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2024年高考真題化學(xué)試題PAGEPAGE1專題20化學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題——物質(zhì)制備類考向五年考情(2020-2024)命題趨勢(shì)考向一無機(jī)物(氣體)的制備實(shí)驗(yàn)綜合題2024·湖南卷2024·全國(guó)甲卷2024·甘肅卷2024·浙江1月卷2024·河北卷2024·浙江6月卷2023·福建卷2023·全國(guó)甲卷2023·河北卷2023·山東卷2022·全國(guó)甲卷2022·全國(guó)乙卷2022·浙江卷2022·湖北卷2022·山東卷2022·海南卷2022·重慶卷2022·天津卷2021·全國(guó)乙卷2021·浙江卷2021·河北卷2020·新課標(biāo)Ⅲ卷作為最能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的高考實(shí)驗(yàn)大題來說,每年均是以陌生無機(jī)物或有機(jī)物的性質(zhì)探究、物質(zhì)制備等為載體,在實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范及實(shí)驗(yàn)相關(guān)計(jì)算等角度出題。分析近5年高考實(shí)驗(yàn)綜合題不難發(fā)現(xiàn),其知識(shí)容量大、命題素材廣、綜合程度高,考查儀器的基本操作使用、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析描述、物質(zhì)的制備方法、除雜分離、性質(zhì)探究、組成測(cè)定等,其巧妙的設(shè)問真正從解答問題轉(zhuǎn)型為解決問題?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題主要有兩大類型:物質(zhì)的制備類和物質(zhì)的成分、性質(zhì)探究類??枷蚨袡C(jī)物的制備與提純實(shí)驗(yàn)綜合題2024·黑吉遼卷2024·新課標(biāo)卷2023·新課標(biāo)卷2023·遼寧卷2020·江蘇卷2020·新課標(biāo)Ⅱ卷考向一無機(jī)物(氣體)的制備實(shí)驗(yàn)綜合題1.(2024·湖南卷)亞銅配合物廣泛用作催化劑。實(shí)驗(yàn)室制備的反應(yīng)原理如下:實(shí)驗(yàn)步驟如下:分別稱取和粉置于乙腈()中應(yīng),回流裝置圖和蒸餾裝置圖(加熱、夾持等裝置略)如下:已知:①乙腈是一種易揮發(fā)的強(qiáng)極性配位溶劑;②相關(guān)物質(zhì)的信息如下:化合物相對(duì)分子質(zhì)量327.5371在乙腈中顏色無色藍(lán)色回答下列問題:(1)下列與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的圖標(biāo)表示排風(fēng)的是(填標(biāo)號(hào));A.
B.
C.
D.
E.(2)裝置Ⅰ中儀器M的名稱為;(3)裝置Ⅰ中反應(yīng)完全的現(xiàn)象是;(4)裝置Ⅰ和Ⅱ中氣球的作用是;(5)不能由步驟c直接獲得,而是先蒸餾至接近飽和,再經(jīng)步驟d冷卻結(jié)晶獲得。這樣處理的目的是(6)為了使母液中的結(jié)晶,步驟e中向母液中加入的最佳溶劑是(填標(biāo)號(hào));A.水
B.乙醇
C.乙醚(7)合并步驟d和e所得的產(chǎn)物,總質(zhì)量為,則總收率為(用百分?jǐn)?shù)表示,保留一位小數(shù))?!即鸢浮剑?)D(2)球形冷凝管(3)溶液藍(lán)色褪去變?yōu)闊o色(4)排出裝置內(nèi)空氣,防止制備的產(chǎn)品被氧化(5)冷卻過程中降低在水中的溶解度(6)B(7)81.2%〖祥解〗將和粉以及乙腈()加入兩頸燒瓶中,經(jīng)水浴加熱并回流進(jìn)行充分反應(yīng),反應(yīng)結(jié)束后過濾除去未反應(yīng)完全的Cu,然后利用乙腈的揮發(fā)性進(jìn)行蒸餾除去乙腈,將剩余溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶分離出?!冀馕觥剑?)表示需佩戴護(hù)目鏡,表示當(dāng)心火災(zāi),表示注意燙傷,表示排風(fēng),表示必須洗手,故〖答案〗為D。(2)裝置Ⅰ中儀器M的名稱為球形冷凝管。(3)在乙腈中為藍(lán)色,在乙腈中為無色,因此裝置Ⅰ中反應(yīng)完全的現(xiàn)象是溶液藍(lán)色褪去變?yōu)闊o色,可證明已充分反應(yīng)完全。(4)由于制備的中Cu元素為+1價(jià),具有較強(qiáng)的還原性,容易被空氣中氧氣氧化,因此裝置Ⅰ和Ⅱ中氣球的作用是排出裝置內(nèi)空氣,防止制備的產(chǎn)品被氧化。(5)為離子化合物,具有強(qiáng)極性,在水中溶解度較大,在溫度較高的環(huán)境下蒸餾難以分離,若直接將水蒸干難以獲得晶體狀固體,因此需先蒸餾至接近飽和,再經(jīng)步驟d冷卻結(jié)晶,從而獲得晶體。(6)為了使母液中的結(jié)晶,可向母液中加入極性較小的溶劑,與水混溶的同時(shí)擴(kuò)大與的極性差,進(jìn)而使析出,因此可選用的溶劑為乙醇,故〖答案〗為B。(7)的物質(zhì)的量為,理論制得的質(zhì)量為,總收率為。2.(2024·全國(guó)甲卷)(俗稱過氧化脲)是一種消毒劑,實(shí)驗(yàn)室中可用尿素與過氧化氫制取,反應(yīng)方程式如下:(一)過氧化脲的合成燒杯中分別加入、蒸餾水和尿素,攪拌溶解。下反應(yīng),冷卻結(jié)晶、過濾、干燥,得白色針狀晶體。(二)過氧化脲性質(zhì)檢測(cè)I.過氧化脲溶液用稀酸化后,滴加溶液,紫紅色消失。Ⅱ.過氧化脲溶液用稀酸化后,加入溶液和四氯化碳,振蕩,靜置。(三)產(chǎn)品純度測(cè)定溶液配制:稱取一定量產(chǎn)品,用蒸餾水溶解后配制成溶液。滴定分析:量取過氧化脲溶液至錐形瓶中,加入一定量稀,用準(zhǔn)確濃度的溶液滴定至微紅色,記錄滴定體積,計(jì)算純度?;卮鹣铝袉栴}:(1)過濾中使用到的玻璃儀器有(寫出兩種即可)。(2)過氧化脲的產(chǎn)率為。(3)性質(zhì)檢測(cè)Ⅱ中的現(xiàn)象為。性質(zhì)檢則I和Ⅱ分別說明過氧化脲具有的性質(zhì)是。(4)下圖為“溶液配制”的部分過程,操作a應(yīng)重復(fù)3次,目的是,定容后還需要的操作為。(5)“滴定分析”步驟中,下列操作錯(cuò)誤的是_____(填標(biāo)號(hào))。A.溶液置于酸式滴定管中B.用量筒量取過氧化脲溶液C.滴定近終點(diǎn)時(shí),用洗瓶沖洗錐形瓶?jī)?nèi)壁D.錐形瓶?jī)?nèi)溶液變色后,立即記錄滴定管液面刻度(6)以下操作導(dǎo)致氧化脲純度測(cè)定結(jié)果偏低的是_____(填標(biāo)號(hào))。A.容量瓶中液面超過刻度線B.滴定管水洗后未用溶液潤(rùn)洗C.搖動(dòng)錐形瓶時(shí)溶液滴到錐形瓶外D.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失〖答案〗(1)燒杯、漏斗、玻璃棒,可任選兩種作答(2)50%(3)液體分層,上層為無色,下層為紫紅色還原性、氧化性(4)避免溶質(zhì)損失蓋好瓶塞,反復(fù)上下顛倒、搖勻(5)BD(6)A〖解析〗(1)過濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,可任選兩種作答。(2)實(shí)驗(yàn)中加入尿素的質(zhì)量為12.0g,物質(zhì)的量為0.2mol,過氧化氫的質(zhì)量為,物質(zhì)的量約為0.245mol,過氧化氫過量,產(chǎn)率應(yīng)按照尿素的質(zhì)量計(jì)算,理論上可得到過氧化脲0.2mol,質(zhì)量為0.2mol×94g/mol=18.8g,實(shí)驗(yàn)中實(shí)際得到過氧化脲9.4g,故過氧化脲的產(chǎn)率為。(3)在過氧化脲的性質(zhì)檢測(cè)中,檢測(cè)Ⅰ用稀硫酸酸化,加入高錳酸鉀溶液,紫紅色消失,說明過氧化脲被酸性高錳酸鉀氧化,體現(xiàn)了過氧化脲的還原性;檢測(cè)Ⅱ用稀硫酸酸化,加入KI溶液和四氯化碳溶液,過氧化脲會(huì)將KI氧化為I2單質(zhì),體現(xiàn)了過氧化脲的氧化性,生成的I2在四氯化碳中溶解度大,會(huì)溶于四氯化碳溶液,且四氯化碳密度大于水,振蕩,靜置后出現(xiàn)的現(xiàn)象為:液體分層,上層為無色,下層為紫紅色。(4)操作a為洗滌燒杯和玻璃棒,并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中,目的是避免溶質(zhì)損失;定容后應(yīng)蓋好瓶塞,反復(fù)上下顛倒、搖勻。(5)A.KMnO4溶液是強(qiáng)氧化性溶液,應(yīng)置于酸式滴定管中,A項(xiàng)正確;B.量筒的精確度不能達(dá)到0.01mL,量取25.00mL的溶液應(yīng)選用滴定管,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.滴定過程中,待測(cè)液有可能會(huì)濺到錐形瓶?jī)?nèi)壁,滴定近終點(diǎn)時(shí),為了使結(jié)果更精確,可用洗瓶沖洗錐形瓶?jī)?nèi)壁,C項(xiàng)正確;D.錐形瓶?jī)?nèi)溶液變色后,應(yīng)等待30s,觀察溶液不再恢復(fù)原來的顏色后,才能記錄滴定管液面刻度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選BD。(6)A.在配制過氧化脲溶液時(shí),容量瓶中頁面超過刻度線,會(huì)使溶液體積偏大,配制溶液的濃度偏低,會(huì)使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏低,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低,A項(xiàng)符合題意;B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤(rùn)洗,會(huì)導(dǎo)致KMnO4溶液濃度偏低,會(huì)使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,B項(xiàng)不符合題意;C.搖動(dòng)錐形瓶時(shí)KMnO4溶液滴到錐形瓶外,會(huì)使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,C項(xiàng)不符合題意;D.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失,會(huì)使滴定過程中消耗的KMnO4溶液體積偏高,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,D項(xiàng)不符合題意;故選A。3.(2024·甘肅卷)某興趣小組設(shè)計(jì)了利用和生成,再與反應(yīng)制備的方案:(1)采用下圖所示裝置制備,儀器a的名稱為;步驟I中采用冰水浴是為了;(2)步驟Ⅱ應(yīng)分?jǐn)?shù)次加入,原因是;(3)步驟Ⅲ滴加飽和溶液的目的是;(4)步驟Ⅳ生成沉淀,判斷已沉淀完全的操作是;(5)將步驟Ⅴ中正確操作或現(xiàn)象的標(biāo)號(hào)填入相應(yīng)括號(hào)中。