高考化学一轮复习 第十章《化学实验及热点》同步练习.doc

第1讲物质制备型实验题热点一常见气体的实验室制法1.实验室制取氧气2实验室制取二氧化碳的方法3实验室制取氢气的方法4实验室制取氯气的方法5实验室制取氨气的方法1下列反应最适用于实验室制氢气的是()锌与稀硫酸反应甲烷热分解电解稀硫酸炽热的炭与水蒸气反应a只有bcd解析：ch4分解要求条件较高，并且生成的气体不易分离，错；电解稀h2so4实质是2h2o2h2o2，装置复杂不易操作，错；ch2o(g)coh2，温度高，生成气体不易分离，错。答案：a2下列关于气体的制备的说法不正确的是()a用碳酸钠粉末可以制备co2b用铁片和稀h2so4反应制取h2时，为加快产生h2的速率可改用浓h2so4c加热分解nh4hco3固体，将所得的气体进行适当处理可获得nh3d用kmno4固体和用kclo3固体制备o2的装置完全相同解析：选项a，na2co3粉末可以与稀硫酸等反应获取co2；选项b，fe在浓h2so4中发生钝化，不能得到大量的h2；选项c，加热nh4hco3得到co2、nh3、h2o的混合气体，将混合气体通过碱石灰除去co2和h2o即可得到nh3；选项d，用kmno4固体和kclo3固体制备o2都属于“固固加热”型，其装置完全相同。答案：b(1)实验室制取o2除上述原理外，也可用2na2o22h2o=4naoho2。(2)实验室制取nh3除上述原理外，也可采用下列方法：直接加热浓氨水；浓氨水中加生石灰(或碱石灰)。(3)铜与浓硝酸、稀硝酸的反应，可分别用于实验室制取no2、no气体。 3下列制备和收集气体的实验装置合理的是()解析：本题考查制备和收集气体的实验装置。a中大试管的管口应略向下倾斜；b中no很容易被空气中的氧气氧化，所以采用b装置得不到no；c中氢气的密度比空气小，所以集气瓶中的进气导管应比出气导管要短；d装置合理。答案：d4下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是()解析：d项装置，当关闭弹簧夹时，烧瓶内压强增大，但并不能使液体和固体分离。答案：d5下列能达到实验目的的是()a除去杂质气体co2b收集并吸收多余的cl2c干燥cl2 d吸收hcl制盐酸答案：c6为制备干燥、纯净的co2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个吸收装置，两个装置应依次装入 ()a饱和nahco3溶液；碱石灰b饱和nahco3溶液；浓硫酸c浓硫酸；饱和nahco3溶液d饱和na2co3溶液；稀硫酸 答案：b 1气体净化装置的选择(1)易溶于水或与水反应不生成其他气体的杂质用水吸收。如h2(hcl)、n2(nh3)、no(no2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的a来除去杂质气体。(2)酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如co(co2)，可将混合气体通过盛naoh溶液的a或盛碱石灰的b或c或d来除去杂质。(3)还原性杂质可用氧化性较强的物质来吸收或转化；氧化性杂质可用还原性较强的物质来吸收或转化。例如co2(co)，可将混合气体通过盛灼热cuo的e来除去杂质。(4)选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如o2(h2s)，可将混合气体通过盛有cuso4溶液的a除去杂质。2常用干燥装置的选择常用干燥装置洗气瓶干燥管(或u形管)常用干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)不可干燥的气体nh3、hbr、hi、h2s等nh3cl2、so2、co2、no2、hbr等 7以下集气装置中不正确的是()解析：h2s密度比空气大，可用向上排空气法收集，a对；no难溶于水且易与空气中o2反应，可用排水法收集，b对；收集nh3可用向下排空气法，但橡皮塞密封管口无法收集，c错；用排饱和食盐水法收集cl2，可以除cl2中混有的hcl，d对。答案：c8实验室里可按如下图所示的装置来干燥、收集气体r，多余的气体可用水吸收，则r是()ahclbcl2ccodnh3解析：该装置只能收集密度比空气小的气体，hcl、cl2的密度大于空气的密度，故a、b两项均不符合题意；co不能用排空气法收集。答案：d1关于收集气体的两点说明(1)下列气体可采用排饱和溶液的方法收集co2饱和nahco3溶液so2饱和nahso3溶液h2s饱和nahs溶液cl2饱和nacl溶液(2)如图为“万能”集气装置当瓶口向上a管进气时，可收集向上排空气法收集的气体。