2018届高考化学复习第十章化学实验基础10.4化学实验方案的设计与评价课件新人教版.pptx

1、考点一探究型实验题 【高考命题探究】 【高考母题示例】(物质组成探究)(2016浙江高考) .化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解： 2Mg5Al3(OH)19(H2O)4 27H2O+10MgO+3Al2O3。,(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据_。 (2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理_。 (3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化学方程式表示其原理_。,.磁性材料A是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图流程探究其组成：,请回答： (1)A的组成元素为_(用元素符号表示)，化学式为_。 (2)溶液C可溶解铜片，例

2、举该反应的一个实际应用_。,(3)已知化合物A能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 gL-1)，该气体分子的电子式为_。写出该反应的离子方程式_。,(4)写出FG反应的化学方程式_。 设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-)_。,【解析】.(1)该化合物分解时需要吸收大量的热，从而降低温度；分解产生的固体氧化物能起到隔绝空气的作用；分解产生了大量的水蒸气，从而降低了氧气浓度。 (2)MgO为碱性氧化物，而Al2O3为两性氧化物，因此可以用强碱，如NaOH溶液除去Al2O3。,(3)氯化铵溶液中由于 发生水解使溶液显酸性，MgO能和

3、溶液中的H+反应而溶解。,.(1)根据黄色溶液C加入KSCN溶液后显红色，可以判 断C为FeCl3，进而判断红棕色固体B为Fe2O3，说明化合 物A中含有铁元素。无色气体E溶于水后显酸性，加入 碘的碘化钾溶液后得到无色溶液，且溶液的酸性变 强，因此可以判断此无色气体E为SO2，故化合物A中 含有硫元素。氧化铁的质量为2.400 g，因此n(Fe)=,2=0.030 mol，则化合物A中m(Fe)= 0.030 mol56 gmol-1=1.68 g，因此化合物A中 硫元素的物质的量为 =0.040 mol，则铁 与硫的物质的量之比为0.030 mol0.040 mol=34， 则化学式为Fe3

4、S4。,(2)溶液C为氯化铁，可以溶解铜，可用来制印刷电路 板。 (3)化合物A与硫酸反应生成的淡黄色不溶物为硫，生 成气体的摩尔质量为1.518 gL-122.4 Lmol-1 34.00 gmol-1，则为硫化氢，其电子式为 。 该反应生成硫酸亚铁、硫和硫化氢，离子方程式为Fe3S4+6H+=3H2S+3Fe2+S。,(4)亚硫酸和碘单质反应生成硫酸和碘化氢，化学方程 式为H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI；溶液G中主要含有硫 酸根离子，或许有未反应完的亚硫酸分子，硫酸根离 子用钡盐检验，亚硫酸可以用氧化剂氧化成硫酸根再 检验，具体操作方法为取适量溶液G，加入过量BaCl2 溶液

5、，若产生白色沉淀，则含有 ，过滤后取滤 液，滴加H2O2溶液，若产生白色沉淀，则含有H2SO3。,答案：.(1)反应吸热降低温度，生成的固体氧化物隔绝空气，生成的水蒸气降低了氧气的浓度 (2)Al2O3+2OH-=2Al +H2O (3)H2O+MgO+2NH4Cl=2NH3H2O+MgCl2 (或NH4Cl+H2O NH3H2O+HCl，MgO+2HCl= MgCl2+H2O) .(1)S、FeFe3S4,(2)制印刷电路板 (3) Fe3S4+6H+=3H2S+3Fe2+S (4)H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI 取适量溶液G，加入过量BaCl2溶液，若产生白色沉 淀，则含有

6、，过滤后取滤液，滴加H2O2溶液，若 产生白色沉淀，则含有H2SO3,【高考母题变式】 (1)写出化合物A在空气中煅烧的化学方程式。 提示：4Fe3S4+25O2 6Fe2O3+16SO2。,(2)已知Fe3S4的结构与Fe3O4相似，则1 mol Fe3S4溶于稀硫酸，转移电子的物质的量是多少？,提示：2 mol。根据题意：Fe3S4可写为FeSFe2S3， Fe3S4与稀硫酸的离子反应为FeSFe2S3+6H+= 3H2S+3Fe2+S，反应中有2 mol Fe3+化合价降低变 为Fe2+，有1 mol S2化合价升高变为硫单质，因此 1 mol Fe3S4溶于酸转移2 mol电子。,【模