A.蒸發(fā)皿中出現(xiàn)少量晶體B.使用漏斗趁熱過濾C.利用蒸發(fā)皿余熱使溶液蒸干D.用玻璃棒不斷攪拌E.等待蒸發(fā)皿冷卻〖答案〗(1)恒壓滴液漏斗增大SO2的溶解度、增大H2SO3的濃度,同時(shí)為步驟Ⅱ提供低溫(2)防止過多的MnO2與H2SO3反應(yīng)生成MnSO4,同時(shí)防止反應(yīng)太快、放熱太多、不利于控制溫度低于10℃(3)除去過量的SO2(或H2SO3)(4)靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加幾滴飽和Na2CO3溶液,若不再產(chǎn)生沉淀,說明Mn2+已沉淀完全(5)D、A、E〖祥解〗步驟Ⅱ中MnO2與H2SO3在低于10℃時(shí)反應(yīng)生成MnS2O6,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+2H2SO3=MnS2O6+2H2O,步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2除去過量的SO2(或H2SO3),步驟Ⅳ中滴入飽和Na2CO3溶液發(fā)生反應(yīng)MnS2O6+Na2CO3=MnCO3↓+Na2S2O6,經(jīng)過濾得到Na2S2O6溶液,步驟Ⅴ中Na2S2O6溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6?2H2O?!冀馕觥剑?)根據(jù)儀器a的特點(diǎn)知,儀器a為恒壓滴液漏斗;步驟Ⅰ中采用冰水浴是為了增大SO2的溶解度、增大H2SO3的濃度,同時(shí)為步驟Ⅱ提供低溫;(2)由于MnO2具有氧化性、SO2(或H2SO3)具有還原性,步驟Ⅱ應(yīng)分?jǐn)?shù)次加入MnO2,原因是:防止過多的MnO2與H2SO3反應(yīng)生成MnSO4,同時(shí)防止反應(yīng)太快、放熱太多、不利于控制溫度低于10℃;(3)步驟Ⅲ中滴加飽和Ba(OH)2溶液的目的是除去過量的SO2(或H2SO3),防止后續(xù)反應(yīng)中SO2與Na2CO3溶液反應(yīng),增加飽和Na2CO3溶液的用量、并使產(chǎn)品中混有雜質(zhì);(4)步驟Ⅳ中生成MnCO3沉淀,判斷Mn2+已沉淀完全的操作是:靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加幾滴飽和Na2CO3溶液,若不再產(chǎn)生沉淀,說明Mn2+已沉淀完全;(5)步驟Ⅴ的正確操作或現(xiàn)象為:將濾液倒入蒸發(fā)皿中→用酒精燈加熱→用玻璃棒不斷攪拌→蒸發(fā)皿中出現(xiàn)少量晶體→停止加熱→等待蒸發(fā)皿冷卻→過濾、洗滌、干燥得到Na2S2O6?2H2O,依次填入D、A、E。4.(2024·浙江1月卷)可用于合成光電材料。某興趣小組用與反應(yīng)制備液態(tài),實(shí)驗(yàn)裝置如圖,反應(yīng)方程式為:。已知:①的沸點(diǎn)是,有毒:②裝置A內(nèi)產(chǎn)生的氣體中含有酸性氣體雜質(zhì)。請(qǐng)回答:(1)儀器X的名稱是。(2)完善虛框內(nèi)的裝置排序:A→B→→F+G(3)下列干燥劑,可用于裝置C中的是_______。A.氫氧化鉀 B.五氧化二磷 C.氯化鈣 D.堿石灰(4)裝置G中汞的兩個(gè)作用是:①平衡氣壓:②。(5)下列說法正確的是_______。A.該實(shí)驗(yàn)操作須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行B.裝置D的主要作用是預(yù)冷卻C.加入的固體,可使溶液保持飽和,有利于平穩(wěn)持續(xù)產(chǎn)生D.該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣可用硝酸吸收(6)取產(chǎn)品,與足量溶液充分反應(yīng)后,將生成的置于已恒重、質(zhì)量為的坩堝中,煅燒生成,恒重后總質(zhì)量為。產(chǎn)品的純度為?!即鸢浮剑?)圓底燒瓶(2)E→C→D(3)BC(4)液封(5)ABC(6)99%〖祥解〗A作為H2S的發(fā)生裝置,由于不能驟冷,所以D、E都是冷卻H2S的裝置,C裝置干燥H2S,F(xiàn)冷卻并收集H2S,G作為平衡氣壓和尾氣處理裝置,據(jù)此回答?!冀馕觥剑?)儀器X的名稱是圓底燒瓶;(2)制備氣體的裝置包括發(fā)生裝置,除雜裝置,收集裝置和尾氣處理,由于不能驟冷,要逐步冷卻,所以B連E,E連C,C連D,D連F;(3)H2S是酸性氣體,不可以用堿性干燥劑,所以不可以用氫氧化鉀和堿石灰,故選BC;(4)裝置G中汞的兩個(gè)作用是:①平衡氣壓:②液封;(5)A.H2S有毒,該實(shí)驗(yàn)操作須在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,故A正確;B.氣體不能驟冷,裝置D的主要作用是預(yù)冷卻H2S,故B正確;C.加入的MgCl2固體,可使MgCl2溶液保持飽和,有利于平穩(wěn)持續(xù)產(chǎn)生H2S,故C正確;D.該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣不可用硝酸吸收,硝酸的氧化性雖然可以把H2S氧化為S單質(zhì),但是稀硝酸產(chǎn)生的NO或者濃硝酸產(chǎn)生的NO2,會(huì)污染空氣,故D錯(cuò)誤;故選ABC。(6)根據(jù)銅守恒,氧化銅的質(zhì)量為32.814g-31.230g=1.584g,則氧化銅物質(zhì)的量為0.0198mol,,硫化銅物質(zhì)的量為0.0198mol,則H2S物質(zhì)的量為0.0198mol,H2S的質(zhì)量為0.6732g,產(chǎn)品純度為。5.(2024·河北卷)市售的溴(純度)中含有少量的和,某化學(xué)興趣小組利用氧化還原反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備高純度的溴。回答下列問題:(1)裝置如圖(夾持裝置等略),將市售的溴滴入盛有濃溶液的B中,水浴加熱至不再有紅棕色液體餾出。儀器C的名稱為;溶液的作用為;D中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)將D中溶液轉(zhuǎn)移至(填儀器名稱)中,邊加熱邊向其中滴加酸化的溶液至出現(xiàn)紅棕色氣體,繼續(xù)加熱將溶液蒸干得固體R。該過程中生成的離子方程式為。(3)利用圖示相同裝置,將R和固體混合均勻放入B中,D中加入冷的蒸餾水。由A向B中滴加適量濃,水浴加熱蒸餾。然后將D中的液體分液、干燥、蒸餾,得到高純度的溴。D中蒸餾水的作用為和。(4)為保證溴的純度,步驟(3)中固體的用量按理論所需量的計(jì)算,若固體R質(zhì)量為m克(以計(jì)),則需稱取(用含m的代數(shù)式表示)。(5)本實(shí)驗(yàn)所用鉀鹽試劑均經(jīng)重結(jié)晶的方法純化。其中趁熱過濾的具體操作為漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁,轉(zhuǎn)移溶液時(shí)用,濾液沿?zé)诹飨?。〖答案〗?)直形冷凝管除去市售的溴中少量的(2)蒸發(fā)皿(3)液封降低溫度(4)(5)玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三層濾紙?zhí)帯枷榻狻绞惺鄣匿?純度99%)中含有少量的Cl2和I2,實(shí)驗(yàn)利用氧化還原反應(yīng)原理制備高純度的溴,市售的溴滴入盛有濃CaBr2溶液中,Cl2可與CaBr2發(fā)生氧化還原反應(yīng)而除去,I2與Br2一起蒸餾入草酸鉀溶液中,并被草酸鉀還原為I-、Br-,并向溶液中滴加高錳酸鉀溶液氧化I-,加熱蒸干得KBr固體,將KBr固體和K2Cr2O7固體混合均勻加入冷的蒸餾水,同時(shí)滴加適量濃H2SO4,水浴加熱蒸餾,得到的液體分液、干燥、蒸餾,可得高純度的溴?!冀馕觥剑?)儀器C為直形冷凝管,用于冷凝蒸氣;市售的溴中含有少量的,可與發(fā)生氧化還原反應(yīng)而除去;水浴加熱時(shí),、蒸發(fā)進(jìn)入裝置D中,分別與發(fā)生氧化還原反應(yīng),、,由于Br2為進(jìn)入D的主要物質(zhì),故主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(2)將D中溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,邊加熱邊向其中滴加酸化的溶液至出現(xiàn)紅棕色氣體(),即說明已將全部氧化,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;幾乎未被氧化,繼續(xù)加熱將溶液蒸干所得固體R的主要成分為;(3)密度,D中冷的蒸餾水起到液封的作用,同時(shí)冷的蒸餾水溫度較低,均可減少溴的揮發(fā);(4)m克KBr固體的物質(zhì)的量為,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等可得關(guān)系式,則理論上需要的物質(zhì)的量為,實(shí)際所需稱取的質(zhì)量為;(5)趁熱過濾的具體操作:漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁,轉(zhuǎn)移溶液時(shí)用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三層濾紙?zhí)?,濾液沿?zé)诹飨隆?.(2024·浙江6月卷)某小組采用如下實(shí)驗(yàn)流程制備:已知:是一種無色晶體,吸濕性極強(qiáng),可溶于熱的正己烷,在空氣中受熱易被氧化。請(qǐng)回答:(1)如圖為步驟I的實(shí)驗(yàn)裝置圖(夾持儀器和尾氣處理裝置已省略),圖中儀器A的名稱是,判斷步驟I反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(2)下列做法不正確的是_______。A.步驟I中,反應(yīng)物和溶劑在使用前除水B.步驟I中,若控溫加熱器發(fā)生故障,改用酒精燈(配石棉網(wǎng))加熱C.步驟Ⅲ中,在通風(fēng)櫥中濃縮至蒸發(fā)皿內(nèi)出現(xiàn)晶膜D.步驟Ⅳ中,使用冷的正己烷洗滌(3)所得粗產(chǎn)品呈淺棕黃色,小組成員認(rèn)為其中混有碘單質(zhì),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證。(4)純化與分析:對(duì)粗產(chǎn)品純化處理后得到產(chǎn)品,再采用銀量法測(cè)定產(chǎn)品中含量以確定純度。滴定原理為:先用過量標(biāo)準(zhǔn)溶液沉淀,再以標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴剩余的。已知:難溶電解質(zhì)(黃色)(白色)(紅色)溶度積常數(shù)①從下列選項(xiàng)中選擇合適的操作補(bǔ)全測(cè)定步驟。稱取產(chǎn)品,用少量稀酸A溶解后轉(zhuǎn)移至容量瓶,加水定容得待測(cè)溶液。取滴定管檢漏、水洗→_______→裝液、趕氣泡、調(diào)液面、讀數(shù)→用移液管準(zhǔn)確移取待測(cè)溶液加入錐形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定→_______→讀數(shù)。a.潤(rùn)洗,從滴定管尖嘴放出液體b.