2021年新课标（老高考）化学复习练习课件：专题十六　实验方案的设计与评价.pptx

1、考点考点1 1 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.(2020山东,11,4分)(双选)下列操作不能达到实验目的的是 ( ) 目的 操作 A 除去苯中少量的苯酚 加入适量NaOH溶液,振荡、静 置、分液 B 证明酸性:碳酸苯酚 将盐酸与NaHCO3混合产生的气 体直接通入苯酚钠溶液 C 除去碱式滴定管胶管内的气 泡 将尖嘴垂直向下,挤压胶管内玻 璃球将气泡排出 D 配制用于检验醛基的氢氧化 铜 悬浊液 向试管中加入2 mL 10% NaOH 溶液,再滴加数滴2%CuSO4溶液, 振荡 答案答案 BC A项,苯酚与NaOH反应生成易溶于水的苯酚钠,而苯不溶于水,可分液除去,能达

2、到实 验目的;B项,盐酸易挥发,产生的CO2中混有HCl,HCl也可与苯酚钠反应,不能达到实验目的;C项,碱 式滴定管排气泡时,应将胶管向上弯曲使尖嘴斜向上,挤压玻璃球,使溶液从尖嘴部流出,同时气泡 被带出滴定管,若尖嘴垂直向下,不能达到实验目的;D项,能达到实验目的。 2.(2019课标,9,6分)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( ) A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色 C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢 D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯 答案答案 D 本题涉及的考点有溴苯的制取与提纯、

3、化学实验的基本方法和技能,考查了化学实验 与探究能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 苯与溴在FeBr3催化下立即反应产生HBr气体,故加苯和溴的混合液前需打开K,A项正确;溴易挥发 且易溶于有机溶剂CCl4,故装置b中的液体逐渐变为浅红色,B项正确;溴化氢易溶于水并能与Na2 CO3发生反应,C项正确;溴苯是难溶于水的液体,反应后的混合液经碱液洗涤、分液、蒸馏,可得到 纯净的溴苯,D项错误。 3.(2019课标,12,6分)下列实验不能达到目的的是( ) 选项选项 目的 实验 A. 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl2通入碳酸钠溶液中 B. 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少

4、量 MnO2 C. 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D. 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓 硫酸 答案答案 A 本题涉及常见物质的制备方法及除杂知识,通过物质制备的原理,考查了化学实验与探 究能力;依据探究目的设计实验,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,Cl2+2Na2CO3+H2O 2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将Cl2通入Na2CO3溶液中不能制备较高浓度 的HClO溶液,错误;B项,MnO2作催化剂可以加快H2O2的分解速率,正确;C项,乙酸和Na2CO3溶液可 以反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小,溶液分层

5、,正确;D项,根据强酸制弱酸原理可 知D项正确。 4.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是( ) 实验目的 实验操作 A. 制备Fe(OH)3胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和Fe- Cl3溶液中 B. 由MgCl2溶液制备无水MgCl2 将MgCl2溶液加热蒸干 C. 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、 干燥 D. 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和 乙醇的烧杯中 答案答案 D 本题涉及的考点有化学实验基本操作、物质的制备、物质的提纯、物质的性质验证, 主要考查分析、设计实验的思维能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 A项,

6、NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀,并非Fe(OH)3胶体,错误;B项,加热 能使HCl逸出,从而促进MgCl2水解,最终MgCl2完全水解生成Mg(OH)2,不能得到无水MgCl2,错误;C 项,加入稀硝酸,CuO和Cu均溶解,错误;D项,对比Na分别与水、乙醇反应的剧烈程度或产生气泡的 速率可比较水和乙醇中氢的活泼性,正确。 知识拓展知识拓展 盐溶液蒸干后所得物质的判断 1.考虑盐是否分解。如加热蒸干Ca(HCO3)2溶液,因Ca(HCO3)2易分解,故所得固体应是CaCO3。 2.考虑氧化还原反应。如加热蒸干Na2SO3溶液,因Na2SO3易被氧化,故所得

