2025届高考化学一轮复习第11章化学实验第34讲物质的制备及性质探究类实验教学案新人教版

PAGE26-第34讲物质的制备及性质探究类试验1.气体的制备(1)常见气体制备的发生装置(2)常见气体的收集方法(3)气体净化的装置与方法①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水汲取。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装置来除去杂质气体。②酸性杂质用碱性汲取剂，碱性杂质用酸性汲取剂来汲取。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛eq\o(□,\s\up1(13))NaOH溶液的a装置，也可用盛eq\o(□,\s\up1(14))碱石灰的b装置或c装置或d装置来除去杂质。③还原性杂质，可用氧化性较强的物质来汲取或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来汲取。例如CO2(CO)，可将混合气体通过盛灼热eq\o(□,\s\up1(15))CuO的e装置来除去杂质。④选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作汲取剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有eq\o(□,\s\up1(16))CuSO4溶液的a装置除去杂质。(4)尾气的处理①转化处理对有毒、有害的气体必需用适当的方法予以汲取或点燃变为无毒、无害的气体，再排放到空气中。试验室中常见气体的处理方法如下表：Cl2SO2NO2H2SHClNH3CONOeq\o(□,\s\up1(17))NaOH溶液eq\o(□,\s\up1(18))CuSO4溶液或NaOH溶液eq\o(□,\s\up1(19))水eq\o(□,\s\up1(20))水或浓硫酸通过灼热的CuO与O2混合后通入eq\o(□,\s\up1(21))NaOH溶液②干脆排空气处理主要是针对无毒、无害气体的处理。如N2、O2、CO2等。③尾气处理装置a．在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入烧杯中的溶液中，用某些试剂汲取除去(如图甲)。如Cl2、NO2均可通入eq\o(□,\s\up1(22))NaOH溶液中除去；对于溶解度很大、汲取速率很快的气体，汲取时应防止eq\o(□,\s\up1(23))倒吸(如图乙)。b．某些可燃性气体可用点燃或转化的方法(如图丙)，如CO、H2可点燃或通过灼热的eq\o(□,\s\up1(24))CuO除去。c．收集法(如图丁)，尾气也可以采纳收集的方法，如CH4、C2H4、H2、CO等。2．物质制备的原则(1)选择最佳反应途径①用铜制取硫酸铜eq\o(□,\s\up1(01))2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、eq\o(□,\s\up1(02))CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O。②用铜制取硝酸铜eq\o(□,\s\up1(03))2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO、eq\o(□,\s\up1(04))CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O。③用铝制取氢氧化铝2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑Al2(SO4)3＋6NaAlO2＋12H2O=8Al(OH)3↓＋3Na2SO4当n(Al3＋)∶n(AlOeq\o\al(－,2))＝1∶3时，Al(OH)3产率最高。(2)选择最佳原料照试验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝，应选用eq\o(□,\s\up1(05))氨水，而不能选用eq\o(□,\s\up1(06))强碱溶液(氢氧化铝可溶解在eq\o(□,\s\up1(07))强碱溶液中)，制取氢氧化铝的离子方程式：eq\o(□,\s\up1(08))Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜，应选用eq\o(□,\s\up1(09))氢氧化钠溶液，而不能选用eq\o(□,\s\up1(10))氨水(氢氧化铜可溶解在eq\o(□,\s\up1(11))氨水中)等。(3)选择相宜操作方法照试验室制备氢氧化亚铁时，因氢氧化亚铁在空气中极易与eq\o(□,\s\up1(12))氧气、eq\o(□,\s\up1(13))水反应生成eq\o(□,\s\up1(14))氢氧化铁，要留意隔绝eq\o(□,\s\up1(15))空气。其方法是：①亚铁盐需新制(用足量铁与稀硫酸反应或还原氯化铁溶液)；②将所用氢氧化钠溶液eq\o(□,\s\up1(16))煮沸以赶尽溶于其中的空气(O2)；③运用长滴管吸入氢氧化钠溶液后将滴管eq\o(□,\s\up1(17))伸至亚铁盐溶液的液面以下，eq\o(□,\s\up1(18))渐渐挤压乳胶头使氢氧化钠与亚铁盐接触；④还可在亚铁盐溶液上加一层eq\o(□,\s\up1(19))苯或eq\o(□,\s\up1(20))植物油，尽量削减与eq\o(□,\s\up1(21))空气的接触。