潤(rùn)洗,從滴定管上口倒出液體c.滴加指示劑溶液d.滴加指示劑硫酸鐵銨溶液e.準(zhǔn)確移取標(biāo)準(zhǔn)溶液加入錐形瓶f.滴定至溶液呈淺紅色g.滴定至沉淀變白色②加入稀酸B的作用是。③三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為,則產(chǎn)品純度為?!即鸢浮剑?)球形冷凝管溶液由紫紅色恰好變?yōu)闊o色(或溶液褪為無色)(2)BC(3)取少量粗產(chǎn)品置于少量冷的正己烷中充分?jǐn)嚢?,靜置后,取少量上層清液,向其中滴加淀粉溶液,觀察液體是否變藍(lán),若變藍(lán)則其中混有碘單質(zhì),否則沒有(4)aedf抑制發(fā)生水解反應(yīng),保證滴定終點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷〖祥解〗由流程信息可知,鋁、碘和正己烷一起加熱回流時(shí),鋁和碘發(fā)生反應(yīng)生成,過濾后濾液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后得到粗產(chǎn)品?!冀馕觥剑?)由實(shí)驗(yàn)裝置圖中儀器的結(jié)構(gòu)可知,圖中儀器A的名稱是球形冷凝管,其用于冷凝回流;碘溶于正己烷使溶液顯紫紅色,是無色晶體,當(dāng)?shù)夥磻?yīng)完全后,溶液變?yōu)闊o色,因此,判斷步驟I反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:溶液由紫紅色恰好變?yōu)闊o色(或溶液褪為無色)。(2)A.吸濕性極強(qiáng),因此在步驟I中,反應(yīng)物和溶劑在使用前必須除水,A正確;B.使用到易烯的有機(jī)溶劑時(shí),禁止使用明火加熱,因此在步驟I中,若控溫加熱器發(fā)生故障,不能改用酒精燈(配石棉網(wǎng))加熱,B不正確;C.在空氣中受熱易被氧化,因此在步驟Ⅲ中蒸發(fā)濃縮時(shí),要注意使用有保護(hù)氣(如持續(xù)通入氮?dú)獾恼麴s燒瓶等)的裝置中進(jìn)行,不能直接在蒸發(fā)皿濃縮,C不正確;D.在空氣中受熱易被氧化、可溶于熱的正己烷因此,為了減少溶解損失,在步驟Ⅳ中要使用冷的正己烷洗滌,D正確;綜上所述,本題選BC。(3)碘易溶于正己烷,而可溶于熱的正己烷、不易溶于冷的正己烷,因此,可以取少量粗產(chǎn)品置于少量冷的正己烷中充分?jǐn)嚢瑁o置后,取少量上層清液,向其中滴加淀粉溶液,觀察液體是否變藍(lán),若變藍(lán)則其中混有碘單質(zhì),否則沒有。(4)①潤(rùn)洗時(shí),滴定管尖嘴部分也需要潤(rùn)洗;先加待測(cè)溶液,后加標(biāo)準(zhǔn)溶液,兩者充分分反應(yīng)后,剩余的濃度較小,然后滴加指示劑硫酸鐵銨溶液作指示劑,可以防止生成沉淀;的溶度積常數(shù)與非常接近,因此,溶液不能用作指示劑,應(yīng)該選用溶液,其中的可以與過量的半滴溶液中的反應(yīng)生成溶液呈紅色的配合物,故滴定至溶液呈淺紅色;綜上所述,需要補(bǔ)全的操作步驟依次是:aedf。②和均易發(fā)生水解,溶液中含有,為防止影響滴定終點(diǎn)的判斷,必須抑制其發(fā)生水解,因此加入稀酸B的作用是:抑制發(fā)生水解反應(yīng),保證滴定終點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷。③由滴定步驟可知,標(biāo)準(zhǔn)溶液分別與溶液中的、標(biāo)準(zhǔn)溶液中的發(fā)生反應(yīng)生成和;由守恒可知,,則;三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為,則=,由I守恒可知,因此,產(chǎn)品純度為。7.(2023·福建卷)某研究小組以為原料制備新型耐熱材料。步驟一:水解制備(實(shí)驗(yàn)裝置如圖A,夾持裝置省略):滴入,邊攪拌邊加熱,使混合液升溫至,保溫3小時(shí)。離心分離白色沉淀并洗滌,煅燒制得。(1)裝置A中冷凝水的入口為(填“a”或“b”)(2)三頸燒瓶中預(yù)置的稀鹽酸可抑制膠體形成、促進(jìn)白色沉淀生成。水解生成的膠體主要成分為(填化學(xué)式)。(3)判斷沉淀是否洗滌干凈,可使用的檢驗(yàn)試劑有。步驟二:由制備并測(cè)定產(chǎn)率(實(shí)驗(yàn)裝置如下圖,夾持裝置省略)。(4)裝置C中試劑X為。(5)裝置D中反應(yīng)生成和,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)裝置E的作用是。(7)實(shí)驗(yàn)中部分操作如下:a.反應(yīng)前,稱取樣品;b.打開裝置B中恒壓滴液漏斗旋塞;c.關(guān)閉裝置B中恒壓滴液漏斗旋塞;d.打開管式爐加熱開關(guān),加熱至左右;e.關(guān)閉管式爐加熱開關(guān),待裝置冷卻;f.反應(yīng)后,稱得瓷舟中固體質(zhì)量為。①正確的操作順序?yàn)椋篴→→f(填標(biāo)號(hào))。②的產(chǎn)率為?!即鸢浮剑?)b(2)(3)(或、硝酸銀、酸化的硝酸銀)(4)堿石灰(或生石灰以及這些物質(zhì)的組合均可)(5)(6)吸收氨氣與水(7)bdec80.0%或80%、0.8〖祥解〗稀鹽酸可抑制膠體形成、促進(jìn)白色沉淀生成,向鹽酸中滴入,攪拌并加熱,在鹽酸中水解生成白色沉淀,將洗滌,煅燒制得,裝置B中利用濃氨水和生石灰反應(yīng)制備NH3,利用裝置C除去NH3中的水蒸氣,則試劑X可以是堿石灰,裝置D中,NH3和在800℃下反應(yīng)生成和,化學(xué)方程式為,裝置E中裝有CaCl2,可以吸收生成的水蒸氣及過量的NH3?!冀馕觥剑?)裝置A中冷凝水應(yīng)從下口進(jìn)上口出,則冷凝水的入口為b;(2)水解生成,水解生成的膠體主要成分為;(3)沉淀中含有少量的Cl-雜質(zhì),判斷沉淀是否洗滌干凈,只需檢驗(yàn)洗滌液中是否含有Cl-,若最后一次洗滌液中不含Cl-,則證明沉淀清洗干凈,檢驗(yàn)Cl-,應(yīng)選用的試劑是硝酸酸化的AgNO3;(4)由分析可知,裝置C中試劑X為堿石灰;(5)由分析可知,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(6)由分析可知,裝置E的作用是吸收氨氣與水;(7)①該實(shí)驗(yàn)應(yīng)先稱取一定量的固體,將放入管式爐中,提前通入NH3排出管式爐中空氣后再進(jìn)行加熱,當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后,應(yīng)先停止加熱,待冷卻至室溫后再停止通入NH3,則正確的實(shí)驗(yàn)操作步驟為abdecf;②的物質(zhì)的量為,則TiN的理論產(chǎn)量為,反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為0.656g,則固體質(zhì)量減少質(zhì)量為0.800g-0.656g=0.144g,根據(jù),則TiN的實(shí)際產(chǎn)量=,則TiN產(chǎn)率為。8.(2023·全國(guó)甲卷)鈷配合物溶于熱水,在冷水中微溶,可通過如下反應(yīng)制備:。具體步驟如下:Ⅰ.稱取,用水溶解。Ⅱ.分批加入后,將溶液溫度降至以下,加入活性炭、濃氨水,攪拌下逐滴加入的雙氧水。Ⅲ.加熱至反應(yīng)。冷卻,過濾。Ⅳ.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的沸水中,趁熱過濾。Ⅴ.濾液轉(zhuǎn)入燒杯,加入濃鹽酸,冷卻、過濾、干燥,得到橙黃色晶體?;卮鹣铝袉栴}:(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。儀器a的名稱是_______。加快NH4Cl溶解的操作有_______。(2)步驟Ⅱ中,將溫度降至10℃以下以避免_______、_______;可選用_______降低溶液溫度。(3)指出下列過濾操作中不規(guī)范之處:_______。(4)步驟Ⅳ中,趁熱過濾,除掉的不溶物主要為_______。(5)步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是_______?!即鸢浮剑?)錐形瓶升溫,攪拌等(2)濃氨水分解和揮發(fā)雙氧水分解冰水?。?)玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)?,漏斗末端較長(zhǎng)處(尖嘴部分)沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁(4)活性炭(5)利用同離子效應(yīng),促進(jìn)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3盡可能完全析出,提高產(chǎn)率〖祥解〗稱取2.0g氯化銨,用5mL水溶解后,分批加入3.0gCoCl2·6H2O后,降溫,在加入1g活性炭,7mL濃氨水,攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水,加熱反應(yīng)20min,反應(yīng)完成后,冷卻,過濾,鈷配合物在冷水中會(huì)析出固體,過濾所得固體為鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,將所得固體轉(zhuǎn)入有少量鹽酸的沸水中,趁熱過濾,除去活性炭,將濾液轉(zhuǎn)入燒杯中,加入濃鹽酸,可促進(jìn)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3析出,提高產(chǎn)率,據(jù)此解答?!冀馕觥剑?)由圖中儀器的結(jié)構(gòu)特征可知,a為錐形瓶;加快氯化銨溶解可采用升溫,攪拌等,故〖答案〗為:錐形瓶;升溫,攪拌等;(2)步驟Ⅱ中使用了濃氨水和雙氧水,他們高溫下易揮發(fā),易分解,所以控制在10℃以下,避免濃氨水分解和揮發(fā),雙氧水分解,要控制溫度在10℃以下,通常采用冰水浴降溫,故〖答案〗為:濃氨水分解和揮發(fā);雙氧水分解;冰水??;(3)下圖為過濾裝置,圖中玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)?,可能戳破濾紙,造成過濾效果不佳。還有漏斗末端較長(zhǎng)處(尖嘴部分)沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁,可能導(dǎo)致液滴飛濺,故〖答案〗為:玻璃棒沒有緊靠三層濾紙?zhí)?,漏斗末端較長(zhǎng)處(尖嘴部分)沒有緊靠在“盛濾液”的燒杯內(nèi)壁;(4)步驟Ⅳ中,將所得固體轉(zhuǎn)入有少量鹽酸的沸水中,根據(jù)題目信息,鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水,活性炭不溶于熱水,所以趁熱過濾可除去活性炭,故〖答案〗為:活性炭;(5)步驟Ⅴ中,將濾液轉(zhuǎn)入燒杯,由于鈷配合物為[Co(NH3)6]Cl3中含有氯離子,加入4mL濃鹽酸,可利用同離子效應(yīng),促進(jìn)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3盡可能完全析出,提高產(chǎn)率,鈷〖答案〗為:利用同離子效應(yīng),促進(jìn)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3盡可能完全析出,提高產(chǎn)率。