2019版高考化学大一轮复习化学实验基础与实验化学专题讲座八加试第31题——综合实验题学案.doc
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1、- 1 -专题讲座八专题讲座八 加试第加试第 3131 题题综合实验题综合实验题1(2017浙江 11 月选考,31)某兴趣小组用铝箔制备 Al2O3、AlCl36H2O 及明矾大晶体,具体流程如下:已知:AlCl36H2O 易溶于水、乙醇及乙醚;明矾在水中的溶解度如下表温度/010203040608090溶解度/g3.003.995.908.3911.724.871.0109请回答:(1)步骤中的化学方程式_;步骤中生成 Al(OH)3的离子方程式_。(2)步骤,下列操作合理的是_。A坩埚洗净后,无需擦干,即可加入 Al(OH)3灼烧B为了得到纯 Al2O3,需灼烧至恒重C若用坩埚钳移动灼热
2、的坩埚,需预热坩埚钳D坩埚取下后放在石棉网上冷却待用E为确保称量准确,燃烧后应趁热称重(3)步骤,选出在培养规则明矾大晶体过程中合理的操作并排序_。迅速降至室温 用玻璃棒摩擦器壁 配制 90 的明矾饱和溶液 自然冷却至室温 选规则明矾小晶体并悬挂在溶液中央 配制高于室温 1020 的明矾饱和溶液(4)由溶液 A 制备 AlCl36H2O 的装置如下图- 2 -通入 HCl 的作用是抑制 AlCl3水解和_。步骤,抽滤时,用玻璃纤维替代滤纸的理由是_;洗涤时,合适的洗涤剂是_。步骤,为得到纯净的 AlCl36H2O,宜采用的干燥方式是_。答案 (1)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2
3、 AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO 2 3(2)BCD(3)(4)降低 AlCl3的溶解度,使其以 AlCl36H2O 晶体形式析出强酸性环境会腐蚀滤纸 饱和氯化铝溶液用滤纸吸干解析 (2)Al(OH)3加热失去水生成固体 Al2O3,涉及的仪器是坩埚、坩埚钳、三脚架、酒精灯等,此题重点考查的是坩埚和坩埚钳的使用注意事项。坩埚洗净后,需要缓慢加热到 500 以上才可以使用,故 A 项错;称量灼烧前后的质量不再发生变化说明坩埚内固体只有 Al2O3,故 B 正确;使用坩埚钳移动坩埚时,需预热坩埚钳,故 C 正确;坩埚取下后不能直接放在实验台上冷却,应放在石棉网上冷却待用,故 D 正确;
4、加热后的固体应先冷却后再称量,测定结果更准确,且灼烧过的 Al2O3不吸潮,故不需要趁热称量,故 E 错。(3)由表格可知,考查影响晶体大小的因素,以及明矾晶体的制备过程。明矾晶体的溶解度随着温度升高而增大,选用低温下明矾饱和溶液,再用规则明矾小晶体悬挂在溶液中央,自然冷却,故选。(4)此装置的目的是制备 AlCl36H2O,通入 HCl 后在冰水浴作用下晶体析出,故 HCl 的作用除了抑制 AlCl3水解,还能促进 AlCl36H2O 晶体析出;大量 HCl 溶解使溶液呈强酸性,会腐蚀滤纸,故采用玻璃纤维代替滤纸;干燥晶体时为了防止失去结晶水,一般用滤纸吸干即可。2(2017浙江 4 月选考
5、,31)ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制备成 NaClO2固体,以便运输和贮存。过氧化氢法制备 NaClO2固体的实验装置如图 1 所示。已知:2NaClO3H2O2H2SO4=2ClO2O2Na2SO42H2O2ClO2H2O22NaOH=2NaClO2O22H2OClO2熔点59 、沸点 11 ;H2O2沸点 150 - 3 -图 1请回答:(1)仪器 A 的作用是_;冰水浴冷却的目的是_(写出两种)。(2)空气流速过快或过慢,均降低 NaClO2产率,试解释其原因_。(3)Cl存在时会催化 ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大
6、大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:_(用离子方程式表示),H2O2Cl2=2ClO22H。(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图 2 所示装置将少量 30% H2O2溶液浓缩至 40%,B 处应增加一个设备。该设备的作用是_,馏出物是_。图 2(5)抽滤法分离 NaClO2过程中,下列操作不正确的是( )A为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤B先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀C洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀D抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头答案 (1)防止倒吸 减少双氧水分解、提高 ClO2的溶解度、降低 NaClO2溶
