1、圆学子梦想 铸金字品牌- 1 -温馨提示：此题库为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，关闭 Word 文档返回原板块。 考点 20 化学实验方案的设计与评价一、选择题1.(2013海南高考6)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水 FeCl3,仪器连接顺序正确的是 ( )A.abcdefghB.aedcbhigC.adecbhigD.acbdehif【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)制得 Cl2 要先除 HCl,再干燥,然后与 Fe 反应。(2)注意气体通入洗气瓶时的气体流向。【解析】选 B。根据实验目的和所给仪器药品应首先制得氯气,然后再将氯气与铁粉反应
2、,制取 FeCl3,最后用 NaOH 溶液吸收多余的氯气防止污染环境。由于制得的氯气中含有 HCl、H 2O 等杂质,所以与铁反应之前应先用饱和 NaCl 溶液吸收挥发出的 HCl,然后用浓硫酸干燥。连接仪器时应注意长管进气,短管出气。2.(2013江苏高考13)下列依据相关实验得出的结论正确的是 ( )圆学子梦想 铸金字品牌- 2 -A.向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液B.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液C.将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯D.向某溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不变色 ,
3、滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含 Fe2+【解题指南】在物质检验时,对产生的实验现象,要注意运用“唯一性” 。若有多个实验都具有此现象,则不能得出含有某物质或离子的结论。【解析】选 D。A 项所述溶液中含有 HC 也会有类似现象,错误;焰色反应是元O3素性质,故原溶液也可能是 NaOH 溶液,B 错误;SO 2、乙烯、丙烯等气体都能使溴水褪色,C 错误;D 项中的操作为 Fe2+的检验,D 正确。二、非选择题3.(2013北京高考28)某学生对 SO2 与漂粉精的反应进行实验探究:操作 现象取 4 g 漂粉精固体,加入 100 mL 水 部分固体溶解,溶液略有颜色过滤,测漂粉精溶液的 pH
4、 pH 试纸先变蓝(约为 12),后褪色.液面上方出现白雾;.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去(1)Cl2 和 Ca(OH)2 制取漂粉精的化学方程式是 。圆学子梦想 铸金字品牌- 3 -(2)pH 试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是 。(3)向水中持续通入 SO2,未观察到白雾。推测现象的白雾由 HCl 小液滴形成,进行如下实验:a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;b.用酸化的 AgNO3 溶液检验白雾,产生白色沉淀。实验 a 的目的是 。由实验 a、b 不能判断白雾中含有 HCl,理由是 。(4)现象 中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性
5、的增强,漂粉精的有效成分和 Cl-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是 。(5)将 A 瓶中混合物过滤、洗涤 ,得到沉淀 X。向沉淀 X 中加入稀 HCl,无明显变化。取上层清液,加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,则沉淀 X 中含有的物质是 。用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因: 。【解题指南】解答本题时应注意以下 3 点:(1)注意反应现象的分析。(2)硝酸酸化的硝酸银溶液具有强氧化性。(3)卤素单质与二氧化硫在水存在的条件下可以发生反应。【解析】(1)Cl 2 和 Ca(OH)2 反应生成氯化钙、次氯酸钙与水。圆学子梦想 铸金字品牌- 4 -(2)pH 试纸先变蓝
