（江蘇專版）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測（三十一）化學(xué)綜合實驗（含解析）.doc

跟蹤檢測（三十一） 化學(xué)綜合實驗1引火鐵一種活性很強的鐵粉，一般用于焊接鐵軌等。某課外活動小組設(shè)計如下兩套裝置，擬用普通鐵粉在加熱條件下與水蒸氣反應(yīng)，再將制得的鐵氧化物經(jīng)此反應(yīng)的逆反應(yīng)制備顆粒很細(xì)、活性很高的引火鐵。.“鐵氧化物制備實驗”的探究(1)因試管A內(nèi)壁沾有少量蒸餾水，為防止裝鐵粉時將其沾在試管內(nèi)壁上，應(yīng)先傾斜試管，然后用_將鐵粉送至試管中下部。(2)試管A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。裝置中酒精燈的作用是_。(3)某學(xué)生設(shè)計如下方案，確認(rèn)A中固體的成分，其中不正確的是_。a取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KSCN，溶液不變紅，說明A中固體含有Feb取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KSCN，溶液變紅，說明A中固體含有Fe2O3c取試管A中固體少許，向其中加入稀鹽酸充分溶解后，再加入KMnO4溶液，紫色褪去，說明A中固體含有Fe3O4.“引火鐵制備實驗”的問題探究(4)儀器B的名稱為_，其中盛裝的試劑為_(填字母)。U形管中應(yīng)加入的試劑是_。a6 molL1鹽酸b4 molL1 NaOH溶液c濃硫酸(5)為確保實驗安全，在實驗過程中必須注意：C中反應(yīng)前，在D出口必須_；點燃?xì)錃?。解析?2)根據(jù)化學(xué)方程式可知酒精燈在此處的作用。(3)b項Fe3O4溶解也產(chǎn)生3價的鐵；c項沒有反應(yīng)完的鐵粉有可能轉(zhuǎn)化成Fe2，然后使KMnO4溶液的紫色褪去。(4)選擇的試劑應(yīng)能制取純凈的H2。(5)可燃性氣體H2在與鐵氧化物反應(yīng)前需要驗純，防止爆炸，過量的氫氣不能直接排放到空氣中。答案：(1)紙槽(或藥匙)(2)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2將水轉(zhuǎn)化為水蒸氣同時提供反應(yīng)所需的能量(3)bc(4)長頸漏斗a堿石灰(或CaO等)(5)檢驗氫氣的純度(其他答案合理即可)2亞硝酸鈉(NaNO2)是工業(yè)鹽的主要成分，在漂白、電鍍等方面應(yīng)用廣泛。實驗室以木炭、濃硝酸、Na2O2為主要原料按照如圖所示裝置制備亞硝酸鈉(加熱裝置及部分夾持裝置已略去)，反應(yīng)原理為2NONa2O2=2NaNO2?；卮鹣铝袉栴}：(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)B裝置中銅的作用是_。(3)充分反應(yīng)后，C中生成的固體除NaNO2外，還可能有雜質(zhì)生成，應(yīng)在B、C之間加一個裝置，該裝置所盛放試劑的名稱是_。(4)檢查裝置氣密性并裝入藥品后，以下實驗操作步驟正確的順序為_(填標(biāo)號)。a打開彈簧夾，向裝置中通入N2b點燃酒精燈c向三頸燒瓶中滴加濃硝酸d熄滅酒精燈e關(guān)閉分液漏斗旋塞f停止通入N2(5)D裝置用于尾氣處理，寫出D中反應(yīng)的離子方程式：_。(6)利用改進(jìn)后的裝置，將7.8 g Na2O2完全轉(zhuǎn)化成NaNO2，理論上至少需要木炭_g。解析：(1)A裝置中發(fā)生碳與濃硝酸的反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為C4HNO3(濃)CO24NO22H2O。(2)A 裝置生成的二氧化氮進(jìn)入B裝置中和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮，3NO2H2O=2HNO3NO，硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，因此B裝置中銅的作用是銅可以和二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸反應(yīng)，提高NO產(chǎn)率。