高考化学总复习第五部分专题二十物质的制备与定量分析检测Word文件下载.docx
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B组 2014—2018年全国真题题组
以下为教师用书专用(7—12)
7.(2016课标Ⅱ,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是( )
实验目的
实验操作
A.
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B.
由MgCl2溶液制备无水MgCl2
将MgCl2溶液加热蒸干
C.
除去Cu粉中混有的CuO
加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥
D.
比较水与乙醇中氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
答案 D 制备Fe(OH)3胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项不能达到实验目的;
将MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能达到实验目的;
向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验目的。
8.(2016北京理综,27,12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。
其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:
ⅰ:
2Fe2++PbO2+4H++S2Fe3++PbSO4+2H2O
ⅱ:
……
①写出ⅱ的离子方程式:
。
②下列实验方案可证实上述催化过程。
将实验方案补充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。
b. 。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:
PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下图所示。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。
滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是 (选填序号)。
A.减少PbO的损失,提高产品的产率
B.重复利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。
结合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作:
答案 (12分)
(1)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
(2)①2Fe3++Pb+S2Fe2++PbSO4
②取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
(3)①A、B
②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体
解析
(2)①Fe2+作催化剂,Fe3+是中间产物,在反应ⅱ中Fe3+应被还原成Fe2+,Pb作还原剂被氧化成Pb2+,Pb2+与S结合成PbSO4沉淀,所以ⅱ的离子方程式为Pb+2Fe3++SPbSO4+2Fe2+。
②a对应反应ⅰ,目的是检验PbO2能将Fe2+氧化成Fe3+,则b对应反应ⅱ,目的是检验Pb能把Fe3+还原成Fe2+,所以在实验中应加铅粉进行检验。
(3)①C项,S浓度越大,脱硫的效率越低。
②PbO在35%NaOH溶液中的溶解度随温度升高变化大,且在110℃时PbO的溶解度大,所以在35%NaOH溶液中进行溶解,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得到较纯的PbO。
9.(2016课标Ⅲ,26,14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备
石灰石
(含少量铁的氧化物)
(1)步骤①加入氨水的目的是 。
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于 。
(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
CaCO3滤液白色结晶
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”)。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是 。
(4)步骤③中反应的化学方程式为 ,该反应需要在冰浴下进行,原因是 。
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是:
将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是 ,产品的缺点是 。
答案
(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离
(2)ade
(3)酸 除去溶液中的CO2
(4)CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2+6H2OCaO2·
8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3·
H2O+H2O2CaO2↓+2NH4Cl+2H2O 温度过高时双氧水易分解
(5)去除结晶表面水分
(6)工艺简单、操作方便 纯度较低
解析
(1)从制备碳酸钙的流程可以看出,加入双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水的目的是调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;
小火煮沸使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离。
(2)过滤操作要求“一贴、二低、三靠”,漏斗末端颈尖应紧靠烧杯壁;
滤纸边缘应低于漏斗边缘;
玻璃棒仅起到引流的作用,不能搅动,否则易使滤纸破损。
(3)根据题干信息,若使CaO2·
8H2O顺利析出,须保证溶液呈中性或碱性,所以要煮沸除去酸性氧化物CO2。
(4)H2O2受热易分解,故制备过氧化钙的反应应在冰浴下进行。
(5)醇洗可防止产品溶于水而损失,且可除去晶体表面的水。
(6)比较两个工艺流程可知,该工艺简单、操作方便,但产品纯度较低。
10.(2016江苏单科,16,12分)以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:
H2O↓ Cl2↓ KCl↓
电石渣打浆氯化过滤转化……KClO3固体
↓滤渣
(1)氯化过程控制电石渣过量、在75℃左右进行。
氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应,Ca(ClO)2进一步转化为Ca(ClO3)2,少量Ca(ClO)2分解为CaCl2和O2。
①生成Ca(ClO)2的化学方程式为
。
②提高Cl2转化为Ca(ClO3)2的转化率的可行措施有 (填序号)。
A.适当减缓通入Cl2速率
B.充分搅拌浆料
C.加水使Ca(OH)2完全溶解
(2)氯化过程中Cl2转化为Ca(ClO3)2的总反应方程式为
6Ca(OH)2+6Cl2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O
氯化完成后过滤。
①滤渣的主要成分为 (填化学式)。
②滤液中Ca(ClO3)2与CaCl2的物质的量之比n[Ca(ClO3)2]∶n(CaCl2) 1∶5(填“>
”“<
”或“=”)。
(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。
若溶液中KClO3的含量为100g·
L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。
答案 (12分)
(1)①2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O ②AB
(2)①CaCO3、Ca(OH)2 ②<
(3)蒸发浓缩、冷却结晶
解析
(1)①根据“氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应”可知反应的化学方程式为:
2Ca(OH)2+2Cl2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
②缓慢通入Cl2和充分搅拌浆料都能使Cl2充分与Ca(OH)2接触,可提高Cl2的转化率。
(2)①由电石渣成分可知,不能溶于水的是CaCO3,还有未反应完的Ca(OH)2,故滤渣的主要成分为CaCO3和Ca(OH)2。
②根据题给方程式:
6Ca(OH)2+6Cl2Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O可知,理论上滤液中Ca(ClO3)2和CaCl2的物质的量之比为1∶5,但是由于可能存在2Cl2+2Ca(OH)2Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,并且氯化时少量Ca(ClO)2会分解为O2和CaCl2,使得滤液中CaCl2的物质的量增大,故滤液中n[Ca(ClO3)2]∶n(CaCl2)<
