專題十九新情景中的高考化學實驗
一、考情分析
在2010,2011年普通高考考試說明中都有如下的描述:學會實驗探究,
(1)了解并初步實踐化學實驗研究的一般過程,掌握化學實驗的基本方法和技能。
(2)具有較強的問題意識,能夠在給定情境中通過分析、判斷提出有探究價值化學問題的能力。
(3)能設計解決簡單化學問題的探究方案,能運用觀察、實驗、閱讀資料等多種手段收集證據,能運用比較、分類、歸納、概括等方法形成探究結論。
(4)能對探究方案、探究過程、探究結論等進行分析和評價,能準確地表述探究結果,并應用探究結果解決相關問題。
從2009年高考試題看,實驗題目的寬基礎,厚實踐,重能力體現的更加的充分,自主命題的省份不約而同在題型上設計了選擇題和填空題兩種類型,選擇題考察實驗的基本操作和基本技能,非選擇題考察的則是在基本實驗技能的基礎上對能力的綜合檢驗。從試題看實驗題的形式有所創新,化工流程框圖應經作為實驗題的考察載體,從思維復雜度上看,有所加大,這是近年來實驗題設計的新動向。
二、新題型展示
1、(18分)海水是巨大的資源寶庫,在海水淡化及綜合利用方面,天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下:
(1)請列舉海水淡化的兩種方法: 、 。
(2)將NaCl溶液進行電解,在電解槽中可直接得到的產品有H2、 、 、或H2、 。
(3)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br,其目的為 。
(4)步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達95%,有關反應的離子方程式為 ,由此反應可知,除環境保護外,在工業生產中應解決的主要問題是 。
(5)某化學研究性學習小組為了解從工業溴中提純溴的方法,查閱了有關資料,Br2的沸點為59℃。微溶于水,有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產過程后,了如下裝置簡圖:
請你參與分析討論:
①圖中儀器B的名稱: 。
②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管,其原因是 。
③實驗裝置氣密性良好,要達到提純溴的目的,操作中如何控制關鍵條件: 。
④C中液體產生顏色為 。為除去該產物中仍殘留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反應后,再進行的分離操作是 。
解析:(1)常規識記問題;(2)根據2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑,以及Cl2+2NaOH= NaCl+ NaClO+ H2O可得到答案。(3)根據框圖可知先前得到的溴濃度較低,這樣做是使溴富集。(4)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-,反應產生大量的酸,問題就出在此,會腐蝕設備。(5)只要掌握蒸餾的知識,此問應該不會出問題。
點評:本題注重理論和生產生活的實際結合,起點高,但題目平易近人。
答案:(1)蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其其他合理答案中的任意兩種
(2)Cl2 NaOH NaClO
(3)富集溴元素
(4)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 強酸對設備的嚴重腐蝕
(5)①冷凝管 ②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計b的溫度,并收集59℃的餾分④深紅棕色 分液(或蒸餾)
2、實驗室用大理石等原料制取安全無毒的殺菌劑過氧化鈣。大理石的主要雜質是氧化鐵,以下是提純大理石的實驗步驟:
(1)溶解大理石時,用硝酸而不同硫酸的原因是 。
(2)操作Ⅱ的目的是 ,溶液A(溶質是共價化合物)是 。
(3)寫出檢驗濾液中是否含鐵離子方程式: 。
(4)寫出加入碳酸銨所發生反應的離子方程式: 。寫出濾液B的一種用途: 。
(5)CaO2中一般含CaO。試按下列提示完成CaO2含量分析的實驗設計。
試劑:氫氧化鈉標準溶液、鹽酸標準溶液、酚酞 儀器:電子天平、錐形瓶、滴定管
實驗步驟:
① ;②加入 ;③加入酚酞,用氫氧化鈉標準溶液滴定。
(6)若理論上滴定時耗用標準溶液20.00mL恰好完全反應,實際操作中過量半滴(1mL溶液為25滴),則相對誤差為 。
答案:(本題共12分)
(1)硫酸鈣微溶于水
(2)除去溶液中Fe3+ 氨水