(3)因為一氧化氮中混有二氧化碳和水蒸氣，二氧化碳和過氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，故C產(chǎn)物中除亞硝酸鈉外還含有副產(chǎn)物碳酸鈉和氫氧化鈉，為避免產(chǎn)生這些副產(chǎn)物，應(yīng)在B、C裝置間增加裝置E，E中盛放的試劑應(yīng)為堿石灰，用來吸收二氧化碳和水蒸氣。(4)由于該實驗中有氣體參加，所以在組裝好儀器后首先要檢查裝置的氣密性，再裝藥品，由于實驗過程中有一氧化氮產(chǎn)生，所以要將裝置中的空氣全部排盡，再進(jìn)行實驗，可以利用氮氣排空氣。又因為NO有毒，所以最后需要利用氮氣把剩余的NO全部排入酸性高錳酸鉀溶液中，因此實驗操作順序為acebdf。(5)NO與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為5NO3MnO4H=5NO3Mn22H2O。(6)n(Na2O2)0.1 mol，根據(jù)C4HNO3(濃)CO24NO22H2O,3NO2H2O=2HNO3NO，有關(guān)系式C4NO2NOHNO3，根據(jù)3Cu8HNO3=3Cu(NO3)22NO4H2O，有關(guān)系式HNO3CuNO，則有CNO，所以碳與總的NO的關(guān)系式為CNO，根據(jù)2NONa2O2=2NaNO2，可知碳與Na2O2的關(guān)系式為CNa2O2，所以7.8 g過氧化鈉完全轉(zhuǎn)化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要碳的質(zhì)量為0.1 mol12 gmol11.2 g。答案：(1)C4HNO3(濃)CO24NO22H2O(2)銅可以和二氧化氮與水反應(yīng)生成的硝酸反應(yīng)，提高NO產(chǎn)率(3)堿石灰(4)acebdf(5)5NO3MnO4H= 5NO3Mn22H2O(6)1.23三草酸合鐵酸鉀晶體K3Fe(C2O4)33H2O可用于攝影和藍(lán)色印刷，它受熱易分解，為了驗證其氣態(tài)產(chǎn)物，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗裝置：(1)若實驗中，觀察到B、E中的溶液均變渾濁，則D中的現(xiàn)象是_；說明其氣態(tài)產(chǎn)物是_、_；為驗證另一種氣態(tài)產(chǎn)物，應(yīng)在A、B之間增加的裝置為_。(2)為了使實驗更安全、更嚴(yán)密，你認(rèn)為該實驗設(shè)計需要如何改進(jìn)？_；_。(3)固體產(chǎn)物中鐵元素不可能以3價形式存在，理由是_?，F(xiàn)設(shè)計實驗，探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式。提出合理假設(shè)。假設(shè)1：_；假設(shè)2：_；假設(shè)3：_。某學(xué)生設(shè)計實驗探究上述假設(shè)，除3%H2O2、蒸餾水外，還需要下列試劑中的_。限選試劑：濃硫酸、1.0 molL1 HNO3、1.0 molL1鹽酸、1.0 molL1NaOH溶液、0.1 molL1KI溶液、0.1 molL1CuSO4溶液、20%KSCN溶液。解析：(1)B中溶液變渾濁說明氣態(tài)產(chǎn)物中有CO2，E中溶液變渾濁說明CO被酸性高錳酸鉀溶液氧化為CO2，故D中的現(xiàn)象是溶液褪色或變淺，從而可說明氣態(tài)產(chǎn)物有CO；另一種氣態(tài)產(chǎn)物是H2O，其驗證方法是將A中產(chǎn)生的氣體通過盛有無水CuSO4的干燥管。(2)從安全角度考慮應(yīng)在B裝置前加一個防倒吸裝置，從嚴(yán)密性角度考慮，要在C裝置后增加一個檢驗CO2是否除盡的裝置。(3)由于反應(yīng)過程中有CO生成，能還原Fe3，故固體產(chǎn)物中無Fe3，其成分可能有三種情況：Fe、FeO、Fe和FeO。