3．性质试验探究(1)探究性试验设计的一般步骤①提出问题要提出问题，首先得发觉问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思索提出值得探究的问题。此外，试验中出现的特别现象也是发觉问题、提出问题的重要契机。②提出猜想所谓猜想就是依据已有学问对问题提出几种可能的状况。有些问题，结论有多种可能(即猜想)，只能通过试验进行验证。③设计验证方案提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、平安的试验方案，对可能的状况进行探究。试验设计中，关键是试剂的选择和试验条件的限制。④视察试验现象，得出结论依据设计的试验方案和视察到的试验现象进行推理分析或计算分析，从而得出结论。(2)试验探究的主要角度①物质氧化性、还原性的推断。如探究SO2具有还原性的方法是将气体通入酸性KMnO4溶液中，通过KMnO4溶液是否褪色来说明。②物质氧化性强弱、还原性强弱的推断。如探究Fe3＋的氧化性强于I2时，可利用FeCl3与KI­淀粉溶液反应，通过溶液是否变蓝色来说明。③同周期、同主族元素性质的递变规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱试验来完成，如通过Mg、Al与同浓度盐酸反应产生H2的快慢来说明Mg的活泼性强于Al。④电解质强弱的推断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA的溶液，测pH，若pH＞7，则说明HA为弱酸。⑤物质酸性强弱的推断。如探究碳酸和硅酸的酸性强弱，可利用相对强的酸制备相对弱的酸的反应原理，将CO2气体通入Na2SiO3溶液，看是否有白色沉淀生成来推断。⑥钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过限制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压改变等角度设计试验，找出规律。1.推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)用大理石与稀硫酸反应可快速制取CO2。(×)错因：CaCO3与H2SO4反应，生成的CaSO4微溶于水，附着在CaCO3表面阻挡反应进行。(2)分别加热Na2CO3和NaHCO3固体，试管内壁都有水珠，说明两种物质均受热分解。(×)错因：Na2CO3受热不分解。(3)可以用加热分解NH4Cl、NH4HCO3等铵盐快速制NH3。(×)错因：NH4Cl受热分解生成的NH3与HCl，一离开受热部位就又化合生成NH4Cl固体。(4)启普发生器可用于制备H2、CO2、O2、C2H4等气体。(×)错因：启普发生器不能制O2和C2H4。(5)气体由A通入时，可用于收集NO、NO2气体，气体由B通入时，可用于收集H2、NH3、CH4等气体。(×)错因：NO不能用排空气法收集。(6)加热盛有NH4Cl固体的试管，试管底部固体消逝，试管口有晶体凝聚，则NH4Cl固体可以升华。(×)错因：先发生分解反应，后发生化合反应。2．(2024·广东汕头高三期末)试验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(夹持和净扮装置省略)。仅用以下试验装置和表中供应的物质完成相关试验，最合理的选项是()选项a中的液体b中的物质c中收集的气体d中的液体A浓氨水碱石灰NH3H2OB浓硝酸CuNO2H2OC浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液D稀硝酸CuNONaOH溶液答案C解析氨气的密度比空气小，不能用向上排空气方法收集，C装置中应短进长出，A错误；NO2若用水汲取，会发生反应：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，产生的NO仍旧会污染空气，B错误；浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应，产生Na2SO4、H2O、SO2，SO2密度比空气大，可以用向上排空气方法收集，SO2是大气污染物，可以用NaOH溶液汲取，从而达到环境爱护的目的，为防止倒吸，安装了倒扣漏斗，C正确；NO与空气中的氧气会发生反应，所以不能用排空气方法收集，D错误。考点一常见物质的制备[解析](1)①浓氨水和生石灰(或NaOH固体)混合放热，使氨水分解生成NH3。②NH3具有还原性，能将CuO还原，生成物之一为空气的主要成分N2。③依据试验目的和题中所给装置可知，依据气流的方向从左向右连接装置的依次为：a接d，e接c，b接f。④假如没有装有无水CaCl2的装置，Mg3N2可与水反应生成Mg(OH)2和NH3。(2)①配制500mL0.5mol·L－1MgSO4溶液时，除供应的仪器外，还须要500mL容量瓶。⑤试验测得1.000gMgCO3晶须产生CO2的平均物质的量为amol，依据碳元素守恒可知，晶须中MgCO3的物质的量为amol，依据MgCO3·nH2O中MgCO3和结晶水的物质的量之比为1∶n，得到1∶n＝a∶eq\f(1.000－84a,18)，得到n＝eq\f(1－84a,18a)。