当瓶口向上b管进气时，可收集向下排空气法收集的气体。当瓶口向上瓶内充满液体且b管进气，可收集采用排液法收集的气体。 2尾气处理(1)吸收溶解度较小的尾气(如cl2、so2等)用图a装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如hcl、nh3等)用图b、c装置。(3)co等气体可用点燃或收集于气囊中的方法除去，如图d、e。3用水或溶液吸收气体尾气时可采用下列装置防倒吸1有关物质的制备，特别是有关气体的制备及性质实验是高考中考查的重要内容。学生应掌握的气体制备实验有：三种单质(h2、o2、cl2)的制备；三种氢化物(hcl、h2s、nh3)的制备；五种氧化物(co2、so2、no2、no、co)的制备；两种有机物(c2h4、c2h2)的制备。复习时，除了掌握好教材中经典的制备方法外，还应对药品选择、反应原理进行拓展和创新。2常见气体的制取流程 3解答此类试题的一般程序第一，认真阅读题干，抽取有用信息；第二，仔细观察装置图(或框图)，联想熟悉的实验，观察装置图(或框图)，找出每件仪器(或步骤)与熟悉的某一实验相似的地方，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，把所有的问题进行综合分析，运用题给信息和化学基础知识作出正确答案。1实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选择是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质a浓氨水caonh3h2ob浓硫酸na2so3so2naoh溶液c稀硝酸cuno2h2od浓盐酸mno2cl2naoh溶液解析：实验室利用cao和浓氨水制取氨气，选择向下排空气法收集，a项错误；收集so2时选择向上排空气法，b项正确；制取no2时选择浓硝酸和cu反应，c项错误；mno2氧化浓盐酸制取cl2需要加热才能发生，d项错误。答案：b2某化学研究小组通过上网查找资料发现n2的制取有如下两种方法：方法a：加热条件下利用nh3还原cuo制得纯净的n2和活性铜粉。方法b：将空气缓慢通入灼热的铜粉制得较纯净的n2。现实验室提供如下几种装置来制取n2。(1)若按方法a制取n2时，需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述装置_(填序号)作为发生器，该发生装置中发生反应的化学方程式为_。要制取并收集纯净的n2(允许含有少量水蒸气)，还需使用到的上述装置(按气流从左到右的流向顺序列出)_(填序号)。(2)若按方法b制取n2，用装置e将空气缓慢通入_(填“a”、“b”或“c”)反应器，该反应器内可观察到的现象是_，该反应的化学方程式为_。解析：(1)由题中所给信息可知，适用于制备气体的发生装置是b、e。e装置的优点是能控制反应的速率，而b装置只能一次性加入所需要的反应物，不能控制反应的速率，所以选择e装置更好，其中发生的反应是caonh3h2o=ca(oh)2nh3。用方法a制得的n2中会含有未反应的nh3，因此还需要用试剂吸收nh3，由于nh3是一种极易溶于水的气体，所以用排水法收集n2，即可除去n2中含有的nh3，还需要使用的装置是a、c、d。(2)利用分液漏斗中的水将空气从烧瓶中排到装置a中，在加热条件下cu粉与o2反应，从而除去o2，这样可制得较纯净的n2，发生的反应为o22cu2cuo。答案：(1)ecaonh3h2o=ca(oh)2nh3acd(2)a红色粉末逐渐变黑o22cu2cuo制备气体实验操作中的先与后(1)装配仪器时：先下后上，先左后右。(2)加入试剂时：先固后液。(3)实验开始时：先查仪器的气密性，再加药品，后点酒精灯。(4)有些实验为防倒吸，往往最后停止加热或最后停止通气。(5)有些实验为防氧化往往最后停止通气。(6)仪器拆卸的一般过程：从右到左，自上而下，先拆主体，后拆部件。(7)净化气体时，一般先除去有毒、有刺激性气味的气体，后除去无毒、无气味的气体，最后除水蒸气。 3环己酮是一种重要的有机化工原料。实验室合成环己酮的反应如下：环己醇和环己酮的部分物理性质见下表：物质相对分子质量沸点()密度(gcm3，20 )溶解性环己醇100161.10.962 4 能溶于水和醚环己酮98155.60.947 8微溶于水，能溶于醚现以20 ml环己醇与足量na2cr2o7和硫酸的混合液充分反应，制得主要含环己酮和水的粗产品，然后进行分离提纯。