(3)取少量濾液,向其中加入硫氰化鉀溶液,溶液不變紅色,說明濾液中不含Fe3+;
或取少量濾液,向其中加入硫氰化鉀溶液,溶液變紅色,說明濾液中含Fe3+
(4)Ca2++CO32-=CaCO3↓ 作化肥(合理即給分)
(5)稱量 過量的標準鹽酸
(6)0.1%
3、(10分)醫用氯化鈣可用于生產補鈣、抗過敏和消炎等藥物。以工業碳酸鈣(含有少量Na+、Al3+、Fe3+等雜志)生產醫藥級二水合氯化鈣(CaCl2?2H2O的質量分數為97.0%~103.0%)的主要流程如下:
(1)除雜操作是加入氫氧化鈣,調節溶液的pH為8.0~8.5,以出去溶液中的少量Al3+、Fe3+。檢驗Fe(OH)3是否沉淀完全的試驗操作是 。
(2)酸化操作是加入鹽酸,調節溶液的pH約為4.0,其目的有:①將溶液中的少量Ca(OH)2轉化為CaCl2;②防止Ca2+在蒸發時水解;③ 。
(3)測定樣品中Cl-含量的方法是:a.稱取0.7500g樣品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中;c.用0.05000mol?L-1AgNO3溶液滴定至終點,消耗AgNO3溶液體積的平均值為20.39mL。
①上述測定過程中需要溶液潤洗的儀器有 。
②計算上述樣品中CaCl2?2H2O的質量分數為 。
③若用上述辦法測定的樣品中CaCl2?2H2O的質量分數偏高(測定過程中產生的誤差可忽略),其可能原因有 ; 。
答案:(1)取少量上層清液,滴加KSCN溶液,,若不出現血紅色,則表明Fe(OH)3 沉淀完全。
(2)防止溶液吸收空氣中CO2;
(3)①酸式滴定管;②99.9%; ③樣品中存在少量的NaCl;少量的CaCl2?2H2O失水。
4、(16分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、S1的化合物,實驗室以孔雀石為原料制備CuSO4?5H2O及CaCO3,步驟如下:
請回答下列問題:
(1)溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇:實驗步驟中試劑①為 (填代號),檢驗溶液A中Fe3+的最試劑為 (填代號)。
a.KMnO4b.(NH4) 2Sc.H2O2d.KSCN
(2)由溶液C獲得CuSO4?5H2O,需要經過加熱蒸發, 。過濾等操作。除燒杯、漏斗外,過濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是 。
(3)制備CaCO3時,應向CaCl2溶液中選通入(或先加入) (填化學式)。若實驗過程中有氨氣逸出、應選用下列 裝置回收(填代號)。
(4)欲測定溶液A中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標準溶液,定容時視線應 ,直到 。用KMnO4標準溶液滴定時應選用 滴定管(填“酸式”或“堿式”)。
答案:(1)c d
(2)冷卻結晶 引流
(3)NH3?H2O b
(4)注視凹頁面的最低處與刻度線 凹頁面的最低處與刻度線相平 酸式
總結與反思:
從這幾個題目設置看,化工生產框圖作為實驗考查的載體,形式多樣,但考察的內容仍然是基本儀器的使用,基本操作,基本技能以及基本原理。重點放在對化學基本概念、基本理論的認識和理解上,而不是放在對知識的記憶和重現上;重視對分析問題解決問題的能力,而不單是強化解答習題的技能;注意選擇有真實情境的綜合性、開放性的問題,而不是孤立地對基礎知識和基本技能進行測試。第一,在實驗原理、實驗儀器和實驗操作三條“線”的基礎上,向“原理+儀器”、“儀器+技能”、“原理+技”三個交叉、綜合的層面甚至向“原理+儀器+技能”三維立體結構發展,實現化學實驗知識與技能的綜合考查;第二,化學實驗與元素化合物、有機化學、化學計算、化學概念和原理等各個板塊中相關知識綜合在一起進行考查;第三,將化學實驗與化學相關知識、其他學科(如物理、生物等)的相關知識與方法融合在一起來進行綜合考查。
三、經典例題
1、以考察原理為主的綜合試題
化學實驗原理是高中化學比較難的內容,本身學生在學習這部分內容時就很難融合會貫通,以實驗題為載體,重點考察化學原理就顯得難上加難。從題目分析,仍有規律可循。
例1、(12分)
某工廠生產硼砂過程中產生的固體廢料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中鎂的工藝流程如下:
沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
PH3.25.212.4
部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉時溶液的pH由見上表,請回答下列問題:
(1)“浸出”步驟中,為提高鎂的浸出率,可采取的措施有 (要求寫出兩條)。
(2)濾渣I的主要成分有 。
(3)從濾渣Ⅱ中可回收利用的主要物質有 。
(4)Mg(ClO3)2在農業上可用作脫葉劑、催熟劑,可采用復分解反應制備:
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示:
①將反應物按化學反應方程式計量數比混合制備Mg(ClO3)2。簡述可制備Mg(ClO3)2的原因: 。
②按①中條件進行制備實驗。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中,常伴有NaCl析出,原因是: 。除去產品中該雜質的方法是: 。
答案:
(1)升高溫度、攪拌、過濾后再向濾渣中加入硫酸(多次浸。
(2)Fe(OH)3 Al(OH)3
(3)Na2SO4
(4)①在某一時NaCl最先達到飽和析出;Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度變化最大;NaCl 的溶解度與其他物質的溶解度有一定的差別。
②降溫前溶液中NaCl以達飽和;降低過程中NaCl溶解度會降低 ,會少量析出。重結晶。
解析:
浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應,從化學反應速率和化學平衡的影響因素來看,可通過升高溫度提高硫酸鎂的溶解度,或通過攪拌使反應物充分接觸反應,或通過過濾后濾渣多次浸取以提高轉化率。硫酸浸出液經過濾,濾液中主要溶質是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根據陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH,在調節pH至5.5時,Fe3+和Al3+已經完全沉淀,濾渣I的主要成分是Fe(OH)3 Al(OH)3,此時濾液中陰離子主要是SO42-,加入NaOH后Mg2+完全沉淀,溶質主要成分是Na2SO4;反應MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO3的原理,因為NaCl溶解度小而從溶液中析出,使反應向生成Mg(ClO3)2的方向進行;同樣是依據①的原理,在降溫的過程中,Mg(ClO3)2的溶解度不斷減小,從溶液中析出,在生成Mg(ClO3)2的過程中NaCl也不斷生成,但因溶解度沒有增加,所以也伴隨Mg(ClO3)2析出;相同溫度時氯化鈉的溶解度最小,因此在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中一定會析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水,溶于水的可溶性物質一般用結晶和重結晶的方法分離。
總結:本題以提取鎂為背景,考察化學反應速率,溶解度等相關內容,明確了考察考察內容,就容易入手。
變式訓練:
二氧化氯(ClO2)是一種在水處理等方面有廣泛應用的高效安全消毒劑。與Cl2相比,ClO2不但具有更顯著的殺菌能力,而且不會產生對人體有潛在危害的有機氯代物。
⑴在ClO2的制備方法中,有下列兩種制備方法:
方法一:NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+NaCl+2H2O
方法二:2NaClO3+H2O 2+H2SO4=2ClO2↑+Na2SO4+O2↑+2H2O
用方法二制備的ClO2更適合用于飲用水消毒,其主要原因是 。
⑵用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2—)。2001年我國衛生部規定,飲用水中的ClO2—含量應不超過0.2 mg?L-1。
飲用水中的ClO2、ClO2—含量可用連續碘量法進行測定。ClO2被I—還原為ClO2—、Cl—的轉化率與溶液pH的關系如圖所示。當pH≤2 .0時,ClO2—也能被I—完全還原為Cl—。反應生成的I2用標準Na2S2O3溶液滴定;2 Na2S2O3+ I2=Na2S4O6+NaI
①請寫出pH≤2 .0時ClO2—與I—反應的離子方程式 。
②請完成相應的實驗步驟:
步驟1:準確量取VmL水樣加入到錐形瓶中。
步驟2:調節水樣的pH為7.0~8.0。
步驟3:加入足量的KI晶體。
步驟4:加入少量淀粉溶液,用c mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V1mL。
步驟5: 。
步驟6:再用c mol?L-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V2mL。