7、拟母题示例1】(物质性质探究)(2017青岛模拟)锰的化合物种类较多，也大多具有广泛的用途。 世纪金榜导学号30682186 .MnO2具有较强的氧化性，某化学兴趣小组通过实验探究MnO2的性质。,(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性，可行的是_。 A.把MnO2固体加入稀盐酸中，观察是否有黄绿色气体生成 B.把MnO2固体加入H2O2溶液中，观察是否有气泡产生,C.Na2SO3溶液中，加入MnO2固体，再滴加BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成 D.FeSO4溶液中滴加几滴KSCN溶液，再加入MnO2固体，观察溶液是否变红,(2)为研究溶液中MnO2的氧化能力与溶液酸碱性的

8、关系， 该小组同学设计了如下的对比实验：在室温下，取A、 B、C三支试管，用同浓度同体积的KI溶液和质量、 颗粒大小相同的MnO2固体反应，然后分别加入1 mL 0.2 molL-1NaOH溶液、1 mL水、1 mL 0.1 molL-1 硫酸。现象记录如下：,从以上实验中，我们可以得出的结论是_。 写出C试管中发生反应的离子方程式：_。,.铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢，可有效缓解能源危机。MnFe2O4的制备工艺流程如下图：,已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如下表所示：,(1)步骤一中投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质的量之比理论上应为_。 (2)步骤二中

9、需控制pH的范围是_。 (3)步骤三中是否洗涤干净的判断方法是_。,【解析】.(1)MnO2只跟浓盐酸反应且需要加热，A错误；MnO2作催化剂，不是氧化剂，B错误；BaSO3和BaSO4均为白色沉淀，C错误；如果溶液变为红色，说明MnO2具有氧化性，D正确。,(2)根据表格中的数据，在酸性条件下溶液迅速变为棕褐色，说明I-迅速被氧化成I2，因此得出结论是：酸性越强，MnO2的氧化能力越强。 反应中I-I2化合价升高，MnO2中Mn由+4价+2价，化合价降低，因此反应的离子方程式为MnO2+4H+2I-=Mn2+I2+2H2O。,.(1)根据铁酸锰的化学式MnFe2O4，以及元素守恒，推出Fe(

10、NO3)2和Mn(NO3)2的物质的量之比为21。 (2)根据工艺流程，需要保证Fe3+、Mn2+全部转化成沉淀，因此调节pH10.4。 (3)沉淀表面是KOH溶液，因此检验沉淀是否洗净，可以检验溶液是否是中性。,答案：.(1)D (2)酸性越强，MnO2的氧化能力越强 MnO2+4H+2I-=Mn2+I2+2H2O .(1)21(2)pH10.4(3)最后的洗涤液呈中性,【模拟母题示例2】(规律探究与变量控制)(2017衡 水模拟)目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO 和CO转化成CO2和N2，化学方程式如下：2NO+2CO 2CO2+N2。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课 题组

11、进行了以下实验探究。,【资料查阅】不同的催化剂对同一反应的催化效率不同。 使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。 【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化速率的影响规律，设计了以下对比实验。 世纪金榜导学号30682187,(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。,【图象分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：,(2)计算第组实验中，达到平衡时NO的浓度为_。 (3)由曲线、可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_(填“增大”“减小”或“无影响”)。,【解析】(1)为对照实验，是同种催化剂的比表面积增大，因

12、此其他条件相同，所以是探究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响，温度是280；NO初始浓度是6.5010-3molL-1；CO初始浓度是4.0010-3molL-1。,(2)第组实验中，开始时c(CO)=4.0010-3molL-1， 达到平衡时CO的浓度为1.0010-3molL-1，浓度变化 量是3.0010-3molL-1，由于NO、CO是按照物质的量 之比为11反应，所以达平衡时NO的浓度为6.50 10-3molL-1-3.0010-3molL-1=3.5010-3molL-1。 (3)由曲线、可知，增大催化剂比表面积，汽车尾 气转化速率增大。,答案：(1)探究催化剂比表面积对尾气转化

13、速率的影响2804.0010-3 (2)3.5010-3molL-1(3)增大,【探究归纳总结】 1.对物质性质探究的基本思路如下：,2.变量探究实验题的解题策略：,3.探究实验题的解题策略： 物质性质实验探究是中学化学实验探究的重要内容。设计实验探究时，要求原理准确、步骤简捷、现象明显、结论易得，且不对环境造成污染，中学化学性质实验探究的主要角度有：,(1)物质氧化性、还原性的判断。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、还原性强弱的判断。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