分离提纯过程中涉及的主要步骤有(未排序)：a蒸馏，除去乙醚后，收集151 156 馏分；b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6 ，易燃烧)萃取，萃取液并入有机层；c.过滤；d.往液体中加入nacl固体至饱和，静置，分液；e.加入无水mgso4固体，除去有机物中少量水。回答下列问题：(1)上述分离提纯步骤的正确顺序是_(填字母)。(2)b中水层用乙醚萃取的目的是_。(3)以下关于萃取分液操作的叙述中，不正确的是_。a水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，如图用力振荡b振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 c经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层d分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开旋塞待下层液体全部流尽时，再从上口倒出上层液体(4)在上述操作d中，加入nacl固体的作用是_。蒸馏除乙醚的操作中采用的加热方式为_。(5)蒸馏操作时，一段时间后发现未通冷凝水，应采取的正确方法是_。(6)恢复至室温时，分离得到纯产品体积为12 ml，则环己酮的产率约是_。解析：(1)提纯环己酮时首先应加入nacl固体，使水溶液的密度增大，使水层与有机层更容易分离开；然后水层用乙醚进行萃取，使水层中少量的有机物进一步被提取，提高环己酮的产量，将萃取液并入有机层；再向有机层中加入无水mgso4，以除去有机物中少量的水，然后过滤，除去mgso4固体，最后再进行蒸馏即可得到环己酮。(2)b中水层用乙醚萃取的目的是使水层中少量的有机物进一步被提取，提高环己酮的产量。(3)分液漏斗振荡时应将分液漏斗倒转过来用力振摇，a项错误；振荡时，分液漏斗中某些物质挥发变成气体，会使分液漏斗中压强增大，所以要适时旋开旋塞放气，b项错误；经振荡放气后，应将分液漏斗固定在铁架台上静置待液体分层，c项错误。(4)提纯环己酮时加入nacl固体，可降低环己酮的溶解度，使水溶液的密度增大，水层与有机层更容易分离开。由于乙醚的沸点为34.6 ，采用水浴加热的方式来控制加热温度。(5)蒸馏操作时未通冷凝水，要停止加热，待冷却后再通冷凝水，以防冷凝管炸裂。(6)由反应方程式可计算出理论上生成环己酮的体积为 ml19.90 ml，最后可计算出环己酮的产率为100%60.3%。答案： (1)dbeca (2)使水层中少量的有机物进一步被提取，提高产品的产量 (3)abc (4)降低环己酮的溶解度；增加水层的密度，有利于分层水浴加热 (5)停止加热，冷却后通冷凝水 (6)60%(或60.3%) 制备有机物时需注意以下3点(1)原料的选择与处理。制备一种物质，首先应根据目标产物的组成去寻找原料，原料的来源要经济、易得、安全。(2)反应原理和途径的确定。根据原料确定反应原理，要求考虑环保、节约等因素，找出最佳制备途径。制备途径一般包括中间产物的制取、粗产品的制得及粗产品的精制等几个部分。选择途径时应注意杂质少易除去、步骤少产率高、副反应少好控制、污染少可循环、易提纯好分离等特点。(3)产品的分离提纯。根据产品的性质特点选择合适的分离提纯方案。 4某学生利用如图装置探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应。所提供的试剂有浓盐酸、熟石灰、二氧化锰、碱石灰、氯化铵。回答下列问题：(1)实验室制取氨气应选用的装置是(填对应字母)_，反应的化学方程式是_。(2)根据实验目的，所选装置的连接顺序为(填装置的接口字母)：()接()，()接(f)，(g)接()，( )接()，()接()，其中，g装置的作用是 _。(3)氯气和氨气在常温下混合就会发生反应生成氯化铵和氮气，该反应的化学方程式为_；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_。(4)请你评价此套装置有何缺点 _。解析：(1)由于实验室制取氨气的化学方程式是2nh4clca(oh)2cacl22h2o2nh3，而试剂都是固体，所以制取装置应选用c。(2)由于该实验的目的是探究纯净干燥的氯气与氨气之间的反应，则需制取干燥的氨气和干燥的氯气，由题给f、g的位置知，通过f管向e中通氨气，通过g管向e中通氯气，则所选装置的连接顺序为：cdef，ghijkb。