③根據上述分析數據,測得該飲用水中ClO2—的濃度為 mol?L-1(用含字母的代數式表示)。
④若飲用水中ClO2—的含量超標,可向其中加入適量的Fe2+將ClO2—還原成為Cl—,該反應的氧化產物是 (填化學式)。
解析:該題是以“ClO2的制備及其在飲用水處理領域的應用”為背景二設計的化學綜合探究題,引導學生關注化學在生活中的應用。第(1)問是對不同ClO2制備方法的評價,學生需從題干中提取到“Cl2用于飲用水處理會產生對人體有潛在危害的有機氯代物”的信息,通過分析形成結論;第(2)問以“用連續碘量法測定飲用水中ClO2和ClO2—含量”為線索,從離子方程式的書寫、實驗過程的設計、實驗探究結果的表述等方面設置問題,學生只有經過對題給信息的分析,充分理解探究原理和過程,才能準確回答這些問題。該題考查了學生靈活運用所學知識解決實際問題的綜合能力,特別是對學生信息素養(信息獲取、處理、加工和輸出)的考查,引導中學化學關注對學生信息素養的提升和解決問題能力的培養。
參考答案:⑴方法二制備的ClO2中不含Cl2
⑵①ClO2-+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O
②調節溶液的pH≤2.0
③
④Fe(OH)3
2、以考察原理+儀器+技能為主的綜合試題
例2、(14分)堿式碳酸銅可表示為:xCuCO3?yCu(OH) 2?zH2O,測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。
(1)現采用氫氣還原法,請回答如下問題:
①寫出xCuCO3?yCu(OH) 2?zH2O與氫氣反應的化學方程式 ;
②試驗裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號):
(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)
③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品,充分反應后得到12.7g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品的結晶水質量為 g,化學式為 ;
(2)某同學以氮氣代替氫氣,并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成,你認為是否可行?請說明理由。 。
答案:
(1)①xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O+(x+y)H 2 = (x+y)Cu+ xCO2+(x+2y+z)H2O
②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l
③1.8 CuCO3?Cu(OH) 2?H2O
(2)可行,根據反應xCuCO3?yCu(OH) 2?zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成。
解析:
(1)本題的堿式碳酸銅與氫氣反應看似一個很難的信息,其實細心一點只要把它理解為CuCO3和Cu(OH)2受熱分解后產物CuO再與氫氣反應,第①問題便可以解決;對于②要能分析出測定反應后CO2和H2O質量,因此對于氫氣發生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣,防止對后續測定影響就可以了,因為測定H2O和CO2分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。
(2)其實在分析(1)①方程式書寫時便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式: xCuCO3?yCu(OH) 2?zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,稍加分析可知,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成。
變式訓練:
(1)有下圖所示A、B、C、D四種儀器:
請選擇下列儀器名稱的序號,填入相應的空格內:
①燒杯②堿式滴定管③圓底燒瓶④錐形瓶⑤分液漏斗⑥酸式滴定管
A____________B____________C_____________D______________
(2)某同學用托盤天平稱量燒杯的質量,天平平衡后的狀態如圖.由圖中可以看出,該同學在操作時的一個錯誤是______________,燒杯的實際質量為______________g.
