重新溶解及HClO分解產(chǎn)生HCl和氧氣等。 (5)由于次氯酸會(huì)破壞酸堿指示劑,因

18、此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)不用酸堿指示劑,可以利用氯水的強(qiáng)氧化性,向該溶液中加入足量的H2O2溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生Cl－,H2O2被氧化為O2,然后加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,發(fā)生沉淀反應(yīng)生成AgCl沉淀,稱量沉淀質(zhì)量可根據(jù)物質(zhì)的元素組成確定其中含有的氯元素的質(zhì)量。 答案:(1)燒杯、漏斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可) (2)能 (3)①研究反應(yīng)體系中硫酸濃度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響 ②硫酸濃度為0的對(duì)照實(shí)驗(yàn) ③Cl＋6I－＋6H＋Cl－＋3I2＋3H2O (4)因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等,此方案無法測(cè)算試樣含氯總量(或其他合理答案) (5)量

19、取一定量的試樣,加入足量的H2O2溶液,加熱除去過量的H2O2,冷卻,再加入足量的硝酸銀溶液,稱量沉淀質(zhì)量(或其他合理答案) ．(xx·全國卷Ⅰ·26)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10－2,K2=5.4×10－5。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水,而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O4·2H2O)無色,熔點(diǎn)為101℃,易溶于水,受熱脫水、升華,170℃以上分解?；卮鹣铝袉栴}: (1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置,通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是　 ,由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有　　　　。裝置B的主要作用是　

20、 。 (2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解產(chǎn)物中還有CO,為進(jìn)行驗(yàn)證,選用甲組實(shí)驗(yàn)中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ①乙組同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置中,依次連接的合理順序?yàn)锳、B、　　　　。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是　　　　。 ②能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是　 。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明: ①草酸的酸性比碳酸的強(qiáng)　 。 ②草酸為二元酸　

21、 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)檢驗(yàn)一氧化碳之前應(yīng)該把二氧化碳除去; (2)比較酸性強(qiáng)弱,一般用較強(qiáng)的酸和弱酸鹽反應(yīng)制取較弱的酸。 【解析】(1)草酸中只有碳、氫、氧三種元素,生成的可能產(chǎn)物中能用澄清石灰水檢驗(yàn)的只能是二氧化碳,現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生,石灰水變渾濁,添加冷凝裝置是防止草酸進(jìn)入石灰水和其反應(yīng)生成沉淀。 (2)檢驗(yàn)一氧化碳時(shí)應(yīng)先除去二氧化碳并檢驗(yàn)是否除凈,所以先通入氫氧化鈉和石灰水溶液,再除去水蒸氣(通過無水氯化鈣),最后通過灼熱氧化銅和石灰水溶液并檢驗(yàn)產(chǎn)物,如果前面二氧化碳除凈,后面有二氧化

22、碳生成,則證明有一氧化碳。 (3)①證明草酸的酸性比碳酸強(qiáng),只要驗(yàn)證草酸和碳酸氫鈉或碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳即可,即向盛有少量NaHCO3(或Na2CO3)的試管中滴加草酸溶液,有氣泡產(chǎn)生。 ②驗(yàn)證草酸是二元酸,只要證明1 mol草酸需要2 mol氫氧化鈉即可,即用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液,消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為草酸的兩倍。 答案:(1)有氣泡產(chǎn)生,澄清石灰水變渾濁　CO2　冷凝(水蒸氣、草酸等),防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀,干擾二氧化碳的檢驗(yàn) (2)①F、D、G、H、D、I　CuO(或氧化銅) ②H中黑色粉末變?yōu)榧t色,其后的D中澄清石灰水變渾濁 (3)①向盛有少量NaHC

23、O3(或Na2CO3)的試管中滴加草酸溶液,有氣泡產(chǎn)生 ②用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸溶液,消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為草酸的兩倍 ．(xx·全國卷Ⅱ·26)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池,外殼為金屬鋅,中間是碳棒,其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可以得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示: 溶解度/(g/100 g水) 　　　溫度/℃ 化合物　　 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 39

24、5 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10－17 10－17 10－39 回答下列問題: (1)該電池的正極反應(yīng)式為　 , 電池反應(yīng)的離子方程式為　 。 (2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A,電池工作5分鐘,理論上消耗鋅　　　　g。(已知F=96 500 C·mol－1) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后,過濾,濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl,二者可通過　　　　分離回

25、收;濾渣的主要成分是MnO2、　　　　和　　　　,欲從中得到較純的MnO2,最簡便的方法是　　　　　　　　　　　　,其原理是? 　。 (4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中,需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵,其方法是:加稀H2SO4和H2O2溶解,鐵變?yōu)椤　　　?加堿調(diào)節(jié)至pH為　　　　　　時(shí),鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×10－5mol·L－1時(shí),即可認(rèn)為該離子沉淀完全);繼續(xù)加堿至pH為　　　　時(shí),鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1)。若上述過程不加H2O2后果是　

26、 , 原因是　 。 【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn): (1)熟悉常見鋅錳干電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng); (2)除去亞鐵離子時(shí)一般先將其氧化為鐵離子。 【解析】(1)酸性鋅錳干電池外殼為金屬鋅,鋅是負(fù)極,電極反應(yīng)式為Zn－2e－Zn2＋。中間是碳棒,碳棒是正極,二氧化錳得到電子,則正極電極反應(yīng)式為MnO2＋e－＋H＋MnOOH,總反應(yīng)式為Zn＋2MnO2＋2H＋Zn2＋＋2MnOOH。 (2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A,電池工作5分鐘,則通過的