7、固体应是Na2SO4。 3.盐水解生成挥发性酸时,蒸干后一般得到弱碱,如蒸干AlCl3溶液得Al(OH)3。盐水解生成不易挥 发性酸时,蒸干后一般得到原溶质,如蒸干Al2(SO4)3溶液得Al2(SO4)3。 4.盐水解生成强碱时,蒸干后一般得到原溶质,如Na2CO3等。 5.(2020课标,27,15分)苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,其反应原理 简示如下: +KMnO4+MnO2 +HCl+KCl 名称 相对分子 质量 熔点/ 沸点/ 密度/(g mL-1) 溶解性 甲苯 92 -95 110.6 0.867 不溶于水, 易溶于乙醇 苯甲酸 122 122.4 (10

8、0 左右 开始升华) 248 微溶于冷 水,易溶于 乙醇、热水 实验步骤: (1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol) 高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。 (2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混 合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至 苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。 (3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100

9、mL容量瓶中定容。每次移取25.00 mL溶液, 用0.010 00 mol L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。 回答下列问题: (1)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为 (填标号)。 A.100 mL B.250 mL C.500 mL D.1 000 mL (2)在反应装置中应选用 冷凝管(填“直形”或“球形”),当回流液不再出现油珠即可 判断反应已完成,其判断理由是 。 (3)加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是 ;该步骤 亦可用草酸在酸性条件下处理,请用反应的离子方程式表达其原理 。 (4)“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分

10、是 。 (5)干燥苯甲酸晶体时,若温度过高,可能出现的结果是 。 (6)本实验制备的苯甲酸的纯度为 ;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于 (填 标号)。 A.70% B.60% C.50% D.40% (7)若要得到纯度更高的苯甲酸,可通过在水中 的方法提纯。 答案答案 (1)B (2)球形 无油珠说明不溶于水的甲苯已经被完全氧化 (3)除去过量的高锰酸钾,避免在用盐酸酸化时,产生氯气 2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2+10CO2+ 8H2O (4)MnO2 (5)苯甲酸升华而损失 (6)86.0% C (7)重结晶 - 4 O 解析解析 (1)三颈烧瓶中盛放1.5 mL甲苯和100

11、 mL水的混合物,加热时三颈烧瓶内液体体积不能超过 烧瓶容积的2/3,不能少于1/3,故选用规格为250 mL的三颈烧瓶最适宜。 (2)三颈烧瓶上装有的冷凝管起到冷凝回流的作用,由于球形冷凝管比直形冷凝管冷凝效果好,故 选用球形冷凝管;甲苯为不溶于水的油状液体,苯甲酸钾易溶于水,故当回流液体中不再出现油珠 时,说明甲苯完全被高锰酸钾氧化为苯甲酸钾。 (3)亚硫酸氢钠具有较强的还原性,从球形冷凝管上口加入饱和亚硫酸氢钠溶液可以还原三颈烧瓶 中剩余的高锰酸钾,防止后面加入的盐酸被高锰酸钾氧化(2KMnO4+16HCl 2KCl+2MnCl2+5Cl2+ 8H2O),产生氯气;若在酸性条件下用草酸代

12、替亚硫酸氢钠,则草酸被氧化为CO2,Mn被还原 为Mn2+,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒可得反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O。 (4)三颈烧瓶中高锰酸钾被甲苯还原为难溶于水的MnO2,故趁热过滤得到的滤渣为MnO2。 (5)据表格信息可知苯甲酸晶体在100 左右开始升华,故干燥苯甲酸晶体时,温度不宜过高。 (6)由苯甲酸与KOH按照物质的量之比11发生反应可知,25.00 mL粗产品溶液中n(苯甲酸)=n (KOH)=0.010 00 mol L-10.021 5 L=2.1510-4 mol,则0.122 g粗产品中含有苯甲酸的质量为2

