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文檔簡介
各省高考題胡征善2014年2月20日化學實驗復習專題化學實驗和實驗探究題一、2012年福建卷【答案】(1)ACB(2)①殘余清液中,n(Cl—)>n(H+)
②0.1100③偏小
④(i)Zn粒殘余清液(ii)裝置內氣體尚未冷至室溫二、2012年山東卷30.(14分)實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應制備MgAl2O4,主要流程如下:(1)為使Mg2+、Al3+同時生成沉淀,應先向沉淀反應器中加入________(填“A”或“B”),再滴加另一反應物。(2)如右圖所示,過濾操作中的一處錯誤是________。(3)判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是________。高溫焙燒時,用于盛放固體的儀器名稱是_______。(4)無水AlCl3(183℃升華)遇潮濕空氣即產生大量白霧,實驗室可用下列裝置制備。裝置B中盛放飽和NaCl溶液,該裝置的主要作用是______。F中試劑的作用是__________。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用,所裝填的試劑為__________?!敬鸢浮浚?)B(2)漏斗下端沒有緊貼燒杯內壁(3)硝酸酸化的AgNO3溶液坩堝(4)除去HCl吸收水蒸氣堿石灰三、2012年北京卷27.(15分)有文獻記載:在強堿條件下,加熱銀氨溶液可能析出銀鏡。某同學進行如下驗證和對比實驗。
裝置實驗序號試管中的藥品現(xiàn)象實驗Ⅰ2mL銀氨溶液和數(shù)滴較濃NaOH溶液有氣泡產生:一段時間后,溶液逐漸變黑:試管壁附著銀鏡實驗Ⅱ2mL銀氮溶液和數(shù)滴濃氨水有氣泡產生:一段時間后,溶液無明顯變化該同學欲分析實驗Ⅰ和實驗Ⅱ的差異,查閱資料:a.Ag(NH3)2++2H2OAg++2NH3·
H2Ob.AgOH不穩(wěn)定,極易分解為黑色Ag2O
(I)配制銀氨溶液所需的藥品是____________
。(2)經檢驗,實驗Ⅰ的氣體中有NH3,黑色物質中有Ag2O。①用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗NH3產生的現(xiàn)象是____________。②產生Ag2O的原因是_____________________。(3)該同學對產生銀鏡的原因提出假設:可能是NaOH還原Ag2O。實驗及現(xiàn)象:向AgNO3溶液中加入________,出現(xiàn)黑色沉淀;水浴加熱,未出現(xiàn)銀鏡。(4)重新假設:在NaOH存在下,可能是NH3還原Ag2O。用下圖所示裝置進行實驗?,F(xiàn)象:出現(xiàn)銀鏡。在虛線框內畫出用生石灰和濃氨水制取NH3的裝置簡圖(夾持儀器略)。(5)該同學認為在(4)的實驗中會有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假設:在NaOH存在下,可能是Ag(NH3)2OH也參與了NH3還原Ag2O的反應。進行如下實驗:①有部分Ag2O溶解在氨水中,該反應的化學方程式是_________。②實驗結果證實假設成立,依據(jù)的現(xiàn)象是_____________________。(6)用HNO3,清洗試管壁上的Ag,該反應的化學方程式是_______________________?!敬鸢浮浚?1)AgNO3溶液和氨水(2)①試紙變藍
②在NaOH存在下,加熱促進NH3·
H2O的分解,逸出NH3,促使Ag(NH3)2++2H2OAg++2NH3·
H2O平衡正向移動,c(Ag+)增大,Ag+和OH—反應立即轉化為Ag2O:2Ag++2OH—=Ag2O↓+H2O(3)過量NaOH溶液(4)(5)①Ag2O+4NH3·
H2O=2Ag(NH3)2OH+3H2O②與溶液接觸的試管壁上析出銀鏡(6)Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2↑+H2O最好寫稀硝酸的反應四、2013年課標卷可能用到的有關數(shù)據(jù)如下:相對分子質量密度(g·cm-3)沸點(℃)溶解性環(huán)己醇1000.9618161微溶于水環(huán)己烯820.810283難溶于水26.(Ⅰ卷
13分)醇脫水是合成烯烴的常用方法,實驗室合成環(huán)己烯的反應和實驗裝置如下:合成反應:在a中加入20g環(huán)己醇和2小片碎瓷片,冷卻攪動下慢慢加入1mL濃硫酸。B中通入冷卻水后,開始緩慢加熱a,控制餾出物的溫度不超過90℃。分離提純:反應粗產物倒入分液漏斗中分別用少量5%碳酸鈉溶液和水洗滌,分離后加入無水氯化鈣顆粒,靜置一段時間后棄去氯化鈣。最終通過蒸餾得到純凈環(huán)己烯10g?;卮鹣铝袉栴}:(1)裝置b的名稱是
。(2)加入碎瓷片的作用是
;如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加瓷片,應該采取的正確操作時
(填正確答案標號)。A.立即補加B.冷卻后補加C.不需補加D.重新配料(3)本實驗中最容易產生的副產物的結構簡式為