⑥由图3知400℃时剩余固体质量为82.3g，这是该晶须失去结晶水后的质量，则有100×eq\f(18n,18n＋84)＝100－82.3，解得n≈1。[答案](1)①生石灰或氢氧化钠②2NH3＋3CuOeq\o(=,\s\up7(△))N2＋3H2O＋3Cu③decbf(d、e可颠倒)④Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑(2)①500mL容量瓶②Mg2＋＋HCOeq\o\al(－,3)＋NH3·H2O＋(n－1)H2O=MgCO3·nH2O↓＋NHeq\o\al(＋,4)③短暂储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液汲取，且能保持装置中压强相对稳定④使溶解在水中的CO2全部逸出，便于汲取完全⑤eq\f(1－84a,18a)⑥11．制备试验方案设计的基本思路2．有气体参与的反应试验方案设计(装置连接)的基本思路3．气体除杂的一般思路气体的除杂，首先要推断气体中的杂质，推断气体中的杂质的方法：①看反应物的性质，如用盐酸制取的气体中应含有HCl气体杂质；②看气体是否完全反应，如用CO2与Na2O2反应制取的氧气中应含有CO2杂质；③看反应实质，如C和浓硫酸加热制取的SO2中肯定含有CO2；④看是否有副反应发生等。最终再依据杂质的性质选择合适的试剂及装置。4．制备同种气体时，要留意原理不同选择的装置也不同，如制备氧气，用高锰酸钾分解，选固—固加热装置；用双氧水在二氧化锰作用下分解，选择固—液不加热装置。5．排空气法收集气体时，除了考虑气体的密度大小外，还要考虑是否与空气反应，如NO能被氧气氧化，不能用排空气法收集。6．常见干燥装置与干燥剂的选择液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)可干燥的气体H2、O2、Cl2、CO2、CO、CH4、N2、SO2H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CH4、N2、HClH2、O2、CH4、NH3、N27．若制备的物质(如FeCl3、AlCl3等)易潮解时，不要忽视空气中水蒸气的影响，应在制备装置后连接一个干燥装置。1．(2024·百师联盟高三调研)以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的试验流程如下：下列有关说法正确的是()A．“灼烧”时，可在瓷坩埚中进行B．“浸取”时，可用无水乙醇代替水C．“转化”反应中，生成的KMnO4与MnO2的物质的量之比为1∶2D．“浓缩结晶”后的母液中可能含有KMnO4和K2CO3两种溶质答案D解析KOH与瓷坩埚中的二氧化硅反应，“灼烧”时，可在铁坩埚中进行，故A错误；“浸取”时，不能用无水乙醇代替水，因K2MnO4不易溶于乙醇，故B错误；由3K2MnO4＋2CO2=2KMnO4＋MnO2↓＋2K2CO3，KMnO4与MnO2的物质的量之比为2∶1，故C错误；“浓缩结晶”后的母液中有K2MnO4、KMnO4和K2CO3等溶质，若二氧化碳过量还可能存在碳酸氢钾，故D正确。2．(2024·佛山市高三教学质量检测)葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是常用的补铁剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。用下图装置制备FeCO3，并利用FeCO3与葡萄糖酸反应可得葡萄糖酸亚铁。回答下列问题：(1)a的名称为________。(2)打开a中K1、K3，关闭K2，一段时间后，关闭K3，打开K2。在________(填仪器标号)中制得碳酸亚铁。试验过程中产生的H2的作用有____________________________、______________________________。(写2条)(3)将制得的碳酸亚铁浊液过滤、洗涤，如过滤时间过长会发觉产品部分变为红褐色。用化学方程式说明缘由____________________________________。(4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合一段时间后，加入乙醇、过滤、洗涤、干燥。加入乙醇的目的是________________________。(5)用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制备碳酸亚铁，同时有气体产生，离子方程式为________________________，此法产品纯度更高，缘由是________________________________________。答案(1)恒压滴液漏斗(2)c排出装置内的空气，防止生成的FeCO3被氧化将b中溶液压入c中(3)4FeCO3＋O2＋6H2O=4Fe(OH)3＋4CO2(4)降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度(5)Fe2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=FeCO3↓＋H2O＋CO2↑降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁解析(2)b中产生的硫酸亚铁被压入c中，与碳酸钠作用产生碳酸亚铁；试验过程中产生的H2作用有：赶走空气，防止生成的FeCO3被氧化；将b中溶液压入c中。