(3)氯气和氨气在常温下发生反应的化学方程式为：8nh33cl2=6nh4cln2，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比是32。由于氯气与氨气都有毒，不能直接排放到大气中，所以该套装置缺少尾气吸收装置，易造成空气污染。答案：(1)c2nh4clca(oh)2cacl22h2o2nh3(2)cdehijkb吸收cl2中混有的hcl杂质(3)8nh33cl2=6nh4cln232(4)缺少尾气吸收装置，易造成空气污染5某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。请按要求填空：(1)利用b装置可制取的气体有_(任写两种即可)。(2)a、c、e相连后的装置可用于制取cl2并进行相关的性质实验。若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分为两份，进行、两个实验，实验操作、现象及结论如表所示：实验序号实验操作现象结论将氯水滴入品红溶液溶液褪色氯气与水反应的产物有漂白性向氯水中加入碳酸氢钠粉末产生气泡氯气与水反应的产物具有酸性请你评价实验、的结论是否合理？若不合理，请说明理由：_。(3)b、d、e装置相连后，在b中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上)，可制得no2并进行有关实验。b中发生反应的化学方程式为_。欲用d装置验证no2与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹_，再打开止水夹_，使烧杯中的水进入试管丁的操作是_。解析：(1)b装置可用于块状不溶于水的固体与液体反应制取气体，故可用锌粒与稀h2so4反应制取h2，也可用大理石与盐酸反应制取co2等。(2)a装置制取cl2使用的浓盐酸具有挥发性，有一部分被氯水吸收，使氯水呈酸性，可与nahco3反应产生co2，故实验的结论不合理。(3)铜与浓hno3反应放出no2，收集于试管丁中然后用微热法使no2与水接触从而使水倒流进入试管丁中。答案：(1)h2、co2(其他合理答案均可)(2)实验结论合理，实验结论不合理，制取的氯气中含有hcl气体，hcl溶于水后能与nahco3粉末反应产生气泡，不能说明酸性是氯气与水反应造成的(3)cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2oa、bc双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出，no2与水接触后即可引发烧杯中的水倒流进入试管丁中此类题综合考查了气体的制备及其性质，这类实验是中学化学实验的重要内容，它涉及试剂的选择与取用、仪器的选择与组装、物质的加热等多种基本实验操作，具有较强的综合性。一般设计思路：制气除杂干燥主体实验尾气处理等。我们在解题时要注意5个方面的问题：(1)试剂的选择：以实验室常用药品为原料，依据制气原理，选择方便、经济、安全的试剂，尽量做到反应的速率要适宜，且所得气体比较纯净。(2)装置的选择：由反应物的状态、反应条件、所制备气体的性质及量的多少决定。装置应根据实验设计的思路分为气体的发生装置除杂装置干燥装置主体实验装置(收集)尾气处理装置。(3)仪器的装配：在装配仪器时，应从下而上，从左至右，先塞好后固定；先检验装置的气密性再加入试剂；加入试剂时，先固后液；有可燃气体参与的实验开始时，先验纯，再点灯；连接导管时，对于洗气装置应“长”进“短”出，先洗气后干燥，干燥管应“大”进“小”出。(4)气体的除杂：先除杂，后除水，加热除氧放末尾。(5)尾气处理：有毒污染环境的气体需处理，无毒不污染环境的气体直接排入空气中。常见的处理方法：燃烧法(如ch4、c2h2、h2、co等)，碱液吸收法(如cl2、no2、h2s、so2等)，水溶法(如hcl、nh3等)。 第2讲化学工艺流程型实验题1无机化工流程题的特点(1)试题源于社会实际，充分利用生产、生活中的鲜活实例为载体，使问题情境真实，体现化学学科与工业生产和日常生活的紧密联系，能激发学生学习化学的兴趣。(2)以解决化学实际问题为思路进行设问，考查学生运用化学反应原理及相关知识解决化工生产中实际问题的能力，培养学生理论联系实际、学以致用的学习品质。(3)试题内容丰富，涉及的化学知识面广、综合性强、思考容量大，考查学生化学知识的掌握情况和应用化学知识解决有关问题的能力。(4)试题新颖，信息阅读量大，考查学生的阅读能力、资料收集处理能力和知识迁移能力。2无机化工流程题的结构化学工艺流程题的结构分为题引、题干和题设三部分。