1、考点规范练 30 物质的制备、实验方案的设计与评价(时间:45 分钟 满分:100 分)非选择题(共 6 小题,共 100 分)1.(16 分)工业上,向 500600 的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。回答下列问题:(1)制取无水氯化铁的实验中,A 中反应的化学方程式为 ,装置 B 中加入的试剂是 。 (2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置 A 用来制取 ,尾气的成分是 。若仍用 D 装置进行尾气处理,存在的问题是 、 。 (3)若操作不当,制得的 FeCl2会含有少量 FeCl3,检验 FeCl3常用的试剂是 ,欲
2、制得纯净的 FeCl2,在实验操作中应先 ,再 。 2.(16 分)硫酸亚铁铵(NH 4)2SO4FeSO4是分析化学中的重要试剂,某学习 小组探究其分解产物。(1)甲组同学按照图()所示的装置进行实验,关闭止水夹,加热 A 中的硫酸亚铁铵固体至分解完全,检验其分解产物。()()装置 B 仪器名称是 ,所盛试剂是 。 装置 C 中可观察到的现象是 ,由此可知硫酸亚铁铵分解的产物中有 。 (2)乙组同学选用甲组实验中的装置 A 和图()所示的装置,进行实验验证硫酸亚铁铵分解的产物中还有 SO2和 SO3。乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序(用装置字母表示)为 A、 。取适量固体于 A 中,
3、通入 N2一段时间后,关闭止水夹,再点燃酒精灯,通入 N2的目的是 。 装置 H 中有白色沉淀,则证明分解产物中有 ;能证明分解产物中有 SO2的实验现象是 。 (3)丙组同学将一定量的硫酸亚铁铵在 500 时隔绝空气加热一段时间后,检验其固体产物,设计实验证明:此固体产物不含二价铁: 。 此固体产物只含 Fe2O3: 。 3.(2017 河南郑州模拟)(16 分)某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置 有省略)。请按有关要求填空。(1)根据上述实验装置,为制备干燥 NH3可选用的发生、净化装置为 接 ,其中发生装置中可以选用药品为 (填序号)。
4、a.碱石灰和浓氨水 b.无水 CaCl2和浓氨水c.碱石灰和氯化铵 d.生石灰和氯化铵(2)根据上述实验装置,为制备纯净、干燥的 Cl2可选用的发生、净化装置为 接 E、E(用两个相同的装置),而第一个 E 装置内的药品是 。 (3)利用装置 F 可探究 Cl2与 NH 3的反应。实验时打开开关 1、3,关闭 2,先向烧瓶中通入 ,然后关闭 1、3,打开 2,向烧瓶中慢慢通入一定量的另一种气体。一段时间后烧瓶内出现的现象为 。其中装置 F 烧杯中发生反应的离子方程式为 。请设计一个实验方案(答出操作过程、实验现象)鉴定生成固体中的阳离子 。 已知 Cl2与 NH3可发生反应:3Cl 2+2NH
5、3 N2+6HCl。(4)若制取的 Cl2与 CH4在装置 F(光照)中发生反应,其有机产物有 (填化学式)。4.(18 分)纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比混合,过氧化氢水溶液俗称双氧水,为无色透明液体。实验室常用过氧化氢制取氧气,工业上过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂,常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组的同学围绕过氧化氢开展了调查研究与实验,请你参与其中一起完成下列学习任务:(1)写出过氧化氢的电子式: 。 (2)实验室中用过氧化氢制取氧气的化学方程式为 ,当生成标准状况下 2.24 L O2时,转移电子为 mol。 (3)该兴趣小组的同学查阅资料后发现 H2O2为二元弱酸
6、,其酸性比碳酸弱。请写出 H2O2在其水溶液中的电离方程式: 。 (4)同学们用 0.100 0 molL-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为 2Mn +5H2O2+6H+ 2Mn2+8H2O+5O2。-4在该反应中,H 2O2被 (填“氧化”或“还原”); 滴定到达终点的现象是 ; 用移液管吸取 25.00 mL 试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的 KMnO4标准溶液体积如下表所示:第一次 第二次 第三次 第四次V(KMnO4溶液)/mL 17.10 18.10 18.00 17.90则试样中过氧化氢的浓度为 molL -1; 若滴定前尖嘴中有气泡,滴定后
