(江蘇專用)2019高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練高考壓軸大題特訓(xùn) 題型四 綜合實驗探究

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1、 題型四 綜合實驗探究 1．(2018·鹽城市高三上學(xué)期期中?)NH4Al(SO4)2·12H2O?(銨明礬)?可用作泡沫滅火器的內(nèi)留 劑、石油脫色劑等。用氧化鐵和鋁粉等物質(zhì)做鋁熱反應(yīng)后的鋁灰及硫酸銨等為原料制備銨明 礬的實驗步驟如下： (1)鋁灰用“水洗”的目的是________________________；堿溶時，需在約?90?℃條件下進行， 適宜的加熱方式為____________。 (2)“過濾?1”所得濾渣主要成分為________。 (3)?用?下?圖?左?邊?裝?置?制

2、?備?CO2?時?，?適?宜?的?藥?品?A?為?____________________?、?B?為 ________________________________________________________________________； “沉鋁”時，通入過量?CO2?發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________

3、_________。 (4)請設(shè)計從“過濾?2”所得濾渣制取銨明礬的實驗方案：稱取一定質(zhì)量“過濾?2”的濾渣， 放入燒杯中，______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ______________________________________________________

4、__________________， 靜置，過濾、洗滌、晾干，得到?NH4Al(SO4)2·12H2O?[實驗中須使用到?3?mol·L－1?硫酸、(NH4)2SO4、 蒸餾水、氨水、pH?試紙；?已知：NH4Al(SO4)2?飽和溶液的?pH?約為?1.5，幾種物質(zhì)的溶解度曲 線見右上圖]。 答案 (1)除去?KCl?等可溶性雜質(zhì) 水浴加熱 1 (2)Fe 2 3 3 (3)塊狀石灰石(或大理石、CaCO3?等) 飽和?NaHCO3?溶液 AlO－＋CO2＋2H2O===Al(OH)?↓＋HCO－ (4)加入適量蒸餾水，

5、加熱并在不斷攪拌下加入?3?mol·L－1?硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加 入計算量的(NH4)2SO4，用?3?mol·L－1?硫酸和氨水調(diào)節(jié)溶液的?pH?在?1～2?之間，蒸發(fā)濃縮，冷 卻結(jié)晶 解析 鋁灰水洗的目的是洗去表面可溶性雜質(zhì)，在?90?℃水浴條件下，用?NaOH?溶液進行溶解， 2 2 3 3 Al2O3?＋?2OH－?===2AlO－?＋?H2O?，過濾除去鐵等不溶性雜質(zhì)，向濾液中通入 CO2,?AlO－?＋?CO2?＋ 2H2O===Al(OH)?↓＋HCO－?，提純得到較純的?Al(OH)3?再制備?NH4Al(SO4)2。 B (3

6、)制備?CO2?時，適宜的藥品?A?為塊狀石灰石(或大理石、CaCO3?等)?、?為飽和?NaHCO3?溶液(除 去揮發(fā)出來的?HCl)。 2?．(2018·南京三校高三第四次模擬?)?實驗室回收利用廢舊鋰離子電池正極材料錳酸鋰 (LiMn2O4)的一種流程如下： (1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，拆解不當(dāng)易爆炸、著火，為了安全，對拆解環(huán)境的要求是 ________。 (2)“酸浸”時采用?HNO3?和?H2O2?的混合液體，可將難溶的?LiMn2O4?轉(zhuǎn)化為?Mn(NO3)2、LiNO3?等

7、產(chǎn) 物。請寫出該反應(yīng)離子方程式：_________________________________________。 如果采用鹽酸溶解，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以鹽酸代替 HNO3?和?H2O2?混合物的缺點是 ________________。 (3)“過濾?2”時，洗滌?Li2CO3?沉淀的操作是______________________________________ _______________________________________________________________________。 (4)把分析純碳酸鋰與二氧化錳兩種粉末，

8、按物質(zhì)的量?1∶4?混合均勻加熱可重新生成?LiMn2O4， 升溫到?515?℃時，開始有?CO2?產(chǎn)生，同時生成固體?A，比預(yù)計碳酸鋰的分解溫度(723?℃)低 很多，可能的原因是____________________________________________。 (5)制備高純?MnCO3?固體：已知?MnCO3?難溶于水、乙醇，潮濕時易被空氣氧化，100?℃開始分 2 解；Mn(OH)2?開始沉淀的?pH＝7.7。請補充由上述過程中，制得的?Mn(OH)2?制備高純?MnCO3?的操 作步驟[實驗中可選用的試劑：H2SO4、N

9、a2CO3、C2H5OH]：向?Mn(OH)2?中邊攪拌邊加入 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)隔絕空氣和水分 (2)2LiMn2O4＋10H＋＋3H2O2===2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O 反應(yīng)生成?Cl2，污染環(huán)境 (3)沿著玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水自然流出，重

