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化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合第45講

實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊(cè)考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)知識(shí)梳理

夯實(shí)必備知識(shí)|提升關(guān)鍵能力夯實(shí)必備知識(shí)1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的原則和思路(1)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的五項(xiàng)基本原則夯實(shí)必備知識(shí)(2)基本思路夯實(shí)必備知識(shí)

夯實(shí)必備知識(shí)2.化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)原理是否明確合理評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案是否安全可靠評(píng)價(jià)藥品、儀器是否方便易得評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論是否科學(xué)明確夯實(shí)必備知識(shí)(2)化學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的5個(gè)方面①可行性方面a.分析實(shí)驗(yàn)方案是否科學(xué)可行。b.實(shí)驗(yàn)操作是否安全合理。c.實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單方便。d.實(shí)驗(yàn)效果是否明顯。②綠色化學(xué)方面a.實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染。b.原料是否無毒、安全、易得。c.原料利用率及反應(yīng)速率是否較高。夯實(shí)必備知識(shí)③安全性方面a.凈化、吸收氣體,當(dāng)熄滅酒精燈及左邊有揮發(fā)性液體加熱,氣壓不恒定要設(shè)置安全裝置——防止液體倒吸。b.進(jìn)行某些易燃易爆實(shí)驗(yàn)時(shí)要防爆炸(如H2還原CuO應(yīng)先通H2,氣體點(diǎn)燃前先驗(yàn)純等)。c.防氧化(如H2還原CuO后要“先滅燈再停氫”,白磷切割宜在水中進(jìn)行等)。d.污染性的氣體要進(jìn)行尾氣處理;有粉末狀物質(zhì)參加的反應(yīng),要注意防止導(dǎo)氣管堵塞。e.防吸水(如實(shí)驗(yàn)取用、制取易吸水、潮解、水解的物質(zhì)時(shí)宜采取必要措施,以保證達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。夯實(shí)必備知識(shí)④規(guī)范性方面a.冷凝回流(有些反應(yīng)中,為減少易揮發(fā)液體反應(yīng)物的損耗和充分利用原料,需在反應(yīng)裝置上加裝冷凝回流裝置,如長(zhǎng)玻璃管、豎裝的冷凝管等)。b.易揮發(fā)液體產(chǎn)物(導(dǎo)出時(shí)可為蒸氣)的及時(shí)冷卻。c.儀器拆卸與組裝順序相反,按照從右向左,從高到低的順序。d.其他(如實(shí)驗(yàn)操作順序、試劑加入順序、實(shí)驗(yàn)方法使用順序等)。e.最佳方案的選擇幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案都能達(dá)到目的,選出一個(gè)最佳方案。所謂最佳,就是裝置最簡(jiǎn)單,藥品容易取得、價(jià)格低廉,現(xiàn)象明顯,干擾小,無污染等。夯實(shí)必備知識(shí)⑤從評(píng)價(jià)的主要針對(duì)點(diǎn)來看,實(shí)驗(yàn)綜合題可分為裝置評(píng)價(jià)型和原理評(píng)價(jià)型兩類。a.實(shí)驗(yàn)裝置的評(píng)價(jià)對(duì)比各方案裝置,從裝置的合理性、操作的簡(jiǎn)便可行等方面進(jìn)行全面分析,優(yōu)選出最佳裝置。b.實(shí)驗(yàn)原理的評(píng)價(jià)緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對(duì)各方案的原理綜合考慮,從原理是否科學(xué)正確、是否節(jié)省原料、涉及的操作是否簡(jiǎn)便易行、是否誤差較小等方面進(jìn)行全面分析,設(shè)計(jì)或優(yōu)選出最佳方案。1.

[2022·河北邢臺(tái)五岳聯(lián)盟月考]為了探究溶有SO2的BaCl2溶液的性質(zhì),某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):提升關(guān)鍵能力題組一

性質(zhì)探究型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)裝置實(shí)驗(yàn)試劑W部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①Fe(NO3)3溶液溶液中產(chǎn)生白色沉淀②燒堿溶液溶液中產(chǎn)生白色沉淀③含I2的淀粉溶液藍(lán)色溶液變?yōu)闊o色④Na2S溶液溶液變渾濁下列推斷正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)①中僅發(fā)生反應(yīng):SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=2Fe2++BaSO4↓+4H+B.實(shí)驗(yàn)②中產(chǎn)生的白色沉淀難溶于鹽酸C.由實(shí)驗(yàn)③可推知還原性:HI>SO2D.實(shí)驗(yàn)④中因生成了S而使溶液變渾濁提升關(guān)鍵能力D提升關(guān)鍵能力[解析]溶有二氧化硫的氯化鋇溶液中二氧化硫與水反應(yīng)使溶液呈酸性,加入硝酸鐵溶液后,硝酸根離子的氧化性強(qiáng)于鐵離子,硝酸根離子優(yōu)先與二氧化硫反應(yīng),則實(shí)驗(yàn)①中二氧化硫會(huì)與硝酸根離子、鐵離子先后反應(yīng),故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)②中二氧化硫與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成亞硫酸鈉,亞硫酸鈉溶液與氯化鋇溶液反應(yīng)生成能溶于鹽酸的亞硫酸鋇沉淀,故B錯(cuò)誤;向溶有二氧化硫的氯化鋇溶液中加入含碘的淀粉溶液,二氧化硫與碘水反應(yīng)生成硫酸和氫碘酸,藍(lán)色溶液會(huì)變?yōu)闊o色,由還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物可知,二氧化硫的還原性強(qiáng)于碘化氫,故C錯(cuò)誤;向溶有二氧化硫的氯化鋇溶液中加入硫化鈉溶液,硫化鈉溶液與二氧化硫反應(yīng)生成的氫硫酸能與二氧化硫水溶液反應(yīng)生成硫沉淀,使溶液變渾濁,故D正確。

提升關(guān)鍵能力提升關(guān)鍵能力[解析]由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,制備亞硝酸鈉時(shí),先向盛有碳酸鈉溶液的三頸燒瓶中通入一段時(shí)間氮?dú)?排盡裝置中的空氣后,再通入一氧化氮和二氧化氮的混合氣體,一氧化氮和二氧化氮在碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硝酸鈉和二氧化碳,盛有酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶用于吸收一氧化氮,防止污染空氣。(1)制取NaNO2的離子方程式是

。

(2)小組成員推測(cè)HNO2是弱酸。為證實(shí)推測(cè),向NaNO2溶液中加入試劑X,“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”證實(shí)該推測(cè)合理,加入的試劑及現(xiàn)象是

,

。提升關(guān)鍵能力

無色酚酞溶液溶液變成淺紅色Ⅱ.NaNO2性質(zhì)探究將實(shí)驗(yàn)ⅰ制取的NaNO2固體配制成約0.1mol·L-1NaNO2溶液,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)ⅱ和ⅲ。實(shí)驗(yàn)ⅱ(3)由實(shí)驗(yàn)ⅱ的現(xiàn)象得出結(jié)論:白色沉淀的生成與