。(4)分液漏斗在使用前須清洗干凈并
;在本實驗分離過程中,產物應該從分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分離提純過程中加入無水氯化鈣的目的是
。(6)在環(huán)己烯粗產物蒸餾過程中,不可能用到的儀器有_______
(填正確答案標號)。
A.圓底燒瓶B.溫度計C.吸濾瓶
D.球形冷凝管E.接收器(7)本實驗所得到的環(huán)己烯產率是
(填正確答案標號)。A.41%B.50%C.61%D.70%【答案參考及評分標準】(1)(直形)冷凝管(1分)(2)防暴沸(1分)B(1分)(3)(2分)(4)檢查是否漏水(1分)上口倒出(1分)(5)吸水或吸收水和醇(1分,答“干燥”亦可)(6)C、D(7)~
1×1001×822016.4g
產率(環(huán)己烯)=10.0/16.4×100%=61%【命題思路】本題屬于實驗探究題。以有機物醇的消去反應為知識載體,考查了物質的分離和提純方法,以及實驗數(shù)據(jù)的處理能力?!窘馕觥渴炀氄莆諏嶒灥幕境WR是正確解答實驗探究題的前提。在復習中一定要熟練掌握常見儀器的名稱、形狀、用途和使用方法;熟悉物質的分離提純方法以及蒸餾、分液、過濾等基本實驗操作的裝置圖,操作步驟和操作中注意事項?!?,H2SO4Na2Cr2O726.(Ⅱ卷
15分)正丁醛是一種化工原料。某實驗小組利用如下裝置合成正丁醛。
發(fā)生的反應如下:CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO反應物和產物的相關數(shù)據(jù)列表如下:沸點/℃密度/(g·cm-3)水中溶解性正丁醇11.720.8109微溶正丁醛75.70.8017微溶五、2013年課標卷實驗步驟如下:將6.0gNa2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,再緩慢加入5mL濃硫酸,將所得溶液小心轉移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當有蒸汽出現(xiàn)時,開始滴加B中溶液。滴加過程中保持反應溫度為90—95℃,在E中收集90℃以下的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機層干燥后蒸餾,收集75—77℃餾分,產量2.0g?;卮鹣铝袉栴}:(1)實驗中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說明理由
。(2)加入沸石的作用是
。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應采取的正確方法是
。(3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是
,D儀器的名稱是
。(4)分液漏斗使用前必須進行的操作是
(填正確答案標號)。a.潤濕b.干燥c.檢漏d.標定(5)將正丁醛粗產品置于分液漏斗中分水時,水在
層(填“上”或“下”)。答案及評分標準(1)不能,易迸濺(2分)(2)防暴沸(1分)待溶液冷卻后再補加(2分)(3)分液漏斗(1分)(直形)冷凝管(1分)(4)c(1分)
(5)下(1分)(6)保證正丁醛被及時蒸出,防止被進一步氧化(3分)(7)51.4(3分)【命題思路】本題屬于實驗探究題。主要考查有機物的分離方法和基本實驗操作。【解析】首先搞清本實驗的目的是制取并提純正丁醛,正丁醛和正丁醇是互溶的液體,應該通過蒸餾的方法進行分離,利用的是二者的沸點不同;正丁醛微溶于水,蒸餾后仍含有少量水,再通過分液方式分開,水的密度大于正丁醛,故水層在下,從下口放出,正丁醛從上口倒出。(6)反應溫度應保持在90—95℃,其原因是
。(7)本實驗中,正丁醛的產率為
%。醛氧化為羧酸CH3CH2CH2CH2OH~CH3CH2CH2CHO74724.03.89g所以正丁醛的產率=實際產量/理論產量×100%=2.0/3.89×100%=51.4%。六、2012年浙江卷9.(15分)某研究小組利用如圖裝置探究溫度對CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略)。(1)MgCO3
的分解產物為
。(2)裝置C的作用是
,處理尾氣的方法為
。(3)將研究小組分為兩組,按上圖裝置進行對比實驗,甲組用酒精燈、乙組用酒精噴燈對裝置D加熱,反應產物均為黑色粉末(純凈物)。兩組分別用產物進行以下實驗。七、2013年重慶卷步驟操作甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1取黑色粉末加入稀鹽酸溶解,無氣泡溶解,有氣泡2取步驟1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液藍色沉淀藍色沉淀3取步驟1中溶液,滴加KSCN溶液變紅無現(xiàn)象4向步驟3溶液中滴加新制氯水紅色褪去先變紅后褪色①乙組得到的黑色粉末是
。②甲組步驟1中反應的離子方程式為
。③乙組步驟4中,溶液變紅的原因為
;溶液褪色可能的原因及其驗證方法為_____________。④從實驗安全考慮,上圖裝置還可采取的改進措施是
