2019高考化學 元素及其化合物 專題07 物質性質實驗探究知識點講解學案.doc

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專題07 物質性質實驗探究 1．（2018課標Ⅱ）下列實驗過程可以達到實驗目的的是 編號 實驗目的 實驗過程 A 配制0.4000 molL?1的NaOH溶液 稱取4.0 g固體NaOH于燒杯中，加入少量蒸餾水溶解，轉移至250 mL容量瓶中定容 B 探究維生素C的還原性 向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液，觀察顏色變化 C 制取并純化氫氣 向稀鹽酸中加入鋅粒，將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液 D 探究濃度對反應速率的影響 向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5%H2O2溶液，觀察實驗現(xiàn)象 【答案】B 2．（2018課標Ⅱ）實驗室中用如圖所示的裝置進行甲烷與氯氣在光照下反應的實驗。 光照下反應一段時間后，下列裝置示意圖中能正確反映實驗現(xiàn)象的是 【答案】D 3．（2018課標I）在生成和純化乙酸乙酯的實驗過程中，下列操作未涉及的是( ) 【答案】D 【解析】A、反應物均是液體，且需要加熱，因此試管口要高于試管底，A正確；B、生成的乙酸乙酯中含有乙酸和乙醇，乙酸乙酯不溶于水，因此可以用飽和碳酸鈉溶液吸收，注意導管口不能插入溶液中，以防止倒吸，B正確；C、乙酸乙酯不溶于水，分液即可實現(xiàn)分離，C正確；D、乙酸乙酯是不溶于水的有機物，不能通過蒸發(fā)實現(xiàn)分離，D錯誤。 答案選D。 4．（2018江蘇）以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實驗流程如下： 已知：①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放熱反應。 ②N2H4H2O沸點約118 ℃，具有強還原性，能與NaClO劇烈反應生成N2。 （1）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時，若溫度超過40 ℃，Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為____________________________________；實驗中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是____________________________________。 （2）步驟Ⅱ合成N2H4H2O的裝置如題19圖?1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40 ℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110 ℃繼續(xù)反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________；使用冷凝管的目的是_________________________________。 （3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、、隨pH的分布如題19圖?2所示，Na2SO3的溶解度曲線如題19圖?3所示）。 ①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的實驗操作為_________________。 ②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案： _______________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。 【答案】（15分） （1）3Cl2+6OH?5Cl?+ClO3?+3H2O 緩慢通入Cl2 （2）NaClO堿性溶液 減少水合肼的揮發(fā) （3）①測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2 ②邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾 5．（2018課標Ⅱ）K3[Fe(C2O4)3]3H2O（三草酸合鐵酸鉀）為亮綠色晶體，可用于曬制藍圖。回答下列問題： （1）曬制藍圖時，用K3[Fe(C2O4)3]3H2O作感光劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為：2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑；顯色反應的化學方程式為______________。 （2）某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按下圖所示裝置進行實驗。 ①通入氮氣的目的是________________________________________。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產物中一定含有___________、___________。 ③為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是_____________________________。 ④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是：________________。 （3）測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。 ①稱量m g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是___________________________。 ②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質量分數(shù)的表達式為________________________________。 【答案】 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 隔絕空氣、使反應產生的氣體全部進入后續(xù)裝置 CO2 CO 先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣 取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1~2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3 粉紅色出現(xiàn) 證明含有Fe2O3。（3）①高錳酸鉀氧化草酸根離子，其溶液顯紅色，所以滴定終點的現(xiàn)象是粉紅色出現(xiàn)。②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子，酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol，Mn元素化合價從+7價降低到+2價，所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質的量是0.005cVmol，則該晶體中鐵的質量分數(shù)的表達式為。 6．（2018課標Ⅱ）我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問題： （1）焙燒過程中主要反應的化學方程式為_______________________。 （2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為_________________。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時，陰極的電極反應式為______________；沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用。 