步步高大一轮化学人教第10章 第32讲 学实验热点.docx
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步步高大一轮化学人教第10章第32讲学实验热点
第32讲 化学实验热点
热点一 以“模拟工业生产”为载体的综合实验题
解答物质制备试题的一般程序
(1)认真阅读题干,提取有用信息,包括实验目的,反应条件,陌生物质的性质、陌生反应原理等。
(2)仔细观察装置图(或框图),联想熟悉的实验,观察装置图(或框图),找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方,分析每件仪器中所装药品的作用。
(3)通读问题,整合信息,把所有的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础知识做出正确答案。
[典例剖析] (2016·四川理综,9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
[资料查阅]
[实验探究]
该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是________。
(2)实验操作的先后顺序是a→________→e(填操作的编号)。
a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是________________________________________________________________________。
(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是___________________________________
________________________________________________________________________。
[探究反思]
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。
根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是________________________________________________
________________________________________________________________________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
[审题流程]
第1步:
审题干信息,本题题干信息很简单,提取实验目的:
用热分解CuCl2·2H2O晶体制取CuCl。
第2步:
(1)审“流程”,获取反应条件等有效信息:
CuCl2·2H2O要在HCl气流中加热先脱结晶水,再继续加热使无水CuCl2分解,若不在HCl气流中加热,CuCl2·2H2O将会水解,最终产物为CuO。
(2)审“装置图”,获取每个仪器的作用等有效信息:
①A为CuCl2·2H2O分解产生CuCl的装置,气体入口必须通入HCl气体;
②X干燥管中盛放的无水CuSO4检验分解产生的水蒸气;
③C中湿润的蓝色石蕊试纸检验HCl以及反应产生的Cl2;
④D为尾气处理装置,吸收HCl和Cl2。
第3步,审问题信息:
结合第1步、第2步提取的有效信息,结合题目提出的具体问题,联想已学过的知识,规范解答题目中的具体问题。
如本题第
(2)问,结合第2步中获取的流程信息的条件控制,必须先通HCl排尽空气,防止O2影响产品纯度,然后点燃酒精灯,在HCl气流中加热分解CuCl2·2H2O,最后在HCl气流中冷却生成CuCl,即可顺利选择操作顺序:
a→c→d→b→e。
第(3)问,结合第2步获取的有效信息知,通入C装置的气体有HCl和Cl2,再根据HCl和Cl2的性质,即可得出石蕊试纸“先变红后褪色”的实验结论。
第(4)问中NaOH吸Cl2属于氧化还原反应,即可写离子方程式。
第(5)问,结合流程信息,可知有CuCl2的原因是分解不完全,肯定是“加热时间不够”;产生CuO的原因是CuCl2·2H2O发生水解,肯定是“HCl通入的量不足”。
答案
(1)干燥管
(2)cdb
(3)先变红后褪色
(4)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(5)①加热时间不足或温度偏低 ②通入HCl的量不足
1.实验室中以粗铜粉(含杂质Fe)为原料,制备铜的氯化物的流程如下:
请按要求回答下列问题:
(1)现用如图所示的实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应(铁架台和加热装置等省略)。
①按气流方向连接各仪器接口,正确的顺序是a→________→________→________→______
→________→_________→________。
实验中硬质玻璃管加热前要进行一步重要操作,该操作是________________________________________________________________________。
②反应时,盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上述流程中,所得固体Ⅰ需要加稀盐酸溶解,其目的是_____________________________;
溶液Ⅰ可加试剂X用于调节pH以除去杂质,X最好选用下列试剂中的________(填字母)。
a.Cub.NH3·H2Oc.CuOd.Cu2(OH)2CO3e.H2S