7、消失,则滴定结果 (填“偏低”“偏高”或“不变”)。 (5)同学们发现向滴加了酚酞溶液的 NaOH 溶液中加入 H2O2后,溶液中红色消失。关于褪色原因:甲同学认为 H2O2是二元弱酸,消耗了 OH-使红色消失;乙同学认为 H2O2具有漂白性使溶液褪色。请设计一个简单的实验方案来判断甲、乙两位同学的说法是否正确: 。 5.(16 分)食盐中含有一定量的镁、铁等杂质,加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知:氧化性:I Fe3+I2;还原性:S 2 I-;-3 2-3KI+I 2 KI3。(1)某学习小组对加碘盐进行如下实验:取一定量 某加碘盐(可能含有 K
8、IO3、KI、Mg 2+、Fe 2+、Fe 3+),用适量蒸馏水溶解,并加稀盐酸酸化,将 所得溶液分为 4 份。第一份试液中滴加 KSCN 溶液后显红色;第二份试液中加足量 KI 固体,溶液显淡黄色,用 CCl4萃取,下层溶液显紫红色;第三份试液中加入适量KIO3固体后,滴加淀粉试剂,溶液不变色。向第四份试液中加 K3Fe(CN)6溶液,根据是否得到具有特征蓝色的沉淀,可检验是否含有 (用离子符号表示)。 第二份试液中加入足量 KI 固体后,反应的离子方程式为: 、 。 (2)以 KI 作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于空气中氧气的作用,容易引起碘的损失。写出潮湿环境下 KI 与氧气反应的化学
9、方程式: 。将 I2溶于 KI溶液,在低温条件下,可制得 KI3H2O,该物质不适合作为食盐加碘剂,其理由是 。 (3)某同学为探究温度和反应物浓度对反应 2I +5S +2H+ I2+5S +H2O 的速率的影响,-3 2-3 2-4设计实验如下表所示:0.01 molL-1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01 molL-1Na2SO3溶液的体积/mLH2O 的体积实验来源:Zxxk.Com温度 溶液 出现蓝色时所需时间/s实验 1 5 V1 35 25 t1实验 2 5 5 40 25 t2实验 3 5 5 V2 0 t3表中数据: t1 (填“”“”或“=”) t2;若通过实验
10、 2、3 探究温度对反应速率的影响,则表中 V2= 。 6.(2017 山西忻州模拟)(18 分)实验室用甲酸和浓硫酸反应制备 CO,用于还原氧化铜,实验装置图和实验步骤如下:按上图连接好装置,检查装置气密性。点燃处酒精灯,缓慢滴入甲酸。在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯。反应结束后熄灭酒精灯,待产物冷却至室温后,收集产物。请回答下列问题:.(1)甲酸在浓硫酸存在条件下加热能分解生成 CO 和 H2O,体现浓硫酸具有 。 A.氧化性 B.脱水性 C.吸水性(2)NaOH 溶液的作用是 。实验步骤某项操作是指 ; (3)若干燥管中的固体颗粒堵塞干燥管的出口,则装置中出现的现象为 ; (4)该实
11、验能证明 HCOOH 受热分解产物中有 CO 的现象为 ; (5)实验步骤中酒精灯、的熄灭顺序为 。 .学习小组查阅资料知:Cu 的颜色为红色或紫红色,而 Cu2O 的颜色为红色或砖红色。4CuO 2Cu2O+O2Cu 2O+2H+ Cu+Cu2+H2O因此,该学习小组的同学对 CO 充分还原 CuO 后所得红色固体中是否含有 Cu2O 进行了认真的研究,设计了如下探究方案:取该红色固体溶于足量稀硫酸中,观察溶液颜色的变化。(6)请你评价该方案的合理性,并简述理由:方案 (填“合理”或“不合理”),理由: 。 参考答案考点规范练 30 物质的制备、实验方案的设计与评价1.答案 (1)MnO 2
12、+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H 2O 浓硫酸(2)HCl HCl、H 2 易发生倒吸 没有处理 H2(3)KSCN 溶液 通入氯化氢(赶尽装置中的空气) 点燃 C 处的酒精灯解析 (1)由题干信息知,制备无水 FeCl3,需要先制备 Cl2,实验室中用 MnO2与浓盐酸加热反应获得Cl2,制备的 Cl2中会混有水蒸气,故需要用浓硫酸吸收水蒸气。(2)制备无水 FeCl2,需要先制备干燥的 HCl,HCl 与铁屑反应生成 FeCl2和 H2,尾气中含有 H2和过量的 HCl。D 中的导管直接插入液面以下,会因 HCl 气体被吸收而产生倒吸,同时 H2不能被溶液吸收,没有处理 H2。(