27、電量是150 C,因此通過電子的物質(zhì)的量是=1.554×10－3mol,鋅在反應(yīng)中失去2個(gè)電子,則理論消耗Zn的質(zhì)量是×65 g·mol－1=0.05 g。 (3)廢電池糊狀填充物加水處理后過濾,濾液中主要有氯化銨和氯化鋅,根據(jù)溶解度表可知氯化鋅的溶解度受溫度影響變化較大,所以二者可以通過結(jié)晶分離獲得,即通過蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻結(jié)晶實(shí)現(xiàn)分離。濾渣的主要成分是二氧化錳、碳粉、MnOOH,在空氣中加熱,碳燃燒生成二氧化碳,MnOOH被氧化為二氧化錳。所以欲從中得到較純的二氧化錳,最簡便的方法是灼燒。 (4)雙氧水具有強(qiáng)氧化性,能把鐵氧化為鐵離子,因此加入稀硫酸和雙氧水,溶解后鐵變?yōu)榱蛩徼F。根據(jù)氫氧化

28、鐵的溶度積常數(shù)可知,當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)溶液中氫氧根的濃度為mol·L－1≈5×10－12mol·L－1,所以氫離子濃度是2×10－3mol·L－1,因此加堿調(diào)節(jié)pH為2.7,Fe3＋剛好完全沉淀。Zn2＋濃度為0.1 mol·L－1,根據(jù)氫氧化鋅的溶度積常數(shù)可知開始沉淀時(shí)的氫氧根濃度為10－8mol·L－1,則pH=6,即繼續(xù)加堿調(diào)節(jié)pH為6,鋅開始沉淀。如果不加雙氧水,則在沉淀鋅離子的同時(shí)亞鐵離子也沉淀,導(dǎo)致生成的氫氧化鋅不純,無法分離開Zn2＋和Fe2＋。 答案:(1)MnO2＋e－＋H＋MnOOH Zn＋2MnO2＋2H＋Zn2＋＋2MnOOH [注:式中Zn2＋可寫為Zn(NH3

29、,Zn(NH3)2Cl2等,H＋可寫為N] (2)0.05 (3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶　碳粉　MnOOH　在空氣中加熱　碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2,MnOOH被氧化為MnO2 (4)Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋分離不開 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 ．(xx·廣東高考·33)NH3及其鹽都是重要的化工原料。 (1)用NH4Cl和Ca(OH)2制備NH3,反應(yīng)發(fā)生、氣體收集和尾氣處理裝置依次為　　　　　　 　　。 (2)按圖裝置進(jìn)行NH3性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。 ①先打開旋塞1,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　　　,原因是　

30、　　　　　　　　　　　　　　　,穩(wěn)定后,關(guān)閉旋塞1。 ②再打開旋塞2,B瓶中的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　 　。 (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究某一種因素對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。 限選試劑與儀器:固體NH4Cl、蒸餾水、100 mL容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、藥匙、天平、pH計(jì)、溫度計(jì)、恒溫水浴槽(可調(diào)控溫度) ①實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究　　　　　　　對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。 ②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出能直接讀取數(shù)據(jù)的相關(guān)物理量及需擬定的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)用字母表示;表中“V(溶液)”表示所配制溶液的體積)。 　　物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)　

31、　 V(溶液) /mL …… 1 100 …… 2 100 …… ③按實(shí)驗(yàn)序號(hào)1所擬數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),若讀取的待測(cè)物理量的數(shù)值為Y,則NH4Cl水解反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　(只列出算式,忽略水自身電離的影響)。 【解題指南】解答本題注意以下兩點(diǎn): (1)掌握氨氣實(shí)驗(yàn)室制法中所需要的主要儀器; (2)掌握探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路和方法。 【解析】(1)氨氣的實(shí)驗(yàn)室制取采用的是固固加熱裝置,氨氣密度比空氣小且極易溶于水,所以選A、C、G。 (2)由于A中壓強(qiáng)比B中大,所以當(dāng)打開旋塞1,A中的HCl會(huì)進(jìn)入B中與NH3反應(yīng)生成氯化銨,產(chǎn)生大

32、量的白煙;再打開旋塞2,由于氯化氫和氨氣反應(yīng)生成了固體氯化銨,所以會(huì)導(dǎo)致燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)減小,燒杯中的石蕊溶液會(huì)倒流進(jìn)入B瓶。 (3)由所給的實(shí)驗(yàn)儀器可知該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是探究溫度對(duì)溶液中NH4Cl水解程度的影響。根據(jù)題中所給的數(shù)據(jù),NH4Cl水解反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率為c(H＋)/c(NH4Cl),其中c(H＋)=10－Ymol·L－1,c(NH4Cl)=(m/53.5)/0.1 mol·L－1,將兩個(gè)數(shù)值代入公式即可得到轉(zhuǎn)化率為(10－Y×5.35)/m。 答案:(1)A、C、G　(2)①產(chǎn)生白煙　氯化氫與氨氣反應(yīng)生成了氯化銨小顆粒,氯化銨小顆粒形成白煙?、跓械氖锶芤簳?huì)流入B瓶 (3)①溫度 ② 　　物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào)　　 V(溶液) /mL m(NH4Cl) /g pH 溫度 (℃) …… 1 100 m Y T1 …… 2 100 m Z T2 …… ③(10－Y×5.35)/m