10、復(fù)操作?2～3?次 (4)MnO2?作為催化劑，降低了碳酸鋰的分解溫度 (5)H2SO4?溶液，固體溶解，加入?Na2CO3，并控制溶液?pH＜7.7，過濾，用少量的乙醇洗滌， 在低于?100?℃條件下真空干燥 解析 (1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，鋰可與空氣中的?O2?和?H2O?反應(yīng)，對 拆解環(huán)境的要求是：隔絕空氣和水分。 1 3 (2)“酸浸”時采用?HNO3?和?H2O2?的混合液體，可將難溶的?LiMn2O4?轉(zhuǎn)化為?Mn(NO3)2、LiNO3?等產(chǎn) 物，LiMn2O4?被還原成?Mn(NO3)2，則?H2O2?被氧化成

11、?O2，反應(yīng)中?1?mol?LiMn2O4?參與反應(yīng)得到?3?mol 電子，?mol?H2O2?失去?2?mol?電子，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為?2LiMn2O4 ＋10HNO3＋3H2O2===2LiNO?＋4Mn(NO3)2＋3O2↑＋8H2O，反應(yīng)的離子方程式為?2LiMn2O4＋10H＋＋ 3H2O2===2Li＋＋4Mn2＋＋3O2↑＋8H2O。若采用鹽酸溶解，鹽酸作還原劑被氧化成Cl2，以鹽酸代 替?HNO3?和?H2O2?混合物的缺點是：反應(yīng)生成?Cl2，污染環(huán)境。 4 3 (5)根據(jù)題目提供的試劑分析，制備?MnCO3?的

12、原理為：Mn(OH)2＋H2SO4===MnSO?＋2H2O、MnSO4＋ Na2CO3===MnCO?↓＋Na2SO4，pH＝7.7?時開始形成?Mn(OH)2?沉淀，加入?Na2CO3?沉淀?Mn2＋時控制 pH<7.7；制備?MnCO3?的步驟為：向?Mn(OH)2?中加入?H2SO4，固體溶解轉(zhuǎn)化為?MnSO4?溶液，向?MnSO4 溶液中加入?Na2CO3?并控制?pH<7.7?獲得?MnCO3?沉淀；由于“MnCO3?難溶于水、乙醇，潮濕時易被 空氣氧化，100?℃開始分解”，所以為了減少?MnCO3?的氧化變質(zhì)和分解以及溶解損失，過濾 分離出?MnC

13、O3?后，用乙醇洗滌，在低于?100?℃條件下真空干燥。 3 3．(2018·泰州中學(xué)高三第四次模擬?)紅礬鈉(Na2Cr2O7·2H2O)廣泛用作強氧化劑、鞣革劑。 以鉻礦石(主要成分為?Cr2O3，還含有?FeO、Al2O3、SiO2?等雜質(zhì))為原料制取紅礬鈉的流程如下： 4 7 4 7 7 已知：①CrO2－與?Cr2O2－存在如下平衡：2CrO2－＋2H＋ Cr2O2－＋H2O，當(dāng)?pH<3?時，以?Cr2O2－為

14、 4 主，當(dāng)?pH>9?時，以?CrO2－為主。 ②鈉鹽在不同溫度下的溶解度(g)： 溫度(℃) Na2SO4 10 9.0 20 19.4 30 40.8 40 48.8 50 46.7 60 45.3 70 44.1 80 43.7 385. Na2Cr2O7 170.2 180.1 196.7 220.5 248.4 283.1 323.8  4 注：32.38?℃以上，與飽和溶液平衡的固相為無水?N

15、a2SO4，以下則為?Na2SO4·10H2O。 ③Cr3＋完全沉淀時?pH?為?6.8，Cr(OH)3?開始溶解時?pH?為?12。 請回答下列問題： (1)煅燒鉻礦石時，生成?Na2CrO4?的化學(xué)方程式為_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)濾渣Ⅱ的成分是______________(填化學(xué)式)。 (3)有人認為工藝流程中“用稀硫酸調(diào)?pH”改為“通入過量?CO2”，不需調(diào)節(jié)

16、?pH?同樣可以達 到實驗效果，理由是 ________________________________________________________________________。 (4)向紅礬鈉溶液中加入適量?KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到?K2Cr2O7?固體。冷卻到 ______________(填字母)得到的?K2Cr2O7?固體產(chǎn)品最多。 4 A．80?℃ B．60?℃ C．40?℃ D．10?℃ (5)該工藝所得副產(chǎn)品主要為無水硫酸鈉并混有少

17、量重鉻酸鈉，請設(shè)計從副產(chǎn)品中獲得芒硝 (Na2SO4·10H2O)的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比?100∶230?溶于熱水，加入稍過量的 Na2SO3?溶液，攪拌，_____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，

