2022年高考化学物质制备与工艺流程分析型实验题考点全归纳.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 物质制备与工艺流程分析型试验题 热点一 物质制备试验题 物质制备是中学化学试验的重要组成部分,以新物质制备为背景的试验题,涉及学问 面广、题型多变、思维发散空间大,能很好的考查同学综合运用化学试验基础学问解决实际问题的才能,因而倍受高考命题者的青睐；解答此类试题的一般程序是第一,认真阅读题干,抽取有用信息；其次,认真观看装置图 或框图 ,联想熟识的试验,观看装置图 或框图 ,找出每件仪器 或步骤 与熟识的某一试验相像的地方,分析每件仪器中所装药品的作用；第三,通读问题,整合信息作出答案,把全部的问题进行综合分析,运用题给信息和化学基础学问作出正

2、确答案；【典例 1】2022 山东理综, 304 无水 AlCl3183 升华 遇潮湿空气即产生大量白雾,试验室可用以下装置制备；装置 B中盛放饱和NaCl 溶液,该装置的主要作用是_；F 中试剂的作用是 _；用一件仪器装填适当试剂后也可起到 F 和 G的作用,所装填的试剂为 _；题中信息 AlCl 3 性质：升华；水解；制 AlCl 3 的流程：审装置图：制取纯洁干燥 的 氯 气 A 、 B、 C 生 成 无 水 AlCl3D 收 集 无 水 AlCl 3E 保 护 措 施产品环境制备装置的识图技巧明确目的；所制备物质是否有特别性质 即是否需要特殊爱护 ；制备过程中是否产生有毒气体等；进入每

3、一装置的物质是什么,吸收了什么物质或产生了什么物质；解析B中 NaCl 溶液的作用是除去Cl 2中混有的 HCl,F 中试剂的作用是防止G中的水蒸气进入 E中,使 AlCl3遇 H2O反应产生大量白雾；用一件仪器装填适当试剂可起到 F和 G的作用,所加试剂应既能防止水蒸气进入E又能吸取尾气Cl 2,故可装填碱石灰；名师归纳总结 答案除去 HCl 气体吸取水蒸气碱石灰 或 NaOH与 CaO混合物 第 1 页,共 13 页【典例 2】某试验小组利用如下装置部分固定装置略 制备氮化钙 Ca 3N2 ,并探究其- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 试验式；1 按

4、图连接好试验装置；检查装置的气密性,方法是_ _ _；2 反应过程中末端导管必需始终插入试管 A 的水中,目的是 _；3 制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞 K 并通入 N2；点燃酒精灯,进行反应；反应终止后,4 数据记录如下：_；拆除装置,取出产物；空瓷舟质瓷舟与钙的瓷舟与产物量 m0/g 质量 m1/g 的质量 m2/g 14.80 15.08 15.15 运算得到试验式CaxN2,其中 x_；如通入的N2 中混有少量O2,请比较x 与 3 的大小,并给出判定依据：_ ；解析2 要保证整个装置不能混入其他气体；3 肯定要使玻璃管冷却后再停止通入氮气流； 4 要确定x 值必需求出钙和氮的原子个

5、数比,依据题目所给的数据可做如下运算 mCa 15.08 14.80 g 0.28 g , mN 15.15 15.08 g0.28 0.07 140.07 g ,就 nCa nN 401475,就 x5；如通入的 N2 中混有少量 O2,就产物中就有可能混有了 CaO,而 Ca3N2中钙的质量分数为 81.08% ,CaO中钙的质量分数为 71.43%,所以产物中混有了 CaO会导致钙的质量分数减小,x 的值偏小；答案1 关闭活塞 K,微热反应管,试管A中有气泡冒出,停止加热；冷却后如末端导管中水柱上升且高度保持不变,说明装置气密性良好2 防止空气中的氧气通过末端导管进入试验装置,氧化单质钙

6、,生成氧化钙,引入杂质3 熄灭酒精灯,待玻璃管冷却至室温,停止通入氮气,并关闭活塞名师归纳总结 4 2.80x3,产物中生成了CaO N2的方法,第 2 页,共 13 页题组训练气体制备方案探究1N2在 诸多领域用途广泛；某化学爱好小组为探究在试验室制备较为纯洁- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 进行了认真的预备；请你参加沟通与争论； 查阅资料 N2的制法有以下三种方案：方案 1：加热 NaNO 2和 NH4Cl 的浓溶液制得 N2；方案 2：加热条件下,以NH3 仍原 CuO可制得 N2,同时获得活性铜粉；方案 3：将空气慢慢通过灼热的铜粉获得较纯的