【答案】 ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調節(jié)溶液的pH 無法除去雜質Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e－Zn 溶浸 的作用是調節(jié)溶液的pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大，所以若不通入氧氣，其后果是無法除去雜質Fe2+。（3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，反應的離子方程式為Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。（4）電解硫酸鋅溶液制備單質鋅時，陰極發(fā)生得到電子的還原反應，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反應式為Zn2++2e－＝Zn；陽極是氫氧根放電，破壞水的電離平衡，產生氫離子，所以電解后還有硫酸產生，因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用。 7．（2018課標I）焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應用廣泛。回答下列問題： （1）生產Na2S2O5，通常是由NaHSO3過飽和溶液經結晶脫水制得。寫出該過程的化學方程式__________。 （2）利用煙道氣中的SO2生產Na2S2O5的工藝為： ①pH=4.1時，Ⅰ中為__________溶液（寫化學式）。 ②工藝中加入Na2CO3固體、并再次充入SO2的目的是__________。 （3）制備Na2S2O5也可采用三室膜電解技術，裝置如圖所示，其中SO2堿吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。陽極的電極反應式為_____________。電解后，__________室的NaHSO3濃度增加。將該室溶液進行結晶脫水，可得到Na2S2O5。 （4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.01000 molL?1的碘標準液滴定至終點，消耗10.00 mL。滴定反應的離子方程式為_____________，該樣品中Na2S2O5的殘留量為____________gL?1（以SO2計）。 【答案】 2NaHSO3＝Na2S2O5+H2O NaHSO3 得到NaHSO3過飽和溶液 2H2O－4e－＝4H＋+O2↑ a S2O52－+2I2+3H2O＝2SO42－+4I－+6H＋ 0.128 8．（2018天津）下圖中反應①是制備SiH4的一種方法，其副產物MgCl26NH3是優(yōu)質的鎂資源?；卮鹣铝袉栴}： （1）MgCl26NH3所含元素的簡單離子半徑由小到大的順序（H-除外）：_________________________，Mg在元素周期表中的位置：_____________________，Mg(OH)2的電子式：____________________。 （2）A2B的化學式為_______________。反應②的必備條件是_______________。上圖中可以循環(huán)使用的物質有_______________。 （3）在一定條件下，由SiH4和CH4反應生成H2和一種固體耐磨材料_______________（寫化學式）。 （4）為實現(xiàn)燃煤脫硫，向煤中加入漿狀Mg(OH)2，使燃燒產生的SO2轉化為穩(wěn)定的Mg化合物，寫出該反應的化學方程式：_______________。 （5）用Mg制成的格氏試劑（RMgBr）常用于有機合成，例如制備醇類化合物的合成路線如下： 依據(jù)上述信息，寫出制備所需醛的可能結構簡式：_______________。 【答案】 r(H+) 溶液的酸堿性不同 若能，理由：FeO42?在過量酸的作用下完全轉化為Fe3+和O2，溶液淺紫色一定是MnO4?的顏色（若不能，方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色） ii.產生Cl2還可能是ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，即KClO的存在干擾判斷；K2FeO4微溶于KOH溶液，用KOH溶液洗滌的目的是除去KClO、排除ClO-的干擾，同時保持K2FeO4穩(wěn)定存在。②制備K2FeO4的原理為3Cl2+2Fe（OH）3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O，在該反應中Cl元素的化合價由0價降至-1價，Cl2是氧化劑，F(xiàn)e元素的化合價由+3價升至+6價，F(xiàn)e（OH）3是還原劑，K2FeO4為氧化產物，根據(jù)同一反應中，氧化性：氧化劑氧化產物，得出氧化性Cl2FeO42-；方案II的反應為2FeO42-+6Cl-+16H+=2Fe3++3Cl2↑+8H2O，實驗表明，Cl2和FeO42-氧化性強弱關系相反；對比兩個反應的條件，制備K2FeO4在堿性條件下，方案II在酸性條件下；說明溶液的酸堿性的不同影響物質氧化性的強弱。③該小題為開放性試題。若能，根據(jù)題意K2FeO4在足量H2SO4溶液中會轉化為Fe3+和O2，最后溶液中不存在FeO42-，溶液振蕩后呈淺紫色一定是MnO4-的顏色，說明FeO42-將Mn2+氧化成MnO4-，所以該實驗方案能證明氧化性FeO42-MnO4-。（或不能，因為溶液b呈紫色，溶液b滴入MnSO4和H2SO4的混合溶液中，c（FeO42-）變小，溶液的紫色也會變淺；則設計一個空白對比的實驗方案，方案為：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色）。 典例2（2018課標Ⅲ）KIO3是一種重要的無機化合物，可作為食鹽中的補碘劑?；卮鹣铝袉栴}： （1）KIO3的化學名稱是_______。 （2）利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示： “酸化反應”所得產物有KH(IO3)2、Cl2和KCl?！爸餋l2”采用的方法是________?！盀V液”中的溶質主要是_______?！罢{pH”中發(fā)生反應的化學方程式為__________。 （3）KIO3也可采用“電解法”制備，裝置如圖所示。 ①寫出電解時陰極的電極反應式______。 ②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為_________，其遷移方向是_____________。 ③與“電解法”相比，“KClO3氧化法”的主要不足之處有______________（寫出一點）。 【答案】 碘酸鉀 加熱 KCl KH(IO3)2+KOH2KIO3+H2O或（HIO3+KOHKIO3+H2O） 2H2O+2e－2OH－+H2↑ K+ a到b 產生Cl2易污染環(huán)境等 ③KClO3氧化法的最大不足之處在于，生產中會產生污染環(huán)境的氯氣。 典例3（2018課標I）醋酸亞鉻[(CH3COO)2CrH2O］為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻；二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻。實驗裝置如圖所示，回答下列問題： （1）實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是_________，儀器a的名稱是_______。 （2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖連接好裝置，打開K1、K2，關閉K3。 ①c中溶液由綠色逐漸變?yōu)榱了{色，該反應的離子方程式為_________。 ②同時c中有氣體產生，該氣體的作用是_____________。 （3）打開K3，關閉K1和K2。c中亮藍色溶液流入d，其原因是________；d中析出磚紅色沉淀，為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是___________、_________、洗滌、干燥。 （4）指出裝置d可能存在的缺點______________。 【答案】 去除水中溶解氧 分液（或滴液）漏斗 Zn+2Cr3＋＝Zn2＋+2Cr2＋ 排除c中空氣 c中產生H2使壓強大于大氣壓 （冰?。├鋮s 過濾 敞開體系，可能使醋酸亞鉻與空氣接觸