1、PAGE PAGE 9考點規范練30物質的制備、實驗方案的設計與評價(時間:45分鐘滿分:100分)非選擇題(共6小題,共100分)1.(2018河北衡水模擬)(16分)二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59 ,沸點為11.0 ,易溶于水。工業上用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 時反應制得。某學生用下圖所示的裝置模擬工業制取及收集ClO2,其中A為ClO2的發生裝置,B為ClO2的凝集裝置,C為尾氣吸收裝置。請回答下列問題:(1)A中反應產物有K2CO3、ClO2和CO2等,請寫出該反應的化學方程式:。A部分還應添加溫水浴裝置,控制溫度在60 ,B部分還應補充裝

2、置:。(2)該裝置按(1)補充完整后,裝置A、B、C中還有一處設計明顯不合理的是(填“A”“B”或“C”)。(3)C中的試劑為NaOH溶液,反應時生成氯酸鈉和亞氯酸鈉(NaClO2),該反應的離子方程式為。若實驗時需要450 mL 4 molL-1的NaOH溶液,則在精確配制時,需要稱取NaOH的質量是 g,所使用的儀器除托盤天平、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外,還必須有。2.(16分)硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4FeSO4是分析化學中的重要試劑,某學習小組探究其分解產物。(1)甲組同學按照圖()所示的裝置進行實驗,關閉止水夾,加熱A中的硫酸亞鐵銨固體至分解完全,檢驗其分解產物。()()裝置B儀器名

3、稱是,所盛試劑是。裝置C中可觀察到的現象是,由此可知硫酸亞鐵銨分解的產物中有。(2)乙組同學選用甲組實驗中的裝置A和圖()所示的裝置,進行實驗驗證硫酸亞鐵銨分解的產物中還有SO2和SO3。乙組同學的實驗裝置中,依次連接的合理順序(用裝置字母表示)為A、。取適量固體于A中,通入N2一段時間后,關閉止水夾,再點燃酒精燈,通入N2的目的是。裝置H中有白色沉淀,則證明分解產物中有;能證明分解產物中有SO2的實驗現象是。(3)丙組同學將一定量的硫酸亞鐵銨在500 時隔絕空氣加熱一段時間后,檢驗其固體產物,設計實驗證明:此固體產物不含二價鐵:。此固體產物只含Fe2O3:。3.(16分)某化學興趣小組的同學

4、利用下圖所示實驗裝置進行某些氣體的制備、性質等實驗(圖中夾持裝置有省略)。請按有關要求填空。(1)根據上述實驗裝置,為制備干燥NH3可選用的發生、凈化裝置為接,其中發生裝置中可以選用藥品為(填序號)。a.堿石灰和濃氨水b.無水CaCl2和濃氨水c.堿石灰和氯化銨d.生石灰和氯化銨(2)根據上述實驗裝置,為制備純凈、干燥的Cl2可選用的發生、凈化裝置為接E、E(用兩個相同的裝置),而第一個E裝置內的藥品是。(3)利用裝置F可探究Cl2與 NH3的反應。實驗時打開開關1、3,關閉2,先向燒瓶中通入,然后關閉1、3,打開2,向燒瓶中慢慢通入一定量的另一種氣體。一段時間后燒瓶內出現的現象為。其中裝置F

5、燒杯中發生反應的離子方程式為。請設計一個實驗方案(答出操作過程、實驗現象)鑒定生成固體中的陽離子。已知Cl2與NH3可發生反應:3Cl2+2NH3N2+6HCl。(4)若制取的Cl2與CH4在裝置F(光照)中發生反應,其有機產物有(填化學式)。4.(18分)純過氧化氫是淡藍色的黏稠液體,可與水以任意比混合,過氧化氫水溶液俗稱雙氧水,為無色透明液體。實驗室常用過氧化氫制取氧氣,工業上過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑,常用于消毒、殺菌、漂白等。某化學興趣小組的同學圍繞過氧化氫開展了調查研究與實驗,請你參與其中一起完成下列學習任務:(1)寫出過氧化氫的電子式:。(2)實驗室中用過氧化氫制取氧氣的化學方