14、溶液是否变蓝色来说明Fe3+的氧化性大于I2。,(3)同周期、同主族元素性质的递度规律一般通过设计元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，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)电解质强弱的判断。如探究一元酸HA是弱酸的方法是常温下配制NaA溶液，测pH，若pH7，则说明HA为弱酸；或配制0.01 molL-1的HA溶液，测量溶液的pH，若pH2则说明HA为弱酸。,(5)物质酸性强弱的判断。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判断。 (6)证明H2A是二元酸的实验

15、方法：用NaOH标准溶液滴定同浓度的H2A溶液，若消耗NaOH溶液体积是H2A溶液体积的2倍，则说明H2A为二元酸。,(7)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控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变化等角度设计实验，找出规律。,【高考模拟预测】 1.(2016北京高考)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。,世纪金榜导学号30682188,(1)经检验，现象中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方 程式解释现象：_。 (2)经检验，现象的棕黄色沉淀中不含 ，含有 Cu+、Cu2+和 。 已知：C

16、u+ Cu+Cu2+，Cu2+ CuI(白色)+ I2。,用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是_。 通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2+和 。,a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是_。 b.证实沉淀中含有Cu2+和 的理由是_。 (3)已知：Al2(SO3)3在水溶液中不存在。经检验，现象 的白色沉淀中无 ，该白色沉淀既能溶于强酸， 又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色。,推测沉淀中含有亚硫酸根和_。 对于沉淀中亚硫酸根的存在形式提出两种假设： i.被Al(OH)3所吸附；ii.存在于铝的碱式盐中。对假设ii设计了对比实验，证实了假设ii成立。,a.将对比实验方案补充完整。 步

17、骤一：,步骤二：_(按上图形式呈现)。 b.假设成立的实验证据是_。 (4)根据实验，亚硫酸盐的性质有_。 盐溶液间反应的多样性与_有关。,【解析】(1)反应生成的沉淀是Ag2SO3，离子方程式为2Ag+ =Ag2SO3。 (2)根据信息Cu+ Cu+Cu2+可知，用稀硫酸证实沉淀中含有Cu+的实验现象是析出红色固体铜。,由信息Cu2+ CuI(白色)+I2可知，滴加KI溶液 时有I2生成，加入淀粉，无明显现象，是因为发生了 反应I2+ +H2O= +2I-+2H+。试剂1用来检 验 ，需排除 的干扰，故应选HCl和BaCl2溶 液。故证实沉淀中含有Cu2+和 的理由是在I-的作用 下，Cu2

18、+转化为白色沉淀CuI， 转化为 。,(3)根据题意知现象的白色沉淀中无 ，该白色沉淀既能溶于强酸，又能溶于强碱，还可使酸性KMnO4溶液褪色，可推测沉淀中含有亚硫酸根和Al3+、OH-。,铝的碱式盐的化学式为Al(OH)SO3，相比Al(OH)3，碱式盐中每个铝对应的氢氧根离子不足其三倍，因此应当设计一个定量实验(记录数据V1也暗示了这是一个定量实验)，定量思路可能有多种，比如使用同浓度的酸去滴定，但题目中要求“按上图形式呈现”，故可设计为,。,(4)由题目可知，Ag2SO3是白色沉淀； 能被I2 氧化，说明其有还原性；Al2(SO3)3在水溶液中不存 在，是因为发生了水解相互促进反应。实验

19、结论要紧 扣实验目的，根据题目，我们探究的是Na2SO3溶液和 不同金属的硫酸盐溶液反应，所以得到结论是盐溶液 间反应的多样性与两种盐溶液中阴、阳离子的性质有 关。另外，实验和都是因为滴加量的不同，所,发生的反应不同，故盐溶液间反应的多样性与反应条件有关。,答案：(1)2Ag+ =Ag2SO3 (2)析出红色固体a.HCl和BaCl2溶液 b.在I-的作用下，Cu2+转化为白色沉淀CuI， 转化 为 (3)Al3+、OH- a.,b.V1明显大于V2 (4)亚硫酸盐的溶解性、氧化还原性、在水溶液中的酸碱性 两种盐溶液中阴、阳离子的性质和反应条件,2.(2017芜湖模拟)亚硝酸和亚硝酸盐在生产、