(1)题引就是用引导性的语言，简单介绍该工艺生产的目的、原料、产品，有时还提供相关表格、图像等参考数据或信息；(2)题干主要是用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来；(3)题设是根据生产过程中涉及的化学知识设计成系列问题，要求考生依据化学原理进行分析解答。 3无机化工流程题的解题思路解题时首先要明确原料和产品(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，弄清有关反应原理，明确目的(如沉淀反应、除杂、分离)知其所以然，最后联系储存的知识，有效地进行信息的利用，准确表述和工整书写。由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。1(2013新课标全国卷，27)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，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znco3xzn(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_。解析：第步酸浸，得到zn2、fe2、mn2、ni2；第步氧化，mno将fe2氧化为fe3而易于形成fe(oh)3沉淀，同时mno与mn2发生归中反应生成mno2沉淀；第步加zn，zn与滤液中的ni2、h发生置换反应，ni经过滤而除去；第步加碳酸钠沉淀zn2；第步煅烧znco3。(4)11.2 g znco3xzn(oh)2煅烧后得到8.1 g zno，可求得x1。答案：(1)fe2和mn2mno3fe27h2o=3fe(oh)3mno25h、2mno3mn22h2o=5mno24h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)置换反应镍(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(4)1物质制备型化工生产流程题的主线目标产物 2(2013新课标全国卷，27)锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂(licoo2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6cxlixe=lixc6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。回答下列问题：(1)licoo2中，co元素的化合价为_。(2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式_。(3)“酸浸”一般在80 下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式：_；可用盐酸代替h2so4和h2o2的混合液，但缺点是_。(4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式：_。(5)充放电过程中，发生licoo2与li1xcoo2之间的转化，写出放电时电池反应方程式_。(6)上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是_。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有_(填化学式)。解析：从工艺流程入手，结合元素化合物性质、氧化还原反应原理分析解答问题。(1)licoo2中li为1价，o为2价，故co元素的化合价为3价。(2)正极碱浸过程中，导电剂中al箔与naoh溶液反应，离子方程式为2al2oh2h2o=2alo3h2。(3)由流程知：正极碱浸过滤滤渣中，反应物licoo2加入h2so4、h2o2后，产物有li2so4、coso4，分析该反应知co由32(coso4中co显2价)，化合价降低，则只能是h2o2中o元素化合价升高生成o2。配平(电子守恒、原子守恒)该化学方程式得：2licoo23h2so4h2o2li2so42coso4o24h2o，反应温度在80 ，h2o2易发生分解反应2h2o22h2oo2；盐酸既具有酸性又具有还原性，盐酸中的cl被氧化生成氯气，氯气有毒，能污染空气。(4)由流程知“沉钴”反应物为coso4和nh4hco3，产物有coco3，coco3中co来自hco的电离(hcohco)，由于co2结合co使hco电离平衡正向移动，溶液中c(h)增大，一部分hco发生反应：hcoh=h2oco2。