有關(guān)。

提升關(guān)鍵能力AgNO3溶液和NaNO2溶液的相對(duì)用量[解析]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,向NaNO2溶液中滴加AgNO3溶液時(shí),先沒有白色沉淀生成,后有白色沉淀生成,說明白色沉淀的生成與AgNO3溶液和NaNO2溶液的相對(duì)用量有關(guān)。(4)僅用實(shí)驗(yàn)ⅱ的試劑,設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)一步證實(shí)了上述結(jié)論,實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是

。

提升關(guān)鍵能力向AgNO3溶液中逐滴滴加NaNO2溶液,先有白色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解[解析]由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,向NaNO2溶液中滴加AgNO3溶液時(shí),先沒有白色沉淀生成,后有白色沉淀生成,則向AgNO3溶液中滴加NaNO2溶液時(shí),先有白色沉淀生成,然后沉淀逐漸溶解說明白色沉淀的生成與AgNO3溶液和NaNO2溶液的相對(duì)用量有關(guān)。

提升關(guān)鍵能力

提升關(guān)鍵能力取2mL0.1mol·L-1NaNO3溶液于試管中,加2mL0.1mol·L-1KI溶液(含淀粉),再滴加三滴1mol·L-1硫酸溶液,溶液沒有變藍(lán)提升關(guān)鍵能力[解析]由題意可知,一氧化氮和二氧化氮在碳酸鈉溶液中反應(yīng)生成亞硝酸鈉和二氧化碳時(shí),可能生成硝酸鈉,則設(shè)計(jì)酸性條件下,硝酸鈉溶液與碘化鉀溶液沒有碘生成的實(shí)驗(yàn),可以說明酸性條件下,只有亞硝酸鈉溶液與碘化鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),故可以進(jìn)行以下操作:取2mL0.1mol·L-1NaNO3溶液于試管中,加2mL0.1mol·L-1KI溶液(含淀粉),再滴加三滴1mol·L-1硫酸溶液,溶液沒有變藍(lán)。提升關(guān)鍵能力[思維建模]

猜想型性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)題的思維流程1.[2022·遼寧沈陽月考]疊氮化鈉(NaN3)常用作汽車安全氣囊中的藥劑。實(shí)驗(yàn)室制取疊氮化鈉的原理、實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)步驟如下:①打開裝置D導(dǎo)管上的旋塞,加熱制取氨氣。②再加熱裝置A中的金屬鈉,使其熔化并充分反應(yīng)后,再停止加熱裝置D并關(guān)閉旋塞。③向裝置A中b容器內(nèi)充入加熱介質(zhì)并加熱到210~220℃,然后通入N2O。提升關(guān)鍵能力題組二

原理探究型實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)④冷卻,向產(chǎn)物中加入乙醇(降低NaN3的溶解度),減壓濃縮結(jié)晶后,再過濾,并用乙醚洗滌,晾干。已知:Ⅰ.NaN3是易溶于水的白色晶體,微溶于乙醇,不溶于乙醚;Ⅱ.NaNH2熔點(diǎn)為210℃,沸點(diǎn)為400℃,在水溶液中易水解。請(qǐng)回答下列問題:提升關(guān)鍵能力(1)實(shí)驗(yàn)室若采用固體加熱方式制取氨氣,則其化學(xué)方程式為

。

提升關(guān)鍵能力[解析]由反應(yīng)步驟可知制取疊氮化鈉的原理為先通入氨氣與鈉先反應(yīng)生成NaNH2和氫氣,反應(yīng)生成的NaNH2再與通入的N2O反應(yīng)生成NaN3和H2O。(1)實(shí)驗(yàn)室若采用固體加熱方式制取氨氣即加熱氯化銨與氫氧化鈣的混合物生成氨氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)2NH3↑+CaCl2+2H2O。2NH4Cl(s)+Ca(OH)2(s)2NH3↑+CaCl2+2H2O(2)步驟①中先加熱通氨氣的目的是

;步驟②氨氣與熔化的鈉反應(yīng)生成NaNH2的化學(xué)方程式為

;步驟③中最適宜的加熱方式為

(填“水浴加熱”或“油浴加熱”)。提升關(guān)鍵能力[解析]步驟①中先加熱通氨氣,排盡裝置中的空氣,防止空氣中的O2等進(jìn)入與鈉反應(yīng);氨氣與熔化的鈉反應(yīng)生成NaNH2和氫氣,反應(yīng)為2Na+2NH32NaNH2+H2;已知步驟③的溫度為210~220℃,故選擇油浴加熱。油浴加熱

排盡裝置中的空氣,防止空氣中的氧氣等與鈉發(fā)生反應(yīng)2Na+2NH32NaNH2+H2(3)圖中儀器a用的材料是鐵質(zhì)而不用玻璃,其主要原因是

。

(4)汽車經(jīng)撞擊后30毫秒內(nèi),會(huì)引發(fā)疊氮化鈉迅速分解為兩種單質(zhì),其中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為

。(5)步驟④中用乙醚洗滌的主要原因除了因?yàn)槠湟讚]發(fā),有利于產(chǎn)品快速干燥外,還因?yàn)?/p>

。

提升關(guān)鍵能力[解析](4)疊氮化鈉(NaN3)撞擊后30毫秒內(nèi)迅速分解為兩種單質(zhì),由質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后元素種類不變,兩種單質(zhì)為鈉和氮?dú)?反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaN3

2Na+3N2↑,氮元素化合價(jià)升高,氮?dú)馐茄趸a(chǎn)物,鈉元素化合價(jià)降低,鈉為還原產(chǎn)物,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為(3×28)∶(2×23)=42∶23。反應(yīng)過程中有水生成,水與鈉反應(yīng)生成的NaOH能腐蝕玻璃NaN3不溶于乙醚,能減少NaN3的溶解損耗42∶23(6)實(shí)驗(yàn)室用滴定法測(cè)定疊氮化鈉樣品中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):①將2.500g試樣配成500.00mL溶液。②取50.00mL溶液置于錐形瓶中,加入50.00mL0.1010mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液。③充分反應(yīng)后,將溶液稍稀釋,向溶液中加入8mL濃硫酸,滴入3滴鄰菲啰啉指示液,用0.0500mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的Ce4+,消耗溶液體積29.00mL。測(cè)定過程的反應(yīng)方程式為2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3

=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑;Ce4++Fe2+

=Ce3++Fe3+。試樣中NaN3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。

提升關(guān)鍵能力93.6%提升關(guān)鍵能力

2.某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組探究SO2與FeCl3溶液的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)一:用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制備SO2,并將足量SO2通入FeCl3溶液中,溶液迅速變?yōu)檠t色;停止通入氣體,將血紅色溶液密閉放置5小時(shí)后,溶液變?yōu)闇\綠色。(1)制備SO2的化學(xué)反應(yīng)方程式為