20、医药等领域有着广泛应用。 (1)某校化学兴趣小组利用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分。已知NO2和NO液化温度分别为21和-152。,反应前通入氮气的目的是_； 仪器的连接顺序(按左右连接)为A_ _B。 在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是_。,装置A中反应的化学方程式为_。 如果没有装置C，对实验结论造成的影响是_。,(2)将AgNO2和AgCl的饱和溶液等体积混合后，加入足量的浓硝酸银溶液，生成的沉淀n(AgNO2)_ n(AgCl)(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度

21、下，Ksp(AgNO2)=210-8；Ksp(AgCl)=1.810-10 (3)设计实验证明HNO2是弱酸：_。,【解析】(1)硫酸与亚硝酸钠反应生成气体的成分为NO、NO2，其中NO与空气中的氧气反应被氧化成NO2，所以实验开始前要将装置中的空气排尽，反应前通入氮气的目的是排尽装置内的空气，防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰，根据各部分装置的作用可知，C吸收水蒸气，B尾气处理，防止污染空气，D检验NO，E冷却二氧化氮，所以仪器的连接顺序为ACEDB。,无色的NO与氧气反应生成红棕色的二氧化氮，所以 确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是装置D中通 入氧气后会出

22、现红棕色气体。 装置A中为硫酸与亚硝酸钠反应生成硫酸钠、NO、 NO2和H2O，反应的化学方程式为2NaNO2+H2SO4= Na2SO4+NO+NO2+H2O。,C装置主要作用是干燥混合气体，如果有水，二氧化氮与水反应生成一氧化氮，所以如果没有装置C，水蒸气会与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清。,(2)根据AgCl和AgNO2的Ksp，可以确定在AgNO2和AgCl两 饱和溶液中，前者c(Ag+)大于后者c(Ag+)，c( ) c(Cl-)，加入足量的浓AgNO3溶液时，会产生AgCl和 AgNO2沉淀，AgNO2沉淀更多。 (3)证明HNO2是弱酸的方法有测NaNO2溶液的pH

23、或测 0.1 molL-1HNO2溶液的pH等。,答案：(1)排尽装置内的空气，防止可能产生的NO被氧化成NO2，造成对A中反应产物检验的干扰CED 装置D中通入氧气后会出现红棕色气体 2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO+NO2+H2O 水蒸气会与NO2反应产生NO，造成对NO的来源认识不清 (2)大于(3)测NaNO2溶液的pH或测0.1 molL-1HNO2溶液的pH等,【加固训练】 1.草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K1=5.4 10-2，K2=5.410-5。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101，易溶于水，受热

24、脱水、升华，170以上分解为CO、CO2和H2O。回答下列问题：,(1)写出草酸晶体分解的化学方程式_。 (2)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。若实验过程中，B中澄清石灰水变浑浊，_(填“能”或“不能”)说明草酸晶体的分解产物中有CO2，原因是_。,(3)乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A和如图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。,乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A_G_。装置H反应管中盛有的物质是_。 F装置的作用是_。 能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_ _。,【解析】(1)草酸晶体在170以上分解为

25、CO、CO2 和H2O，则分解的化学方程式为H2C2O42H2O CO+CO2+3H2O。,(2)草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101，易溶 于水，受热脱水、升华，170以上分解，如果草酸受 热分解，分解时会产生二氧化碳，二氧化碳和氢氧化 钙反应生成难溶性的碳酸钙沉淀而使澄清石灰水变浑 浊，所以C中观察到的现象是：有气泡冒出且澄清石灰 水变浑浊，说明有二氧化碳生成；但由于草酸晶体受 热易升华，升华的草酸也会和澄清石灰水反应生成难,溶物CaC2O4，不能确定是CO2和澄清石灰水反应生成的碳酸钙沉淀。,(3)要检验生成CO，在甲组实验后，用浓氢氧化钠除去二氧化碳，用澄清石灰水检验二氧

26、化碳，用碱石灰干燥CO，利用CO和CuO发生还原反应生成CO2，再利用澄清石灰水检验生成的二氧化碳，用排水法收集CO避免环境污染，所以其连接顺序是F、D、G、H、D。H装置中盛放的物质应该具有氧化性，且和CO反应有明显现象发生，CuO能被CO还原且反应过程中黑色固体变为红色，现象明显，所以H中盛放的物质是CuO。,由于升华的草酸也会和澄清石灰水反应生成难溶物CaC2O4，二氧化碳也能与氢氧化钙反应产生沉淀，所以F装置的作用是除去混合气体中升华出的草酸和分解产生的二氧化碳。,CO具有还原性，其氧化产物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，且CO将黑色的CuO还原为红色的Cu，因此能证明草酸晶