故反应方程式为coso42nh4hco3=coco3(nh4)2so4co2h2o。(5)依据充电时正极的物质变化，可写出放电时的电极反应：li1xcoo2xexli=licoo2依据负极充电的电极反应，写出放电时电极反应。lixc6xe=6cxli，以上两个电极反应相加，即得总方程式。(6)“放电处理”的一个重要目的是“回收锂”，li要沉积正极。解答这一问题的关键是li怎样沉积在正极上的。放电时，离子运动的方向是“正向正，负向负”。从流程的最终产物上很容易找到回收的金属化合物：al(oh)3、coco3和li2so4。答案：(1)3(2)2al2oh2h2o=2alo3h2(3)2licoo23h2so4h2o2li2so42coso4o24h2o、2h2o22h2oo2有氯气生成，污染较大(4)coso42nh4hco3=coco3(nh4)2so4h2oco2(5)li1xcoo2lixc6=licoo26c(6)li从负极中脱出，经由电解质向正极移动并进入正极材料中al(oh)3、coco3、li2so4该类题主要考查考生运用化学平衡、化学反应与能量、电化学理论知识来解决化工生产中实际问题的能力。解答此类型题目的基本步骤：(1)从题干中获取有用信息，了解生产的产品。(2)分析流程中的每一步骤所包含的化学原理，如每一步骤中反应物是什么，发生了什么反应，该反应的生成物是什么，对制备产品有什么作用。(3)从题中获取信息，运用化学反应原理分析制备产品的最佳条件。 3新型高效絮凝剂fe(oh)so4(碱式硫酸铁)常用于污水处理。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图所示：已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的ph如表所示：沉淀物fe(oh)3fe(oh)2al(oh)3开始沉淀时的ph2.37.53.4完全沉淀时的ph3.29.74.4请回答下列问题：(1)加入少量nahco3的目的是调节溶液的ph，使溶液中的_沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是_。(2)在实际生产中，反应常同时通入o2以减少nano2的用量，o2与nano2在反应中均作_。若参与反应的o2有11.2 l(标准状况)，则相当于节约nano2的物质的量为_。(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的fe(oh)2离子可部分水解生成fe2(oh)42聚合离子。该水解反应的离子方程式为_。(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国该药物的相关质量标准，产品中不得含有fe2和no。为检验所得产品中是否含有fe2，应使用的试剂为_(填序号)。 a氯水bkscn溶液cnaoh溶液 d酸性kmno4溶液解析：(1)稀h2so4浸取废铁屑后所得的溶液中含fe2和少量al3，根据工艺流程可知该步操作是为保留fe2，除去al3，故加入少量nahco3调节溶液ph可以使al3沉淀而除去，“搅拌”可以加快化学反应速率。(2)反应通入的o2与nano2均作氧化剂，根据得失电子守恒，可以计算出标准状况下11.2 l o2与2 mol nano2得到的电子数相等。(3)依据原子守恒及电荷守恒可以写出fe(oh)2水解生成fe2(oh)42的离子方程式：2fe(oh)22h2o fe2(oh)422h。(4)因产品中含fe3，检验fe2时不能采用加氯水和kscn溶液的方法，也不能加naoh溶液，fe(oh)3会对检验fe2产生干扰；可以用酸性kmno4溶液检验fe2的存在，如含fe2，则滴入几滴酸性kmno4溶液后，溶液紫色会褪去。答案：(1)al3加快化学反应速率(2)氧化剂2 mol(3)2fe(oh)22h2ofe2(oh)422h(4)d元素化合物型化工流程题的特点元素化合物型化工流程题是以物质制备流程为主线，主要考查元素及其化合物性质、物质结构、元素周期律和氧化还原反应等知识。通过仔细阅读，了解流程图以外的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，进而明确生产目的制备什么物质，找到制备物质所需的原料，提取有用信息反应方程式、物质的稳定性及溶解性等，然后利用所学知识进行解答。 