(3)指出下面3個實驗中各存在的一個錯誤:
A_________________________B_________________________,C___________________________
解析與評價:本試題以中學常見的儀器的使用及注意事項為切入點,將儀器的識別,使用,注意事項涵蓋其中,屬容易題。(1)小題主要是識別儀器易錯D為酸式滴定管,(2)為天平的使用,使用時注意砝碼放在右盤,精確度為0.1克,(3)常見儀器錯誤使用。
參考答案:(1)③⑤④⑥;(2)砝碼放在左盤,燒杯放在右盤(或砝碼和物品的位置放反了),27.4;(3)A.滴管口伸入試管中 B.試管口向上 C.混合氣體從短導管進入洗氣瓶
3、以考察元素及其化合物、有機化學、化學計算為主的綜合題
例3、某興趣小組為了驗證某種鉛的氧化物(PbxOy)中含有氧元素并測定其化學式,設計了如下兩套
實驗方案:[已 知:Pb4+比Pb2+氧化性更強]
按實驗方案,填寫下列空白:
方案一:
⑴檢查裝置的氣密性。
⑵在A中硬質玻璃管內裝入該鉛的氧化物和過量炭粉混合物,試管內裝入足量澄清石灰水。通N2排盡裝置內空氣后點燃酒精噴燈。
(1)已知參加反應的碳元素質量為0.48g,氧元素為0.96g。判斷反應產生的氣體是 。
(2)根據實驗得出的結論,你認為裝置應作何改進 。
⑶ 改進后實驗結束時操作是,
方案二:
⑴將B改為如圖所示的裝置,在A中硬質玻璃管內放入6.85gPbxOy粉末,(裝置氣密性良好)。
⑵打開活塞K,通入H2,排盡裝置內的空氣后,點燃A處酒精燈,進行反應。C裝置的作用是: 。
⑶待A中反應完全后,停止加熱,仍要繼續通入H2一段時間,其目的是:
⑷卸下裝置B,稱量,發現增重0.72g,則該鉛的氧化物化學式為: 。
答案:(1)CO和CO2;(2)在尾氣出口處加一點燃的酒精燈或增加一尾氣處理裝置。
⑶(先熄滅最后的酒精燈)取出B中導管,最后熄滅A處酒精燈。
方案二:⑵防止空氣中的H2O進入B裝置 ⑶將A中H2O蒸氣全部趕入B中 ⑷Pb3O4
變式訓練:
金礦開采、冶煉和電鍍工業會產生大量含氰化合物的污水,其中含氰化合物以HCN、CN -和金屬離子的配離子M(CN)nm-的形式存在于水中。測定污水中含氰化合物含量的實驗步驟如下:
①水樣預處理:水樣中加入磷酸和EDTA,在pH<2的條件下加熱蒸餾,蒸出所有的HCN,并用NaOH溶液吸收。
②滴定:將吸收液調節至pH>11,以試銀靈作指示劑,用AgNO3標準溶液滴定。Ag++2CN - == [Ag(CN)2] -。終點時,溶液由黃色變成橙紅色。
根據以上知識回答下列問題:
⑴水樣預處理的目的是 。
⑵水樣預處理的裝置如圖,細導管插入吸收液中是為了 。
⑶蒸餾瓶比吸收液面要高出很多,其目的是 。
⑷如果用鹽酸代替磷酸進行預處理,實驗結果將 (填“偏高”、“無影響”或“偏低”)。
⑸準確移取某工廠污水100mL,經處理后用濃度為0.01000mol?L-1的硝酸銀標準溶液滴定,終點時消耗了21.00mL。此水樣中含氰化合物的含量為 mg?L-1的(以計,計算結果保留一位小數)。
解析:該題以“含氰工業污水的處理”為背景,從實驗原理、裝置、結果分析等角度考查學生對化學實驗基礎知識和基本技能的掌握程度和應用能力,考查學生運用化學實驗方法解決實際問題的能力。
參考答案:
⑴將含氰化合物全部轉化為CN - ⑵完全吸收HCN,防止氣體放空
⑶防止倒吸 ⑷偏高 ⑸109.2
四、跟蹤練習
1.進行化學實驗,觀測實驗現象,通過分析推理得出正確的結論是化學學習的方法之一。對下列實驗事實的解釋正確的是( )
A.在KI淀粉溶液中通入氯氣,溶液變藍,說明氯氣能與淀粉發生顯色反應
B.濃硝酸在光照條件下變黃,說明濃硝酸不穩定,有有色產物生成能溶于濃硝酸
C.在某溶液中加入硝酸酸化的氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,說明含硫酸根離子
D.將銅片放入濃硫酸中,無明顯實驗現象,說明銅在冷的濃硫酸中發生鈍化
2.在實驗室進行物質制備,下列從原樣及試劑分別制取相應的最終產物的設計中,理論上正確、操作上可行、經濟上合理的是( )
A.C CO CO2 Na2CO3
B.Cu Cu(NO3)2溶液 Cu(OH)2
C.Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3溶液
D.CaO Ca(OH)2溶液 NaOH溶液
3.有常用玻璃儀器組成的下列六種實驗裝置(根據需要可在其中加入液體或固體):
(1)能用做干燥二氧化硫氣體的裝置有 (填代號,下同)
(2)既能用于收集氯氣又能用于收集一氧化氮氣體的裝置有 。
(3)在氯氣和鐵反應實驗中,能添加在制氣和化合反應裝置之間以除去氯氣中氯化氫、水等雜質氣體的裝置有 。
(4)在乙烯與溴水反應制二溴乙烷的實驗中,能添加在制乙烯裝置和加成反應裝置之間,達到控制氣流使其平衡目的的是 .