13、.1510- 4 mol4122 g mol-1=8.610-4122 g,纯度为 100%=86.0%。1.5 mL甲苯理论上获得 - 4 O - 4 O -4 8.6 10122 0.122 g g 的苯甲酸的质量为122 g mol-11.72 g,1.0 g 苯甲酸粗品中苯甲酸的质量为 1.0 g86.0%=0.86 g,则产率为100%=50%。 (7)由于苯甲酸的溶解度受温度影响较大,故可以通过重结晶的方法提高苯甲酸的产率。 -1 -1 1.5 mL 0.867 g mL 92 g mol 0.86 g 1.72 g 6.(2020山东,20,12分)某同学利用Cl2氧化K2MnO

14、4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略): 已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应: 3Mn+2H2O 2Mn+MnO2+4OH- 回答下列问题: (1)装置A中a的作用是 ;装置C中的试剂为 ;装置A中 制备Cl2的化学方程式为 。 2- 4 O - 4 O (2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是 。 (3)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入 (填“酸式”或“碱 式”)滴定管中;在规格为50.00 mL的滴定管中,若KMnO4溶液起始读数为15.00 mL,此时滴定管中 KMnO4溶液的实际体

15、积为 (填标号)。 A.15.00 mL B.35.00 mL C.大于35.00 mL D.小于15.00 mL (4)某FeC2O4 2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4 2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样 品的组成,实验步骤如下: .称取m g样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75 。用c mol L-1的KMnO4溶液趁热 滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1 mL。 .向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75 继续用KMnO 4溶液滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪

16、色,又消耗KMnO4溶液V2 mL。 样品中所含H2C2O4 2H2O(M=126 g mol-1)的质量分数表达式为 。 下列关于样品组成分析的说法,正确的是 (填标号)。 A.=3时,样品中一定不含杂质 1 2 V V B.越大,样品中H2C2O4 2H2O含量一定越高 C.若步骤中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低 D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高 1 2 V V 答案答案 (1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下 NaOH溶液 Ca(ClO)2+4HCl CaCl2+2Cl2+2H2O (2)在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶 (3)

17、酸式 C (4)100% B、D 12 0.315 (V -3V )c m 解析解析 (1)装置A中a为恒压滴液漏斗,可平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;装置C为尾气处理装置,用于 吸收未反应的Cl2;漂白粉中含有Ca(ClO)2,与浓盐酸发生氧化还原反应,生成CaCl2、Cl2和H2O。(2) 装置A生成的Cl2中会混有HCl气体,通入装置B中可使浓强碱溶液碱性减弱,导致部分Mn转化为 MnO2,使KMnO4产率降低,改进的方法是在装置A、B之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,以除去 Cl2中的HCl气体。(3)氧化性试剂应盛放在酸式滴定管中;50.00 mL滴定管的最大刻度线下方还盛 有溶液,若KM

18、nO4溶液起始读数为15.00 mL,此时滴定管中KMnO4溶液的实际体积大于35.00 mL。 (4)若样品中含有FeC2O4 2H2O、Fe2(C2O4)3、H2C2O4 2H2O三种物质,可设该三种物质的物质的量分 别为x mol、y mol、z mol,依据得失电子守恒,可得3x+6y+2z=cV110-35;依据铁原子守恒和得失电 子守恒,可得x+2y=cV210-35,两式联立,解得z=,H2C2O4 2H2O的质量为 g=0.315c(V1-3V2)g,则样品中所含H2C2O4 2H2O的质量分数表达式为 100%。=3时,H2C2O4 2H2O的质量分数为0,但可能含有杂质Fe

19、2(C2O4)3,A不正确; 越大,100%的值越大,样品中H2C2O4 2H2O含量越高,B正确;若步骤中滴入KMnO4溶 液不足,会导致步骤中KMnO4溶液消耗体积偏大,则测得样品中Fe元素含量偏高,C不正确; 若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,会导致步骤中消耗KMnO4溶液体积偏大,则测得样品中Fe元 2- 4 O -3 12 (V -3) 510 2 Vc -3 12 (V -3V ) 510126 2 c 12 0.315 (V -3)cV m 1 2 V V 1 2 V V 12 0.315 (V -3)cV m 素含量偏高,D正确。 7.(2020江苏单科,19,15分)实验室由