6、程式為,當生成標準狀況下2.24 L O2時,轉移電子為 mol。(3)該興趣小組的同學查閱資料后發現H2O2為二元弱酸,其酸性比碳酸弱。請寫出H2O2在其水溶液中的電離方程式:。(4)同學們用0.100 0 molL-1的酸性高錳酸鉀標準溶液滴定某試樣中過氧化氫的含量,反應原理為2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2+8H2O+5O2。在該反應中,H2O2被(填“氧化”或“還原”);滴定到達終點的現象是;用移液管吸取25.00 mL試樣置于錐形瓶中,重復滴定四次,每次消耗的KMnO4標準溶液體積如下表所示:滴定次數第一次第二次第三次第四次V(KMnO4溶液)/mL17.1018.1018.

7、0017.90則試樣中過氧化氫的濃度為 molL-1;若滴定前尖嘴中有氣泡,滴定后消失,則滴定結果(填“偏低”“偏高”或“不變”)。(5)同學們發現向滴加了酚酞溶液的NaOH溶液中加入H2O2后,溶液中紅色消失。關于褪色原因:甲同學認為H2O2是二元弱酸,消耗了OH-使紅色消失;乙同學認為H2O2具有漂白性使溶液褪色。請設計一個簡單的實驗方案來判斷甲、乙兩位同學的說法是否正確:。5.(16分)某化學興趣小組在實驗室用除去表面氧化物的鐵釘(碳素鋼)與濃硫酸共熱制取SO2并完成相關性質探究(不考慮水蒸氣)。(1)有同學認為制得的SO2中可能混有雜質,其化學式為和,原因是。(2)為驗證氣體成分,興趣

8、小組同學設計了如圖所示裝置進行了實驗探究。為驗證并吸收SO2,裝置B中加入的試劑為,裝置C中品紅溶液的作用是;裝置D中加入的試劑為;裝置G中可能出現的現象為;裝置H的作用為。(3)興趣小組設計如圖裝置驗證二氧化硫的化學性質。能驗證SO2具有氧化性的實驗現象為;為驗證SO2的還原性,取試管b中充分反應后的溶液分成三份,分別進行如下實驗:方案:向第一份溶液中加入品紅溶液,紅色褪去方案:向第二份溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成方案:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成上述方案中合理的是(填“”“”或“”);試管b中發生反應的離子方程式為。6.(18分)實驗室用甲酸和濃硫酸反應制備

9、CO,用于還原氧化銅,實驗裝置圖和實驗步驟如下:按上圖連接好裝置,檢查裝置氣密性。點燃處酒精燈,緩慢滴入甲酸。在完成某項操作后,點燃另外兩處酒精燈。反應結束后熄滅酒精燈,待產物冷卻至室溫后,收集產物。請回答下列問題:.(1)甲酸在濃硫酸存在的條件下加熱能分解生成CO和H2O,體現濃硫酸具有。A.氧化性B.脫水性C.吸水性(2)NaOH溶液的作用是。實驗步驟某項操作是指;(3)若干燥管中的固體顆粒堵塞干燥管的出口,則裝置中出現的現象為;(4)該實驗能證明HCOOH受熱分解產物中有CO的現象為;(5)實驗步驟中酒精燈、的熄滅順序為。.學習小組查閱資料知:Cu的顏色為紅色或紫紅色,而Cu2O的顏色為

10、紅色或磚紅色。4CuO2Cu2O+O2Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O因此,該學習小組的同學對CO充分還原CuO后所得紅色固體中是否含有Cu2O進行了認真的研究,設計了如下探究方案:取該紅色固體溶于足量稀硫酸中,觀察溶液顏色的變化。(6)請你評價該方案的合理性,并簡述理由:方案(填“合理”或“不合理”),理由:。考點規范練30物質的制備、實驗方案的設計與評價1.答案(1)2KClO3+H2C2O4K2CO3+2ClO2+CO2+H2O盛有冰水混合物的水槽(或冰水浴裝置)(2)C(3)2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O80.0500 mL容量瓶、燒杯解析(1)A中反應產物有K