7、解度、防止 ClO2分解 (2)空气流速过快 ClO2反应不充分,空气流速过慢 ClO2浓度过高易发生分解 (3)2ClO2Cl4H=2ClO2Cl22H2O 3(4)降低体系压强,减少双氧水分解 H2O (5)C解析 (1)(2)根据题目可知冰水浴的瓶内发生2ClO2H2O22NaOH=2NaClO2O22H2O,H2O2受热易分解,ClO2沸点低,降低温度可以- 4 -减少双氧水分解、提高 ClO2的溶解度等从而提高产率;鼓入空气的作用是将 ClO2赶入氢氧化钠溶液和双氧水的混合液中与之反应,空气流速过慢, ClO2不能及时被移走,浓度过高 导致分解过快, ClO2不能被充分反应吸收。(3
8、)三颈烧瓶内总反应离子方程式 2ClOH2O22H=2ClO2O22H2O,分步反应,减 3去H2O2Cl2=2ClO22H反应,即可得反应为2ClO2Cl4H=2ClO2Cl22H2O 。或者根据分析确定反应的反应物为 ClO 3和 Cl,产物为 ClO2和 Cl2,根据化合价升降守恒、电荷守恒、原子守恒配平方程式。 3(4)为了提高双氧水溶液的浓度,需要除去其中的一部分水,但是由于双氧水受热易分解,所以通过减压进行蒸馏可以降低水的沸点,从而防止双氧水分解。(5)洗涤时洗涤剂应缓慢通过沉淀才可充分洗涤。3(2016浙江 10 月选考,31)某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备 Cu(NO
9、3)23H2O 晶体,并进一步探究用 SOCl2制备少量无水 Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:Cu屑含Fe足量HNO3调pHCuNO32溶液CuNO323H2O晶体SOCl2无水CuNO32已知:Cu(NO3)23H2OCu(NO3)2Cu(OH)2CuO170 200 SOCl2熔点105 、沸点 76 、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答:(1)第步调 pH 适合的物质是_(填化学式)。(2)第步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是_。为得到较大颗粒的 Cu(NO3)23H2O 晶体,可采用的方法是_(填一种)。(3)第步中发生的反应化学方程式是_。(4)第
10、步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略,如图 1)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由:_。图 1装置改进后,向仪器 A 中缓慢滴加 SOCl2时,需打开活塞_(填“a” “b”或“a 和 b”)。- 5 -(5)为测定无水 Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。已知:4NH3H2OCu2=Cu(NH3)4H2O;Cu(NH3)对特定波长光的吸收程度(用吸光2424度A表示)与 Cu2在一定浓度范围内成正比。现测得 Cu(NH3)的吸光度A与 Cu2标准溶液24浓度关系如图 2 所示:图 2准确称取 0.315 0 g 无水 Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至 100
11、mL,准确移取该溶液 10.00 mL,加过量 NH3H2O,再用蒸馏水定容至 100 mL,测得溶液吸光度A0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是_(以质量分数表示)。答案 (1)Cu(OH)2或 Cu2(OH)2CO3(答案合理即可)(2)将溶液转移到蒸发皿中,控制温度加热至溶液表面形成一层晶膜 减慢冷却结晶的速度(3)Cu(NO3)23H2O3SOCl2=Cu(NO3)23SO26HCl(4)在 A、B 之间增加干燥装置,防止 B 中水蒸气进入反应器 A b (5)92.5%解析 (1)第步调节 pH 的目的是通过水解除去 Fe3,为了不引入杂质离子,应选用 Cu(OH)2或 C