(5)若用C裝置做二氧化硫與燒杯中氫氧化鈉溶液反應實驗,則其中廣口瓶的作用是: 。
4.在呼吸面具和潛水艇中可用過氧化納作為供氧劑。請選用適當的化學試劑和實驗用品,用下圖中的實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。
(1)A是制取CO2的裝置。B C D中所加試劑分別是 。
(2) 試管F中收集滿氣體后,下一步實驗操作是:___________________________
5.實驗室里用下列儀器和藥品來制取純凈的無水氯化銅。圖中A、B、C、D、E、F的虛線部分表示玻璃管接口,接口的彎曲和伸長等部分未畫出。根據要求填寫下列各空白:
(1)如果所制氣體從左向右流向時,上述各儀器裝置的正確連接順序是(填寫各裝置的序號)_____接____接_ __接_ __接______接______;其中(2)與(4)連接時,玻璃管接口(用裝置中字母表示)應是______接____;
(2)待充分反應后,裝置(1)的玻璃管中剩余物呈_____色。冷卻后,將制得的產物配成飽和溶液,溶液呈______色。
6.水蒸氣通過灼熱的焦炭后,流出氣體的主要成分是CO和H2,還有CO2和水蒸氣等。請用下圖中提供的儀器,選擇必要的試劑,設計一個實驗,證明上述混合氣中有CO和H2。(加熱裝置和導管等在圖中略去)
回答下列問題:
(1) 儀器B、儀器C中需加入試劑的名稱分別是:_______________,
(2)按氣流方向連接各儀器,用字母表示接口的連接順序:
g—a b—___________________________________。
(3)能證明混合氣中含有CO的實驗依據是__________________________。
(4)能證明混合氣中含有H2的實驗依據是______________________________。
7.某研究性學習小組在研究由Fe2+制備Fe(OH)2的過程中,設計了如下實驗裝置圖:
方法一:按照圖1進行實驗,為最終在右側錐形瓶中觀察到白色沉淀,在檢驗氣密性后在兩個錐形瓶中加入相應試劑,之后的操作步驟依次為:
①
②
③
方法二:按圖2進行實驗,最終在兩極間的溶液中首先觀察到白色沉淀。請從所提供的試劑或電極材料中選擇正確的序號填在橫線上:
①純水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒a為______,b為_____,c為_______,d為_______。(填序號)
8.下圖所示是進行木炭與濃硝酸反應,并檢驗生成的氣體的實驗裝置,它具有無污染,現象明顯的特點。具支試管A中所盛固體下層是無水CaCl2 (做載體不參加反應),上層是紅熱的木炭。實驗時慢慢將濃硝酸滴到木炭上,反應即開始進行且能長時間劇烈反應。
請回答下列問題:
(1)實驗中具支試管A內出現的現象是 __________________,試管B內出現的現象為: ___________________,
(2)某學生在實驗臨近結束時,發現滴管中的濃硝酸難以滴下。若要再滴人幾滴濃硝酸使木炭反應完全,最簡單的辦法是 。
9.下圖實驗裝置示意圖中A是簡易的H2發生器,B是大小適宜的的圓底燒瓶,C是裝有干燥劑的U形管。A是旋轉活塞,D是裝有還原鐵粉的反應管,E是裝有酚酞的試管。實驗前先檢查裝置的氣密性。實驗開始時,先關閉活塞a,并取下燒瓶B;向A制加入一定量濃度適當的鹽酸,產生H2。:經必要的“操作”后,在導管口處點燃H2,然后如圖所示套上燒瓶B,塞緊燒瓶,H2在燒瓶中繼續燃燒,用酒精燈加熱反應管D中的還原鐵粉,待B中H2的火焰熄滅后,打開活塞a,氣體通過反應管D進入燒杯E中,使酚酞試液呈紅色。