。

提升關(guān)鍵能力Na2SO3+H2SO4(濃)=Na2SO4+SO2↑+H2O提升關(guān)鍵能力

(2)儀器a的名稱為

。

(3)某同學(xué)取適量酸性KMnO4溶液于試管中,滴入幾滴血紅色溶液,溶液的紫色褪去,據(jù)此推斷血紅色溶液中含有Fe2+,此結(jié)論

(填“正確”或“不正確”),理由是

。

提升關(guān)鍵能力球形干燥管

不正確

實(shí)驗(yàn)二:探究血紅色溶液產(chǎn)生的原因?qū)嶒?yàn)過程如下表:提升關(guān)鍵能力實(shí)驗(yàn)序號(hào)假設(shè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)論①c(H+)取上述血紅色溶液,滴入Y溶液,溶液又變?yōu)辄S色假設(shè)不成立②c(H2SO3)和c(SO2)增大在FeCl3溶液中,滴入1mol·L-1Na2SO3溶液,溶液呈血紅色,再逐漸滴入HCl溶液,出現(xiàn)

現(xiàn)象

假設(shè)不成立③在FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,立即變?yōu)檠t色假設(shè)成立(4)實(shí)驗(yàn)①中,Y是

(填化學(xué)式);實(shí)驗(yàn)②中現(xiàn)象是

。

提升關(guān)鍵能力HCl[解析]由假設(shè)可知,實(shí)驗(yàn)①探究溶液中氫離子濃度對(duì)血紅色產(chǎn)生的影響,由變量唯一化原則可知,向血紅色溶液中滴入的酸Y為鹽酸;實(shí)驗(yàn)②探究二氧化硫和亞硫酸濃度對(duì)血紅色產(chǎn)生的影響,由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知,加入的鹽酸與亞硫酸鈉溶液反應(yīng)生成的二氧化硫和亞硫酸對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響,則反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)與實(shí)驗(yàn)①相同,溶液又變?yōu)辄S色。變黃

提升關(guān)鍵能力使Fe3+的濃度保持不變

提升關(guān)鍵能力

提升關(guān)鍵能力[歸納總結(jié)]實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)與改進(jìn)(1)評(píng)價(jià):一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)劣主要從實(shí)驗(yàn)原理是否科學(xué)合理,操作與裝置是否簡(jiǎn)單可行,以及綠色化學(xué)和安全性的角度去評(píng)價(jià)。①?gòu)摹翱茖W(xué)性”和“可行性”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)原理是否正確、可行;實(shí)驗(yàn)操作是否安全、合理;實(shí)驗(yàn)步驟是否簡(jiǎn)單、方便;實(shí)驗(yàn)效果是否明顯、準(zhǔn)確。②從“綠色化學(xué)”視角對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)反應(yīng)原料是否易得、安全、無毒;反應(yīng)速率是否合適;原料利用率以及生成物的產(chǎn)率是否較高;實(shí)驗(yàn)過程中是否造成環(huán)境污染。提升關(guān)鍵能力③從“安全性”方面對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出評(píng)價(jià)化學(xué)實(shí)驗(yàn)從安全角度?？紤]的因素主要有防倒吸、防爆炸、防吸水、防泄漏、防著火、防濺液、防破損等。(2)改進(jìn):改進(jìn)的思路是先找到原方案的不足,然后進(jìn)行反向思維再聯(lián)系所掌握的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行改進(jìn)方案的設(shè)計(jì)。考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理知識(shí)梳理

夯實(shí)必備知識(shí)|提升關(guān)鍵能力1.定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定方法夯實(shí)必備知識(shí)2.定量實(shí)驗(yàn)中“數(shù)據(jù)”的采集和處理(1)稱量固體質(zhì)量時(shí),中學(xué)一般用托盤天平,可估讀到0.1g,精確度要求高的實(shí)驗(yàn)中可以用電子天平,可估讀到0.001g或0.0001g。(2)測(cè)量液體體積時(shí),一般實(shí)驗(yàn)中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒,可估讀到0.1mL,精確度要求高的定量實(shí)驗(yàn),如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式),可估讀到0.01mL。容量瓶作為精密的定容儀器,用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,一般不用于量取液體的體積。(3)氣體除了量取外,還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時(shí)一般有兩種方法:一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值;另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。夯實(shí)必備知識(shí)(4)用pH試紙(測(cè)得整數(shù)值)或pH計(jì)(精確度為0.01)直接測(cè)出溶液的pH,經(jīng)過計(jì)算可以得到溶液中H+或OH-的物質(zhì)的量濃度。(5)為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,要進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定。如中和滴定實(shí)驗(yàn)中要平行做2~3次滴定實(shí)驗(yàn),求算未知溶液的濃度再取平均值,但對(duì)于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄,因?yàn)閿?shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的誤差。夯實(shí)必備知識(shí)1.[2023·遼寧六校協(xié)作體聯(lián)考]實(shí)驗(yàn)表明,將CuSO4溶液與Na2CO3溶液混合有藍(lán)綠色沉淀生成。為了探究該沉淀的化學(xué)成分(假設(shè)為單一成分,且不含結(jié)晶水),某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)?；卮鹣铝袉栴}:(1)藍(lán)綠色沉淀可能為a.

;

b.CuCO3;c.堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為mCu(OH)2·nCuCO3]。(2)從懸濁液中獲得藍(lán)綠色固體的操作是

。

提升關(guān)鍵能力題組一

物質(zhì)組成分析及含量純度測(cè)定型Cu(OH)2過濾提升關(guān)鍵能力[解析]定量測(cè)定藍(lán)色晶體的組成時(shí),先連接好裝置并檢查氣密性,然后添加藥品,往裝置內(nèi)先通N2,排盡裝置內(nèi)的空氣;給硬質(zhì)玻璃管加熱,直至固體呈黑色,通過無水CuSO4的顏色變化和澄清石灰水是否變渾濁,確定是否有H2O(g)和CO2生成,以確定固體的成分。(1)藍(lán)綠色沉淀可能為Cu(OH)2。(2)從懸濁液中獲得藍(lán)綠色固體的操作,就是分離固、液混合物的操作,應(yīng)是過濾。(3)取一定量藍(lán)綠色固體,用如下裝置(夾持儀器已省略)進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)。①盛放堿石灰的儀器名稱為

。

②檢查上述虛線框內(nèi)裝置氣密性的實(shí)驗(yàn)操作:連接好裝置后,關(guān)閉K,在C中加入少量水,浸沒長(zhǎng)導(dǎo)管口,

。提升關(guān)鍵能力球形干燥管

用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管,若C中有氣泡逸出,撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后,C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱,則證明裝置的氣密性良好[解析]

②檢查題述虛線框內(nèi)裝置氣密性時(shí),應(yīng)先營(yíng)造一個(gè)密閉環(huán)境,再微熱硬質(zhì)玻璃管,看C中導(dǎo)管口的現(xiàn)象及冷卻后的現(xiàn)象,以便得出結(jié)論。則實(shí)驗(yàn)操作為連接好裝置后,關(guān)閉K,在C中加入少量水,浸沒長(zhǎng)導(dǎo)管口,用酒精燈微熱硬質(zhì)玻璃管,若C中有氣泡逸出,撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間后,C中導(dǎo)管內(nèi)形成水柱,則證明裝置的氣密性良好。③若藍(lán)綠色沉淀為CuCO3,則觀察到的現(xiàn)象是A中硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體逐漸變?yōu)楹谏?