13、3)Fe 3+遇 KSCN 溶液显红色,可用 KSCN 溶液鉴别 Fe3+。欲制得纯净的 FeCl2,需先点燃 A 处的酒精灯,使生成的 HCl 充满整个装置,将空气除尽后,再点燃 C 处的酒精灯,使 Fe 与 HCl 反应。如不按此操作,则可能会混有铁的氧化物杂质,制备的 FeCl2将不纯。2.答案 (1)球形干燥管 碱石灰(其他合理答案均可) 溶液由无色变为红色 NH 3(2)D、H、E、G、F 赶走装置中的空气,防止对 SO2验证产生干扰 SO 3 E 中无明显现象,G 中出现白色沉淀(3)取固体样品少许,加入稀硫酸溶解,加入酸性 KMnO4溶液,不褪色或加入 K3Fe(CN)6溶液,不
14、产生蓝色沉淀精确称量充分加热前后固体的质量,经过计算即可判定残留固体的成分是否全部为 Fe2O3解析 (1)装置 B 仪器的名称为球形干燥管,所盛试剂为碱石灰,用于吸收硫酸亚铁铵分解生成的酸性气体和 H2O(g)。装置 C 中盛有酚酞溶液,用于定性检验碱性气体(NH 3),酚酞溶液由无色变成红色。(2)装置 A 用于分解硫酸亚铁铵固体,分析装置 DH 发现,D 装置进气管与出气管等长,显然为安全瓶,紧接在 A 装置后面,防止液体倒吸;装置 H 用于检验 SO3,溶液中产生白色沉淀(BaSO 4);装置 E 用于检验 SO3是否被装置 H 完全吸收;装置 G 用于检验 SO2,溶液中产生白色沉淀
15、(BaSO 4);装置 F 用于吸收 SO2尾气,防止污染环境,故仪器的连接顺序为 A、D、H、E、G、F。装置 H 中盛有足量 HCl和 BaCl2混合溶液,产生白色沉淀(BaSO 4),证明分解产物中有 SO3;E 中无明显现象,且 G 中产生白色沉淀(BaSO 4),证明分解产物中有 SO2。(3)要证明固体产物中不含 Fe2+,可取少量固体样品,加入稀硫酸溶解,再滴加酸性 KMnO4溶液,溶液不褪色;或加入 K3Fe(CN)6溶液,不产生蓝色沉淀,都可说明固体产物中不含有 Fe2+。可采用定量分析的方法证明固体产物只含 Fe2O3,精确称取一定质量的样品,充分加热分解后,再称量剩余固体
16、的质量,经过计算可判断残留固体的成分是否全部为 Fe2O3。3.答案 (1)C D a(2)A 饱和食盐水(3)氯气 气体的黄绿色逐渐变浅甚至消失,有白烟产生 Cl 2+2OH- Cl-+ClO-+H2O 取少量固体于试管中,加入适量 NaOH 溶液并加热,在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明固体中有 N+4(4)CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3和 CCl4解析 (1)根据氨气的制备原理,可利用碱性物质与浓氨水反应,故采用装置 C 制备,干燥氨气可用碱石灰或生石灰在干燥管(装置 D)中干燥;(2)实验室利用 MnO2与浓盐酸反应制取的氯气中含有 HC
17、l和水蒸气,要得到干燥、纯净的 Cl2,可用饱和食盐水除 HCl,再用浓硫酸干燥 Cl2,采用的制备装置是A;(3)应先向烧瓶中通 Cl2,再通 NH3,因为 Cl2的密度大且有颜色,便于观察是否充满;一开始若通NH3,由于弹簧夹 3 打开,容易形成喷泉;通入 NH3后,NH 3与 Cl2反应,烧瓶中气体颜色变浅甚至消失,生成的 HCl 与 NH3反应生成 NH4Cl,有白烟生成;其中装置 F 的烧杯中盛有 NaOH 溶液,可吸收多余的Cl2,防止污染环境,反应的离子方程式为 Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O;检验 N 利用铵盐和碱共热条+4件下反应生成氨气,通过检验氨气 确定固体中
18、含有 N ;(4)烧瓶 F 中发生如下反应:+4CH4+Cl2 CH3Cl+HCl、CH 3Cl+Cl2 CH2Cl2+HCl、CH 2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl、CHCl 3+Cl2 CCl4+HCl,其有机产物为 CH3Cl、CH 2Cl2、CHCl 3和 CCl4。4.答案 (1) H(2)2H2O2 2H2O+O2 0.2(3)H2O2 H+H 、H H+-2 -2 2-2(4)氧化 锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且半分钟内溶液不褪色 0.180 0 偏高(5)向褪色后的溶液中加入 NaOH 溶液,若变红,甲的说法正确;若不变红,乙的说法正确解析 (1)H 2O2的结构