11、2CO3、ClO2、CO2,由反應物與生成物可知反應為2KClO3+H2C2O4K2CO3+2ClO2+CO2+H2O,因為B為ClO2的凝集裝置,二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59,沸點為11.0,所以B部分還應補充裝置為冰水浴冷凝裝置或盛有冰水的水槽。(2)C處為密封裝置,過量氣體不能排出,可能導致儀器炸裂,則C不合理。(3)C為尾氣吸收裝置,可選擇NaOH溶液來吸收尾氣,發生的氧化還原反應為2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O,離子反應為2ClO2+2OH-ClO2-+ClO3-+H2O,配制450mL4molL-1的NaOH溶液,應該選用500m

12、L容量瓶,根據提供的儀器可知,還需要燒杯,需要NaOH的質量為0.5L4molL-140gmol-1=80.0g。2.答案(1)球形干燥管堿石灰(其他合理答案均可)溶液由無色變為紅色NH3(2)D、H、E、G、F趕走裝置中的空氣,防止對SO2驗證產生干擾SO3E中無明顯現象,G中出現白色沉淀(3)取固體樣品少許,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,不產生藍色沉淀精確稱量充分加熱前后固體的質量,經過計算即可判定殘留固體的成分是否全部為Fe2O3解析(1)裝置B儀器的名稱為球形干燥管,所盛試劑為堿石灰,用于吸收硫酸亞鐵銨分解生成的酸性氣體和H2O(g)。裝置

13、C中盛有酚酞溶液,用于定性檢驗堿性氣體(NH3),酚酞溶液由無色變成紅色。(2)裝置A用于分解硫酸亞鐵銨固體,分析裝置DH發現,D裝置進氣管與出氣管等長,顯然為安全瓶,緊接在A裝置后面,防止液體倒吸;裝置H用于檢驗SO3,溶液中產生白色沉淀(BaSO4);裝置E用于檢驗SO3是否被裝置H完全吸收;裝置G用于檢驗SO2,溶液中產生白色沉淀(BaSO4);裝置F用于吸收SO2尾氣,防止污染環境,故儀器的連接順序為A、D、H、E、G、F。裝置H中盛有足量HCl和BaCl2混合溶液,產生白色沉淀(BaSO4),證明分解產物中有SO3;E中無明顯現象,且G中產生白色沉淀(BaSO4),證明分解產物中有S

14、O2。(3)要證明固體產物中不含Fe2+,可取少量固體樣品,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,不產生藍色沉淀,都可說明固體產物中不含有Fe2+。可采用定量分析的方法證明固體產物只含Fe2O3,精確稱取一定質量的樣品,充分加熱分解后,再稱量剩余固體的質量,經過計算可判斷殘留固體的成分是否全部為Fe2O3。3.答案(1)CDa(2)A飽和食鹽水(3)氯氣氣體的黃綠色逐漸變淺甚至消失,有白煙產生Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O取少量固體于試管中,加入適量NaOH溶液并加熱,在管口用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產生的氣體,若濕潤的紅色石蕊試紙變藍,證

15、明固體中有NH4+(4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4解析(1)根據氨氣的制備原理,可利用堿性物質與濃氨水反應,故采用裝置C制備,干燥氨氣可用堿石灰或生石灰在干燥管(裝置D)中干燥;(2)實驗室利用MnO2與濃鹽酸反應制取的氯氣中含有HCl和水蒸氣,要得到干燥、純凈的Cl2,可用飽和食鹽水除HCl,再用濃硫酸干燥Cl2,采用的制備裝置是A;(3)應先向燒瓶中通Cl2,再通NH3,因為Cl2的密度大且有顏色,便于觀察是否充滿;一開始若通NH3,由于彈簧夾3打開,容易形成噴泉;通入NH3后,NH3與Cl2反應,燒瓶中氣體顏色變淺甚至消失,生成的HCl與NH3反應生成NH4Cl,有白