20、炼钢污泥(简称铁泥,主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料 -Fe2O3。其主要实验流程如下: (1)酸浸。用一定浓度的H2SO4溶液浸取铁泥中的铁元素。若其他条件不变,实验中采取下列措施 能提高铁元素浸出率的有 (填序号)。 A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间 (2)还原。向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉,使Fe3+完全转化为Fe2+。“还原”过程中除生成Fe 2+外,还会生成 (填化学式);检验Fe3+是否还原完全的实验操作是 。 (3)除杂。向“还原”后的滤液中加入NH4F溶液,使Ca2+转化为CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低, 将会导致CaF2沉淀不完全,

21、其原因是 Ksp (CaF2)=5.310-9,Ka(HF)=6.310-4。 (4)沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,生成FeCO3沉淀。 生成FeCO3沉淀的离子方程式为 。 设计以FeSO4溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液为原料,制备FeCO3的实验方案: FeCO3沉淀需“洗 涤完全”,Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5。 答案答案 (1)AB (2)H2 取少量清液,向其中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液颜色是否呈血红色 (3)pH偏低形成HF,导致溶液中F-浓度减小,CaF2沉淀不完全 (4)Fe2+HC+NH3 H2O FeCO3+N+H2O 或

22、Fe2+HC+NH3 FeCO3+N 在搅拌下向FeSO4溶液中缓慢加入氨水-NH4HCO3混合溶液,控制溶液pH不大于6.5;静置后过滤, 所得沉淀用蒸馏水洗涤23次;取最后一次洗涤后的滤液,滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,不出现白色 沉淀 - 3 O 4 H - 3 O 4 H 解析解析 (1)适当升高酸浸温度、加快搅拌速度均可提高铁元素浸出率;适当缩短酸浸时间会使铁元 素浸出率降低,故A、B正确,C不正确。(2)“酸浸”时酸过量,“酸浸”后的滤液中还含有大量H+, H+与铁粉反应生成H2;一般用KSCN溶液检验Fe3+。(3)HF为弱酸,由Ksp(CaF2)和Ka(HF)知,若溶液pH 偏

23、低,c(H+)较大,H+与F-易结合成HF,使溶液中c(F-)降低,CaF2沉淀不完全。(4)Fe2+与HC反应生 成FeCO3和H+,H+与NH3 H2O反应生成N和H2O,故离子方程式为Fe2+HC+NH3 H2O FeCO3+ N+H2O。为防止生成Fe(OH)2沉淀,设计实验方案时应将氨水-NH4HCO3溶液缓慢加入FeSO4溶液 中,并注意控制溶液pH不大于6.5。最后要注意洗涤沉淀,并检验沉淀是否“洗涤完全”。 - 3 O 4 H - 3 O 4 H 8.(2019海南单科,17,9分)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为2NH3 (g)+CO2(g) NH2

24、COONH4(s) H”“”或 “=”)。 (3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100 g L-1, 从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是 。 答案答案 (1)2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O AB (2)CaCO3、Ca(OH)2 (3)蒸发浓缩、冷却结晶 解析解析 (1)根据“氯化时存在Cl2与Ca(OH)2作用生成Ca(ClO)2的反应”可知反应的化学方程式 为:2Ca(OH)2+2Cl2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 缓慢通入Cl2和充分搅拌浆料都能使Cl2充分与Ca

25、(OH)2接触,可提高Cl2的转化率。 (2)由电石渣成分可知,不能溶于水的是CaCO3,还有未反应完的Ca(OH)2,故滤渣的主要成分为 CaCO3和Ca(OH)2。 根据题给方程式:6Ca(OH)2+6Cl2 Ca(ClO3)2+5CaCl2+6H2O可知,理论上滤液中Ca(ClO3)2和 CaCl2的物质的量之比为15,但是由于存在2Cl2+2Ca(OH)2 Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,并且氯化时 少量Ca(ClO)2会分解为O2和CaCl2,使得滤液中CaCl2的物质的量增大,故滤液中nCa(ClO3)2n(Ca- Cl2)15。 (3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温