(3)过滤时间过长会发觉产品部分变为红褐色。FeCO3与H2O、O2反应生成Fe(OH)3。(4)乙醇分子的极性比水小，乙醇降低葡萄糖酸亚铁在水中溶解度，便于葡萄糖酸亚铁析出。(5)碳酸根离子水解后溶液碱性较强，易生成氢氧化亚铁，此法产品纯度更高的缘由是降低溶液的pH以免产生氢氧化亚铁。考点二物质性质的探究试验[解析](1)②由沉淀B的成分可知，反应时混合气体中O2的存在能干扰沉淀的成分，故将SO2通入AgNO3溶液前应除去混在其中的O2，但又不能汲取SO2，故选择饱和NaHSO3溶液。(2)②若沉淀D中主要含有BaSO3，则BaSO3＋2HCl=BaCl2＋H2O＋SO2↑，因为SO2在水中溶解度较大，故滤液E中存在肯定量的SO2，滴加H2O2溶液，发生反应SO2＋Ba2＋＋H2O2=BaSO4↓＋2H＋，溶液中会出现白色沉淀。(3)①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白色沉淀，说明溶液中含有Ag＋；上层清液滴加BaCl2溶液，无白色沉淀出现，可推断B中不含Ag2SO4，因为Ag2SO4微溶于水，BaSO4难溶于水，若B中含有Ag2SO4，向上层清液中滴加BaCl2溶液，肯定会出现白色沉淀。(4)由上述分析可知，SO2与AgNO3溶液反应生成Ag2SO3沉淀，结合质量守恒定律可写出反应的离子方程式。[答案](1)①Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O②饱和NaHSO3溶液(2)①Ag2SO3＋4NH3·H2O=2[Ag(NH3)2]＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋4H2O②H2O2溶液，产生白色沉淀(3)①Ag＋Ag2SO4溶解度大于BaSO4，没有BaSO4沉淀时，必定没有Ag2SO4②途径1不产生SOeq\o\al(2－,4)，途径2产生SOeq\o\al(2－,4)(4)2Ag＋＋SO2＋H2O=Ag2SO3↓＋2H＋(6)试验条件下：SO2与AgNO3溶液生成Ag2SO3的速率大于生成Ag和SOeq\o\al(2－,4)的速率，碱性溶液中SOeq\o\al(2－,3)更易被氧化为SOeq\o\al(2－,4)物质性质探究性试验设计留意的问题1．试验方案要可行。要尽量避开运用高压和特别催化剂等试验室难以达到的条件，试验方案要简洁易行。2．试验依次要科学。要对各个试验步骤进行统一的规划和支配，保证明验精确高效，同时要削减副反应的发生和避开试验步骤间的相互干扰。如：(1)有水蒸气生成时，先检验水蒸气再检验其他成分。(2)对于须要进行转化才能检测的成分要留意解除干扰。如CO的检验，要先检测CO中是否含有CO2，假如有CO2，先除去CO2后才能对CO实施转化，最终再检测转化生成的CO2。3．试验现象要直观。如“证明CH3COOH是弱电解质”的试验，可配制肯定浓度的CH3COONa溶液，用pH试纸测溶液的pH，通过测定的结果pH＞7得出结论，既操作简便又现象明显。4．试验结论要牢靠。要反复推敲试验步骤和多方论证明验结果，做到试验结论精确牢靠。3．(2024·北京东城高三期末)同学们用下图所示试验探究SO2及其水溶液的性质。下列说法正确的是()ⅰ.SO2溶于水ⅱ.向ⅰ的水溶液中滴入品红溶液ⅲ.将ⅱ的溶液加热A．ⅰ的溶液呈酸性，是由于SO2＋H2OH2SO32H＋＋SOeq\o\al(2－,3)B．ⅱ中品红褪色，不足以证明具有漂白性的是SO2C．ⅲ中溶液复原红色，肯定是H2SO3分解造成的D．上述试验涉及SO2的溶解性和强氧化性答案B解析H2SO3是二元弱酸，分步电离且以第一步电离为主：H2SO3H＋＋HSOeq\o\al(－,3)，A错误；品红褪色，说明溶液中某微粒具有漂白性，这种微粒可能是SO2，也可能是H2SO3、HSOeq\o\al(－,3)等，B正确；溶液复原红色，可能是H2SO3分解造成，也可能是不稳定的无色化合物分解造成的，C错误；题述试验没有涉及SO2的氧化性，D错误。4．某校学习小组的同学拟用工业废铁屑(主要成分为Fe，还含有少量FeS、Fe3P等)制备FeSO4·7H2O，并探究FeSO4·7H2O高温分解的产物。Ⅰ.制备试验步骤如下：①称取肯定量的废铁屑，用热的碳酸钠溶液浸泡，再用蒸馏水洗涤。②将处理后的废铁屑放入锥形瓶中，加入适量3mol·L－1的硫酸，连接好装置(如图)后水浴加热至反应完全。③依据现象停止加热，趁热过滤，向滤液中补加少量硫酸。④将滤液冷却、结晶、过滤、洗涤。回答下列问题(1)步骤①称量5.6g废铁屑时，若砝码与物品的位置放反了，则称得的废铁屑的质量会________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)步骤②中需限制硫酸的用量，使铁粉过量，其目的是_______________________________________________________。(3)装置C的作用是___________________________________________。(4)步骤④中洗涤时所用的洗涤剂最好是________。A．稀硝酸B．无水乙醇C．