专题二十二 实验方案的设计与评价(2020版高考化学5年高考三年模拟专题复习(课标Ⅱ专用)).pptx
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1、五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 专题二十二 实验方案的设计与评价 高考化学高考化学 (课标专用) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 五年高考 A A组组 课课标标卷区题卷区题组组 考点一考点一 制备实验方案的设计与评价制备实验方案的设计与评价 1.(2014课标,28,15分)某小组以CoCl2 6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下, 合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。 氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V
2、1 mL c1 mol L-1的盐酸标准溶液吸收。 蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 mol L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现 淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题: (1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好
3、测定结果将 (填“偏高”或 “偏低”)。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)= 2.010-5 mol L-1,c(Cr)为 mol L-1。已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12 (6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为163,钴的化合价为 。制备X的 化学方程式为 ;X的制备过程中温 2 4 O 度不能过高的原因是 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2分) (2)碱 酚酞(或甲基红)(每空1分,共2分) (3)100%(2分) (4
4、)偏低(2分) (5)防止硝酸银见光分解 2.810-3(每空1分,共2分) (6)+3(1分) 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O(2分) 温度过高过氧化 氢分解、氨气逸出(2分) 3 1122 () 1017cVc V w 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (1)安全管的作用主要是平衡装置内的压强,当装置内压力过大时,安全管中液面上升, 使装置中压力稳定。(2)装NaOH标准溶液应使用碱式滴定管,指示剂可选择酚酞或甲基红 等。(3)样品中氨的含量根据NH3消耗的盐酸标准溶液的量计算:= 100%。(4)若装置气
5、密性不好,则氨可能泄漏,消耗的盐酸标准 溶液减少,则测定结果偏低。(5)由于AgNO3见光易分解,故装AgNO3溶液选用棕色滴定管。滴 定终点时:c(Cr)= mol L-1=2.810-3 mol L-1。(6)样品中钴、氨和氯 的物质的量之比为163,故X的化学式为Co(NH3)6Cl3,Co的化合价为+3;制备X的化学方程 式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2Co(NH3)6Cl3+2H2O;由于反应物中含有H2O2和NH3,温 度过高H2O2分解,氨气逸出,故制备过程中温度不能过高。 31 1122 () 1017 l g cVc Vmolg mo w 2 4 O
6、sp24 2 ( gO ) ( g ) KACr cA 12 52 1.12 10 (2.0 10) 思路分析思路分析 本题中利用滴定法测定化合物的组成,联想中和滴定的操作及注意事项(实验原理、仪器的选择、指示剂的 选择、计算、误差分析等),通过知识的迁移即可对各设问作出解答。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2012课标,28,14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下: 苯 溴 溴苯 密度/g cm-3 0.88 3.10 1.50 沸点/ 80 59 156 水中溶解度 微溶 微溶 微溶 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏
7、目索引 按下列合成步骤回答问题: (1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有 白色烟雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 。 (2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯: 向a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑; 滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ; 向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 。 (3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作 中必须的是 (填入正确选项前的字母)。 A
8、.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取 (4)在该实验中,a的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。 A.25 mL B.50 mL C.250 mL D.500 mL 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (14分)(1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)除去HBr和未反应的Br2 干燥 (3)苯 C (4)B 解析解析 (1)装置d中NaOH溶液的作用是吸收HBr及未反应的Br2。(2)滤去铁屑后,滤液是溴苯及 少量苯、Br2等的混合液,NaOH溶液可除去其中的Br2和HBr。粗溴苯中加入无水CaCl2,利用 CaCl2+6H2O CaCl2 6H2O除去溴苯
9、中残留的少量水。(3)通过以上分离操作,粗溴苯中还含 有的杂质主要是未反应的苯,由于苯与溴苯沸点相差较大,故可用蒸馏法除去杂质苯。(4)考虑 到三颈烧瓶a中加入液体的总体积约为15 mL+4 mL=19 mL,故选择容积为50 mL的三颈烧瓶。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 3.(2011课标,28,15分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下 装置制备氢化钙。 请回答下列问题: (1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母 编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗 活
10、塞; (请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A.加热反应一段时间 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 B.收集气体并检验其纯度 C.关闭分液漏斗活塞 D.停止加热,充分冷却 (3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红 色。该同学据此判断,上述实验确有CaH2生成。 写出CaH2与水反应的化学方程式 ; 该同学的判断不准确,原因是 。 (4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象 。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引
11、栏目索引 答案答案 (15分)(1)ie,fd,cj,k(或k,j)a (2)BADC (3)CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2 金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气体产物通过装有无水硫酸铜的干燥 管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色 (5)氢化钙是固体,携带方便 解析解析 (1)制备的H2中含杂质HCl和H2O,应先除去HCl再除去H2O,根据这一过程可选择仪器并 连接。 (2)加入药品后的操作为:打开分液漏斗活塞H2验纯加热停止加热关闭分液漏斗活塞。 (3)由现象可判断出生成物中有H2和Ca(OH)2,从而写出
12、化学方程式。 (4)根据Ca和CaH2分别与O2反应的产物不同来设计实验。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 考点二考点二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价 4.(2018课标,13,6分)下列实验过程可以达到实验目的的是 ( ) 编号 实验目的 实验过程 A 配制0.400 0 mol L-1的NaOH溶液 称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容 B 探究维生素C的还原性 向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化 C 制取并纯化氢气 向稀盐酸中加入