1∶5。
(3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2的溶解度在低温时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。
11.(2014山东理综,31,20分)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3·
5H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。
烧瓶C中发生反应如下:
Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)Na2SO3(aq)+H2S(aq) (Ⅰ)
2H2S(aq)+SO2(g)3S(s)+2H2O(l) (Ⅱ)
S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (Ⅲ)
(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若 ,则整个装置气密性良好。
装置D的作用是 。
装置E中为 溶液。
(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为 。
(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。
a.蒸馏水b.饱和Na2SO3溶液
c.饱和NaHSO3溶液d.饱和NaHCO3溶液
实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 。
已知反应(Ⅲ)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。
反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有 。
a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶
(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O3·
5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。
利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作、现象和结论:
已知Na2S2O3·
5H2O遇酸易分解:
S2+2H+S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂:
稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液
答案
(1)液柱高度保持不变 防止倒吸 NaOH(合理即得分)
(2)2∶1 (3)c 控制滴加硫酸的速度(合理即得分) 溶液变澄清(或浑浊消失) a、d
(4)取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层溶液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(合理即得分)
解析
(1)通过向B中的长颈漏斗中加水检查整个装置的气密性利用的是“压强差”原理;
装置D中气流方向为“短进长出”,综合分析即可得出答案;
E装置为尾气处理装置,可选择能与H2S、SO2反应的物质,常选择NaOH溶液。
(2)依题意(Ⅰ×
2+Ⅱ+Ⅲ×
3)得2Na2S+Na2SO3+3SO23Na2S2O3,据此可知Na2S与Na2SO3恰好完全反应时,Na2S和Na2SO3的物质的量之比为2∶1。
(3)B中液体应使SO2的损失量最少,SO2易溶于水且能与Na2SO3和NaHCO3反应,饱和的NaHSO3溶液可抑制SO2的溶解,故选c;
反应(Ⅲ)相对较慢,反应(Ⅱ)相对较快,所以实验中可以观察到先浑浊后澄清的现象。
(4)由于Na2S2O3·
5H2O遇酸会产生沉淀,会干扰对S的检验,故应先加盐酸排除其干扰。
12.[2014江苏单科,21(B),12分]磷酸铁(FePO4·
2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。
实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。
反应加热的目的是 。
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。
为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:
Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、 和 。
②若滴定xmL滤液中的Fe2+,消耗amol·
L-1K2Cr2O7标准溶液bmL,则滤液中c(Fe2+)= mol·
L-1。
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是 (填序号)。
A.加入适当过量的H2O2溶液
B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热,使反应在较高温度下进行
D.用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·
2H2O。
若反应得到的FePO4·
2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为 。
答案
(1)加快铁与稀硫酸反应速率
(2)①用蒸馏水洗净 用K2Cr2O7标准溶液润洗2~3次
② ③AB (3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)
解析
(1)铁屑与稀硫酸反应时,加热的目的显然是加快反应速率。
(2)①滴定管中注入标准液前,需先检漏,再用蒸馏水洗净,最后用标准溶液润洗2~3次。
②c(Fe2+)==mol·
③为保证Fe2+完全被H2O2氧化,H2O2应适当过量,且在搅拌下慢慢滴入,使Fe2+与H2O2充分接触,A、B正确;
因H2O2受热易分解,故不能加热,C错误;
pH=7时,Fe3+完全沉淀为Fe(OH)3,D错误。
(3)Na2HPO4溶液呈碱性,少量Fe3+转化为Fe(OH)3混入产品,使产品呈棕黄色。
6.(2014重庆理综,9,15分)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g·
某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。
图1
图2
(1)仪器A的名称是 ,水通入A的进口为 。
(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为 。
(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·
L-1NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的 ;
若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为 ;
若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号) (①=10mL,②=40mL,③<
10mL,④>
40mL)。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为:
g·
(5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施
答案
(1)冷凝管或冷凝器 b
(2)SO2+H2O2H2SO4 (3)③ 酚酞 ④ (4)0.24
(5)原因:
盐酸的挥发;
改进措施:
用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响
解析
(1)仪器A是蒸馏实验中使用的冷凝管或冷凝器;
为使冷凝更充分,要让水在冷凝管或冷凝器中缓慢上升,所以水由b口进,若a口进,冷凝管中水装不满。
(2)SO2具有还原性,而H2O2具有氧化性,所以反应为SO2+H2O2H2SO4。
(3)NaOH溶液是强碱溶液,应装在碱式滴定管中,为赶出尖嘴处气泡,要让尖嘴部分略向上弯曲,所以选③;
酚酞的变色范围在8.2~10.0之间,而滴定终点时溶液的pH=8.8,所以可以选择酚酞作指示剂;
根据题意及滴定管的结构知,刻度“10”处至尖嘴部分均有溶液,所以滴定管内液体体积大于40mL,选④。
(4)滴定时发生的反应为H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,则可得n(SO2)=n(NaOH)=×
0.0900mol·
L1×
25.00×
10-3L=1.125×
10-3mol,m(SO2)=64g·
mol-1×
1.125×
10-3mol=72×
10-3g,该葡萄酒中SO2的含量为=0.24g·
(5)B中有盐酸,加热时挥发出的HCl气体进入C中,所以滴定时,多消耗了NaOH溶液,从而使测定结果比实际值偏高。
若仍用现有装置进行实验,可用硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒做对比实验。
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- 高考 化学 复习 第五 部分 专题 物质 制备 定量分析 检测