。

提升關(guān)鍵能力B中無水CuSO4不變色,C中澄清石灰水變渾濁[解析]若藍(lán)綠色沉淀為CuCO3,分解生成CuO、CO2,固體顏色如何變化、無水CuSO4和澄清石灰水中的現(xiàn)象都需要表明,則觀察到的現(xiàn)象是A中硬質(zhì)玻璃管中藍(lán)綠色固體逐漸變?yōu)楹谏?B中無水CuSO4不變色,C中澄清石灰水變渾濁。④實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)裝置B中無水CuSO4變藍(lán),裝置C中有白色沉淀生成,為測(cè)定藍(lán)綠色固體的化學(xué)組成,在裝置B中盛放足量無水CaCl2,C中盛放足量NaOH溶液再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。C中盛放NaOH溶液,而不使用澄清石灰水的原因是

;若藍(lán)綠色固體質(zhì)量為34.6g,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置B的質(zhì)量增加1.8g,C中溶液質(zhì)量增加8.8g,則該藍(lán)綠色固體的化學(xué)式為

。

提升關(guān)鍵能力Cu(OH)2·2CuCO3或Cu3(OH)2(CO3)2Ca(OH)2溶解度小,而NaOH溶解度大,更能充分吸收CO2提升關(guān)鍵能力

2.[2022·遼寧大連格致中學(xué)月考]為測(cè)定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點(diǎn)酸)蒸出,再滴定測(cè)量。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。(1)a的作用是

,儀器d的名稱是

。

(2)檢查裝置氣密性:

(填操作),關(guān)閉K,微熱c,導(dǎo)管e末端有氣泡冒出;停止加熱,導(dǎo)管e內(nèi)有一段穩(wěn)定的水柱,說明裝置氣密性良好。提升關(guān)鍵能力直形冷凝管平衡壓強(qiáng)在b和f中加水,水浸沒導(dǎo)管a和e末端提升關(guān)鍵能力[解析](1)a的作用是平衡壓強(qiáng),防止圓底燒瓶中壓強(qiáng)過大,引起爆炸;儀器d的名稱是直形冷凝管。(2)檢查裝置氣密性時(shí)在b和f中加水,使水浸沒a和e的末端,從而形成密閉體系。(3)c中加入一定體積高氯酸和mg氟化稀土樣品,f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加熱b、c,使b中產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入c。①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是

(填字母)。

A.硝酸

B.鹽酸

C.硫酸

D.磷酸②實(shí)驗(yàn)中除有HF氣體外,可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成,實(shí)驗(yàn)結(jié)果將

(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。③若觀察到f中溶液紅色褪去,需要向f中及時(shí)補(bǔ)加NaOH溶液,否則會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏低,原因是

。

提升關(guān)鍵能力CD[解析]①此實(shí)驗(yàn)是利用高氯酸(高沸點(diǎn)酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為HF(低沸點(diǎn)酸)蒸出。硝酸和鹽酸易揮發(fā),A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸和磷酸沸點(diǎn)高,難揮發(fā),C、D正確。不受影響充分吸收HF氣體,防止其揮發(fā)損失(4)向餾出液中加入V1mLc1mol·L-1La(NO3)3溶液,得到LaF3沉淀,再用c2mol·L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余La3+(La3+與EDTA按1∶1配合),消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL,則氟化稀土樣品中氟的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

。

提升關(guān)鍵能力

(5)用樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前,需要用0.084g氟化鈉代替樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),改變條件(高氯酸用量、反應(yīng)溫度、蒸餾時(shí)間),測(cè)量并計(jì)算出氟元素質(zhì)量,重復(fù)多次。該操作的目的是

。

提升關(guān)鍵能力尋找最佳實(shí)驗(yàn)條件1.[2022·湖南師大附中月考]Co(OH)2在空氣中加熱時(shí),固體(不含其他雜質(zhì))質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示,取400℃時(shí)的產(chǎn)物[其中Co的化合價(jià)為+2價(jià)、+3價(jià),分別表示為Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)],用500mL5.1mol·L-1鹽酸將其恰好完全溶解,得到CoCl2溶液和4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)黃綠色氣體。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.290℃時(shí),若固體中只含有兩種元素,則為Co2O3B.400℃時(shí),n[Co(Ⅱ)]∶n[Co(Ⅲ)]=27∶8C.500℃時(shí),固體中氧元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為26.6%D.生成的黃綠色氣體可用于工業(yè)上生產(chǎn)“84”消毒液提升關(guān)鍵能力題組二

熱重定量分析型B提升關(guān)鍵能力

提升關(guān)鍵能力

2.MnC2O4·2H2O是一種常見的化學(xué)試劑,是制備其他含錳化合物的重要原料。如圖是小組同學(xué)將MnC2O4·2H2O晶體放在坩堝里加熱分解時(shí),固體減少的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度(T)變化的曲線(已知草酸錳不穩(wěn)定,但其中錳元素的化合價(jià)在300℃以下不變)。試根據(jù)各點(diǎn)的坐標(biāo)(近似值)回答下列問題:(1)C~D的化學(xué)方程式為

。

提升關(guān)鍵能力MnC2O4

MnO+CO↑+CO2↑提升關(guān)鍵能力[解析]MnC2O4·2H2O的摩爾質(zhì)量為179g·mol-1,假設(shè)1molMnC2O4·2H2O發(fā)生分解,則C點(diǎn)減少的質(zhì)量為179g×20.1%≈36g,即恰好失去全部結(jié)晶水,C點(diǎn)固體為MnC2O4,D點(diǎn)減少60.3%,則D點(diǎn)質(zhì)量為179g×(1-60.3%)≈71g,則D點(diǎn)為MnO,C~D的化學(xué)方程式為MnC2O4

MnO+CO↑+CO2↑。2.MnC2O4·2H2O是一種常見的化學(xué)試劑,是制備其他含錳化合物的重要原料。如圖是小組同學(xué)將MnC2O4·2H2O晶體放在坩堝里加熱分解時(shí),固體減少的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度(T)變化的曲線(已知草酸錳不穩(wěn)定,但其中錳元素的化合價(jià)在300℃以下不變)。(2)從D點(diǎn)到E點(diǎn)過程中固體減少的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降的原因是