(3)向溶液Ⅱ中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀,写出该反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)①d e h i f g b(f、g可调换顺序) 通入一段时间的Cl2,使装置中充满黄绿色的气体(排出装置中的空气) ②产生大量棕黄色的烟
(2)抑制CuCl2和FeCl3水解 cd
(3)SO2+2H2O+2Cu2++2Cl-2CuCl↓+SO+4H+
解析
(1)要利用图中所给实验仪器和药品来制备纯净、干燥的Cl2并与粗铜粉反应,首先要找到Cl2的发生装置(A),然后将制得的Cl2净化(除去HCl,用装置C)、干燥(用装置E),并使其与粗铜粉反应(用装置D),最后进行尾气吸收(用装置B)。
①按气流方向连接各仪器接口,正确的顺序是a→d→e→h→i→f→g→b(f、g可调换顺序)。
实验中硬质玻璃管加热前要通入一段时间的Cl2,使装置中充满黄绿色的气体,以防止O2与铜粉反应。
②Cl2与Cu反应生成棕黄色的CuCl2固体小颗粒,故盛放粗铜粉的硬质玻璃管中的现象是产生大量棕黄色的烟。
(2)题给流程中,所得固体Ⅰ是CuCl2和FeCl3的混合物,加稀盐酸而不加水溶解,是为了抑制CuCl2和FeCl3水解;向溶液Ⅰ中加入试剂X用于调节溶液的pH以除去Fe3+,故X最好是能与H+反应、但不与Cu2+反应且不引入新杂质的试剂,题给选项中符合要求的有CuO和Cu2(OH)2CO3。
(3)向溶液Ⅱ(CuCl2溶液)中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀,该过程中发生SO2还原Cu2+的反应,SO2被氧化为SO。
2.(2017·天津和平区期末质量调查)锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。
已知:
Sn的熔点为231℃;Sn2+易水解、易被氧化;SnCl4极易水解,熔点为-33℃、沸点为114℃。
请按要求回答下列相关问题:
(1)用于微电子器件生产的锡粉纯度测定:
①取1.19g试样溶于稀硫酸中(杂质不参与反应),使Sn完全转化为Sn2+;②加入过量的Fe2(SO4)3;③用0.1000mol·L-1K2Cr2O7溶液滴定(产物中Cr呈+3价),消耗20.00mL。
步骤②中加入Fe2(SO4)3的作用是___________________
________________________________________________________________________;此锡粉样品中锡的质量分数为________。
(2)用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO4)的制备路线如下:
①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用:
______________________________________________________
及调节溶液pH。
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________、______________________________________。
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式:
_________________________________________________。
④步骤Ⅳ中证明SnO已洗涤干净的操作是___________________________________________
________________________________________________________________________。
⑤步骤Ⅴ操作依次为________、________、过滤、洗涤、低温干燥。
(3)SnCl4蒸气遇氨及水呈浓烟状,因而可制作烟幕弹,其反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验室欲用上图装置制备少量SnCl4(夹持装置省略),该装置存在明显缺陷,改进方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
利用改进后的装置进行实验,当开始装置C中收集到有SnCl4时即可熄灭B处酒精灯,反应仍可持续进行的理由是________________________________________________________。
答案
(1)将Sn2+全部氧化为Sn4+ 60%
(2)①防止Sn2+被氧化为Sn4+
②漏斗(或普通漏斗) 玻璃棒
③Sn2++2HCO===SnO↓+2CO2↑+H2O
④取最后洗涤液少许于试管中,先加足量稀硝酸再加少量AgNO3溶液,无白色沉淀
⑤蒸发浓缩 冷却结晶
(3)SnCl4+4NH3+4H2O===Sn(OH)4+4NH4Cl 在A、B装置间依次连接盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶
熔融锡与氯气化合的反应是放热反应,且放出的热足够此反应持续进行
解析 题干信息中Sn、Sn2+、SnCl4的性质是解答设问的重要线索和依据,必须做到心中有数。
(1)根据氧化还原反应找到Sn~Sn2+~2Fe2+~Cr2O关系式,是解答Sn的质量分数的关键。
(2)③滤液B的主要成分是SnCl2,所以步骤Ⅲ中发生的反应是Sn2+和HCO之间反应,由于Sn2+易水解,该反应应为双水解反应,生成Sn
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