18、過濾，洗滌，低溫干燥(實驗中須使用的試劑：稀?H2SO4、NaOH?溶液)。 煅燒 答案 (1)2Cr2O3＋4Na2CO3＋?3O2=====4Na2CrO4＋4CO2 (2)H2SiO3、?Al(OH)3 (3)過量的?CO2?不會使?Al(OH)3?溶解，生成的?NaHCO3?在后續(xù)步驟中加入稀硫酸可以除去 (4)D (5)緩緩加入稀?H2SO4，靜置，冷卻自然結(jié)晶，過濾，將晶體用熱水溶解，加入適量NaOH?溶液 至溶液?pH?約為?6.8～12，趁熱過濾，將濾液冷卻自然結(jié)晶 解析 (2)濾液Ⅰ中加入稀硫酸調(diào)節(jié)?pH?可生成?H2SiO3?和?

19、Al(OH)3?沉淀，因此濾渣?Ⅱ?的成分 是?H2SiO3、?Al(OH)3。(3)通入過量?CO2，可以生成?Al(OH)3?和?H2SiO3?沉淀，過量的?CO2?不會溶 解?Al(OH)3，生成的?NaHCO3?加入稀硫酸可以除去。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量?KCl，蒸發(fā)濃 縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到?K2Cr2O7?固體，由溶解度圖示可知，冷卻到?10?℃時得到的?K2Cr2O7?固 體最多。?(5)要從副產(chǎn)品中獲得芒硝，可以設(shè)計如下的實驗方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比 100∶230?溶于熱水，加入稍過量的?Na2SO3?溶液，攪拌，向所得的溶液中加入稀硫

20、酸，然后靜 置，讓溶液冷卻自然結(jié)晶。對靜置后的溶液進行過濾，將得到的晶體溶于熱水中，然后加入 適量的?NaOH?溶液調(diào)節(jié)?pH?約為?6.8～12，趁熱過濾，將得到的濾液冷卻自然結(jié)晶，得到芒硝。 4．(2018·江蘇省海安高級中學(xué)高三?1?月月考)謝弗勒爾鹽(Cu2SO3·CuSO3·2H2O)是一種深紅 色固體，不溶于水和乙醇，100?℃時發(fā)生分解?？捎?CuSO4·5H2O?和?SO2?等為原料制備，實驗 裝置如下圖所示： 5 (1)?裝?置?A?在?常?溫?下?制?取?S

21、O2?時?，?用?較?濃?的?硫?酸?而?不?用?稀?硫?酸?，?其?原?因?是 ____________________。 (2)裝置?B?中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)裝置?C?的作用是____________。 (4)從?B?中獲得的固體需先用蒸餾水充分洗滌，再真空干燥。①檢驗洗滌已完全的方法是 ___________________________

22、_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②不用烘干的方式得到產(chǎn)品，其原因是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)請補充完整由工業(yè)級氧化銅(含少量?FeO)制備實驗原料(純凈?CuS

23、O4·5H2O)的實驗方案： 向工業(yè)級氧化銅中邊攪拌邊加入稍過量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解， ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 過濾，用?95%酒精洗滌晶體?2～

24、3?次，晾干，得到?CuSO4·5H2O。已知：①該溶液中氫氧化物 開?始?沉?淀?與?沉?淀?完?全?時?的?pH?范?圍?分?別?為?：?Fe(OH)2(5.8,8.8)?；?Cu(OH)2(4.2,6.7)?； Fe(OH)3(1.1,3.2)。②在水溶液中超過?100?℃，硫酸銅晶體易失去結(jié)晶水。③硫酸銅晶體溶 解度曲線如圖所示： 答案 (1)二氧化硫易溶于水 2 4 (2)3Cu2＋＋3SO2＋6H2O===Cu?SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SO2－ (3)防止倒

25、吸 (4)①取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2?溶液，若不產(chǎn)生 白色沉淀，則表明已洗滌完全 ②防止謝弗勒爾鹽發(fā)生分解 6 (5)邊攪拌邊向其中滴入?H2O2?溶液，加入適量純凈的?CuO[或?Cu(OH)2]，調(diào)節(jié)?3.2

26、 (1)二氧化硫易溶于水，用濃硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的逸出。 (2)裝置?B?中硫酸銅與二氧化硫生成產(chǎn)物 2 4 Cu2SO3·CuSO3·2H2O，銅元素化合價降低到＋1?價，則二氧化硫中硫元素升高到＋6?價，則該 離子方程式為：3Cu2＋＋3SO2＋6H2O===Cu?SO3·CuSO3·2H2O↓＋8H＋＋SO2－。 (4)①產(chǎn)物若未洗滌干凈，則表面含有硫酸根離子，檢驗硫酸根離子即可，方法為：取少量 最后一次的洗滌過濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的?BaCl2?溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀， 則表明已洗滌完全。 ②由題可知，謝弗勒爾