9.(2023·河北卷)配合物在分析化學(xué)中用于的鑒定,其制備裝置示意圖(夾持裝置等略)及步驟如下:①向三頸燒瓶中加入和熱蒸餾水,攪拌溶解。②磁力攪拌下加入,從儀器a加入50%醋酸。冷卻至室溫后,再從儀器b緩慢滴入30%雙氧水。待反應(yīng)結(jié)束,濾去固體。③在濾液中加入95%乙醇,靜置40分鐘。固液分離后,依次用乙醇、乙醚洗滌固體產(chǎn)品,稱重。已知:i.乙醇、乙醚的沸點(diǎn)分別是;ii.的溶解度數(shù)據(jù)如下表。溫度/℃20304050溶解度/84.591.698.4104.1回答下列問題:(1)儀器a的名稱是,使用前應(yīng)。(2)中鈷的化合價(jià)是,制備該配合物的化學(xué)方程式為。(3)步驟①中,用熱蒸餾水的目的是。(4)步驟③中,用乙醚洗滌固體產(chǎn)品的作用是。(5)已知:(亮黃色)足量與產(chǎn)品反應(yīng)生成亮黃色沉淀,產(chǎn)品純度為%。(6)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)樣品中鉀元素的常用方法是:將鉑絲用鹽酸洗凈后,在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時(shí),用鉑絲蘸取樣品在外焰上灼燒,?!即鸢浮剑?)分液漏斗檢漏(2)(3)增加的溶解度(4)加速產(chǎn)品干燥(5)80.0(6)透過藍(lán)色鉆玻璃觀察火焰的顏色,若呈紫色則含鉀元素〖祥解〗三頸燒瓶中加入和熱蒸餾水,將物料溶解加入在加入醋酸,冷卻至室溫后,再從儀器b緩慢滴入30%雙氧水,待反應(yīng)結(jié)束,濾去固體,在濾液中加入95%乙醇降低溶解度,析晶,過濾洗滌干燥,得到產(chǎn)物?!冀馕觥剑?)儀器a的名稱是分液漏斗,使用前應(yīng)檢漏;(2)中鈉是+1價(jià)亞硝酸根是-1價(jià),根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0,鈷的化合價(jià)是+3,制備該配合物的化學(xué)方程式為;(3)步驟①中,用熱蒸餾水的目的是增加的溶解度;(4)步驟③中,用乙醚洗滌固體產(chǎn)品的作用是加速產(chǎn)品干燥;(5)已知:(亮黃色)足量與產(chǎn)品反應(yīng)生成亮黃色沉淀,則,,產(chǎn)品純度為;(6)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)樣品中鉀元素的常用方法是:將鉑絲用鹽酸洗凈后,在外焰上灼燒至與原來的火焰顏色相同時(shí),用鉑絲蘸取樣品在外焰上灼燒,透過藍(lán)色鉆玻璃觀察火焰的顏色,若呈紫色則含鉀元素。10.(2023·山東卷)三氯甲硅烷是制取高純硅的重要原料,常溫下為無色液體,沸點(diǎn)為,熔點(diǎn)為,易水解。實(shí)驗(yàn)室根據(jù)反應(yīng),利用如下裝置制備粗品(加熱及夾持裝置略)?;卮鹣铝袉栴}:(1)制備時(shí)進(jìn)行操作:(ⅰ)……;(ⅱ)將盛有砫粉的瓷舟置于管式爐中;(ⅲ)通入,一段時(shí)間后接通冷凝裝置,加熱開始反應(yīng)。操作(ⅰ)為_____;判斷制備反應(yīng)結(jié)束的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_____。圖示裝置存在的兩處缺陷是_____。(2)已知電負(fù)性在濃溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。(3)采用如下方法測(cè)定溶有少量的純度。樣品經(jīng)水解、干燥等預(yù)處理過程得硅酸水合物后,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:①_____,②_____(填操作名稱),③稱量等操作,測(cè)得所得固體氧化物質(zhì)量為,從下列儀器中選出①、②中需使用的儀器,依次為_____(填標(biāo)號(hào))。測(cè)得樣品純度為_____(用含、的代數(shù)式表示)?!即鸢浮剑?)檢查裝置氣密性當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí)C、D之間沒有干燥裝置,沒有處理氫氣的裝置(2)SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O(3)高溫灼燒冷卻AC〖祥解〗氯化氫氣體通入濃硫酸干燥后,在管式爐中和硅在高溫下反應(yīng),生成三氯甲硅烷和氫氣,由于三氯甲硅烷沸點(diǎn)為31.8℃,熔點(diǎn)為,在球形冷凝管中可冷卻成液態(tài),在裝置C中收集起來,氫氣則通過D裝置排出同時(shí)D可處理多余吸收的氯化氫氣體,據(jù)此解答?!冀馕觥剑?)制備SiHCl3時(shí),由于氯化氫、SiHCl3和氫氣都是氣體,所以組裝好裝置后,要先檢查裝置氣密性,然后將盛有硅粉的瓷舟置于管式爐中,通入氯化氫氣體,排出裝置中的空氣,一段時(shí)候后,接通冷凝裝置,加熱開始反應(yīng),當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí),即硅粉完全反應(yīng),SiHCl3易水解,所以需要在C、D之間加一個(gè)干燥裝置,防止D中的水蒸氣進(jìn)入裝置C中,另外氫氧化鈉溶液不能吸收氫氣,需要在D后面加處理氫氣的裝置,故〖答案〗為:檢查裝置氣密性;當(dāng)管式爐中沒有固體剩余時(shí);C、D之間沒有干燥裝置,沒有處理氫氣的裝置;(2)已知電負(fù)性Cl>H>Si,則SiHCl3中氯元素的化合價(jià)為-1,H元素的化合價(jià)為-1,硅元素化合價(jià)為+4,所以氫氧化鈉溶液和SiHCl3反應(yīng)時(shí),要發(fā)生氧化還原反應(yīng),得到氯化鈉、硅酸鈉和氫氣,化學(xué)方程式為:SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O,故〖答案〗為:SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O;(3)m1g樣品經(jīng)水解,干燥等預(yù)處理過程得到硅酸水合物后,高溫灼燒,在干燥器中冷卻后,稱量,所用儀器包括坩堝和干燥器,所得固體氧化物為二氧化硅,質(zhì)量為m2g,則二氧化硅的物質(zhì)的量為n(SiO2)=,樣品純度為=,故〖答案〗為:高溫灼燒;冷卻;AC;。11.(2022·全國(guó)甲卷)硫化鈉可廣泛用于染料、醫(yī)藥行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)。硫化鈉易溶于熱乙醇,重金屬硫化物難溶于乙醇。實(shí)驗(yàn)室中常用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品?;卮鹣铝袉栴}:(1)工業(yè)上常用芒硝()和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉,同時(shí)生成CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。(2)溶解回流裝置如圖所示,回流前無需加入沸石,其原因是_______?;亓鲿r(shí),燒瓶?jī)?nèi)氣霧上升高度不宜超過冷凝管高度的1/3.若氣霧上升過高,可采取的措施是_______。(3)回流時(shí)間不宜過長(zhǎng),原因是_______?;亓鹘Y(jié)束后,需進(jìn)行的操作有①停止加熱
②關(guān)閉冷凝水
③移去水浴,正確的順序?yàn)開______(填標(biāo)號(hào))。A.①②③
B.③①②
C.②①③
D.①③②(4)該實(shí)驗(yàn)熱過濾操作時(shí),用錐形瓶而不能用燒杯接收濾液,其原因是_______。過濾除去的雜質(zhì)為_______。若濾紙上析出大量晶體,則可能的原因是_______。(5)濾液冷卻、結(jié)晶、過濾,晶體用少量_______洗滌,干燥,得到?!即鸢浮剑?)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O(2)硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì),這些雜質(zhì)可以直接作沸石
降低溫度(3)硫化鈉易溶于熱乙醇,若回流時(shí)間過長(zhǎng),Na2S會(huì)直接析出在冷凝管上,使提純率較低,同時(shí)易造成冷凝管下端堵塞,圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓過大,發(fā)生爆炸
D(4)防止濾液冷卻
重金屬硫化物
溫度逐漸恢復(fù)至室溫(5)冷水〖解析〗本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹苽淞蚧c并用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品,工業(yè)上常用芒硝()和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉,反應(yīng)原理為:Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O,結(jié)合硫化鈉的性質(zhì)解答問題。(1)工業(yè)上常用芒硝()和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉,同時(shí)生產(chǎn)CO,根據(jù)得失電子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O;(2)由題干信息,生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì),這些雜質(zhì)可以直接作沸石,因此回流前無需加入沸石,若氣流上升過高,可直接降低降低溫度,使氣壓降低;(3)硫化鈉易溶于熱乙醇,若回流時(shí)間過長(zhǎng),Na2S會(huì)直接析出在冷凝管上,使提純率較低,同時(shí)易造成冷凝管下端堵塞,圓底燒瓶?jī)?nèi)氣壓過大,發(fā)生爆炸;回流結(jié)束后,先停止加熱,再移去水浴后再關(guān)閉冷凝水,故正確的順序?yàn)棰佗邰?,〖答案〗選D。(4)硫化鈉易溶于熱乙醇,使用錐形瓶可有效防止濾液冷卻,重金屬硫化物難溶于乙醇,故過濾除去的雜質(zhì)為重金屬硫化物,由于硫化鈉易溶于熱乙醇,過濾后溫度逐漸恢復(fù)至室溫,濾紙上便會(huì)析出大量晶體;(5)乙醇與水互溶,硫化鈉易溶于熱乙醇,因此將濾液冷卻、結(jié)晶、過濾后,晶體可用少量冷水洗滌,再干燥,即可得到。12.(2022·全國(guó)乙卷)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀()可用于無機(jī)合成、功能材料制備。實(shí)驗(yàn)室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟:Ⅰ.取已知濃度的溶液,攪拌下滴加足量溶液,產(chǎn)生淺藍(lán)色沉淀。加熱,沉淀轉(zhuǎn)變成黑色,過濾。Ⅱ.向草酸()溶液中加入適量固體,制得和混合溶液。Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁熱過濾。Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮,經(jīng)一系列操作后,干燥,得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體,進(jìn)行表征和分析?;卮鹣铝袉栴}:(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列儀器中不需要的是________(填儀器名稱)。(2)長(zhǎng)期存放的中,會(huì)出現(xiàn)少量白色固體,原因是________。(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(寫化學(xué)式)。(4)Ⅱ中原料配比為,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________。(5)Ⅱ中,為防止反應(yīng)過于劇烈而引起噴濺,加入應(yīng)采取________的方法。(6)Ⅲ中應(yīng)采用________進(jìn)行加熱。(7)Ⅳ中“一系列操作”包括________?!即鸢浮剑?)分液漏斗和球形冷凝管(2)風(fēng)化失去結(jié)晶水生成無水硫酸銅(3)CuO(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑(5)分批加入并攪拌(6)水?。?)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌〖解析〗取已知濃度的溶液,攪拌下滴加足量溶液,產(chǎn)生淺藍(lán)色沉淀氫氧化銅,加熱,氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀,過濾,向草酸()溶液中加入適量固體,制得和混合溶液,將和混合溶液加熱至80-85℃,加入氧化銅固體,全部溶解后,趁熱過濾,將濾液用蒸汽浴加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體。(1)由固體配制硫酸銅溶液,需用天平稱量一定質(zhì)量的固體,將稱量好的固體放入燒杯中,用量筒量取一定體積的水溶解,因此用不到的儀器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)含結(jié)晶水,長(zhǎng)期放置會(huì)風(fēng)化失去結(jié)晶水,生成無水硫酸銅,無水硫酸銅為白色固體。(3)硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀,加熱,氫氧化銅分解生成黑色的氧化銅沉淀。(4)草酸和碳酸鉀以物質(zhì)的量之比為1.5:1發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成、、CO2和水,依據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。(5)為防止草酸和碳酸鉀反應(yīng)時(shí)反應(yīng)劇烈,造成液體噴濺,可減緩反應(yīng)速率,將碳酸鉀進(jìn)行分批加入并攪拌。(6)Ⅲ中將混合溶液加熱至80-85℃,應(yīng)采取水浴加熱,使液體受熱均勻。(7)從溶液獲得晶體的一般方法為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,因此將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體。13.(2022·浙江卷)氨基鈉()是重要的化學(xué)試劑,實(shí)驗(yàn)室可用下圖裝置(夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略)制備。簡(jiǎn)要步驟如下:Ⅰ.在瓶A中加入液氨和,通入氨氣排盡密閉體系中空氣,攪拌。Ⅱ.加入5g鈉粒,反應(yīng),得粒狀沉積物。Ⅲ.除去液氨,得產(chǎn)品。已知:幾乎不溶于液氨,易與水、氧氣等反應(yīng)。請(qǐng)回答:(1)的作用是_______;裝置B的作用是_______。(2)步驟Ⅰ,為判斷密閉體系中空氣是否排盡,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方案_______。(3)步驟Ⅱ,反應(yīng)速率應(yīng)保持在液氨微沸為宜。為防止速率偏大,可采取的措施有_______。(4)下列說法不正確的是_______。A.步驟Ⅰ中,攪拌的目的是使均勻地分散在液氨中B.步驟Ⅱ中,為判斷反應(yīng)是否已完成,可在N處點(diǎn)火,如無火焰,則反應(yīng)己完成C.步驟Ⅲ中,為避免污染,應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)抽濾除去液氨,得到產(chǎn)品D.產(chǎn)品應(yīng)密封保存于充滿干燥氮?dú)獾钠恐校?)產(chǎn)品分析:假設(shè)是產(chǎn)品的唯一雜質(zhì),可采用如下方法測(cè)定產(chǎn)品純度。從下列選項(xiàng)中選擇最佳操作并排序_______。準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品計(jì)算a.準(zhǔn)確加入過量的水b.準(zhǔn)確加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液c.準(zhǔn)確加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液d.滴加甲基紅指示劑(變色的范圍4.4~6.2)e.滴加石蕊指示劑(變色的范圍4.5~8.3)f.滴加酚酞指示劑(變色的范圍8.2~10.0)g.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定h.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定i.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定〖答案〗(1)
催化
防止氧氣、水進(jìn)入密閉體系(2)試管中加滿水倒扣于水槽中,M處通入氨氣,將N處排出的氣體導(dǎo)入試管內(nèi)。如試管底部出現(xiàn)氣泡,則空氣尚未排盡,如未出現(xiàn)氣泡,則說明空氣已排盡(3)分批少量加入鈉粒;降低冷卻液溫度;適當(dāng)增加液氨量(任寫一種即可)(4)BC(5)bdg〖解析〗在硝酸鐵催化下鈉與液氨的反應(yīng)來生成NaNH2和氫氣,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),為保證液氨處于微沸狀態(tài),需要用冷卻液控制一定的溫度。NaNH2易與水和氧氣發(fā)生反應(yīng),所以裝置B中Hg可防止氧氣、水進(jìn)入密閉體系,導(dǎo)氣口N與尾氣處理連接裝置再處理氨氣等,據(jù)此結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理分析解答。(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作中加入Fe(NO3)39H2O的用料很少,可推知,F(xiàn)e(NO3)39H2O在反應(yīng)中作催化劑,加快反應(yīng)速率;結(jié)合已知信息可知,制備得到的NaNH2易與水和氧氣發(fā)生反應(yīng),所以裝置B中Hg可防止氧氣、水進(jìn)入密閉體系,干擾NaNH2的制備,故〖答案〗為:催化;防止氧氣、水進(jìn)入密閉體系;(2)結(jié)合氨氣極易溶于水,空氣中的氮?dú)怆y溶于水,氧氣不易溶于水的物理性質(zhì),所以為判斷密封體系中空氣是否排盡,可設(shè)計(jì)方案如下:試管中加滿水倒扣于水槽中,M處通入氨氣,將N處排出的氣體導(dǎo)入試管內(nèi)。如試管底部出現(xiàn)氣泡,則空氣尚未排盡,如未出現(xiàn)氣泡,則說明空氣已排盡;(3)上述化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的濃度、溫度均可影響化學(xué)反應(yīng)速率,所以為防止反應(yīng)速率偏大,可實(shí)施的措施有:分批少量加入鈉粒;降低冷卻液溫度;適當(dāng)增加液氨量(任寫一種即可);(4)A.步驟I中,攪拌可使液體混合均勻,所以攪拌可使少量的催化劑Fe(NO3)39H2O均勻分散在液氨中,A正確;B.步驟II中,由于液氨處于微沸狀態(tài),故生成的氫氣中混有一定量的氨氣;氫氣雖然是可燃性氣體,由于氨氣在空氣中不能被點(diǎn)燃,當(dāng)氨氣中只有少量氫氣時(shí),則也不能被點(diǎn)然、不會(huì)產(chǎn)生火焰,且對(duì)易氣體點(diǎn)火有安全隱患,B錯(cuò)誤;C.步驟II中得到的粒狀沉積物,顆粒較小,顆粒太小的沉淀易在濾紙上形成一層密實(shí)的沉淀,溶液不易透過,所以不適宜選用抽濾裝置進(jìn)行過濾,C錯(cuò)誤;D.因?yàn)橹苽涞漠a(chǎn)品NaNH2易與水和氧氣發(fā)生反應(yīng),所以可密封保存于充滿干燥氮?dú)獾钠恐?,D正確;故選BC;(5)題干信息中提到假設(shè)產(chǎn)品NaNH2的唯一雜質(zhì)為NaOH,因?yàn)楫a(chǎn)品溶于水生成氫氧化鈉和氨氣,所以可設(shè)計(jì)利用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,因滴定終點(diǎn)時(shí),溶液中含氯化鈉和氯化銨,所以需選用酸性條件下的酸堿指示劑判斷滴定終點(diǎn),過量的鹽酸再利用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液反滴定,最終利用所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出產(chǎn)品中NaNH2的純度,故涉及的操作步驟為:準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品xg加入過量鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液加入滴加甲基橙指示劑用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù),計(jì)算產(chǎn)品純度,故〖答案〗為:bdg。14.(2022·湖北卷)高技術(shù)領(lǐng)域常使用高純?cè)噭?。純磷?熔點(diǎn)為,易吸潮)可通過市售85%磷酸溶液減壓蒸餾除水、結(jié)晶除雜得到,純化過程需要嚴(yán)格控制溫度和水分,溫度低于易形成(熔點(diǎn)為),高于則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸等。某興趣小組為制備磷酸晶體設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如下(夾持裝置略):回答下列問題:(1)A的名稱是___________。B的進(jìn)水口為___________(填“a”或“b”)。(2)的作用是___________。(3)空氣流入毛細(xì)管的主要作用是防止___________,還具有攪拌和加速水逸出的作用。(4)升高溫度能提高除水速度,實(shí)驗(yàn)選用水浴加熱的目的是___________。(5)磷酸易形成過飽和溶液,難以結(jié)晶,可向過飽和溶液中加入___________促進(jìn)其結(jié)晶。(6)過濾磷酸晶體時(shí),除了需要干燥的環(huán)境外,還需要控制溫度為___________(填標(biāo)號(hào))。A.