。

提升關(guān)鍵能力MnO與空氣中的O2發(fā)生化合反應(yīng),生成新的錳氧化物提升關(guān)鍵能力[解析]由于MnO與空氣中的氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成新的錳氧化物,導(dǎo)致從D到E點(diǎn)過程中固體減少的質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。[歸納總結(jié)]

熱重定量分析法在程序控制溫度下,測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度或時(shí)間關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線,我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相關(guān)的信息。熱重法的特點(diǎn)是定量性強(qiáng),能夠準(zhǔn)確測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量變化,根據(jù)這一特點(diǎn),只要物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化,都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成與變化。熱重計(jì)算法:根據(jù)熱重曲線上失去的質(zhì)量,由產(chǎn)物(即逸出物質(zhì))的量計(jì)算反應(yīng)物(即試樣組成)的量。提升關(guān)鍵能力經(jīng)典真題·明考向知識(shí)梳理

1.[2022·遼寧卷]下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是(

)C

實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方法或操作A測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱酸堿中和滴定的同時(shí),用溫度傳感器采集錐形瓶?jī)?nèi)溶液的溫度B探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響量取同體積不同濃度的NaClO溶液,分別加入等體積等濃度的Na2SO3溶液,對(duì)比現(xiàn)象C判斷反應(yīng)后Ba2+是否沉淀完全將Na2CO3溶液與BaCl2溶液混合,反應(yīng)后靜置,向上層清液中再加1滴Na2CO3溶液D檢驗(yàn)淀粉是否發(fā)生了水解向淀粉水解液中加入碘水[解析]酸堿中和滴定操作中沒有很好的保溫措施,熱量損失較多,不能用于測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,A錯(cuò)誤;NaClO和Na2SO3反應(yīng)無明顯現(xiàn)象,無法根據(jù)現(xiàn)象判斷濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,B錯(cuò)誤;將Na2CO3溶液與BaCl2溶液混合,反應(yīng)后靜置,向上層清液中滴加1滴Na2CO3溶液,若有渾濁產(chǎn)生,則說明Ba2+沒有沉淀完全,反之,則沉淀完全,C正確;檢驗(yàn)淀粉是否發(fā)生了水解,應(yīng)檢驗(yàn)是否有淀粉的水解產(chǎn)物(葡萄糖)存在,可選用銀氨溶液或新制氫氧化銅懸濁液,碘水是用來檢驗(yàn)淀粉的試劑,可用于檢驗(yàn)淀粉是否完全水解,D錯(cuò)誤。2.

[2022·河北卷]某研究小組為了更準(zhǔn)確檢測(cè)香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:①三頸燒瓶中加入10.00g香菇樣品和400mL水;錐形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液,并預(yù)加0.30mL0.01000mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液,攪拌。②以0.2L·min-1流速通氮?dú)?再加入過量磷酸,加熱并保持微沸,同時(shí)用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,至終點(diǎn)時(shí)滴定消耗了1.00mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。③做空白實(shí)驗(yàn),消耗了0.10mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。④用適量Na2SO3替代香菇樣品,重復(fù)上述步驟,測(cè)得SO2的平均回收率為95%。已知:Ka1(H3PO4)=7.1×10-3,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2回答下列問題:(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為

、

。

(2)三頸燒瓶適宜的規(guī)格為

(填標(biāo)號(hào))。

A.250mL

B.500mL

C.1000mL(3)解釋加入H3PO4能夠生成SO2的原因:

。

Ka1(H3PO4)與Ka1(H2SO3)相差不大,加入磷酸(高沸點(diǎn)酸)并加熱有利于SO2不斷逸出,促進(jìn)反應(yīng)向生成SO2的方向進(jìn)行酸式滴定管球形冷凝管C(4)滴定管在使用前需要

、洗滌、潤(rùn)洗;滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色為

;滴定反應(yīng)的離子方程式為

。

(5)若先加磷酸再通氮?dú)?會(huì)使測(cè)定結(jié)果

(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

藍(lán)色檢漏

偏低(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為

mg·kg-1(以SO2計(jì),結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

80.83.

[2022·廣東卷節(jié)選]食醋是烹飪美食的調(diào)味品,有效成分主要為醋酸(用HAc表示)。HAc的應(yīng)用與其電離平衡密切相關(guān)。25℃時(shí),HAc的Ka=1.75×10-5=10-4.76。(1)某小組研究25℃下HAc電離平衡的影響因素。提出假設(shè)稀釋HAc溶液或改變Ac-濃度,HAc電離平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng)。設(shè)計(jì)方案并完成實(shí)驗(yàn)用濃度均為0.1mol·L-1的HAc和NaAc溶液,按下表配制總體積相同的系列溶液;測(cè)定pH,記錄數(shù)據(jù)。序號(hào)V(HAc)/mLV(NaAc)/mLV(H2O)/mLn(NaAc)∶n(HAc)pHⅠ40.00//02.86Ⅱ4.00/36.0003.36…

Ⅶ4.00ab3∶44.53Ⅷ4.004.0032.001∶14.65①根據(jù)表中信息。補(bǔ)充數(shù)據(jù):a=

,b=

。

②由實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅱ可知,稀釋HAc溶液,電離平衡

(填“正”或“逆”)向移動(dòng);結(jié)合表中數(shù)據(jù),給出判斷理由:

。

③由實(shí)驗(yàn)Ⅱ~Ⅷ可知,增大Ac-濃度,HAc電離平衡逆向移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論假設(shè)成立。序號(hào)V(HAc)/mLV(NaAc)/mLV(H2O)/mLn(NaAc)∶n(HAc)pHⅠ40.00//02.86Ⅱ4.00/36.0003.36…

Ⅶ4.00ab3∶44.53Ⅷ4.004.0032.001∶14.653.0033.00正實(shí)驗(yàn)Ⅱ相較于實(shí)驗(yàn)Ⅰ,醋酸溶液稀釋了10倍,而實(shí)驗(yàn)Ⅱ的pH增大值小于1

序號(hào)V(HAc)/mLV(NaAc)/mLV(H2O)/mLn(NaAc)∶n(HAc)pHⅠ40.00//02.86Ⅱ4.00/36.0003.36…

Ⅶ4.00ab3∶44.53Ⅷ4.004.0032.001∶14.65

0.1104[解析](ⅰ)滴定過程中發(fā)生反應(yīng):HAc+NaOHNaAc+H2O,由反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,滴定至終點(diǎn)時(shí),n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1mol·L-1=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104mol·L-1。Ⅰ移取20.00mLHAc溶液,用NaOH溶液滴定至終點(diǎn),消耗NaOH溶液V1

MlⅡ

,測(cè)得溶液的pH為4.76

(3)小組進(jìn)一步提出:如果只有濃度均約為0.1mol·L-1的HAc和NaOH溶液,如何準(zhǔn)確測(cè)定HAc的Ka?小組同學(xué)設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)完成下表中Ⅱ的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)總結(jié)得到的結(jié)果與資料數(shù)據(jù)相符,方案可行。向滴定后的混合液中加入20.00mLHAc溶液