27、鹽受熱易分解，不能烘干。 (5)由工業(yè)級氧化銅(含少量?FeO)制備實驗原料(純凈?CuSO4·5H2O)，向工業(yè)級氧化銅中邊攪 拌邊加入稍過量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，得到硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液，需將 亞鐵離子除去，根據(jù)題目中信息，亞鐵離子以沉淀形式除去時銅離子有損失，而鐵離子完全 沉淀時對銅離子無損失，則應(yīng)先將亞鐵離子氧化為鐵離子，考慮不引入新雜質(zhì)，應(yīng)選擇雙氧 水，再調(diào)節(jié)?pH?將鐵離子沉淀，故操作為：向工業(yè)級氧化銅中邊攪拌邊加入稍過量的硫酸溶液， 微熱使其完全溶解，邊攪拌邊向其中滴入?H2O2?溶液，加入適量純凈的?CuO[或?Cu(OH)2]

28、調(diào)節(jié)?3.2 ＜pH＜4.2，靜置，過濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶，過濾，用 95%酒精洗滌晶體?2～3?次，晾干，得到?CuSO4·5H2O。 5．(2017·淮陰中學(xué)高三下學(xué)期期初考試)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4 及炭黑等)和?H2SO4?為原料，制備高純?PbO，實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下： (1)?過?程?Ⅰ?中?，?在?Fe2?＋?催?化?下?，?Pb?和?PbO2?反?應(yīng)?生?成?PbSO4?的?化?學(xué)?方?程?式?是 _____________

29、___________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)過程Ⅰ中，F(xiàn)e2＋催化過程可表示為 7 4 3 i：2Fe2＋＋PbO2＋4H＋＋SO2－===2Fe?＋＋PbSO4＋2H2O ii：…… ①寫出?ii?的離子方程式：_______________________________________________

30、________ ________________________________________________________________________。 ②下列實驗方案可驗證上述催化過程。將實驗方案補充完整。 A．向酸化的?FeSO4?溶液中加入?KSCN?溶液，溶液幾乎無色，再加入少量?PbO2，溶液變紅。 B．________________________________________________________________________。 (3)PbO?溶解在?NaOH?溶液中，其溶解度曲線如圖所示。

31、 ①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液Ⅰ經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復(fù)使用，其目的是?________(填字 母)。 A．減小?PbO?的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率 B．重復(fù)利用?NaOH，提高原料的利用率 C．增加?Na2SO4?濃度，提高脫硫效率 ②過程Ⅲ的目的是提純，結(jié)合上述溶解度曲線，簡述過程Ⅲ的操作： ________________________________________________________________________。 4 答案 (1)Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO?＋2H2O 4 4

32、 (2)①2Fe3＋＋Pb＋SO2－===PbSO?＋2Fe2＋ ②取?A?中紅色溶液少量，加入過量?Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去 (3)①AB ②將粗?PbO?溶解在一定量?35%?NaOH?溶液中，加熱至?110?℃，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻 結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥得到?PbO?固體 4 解析 (1)結(jié)合工藝流程圖，過程Ⅰ中，在?Fe2＋催化下，Pb?和?PbO2?反應(yīng)生成?PbSO4?和水，化 學(xué)方程式：Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO?＋2H2O。 (2)①催化劑參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量

33、和化 學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變，ⅰ中?Fe2＋被氧化為?Fe3＋，ⅱ中?Fe3＋被還原成?Fe2＋，離子方程式： 4 4 2Fe3＋＋Pb＋SO2－===PbSO?＋2Fe2＋。 8 ②取?A?中紅色溶液少量，溶液中存在平衡，F(xiàn)e3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3，加入過量?Pb，F(xiàn)e3＋?被 還原成?Fe2＋?，平衡逆向移動，充分反應(yīng)后，紅色褪去。 (3)①過程Ⅱ脫硫過程中發(fā)生的反應(yīng)為?PbSO4＋2NaOH===PbO＋Na2SO4＋H2O，由于?PbO?能溶解于 NaOH?溶液，因此濾液Ⅰ中含有?Pb?元素，重復(fù)使用濾液Ⅰ可減少

34、?PbO?的損失，且濾液Ⅰ中過 量的?NaOH?可以重復(fù)利用，提高原料的利用率，故選?AB。 ②根據(jù)?PbO?的溶解度曲線，提純的方法是將粗?PbO?溶解在?NaOH?溶液中，結(jié)合溶解度曲線， NaOH?濃度越高、溫度越高，PbO?的溶解度越大，將粗?PbO?溶解在一定量?35%?NaOH?溶液中， 加熱至?110?℃，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌，干燥得到?PbO?固體。 秀 9