?!敬鸢浮浚?)MgOCO2(2)除去CO2點燃(3)①Fe②Fe3O4+8H+==2Fe3++Fe2++4H2O③Fe2+被氧化為Fe3+,F(xiàn)e3+遇SCN—顯紅色;假設SCN—被Cl2氧化。向溶液中再加入KSCN溶液,若溶液出現(xiàn)紅色,則假設成立
④在裝置BC之間增加裝置E防倒吸30.(15分)TiO2既是制備其他含鈦化合物的原料,又是一種性能優(yōu)異的白色顏料。(1)實驗室利用反應TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在無水無氧條件下,制取TiCl4實驗裝置示意圖如下有關性質如下表物質熔點/℃沸點/℃其他CCl4—2376與TiCl4互溶TiCl4—25136遇潮濕空氣產生白霧八、2013年山東卷儀器A的名稱是
,裝置E中的試劑是
。反應開始前依次進行如下操作:組裝儀器、_______、加裝藥品、通氮氣一段時間后點燃酒精燈。反應結束后的操作包括:①停止通氮氣②熄滅酒精燈③冷卻至室溫。正確的順序為__________(填序號)。欲分離D中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是____________。(2)工業(yè)上由鈦鐵礦(FeTiO3)(含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質)制備TiO2的有關反應包括:90℃酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)水解TiOSO4(aq)+2H2O(l)====H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
簡要工藝流程如下:①試劑A為________。鈦液Ⅰ需冷卻至70℃左右,若溫度過高會導致產品收率降低,原因是__________________。②取少量酸洗后的H2TiO3,加入鹽酸并振蕩,滴加KSCN溶液后無明顯現(xiàn)象,再加H2O2后出現(xiàn)微紅色,說明H2TiO3中存在的雜質離子是_____。這種H2TiO3即使用水充分洗滌,煅燒后獲得的TiO2也會發(fā)黃,發(fā)黃的雜質是______(填化學式)。
【答案】(1)干燥管濃H2SO4
檢查氣密性
②③①分餾(或蒸餾)(2)①Fe溫度過高會導致TiOSO4提前水解,產生H2TiO3沉淀②Fe2+Fe2O328、利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產物ZnO。制備流程圖如下:九、2013年浙江卷已知:Zn及其化合物的性質與Al及其化合物的性質相似。請回答下列問題:(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有________。A.去除油污B.溶解鍍鋅層C.去除鐵銹D.鈍化(2)調節(jié)溶液A的pH可產生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續(xù)操作步驟是___________。(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續(xù)通N2,其原因是_______________。(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實現(xiàn)固液分離?_____(填“能”或“不能”),理由是____________________。(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測得產物Fe3O4中二價鐵含量。若需配制濃度為0.01000mol/L的K2Cr2O7的標準溶液250mL,應準確稱取______gK2Cr2O77(保留4位有效數(shù)字,已知M(K2Cr2O7)==294.0g/mol)。配制該標準溶液時,下列儀器不必要用到的有_____(用編號表示)。①電子天平②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦移液管(6)滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結束后氣泡消失,則測定結果將_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)?!敬鸢浮浚?)AB(2)抽濾、洗滌、灼燒(3)防止Fe2+被氧化(4)不能膠體粒子太小,抽濾時透過濾紙(5)0.7350(0.01000mol/L×0.250L×294.0g/mol)③⑦(6)偏大9、
FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)生產流程制備無水FeCl3,再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。I.經查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下:十、2013年天津卷