苯(5)测定产品的纯度：称取mg产品，放入锥形瓶中，用经煮沸过且冷却的蒸馏水和稀硫酸溶解，然后用cmol·L－1的KMnO4标准溶液滴定，消耗VmLKMnO4标准溶液。滴定过程中发生反应的离子方程式为_________________；产品的纯度为________。Ⅱ.探究FeSO4·7H2O高温分解的产物的试验装置及步骤如下，请完成相关填空：操作步骤试验现象说明缘由组装好仪器，先充入氮气，再加热管式炉至700℃一段时间干燥管E中的白色固体变蓝分解得到的产物中含水蒸气气体产物经过试管B时品红溶液褪色(6)________气体产物经过试管C时试管C中出现白色沉淀(7)C中反应的化学方程式为______________将瓷舟中反应后的固体溶于足量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液(8)______________(9)______________答案(1)减小(2)保证溶液中不含Fe3＋(或其他合理答案)(3)除去H2S、PH3等物质(4)B(5)MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2Oeq\f(1.39cV,m)×100%eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(cV×10－3×5×278,m)×100%))(6)分解得到的产物中含SO2(7)BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl(或BaCl2＋SO3＋H2O=BaSO4↓＋2HCl)(8)溶液变红(9)因为产物中含有SO2，S元素的化合价降低，则Fe元素的化合价会上升，溶于足量稀硫酸后，溶液中含有Fe3＋解析(1)托盘天平砝码加在右盘上，即m(物品)＝m(砝码)＋m(游码)，若砝码与物品的位置放反了，则m(砝码)＝m(物品)＋m(游码)，即m(物品)＝m(砝码)－m(游码)，则称得的废铁屑的质量会减小。(2)Fe2＋易被氧化为Fe3＋，铁粉过量，目的是保证溶液中不含Fe3＋。(3)杂质FeS、Fe3P能与H2SO4反应生成H2S、PH3等有毒气体，装置C中的CuSO4能与H2S产生CuS沉淀，与PH3发生氧化还原反应生成Cu3P等，从而除去H2S、PH3等物质。(4)洗涤FeSO4·7H2O晶体，若用稀HNO3，易把FeSO4·7H2O氧化，若用苯，表面杂质不溶于苯，起不到洗涤的作用，用无水乙醇最好，既能洗去表面的杂质，又能削减FeSO4·7H2O的损耗。(5)KMnO4滴定FeSO4溶液，发生反应的离子方程式为：MnOeq\o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。依据方程式中各物质的关系可以看出，n(FeSO4)＝5n(KMnO4)＝5×cmol·L－1×V×10－3L＝5×10－3cVmol，m(FeSO4·7H2O)＝5×10－3cVmol×278g·mol－1＝1.39cVg，则产品的纯度为eq\f(mFeSO4·7H2O,m产品)×100%＝eq\f(1.39cV,m)×100%。(7)试管C中试剂是盐酸酸化的BaCl2溶液，气体产物经过时产生白色沉淀，说明气体产物中含有SO3，C中反应的化学方程式为：BaCl2＋H2SO4=BaSO4↓＋2HCl(或BaCl2＋SO3＋H2O=BaSO4↓＋2HCl)。试验方案的设计与评价1化学试验方案的设计(1)化学试验方案设计的基本思路依据试验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。(2)试验方案设计的基本原则基本原则科学性试验原理、试验流程科学合理平安性爱护人身、仪器、环境平安可行性仪器、条件、试剂在中学现有条件下能满意要求简约性步骤少、仪器装置简洁、节约药品、效果好(3)化学试验方案设计的步骤(2024·河南汝州试验中学高三期末)硫酰氯(SO2Cl2)和氯化亚砜(SOCl2)在空气中遇水蒸气发生猛烈反应，并产生大量白雾。硫酰氯(SO2Cl2)常用作氯化剂或氯磺化剂，用于制作药品、染料、表面活性剂等。合成的反应式为SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(l)ΔH＝－197.3kJ·mol－1。物质熔点/℃沸点/℃其他性质SO2Cl2－54.169.1易分解：SO2Cl2eq\o(=,\s\up7(100℃),\s\do5())SO2↑＋Cl2↑合成SO2Cl2的装置如下图所示(夹持仪器已省略)，请回答有关问题：(1)从下表中选择相应的装置完成填空：方案ABCD发生装置所选试剂浓盐酸和MnO2浓盐酸和KMnO44mol/LHNO3和Na2SO470%H2SO4和K2SO3①制备SO2选________(填字母)。[解析](1)①D中70%的硫酸与亚硫酸钾反应生成二氧化硫；②A中浓盐酸与二氧化锰常温下不反应，应当选用B。(2)合成SO2Cl2的装置图中仪器B为球形冷凝管；浓盐酸具有挥发性，生成的氯气中混有氯化氢，丁中盛放饱和食盐水，可以汲取其中的氯化氢。(3)依据题意，硫酰氯(SO2Cl2)的沸点较低，简洁挥发，反应结束后，可以通过蒸馏的方法将其分别开。(4)制备过程中涉及二氧化硫和氯气等污染空气的物质，并且硫酰氯(SO2Cl2)在空气中遇水蒸气发生猛烈的水解反应，因此图中装置C可以汲取未反应的氯气和二氧化硫，同时可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶。(5)为了提高试验的产率，可以通过限制气流速率，宜慢不宜快；依据SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(l)ΔH＝－197.3kJ·mol－1，且SO2Cl2易分解，若三颈烧瓶内温度较高，可适当降温，有利于生成硫酰氯(SO2Cl2)。(6)氯化亚砜(SOCl2)在空气中遇水蒸气发生猛烈反应，并产生大量白雾，氯化亚砜(SOCl2)与水反应的化学方程式为SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑，氯化铝能够水解生成挥发性的氯化氢，蒸干AlCl3溶液不能得到无水AlCl3，用SOCl2与AlCl3·6H2O混合加热，可得到无水AlCl3，是因为SOCl2与AlCl3·6H2O中的结晶水作用，生成无水AlCl3及SO2和HCl气体，产物SO2和HCl抑制AlCl3水解。[答案](1)①D②2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O(2)球形冷凝管饱和食盐水(3)蒸馏(4)汲取未反应的氯气和二氧化硫，防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶(5)限制气流速率，宜慢不宜快；若三颈烧瓶内温度较高，可适当降温；先通冷水，再进行试验(6)SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑SOCl2与AlCl3·6H2O中的结晶水作用，生成无水AlCl3及SO2和HCl气体，产物SO2和HCl抑制AlCl3水解[体验1]草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，易溶于水，受热脱水、升华，回答下列问题：(1)甲组同学依据如图所示的装置，通过试验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可视察到的现象是________________________，由此可知草酸晶体分解的产物中有________。装置B的主要作用是______________________________________。(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组试验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行试验。①乙组同学的试验装置中，依次连接的合理依次为A、B、________。装置H反应管中盛有的物质是________。②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)设计试验证明：①草酸的酸性比碳酸的强_________________________________________。②草酸为二元酸_________________________________________________。答案(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊'CO2'冷凝(水蒸气、草酸蒸气等)，防止草酸蒸气进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)①F、D、G、H、D、I'CuO'②H中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊(3)①向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生②用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍解析(1)结合题给装置中装的药品知，草酸晶体的分解产物中有二氧化碳气体，所以装置C中视察到有气泡逸出，澄清石灰水变浑浊。通入澄清石灰水前，气体进行了冷却，由题中信息知，草酸钙难溶于水，若气体不冷却，则挥发出的草酸蒸气也会进入装置C，与澄清石灰水反应生成沉淀，干扰CO2的检验。(2)由题给试验仪器和药品知，CO应与装置H中固体反应，可推想装置H中固体为CuO，CO还原氧化铜生成Cu和CO2气体，然后把CO2通入到D中，结合装置H和装置D中的现象可推断草酸晶体的分解产物中是否含有CO。检验CO之前应先除去CO中混有的CO2，连接依次为A、B、F、D、G、H、D、I。2化学试验方案的评价(1)试验评价的主要形式从评价的主要针对点来看，试验综合题可分为装置评价型和原理评价型两类。①试验装置的评价对比各方案装置，从装置的合理性、操作的简便可行性等方面进行全面分析，选出最佳装置。②试验原理的评价紧扣试验目的，对各方案的原理综合考虑，从原理是否科学、原料是否节约、误差是否较小等方面进行全面分析，选出最佳方案。(2)试验方案评价的解题思路一个试验方案的优劣主要从试验原理是否科学合理，操作与装置是否简洁可行，以及绿色化学和平安性的角度去评价。①从“科学性”和“可行性”方面对试验方案作出评价评价时可从以下4个方面分析：试验原理是否科学；试验操作是否合理；试验步骤是否简洁、便利；试验效果是否明显。