探究固體產(chǎn)物中鐵元素的存在形式，可以將固體產(chǎn)物放入足量的0.1 molL1的CuSO4溶液中攪拌使其充分反應(yīng)，然后過濾洗滌沉淀，再加入足量的1.0 molL1的鹽酸，若溶液中有不溶的紅色物質(zhì)，則說明固體產(chǎn)物中含有Fe(發(fā)生反應(yīng)為FeCuSO4=FeSO4Cu)，向溶液中加入20% KSCN溶液，不變紅色，然后再向溶液中滴加雙氧水，若變紅色，則說明固體產(chǎn)物中含有FeO。答案：(1)溶液褪色或變淺CO2CO盛有無水CuSO4的干燥管(2)在B裝置之前加一個防倒吸裝置在C裝置后增加一個檢驗二氧化碳是否除盡的裝置(或盛有澄清石灰水的試管)(3)有還原性氣體CO生成，能將三價鐵還原，故不可能有三價鐵存在鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)鐵元素的存在形式為FeO鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物1.0 molL1鹽酸、20%KSCN溶液、0.1 molL1 CuSO4溶液4用廢雷尼鎳(主要成分為NiO、Al，少量Cr、Fe、C、S 及有機物)制備Ni(NO3)26H2O的實驗流程如下：已知：在實驗條件下，Ni2、Cr3在溶液中不能被NaClO或HNO3氧化。NiSO4易溶于水，NiCO3難溶于水；Ni(NO3)2在20 、90 時溶解度依次為79.2 g、188 g/100 g 水?！八崛堋焙蟮娜芤褐兄饕乃姆N離子開始沉淀與沉淀完全的pH如表所示：Ni2Fe2Fe3Cr3開始沉淀pH6.27.62.34.5沉淀完全pH8.59.13.35.6(1)“除鋁”所用試劑及主要操作為_。(2)“灼燒”的主要目的是_。(3)“酸溶”時，用濃硫酸和水代替稀硫酸的目的是_。(4)“除鐵、鉻”時，F(xiàn)e2被氧化為Fe3的離子方程式為_；氧化后需將溶液 pH調(diào)整到的范圍是_。(5)請設(shè)計由“凈化液”制取Ni(NO3)26H2O的實驗方案：_ _，離心分離、洗滌、干燥得Ni(NO3)26H2O (實驗中須使用的試劑有：6 molL1硝酸，3 molL1Na2CO3溶液)。解析：(1)“除鋁”利用鋁能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而其他物質(zhì)不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所用試劑及主要操作為用NaOH 溶液浸泡、過濾、洗滌及干燥。(2)“灼燒”的主要目的是除去C、S及有機物。(3)“酸溶”時，用濃硫酸和水代替稀硫酸的目的是利用濃硫酸與水混合放熱，使溶液溫度升高，加快酸溶速率。(4)“除鐵、鉻”時，F(xiàn)e2被次氯酸鈉氧化為Fe3的離子方程式為2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O；氧化后需將溶液 pH調(diào)整使Fe3、Cr3沉淀完全而Ni2還沒有開始沉淀，則調(diào)整到的范圍是5.6<pH<6.2。(5)“凈化液”中主要成分為NiSO4，向其中加入Na2CO3溶液生成NiCO3沉淀，取上層清液再加入Na2CO3溶液以確保Ni2沉淀完全，過濾出NiCO3沉淀，向其中加入稀硝酸使沉淀完全溶解生成Ni(NO3)2溶液，根據(jù)Ni(NO3)2的溶解度知，隨溫度升高，Ni(NO3)2溶解度增大，故從Ni(NO3)2溶液中獲得晶體的方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。答案：(1)用NaOH 溶液浸泡、過濾、洗滌及干燥(2)除去C、S及有機物(3)利用濃硫酸與水混合放熱，使溶液溫度升高，加快酸溶速率(4)2Fe2ClO2H=2Fe3ClH2O5.6<pH<6.2(5)邊攪拌邊向“凈化液”中滴加3 molL1 Na2CO3溶液至有大量沉淀，靜置，向上層清液中滴加3 molL1 Na2CO3溶液，若無沉淀，過濾，水洗，向濾渣中加入6 molL1硝酸至濾渣恰好溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶5以含鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)為原料，制取氧化鈷的流程如下：(1)溶解：溶解后過濾，將濾渣洗滌23次，再將洗液與濾液合并的目的是_。