①檢查裝置的氣密性;②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣;③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成④____________________。⑤體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的N2趕盡Cl2,將收集器密封請回答下列問題:(1)裝置A中反應的化學方程式為________________。(2)第③步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應管A的右端。要使沉積得FeCl3進入收集器,第④步操作是____________。
(3)操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)_______。
(4)裝置B中的冷水作用為_____;裝置C的名稱為__;裝置D中FeCl2全部反應完后,因為失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑:______。
(5)在虛線框內畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。II.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。
(6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為________。
(7)電解池中H+在陰極放電產生H2,陽極的電極反應為____________________________。(8)綜合分析實驗II的兩個反應,可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點:①H2S的原子利用率100%;②____________。
(1)2Fe+3Cl2===2FeCl3
(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱(3)②⑤
(4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產品干燥管K3[Fe(CN)6]溶液
(5)(6)2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+(7)Fe2+
-e—=Fe3+
(8)FeCl3得到循環(huán)利用
工藝(實驗)流程題27.(I卷
15分)鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe—=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條件未給出)。一、2013年課標卷回答下列問題:(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為______。(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_______。(3)“酸浸”一般在80℃下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式__________________、_______________;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點是______________。(4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式_______。(5)充放電過程中,發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化,寫出放電時電池反應方程式_________________。(6)上述工藝中,“放電處理”有利于鋰在正極的回收,其原因是__________________。在整個回收工藝中,可回收到的金屬化合物有_____(填化學式)?!久}思路】本題屬于無機綜合——化工流程題,主要考查廢舊鋰離子電池的再生利用及化學方程式、離子方程式和電極反應式的書寫。【解析】化工流程題要讀懂各步所發(fā)生的反應,然后運用所學基本概念和基本理論及元素化合物知識得出答案。根據(jù)化合價規(guī)則可以得出(1)中鈷的化合價為+3;熟悉Al的性質即可快速寫出(2)中離子方程式。理解氧化還原反應含義,可以寫出(3)中化學方程式;讀懂流程圖,即可寫出“沉鈷”過程中的反應方程式。根據(jù)化合價變化并結合放電可以寫出(5)中電池總反應,理解原電池反應原理即可輕松完成問題(6)。分液分離答案及評分標準(1)+3 (1分)(2)Al+OH——+H2O=AlO2—+3/2H2↑ 或2Al+2OH—-+6H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑(2分)(3)2LiCoO2+H2O2+3H2SO4(稀)===Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O(2分)(4)CoSO4+2NH4HCO3===CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O(2分)有氯氣生成,污染較大(2分)