13、锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液 D 探究浓度对反应速率的影响 向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 B 本题考查实验方案的设计与评价。固体溶解后先将溶液冷却至室温,再转移至容 量瓶,然后用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒23次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中,最后定容,A不正 确;FeCl3被还原后,溶液由黄色变为浅绿色,B正确;纯化氢气时应最后用浓硫酸干燥,C不正确; NaHSO3溶液与H2O2溶液反应时无明显现象,D不正确。 关联知识关联知识 托
14、盘天平的精确度为0.1 g。 H2O2作氧化剂时,还原产物为H2O;作还原剂时,氧化产物为O2。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 5.(2018课标,28,15分)K3Fe(C2O4)3 3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。 回答下列问题: (1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)3 3H2O作感光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化 学方程式为:2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;显色反应的化学方程式为 。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。 通入氮气的目的是 。 实验
15、中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 物中一定含有 、 。 为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是 。 样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是: 。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c mol L-1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定 终点的现象是 。 向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶 中。加稀H2SO4酸化,用c mol L-1 KMnO4溶液滴定至终
16、点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁 的质量分数的表达式为 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (1)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6 Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4 (2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置 CO2 CO 先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3 (3)粉红色出现 100% 556 1 000 cV m 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 本题考查探究物质组成、性质的实验方案的设计。(1)Fe2
17、+与Fe(CN)63-可反应生成蓝 色固体Fe3Fe(CN)62。 (2)B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中有CO2;装置E中固体变为红色,F中澄清石灰水变 浑浊,证明分解产物中有CO。停止实验时,若先停止通入氮气,后熄灭酒精灯,会导致装置内 气压减小,造成倒吸。检验Fe2O3需先将固体溶于稀硫酸,然后利用Fe3+遇SCN-会生成红色的 Fe(SCN)3的性质检验。 (3)Zn+2Fe3+2Fe2+Zn2+、5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,则Fe3+Mn,溶液中 Fe3+为(cV10-3)5 mol,即(5cV10-356) g,则晶体中铁的质量分数表达式为100%。 4
18、O 1 5 4 O 565 1 000 cV m 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 6.(2013课标,27,14分)氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧 化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下: 工业ZnO浸出液 滤液 滤液 滤饼 ZnO 提示:在本实验条件下,Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。 回答下列问题: (1)反应中除掉的杂质离子是 ,发生反应的离子方程式为 ;在加 高锰酸钾溶液前,若pH较低,对除杂的影响是 。 (2)反应的反应类型为 ,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 。 (3)反应形成的沉淀要用水洗,
19、检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。 (4)反应中产物的成分可能是ZnCO3 xZn(OH)2。取干燥后的滤饼11.2 g,煅烧后可得到产品8.1 g,则x等于 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (1)Fe2+和Mn2+(2分) Mn+3Fe2+7H2O 3Fe(OH)3+MnO2+5H+(2分)、 2Mn+3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+(2分) 铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质(2分) (2)置换反应 镍(每空1分,共2分) (3)取少量水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉 淀已经洗涤干净(2分
20、) (4)1(2分) 4 O 4 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (1)经反应所得浸出液中含有Zn2+、Fe2+、Mn2+、Ni2+。经反应,Fe2+被氧化为Fe3+,进 而形成Fe(OH)3沉淀,Mn2+ 被氧化为MnO2,发生反应的离子方程式分别为:Mn+3Fe2+7H2O 3Fe(OH)3+MnO2+5H+、2Mn+3Mn2+2H2O 5MnO2+4H+。在加高锰酸钾溶 液前,若溶液的pH较低,铁离子和锰离子不能生成沉淀,从而无法除去铁和锰杂质。 (2)反应为Zn+Ni2+ Zn2+Ni,过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有被置换出来的镍。 (3)若该
21、沉淀没有洗涤干净,则沉淀上一定附着有S。具体的检验方法是取少量最后滤出的 水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗 涤干净。 (4)ZnCO3 xZn(OH)2 (1+x)ZnO+CO2+xH2O m 81(1+x) 44 18x 44+18x 8.1 g 11.2 g-8.1 g=3.1 g 则=,解得x=1。 4 O 4 O 2 4 O 81(1) 8.1 g x4418 3.1 g x 解题关键解题关键 此题的“题眼”是流程图。解题的关键点是对氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的分离、提纯, 明确每步除去的杂质,快速理清整个除杂过程
22、。充分利用提示信息: Ni()不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO2。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 7.(2011课标,26,14分)0.80 g CuSO4 5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化 的曲线)如下图所示。 请回答下列问题: (1)试确定200 时固体物质的化学式 (要求写出推断过程); (2)取270 所得样品,于570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式 为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式 为 , 其存在的最高温度是 ; 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索
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