6、(约为 12),说明溶液呈碱性,后颜色褪去,说明具有漂白性。(3)反应中生成 Cl2,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾中是否有 Cl2,排除 Cl2 的干扰;白雾中含有 SO2,可以被硝酸氧化为硫酸,故 SO2 可以使酸化的 AgNO3 溶液产生白色沉淀。(4)由题意知随着酸性的增强,ClO -和 Cl-在酸性条件下会发生氧化还原反应生成Cl2,故可向漂粉精溶液中逐滴滴入硫酸,观察溶液颜色是否变为黄绿色;(5)取上层清液,加入 BaCl2 溶液,产生白色沉淀,说明 SO2 被氧化为 S ,故沉淀O24X 为 CaSO4;溶液呈黄绿色,有 Cl2 生成,稍后又产生白色沉淀说明有 CaSO4 生成,
7、黄绿色褪去,说明 Cl2 与 SO2 反应生成盐酸与硫酸。答案:(1)2Cl 2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(2)碱性、漂白性(3)检验白雾中是否有 Cl2,排除 Cl2 的干扰白雾中含有 SO2,SO2 可以使酸化的 AgNO3 溶液产生白色沉淀(4)向漂粉精溶液中逐滴滴入硫酸,观察溶液颜色是否变为黄绿色(5)CaSO 4Cl 2+SO2+2H2O 4H+2Cl-+SO244.(2013天津高考9) FeCl3 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水 FeCl3,再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。.经查阅资料得知:无水
8、FeCl3 在空气中易潮解 ,加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3 的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:圆学子梦想 铸金字品牌- 5 -检验装置的气密性;通入干燥的 Cl2,赶尽装置中的空气;用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;体系冷却后,停止通入 Cl2,并用干燥的 N2 赶尽 Cl2,将收集器密封。请回答下列问题:(1)装置 A 中反应的化学方程为 。(2)第 步加热后 ,生成的烟状 FeCl3 大部分进入收集器,少量沉积在反应管 A 右端。要使沉积的 FeCl3 进入收集器,第步操作是 。(3)操作步骤中,为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有(填步骤序号)
9、。(4)装置 B 中冷水浴的作用为 ;装置 C 的名称为 ;装置 D 中 FeCl2 全部反应后,因失去吸收 Cl2 的作用而失效 ,写出检验 FeCl2 是否失效的试剂: 。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置 E 并注明试剂。.该组同学用装置 D 中的副产品 FeCl3 溶液吸收 H2S,得到单质硫; 过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3 与 H2S 反应的离子方程为 。(7)电解池中 H+在阴极放电产生 H2,阳极的电极反应式为 圆学子梦想 铸金字品牌- 6 -。(8)综合分析实验的两个反应,可知该实验有两个显著优点: H 2S 的原子利用率为 100%; 。【解题
10、指南】解答本题时应注意以下 3 点:(1)注意提取信息,FeCl 3 易潮解,加热易升华,根据题意,整个实验过程要避开水蒸气和降温。(2)注意实验的安全性和尾气的吸收。(3)电解时先确定电解质溶液再确定电极反应。【解析】.本实验的关键是要保持干燥,防止有水蒸气的干扰。(1)装置 A 中发生反应 3Cl2+2Fe 2FeCl3。(2)FeCl3 加热易升华,在 A 右端冷却凝固的 FeCl3 可用加热的方法赶进收集器。(3)防止 FeCl3 潮解的操作是和。(4)装置 D 中 FeCl2 失效即 FeCl2 全部生成了 FeCl3,只要检验是否含有 Fe2+即可,可用 K3Fe(CN)6检验。(
11、5)尾气吸收可用 NaOH 溶液。.用 FeCl3 吸收 H2S,然后再电解使 FeCl2 再转化成 FeCl3,可使 H2S 全部转化成S 和 H2,使 FeCl3 循环利用。电解时,电解池的阳极上 Fe2+发生氧化反应,生成Fe3+。答案:(1)2Fe+3Cl 2 2FeCl3(2)在沉积的 FeCl3 固体下方加热(3)(4)冷却 ,使 FeCl3 沉积,便于收集产品圆学子梦想 铸金字品牌- 7 -干燥管 K 3Fe(CN)6溶液(5)(6)2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H +(7)Fe2+-e- Fe3+(8)FeCl3 得到循环利用5.(2013海南高考17)BaCl 2xH2O