(5)電池反應:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C(2分)(6)Li+由負極生成,經由電解質向正極移動并進入正極材料中(2分)
(—)LixC6
—xe—=xLi++6C
(+)Li1-xCoO2+xe—+xLi+=LiCoO2
Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4
(2分,寫兩種給1分)△概念辨析鋰電池與鋰離子電池一、鋰電池金屬鋰或其合金金屬作負極參與電極反應:
Li—e—=Li+正極材料通常是二氧化錳或亞硫酰氯,非水電解質溶液
愛迪生鋰電池反應:Li+MnO2=LiMnO2
雖然這種電池也可以充電,但循環(huán)性能不好,在充放電循環(huán)過程中容易形成鋰結晶,造成電池內部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。代號分類正極電解質溶液電壓BLi-氟化石墨氟化石墨(一種氟化碳)非水系電解液3.0VCLi-MnO2熱處理過的MnO2高氯酸鋰非水系電解液3.0VELi-SOCl2SOCl2四氯鋰鋁非水系電解液3.6VFLi-FeSFeS非水系電解液1.5VGLi-CuOCuO非水系電解液1.5V各種鋰電池二、鋰離子電池Li+在電解質溶液中移動,傳遞電荷,不參與電極反應。負極:6C+xLi++xe—=LixC6常用的正極材料:鈷酸鋰LixCoO2,0<x≤1——當x=1時,對應于其理論容量,高達274mAh/g,但在實際的循環(huán)過程中,當x>0.55時,材料的容量發(fā)生嚴重的退化,其層狀結構傾向于塌陷,使得實際可利用的容量不超過155mAh/g,為了能夠更多的利用LiCoO2中的鋰離子,人們采用摻雜、包覆等辦法對其改性。目前,有多種元素應用于LiCoO2摻雜,但只有Mn和Al表現(xiàn)出較好的效果。在Li過分脫出時(E>4.2V時),LiCoO2發(fā)生嚴重的過充現(xiàn)象,化學鍵發(fā)生斷裂而釋出O2,導致體系的不穩(wěn)定,甚至有使電池爆炸的危險。鎳鈷二元材料LICo1-xNixO2——LiCoO2價格昂貴,合成具有電化學活性的LiNiO2困難,如果能夠結合二者的優(yōu)點,用價格相對低廉的Ni替代部分Co,合成具有LiCoO2一樣優(yōu)良電化學性能地電極材料,那么將具有廣闊的應用前景。由于半徑相近,Ni和Co幾乎可以以任何比例形成固溶體。近幾年來,多元混合摻雜的層狀氧化物得到了大量的研究,不同金屬原子比例的鎳鈷錳多元材料得到了研究,但是顆粒形貌和粒度分布不得到有效的控制,只有在足夠高的電勢下(大于4.5V)才能獲得180mAh/g的容量,此外沒有從根本上改變鈷系材料的特點。多元復合材料(鎳鈷錳)——簡單地表示為LiNiCoMnO2尖晶石錳酸鋰LiMn2O4——尖晶石LiMn2O4
的容量衰減主要來源于:一方面為強烈的電子-晶格作用即Jahn-Teller效應,在放電過程中,尖晶石顆粒表面會形成Li2Mn2O4
或形成Mn的平均化合價低于3.5的缺陷尖晶石相,這會引起結構不穩(wěn)定,造成容量的損失。另一個方面在于循環(huán)過程中Mn的溶解流失,由Mn3+很容易發(fā)生歧化反應,生成Mn2+和Mn4+;Mn2+溶解于電解液中而造成Mn的流失,所以一直以來市場受到嚴重限制。橄欖石型磷酸鐵鋰LiFePO4——研究人員發(fā)現(xiàn)在三維框架結構中,引入含氧多的陰離子如SO42—或PO43—等來取代O2—,除了得到與氧化物一致的高電壓外,也能提供較大的自由體積,有利于鋰離子的遷移,而且使鋰的嵌入和脫嵌電位保持穩(wěn)定。1997年Goodenough等首次報道橄欖石型的磷酸鐵鋰(LiFePO4)可用于鋰離子電池正極材料,其中的鋰離子可以完全從晶格中脫出形成層狀FePO4,其相對于鋰的電極電勢為3.5伏,理論容量為170mAh/g。充電放電充電放電2009年浙江卷:市場上經常見到的標記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作為金屬鋰的載體),電解質為一種能傳導Li+的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應式為:Li+2Li0.35NiO22Li0.85NiO2。下列說法不正確的是
A.放電時,負極的電極反應式:Li-e-==Li+B.充電時,Li0.85NiO2既發(fā)生氧化反應又發(fā)生還原反應C.該電池不能用水溶液作為電解質D.放電過程中Li+向負極移動充電放電浙江兩年高考題混淆了鋰電池和鋰離子電池2010年浙江卷:Li-Al/FeS電池是一種正在開發(fā)的車載電池,該電池中正極的電極反應式為:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe有關該電池的下列說法中,正確的是
A.Li-Al在電池中作為負極材料,該材料中Li的化合價為+1價
B.