第3讲探究型实验题热点一物质性质的探究与评价1无机物、有机物性质的探究，必须在牢牢掌握元素化合物知识的基础上，大胆猜想，细心论证。脱离元素化合物知识，独立看待实验问题是不科学的，只有灵活运用已有的元素化合物知识，才能变探究型实验为验证型实验，使复杂问题简单化。2在探究过程中往往可以利用对比实验，即设置几组平行实验来进行对照和比较，从而研究和揭示某种规律，解释某种现象形成的原因或证明某种反应机理。1实验室中需要22.4 l(标准状况)so2气体。化学小组同学依据化学方程式zn2h2so4(浓)znso4so22h2o计算后，取65.0 g锌粒与98%的浓h2so4(1.84 gcm3 )110 ml充分反应，锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。(1)化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是_(填分子式)。产生这种结果的主要原因是_(用化学方程式和必要的文字加以说明)。(2)为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。装置b中加入的试剂_，作用是_。装置d加入的试剂_，装置f加入的试剂_。可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是_。u形管g的作用为_。答案：(1)h2随着反应的进行，硫酸浓度降低，致使锌与稀硫酸反应生成h2，znh2so4=znso4h2(2)naoh溶液(或酸性kmno4溶液，其他合理答案也可)除去混合气体中的so2浓硫酸无水硫酸铜装置e玻璃管中黑色cuo粉末变红色，干燥管f中无水硫酸铜变蓝色防止空气中的h2o进入干燥管f而影响杂质气体的检验1物质检验的三原则 一看(颜色、状态) 二嗅(气味) 三实验(加试剂)2根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为三类 (1)生成气体，如nh(加碱)、co(加酸)的检验。(2)生成沉淀，如cl 、so、fe2的检验。(3)显特殊颜色，如fe3的检验，na、k的焰色反应。3根据气体性质特点，常见气体的检验方法可归纳为四类(1)观察颜色(2)试纸检验：如cl2能使湿润ki淀粉试纸变蓝，nh3能使湿润红色石蕊试纸变蓝。(3)溶液检验：如澄清石灰水、品红溶液检验co2、so2。(4)点燃法：如o2、h2、ch4的检验。 2有文献记载：在强碱性条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置实验序号试管中的药品现象实验2 ml银氨溶液和数滴较浓naoh溶液有气泡产生；一段时间后，溶液逐渐变黑；试管壁附着有银镜实验2 ml银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生；一段时间后，溶液无明显变化该同学欲分析实验和实验的差异，查阅资料：aag(nh3)2h2oag2nh3h2obagoh不稳定，极易分解为黑色ag2o(1)配制银氨溶液所需的药品是_。(2)经检验，实验的气体中有nh3，黑色物质中有ag2o。用湿润的红色石蕊试纸检验nh3，产生的现象是_。产生ag2o的原因是_。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是naoh还原ag2o。实验及现象：向agno3溶液中加入_，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。(4)重新假设：在naoh存在下，可能是nh3还原ag2o。用如图所示装置进行实验。现象：出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取nh3的装置简图(夹持仪器略)。(5)该同学认为在(4)的实验中会有ag(nh3)2oh生成。由此又提出假设：在naoh存在下，可能是ag(nh3)2oh也参与了nh3还原ag2o的反应。进行如下实验：有部分ag2o溶解在氨水中，该反应的化学方程式是_。实验结果证实假设成立，依据的现象是_。(6)用hno3清洗试管壁上的ag，该反应的化学方程式是_。解析：(1)用硝酸银溶液与氨水配制银氨溶液。(2)氨气溶于水，溶液呈碱性，使红色石蕊试纸变蓝色。nh3h2onhoh，在碱性条件下(加入氢氧化钠)，加热促进一水合氨分解，有利于平衡：ag(nh3)2h2oag2nh3h2o向右移动，使溶液中ag浓度增大，ag与oh结合生成agoh，agoh分解生成ag2o。