(2)氧化：加熱攪拌條件下加入NaClO3，將Fe2氧化成Fe3，其離子方程式是_。已知：鐵氰化鉀化學(xué)式為K3Fe(CN)6；亞鐵氰化鉀化學(xué)式為K4Fe(CN)63H2O。3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62(藍(lán)色沉淀)4Fe33Fe(CN)64=Fe4Fe(CN)63(藍(lán)色沉淀)確定Fe2是否氧化完全的方法是_。(可供選擇的試劑：鐵氰化鉀溶液、亞鐵氰化鉀溶液、鐵粉、KSCN溶液)(3)除鐵：加入適量的Na2CO3調(diào)節(jié)酸度，生成黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)沉淀：生成沉淀堿式碳酸鈷(CoCO3)23Co(OH)2，沉淀需洗滌，洗滌的操作是_。(5)溶解：CoCl2的溶解度曲線如圖所示。向堿式碳酸鈷中加入足量稀鹽酸，邊加熱邊攪拌至完全溶解后，需趁熱過濾，其原因是_。(6)灼燒：準(zhǔn)確稱取CoC2O4 1.470 g，在空氣中充分灼燒得0.830 g氧化鈷，寫出氧化鈷的化學(xué)式：_。解析：鈷廢催化劑(主要成分為Co、Fe、SiO2)用稀硫酸溶解，SiO2不溶于水，濾渣為SiO2，濾液中主要是CoSO4和FeSO4，F(xiàn)e2被NaClO3氧化，ClO被還原為Cl，確定Fe2是否氧化完全，即溶液中是否有Fe2用鐵氰化鉀檢驗；溶液中的Fe2(SO4)3與Na2CO3反應(yīng)生成黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，同時生成Na2SO4和CO2；再加入Na2CO3生成CoCO3沉淀，用稀鹽酸溶解，再加入(NH4)2C2O4生成CoC2O4沉淀，經(jīng)灼燒制得氧化鈷。(1)溶解后過濾，將濾渣洗滌23次，再將洗液與濾液合并能提高鈷等元素的利用率。(2)加熱攪拌條件下加入NaClO3，將Fe2氧化成Fe3，其離子方程式為6Fe26HClO6Fe3Cl3H2O，用鐵氰化鉀確定Fe2是否氧化完全。(3)加入適量的Na2CO3調(diào)節(jié)酸度，生成黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe2(SO4)36H2O6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)125Na2SO46CO2。(4)洗滌的操作是沿玻璃棒向漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使濾液流出。重復(fù)操作23次。(5)由題圖可知，CoCl2溶解度隨溫度降低而減小，故需趁熱過濾，防止因溫度降低CoCl2晶體析出。(6)n(CoC2O4)0.01 mol，n(Co)0.01 mol，0.830 g氧化鈷中n(O)0.015 mol，n(Co)n(O)0.01 mol0.015 mol23，故氧化鈷的化學(xué)式為 Co2O3。答案：(1)提高鈷等元素的利用率(2)6Fe26HClO6Fe3Cl3H2O取氧化后的溶液少許于試管中，滴加幾滴鐵氰化鉀溶液，若無藍(lán)色沉淀生成，則Fe2已全部被氧化(3)3Fe2(SO4)36H2O6Na2CO3=Na2Fe6(SO4)4(OH)125Na2SO46CO2(4)沿玻璃棒向漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使濾液流出。重復(fù)操作23次(5)防止因溫度降低，CoCl2晶體析出(6)Co2O36(2019常州市重點中學(xué)測試)NiSO46H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電池等，可由電鍍廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe等雜質(zhì))為原料獲得。