請回答下列問題。
(1)實驗前如何檢查整套裝置的氣密性? 。
(2)題干中必要操作步驟指的是 。
(3)操作中先加熱D后打開a的目的是 。
(4)寫出B、D中分別發生反應的化學方程式:B中 ,D中 。
(5)C中的干燥劑的名稱是 ,該干燥劑的作用是 。
10.膽礬是一種常見的化合物,工業上它也是一種制取其它含銅化合物的原料,F有廢銅(主要雜質為Fe)來制備膽礬。有人設計了如下流程:
pH值控制可參考下列數據
物 質開始沉淀時的pH值完全沉淀時的pH值
氫氧化鐵2.73.7
氫氧化亞鐵7.69.6
氫氧化銅5.26.4
請根據上述流程回答下列問題:
(1)A物質可選用_____(填字母)。
a.稀H2SO4 b.濃H2SO4/ ? c.濃FeCl3溶液 d.濃HNO3
(2)I中加H2O2的目的_____________________________________________。
(3)II中加Cu2(OH)2CO3的目的是___________________________________________;其優點是____________________________________________________________。
(4)III加熱煮沸時發生的化學反應的離子方程式為________________________。
(5)V中加H2SO4調節pH=1是為了____________________________________________。
(6)V到VI的操作是 。
(7)某工程師認為上述流程中所加的A物質并不理想,需作改進,其理由是__________。如何改進___________________。
11.飽和氯水與石灰石的反應是制取較濃HClO溶液的方法之一。具體方法是:
①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣,再加入約20mL飽和氯水,充分反應,有少量氣泡產生,溶液淺黃綠色褪去;
②過濾,將濾液滴在有色布條上,發現其比氯水的漂白性更強;
③為了確定反應產物,將濾液分為三份,分別進行以下實驗:
第一份與石灰水混合,立即產生大量白色沉淀;
第二份與稀鹽酸混合,立即產生大量無色氣體;
將第三份加熱,看到溶液變渾濁且有大量無色氣體產生。
經檢測,上述實驗中產生的無色氣體均為CO2。請回答:
(1)試解釋可以在飽和氯水中加入石灰石制備HClO的原因 。
(2)試推測,在②的濾液中含有的溶質,除了溶解的極少量氯氣外,還含有(寫化學式) 。
12、農民使用的氮肥主要是“氫銨”和尿素。某化學興趣小組對某“氫銨”化肥進行了專項研究:
(1)預測:根據已有知識預測該“氫銨”是碳酸或亞硫酸或硫酸的銨鹽。
(2)驗證和探究:①NH4+的驗證:取少量固體藥品于試管中,然后 。
②陰離子的探究:a.取少量固體藥品于試管中,然后向試管中滴加稀鹽酸,固體全部溶解,將產生的氣體通入下列裝置。觀察到的現象是:溴水無明顯變化,澄清石灰水變渾濁。
再向滴加稀鹽酸反應后的試管中,加Ba(OH)2溶液,無明顯現象。初步結論:“氫銨”是 的銨鹽。
b.要進一步確定“氫銨”的成分還需要補做如下實驗:取適量“氫銨”配制成溶液,取試液于一支潔凈的試管中,加入
(3)該實驗小組設計了以下兩個實驗方案測定該化肥的含氮量,請你閱讀后解釋方案中提出的問題并進行評價:
方案(一):準確稱取一定質量的樣品m g,放入上圖方案(一)的燒瓶中,滴加過量NaOH濃溶液,充分微熱,通過實驗測定燒杯增加的質量m'g。