B.
C.(7)磷酸中少量的水極難除去的原因是___________?!即鸢浮剑?)
圓底燒瓶
b(2)干燥氣體(3)溶液沿毛細(xì)管上升(4)使溶液受熱均勻(5)磷酸晶體(6)C(7)磷酸可與水分子間形成氫鍵〖解析〗空氣通過氯化鈣除水,經(jīng)過安全瓶后通過濃硫酸除水,然后通過五氧化二磷,干燥的空氣流入毛細(xì)管對(duì)燒瓶中的溶液進(jìn)行攪拌,同時(shí)還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細(xì)管上升的作用,將85%磷酸溶液進(jìn)行減壓蒸餾除水、結(jié)晶除雜得到純磷酸。(1)由儀器構(gòu)造可知,儀器A為圓底燒瓶,儀器B為直形冷凝管,泠凝水應(yīng)從b口近、a口出,形成逆流冷卻,使冷卻效果更好。(2)純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度和水分,因此五氧化二磷的作用為干燥氣體。(3)空氣流入毛細(xì)管可以對(duì)燒瓶中的溶液進(jìn)行攪拌,使受熱均勻,同時(shí)還具有加速水逸出和防止溶液沿毛細(xì)管上升的作用。(4)升高溫度能提高除水速度,而純磷酸制備過程中要嚴(yán)格控制溫度,水浴加熱可以避免直接加熱造成的過度劇烈與溫度的不可控性,使溶液受熱均勻。(5)過飽和溶液暫時(shí)處于亞穩(wěn)態(tài),當(dāng)加入一些固體的晶體或晃動(dòng)時(shí)可使此狀態(tài)失去平衡,過多的溶質(zhì)就會(huì)結(jié)晶,因此可向磷酸的過飽和溶液中加入磷酸晶體促進(jìn)其結(jié)晶。(6)純磷酸純化過程中,溫度低于易形成(熔點(diǎn)為),高于則發(fā)生分子間脫水生成焦磷酸,純磷酸的熔點(diǎn)為42℃,因此過濾磷酸晶體時(shí),除了需要干燥的環(huán)境外,還需要控制溫度為42~100℃,〖答案〗選C。(7)磷酸的結(jié)構(gòu)式為:,分子中含羥基,可與水分子間形成氫鍵,因此磷酸中少量的水極難除去。15.(2022·山東卷)實(shí)驗(yàn)室利用和亞硫酰氯()制備無水的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。已知沸點(diǎn)為,遇水極易反應(yīng)生成兩種酸性氣體?;卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)開始先通。一段時(shí)間后,先加熱裝置_______(填“a”或“b”)。裝置b內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。裝置c、d共同起到的作用是_______。(2)現(xiàn)有含少量雜質(zhì)的,為測(cè)定n值進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)Ⅰ:稱取樣品,用足量稀硫酸溶解后,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗(滴定過程中轉(zhuǎn)化為,不反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)Ⅱ:另取樣品,利用上述裝置與足量反應(yīng)后,固體質(zhì)量為。則_______;下列情況會(huì)導(dǎo)致n測(cè)量值偏小的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.樣品中含少量雜質(zhì)B.樣品與反應(yīng)時(shí)失水不充分C.實(shí)驗(yàn)Ⅰ中,稱重后樣品發(fā)生了潮解D.滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成(3)用上述裝置、根據(jù)反應(yīng)制備。已知與分子結(jié)構(gòu)相似,與互溶,但極易水解。選擇合適儀器并組裝蒸餾裝置對(duì)、混合物進(jìn)行蒸榴提純(加熱及夾持裝置略),安裝順序?yàn)棰佗幄郷______(填序號(hào)),先餾出的物質(zhì)為_______?!即鸢浮剑?)
a
FeCl2?4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl
冷凝回流SOCl2(2)
AB(3)
⑥⑩③⑤
CCl4〖解析〗SOCl2與H2O反應(yīng)生成兩種酸性氣體,F(xiàn)eCl2?4H2O與SOCl2制備無水FeCl2的反應(yīng)原理為:SOCl2吸收FeCl2?4H2O受熱失去的結(jié)晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解,從而制得無水FeCl2。(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通N2,排盡裝置中的空氣,一段時(shí)間后,先加熱裝置a,產(chǎn)生SOCl2氣體充滿b裝置后再加熱b裝置,裝置b中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeCl2?4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;裝置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2;〖答案〗為:a;FeCl2?4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2。(2)滴定過程中將Fe2+氧化成Fe3+,自身被還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,則m1g樣品中n(FeCl2)=6n()=6cV×10-3mol;m1g樣品中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m1-m2)g,結(jié)晶水物質(zhì)的量為mol,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3mol):mol,解得n=;A.樣品中含少量FeO雜質(zhì),溶于稀硫酸后生成Fe2+,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏大,使n的測(cè)量值偏小,A項(xiàng)選;B.樣品與SOCl2反應(yīng)時(shí)失水不充分,則m2偏大,使n的測(cè)量值偏小,B項(xiàng)選;C.實(shí)驗(yàn)I稱重后,樣品發(fā)生了潮解,樣品的質(zhì)量不變,消耗的K2Cr2O7溶液的體積V不變,使n的測(cè)量值不變,C項(xiàng)不選;D.滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡生成,導(dǎo)致消耗的K2Cr2O7溶液的體積V偏小,使n的測(cè)量值偏大,D項(xiàng)不選;〖答案〗選AB。(3)組裝蒸餾裝置對(duì)TiCl4、CCl4混合物進(jìn)行蒸餾提純,按由下而上、從左到右的順序組裝,安裝順序?yàn)棰佗幄?,然后連接冷凝管,蒸餾裝置中應(yīng)選擇直形冷凝管⑥、不選用球形冷凝管⑦,接著連接尾接管⑩,TiCl4極易水解,為防止外界水蒸氣進(jìn)入,最后連接③⑤,安裝順序?yàn)棰佗幄啖蔻猗邰?;由于TiCl4、CCl4分子結(jié)構(gòu)相似,TiCl4的相對(duì)分子質(zhì)量大于CCl4,TiCl4分子間的范德華力較大,TiCl4的沸點(diǎn)高于CCl4,故先蒸出的物質(zhì)為CCl4;〖答案〗為:⑥⑩③⑤;CCl4。16.(2022·海南卷)磷酸氫二銨[]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氫氣制備,裝置如圖所示(夾持和攪拌裝置已省略)?;卮饐栴}:(1)實(shí)驗(yàn)室用和制備氨氣的化學(xué)方程式為_______。(2)現(xiàn)有濃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%,密度為1.7g/mL。若實(shí)驗(yàn)需100mL1.7mol/L的溶液,則需濃_______mL(保留一位小數(shù))。(3)裝置中活塞的作用為_______。實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)出現(xiàn)_______現(xiàn)象時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)閉,打開。(4)當(dāng)溶液pH為8.0~9.0時(shí),停止通,即可制得溶液。若繼續(xù)通入,當(dāng)時(shí),溶液中、_______和_______(填離子符號(hào))濃度明顯增加。(5)若本實(shí)驗(yàn)不選用pH傳感器,還可選用_______作指示劑,當(dāng)溶液顏色由_______變?yōu)闀r(shí),停止通?!即鸢浮剑?)(2)11.5(3)
平衡氣壓防倒吸
倒吸(4)
(5)酚酞
無〖解析〗本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑橹苽淞姿岫滗@[(NH4)2HPO4],實(shí)驗(yàn)原理為2NH3+H3PO4=[(NH4)2HPO4],結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)分析解答問題。(1)實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)在加熱的條件下制備氨氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;(2)根據(jù)公式可得,濃H3PO4的濃度,溶液稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變,因此配制100mL1.7mol/L的H3PO4溶液,需要濃H3PO4的體積V=;(3)由于NH3極易溶于水,因此可選擇打開活塞K2以平衡氣壓,防止發(fā)生倒吸,所以實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)閉K1,打開K2;(4)繼續(xù)通入NH3,(NH4)2HPO4繼續(xù)反應(yīng)生成(NH4)3PO4,當(dāng)pH>10.0時(shí),溶液中OH-、、的濃度明顯增加;(5)由(4)小問可知,當(dāng)pH為8.0~9.0時(shí),可制得(NH4)2HPO4,說明(NH4)2HPO4溶液顯堿性,因此若不選用pH傳感器,還可以選用酚酞作指示劑,當(dāng)溶液顏色由無色變?yōu)闇\紅時(shí),停止通入NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。17.(2022·重慶卷)研究小組以無水甲苯為溶劑,PCl5(易水解)和NaN3為反應(yīng)物制備米球狀紅磷。該紅磷可提高鈉離子電池的性能。(1)甲苯干燥和收集的回流裝置如圖1所示(夾持及加熱裝置略)。以二苯甲酮為指示劑,無水時(shí)體系呈藍(lán)色。①存貯時(shí),Na應(yīng)保存在_____中。②冷凝水的進(jìn)口是______(填“a”或“b”)。③用Na干燥甲苯的原理是_____(用化學(xué)方程式表示)。