26、度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2溶解度在低温 时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。 考点考点2 2 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 1.(2020江苏单科,13,4分)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( ) 选项 实验操作和现象 结论 A 向淀粉溶液中加适量20%H2SO4 溶液,加热,冷却后加NaOH溶液 至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝 淀粉未水解 B 室温下,向0.1 mol L-1 HCl溶液中 加入少量镁粉,产生大量气泡,测 得溶液温度上升 镁与盐酸反应放热 C 室温下,向浓度均为0.1 mol L

27、-1 的BaCl2和CaCl2混合溶液中加 入Na2CO3溶液,出现白色沉淀 白色沉淀是BaCO3 D 向0.1 mol L-1 H2O2溶液中滴加0. 01 mol L-1 KMnO4溶液,溶液褪色 H2O2具有氧化性 答案答案 B A项,若淀粉部分水解,加入碘水后溶液也会变蓝,错误;B 项,金属与酸的反应是放热反 应,镁粉与盐酸反应生成氢气,溶液温度上升,正确;C 项,向浓度均为0.1 mol L-1的BaCl2和CaCl2混合 液中加入Na2CO3溶液,产生CaCO3和BaCO3两种白色沉淀,错误;D项,H2O2与KMnO4反应,KMnO4溶 液褪色生成Mn2+,故KMnO4作氧化剂,H

28、2O2作还原剂,证明H2O2具有还原性,错误。 2.(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25 0 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NaH- SO3溶液的试管中同时加入2 mL

29、 5% H2O2溶液,观察实验现象 答案答案 B 本题涉及的考点有溶液的配制、气体的制备、探究型化学实验方案的设计和评价 等。通过化学实验基本操作考查学生的分析与推测能力、探究与创新能力等,体现了科学探究与 创新意识的学科核心素养。 A项,NaOH溶于水放热,因此溶解后需要冷却到室温后再转移至容量瓶中,错误;B项,FeCl3具有氧化 性,能被维生素C还原为FeCl2,从而使溶液颜色发生变化,所以向盛有2 mL黄色FeCl3溶液的试管中 滴加浓的维生素C溶液,通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性,正确;C项,向稀盐酸中加入 锌粒,生成氢气,由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气,因此将生成的气体

30、依次通过NaOH溶液、 浓硫酸即可,不需要通过KMnO4溶液,或者直接通过碱石灰,错误;D项,反应的方程式为HS+H2O2 S+H+H2O,反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,错 误。 - 3 O 2- 4 O 3.(2020课标,27,15分)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。 回答下列问题: (1)由FeSO4 7H2O固体配制0.10 mol L-1 FeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。 (2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反 应,并且电迁移率(u)

31、应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为电解质。 (3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。 (4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol L-1。石墨电极上未见Fe析出。 可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)= 。 (5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极的电 极反应式为 。因此,验证了Fe2+氧化性小于 、还原性小于 。 (6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时 间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 阳离子

32、u108/(m2 s-1 V-1) 阴离子 u108/(m2 s-1 V-1) Li+ 4.07 HC 4.61 Na+ 5.19 N 7.40 Ca2+ 6.59 Cl- 7.91 K+ 7.62 S 8.27 - 3 O - 3 O 2- 4 O 。 答案答案 (1)烧杯、量筒、托盘天平 (2)KCl (3)石墨 (4)0.09 mol L-1 (5)Fe3+e- Fe2+ Fe-2e- Fe2+ Fe3+ Fe (6)取少量溶液,滴入KSCN溶液,不出现血红色 解析解析 (1)配制0.10 mol L-1 FeSO4溶液,需要用托盘天平称取FeSO4 7H2O晶体,在烧杯中加一定量的 蒸