②从“绿色化学”视角对试验方案作出评价反应原料是否易得、平安、无毒；反应速率是否合适；原料利用率以及生成物的产率是否较高；试验过程中是否造成环境污染。③从“平安性”方面对试验方案作出评价化学试验从平安角度常考虑的因素主要有防倒吸、防爆炸、防吸水、防泄漏、防着火、防溅液、防破损等。[解析]混合浓H2SO4和乙醇，应将浓H2SO4沿器壁渐渐注入乙醇中，并不断搅拌，A错误；配制溶液定容时，用胶头滴管逐滴滴加，眼睛平视刻度线，B正确；NO2的密度大于空气的，应用向上排空气法收集，即集气瓶中导气管应进步短出，C错误；电石中的杂质CaS与水反应会有H2S产生，H2S也可使溴水褪色，D错误。[答案]B[体验2](2024·北京东城高三期末)由下列试验现象肯定能得出相应结论的是()选项ABCD装置现象①中无明显现象，②中产生浑浊左边棉球变黄，右边棉球变蓝试管中先出现淡黄色固体，后出现黄色固体试管中液体变浑浊结论热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3氧化性：Cl2＞Br2＞I2溶解度：AgCl＞AgBr＞AgI非金属性：C＞Si答案A解析澄清石灰水变浑浊，说明物质分解产生了CO2，干脆加热的Na2CO3没有分解，反而间接加热的NaHCO3分解了，说明白热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，A正确；右侧棉球变蓝说明生成了I2，既可能是Br2氧化了I－，也可能是Cl2氧化了I－，所以无法比较Br2和I2的氧化性强弱，B错误；从生成淡黄色沉淀这一现象可以得出的结论是：AgCl的溶解度大于AgBr，由于AgCl的量相对较足够，从生成黄色沉淀这一现象可以得出的结论是：AgCl的溶解度大于AgI，因此仅依据所给的试验操作和现象，无法推断AgBr和AgI的溶解度相对大小，C错误；盐酸具有挥发性，挥发出的盐酸也能使Na2SiO3溶液中出现浑浊：2HCl＋Na2SiO3=H2SiO3↓＋2NaCl，不能证明H2CO3的酸性强于H2SiO3，不能说明非金属性C大于Si，D错误。建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每小题9分，共54分)1．用下图装置制取、提纯并收集下表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是()选项气体abcASO2浓硫酸Na2SO3NaOH溶液BH2稀硫酸锌片浓硫酸CCO2稀盐酸石灰石碱石灰DNO2浓硝酸铜粉浓硫酸答案D解析二氧化硫与氢氧化钠溶液反应，不能用氢氧化钠溶液净化二氧化硫，A错误；氢气密度小于空气，应当用向下排空气法收集，B错误；二氧化碳能与碱石灰反应，不能用碱石灰净化二氧化碳，c装置中只能盛装液态试剂，不能盛装固态的碱石灰，C错误；浓硝酸与铜反应生成NO2，NO2能用浓硫酸干燥，用向上排空气法收集，D正确。2．已知草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的熔点为101℃，ABCD制取SO2制取NO2H2C2O4·2H2O分别苯与溴苯答案D解析铜片和稀硫酸加热时不反应，应当用铜片和浓硫酸加热制取SO2，A错误；常温下浓硝酸使铝钝化，不能在常温下用浓硝酸和Al反应制取NO2，B错误；依据供应的信息可知，草酸晶体的分解温度高于熔点，即草酸晶体先熔化后分解，故试管口不能向下倾斜，C错误；苯和溴苯互溶，且沸点相差较大，故可以用蒸馏的方法分别二者，试验过程中须要加入碎瓷片以防止暴沸，冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出，D正确。3．如图是试验室进行二氧化硫制备与性质试验的组合装置，部分固定装置未画出。下列有关说法正确的是()A．关闭K2，打开K1，滴加硫酸，则装置B中每消耗1molNa2O2，转移电子数为NAB．关闭K1，打开K2，试剂X是酸性KMnO4或FeCl3溶液，均可证明SO2有还原性C．为防止环境污染，装置C和E中的试剂均取用饱和的石灰水D．试验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性答案B解析70%的硫酸和Na2SO3反应生成SO2气体，关闭K2，打开K1，装置B中发生反应Na2O2＋SO2=Na2SO4，每消耗1molNa2O2，转移电子数为2NA，A错误；酸性KMnO4或FeCl3溶液，均能将SO2氧化为SOeq\o\al(2－,4)，均可证明SO2有还原性，B正确；饱和石灰水的浓度太小，不能用来除去SO2，应当用浓的氢氧化钠溶液，C错误；试验过程中体现了硫酸的强酸性、难挥发性和二氧化硫的还原性，D错误。4．某同学利用下列装置探究Na与CO2反应的还原产物，已知PdCl2＋CO＋H2O=Pd(黑色)↓＋CO2＋2HCl。下列相关分析错误的是()A．Ⅰ中发生的反应可以是Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋CO2↑B．Ⅱ中浓硫酸的目的是干燥CO2C．试验时，Ⅲ中石英玻璃管简洁受到腐蚀D．步骤Ⅳ的目的是证明还原产物是否有CO答案A解析Ⅰ中应当利用大理石和稀盐酸在简易装置中反应制取二氧化碳，A错误；钠能与水反应，二氧化碳必需干燥，故Ⅱ中浓硫酸的目的是干燥CO2，B正确；试验时，Ⅲ中高温条件下反应产生的碳酸钠会与二氧化硅反应，故石英玻璃管简洁受到腐蚀，C正确；步骤Ⅳ利用PdCl2与一氧化碳反应产生黑色物质的性质，目的是证明还原产物是否有CO，D正确。