④回流過程中,除水時(shí)打開的活塞是_____;體系變藍(lán)后,改變開關(guān)狀態(tài)收集甲苯。(2)納米球狀紅磷的制備裝置如圖2所示(攪拌和加熱裝置略)。①在Ar氣保護(hù)下,反應(yīng)物在A裝置中混勻后轉(zhuǎn)入B裝置,于280℃加熱12小時(shí),反應(yīng)物完全反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)方程式為_____。用Ar氣趕走空氣的目的是_____。②經(jīng)冷卻、離心分離和洗滌得到產(chǎn)品,洗滌時(shí)先后使用乙醇和水,依次洗去的物質(zhì)是_____和_____。③所得納米球狀紅磷的平均半徑R與B裝置中氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖3所示。欲控制合成R=125nm的紅磷,氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)為_____kPa,需NaN3的物質(zhì)的量為______mol(保留3位小數(shù))。已知:p=a×n,其中a=2.5×105kPa?mol-1,n為氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量。〖答案〗(1)煤油bK1、K3(2)防止PCl5遇空氣中的水蒸氣而發(fā)生水解甲苯NaCl1040.027〖祥解〗本實(shí)驗(yàn)要用無水甲苯作溶劑,故需要先制備無水甲苯,圖1裝置中Na與水反應(yīng)除去水,生成的H2從K2排出,待水反應(yīng)完后,打開K1收集無水甲苯;圖2中將甲苯和NaN3加入三頸瓶中,然后通入Ar排出裝置中的空氣,再滴入PCl5和甲苯,混合均勻后,轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中制備納米球狀紅磷?!冀馕觥剑?)①鈉在空氣中容易反應(yīng),故應(yīng)保存在煤油中;②為了充分冷凝,冷凝水應(yīng)從下口進(jìn)上口出,故冷凝水的進(jìn)口是b;③Na與水反應(yīng)可除去水,故用鈉干燥甲苯的原理是;④回流過程中,打開活塞K1、K3,使反應(yīng)物冷凝后流回反應(yīng)裝置。(2)①根據(jù)題意可知,反應(yīng)物為PCl5和NaN3,產(chǎn)物為P,根據(jù)化合價(jià)的變化規(guī)律可知化學(xué)方程式為;由于PCl5易水解,故用Ar趕走空氣的目的是防止PCl5遇空氣中的水蒸氣而發(fā)生水解。②根據(jù)反應(yīng)可知,得到的產(chǎn)物上沾有甲苯和NaCl,用乙醇洗去甲苯,用水洗去NaCl。③R=125nm時(shí)可換算出橫坐標(biāo)為8,此時(shí)縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值為10,故氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)為104kPa;已知p=a×n,其中a=2.5×105kPa?mol-1,,根據(jù)反應(yīng)可知,n(NaN3)=N2=×0.04mol=0.027mol。18.(2022·天津卷)氯化鐵是重要的化工原料。針對(duì)氯化鐵的實(shí)驗(yàn)室制備方法,回答下列問題:Ⅰ.的制備制備流程圖如下:(1)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中,至鹽酸反應(yīng)完全。判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為___________。含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快,原因?yàn)開__________。(2)操作①所必需的玻璃儀器中,除燒杯外還有___________。(3)檢驗(yàn)溶液中是否殘留的試劑是___________。(4)為增大溶液的濃度,向稀溶液中加入純Fe粉后通入。此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為___________。(5)操作②為___________。Ⅱ.由制備無水將與液體混合并加熱,制得無水。已知沸點(diǎn)為77℃,反應(yīng)方程式為:,裝置如下圖所示(夾持和加熱裝置略)。(6)儀器A的名稱為___________,其作用為___________。NaOH溶液的作用是___________。(7)干燥管中無水不能換成堿石灰,原因是___________。(8)由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽,適宜使用上述方法的是___________(填序號(hào))。a.
b.
c.〖答案〗(1)不再有氣泡產(chǎn)生Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池,加快反應(yīng)速率(2)漏斗、玻璃棒(3)溶液(4)、(5)在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾、洗滌、干燥得到晶體(6)球形冷凝管冷凝回流吸收、HCl等尾氣,防止污染(7)堿石灰與、HCl氣體反應(yīng),失去干燥作用(8)a〖祥解〗稀鹽酸中加入廢鐵屑,不斷反應(yīng),銅不與鹽酸反應(yīng),過濾,向?yàn)V液中通入氯氣反應(yīng)生成氯化鐵,稀氯化鐵溶液再加入鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵,濃氯化鐵溶液制備,稀氯化鐵溶液在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾、洗滌、干燥得到晶體。將與液體混合并加熱來制備無水?!冀馕觥剑?)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中,至鹽酸反應(yīng)完全,由于廢鐵屑與鹽酸反應(yīng)不斷產(chǎn)生氣泡,因此判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為不再有氣泡產(chǎn)生。含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快,原因?yàn)镕e、Cu在稀鹽酸中形成原電池,加快反應(yīng)速率;故〖答案〗為:不再有氣泡產(chǎn)生;Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池,加快反應(yīng)速率。(2)操作①是過濾,所必需的玻璃儀器中,除燒杯外還有玻璃棒、漏斗;故〖答案〗為:漏斗、玻璃棒。(3)鐵離子和溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,因此檢驗(yàn)溶液中是否殘留的試劑是溶液;故〖答案〗為:溶液。(4)為增大溶液的濃度,向稀溶液中加入純Fe粉后通入,先是鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,再是亞鐵離子被氯氣氧化為鐵離子,此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為、;故〖答案〗為:、。(5)操作②是氯化鐵溶液到晶體,由于鐵離子加熱時(shí)要發(fā)生水解生成氫氧化鐵,因此在整個(gè)過程中要通入HCl氣體防止鐵離子水解,其操作過程為晶體;故〖答案〗為:在HCl氣流中蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾、洗滌、干燥得到晶體。(6)根據(jù)圖中信息得到儀器A的名稱為球形干燥管,由于沸點(diǎn)為77℃,為充分利用,不能使其逸出,因此球形冷凝管的作用為冷凝回流。由于二氧化硫、HCl會(huì)逸出污染環(huán)境,因此NaOH溶液的作用是吸收、HCl等尾氣,防止污染;故〖答案〗為:球形干燥管;冷凝回流;吸收、HCl等尾氣,防止污染。(7)無水的作用是干燥氣體,不是與二氧化硫、HCl氣體反應(yīng),干燥管中無水不能換成堿石灰,原因是堿石灰與、HCl氣體反應(yīng),失去干燥作用;故〖答案〗為:堿石灰與、HCl氣體反應(yīng),失去干燥作用。(8)根據(jù)裝置圖信息,該裝置可以用于制取能水解的鹽酸鹽晶體,由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽,適宜使用上述方法的是a;故〖答案〗為:a。19.(2021·全國(guó)乙卷)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示):Ⅰ.將濃、、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,劇烈攪拌下,分批緩慢加入粉末,塞好瓶口。Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,35℃攪拌1小時(shí),緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98℃并保持1小時(shí)。Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,而后滴加至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。Ⅵ.冷凍干燥,得到土黃色的氧化石墨烯?;卮鹣铝袉栴}:(1)裝置圖中,儀器a、c的名稱分別是_______、_______,儀器b的進(jìn)水口是_______(填字母)。(2)步驟Ⅰ中,需分批緩慢加入粉末并使用冰水浴,原因是_______。(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴,不使用熱水浴,原因是_______。(4)步驟Ⅲ中,的作用是_______(以離子方程式表示)。(5)步驟Ⅳ中,洗滌是否完成,可通過檢測(cè)洗出液中是否存在來判斷。檢測(cè)的方法是_______。(6)步驟Ⅴ可用試紙檢測(cè)來判斷是否洗凈,其理由是_______?!即鸢浮降我郝┒啡i燒瓶d反應(yīng)放熱,防止反應(yīng)過快反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),油浴更易控溫取少量洗出液,滴加,沒有白色沉淀生成與電離平衡,洗出液接近中性時(shí),可認(rèn)為洗凈〖解析〗(1)由圖中儀器構(gòu)造可知,a的儀器名稱為滴液漏斗,c的儀器名稱為三頸燒瓶;儀器b為球形冷凝管,起冷凝回流作用,為了是冷凝效果更好,冷卻水要從d口進(jìn),e口出,故〖答案〗為:分液漏斗;三頸燒瓶;d;(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),為控制反應(yīng)速率,避免反應(yīng)過于劇烈,需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,故〖答案〗為:反應(yīng)放熱,防止反應(yīng)過快;(3)油浴和水浴相比,由于油的比熱容較水小,油浴控制溫度更加靈敏和精確,該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),故不采用熱水浴,而采用油浴,故〖答案〗為:反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),油浴更易控溫;(4)由滴加H2O2后發(fā)生的現(xiàn)象可知,加入的目的是除去過量的KMnO4,則反應(yīng)的離子方程式為:2Mn+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O,故〖答案〗為:2Mn+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O;(5)該實(shí)驗(yàn)中為判斷洗滌是否完成,可通過檢測(cè)洗出液中是否存在S來判斷,檢測(cè)方法是:取最后一次洗滌液,滴加BaCl2溶液,若沒有沉淀說明洗滌完成,故〖答案〗為:取少量洗出液,滴加BaCl2,沒有白色沉淀生成;(6)步驟IV用稀鹽酸洗滌沉淀,步驟V洗滌過量的鹽酸,與電離平衡,洗出液接近中性時(shí),可認(rèn)為洗凈,故〖答案〗為:與電離平衡,洗出液接近中性時(shí),可認(rèn)為洗凈。