(4)根據(jù)Ka可以判斷弱酸的酸性強(qiáng)弱。寫出一種無機(jī)弱酸及其用途:

。

HClO:漂白劑和消毒液(或H2SO3:還原劑、防腐劑或H3PO4:食品添加劑、制藥、生產(chǎn)肥料)[解析]無機(jī)弱酸在生活中應(yīng)用廣泛,如HClO具有強(qiáng)氧化性,在生活中可用于漂白和消毒;H2SO3具有還原性,可用作還原劑,在葡萄酒中添加適量H2SO3可用作防腐劑;H3PO4是中強(qiáng)酸,可用作食品添加劑,同時(shí)在制藥、生產(chǎn)肥料等行業(yè)有廣泛用途。1.[2022·山東日照二模]為探究KSCN的性質(zhì)進(jìn)行了如下四個(gè)實(shí)驗(yàn):①向1mL0.15mol·L-1的KSCN溶液中加入1mL0.15mol·L-1FeSO4溶液,無明顯現(xiàn)象。②向①中所得溶液再滴加硫酸酸化的KMnO4溶液,溶液先變紅后褪色。③向1mL0.15mol·L-1的KSCN溶液中加入1mL0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液,溶液變紅。④向③中所得溶液再滴加0.5mL0.5mol·L-1FeSO4溶液,溶液顏色明顯變淺。備用習(xí)題下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.由①和③可得出溶液顏色變紅的原因?yàn)镕e3+與SCN-生成紅色物質(zhì)B.由②和③的現(xiàn)象可說明還原性:Fe2+>SCN-C.④中溶液顏色變淺的原因可能是Fe2+也可以與SCN-絡(luò)合D.將③中所得溶液分為兩等份,分別加入0.5mLH2O、0.5mL0.5mol·L-1FeSO4溶液,對(duì)比二者顏色變化即可確定④中顏色變淺的原因備用習(xí)題D備用習(xí)題[解析]比較實(shí)驗(yàn)①③可知,兩實(shí)驗(yàn)中僅是Fe2+和Fe3+的不同,其余離子均相同,故由①和③可得出溶液顏色變紅的原因?yàn)镕e3+與SCN-生成紅色物質(zhì),A正確;由實(shí)驗(yàn)③可知Fe3+能與SCN-結(jié)合成紅色物質(zhì),而實(shí)驗(yàn)②滴加酸性高錳酸鉀溶液后先變紅,說明Fe2+被氧化為Fe3+,后褪色說明SCN-被氧化,則由②和③的現(xiàn)象可說明還原性:Fe2+>SCN-,B正確;備用習(xí)題比較實(shí)驗(yàn)③④可知,在實(shí)驗(yàn)③所得紅色溶液中加入0.5mL0.5mol·L-1FeSO4溶液,溶液顏色明顯變淺,可能是由于Fe2+與SCN-形成絡(luò)合物后,導(dǎo)致SCN-的濃度減小,使得Fe3++3SCN-

?Fe(SCN)3平衡逆向移動(dòng),溶液顏色明顯變淺,C正確;將③中所得溶液分為兩等份,分別加入0.5mLH2O、0.5mL0.5mol·L-1FeSO4溶液,將導(dǎo)致兩溶液中的亞鐵離子、硫酸根離子濃度均不同,即變量不唯一,且加水稀釋和加入0.5mL0.5mol·L-1FeSO4溶液都將使溶液顏色變淺,即無法通過對(duì)比二者顏色變化即可確定④中顏色變淺的原因,D錯(cuò)誤。備用習(xí)題2.[2022·廣東廣州階段考]鐵粉與硝酸反應(yīng)可制備硝酸鐵,硝酸鐵溶液可用于刻蝕銀器。鐵粉用量和硝酸濃度都會(huì)影響反應(yīng)產(chǎn)物。Ⅰ.常溫下過量鐵粉與不同濃度硝酸反應(yīng)的還原產(chǎn)物的探究。利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中裝置A中為氮?dú)夥諊?1)實(shí)驗(yàn)一:硝酸初始濃度為12.0mol·L-1時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物主要是NO2。裝置B中NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。3NO2+H2O=2HNO3+NO備用習(xí)題[解析]NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3和NO,故裝置B中NO2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO。備用習(xí)題(2)實(shí)驗(yàn)二:硝酸濃度為6.0mol·L-1時(shí),硝酸的還原產(chǎn)物主要是NO。利用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),證明還原產(chǎn)物主要是NO的現(xiàn)象是

。

A裝置中產(chǎn)生無色氣體,到B裝置中有大量氣泡,B裝置液面以上和裝置C中充滿紅棕色氣體[解析]無色氣體NO很容易與O2反應(yīng)生成紅棕色的NO2,故利用題述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),證明還原產(chǎn)物主要是NO的現(xiàn)象是A裝置中產(chǎn)生無色氣體,到B裝置中有大量氣泡,B裝置液面以上和裝置C中充滿紅棕色氣體。備用習(xí)題(3)實(shí)驗(yàn)三:硝酸濃度為0.5mol·L-1時(shí),過量鐵粉與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生H2,充分反應(yīng)后所得溶液幾乎無色。取裝置A中上層清液,加入過量NaOH溶液并煮沸,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。過量鐵粉與0.5mol·L-1硝酸混合,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有①Fe+2H+

=Fe2++H2↑;②

。

備用習(xí)題

備用習(xí)題序號(hào)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論猜想a

①將5mLpH約為1.6的0.05mol·L-1

溶液滴加到有銀鏡的試管甲中

②將5mLpH約為1.6的硫酸溶液滴加到有銀鏡的試管乙中

猜想a成立猜想b將5mL

溶液滴加到有銀鏡的試管丙中

1.2min后試管丙中銀鏡完全溶解猜想b成立

Fe2(SO4)3試管甲中銀鏡完全溶解;試管乙中無明顯現(xiàn)象pH約為1.6的硫酸酸化的0.3mol·L-1KNO3備用習(xí)題

備用習(xí)題3.[2022·湖南常德一中階段考]氯化鈷(CoCl2)固體為藍(lán)色,吸水后變?yōu)榉奂t色至紅色,具有潮解性,能溶于水,常用作分析試劑濕度和水分的指示劑。某興趣小組查閱有關(guān)資料后在實(shí)驗(yàn)室以Co2O3為主要原料制備氯化鈷。有關(guān)資料:Ⅰ.Co2O3不溶于水,不與水反應(yīng),具有較強(qiáng)氧化性。Ⅱ.Co2O3在不同溫度下被H2還原的產(chǎn)物如下表:回答下列問題:溫度/℃125200250還原產(chǎn)物Co3O4CoOCo備用習(xí)題(1)有同學(xué)查閱資料得知,向Co2O3固體滴加濃鹽酸會(huì)生成氯化鈷,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)還產(chǎn)生了黃綠色有刺激性氣味的氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