12、 中结晶水数目可通过重量法来确定:称取 1.222 g 样品,置于小烧杯中,加入适量稀盐酸,加热溶解,边搅拌边滴加稀硫酸至沉淀完全,静置;过滤并洗涤沉淀;将盛有沉淀的滤纸包烘干并中温灼烧;转入高温炉中,反复灼烧至恒重,称得沉淀质量为 1.165 g。回答下列问题:(1)在操作 中,需要先后用稀硫酸和 洗涤沉淀; 检验沉淀中氯离子是否洗净的方法是 。(2)计算 BaCl2xH2O 中的 x= (要求写出计算过程 )。(3)操作 中 ,如果空气不充足和温度过高,可能会有部分沉淀被滤纸中的碳还原为 BaS,这使 x 的测定结果 (填“偏低” “偏高”或“不变”)。【解题指南】解答本题时应明确以下两点
13、:(1)掌握基本实验操作。(2)能够根据实验原理对实验数据进行分析和计算。圆学子梦想 铸金字品牌- 8 -【解析】利用重量法测定 BaCl2xH2O 中结晶水数目的原理是将晶体溶解后加入过量稀硫酸,然后过滤、洗涤沉淀,称量硫酸钡固体的质量,由此计算晶体中BaCl2 和 H2O 的质量,然后求出 x。洗涤沉淀时为了减少硫酸钡的溶解应该用稀硫酸和蒸馏水洗涤沉淀。如果有部分硫酸钡被还原成 BaS,会造成硫酸钡质量减小,计算出的 BaCl2 质量偏小 ,H2O 的质量偏大,使 x 的测定结果偏高。答案:(1) 蒸馏水取水洗液于试管中,加入稀硝酸酸化,滴加 AgNO3 溶液,若无白色浑浊出现,则表明Cl
14、-已经洗净(2)样品中 BaCl2 的物质的量为 n(BaCl2)=5.00010-3mol1.165 233 1质量 m(BaCl2)=5.00010-3mol208 gmol-1=1.040 gn(H2O)n(BaCl 2)= (5.00010 -3mol)2.0221.222 1.040 18 1(3)偏高6.(2013江苏高考19)(15 分)柠檬酸亚铁(FeC 6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO 47H2O)通过下列反应制备 :FeSO4+Na2CO3 FeCO3+Na 2SO4 FeCO 3+C6H8O7 FeC6H6O7+CO2+H 2O下表列出了相关金属离
15、子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 molL-1 计算)。圆学子梦想 铸金字品牌- 9 -(1)制备 FeCO3 时,选用的加料方式是 (填字母), 原因是 。a.将 FeSO4 溶液与 Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中b.将 FeSO4 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3 溶液的反应容器中c.将 Na2CO3 溶液缓慢加入到盛有 FeSO4 溶液的反应容器中(2)生成的 FeCO3 沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。(3)将制得的 FeCO3 加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80下搅拌反应。铁粉的作用是 。反应结束后,无需过滤,除去
16、过量铁粉的方法是 。(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pHFe3+ 1.1 3.2Al3+ 3.0 5.0Fe2+ 5.8 8.8圆学子梦想 铸金字品牌- 10 -亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣( 主要成分为 Fe2O3、SiO 2、Al 2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备 FeSO47H2O 晶体的实验步骤( 可选用的试剂: 铁粉、稀硫酸和NaOH 溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应, ,得
17、到 FeSO4 溶液 , ,得到 FeSO47H2O 晶体。【解题指南】设计物质制备的实验方案,需要考虑:除杂(从物质的性质着手,选取试剂将其反应除掉);制备(用何物质反应得到);析出( 运用何种方法得到晶体)。【解析】(1)Na 2CO3 溶液显碱性 ,若将 Fe2+加入时,会生成 Fe(OH)2 沉淀。所以应将 Na2CO3 加入 FeSO4 溶液中。(2)由制备 FeCO3 的方程式知,沉淀表面会附有 Na2SO4,故只要检验洗涤液中是否含有 S ,即可证明沉淀是否洗净。即取最后一次的洗涤液 1 mL2 mL 于试管O24中,向其中滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。(3)Fe 2+在溶解过程中,易被氧化成 Fe3+,加入铁粉可以使 Fe3+还原为 Fe2+。过量的铁粉用柠檬酸溶解,可得更多产物柠檬酸亚铁。