有關(guān)工藝流程如圖所示。已知：NiCO3是一種不溶于水、易溶于強酸的淺綠色沉淀；25 ，KspFe(OH)32.641039；溶液中離子濃度小于105 molL1，可視為沉淀完全。請回答下列問題：(1)用稀硫酸溶解廢渣時，為了提高浸取率可采取的措施有_。(任寫一點)(2)在濾液中加入H2O2時，溫度不能太高的原因是_。(3)濾液中溶質(zhì)的主要成分是_，檢驗濾液中是否還有鐵元素的方法是_。(4)除鐵時還常用NaClO3作氧化劑，在較小的pH條件下最終生成一種淺黃色的黃鐵礬鈉Na2Fe6(SO4)4(OH)12沉淀除去。如圖是溫度pH與生成的沉淀關(guān)系圖，圖中陰影部分是黃鐵礬穩(wěn)定存在的區(qū)域。下列說法正確的是_(填標(biāo)號)。aFeOOH中鐵為2價b若在25 時，用H2O2氧化Fe2，再在pH4時除去鐵，此時溶液中c(Fe3)2.641027 molL1c用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2的離子方程式為6Fe2ClO6H=6Fe3Cl3H2Od工業(yè)生產(chǎn)中常保持在8595 生成黃鐵礬鈉，此時水體的pH為1.5左右(5)從“沉淀A”制得NiSO46H2O晶體的實驗步驟依次為_，用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。(實驗中須使用的試劑有：6 molL1的H2SO4溶液，蒸餾水)解析：廢渣用稀硫酸溶解后濾液中主要是Ni2、Zn 2、Fe2及過量的硫酸，加入Na2S溶液，除去Zn2，再加入H2O2將Fe2氧化，并用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，濾液溶質(zhì)為Na2SO4、NiSO4，檢驗濾液中是否還有鐵元素即是否含有Fe3，用KSCN溶液檢驗；再加入Na2CO3形成NiCO3沉淀，最后制得NiSO46H2O。(1)用稀硫酸溶解廢渣時，為了提高浸取率可采取的措施有將廢渣粉碎、加熱、攪拌、增大硫酸濃度等。(2) 在濾液中加入H2O2時，溫度不能太高，是為了防止H2O2受熱分解。 (3)濾液溶質(zhì)為Na2SO4、NiSO4；檢驗濾液中是否還有鐵元素的方法：取濾液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則已除盡。(4)FeOOH中鐵為3價，a錯誤；若在25 時，用H2O2氧化Fe2，再在pH4時鐵全部轉(zhuǎn)化為即可Fe(OH)3沉淀，除去鐵，此時溶液中c(Fe3) molL12.64109 molL1，b錯誤；用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2離子方程式為6Fe2ClO6H=6Fe3Cl3H2O，c正確；由圖分析可知：工業(yè)生產(chǎn)中常保持在8595 生成黃鐵礬鈉，此時水體的pH為1.5左右，d正確。(5)沉淀A為NiCO3，制得NiSO46H2O晶體的實驗步驟依次為用蒸餾水洗滌沉淀23次；向沉淀中加6 molL1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn)，停止加熱，冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體，用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。答案：(1)將廢渣粉碎、加熱、攪拌、增大硫酸濃度等(2)防止H2O2受熱分解(3)Na2SO4、NiSO4取濾液少許于試管中，滴加KSCN溶液，若不出現(xiàn)血紅色，則已除盡(4)cd(5)用蒸餾水洗滌沉淀23次；向沉淀中加6 molL1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸發(fā)濃縮至有晶膜出現(xiàn)，停止加熱，冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體