小組同學(xué)因此舍棄該制備方法。[解析]黃綠色有刺激性氣味的氣體即Cl2,根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律配平可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為Co2O3+6HCl(濃)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O。Co2O3+6HCl(濃)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O備用習(xí)題(2)經(jīng)討論后,確定了實(shí)驗(yàn)方案:Ⅰ.制備H2;Ⅱ.凈化H2;Ⅲ.Co2O3熱還原制備CoO;Ⅳ.還原產(chǎn)物用鹽酸酸溶;Ⅴ.酸溶液提取CoCl2;Ⅵ.檢驗(yàn)產(chǎn)品純度。小組同學(xué)稱取1.6600gCo2O3制備CoO,制備CoO用到的裝置如圖所示(夾持裝置己略去)。

①以上裝置各接口的連接順序?yàn)閑→

→h。

c→d→a→b→f→g(g→f)備用習(xí)題[解析]圖示實(shí)驗(yàn)裝置A為干燥H2的裝置,裝置B用于除去H2中的少量HCl,裝置C為實(shí)驗(yàn)室制備H2的裝置,反應(yīng)原理為Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑,裝置D為Co2O3熱還原制備CoO的裝置,反應(yīng)原理為Co2O3+H2

2CoO+H2O,裝置E為尾氣處理裝置。①由上述分析可知,先制備氫氣、再除雜、干燥,發(fā)生熱還原反應(yīng),最后為尾氣處理裝置,則以上裝置各接口的連接順序?yàn)閑→c→d→a→b→f→g(g→f)→h;備用習(xí)題②加熱瓷舟前應(yīng)進(jìn)行的操作為

。

③同學(xué)甲認(rèn)為可控溫電加熱管的溫度應(yīng)控制在200℃,同學(xué)乙認(rèn)為溫度為250℃也不會(huì)對(duì)CoCl2的純度造成影響,他的理由是

。打開裝置C中彈簧夾,先通入一段時(shí)間H2溫度為200℃時(shí)生成產(chǎn)物為CoO,溫度為250℃時(shí)產(chǎn)物為Co,根據(jù)反應(yīng)Co+2HCl=CoCl2+H2↑,CoO+2HCl=CoCl2+H2O,故加熱到250℃也不會(huì)對(duì)CoCl2的純度造成影響備用習(xí)題[解析]②由于H2與空氣混合可能發(fā)生爆炸,故加熱瓷舟前應(yīng)進(jìn)行的操作為打開裝置C中彈簧夾,先通入一段時(shí)間H2,以排盡裝置中的空氣;③由題干表中數(shù)據(jù)可知,同學(xué)甲認(rèn)為可控溫電加熱管的溫度應(yīng)該控制在200℃生成產(chǎn)物為CoO,同學(xué)乙認(rèn)為溫度為250℃時(shí)產(chǎn)物為Co,根據(jù)反應(yīng)Co+2HCl=CoCl2+H2↑,CoO+2HCl=CoCl2+H2O,故加熱到250℃也不會(huì)對(duì)CoCl2的純度造成影響。備用習(xí)題(3)瓷舟中的CoO冷卻后溶于100mL1.0mol·L-1鹽酸,此過程中無氣體產(chǎn)生,將酸溶液經(jīng)

(填操作名稱),得到CoCl2·6H2O晶體。

(4)將CoCl2·6H2O晶體在

氣流中加熱去除結(jié)晶水,置于干燥器中冷卻后稱其質(zhì)量為2.6500g。蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥HCl備用習(xí)題[解析]

(3)瓷舟中的CoO冷卻后溶于100mL1.0mol·L-1鹽酸,此過程中無氣體產(chǎn)生,即得到CoCl2溶液,將酸溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到CoCl2·6H2O晶體。(4)由于CoCl2易發(fā)生水解,生成Co(OH)2和HCl,HCl易揮發(fā),若直接加熱CoCl2·6H2O失去結(jié)晶水,將得不到CoCl2,將CoCl2·6H2O晶體中HCl氣流中(以抑制CoCl2水解)加熱去除結(jié)晶水,置于干燥器中冷卻后稱其質(zhì)量為2.6500g。備用習(xí)題(5)小組同學(xué)將所得晶體溶于水,加入足量AgNO3溶液,所得白色沉淀的質(zhì)量為5.7400g。經(jīng)計(jì)算存在誤差,則產(chǎn)生上述誤差的原因可能為

。

加熱失去結(jié)晶水的過程中不完全或者加熱失去結(jié)晶水后未在干燥器中冷卻或者CoCl2晶體表面含有HCl等雜質(zhì)

考點(diǎn)一

實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1.

[2022·遼寧丹東五校聯(lián)考]下列方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是(

)1234567選項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論A探究金屬鈉在氧氣中受熱所得固體的成分取少量固體粉末,加入2~3mL蒸餾水若無氣體生成,則固體粉末為Na2O;若有氣體生成,則固體粉末為Na2O2B探究KI與FeCl3反應(yīng)的限度取5mL0.1mol·L-1KI溶液于試管中,加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液,充分反應(yīng)后滴入幾滴KSCN溶液若溶液變紅,則KI與FeCl3的反應(yīng)有一定限度1.

[2022·遼寧丹東五校聯(lián)考]下列方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)象和結(jié)論都正確的是(

)B選項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象和結(jié)論C探究Na2SO3固體樣品是否變質(zhì)取少量待測(cè)樣品溶于蒸餾水,加入足量稀硫酸,再加入足量BaCl2溶液若有白色沉淀產(chǎn)生,則樣品已經(jīng)變質(zhì)D取少量該溶液于試管中,滴加稀氫氧化鈉溶液,將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口不變藍(lán),證明溶液中無銨根離子1234567[解析]若金屬鈉在氧氣中受熱所得固體為氧化鈉和過氧化鈉的混合物,加入蒸餾水也會(huì)生成氣體,A錯(cuò)誤;碘化鉀溶液與少量的氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵、碘,若向反應(yīng)后的溶液中滴入硫氰化鉀溶液,溶液變紅說明溶液中仍存在Fe3+,Fe3+并未因加入過量的I-而反應(yīng)完全,證明反應(yīng)有一定限度,為可逆反應(yīng),B正確;向亞硫酸鈉固體中加入足量稀硫酸時(shí)會(huì)引入硫酸根離子,硫酸根離子與鋇離子反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇,C錯(cuò)誤;銨根離子在常溫下與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成一水合氨,無氨氣生成,則放在試管口的濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙不變藍(lán),不能證明溶液中無銨根離子,D錯(cuò)誤。12345672.