33、馏水将其溶解,一般用量筒量取溶解和洗涤所用的蒸馏水;(2)Fe2+和Fe3+都能水解使溶液显酸性, N在酸性条件下能氧化Fe或Fe2+,K+和Cl-都不与溶液中的物质发生反应,且电迁移率接近,故盐桥 中选择KCl作为电解质;(3)电子由铁电极流向石墨电极,即石墨电极得电子,溶液中负电荷增多,为 平衡电荷使溶液保持电中性,盐桥中的阳离子应进入石墨电极溶液中;(4)两电极转移电子数相等, 负极铁被氧化,正极Fe3+被还原,故正极(石墨电极)的电极反应式为Fe3+e- Fe2+,负极(铁电极)的 电极反应式为Fe-2e- Fe2+,故石墨电极溶液中c(Fe2+)增加0.04 mol L-1,变为0.

34、04 mol L-1+0.05 mol L-1=0.09 mol L-1;(5)总反应式为2Fe3+Fe 3Fe2+,故氧化性:Fe2+(氧化产物)Fe3+(氧化剂),还原性: Fe2+(还原产物)Ksp(AgCl) C 向3 mL KI溶液中滴加几滴溴 水,振荡,再滴加1 mL淀粉溶液, 溶液显蓝色 Br2的氧化性比I2的强 D 用pH试纸测得:CH3COONa溶液 的pH约为9,NaNO2溶液的pH约 为8 HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强 答案答案 C 本题涉及的考点有Fe2+的检验、Ksp大小比较、氧化性强弱判断、盐类的水解,考查化 学实验与探究的能力,体现了科学探究与创新

35、意识的学科核心素养。 检验Fe2+应先加KSCN溶液,溶液不变红色,再滴加新制氯水,溶液变红色,A不正确;I-先沉淀,说明Ksp (AgI)Ksp(AgI) 答案答案 B 本题涉及的考点有苯酚的酸性、萃取的原理、氧化性强弱的判断、沉淀的生成等。 通过化学实验方案的设计和评价考查分析与推测能力和探究与创新能力,体现了科学探究与创新 意识的学科核心素养。 A项,向苯酚浊液中加入Na2CO3溶液,浊液变清,发生反应+Na2CO3 +NaHCO3,酸性:H2CO3HC,错误;B项,向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层 接近无色,下层显紫红色,说明CCl4将I2萃取出来,I2在CCl4中的溶解度

36、大于在水中的溶解度,正确;C 项,向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,发生的反应为Fe+Cu2+ Fe2+Cu,根据同一反应中 氧化性:氧化剂氧化产物,可知氧化性:Cu2+Fe2+,错误;D项,向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量 稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成,说明产生了AgI,但由于NaCl、NaI的浓度未知,不能比较AgCl、A- gI溶度积的大小,错误。 - 3 O 13.(2018北京理综,28,16分)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。 资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性 溶液中较稳定。

37、 (1)制备K2FeO4(夹持装置略) A为氯气发生装置。A中反应方程式是 (锰 被还原为Mn2+)。 将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。 C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2 O,另外还有 。 (2)探究K2FeO4的性质 取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2 FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案: .由方案中溶液变红可知a中含有 离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl- 氧化,还可能由 产生(用方程式表示)。 .方案可证明K2Fe

38、O4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是 。 根据K2FeO4的制备实验得出:氧化性Cl2 Fe(填“”或“Mn,验证实验如下:将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的 混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeMn。若能,请说明理由;若不 能,进一步设计实验方案。 理由或方案: 方案 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色 方案 用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶 液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。取少量b,滴加 盐酸,有Cl2产生 2- 4 O 2- 4 O 2- 4 O - 4 O 2- 4 O - 4 O 。 答案答案 (1)2KMnO4+16HC

39、l 2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O (2).Fe3+ 4Fe+20H+4Fe3+3O2+10H2O .排除ClO-的干扰 溶液酸碱性不同 理由:Fe在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是Mn的颜色 方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色 2- 4 O 2- 4 O - 4 O 解析解析 本题涉及的考点有氯气的制备方法、铁及其化合物的性质、氧化还原反应、化学实验方 案的设计和评价等。通过K2FeO4的制备和K2FeO4的性质探究,考查对中学化学基础知识正确复 述、再现、辨认的能力和探究与

