2014屆高三化學一輪 練出高分 10.2物質(zhì)制備與工藝流程分析型實驗題 新人教版

2014屆高三化學一輪 練出高分 10.2物質(zhì)制備與工藝流程分析型實驗題 新人教版1實驗室常用強氧化劑(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸的方法來制備氯氣，某研究性學習小組欲探究用Na2O2與濃鹽酸制備并檢驗氯氣。供選用的實驗試劑及裝置如下圖所示(部分導管、蒸餾水略)。aNa2O2b濃鹽酸c堿石灰dNaOH溶液e淀粉­KI溶液fCaCO3g石蕊試液h飽和NaCl溶液(1)寫出用Na2O2與濃鹽酸制備氯氣的化學方程式_。(2)下表中的裝置組合最合理的是_(填序號，需考慮實驗結束撤除裝置時殘留有害氣體的處理)。組合制備裝置凈化裝置檢驗裝置/試劑尾氣處理裝置A/eB/gC/eD/g(3)尾氣經(jīng)處理后仍有較多氣體排出，其主要原因可用化學方程式表示為_。(4)某小組成員建議用雙氧水代替過氧化鈉進行實驗更好，請你給出兩條合適的理由：_，_。答案(1)Na2O24HCl=2NaClCl22H2O(2)D(3)2Na2O22H2O=4NaOHO2(或4Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2)(4)Na2O2能與水反應，會使原料的利用率降低雙氧水比Na2O2更經(jīng)濟產(chǎn)生等量的Cl2，用雙氧水消耗鹽酸的量少Na2O2能與水反應，生成的NaOH能與鹽酸反應Na2O2能與水反應，生成的NaOH吸收了Cl2(填寫其中任意兩條即可)解析Na2O2具有強氧化性，能把Cl氧化成Cl2，制備時應把濃鹽酸滴到Na2O2固體上，所以應選作為制備裝置，裝置可觀察導氣管是否堵塞，利用KI­淀粉溶液或石蕊試液檢驗Cl2，根據(jù)裝置應選擇/g，可用NaOH溶液吸收Cl2。在此實驗中，不可避免Na2O2和水反應生成Cl2。2次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中應用廣泛，已知次硫酸氫鈉甲醛具有強還原性，且在120 以上發(fā)生分解。以Na2SO3、SO2、HCHO和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實驗步驟如下：步驟1：在燒瓶中(裝置如圖所示)加入一定量Na2SO3和水，攪拌溶解，緩慢通入SO2，至溶液pH約為4，制得NaHSO3溶液。步驟2：將裝置A中導氣管換成橡皮塞。向燒瓶中加入稍過量的鋅粉和一定量甲醛溶液，在8090 下，反應約3 h，冷卻至室溫，抽濾。步驟3：將濾液真空蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，抽濾。(1)儀器A的名稱為_，冷凝管進水口_(填“a”或“b”)，裝置C的作用是_。(2)步驟2中，應采用何種加熱方式_，優(yōu)點是_；冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H2O外還有_(填化學式)。(3)在抽濾操作中，儀器除抽氣泵、燒杯、玻璃棒、布氏漏斗外，還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器(或裝置)有_。抽濾所用的濾紙應略_(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑，并將全部小孔蓋住。(4)步驟3中不在敞口容器中蒸發(fā)濃縮的原因是_。答案(1)三頸燒瓶a吸收二氧化硫，并防止倒吸(2)水浴加熱均勻受熱、容易控制溫度HCHO(3)抽濾瓶、安全瓶小于(4)防止產(chǎn)物被空氣氧化解析(1)由于冷凝管的作用是冷凝回流，所以冷凝水應從下口通入。(2)根據(jù)次硫酸氫鈉甲醛的分解溫度應選擇水浴加熱，水浴加熱均勻，且容易控制；由于HCHO易揮發(fā)，應使HCHO回流再利用。(4)由于次硫酸氫鈉甲醛具有強還原性，所以蒸發(fā)濃縮時不能在敞口容器中進行。3綠礬(FeSO4·7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：查詢資料，得有關物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表：25 時pH值飽和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS開始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5(1)檢驗制得的綠礬晶體中是否含有Fe3，可選用的試劑為_。AKSCN溶液 BNaOH溶液CKMnO4溶液 D苯酚溶液(2)操作中，通入硫化氫至飽和的目的是_；在溶液中用硫酸酸化至pH2的目的是_。(3)操作的順序依次為_、冷卻結晶、_。(4)操作得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；_。答案(1)AD(2)除去溶液中的Sn2，并防止Fe2被氧化防止Fe2生成沉淀(3)蒸發(fā)濃縮過濾洗滌(4)降低洗滌過程中FeSO4·7H2O的損耗解析(1)檢驗Fe3可用KSCN或苯酚溶液。(2)操作中，通入H2S至飽和時，SnS完全沉淀且能防止Fe2被氧化(因為2價硫的還原性更強)，加入H2SO4，至pH2，可以防止Fe2生成沉淀。