該電池的電池反應式為:2Li+FeS=Li2S+Fe
C.負極的電極反應式為Al—3e—==Al3+
D.充電時,陰極發(fā)生的電極反應式為:2Li2S+Fe—2e—=2Li++FeS“Li-ion”就是鋰離子電池的符號。2009年浙江高考題應該是“負極材料是金屬鋰離子和碳的復合材料(碳作為金屬鋰離子的載體)”;2010年浙江高考題應該是“Li-Al/FeS鋰離子電池,Al是負極,Li+在電解質溶液中遷移傳遞電荷”
27.(Ⅱ卷
14分)氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅(含有Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等雜質)的流程如下:提示:在本實驗條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高錳酸鉀的還原產物是MnO2?;卮鹣铝袉栴}:(1)反應②中除掉的雜質離子是______,發(fā)生反應的離子方程式為__________________。加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對除雜的影響是______。(2)反應③的反應類型為_____。過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有___。(3)反應④形成的沉淀要用水洗,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是__________。(4)反應④中產物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2。取干操后的濾餅11.2g,煅燒后可得到產品8.1g。則x等于___。【命題思路】本題屬于無機綜合題型。主要考查常見化工流程中涉及的物質的分離提純、反應類型、離子方程式的書寫及有關計算?!窘馕觥亢须s質的ZnO(Fe2+、Mn2+、Ni2+),其中Fe2+和Mn2+有較強的還原性,可以和弱酸性的KMnO4溶液反應,從而達到除雜的目的(3Fe2++MnO4—+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2+5H+;2MnO4—+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+)。除掉了Fe2+和Mn2+之后,再加過量Zn除掉Ni2+,最后再將溶液中的Zn2+轉化為ZnCO3沉淀,對ZnCO3沉淀進行洗滌、干燥、灼燒處理即可得ZnO。
Fe(OH)3、MnO2過量Zn、Ni濾液Na+、SO42—答案及評分標準(1)Fe2+和Mn2+(2分)3Fe2++MnO4—+7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+
(2分)2MnO4—+3Mn2++2H2O=5MnO2↓+4H+(2分)Fe2+和Mn2+不能生成沉淀(1分)(2)置換反應(1分)鎳或Ni(1分)(3)取最后一次洗滌液少許,先加稀HCl,再加BaCl2(aq),若無白色沉淀生成,證明已洗凈(2分)(4)ZnCO3·xZn(OH)2ZnO1×(125+99x)(1+x)×8111.28.1解得x=1(3分)二、2013年上海卷
七、(本題共12分)溴化鈣可用作阻燃劑、制冷劑,具有易溶于水,易吸潮等性質。實驗室用工業(yè)大理石(含有少量Al3+、Fe3++等雜質)制備溴化鈣的主要流程如下:完成下列填空:35.上述使用的氫溴酸的質量分數(shù)為26%,若用47%的氫溴酸配置26%的氫溴酸的氫溴酸500mL,所需的玻璃儀器有玻璃棒、
。36.已知步驟Ⅲ的濾液中不含NH4+。步驟Ⅱ加入的試劑a是
,控制溶液的pH約為8.0的目的是________________、________________。37.試劑b是
,步驟Ⅳ的目的是
。38.步驟Ⅴ所含的操作依次是
、
。39.制得的溴化鈣可以通過如下步驟測定其純度:①稱取4.00g無水溴化鈣樣品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反應后過濾;④
;⑤稱量。若得到1.88g碳酸鈣,則溴化鈣的質量分數(shù)為_______(保留兩位小數(shù))。若實驗操作規(guī)范而測定結果偏低,其原因是
。七、(本題共12分)35.燒杯量筒36.氫氧化鈣確保Fe3++和Al3+沉淀完全防止Al(OH)3溶解37.氫溴酸除去過量的氫氧化鈣38.蒸發(fā)濃縮冷卻結晶過濾39.烘干,冷卻0.94溴化鈣吸水19.(15分)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收銅并制備ZnO的部分實驗過程如下:
(1)①銅帽溶解時加入H2O2的目的是________(用化學方程式表示)。
②銅帽溶解后需將溶液中過量H2O2除去。除去H2O2的簡便方法是__________。(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質為鐵及其氧化物)含量,實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2+三、2012年江蘇卷
的含量。實驗操作為:準確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調節(jié)pH=3~4,加入過量KI,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中的離子方程式如下:
2Cu2++4I—=2CuI(白色)↓+I2
I2+2S2O32—=2I—+S4O62—
①滴定選用的指示劑為________,滴定終點觀察到的現(xiàn)象為____________。
②若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,所測定的Cu2+的含量將會__________
(填“偏高”、“偏低”、“不變”)。
(3)已知pH>11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2—。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0
mol?L—1計算)
開始沉淀的pH
開始沉淀的pHFe3+1.13.2Fe2+5.88.8Zn2+5.98.9實驗中可選用的試劑:30%
H2O2、1.0
mol?L—1HNO3、1.0
mol?L—1
NaOH。
由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為:①___________________________;②______________________;
③過濾;④_____________________________;⑤過濾、洗滌、干燥;⑥900℃煅燒。
第(3)題的實驗設計這里最好選用固體ZnO或ZnCO3調節(jié)溶液pH,但試題只提供了1.0mol/LNaOH溶液題給30%H2O2、HNO3溶液都可將Fe2+氧化為Fe3+
,這就需要評價選用!參考答案
(1)①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O
②加熱(至沸)
(2)①淀粉溶液
藍色褪去
②偏高
(3)①向濾液中加入30%的H2O2使其充分反應
②滴加1.0
moL?