方案(二):準確稱取一定質量的樣品m g,放入上圖方案(二)的燒瓶中,滴加過量NaOH濃溶液,充分微熱,按如圖裝置測量生成的氨氣體積VL(標況)。
方案(二)圖中導管a的作用是 。
請你評價上述兩套方案是否合理。若合理寫出計算式;若不合理,請簡要說明原因。
方案(一): 。
方案(二): 。
參考答案
1.B 2.D
3.(1)AEF (2)AB (3)AF (4)D (5)安全瓶防止堿液倒吸
4.(1)B 飽和NaHCO3溶液 C 過氧化鈉 D NaOH溶液
(2)把E中的導管移出水面,關閉分液漏斗活塞,用姆指堵住試管口,取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內,木條復燃,證明試管中收集的氣體是氧氣。
5.(1):(3)(5)(4)(2)(1)(6) C B (2)棕黃或棕褐;綠。
6.(1) 氧化銅 無水硫酸銅
(2) (g—a b)—k j—h i—c d(或d c)—f e—l m
(3) 原混合氣中的CO2已被除去,其中CO與CuO反應生成的CO2使澄清石灰水變渾濁
(4) 原混合氣中的H2O已被除去,其中H2與CuO反應生成的H2O使無水硫酸銅由白色變為藍色
7.方法一①打開開關C ②用小試管在右側錐形瓶支管口出收集一試管氣體,并檢驗氣體的氣密性 ③關閉開關C
方法二:⑦、⑨或⑦、⑧、②。
8.(1)具支試管A:木炭保持紅熱狀態,試管內有紅棕色氣體生成。試管B:有氣泡冒出,石灰水變渾濁。
(2)搖動試管B,使上部的氣體溶于石灰水。(其他合理答案也給分)
9.(1)(分段檢驗)在長頸漏斗中放入少量水,使水面剛好浸沒長頸漏斗下端,關閉a,繼續加水,漏斗內液面高于試管內液面,且一段時間內保持不變;在E中加水,沒過導管口,在試管D的底部加熱,若E導管口有氣泡逸出,停止加熱,倒吸一段穩定的水柱,表明裝置不漏氣。(2)檢查H2的純度(用排水法收集一試管H2,用拇指堵住,移近酒精燈火焰,如果沒有尖銳的爆鳴聲,表示較純)。(3)事先達到催化劑的活性,能使氣體通入即反應,提高原料利用率。(4)2H2 + O2 2H2O;N2+3H2=2NH3。(5)堿石灰;吸收氣體中水蒸氣及HCl酸霧。
10.(1)b;
(2)將亞鐵離子氧化為鐵離子;
(3)中和過量的硫酸,調節溶液的pH,使Fe3+水解完全而沉淀;不引入新的雜質;
(4)Fe3++3H2O=Fe(OH)3↓+3H+;(條件:加熱)
(5)抑制Cu2+的水解
(6)蒸發濃縮,冷卻結晶,過濾
(7)產生污染環境的二氧化硫,硫酸利用率低;加熱,并在稀硫酸中通入氧氣。(其它合理答案,酌情給分)
11.(1)在飽和氯水中存在如下平衡:Cl2+H2O HClO +HCl,加入過量的CaCO3與溶液中的HCl發生反應,使鹽酸的濃度減小,平衡向正反應方向移動,最終生成HClO
(2)HClO、Ca(HCO3)2、CaCl2
12.①滴加NaOH濃溶液,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口部,加熱試管,若紅色石蕊試紙變藍,則證明含NH4+。
②碳酸;足量BaCl2溶液振蕩充分反應,若不產生白色沉淀,說明該化肥主要成分為NH4HCO3;若產生白色沉淀,說明該化肥主要成分為(NH4)2CO3。
導管a的作用:保持燒瓶與分液漏斗的壓強相同,使分液漏斗中的液體順利流出;消除由于加入氫氧化鈉溶液引起的氫氣體積誤差。
方案(一):不合理;裝置中殘留氨氣;裝置中沒有干燥裝置,稀硫酸吸收了較多水蒸汽。
方案(二):合理。
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