16、煙生成;其中裝置F的燒杯中盛有NaOH溶液,可吸收多余的Cl2,防止污染環境,反應的離子方程式為Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;檢驗NH4+利用銨鹽和堿共熱條件下反應生成氨氣,通過檢驗氨氣確定固體中含有NH4+;(4)燒瓶F中發生如下反應:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl,其有機產物為CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4。4.答案(1)HOOH(2)2H2O22H2O+O20.2(3)H2O2H+HO2-、HO2-H+O22-(4)氧化錐形瓶內溶液顏色恰好由無

17、色變為淺紫色,且半分鐘內溶液不褪色0.180 0偏高(5)向褪色后的溶液中加入NaOH溶液,若變紅,甲的說法正確;若不變紅,乙的說法正確解析(1)H2O2的結構式為HOOH,其電子式為HOOH。(2)H2O2不穩定,在MnO2催化作用下分解生成H2O和O2,化學方程式為2H2O22H2O+O2,氧元素發生歧化反應,由-1價變成-2價和0價,生成1molO2時轉移2mol電子,故生成標準狀況下2.24LO2(即0.1mol)時,轉移0.2mol電子。(3)H2O2為二元弱酸,其酸性比H2CO3弱,在水溶液中分步電離,以第一步電離為主,電離方程式為H2O2H+HO2-、HO2-H+O22-。(4)

18、反應2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2+8H2O+5O2中,MnO4-被還原為Mn2+,H2O2則被氧化為O2。到達滴定終點時,H2O2被完全氧化,溶液由無色變成淺紫色,且半分鐘內不褪色。第一次消耗標準KMnO4溶液的體積為17.10mL,與其他三次相比存在明顯誤差,應舍去,利用后三次實驗數據計算:消耗標準KMnO4溶液的平均體積為18.10mL+18.00mL+17.90mL3=18.00mL,則有n(H2O2)=52n(KMnO4)=520.1000molL-118.0010-3L=4.510-3mol,故試樣中H2O2的濃度為4.510-3mol25.0010-3L=0.1800m

19、olL-1。滴定前尖嘴中有氣泡,滴定后消失,則測得的標準KMnO4溶液的體積偏大,導致測定試樣中H2O2的濃度偏高。(5)甲同學認為H2O2是二元弱酸,消耗了OH-使紅色消失,可向褪色后的溶液中滴加NaOH溶液,若溶液重新變成紅色,說明甲同學的說法正確;若溶液不變色,說明乙同學的說法正確。5.答案(1)CO2H2鐵釘中的碳在加熱條件下會與濃硫酸反應生成CO2;隨著反應進行,濃硫酸變稀,鐵與稀硫酸反應產生H2(2)酸性KMnO4溶液(其他合理答案也可)驗證SO2是否吸收完全澄清石灰水無水硫酸銅變藍色防止空氣中的H2O進入干燥管而影響雜質氣體的檢驗(3)a試管中有淡黃色沉淀生成Cl2+SO2+2H2O4H+2Cl-+SO42-解析(1)鐵釘中含有的碳在加熱條件下會與濃硫酸反應生成CO2;隨著反應進行,濃硫酸變稀,鐵與稀硫酸反應產生氫氣,故制得的SO2中可能混有的雜質為CO2和H2。(2)裝置B中加入酸性KMnO4溶液能檢驗并吸收SO2,若SO2被吸收完全,裝置C中品紅溶液不褪色;裝置D中加入澄清石灰水,可檢驗氣體中是否有CO2;裝置E中濃硫酸可干燥氣體,裝置F中CuO與H2反應生成H2O,G中無水硫酸銅吸收水蒸氣后變藍色;裝置