7、N2； 试验预备 以试验室常见仪器 药品 等设计的部分装置如下图 有的夹持和加热仪器未画出 ； 分析沟通 1 如以方案 1 制得 N2,应挑选的发生装置是_ ；2 如按方案 2 制得干燥、纯洁的N2,且需要的NH3 以生石灰和浓氨水作原料,整套制气装置按气流从左到右的连接次序是填写序号 _ ；获得 N2的反应原理是 写反应方程式 _ ；3 如以排水法收集N2,其中会混入水蒸气；但也不宜用排空气法,其缘由是_ ；你提出的收集方法是_ ；4 上述三个方案中,制得的 N2 纯度最差的是 _；在 N2 纯度要求不甚严格的 情 况 下 , 有 人 建 议 将 方 案 2 和 方 案 3 结 合 使 用

8、, 你 认 为 其 优 点 是_；答案1A 用气体密度大小比较回2E DBC2NH33CuO= 3CuN23H2O 3N2 的相对分子质量28 与空气的平均相对分子质量相近答问题也可 用气囊收集 其他合理答案也可 4 方案 3 CuO和 Cu可循环利 用,节约药品名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 解析采纳反应器的特点与反应物的状态以及反应条件有关,方案1 为加热两种液态物质,符合此条件的只有A 设备；方案2 为固体和气体的反应,反应器应挑选B,但要求通入的氨气干燥且纯洁,利用浓氨水和生石灰反应制取氨气为固液不加热的

9、装置,挑选 E,但同时有水蒸气生成,因此利用碱石灰来干燥,反应完毕后产生的水蒸气与没有参加反应的氨气与氮气一同导出,利用浓硫酸既可以除去水,又可以除去氨气；排气法收集气体主要是利用气体密度的差别；因此利用可以直接排空内部空气的装置来收集氮气；方案3 利用了除去空气中的氧气即得氮气的原理,空气中除了氧气和氮气外仍有二氧化碳和稀有气体,因此不纯洁；22022 大纲全国卷,29 请回答以下试验室中制取气体的有关问题；1 下图是用 KMnO 4 与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置；装置 B、 C、D的作用分别是：B_ ；C_ ；D_ ；2 在试验室欲制取适量 NO气体；下图中最适合完成该试验的简易装置

10、是 填序号 ；_ _ 名师归纳总结 依据所选的装置完成下表 不需要的可不填 ：第 4 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 选项应加入的物质所起的作用A B C D 简洁描述应观看到的试验现象_ _；答案1 向上排空气收集氯气安全瓶作用,防止D 中的液体倒吸进入集气管B中吸取尾气,防止氯气扩散到空气中污染环境2 选项应加入的物质所起的作用A 铜屑和稀硝酸制取 NO气体B 水排水收集 NO气体C 主要是接收B 中排出的水D 反应开头时,A 中铜屑表面显现无色小气泡,反应速率逐步加快；A 管上部空间由无色逐步变为浅红棕色,随着反应的进行又逐步变

11、为无色；A 中的液体由无色变为浅蓝色； B 中的水面逐步下降,B 管中的水逐步流入烧杯 C中解析 1KMnO4 与浓盐酸发生反应：2KMnO 416HCl 浓=2KCl2MnCl25Cl2 8H2O；装置 B采纳向上排空气法收集 Cl2,装置 C起安全瓶作用,防止 D中的液体倒吸进入 B 中； Cl2具有毒性,装置 D 中 NaOH溶液用于吸取余外的 Cl2,防止污染环境；2 试验室制取 NO 气体通常用铜与稀硝酸反应：3Cu8HNO 3 稀 =3CuNO3 22NO 4H2O；由于 NO易与空气中的 O2 反应生成 NO2,不宜用排空气法收集 NO 气体,应用排水法收集 NO,故装置和错误；