由于綠礬中帶有結晶水，所以應采取蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶的方法，在洗滌沉淀時，用冰水洗滌可降低FeSO4·7H2O的溶解度。4化學實驗室通常用粗鋅和稀硫酸反應制氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅。同時，由于粗鋅中還含有鐵等雜質(zhì)，使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵，為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬(ZnSO4·7H2O)。某校化學興趣小組的同學以制氫氣的廢液為原料來制取皓礬。制備皓礬的實驗流程如下圖所示。已知：開始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0，試回答下列問題：(1)加入的試劑，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等，最好選用_，其理由是_。(2)加入的試劑：供選擇使用的有：a.Zn粉、b.ZnO、c.Zn(OH)2、d.ZnCO3、e.ZnSO4等，可選用_。(3)從晶體1晶體2，該過程的名稱是_。(4)在得到皓礬時，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是_。答案(1)20%的H2O2將制氫廢液中的Fe2氧化成Fe3，同時避免引入新的雜質(zhì)(2)bcd(3)重結晶(4)為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率解析(1)根據(jù)Fe3、Fe2、Zn2沉淀的pH值，為了沉淀Fe3、Fe2而不沉淀Zn2，應用H2O2，把Fe2氧化成Fe3。(2)為了促進Fe3水解應降低H的濃度，但不能引入雜質(zhì)離子，所以應加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3，但不能使用Zn粉，因為是從制H2的廢液中制得皓礬。(3)由于晶體I不純，所以應采取重結晶的方法。(4)在洗滌皓礬時，為了減少損失，可用酒精洗滌。5加碘食鹽中加入的碘酸鉀是一種白色結晶粉末，常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，加熱至560 開始分解。在酸性條件下碘酸鉀是一種較強的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：(1)已知步驟反應器發(fā)生的反應中，單質(zhì)碘和氯酸鉀的物質(zhì)的量之比為611，則反應器中發(fā)生反應的化學方程式為_。(2)步驟中調(diào)節(jié)pH10的目的是_。參照碘酸鉀的溶解度：溫度/20406080KIO3 g/100 g H2O8.0812.618.324.8操作的方法是_。(3)檢驗加碘食鹽中的碘元素，學生甲利用碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生反應，然后用四氯化碳檢驗生成的碘單質(zhì)時，甲應觀察到的明顯現(xiàn)象有_。學生乙對純凈的NaCl進行了如下實驗：取1 g純凈的NaCl，加3 mL水配成溶液，然后滴入5滴淀粉溶液和1 mL 0.1 mol·L1 KI溶液，振蕩，溶液無變化，然后再滴入1滴1 mol·L1的H2SO4，振蕩，一段時間后溶液變淺藍色。請推測實驗中產(chǎn)生藍色現(xiàn)象的可能原因，用離子方程式表示_。(4)學生丙查閱有關食品碘強化劑的資料后知道，碘酸鈣也是一種允許使用的食品碘強化劑，它是一種白色結晶或結晶性粉末，難溶于水和乙醇。丙同學在氯化鈣溶液中加入理論量的碘酸鉀溶液，反應生成的沉淀經(jīng)水洗后，室溫下干燥得碘酸鈣晶體，加熱至160540 變成無水物，此時固體質(zhì)量為原晶體質(zhì)量的78.3%，寫出制備碘酸鈣晶體的離子方程式：_；檢驗沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是_。答案(1)6I211KClO33H2O=6KH(IO3)25KCl3Cl2(2)使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3蒸發(fā)結晶(3)液體分層，下層液體呈現(xiàn)紫紅色4I4HO2=2I22H2O(4)Ca22IO6H2O=Ca(IO3)2·6H2O在最后一次洗滌液中加入硝酸銀溶液，若無白色沉淀說明已經(jīng)洗滌干凈解析(2)KH(IO3)2可以和堿反應，所以當pH10時，可以使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，由于KIO3的溶解度受溫度的影響較大且分解溫度較高，所以采取蒸發(fā)結晶的方法。(3)KIO3和KI在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應生成I2，加入CCl4，下層呈紫紅色。在酸性條件下，I可被空氣中的O2氧化成I2，所以當加入淀粉溶液時呈藍色。(4)設Ca(IO3)2·xH2O，根據(jù)題意：×100%78.3%，x6，所以Ca22IO6H2O=Ca(IO3)2·6H2O檢驗沉淀是否洗凈，應取最后一次洗滌液。