(3)硝酸银溶液与氢氧化钠溶液反应，出现黑色沉淀，不出现银镜，说明氢氧化钠不能还原氧化银。(4)浓氨水与生石灰混合产生氨气，可以用固体与液体在常温下生成气体的气体发生装置，用分液漏斗控制加入浓氨水的量和速率。(5)氧化银溶于氨水：ag2o4nh3h2o2ag(nh3)2oh3h2o。如果水浴加热试管里的银氨溶液，会产生银镜，说明假设成立。答案：(1)agno3溶液和氨水(2)试纸变蓝在naoh存在下，加热促进nh3h2o分解，逸出nh3，促使ag(nh3)2h2oag2nh3h2o平衡正向移动，c(ag)增大，ag与oh反应立即转化为ag2o：2oh2ag=ag2oh2o(3)过量naoh溶液(4)(5)ag2o4nh3h2o=2ag(nh3)2oh3h2o与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)ag2hno3(浓)=agno3no2h2o有关物质性质的探究性实验题，一般通过新颖的情境来探究教材上未指明的一些性质，在试题命制上主要体现以下几点：(1)很多试题来源于教材，但在药品使用、仪器使用、实验操作等方面进行了优化，有时则是对教材上的多个实验进行组合式考查。(2)“重视实验过程的创新”，如实验原理的创新、实验途径的创新和实验条件的创新等。(3)“给出新信息，增加陌生度”，在设计或探究过程中，一定要重视这些新信息，要多问“该信息体现了物质的什么性质？”、“这样的性质会对本实验带来什么影响？”、“如何才能消除这些影响？”等。只要把学过的知识运用到位，基本上都可以顺利作答。 热点二变量控制探究型实验题控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，以利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：(1)外因(浓度、温度、压强等)对化学反应速率、化学平衡的影响；(2)物质性质的递变规律。1(2014安徽理综，28)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%为以下实验作参照0.52.090.0醋酸浓度的影响0.536.00.22.090.0(2)编号实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了_腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了_(填“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是_。(3)该小组对图2中0t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：_；(4)为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有h2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：解析：(1)由表格数据知：组实验作参照，组实验探究醋酸浓度的影响，所以铁粉质量不变；组实验中醋酸浓度和铁粉质量未变，碳粉质量减少，所以实验目的是碳粉含量的影响。(2)由图2知，t2时瓶内压强明显小于起始压强，所以瓶内压强减小，发生了吸氧腐蚀；fe和碳构成了原电池的两极，电子由负极fe流向正极碳，碳粉表面发生了还原反应，电极反应式为：2h2oo24e=4oh或4ho24e=2h2o。(3)由图2知，0t1时瓶内压强增大，假设二可以为fe与醋酸反应放热使气体体积受热膨胀。本题为开放性题，其他合理答案也可。(4)由题意知，检验收集的气体中是否含有h2，可根据h2的性质设计实验方案，如实验步骤：收集一试管刚反应的气体，迅速插入一根表面变黑的灼热铜丝，若铜丝表面的黑色变红，则可验证有h2生成。答案：(1)编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%2.0碳粉含量的影响(2)吸氧还原2h2oo24e=4oh(或4ho24e=2h2o)(3)反应放热，温度升高(4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：药品用量和操作同编号实验(多孔橡皮塞增加进、出导管)；通入氩气排净瓶内空气；滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化，检验fe2等)。如果瓶内压强增大，假设一成立。否则假设一不成立 (本题