12、装置和比较,更简洁,A中 Cu与稀硝酸反应生成 NO气体, B中盛满水,用排水法收集 NO；热点二 工艺流程中的试验分析工艺流程的命题来源很广,与各个学问模块的结合点较多,因此分析工业生产工艺流程题时,应将流程路线,试题设问和理论学问有机结合起来,它经常结合工艺流程考查基本化学试验问题,可以说它是无机框图题的创新；流程的出现形式有：操作流程；物质变化流程；装置流程；解题时第一要明确原料和产品 包括副产品 ,即箭头进出方向,其次依据流程图分析反应原理,紧扣信息,搞清流程中每一步发生了什么反应知其然,弄清有关反应名师归纳总结 原理,明确目的 如沉淀反应、除杂、分别 知其所以然,最终联系储存的学问,

13、第 5 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 有效地进行信息的利用,精确表述和工整书写；由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分别及定量测定等基本操作有机结合起来,所以只有复习时坚固把握试验基础知识,才能有效结合题中的信息,精确答题；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 【典例 1】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相像,此外仍含有氧化铝和少量的氧化铁杂质；详细试验流程如下：请回答以下问题：1 操作 1 所用到的玻璃仪器的名称是 _；2 由溶液 3

14、 制取氢氧化铝的离子方程式为_ _ ；3 明矾石焙烧时产生SO2,请你写出能验证SO2具有仍原性且试验现象明显的化学方程式： _；4 请你写出验证溶液1 中有 NH 4 的试验过程： _；5 试验室用 Fe2O3与 CO反应来制取单质 Fe；请按气流由左到右的方向连接以下各装置,次序为 A_；检查装置 A 气密性的方法是 _ _ _ _；在点燃 B 处的酒精灯前,应进行的操作是 是_ ；_；装置 C的作用解析 1 操作 1 是过滤,过滤操作所需要的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和漏斗；2经氨水浸泡,过滤得到固体氢氧化铝和少量氧化铁固体,再加入试剂 1 氢氧化钠溶液并过滤,得到溶液 3 偏铝酸钠溶液,最

15、终通入 CO2 得到氢氧化铝；3 检验 SO2 的仍原性方法较多,可以用氯水、溴水或酸性高锰酸钾溶液来检验 SO2 具有仍原性；4 检验 NH 4 时,应先加入浓NaOH溶液,然后加热,再用潮湿的红色石蕊试纸或蘸名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有浓盐酸的玻璃棒进行检验；5 先用 NaOH溶液除去 CO中的 CO2杂质,再通过碱石灰吸取水蒸气,再通过 B 中红热的氧化铁,再通过 NaOH溶液洗气除去反应产生的CO 2,最终点燃未反应的 CO；答案 1 玻璃棒、烧杯和漏斗 2AlO 2 2H2OCO2=AlOH 3

16、HCO 3 SO2Cl 22H2O=H 2SO42HCl 其他合理答案也可 4 取少量溶液 1,加入浓 NaOH溶液后加热,有能使潮湿的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,证明有 NH 4 其他合理答案也可 5 EBCD 将导气管插入水槽中,关闭弹簧夹 a 和活塞 b,微热圆底烧瓶,导管口有气泡产生,撤去热源,导管中形成一段水柱 检查 CO 的纯度 除去 CO中的 CO2,有利于点燃 CO 【典例 2】聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为 Fe2OHnSO43 0.5 nm,广泛用于污水处理；试验室利用硫酸厂烧渣 主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等 制备聚铁和绿矾 FeSO4 7H2O,过程如下

17、所示：1 验证固体 W焙烧后产生的气体中含有 SO2的方法是_ ；2 制备绿矾时,向溶液 X 中加入过量 _,充分反应后,经 _操作得到溶液 Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾；3 溶液 Z 的 pH 影响聚铁中铁的质量分数,用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作方法为_；如溶液 Z 的 pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数 _ 填“ 偏大” 或“ 偏小” ；解析 1 利用 SO2 的漂白性来鉴别二氧化硫；2 溶液中有 Fe 3、Fe 2,欲制绿矾,应把 Fe 3转化为 Fe 2,所以要加过量的铁屑；3 用 pH试纸测定溶液的 pH,为了测定的精确性,应选用干燥、洁净的装置；如 pH偏小,酸性过强,

18、就Fe 3难以形成聚铁胶体,所以聚铁中铁的质量分数偏小；名师归纳总结 答案1 将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中,如品红溶液褪色,加热能第 8 页,共 13 页复原原色,证明气体中含有SO22 铁屑过滤3 取一小块pH试纸,放在干燥、洁净的表面皿 或玻璃片 上,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液,滴到pH 试纸上,然后与标准比色卡比较偏小- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 物质制备化工生产流程的主线一般为题组一 操作流程式1过氧化钙可以用于改善地表水质,处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等；工业上生产过氧化钙的主要流程如下：已知 CaO2