L—1的氫氧化鈉,調節(jié)pH約為5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全
④向濾液中滴加1.0
moL?
L—1的氫氧化鈉,調節(jié)pH約為10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全【分析】本題以實驗室利用廢棄舊電池的銅帽回收銅并制備ZnO制取為背景的綜合實驗題,涉及元素及其化合物知識、氧化還原滴定、指示劑的選擇、誤差的分析、實驗設計能力(操作步驟、溶液pH調節(jié)等多方面內容),考查綜合實驗能力。
【備考提示】實驗的基本操作、實驗儀器的選擇、實驗誤差分析、物質的除雜和檢驗等內容是高考復習的重點。四、2011年課標卷
28.(15分)氫化鈣固體登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。請回答下列問題:(1)請選擇必要的裝置,按氣流方向連接順序為________(填儀器接口的字母編號)(2)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;打開分液漏斗活塞_________(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。A.加熱反應一段時間B.收集氣體并檢驗其純度C.關閉分液漏斗活塞D.停止加熱,充分冷卻(3)實驗結束后,某同學取少量產物,小心加入水中,觀察到有氣泡冒出,溶液中加入酚酞后顯紅色,該同學據(jù)此斷,上述實驗確有CaH2生成。①寫出CaH2與水反應的化學方程式_______________。②該同學的判斷不正確,原因是__________________。(4)請你設計一個實驗,用化學方法區(qū)分鈣與氫化鈣,寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象____________。【解析】第(1)題是裝置設計:根據(jù)實驗室中制備氫化鈣的裝置,對題給的儀器要進行評價篩選——氫氣制備、氫氣凈化干燥、與鈣加熱反應并防空氣中水蒸氣對氫化鈣的影響;第(2)題是操作設計:制備氫氣并排裝置內空氣、加熱使鈣與氫氣反應、停止加熱繼續(xù)通氫氣冷至室溫;第(4)題是對產物固體組成確定的設計。【備考提示】實驗的設計能力(實驗儀器裝置的評價篩選、實驗操作次序的確定、物質的檢驗等是《考試說明》要求掌握的化學實驗基本技能28.(1)(2)(3)①②(4)(5)參考答案Ⅰ卷36.(15分)草酸(乙二酸)可作還原劑和沉淀劑,用于金屬除銹、織物漂白和稀土生產。一種制備草酸(含2個結晶水)的工藝流程如下:五、2013年課標卷
回答下列問題:(1)CO和NaOH在一定條件下合成甲酸鈉、甲酸鈉加熱脫氫的化學反應方程式分別為___________、__________。(2)該制備工藝中有兩次過濾操作,過濾操作①的濾液是_______,濾渣是________;過濾操作②的濾液是_____和_______,濾渣是_________。(3)工藝過程中③和④的目的是____________________。(4)有人建議甲酸鈉脫氫后直接用硫酸酸化制備草酸。該方案的缺點是產品不純,其中含有的雜質主要是_____。(5)結晶水合草酸成品的純度用高錳酸鉀法測定。稱量草酸成品0.250g溶于水中,用0.0500mol?L—1的酸性KMnO4溶液滴定,至粉紅色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00mL,反應的離子方程式為____________________;列式計算該成品的純度________。【命題思路】本題考查化學知識在化工生產中的綜合應用,屬于化工流程題。【解析】在解題時要仔細觀察流程圖,根據(jù)物質的性質,比如一些物質的溶解性:草酸鈣難溶于水、硫酸鈣微溶于水,可以推出過濾操作①和②中濾液和濾渣的成分,從而完成各步問題。答案及評分標準(1)CO+NaOHHCOONa (1分)
2HCOONaNa2C2O4+H2↑(1分)(2)NaOH(aq)CaC2O4H2C2O4(aq)和稀H2SO4
CaSO4
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