5．(2024·长春外国语学校高三期末考试)下列试验对应的说明或结论正确的是()选项试验说明或结论A室温下，向含少量FeCl3的CuCl2溶液中加入铜屑，充分搅拌，过滤，得蓝色溶液除去杂质FeCl3得到纯净的CuCl2溶液B向蔗糖中加入浓硫酸，变黑，放热，体积膨胀，放出有刺激性气味的气体浓硫酸具有脱水性和强氧化性，反应中生成C、SO2和CO2等CH2O2、SO2分别加入或通入酸性高锰酸钾溶液，溶液均褪色前者表现还原性，后者表现漂白性D在少量无水乙醇中加入金属钠，缓慢生成可以在空气中燃烧的气体CH3CH2OH是弱电解质答案B解析加入铜发生的反应为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，产生新的杂质离子Fe2＋，故A错误；反应生成C体现浓硫酸具有脱水性，生成SO2和CO2体现浓硫酸具有强氧化性，故B正确；H2O2、SO2与酸性高锰酸钾反应均体现出还原性，故C错误；乙醇属于非电解质，故D错误。6．(2024·河南汝州试验中学高三期末)用下图试验装置进行试验不能达到目的的是()选项反应及试验目的试剂X试剂YA电石与饱和食盐水混合，检验乙炔气体过量CuSO4溶液酸性KMnO4溶液B二氧化锰与浓盐酸混合加热，验证氯、溴、碘单质氧化性依次减弱NaBr溶液KI溶液C乙醇与浓硫酸加热至170℃，证明发生了消去反应过量NaOH溶液Br2的CCl4溶液D乙酸溶液与碳酸钠固体混合，探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱过量饱和NaHCO3溶液苯酚钠溶液答案B解析电石和食盐水反应生成乙炔，同时还生成杂质气体硫化氢等，硫化氢能和硫酸铜反应生成CuS沉淀，防止对乙炔的检验造成干扰，Y能检验乙炔，能实现试验目的，A正确；从X中出来的气体中含有氯气，氯气也能氧化碘离子生成碘而干扰试验，所以不能实现试验目的，B错误；乙醇发生消去反应生成乙烯，乙烯中会含有乙醇、二氧化硫，乙醇易溶于水，二氧化硫能够被氢氧化钠汲取，溴的四氯化碳溶液可以检验乙烯，所以能达到试验目的，C正确；乙酸具有挥发性，生成的二氧化碳中含有乙酸，乙酸和饱和的碳酸氢钠反应生成二氧化碳，二氧化碳、水和苯酚钠反应生成苯酚，依据强酸制取弱酸知，能探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱，能实现试验目的，D正确。二、非选择题(共46分)7．(20分)水中的溶解氧是水生生物生存不行缺少的条件。某课外小组采纳碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。试验步骤及测定原理如下：Ⅰ.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6))。回答下列问题：(1)取水样时应尽量避开扰动水体表面，这样操作的主要目的是______________________________________________________________。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)Na2S2O3溶液不稳定，运用前需标定。配制该溶液时须要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必需经过煮沸、冷却后才能运用，其目的是杀菌、除________及二氧化碳。(4)取100.00mL水样经固氧、酸化后，用amol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为________________；若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。(填“高”或“低”)答案(1)使测定值与水体中的实际值保持一样，避开产生误差(2)O2＋2Mn(OH)2=2MnO(OH)2(3)量筒氧气(4)蓝色刚好褪去，且半分钟内不复原原色80ab(5)低解析(1)本试验为测定水样中的溶解氧，假如扰动水体表面，会增大水体与空气的接触面积，增大氧气在水中的溶解量。(3)配制溶液时还须要量筒量取液体体积；煮沸可以使蒸馏水中的氧气挥发，达到除去氧气的目的。(4)由于混合液中含有碘单质，加入淀粉时，溶液为蓝色；滴定时，Na2S2O3与碘反应，当碘恰好完全反应时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内颜色不复原。由各反应关系可建立如下关系式：O2～2Mn(OH)2～2I2～4S2Oeq\o\al(2－,3)，由题意知，滴定消耗Na2S2O3的物质的量为ab×10－3mol，因此0.1L水样中溶解氧的物质的量＝eq\f(ab,4)×10－3mol，质量为eq\f(ab,4)×10－3mol×32g·mol－1＝8ab×10－3g＝8abmg，即溶解氧的含量为80abmg·L－1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会使最终的读数偏小，测得消耗Na2S2O3的体积偏小，所以测量结果偏低。8．(2024·北京高考)(26分)试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