19、 8H2O呈白色,微溶于水,加热至350 左右开头分解放出氧气；1 用上述方法制取 CaO2 8H2O的化学方程式是 _；2 检验“ 水洗” 是否合格的方法是 _；3 沉淀经常用冰水掌握温度在 0 左右,其可能缘由是 写出两种 ：_；_；4 测 定产品中 CaO2的含量的试验步骤：第一步：精确称取a g 产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol L1的 H2SO4溶液,充分反应；其次步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；第三步：逐滴加入浓度为c mol L1 的 Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液 VmL；2【已知： I22S2O 3 =

20、2I2S4O 6 】CaO2 的质量分数为 _ 用字母表示 ；某同学第一步和其次步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的 CaO2的质量 分 数 可 能 _ 填 “不 受 影 响 ”、 “偏 低 ”或 “偏 高 ” , 原 因 是_；答案1CaCl2H2O22NH38H2O=CaO 2 8H2O 2NH4Cl 2 可取最终一次洗涤液少许于试管中,再滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,看是否名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 产生白色沉淀3 温度低可削减过氧化氢的分解,提高过氧化氢的利用率该反应是放热反应,温度低有利于提高

21、 CaO2 8H2O的产率0.036 cV 24 偏高 滴速太慢, S2O 3 在滴定过程中被氧气氧化a题组二 物质变化流程2碱式碳酸铜广泛用于制油漆颜料、烟火、杀虫剂、催化剂、其他铜盐和固体荧光粉激 活 剂 等 , 也 用 于 种 子处 理 及 作 杀 菌 剂 等 ； 某化 学 兴 趣 小 组 在 实 验 室利 用Na2CO 3 10H2O跟 CuSO 4 5H2O反应制备并检验碱式碳酸铜,试验步骤如下：Na2CO3 10H2OCuSO 4 5H2O 研细 研磨 黏胶状 沸水搅拌 蓝绿色沉淀 抽滤 洗涤 风干 蓝绿色晶体1 写出制备碱式碳酸铜的化学方程式_ ；2 用研钵分别研细绿Na2CO

22、3 10H2O和 CuSO4 5H2O的目的是 _；3检验蓝色沉淀是否洗涤干净的实验操作是_ ；4 碱式碳酸铜可以看成CuOH2 CuCO 3,该爱好小组同学挑选以下试验仪器验证产物中含有 CuOH2、CuCO 3；各装置连接次序为 _；装置 B 中试剂的名称是 _,装置 C中试剂的名称是 _；证明含有 CuCO 3的试验现象是 _ ,证明含有 CuOH2的试验现象是 _ ；答案 12CuSO42Na2CO3H2O=Cu 2OH2CO 3 2Na2SO4CO22 增大反应物接触面积,使反应物充分混合并反应 3 取最终一次洗涤液少许,滴加 BaCl2 溶液,如没有白色沉淀产生,就沉淀已洗涤洁净

23、4 ACB 澄清石灰水 无水硫酸铜粉末 装置 B中澄清石灰水变浑浊 装置 C中白色粉末变为蓝色解析 1 制备碱式碳酸铜是利用了 CuSO 4 和 Na2CO3 的水解相互促进的性质； 2 用研钵分别研细Na2CO3 10H2O和 CuSO4 5H2O 是为了增大反应物的接触面积,使反应物充分混合并反应；3 如蓝绿色沉淀洗涤洁净,就最终洗涤液中不含 沉淀产生；2SO 4 ,滴加 BaCl2 溶液,没有白色名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 利用无水硫酸铜可检验出加热后的产物中存在H2O,从而证明含有CuOH2,利

24、用澄清石灰水可检验出加热后的产物中含有CO2,从而证明含有CuCO 3；但是检验H2O必需在检验CO2 之前；题组三综合流程型3氯化亚铜在工业上应用广泛；氯化亚铜CuCl 为白色晶体,微溶于水,能溶于氨水、浓盐酸,并生成协作物,不溶于硫酸、稀硝酸和醇；试验药品：铜丝 20 g 、氯化铵 20 g 、65%硝酸 10 mL、 36%盐酸 15 mL、水；1 反应的化学方程式为_ ,用 95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是 _ _ ；2 工业化生产时,95%乙醇可通过 _的方法回收并循环利用,而NH4Cl 、_ 填化学式 可直接循环利用；3 试验室用下图装置制备 CuCl；试验时通入 O2的速率不