[2022·遼寧東北育才雙語學(xué)校階段考]研究小組探究Na2O2與水反應(yīng)。取1.56gNa2O2粉末加入40mL水中,充分反應(yīng)得溶液A(液體體積無明顯變化),進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。編號(hào)①②操作現(xiàn)象溶液變紅色,20s后褪色

ⅰ.產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體

ⅱ.溶液變紅色,10min后褪色1234567編號(hào)③④操作現(xiàn)象

ⅰ.溶液變紅色,10min后溶液褪色

ⅱ.變紅色溶液變紅色,2h后無明顯變化1234567下列說法不正確的是(

)A.由②中現(xiàn)象ⅰ可知,Na2O2與水反應(yīng)有H2O2生成B.由③④可知,②中溶液紅色褪去是因?yàn)閏(OH-)大C.由②③④可知,①中溶液紅色褪去的主要原因是c(OH-)大D.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6mol·L-1鹽酸,溶液最終不能變成紅色C1234567

1234567③步驟ⅱ中滴加幾滴鹽酸后,氫氧化鈉濃度減小,溶液變成紅色,由④知,0.1mol·L-1的氫氧化鈉溶液中滴加酚酞,溶液變紅色,2h后無明顯變化,說明氫氧化鈉溶液的濃度較大時(shí),一段時(shí)間后顏色會(huì)褪去,濃度較小時(shí),不能褪色,說明②中溶液紅色褪去是因?yàn)閏(OH-)大,B正確;根據(jù)B項(xiàng)分析可知,1mol·L-1的氫氧化鈉溶液中滴加酚酞,溶液變紅色,溶液褪色需要10min,而①中溶液變紅色,20s后就褪色,說明溶液紅色褪去的主要原因不是c(OH-)大,而是過氧化氫的氧化作用,C不正確;①中過氧化氫已經(jīng)將酚酞氧化了,因此褪色后的溶液再滴加5滴6mol·L-1鹽酸,溶液不能變成紅色,D正確。12345673.[2022·湖北十堰期末]綠礬常用于制造補(bǔ)血制劑、凈水劑等。以廢鐵屑(主要含F(xiàn)e,含少量Fe2O3、油脂等雜質(zhì))為原料制備綠礬晶體(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究綠礬的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:(1)用熱純堿溶液洗滌廢鐵屑的目的是

?！安僮?”需要的玻璃儀器有

。

1234567除去鐵屑表面的油污玻璃棒、燒杯、漏斗[解析]用熱的純堿溶液浸泡廢鐵屑,洗滌鐵屑表面油污,過濾后得到鐵屑,水洗后鐵屑用稀硫酸溶解,經(jīng)過濾得到溶液2,再通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥制備綠礬晶體,據(jù)此分析解答。(1)純堿水解溶液呈堿性,熱的純堿溶液水解程度大,堿性較強(qiáng),去油污效果好,則用熱純堿溶液洗滌廢鐵屑的目的是除去鐵屑表面的油污?！安僮?”用于分離固體和溶液,為過濾,則需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗。1234567(2)檢驗(yàn)“溶液2”中是否含F(xiàn)e3+的試劑是

(填標(biāo)號(hào))。

A.K3[Fe(CN)6]溶液

B.KSCN溶液C.酸性KMnO4溶液

D.氯水和KSCN溶液1234567B[解析]檢驗(yàn)鐵離子常用KSCN溶液,若溶液中有鐵離子,滴加KSCN溶液會(huì)變紅,因此檢驗(yàn)“溶液2”中是否含F(xiàn)e3+的試劑是KSCN溶液。(3)“操作2”包括蒸發(fā)濃縮、

、過濾、

洗滌、干燥。選用75%酒精而不選用蒸餾水洗滌綠礬的優(yōu)點(diǎn)是

。

1234567降溫結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶)[解析]經(jīng)“操作2”可從溶液中提取綠礬晶體,該晶體帶結(jié)晶水,故需要冷卻結(jié)晶法,則“操作2”包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。選用75%酒精而不選用蒸餾水洗滌綠礬的優(yōu)點(diǎn)是綠礬在酒精中溶解度更小,能夠減少綠礬溶解損耗,酒精易揮發(fā),干燥較快、避免綠礬長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸而被氧化。減少綠礬溶解損耗,干燥較快、避免綠礬長(zhǎng)時(shí)間與空氣接觸而被氧化(或其他合理答案)(4)實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液時(shí)常加入少量鐵粉,其作用是

(用離子方程式表示)。

12345672Fe3++Fe=3Fe2+[解析]亞鐵離子還原性強(qiáng)、易被氧化變質(zhì),實(shí)驗(yàn)室配制綠礬溶液時(shí)常加入少量鐵粉可防止其被氧化,用離子方程式表示為2Fe3++Fe=3Fe2+。(5)大多數(shù)文獻(xiàn)認(rèn)為“FeSO4分解生成Fe2O3、SO2、SO3”。某實(shí)驗(yàn)小組提出質(zhì)疑,認(rèn)為可能還有O2生成。他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分離SO3、SO2并檢驗(yàn)O2,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(加熱儀器省略)。已知部分信息如下:Ⅰ.幾種物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)如表所示。1234567物質(zhì)SO3SO2O2熔點(diǎn)/℃16.8-72.7-218.4沸點(diǎn)/℃44.8-10-182.9Ⅱ.幾種鹽浴溫度如表所示。1234567鹽浴浴溫鹽類及用量碎冰用量a-30.0~-4.0℃NH4Cl(20g)+NaCl(40g)100gb-9.0℃CaCl2·6H2O(20g)100gc-17.7℃NaNO3(50g)100g

①低溫浴槽A宜選擇鹽浴

(填字母),儀器C收集的物質(zhì)是

(填化學(xué)式)。

②若

(填實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象),

則證明FeSO4分解有O2生成。1234567b[解析]①由三種氣體的熔、沸點(diǎn)可知,A裝置中的試管用來收集三氧化硫,低溫浴槽A宜選用-9.0℃的鹽浴,則低溫浴槽A宜選擇鹽浴b,儀器C收集的物質(zhì)是SO2;②剩余的氧氣會(huì)從D的末端出來,檢驗(yàn)氧氣可用帶火星的木條,因此方法和現(xiàn)象為將帶火星的木條放在D的末端,若木條復(fù)燃,則證明FeSO4分解有O2生成。SO2將帶火星的木條放置在D干燥管口處,木條復(fù)燃4.[2022·湖北棗陽一中月考]某同學(xué)為測(cè)定Na2CO3固體(含少量NaCl)的純度,設(shè)計(jì)如下裝置(含試劑)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法不正確的是(

)A.必須在②③間添加吸收HCl的裝置B.①④的作用是防止空氣中的氣體影響實(shí)驗(yàn)的精確度C.通入空氣的作用是保證②中產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)移到③中D.稱取樣品和③中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量即可求算Na2CO3固體的純度A1234567考點(diǎn)二

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理[解析]氫氧化鋇足量,揮發(fā)出的HCl先被吸收,不會(huì)影響B(tài)aCO3沉淀的生成和測(cè)定,無需單獨(dú)添加吸收HCl的裝置,故A錯(cuò)誤;NaOH溶液與空氣中的CO2反應(yīng),堿石灰也可與二氧化碳