12、u2(OH)2CO3。(2)蒸发浓缩所用的主要仪器是蒸发皿。(3)根据信息,SOCl2和水反应生成 SO2和 HCl。(4)因为需制得无水 Cu(NO3)2,所以应在 A、B 之间加干燥装置。(5)当A0.620 时,Cu2的浓度为 1.55103molL1设 Cu(NO3)2的质量分数为x,1.55103molL10.315 0 g x 188 gmol1 0.1 L10 100x92.5%。4(2016浙江 4 月选考,31)某同学将铁铝合金样品溶解后取样 25.00 mL,分离并测定- 6 -Fe3的浓度,实验方案设计如下:已知:乙醚(C2H5)2O是一种易挥发、易燃、有麻醉性的有机化合
13、物,沸点为 34.5 ,微溶于水,在较高的盐酸浓度下,Fe3与 HCl、乙醚形成化合物(C2H5)2OHFeCl4而溶于乙醚,当盐酸浓度降低时,该化合物解离。请回答:(1)操作 A 的名称是_。(2)经操作 A 后,为判断 Fe3是否有残留,请设计实验方案_。(3)蒸馏装置如下图所示,装置中存在的错误是_。(4)滴定前,加入的适量溶液 B 是_。AH2SO3H3PO4BH2SO4H3PO4CHNO3H3PO4DHIH3PO4(5)滴定达到终点时,消耗 0.100 0 molL1K2Cr2O7溶液 6.00 mL。根据该实验数据,试样X 中c(Fe3)为_。(6)上述测定结果存在一定的误差,为提
14、高该滴定结果的精密度和准确度,可采取的措施是_。A稀释被测试样B减少被测试样取量C增加平行测定次数D降低滴定剂浓度答案 (1)分液 (2)从溶液中取样,滴加 KSCN 溶液,显血红色说明残留 Fe3;显无色说明无残留(3)体系封闭;明火加热 (4)B(5)0.576 molL1 (6)CD- 7 -加试题第 31 题是综合实验题,主要是以元素化合物知识为依托,考查学生应用所学知识进行必要的分析、类推、计算一些化学问题的能力,并渗透化学反应原理的知识。新高考化学试题中对考生设计简单实验能力的考查赋予较多的关注,其中包括对定量实验的设计的考查,对控制变量实验的考查等。它要求学生能够通过题给实验情景
15、适当迁移,准确把化学实验基础知识和基本操作技能运用到某些类似的实验中去,解决一些原理和操作问题。它充分体现了“源于教材又不拘泥于教材”的命题指导思想,在一定程度上考查了学生的创新思维能力,有利于高校选拔人才。1实验题中常涉及化学常用仪器的使用、化学实验基本操作、特殊试剂的存放以及化学实验安全等在审题时,要注意以下几点:(1)化学常用仪器:要注意常用仪器的形状和规格。注意“0”刻度,如滴定管、托盘天平、温度计等。注意精确度,如托盘天平、滴定管、量筒等。注意相似仪器的细微差别,如普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗的差别;圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶的差别;酸式滴定管、碱式滴定管的差别等。(2)化学实验基
16、本操作:审题时要注意每种操作的关键点。如,稀释浓硫酸要注意顺序;气密性检查要注意形成密闭体系;分液操作要注意上层液体、下层液体取出方法等。(3)化学试剂的存放:要注意特殊试剂的存放。如 Na、K 的存放(防氧化);白磷的存放(防氧化);浓 HNO3的存放(防分解),碱液的存放(防黏结)等。(4)化学实验安全:审题时要注意:点燃可燃性气体,是否做到防爆炸。加热液体混合物,是否做到防暴沸。制取有毒气体,是否做到防中毒。排水法收集气体或用水吸收气体,是否做到防倒吸。制取对环境有污染的物质,是否做到防污染。2化学实验方案的评价对几个实验方案进行评价,主要从正确与错误、严密与不严密、准确与不准确、可行与
17、不可行等方面作出判断。另外有无干扰、是否经济、是否安全、有无污染等也是要考虑的。(1)可行性方面分析实验方案是否科学可行;实验操作是否安全合理;- 8 -实验步骤是否简单方便;实验效果是否明显。(2)绿色化学方面实验过程中是否造成环境污染;原料是否无毒、安全、易得;原料利用率及反应速率是否较高;反应速率是否较快。(3)从安全性方面对实验方案做出评价:化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如 H2还原 CuO 应先通 H2,气体点燃前先验纯等);防氧化(如 H2还原 CuO 后要“先灭灯再停氢” ,白磷切割宜在水中进行
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