25、宜过大,为便于观看和掌握产生 O2的速率,最宜挑选以下装置中的 _ 填字母序号 ； 实 验 开 始 时 , 温 度 计 显 示 反 应 液 温 度 低 于 室 温 , 主 要 原 因 是_ _ ；电炉加热升温至 50 时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐步由无色变为红棕色,从环保角度考虑,当_ 时才能停止通名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 入氧气；待冷却至室温后,再打开瓶塞,沿_ 填字母 口倾出棕色反应液于1 000 mL 大烧杯,加水 500 mL,即有大量白色沉淀析出；答案 1NH4CuCl2=CuC

26、l NH4Cl 防止 CuCl 溶于水而造成损耗 洗去晶体表面的杂质离子及水分 2 蒸馏 HNO 3 B 氯化铵溶于水吸取大量热,造成反应液温度降低 烧瓶上方红棕色气体逐步变为无色 a 或 c 解 析 1 注 意 反 应 的 反 应 物 和 生 成 物 即 可 确 定 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为NH4CuCl 2=CuCl NH4Cl ；用 95%乙醇代替蒸馏水洗涤的主要目的是洗去晶体表面的杂质离子及水分,减小CuCl 的溶解缺失,同时可以加快固体的干燥；2 将乙醇与水分别的操作是蒸馏,依据残液浓缩后的补充物质可知,可直接循环利用的有NH4Cl 和 HNO 3；3 在题给三个装置中

27、,能观看到产生O2 速率的只有B；试验开头时,温度计显示反应液温度低于室温的主要缘由是氯化铵溶于水时吸热,造成反应液温度降低；为使反应产生的氮氧化物完全转化为硝酸,排除氮氧化物对环境的影响,因此需到烧瓶上方红棕色气体逐步变为无色时才能停止通入氧气；将三颈瓶中液体倒出时利用左口或右口,即从a 口或 c 口倾出棕色反应液；4以黄铜矿 主要成分为 CuFeS2,含少量杂质 SiO2 等 为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾 FeSO4 7H2O；其主要工艺流程如下：已知：部分阳离子以氢氧化物形式开头沉淀和完全沉淀时溶液的 pH如下表；沉淀物CuOH2FeOH3FeOH2开头沉淀 pH 4.7 2

28、.7 7.6 完全沉淀 pH 6.7 3.7 9.6 1 反应的化学反应方程式为2_ ；该 反 应 中 Fe被 _ 填 “氧 化 ”或 “仍 原 ” , 其 目 的 是_；2 试剂 a 是_,详细操作为 _,目的是_ ； 3反应的离子方程式为_ ；试剂 c 参加反应的离子方程式分别为_ 、名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - _ ；答案14CuFeS 22H2SO417O2=4CuSO 42Fe2SO4 32H2O 氧化Fe 2和 Cu 2通过水解难于分别,将2 Fe 氧化成 Fe 3易于利用水解分别两离子2CuO

29、或 CuOH2、 CuCO 3、Cu2OH 2CO 3 等 加入试剂调剂pH至 3.7 4.7 之间使Fe 3 形成 FeOH3 沉淀,防止生成CuOH2沉淀3Cu2Fe=CuFe 2Fe2H=Fe 2H2FeOH33H=Fe 33H2O 解析1 结合过滤操作分别出SiO2知, CuFeS2 中的 Cu、Fe 元素被引入溶液,结合2 后一问 Fe 的变化情形知其被氧化至Fe 3,即可写出反应的方程式；结合阳离子以 2氢氧化物形式沉淀的 pH关系知,将 Fe 元素氧化是为了利用离子的分别；2 过量的稀硫酸使溶液酸性很强,为使 Fe 3形成 FeOH3 沉淀而不让 Cu 2沉淀,需调剂 pH至 3.7 4.7 ,消耗溶液中的 H ,同时仍不能引入新的杂质离子,故使用 Cu元素对应的氧化物、碱、碳酸盐等均可；3 反应主要是Cu 2与过量的 Fe 即 b 试剂 反应；为将Cu 2全部转化,加入的铁粉过量,因此在反应时应当将过量的铁粉除去,利用铁、铜的性质差别,加入适量稀硫酸 即试剂 c 即可；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页