20.(2021·浙江卷)是很好的氯化劑,實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置(夾持儀器已省略)制備高純。已知:①,合適反應(yīng)溫度為;副反應(yīng):。②常壓下,沸點(diǎn),熔點(diǎn);沸點(diǎn)2.0℃,熔點(diǎn)。③,在中的溶解度遠(yuǎn)大于其在水中的溶解度。請(qǐng)回答:(1)①裝置A的作用是去除原料氣中的少量水分,可用的試劑是_______。②將上圖中裝置組裝完整,虛框D中應(yīng)選用_______。(2)有關(guān)反應(yīng)柱B,須進(jìn)行的操作是_______。A.將HgO粉末熱處理除水分、增加表面積后填入反應(yīng)柱B.調(diào)控進(jìn)入反應(yīng)柱的混合氣中和的比例C.調(diào)控混合氣從下口進(jìn)入反應(yīng)柱的流速D.將加熱帶纏繞于反應(yīng)柱并加熱(3)裝置C,冷卻液的溫度通??刂圃?。反應(yīng)停止后,溫度保持不變,為減少產(chǎn)品中的含量,可采用的方法是_______。(4)將純化后的產(chǎn)品氣化,通入水中得到高純度的濃溶液,于陰涼暗處貯存。當(dāng)需要時(shí),可將濃溶液用萃取分液,經(jīng)氣化重新得到。針對(duì)萃取分液,從下列選項(xiàng)選擇合適操作(操作不能重復(fù)使用)并排序:c→_______→_______→e→d→f→_______。a.檢查旋塞、玻璃塞處是否漏水b.將溶液和轉(zhuǎn)入分液漏斗c.涂凡士林d.旋開旋塞放氣e.倒轉(zhuǎn)分液漏斗,小心振搖f.經(jīng)幾次振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺(tái)上靜置g.打開旋塞,向錐形瓶放出下層液體h.打開旋塞,待下層液體完全流出后,關(guān)閉旋塞,將上層液體倒入錐形瓶(5)產(chǎn)品分析:取一定量濃溶液的稀釋液,加入適量、過量溶液及一定量的稀,充分反應(yīng)。用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(滴定Ⅰ);再以酚酞為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(滴定Ⅱ)。已知產(chǎn)生的反應(yīng)(不考慮與水反應(yīng)):實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:加入量滴定Ⅰ測(cè)出量滴定Ⅱ測(cè)出量①用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí),無需另加指示劑。判斷滴定Ⅰ到達(dá)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______。②高純度濃溶液中要求(和均以計(jì))。結(jié)合數(shù)據(jù)分析所制備的濃溶液是否符合要求_______?!即鸢浮綕鈇ABC抽氣(或通干燥氮?dú)?abgCCl4中由紫紅色突變到無色,且30s不恢復(fù)溶液中Cl2O和Cl2分別為1.000×10-3mol、5×10-6mol,=200>99,符合要求〖解析〗(1)①裝置A的作用是去除原料氣(Cl2、N2)中的少量水分,可用的試劑是濃。②Cl2和Cl2O都不能直接排放于空氣中,因此需要進(jìn)行尾氣處理,Cl2、Cl2O能與NaOH溶液反應(yīng),同時(shí)需要防止NaOH溶液中水蒸氣進(jìn)入C裝置中,因此需要在C和尾氣處理裝置之間連接吸收水蒸氣的裝置,所以虛框D中應(yīng)選用a裝置。(2)裝置B為HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的裝置,A.因Cl2O能與H2O發(fā)生反應(yīng),因此需要將HgO粉末熱處理除水分,該反應(yīng)為固體與氣體接觸類反應(yīng),因此增加表面積能夠加快反應(yīng)速率,故A選;B.N2的作用是稀釋Cl2,在氣流速率一定的條件下,氯氣所占的比例越小,其轉(zhuǎn)化率越高,同時(shí)Cl2不足時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng),因此需要調(diào)控進(jìn)入反應(yīng)柱的混合氣中Cl2和N2的比例,故B選;C.為了讓氣體與固體充分接觸,混合氣體應(yīng)從下口進(jìn)入反應(yīng)柱,同時(shí)需要控制氣體的流速,防止副反應(yīng)發(fā)生,故C選;D.HgO與Cl2反應(yīng)制備Cl2O的合適反應(yīng)溫度為18℃~25℃,因此該反應(yīng)在常溫下進(jìn)行,若對(duì)反應(yīng)柱加熱會(huì)發(fā)生副反應(yīng),故D不選;綜上所述,〖答案〗為ABC。(3)由題可知,Cl2沸點(diǎn)小于Cl2O,在Cl2未發(fā)生冷凝時(shí)抽氣或通入氮?dú)饪梢杂行У娜コa(chǎn)物中的Cl2,故〖答案〗為:抽氣(或通干燥氮?dú)?。(4)萃取分液的操作順序?yàn)椋簷z漏→加入萃取劑和溶液→振蕩搖勻→放氣→靜置分層→放液,下層液體從下口流出,上層液體從上口倒出,因CCl4密度大于水,因此萃取后溶有Cl2O的CCl4位于下層,因此操作順序?yàn)椋和糠餐亮帧鷻z查旋塞、玻璃塞處是否漏水→將溶液和CCl4轉(zhuǎn)入分液漏斗→倒轉(zhuǎn)分液漏斗,小心振搖→旋開旋塞放氣→經(jīng)幾次振搖并放氣后,將分液漏斗置于鐵架臺(tái)上靜置→打開旋塞,向錐形瓶放出下層液體,故〖答案〗為:abg。(5)①溶有I2的CCl4溶液呈紫紅色,用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定I2過程中,當(dāng)I2恰好反應(yīng)完全時(shí),溶液呈無色,因此滴定I2到達(dá)終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是CCl4中由紫紅色突變到無色,且30s不恢復(fù)。②由、、(HClO為Cl2O與H2O反應(yīng)的產(chǎn)物)可得關(guān)系式:Cl2O~2H+~2I2,由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知Cl2O和HClO共消耗n(H+)=2×(2.505×10-3mol-1.505×10-3mol)=2×10-3mol,生成I2的物質(zhì)的量為2×10-3mol,則高純度Cl2O濃溶液中n(Cl2O)=1×10-3mol,加入過量KI溶液共生成I2的物質(zhì)的量為2.005×10-3mol,因此Cl2與I-反應(yīng)生成I2的物質(zhì)的量為2.005×10-3mol-2×10-3mol=5×10-6mol,由此可知高純度Cl2O濃溶液中n(Cl2)=5×10-6mol,所以高純度Cl2O濃溶液中==200>99,則所制備的高純度Cl2O濃溶液符合要求,故〖答案〗為:溶液中Cl2O和Cl2分別為1×10-3mol、5×10-6mol,=200>99,符合要求。21.(2021·河北卷)化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法為我國(guó)純堿工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn),某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬并改進(jìn)侯氏制堿法制備NaHCO3,進(jìn)一步處理得到產(chǎn)品Na2CO3和NH4Cl,實(shí)驗(yàn)流程如圖:回答下列問題:(1)從A~E中選擇合適的儀器制備NaHCO3,正確的連接順序是___(按氣流方向,用小寫字母表示)。為使A中分液漏斗內(nèi)的稀鹽酸順利滴下,可將分液漏斗上部的玻璃塞打開或___。A.B.C.D.E.(2)B中使用霧化裝置的優(yōu)點(diǎn)是__。(3)生成NaHCO3的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。(4)反應(yīng)完成后,將B中U形管內(nèi)的混合物處理得到固體NaHCO3和濾液:①對(duì)固體NaHCO3充分加熱,產(chǎn)生的氣體先通過足量濃硫酸,再通過足量Na2O2,Na2O2增重0.14g,則固體NaHCO3的質(zhì)量為___g。②向?yàn)V液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)→NaCl(aq)+NH4Cl(s)過程。為使NH4Cl沉淀充分析出并分離,根據(jù)NaCl和NH4Cl溶解度曲線,需采用的操作為___、___、洗滌、干燥。(5)無水NaHCO3可作為基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定鹽酸濃度.稱量前,若無水NaHCO3保存不當(dāng),吸收了一定量水分,用其標(biāo)定鹽酸濃度時(shí),會(huì)使結(jié)果___(填標(biāo)號(hào))。A.偏高B.偏低不變〖答案〗aefbcgh將玻璃塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗頸部的小孔使氨鹽水霧化,可增大與二氧化碳的接觸面積,從而提高產(chǎn)率(或其他合理〖答案〗)NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓0.84蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶A〖祥解〗根據(jù)工藝流程知,濃氨水中加入氯化鈉粉末形成飽和氨鹽水后,再通入二氧化碳?xì)怏w,發(fā)生反應(yīng):NH3H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓,得到的碳酸氫鈉晶體烘干后受熱分解會(huì)生成碳酸鈉、二氧化碳和水,從而制備得到純堿;另一方面得到的母液主要溶質(zhì)為NH4Cl,再從加入氯化鈉粉末,存在反應(yīng),據(jù)此分析解答?!冀馕觥剑?)根據(jù)分析可知,要制備,需先選用裝置A制備二氧化碳,然后通入飽和碳酸氫鈉溶液中除去二氧化碳中的HCl
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