19、式为 HOOH,其电子式为 H。(2)H2O2不稳定,在 MnO2催化作用下分解生成 H2O 和 O2,化学方程式为 2H2O2 2H2O+O2,氧元素发生歧化反应,由-1 价变成-2 价和 0 价,生成 1 mol O2时转移 2 mol 电子,故生成标准状况下 2.24 L O2(即 0.1 mol)时,转移 0.2 mol 电子。(3)H2O2为二元弱酸,其酸性比 H2CO3弱,在水溶液中分步电离,以第一步电离为主,电离方程式为 H2O2H+H 、 H H+ 。-2 -2 2-2(4)反应 2Mn +5H2O2+6H+ 2Mn2+8H2O+5O2中,Mn 被还原为 Mn2+,H2O2则被
20、氧化为 O2。-4 -4到达滴定终点时,H 2O2被完全氧化,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色。第一次消耗标准KMnO4溶液的体积为 17.10 mL,与其他三次相比存在明显误差,应舍去,利用后三次实验数据计算:消耗标准 KMnO4溶液的平均体积为 =18.00 mL,则有 n(H2O2)18.10 +18.00 +17.90 3= n(KMnO4)= 0.100 0 molL-118.0010-3 L=4.510-3 mol,故试样中 H2O2的浓度为52 52=0.180 0 molL-1。滴定前尖嘴中有气泡 ,滴定后消失,则测得的标准 KMnO4溶4.510-325.0010-3液
21、的体积偏大,导致测定试样中 H2O2的浓度偏高。(5)甲同学认为 H2O2是二元弱酸,消耗了 OH-使红色消失,可向褪色后的溶液中滴加 NaOH 溶液,若溶液重新变成红色,说明甲同学的说法正确;若溶液不变色,说明乙同学的说法正确。5.答案 (1)Fe 2+ I +5I-+6H+ 3I2+3H2O 2Fe 3+2I- 2Fe2+I2-3(2)4KI+O2+2H2O 4KOH+2I2 KI 3在受热条件下产生 I2和 KI,KI 易被氧气氧化,碘易升华(3) 40解析 (1)Fe 2+与 K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色沉淀,则根据是否得到具有特征蓝色的沉淀,可检验是否含有 Fe2+。KIO 3
22、、Fe 3+具有氧化性,与 KI 发生氧化还原反应,离子方程式分别为 I +5I-3+6H+ 3I2+3H2O、2Fe 3+2I- 2Fe2+I2。(2)潮湿环境下 KI 与氧气反应生成碘单质、KOH,发生反应的化学方程式为 4KI+O2+2H2O 4KOH+2I2,因KI3H2O 在受热条件下产生 I2和 KI,KI 易被氧气氧化,碘易升华,则该物质不适合作为食盐加碘剂。(3)探究反应速率应注意控制变量,实验 1、2 中加入水的体积不同,其他条件应相同,故 V1=5,实验1 中反应物浓度大,反应速率快,则 t1t2;实验 2、3 应控制温度不同,其他条件相同,则 V2=40。6.答案 (1)
23、B(2)洗气,除去酸性气体 检验 CO 的纯度(3)长颈漏斗中液面上升(4)装置中黑色固体变红;装置中的澄清石灰水变浑浊(5)、(6)合理 因为 Cu2O 与稀硫酸反应生成 Cu2+,会使溶液变蓝解析 .(1)甲酸在浓硫酸存在的条件下加热分解生成 CO 和 H2O,体现浓硫酸具有脱水性,答案选B。(2)由于浓硫酸还具有强氧化性,故生成的 CO 中可能含有酸性气体,这些气体的存在会干扰后续的实验,故 NaOH 溶液的作用是洗气,除去酸性气体。由于 CO 是可燃性气体,因此实验步骤中的“某项操作”是检验 CO 的纯度。(3)若干燥管中的固体颗粒堵塞干燥管的出口,则装置中压强增大,出现的现象为长颈漏斗中液面上升。(4)CO 能与氧化铜反应生 成二氧化碳和铜,所以该实验证明 HCOOH 受热分解产物中有 CO 的现 象为:装置中黑色固体变红;装置中的澄清石灰水变浑浊。(5)CO 有毒,可利用点燃除去尾气中的 CO;为防止空气进入氧化生成的铜,应使中生成的铜在 CO气流中冷却,故实验步骤中酒精灯、的熄灭顺序为、。.(6)Cu 2O 可与稀硫酸反应生成 Cu2+,会使溶液变蓝,而铜与稀硫酸不反应,故确定产物中是否含有Cu2O 的实验方案是合理的。