40、创新能力,体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。 (1)KMnO4与浓盐酸发生氧化还原反应制得Cl2,反应方程式为2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2+8H2O。 洗气装置的导管应长进短出,为除去Cl2中的HCl,应用饱和食盐水。 在碱性环境中,Cl2易发生歧化反应:Cl2+2KOHKCl+KClO+H2O。 (2).Fe3+遇KSCN溶液显红色,故溶液a中含有Fe3+;在酸性条件下,K2FeO4快速分解可生成Fe3+。 .用KOH溶液洗涤可除去固体表面吸附的KClO等物质,排除对后续实验的干扰。 Cl2在碱性条件下能够氧化Fe(OH)3,生成K2FeO4,根据平衡移动

41、原理,3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2 K2FeO4+6KCl+8H2O,当溶液酸性增强时,平衡将向逆反应方向移动;或者在酸性条件下,Fe氧化 性增强,能氧化Cl-生成Cl2。 在酸性条件下,Fe发生反应:4Fe+20H+4Fe3+3O2+10H2O,振荡后溶液呈浅紫色能说 明有Mn生成。 2- 4 O 2- 4 O 2- 4 O - 4 O 14.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+,发 现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 mol L-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体, 溶

42、液呈黄色。 (1)检验产物 取出少量黑色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。 取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。 (2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验: 取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜 色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下: 序号 取样时间/min 现象 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色 30 产生白色沉淀,较3 min时量少; 溶液红色较3 min时加深 1

43、20 产生白色沉淀,较30 min时量少; 溶液红色较30 min时变浅 (资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN) 对Fe3+产生的原因作出如下假设: 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+; 假设b:空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+; 假设c:酸性溶液中的N具有氧化性,可产生Fe3+; 假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 - 3 O 假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。 实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后

44、静置,不同 时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。 实验:装置如下图。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。 - 3 O (3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因: 。 答案答案 (1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 Fe2+ (2)2Fe3+Fe 3Fe2+ 4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 0.05 mol L-1 NaNO3 FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深 (3)溶液中存在反应:2Ag+Fe Fe2+

45、2Ag,Ag+Fe2+ Fe3+Ag,Fe+2Fe3+ 3Fe2+。反应 开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约30 min后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小 解析解析 本题涉及的考点有铁及其化合物的性质、离子的检验、原电池原理的应用、化学实验方 案的设计与评价等,通过探究型实验的方式,考查实验理解能力、根据要求进行实验设计的能力和 对问题的综合分析能力,体现了证据推理与模型认知和科学探究与创新意识的学科核心素养。 (1)烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁,要证明Ag的存在,可加硝酸并加热将固体溶解,然 后用盐酸来检验Ag+的存在。 (2)要证实假设a、

46、b、c不是产生Fe3+的主要原因,需将原实验中的溶液换成c(H+)、c(N)分别相 同,但不含Ag+的溶液,可选用硝酸酸化的0.05 mol L-1 NaNO3溶液(pH2),通过向上层清液中滴加 KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极Fe2+-e- Fe 3+,正极Ag+e- Ag。一段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧化成Fe3+的结 论。 - 3 O 破定止惯破定止惯 思维定式在解题时危害很大,学习时我们能够接触到Fe3+Ag Fe2+Ag+,所以就产 生了Ag+不能氧化Fe2+的思维定式,从而影响该题的解答。 A组 考点基础题组 考点1 制备实验方案的设计与评价 1.(2020四川江油中学期末,26)氯化亚铜是化工和印染等行业的重要原料,广泛用作有机合成的催 化剂。 .采用CuCl2 2H2O热分解法制备CuCl,装置如图。 (1)仪器X的名称是 ,C中烧杯内的试剂可以是 。 (2)“气体入口”通入的气体是 。 (3)反应结束后,取