27、体分解产物中有CO的现象是H前面的澄清石灰水不变浑浊，H后面的澄清石灰水变浑浊，且H中黑色固体变成红色。,答案：(1)H2C2O42H2O CO+CO2+3H2O (2)不能草酸晶体受热易升华，升华的草酸也会和澄清石灰水反应生成难溶物CaC2O4，不能确定是CO2和澄清石灰水反应生成的碳酸钙沉淀 (3)FDHDCuO,除去混合气体中升华出的草酸和分解产生的二氧化碳 H前面的澄清石灰水不变浑浊，H后面的澄清石灰水变浑浊，且H中黑色固体变成红色,2.(2017武汉模拟)为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即含碳元素0.03%2.0%铁合金)进行了以下探究活动： 探究一 (1)将已去

28、除表面氧化物的铁钉放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_。,(2)取碳素钢6.0 g于15.0 mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。 甲同学认为X中除Fe3+外还可能有Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应选用_(填字母)。 A.KSCN溶液和氯水 B.铁粉和KSCN溶液 C.浓氨水 D.酸性KMnO4溶液,乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，发生SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4反应，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为_。,探

29、究二 根据上述实验中SO2体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体，其中Q1气体在标准状况下密度为0.089 3 gL-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。,(3)装置B中试剂的作用是_。 (4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的_(用化学方程式表示)。 (5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水，为确认Q2的存在，需在装置中添加洗气瓶M于_(填序号)。 A.A之前 B.AB间 C.BC间 D.CD间,(6)如果气体Y中含有Q1，预计实验现象应是_。,【解析】(1)常温下，铁遇冷的浓硫酸发生氧化还原反应，在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止了进一步的反应，发

30、生钝化现象，所以钝化后的铁钉放入CuSO4溶液中，反应片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化。,(2)Fe2+具有还原性，而酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，发生氧化还原反应使酸性高锰酸钾溶液褪色，Fe3+和Fe2+同时存在时，可用酸性高锰酸钾溶液检验Fe2+。,SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4，H2SO4+BaCl2= BaSO4+2HCl，所以硫酸钡和二氧化硫之间的关 系式为SO2BaSO4，设二氧化硫的体积为V，则,SO2BaSO4 22.4 L 233 g V 4.66 g 则：V= =0.448 L，所以二氧化硫的体积分数为0.448 L/0.56 L100%=80%。,(3)

31、二氧化硫能使品红溶液褪色，故可用品红溶液检 验二氧化硫是否除尽。 (4)碳素钢中含有碳，加热条件下，碳能和浓硫酸反 应生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为 C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O。,(5)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊，但二氧化硫还能使品红溶液褪色，所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰，B装置是为了检验二氧化硫是否除尽，所以澄清石灰水应放置在B和C之间，即在通入碱石灰之前检验。,(6)因Q1在标准状况下的密度为0.089 3 gL-1，故其摩 尔质量为0.089 3 gL-122.4 Lmol-1=2 gmol-1， Q1为氢气，氢气具有还原性，能

32、还原黑色的氧化铜生成 红色的铜单质，同时生成水，水可用无水硫酸铜检验， 所以如果D中氧化铜变红，E中无水硫酸铜变蓝，则证明 含有氢气。,答案：(1)铁被钝化 (2)D80% (3)检验SO2是否除尽 (4)C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O (5)C (6)D中的固体由黑变红、E中的固体由白变蓝,考点二物质制备和工艺流程型实验题 【高考命题探究】 【模拟母题示例1】(工艺流程题)(2017邯郸模拟)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及SiO2等，其中VOSO4可溶于水)，科研人员最新研制了一种回收钒的新工艺，其主要流程如下：,世纪金榜导学号30682189,(1)萃

33、取、反萃取过程中所需的主要玻璃仪器为 _。 (2)上述流程中涉及两处氧化还原反应。 “浸取还原”过程的产物为VOSO4，该反应的离 子方程式为_。 “氧化”过程无气体产生，溶液中VO2+转化为 V ，该反应的离子方程式为_。,(3)“沉淀”过程中，沉钒率受温度、氯化铵系数 (NH4Cl的质量与调节pH之后的料液中V 的质量比) 等的影响，其中温度与沉钒率的关系如图所示，温度 高于80沉钒率降低的可能原因是_。,(4)上述流程中所得沉淀为一系列的聚合物种其分子组成可用NmHnVxOy表示，质谱法分析某沉淀的摩尔质量为832 gmol-1。取该沉淀83.2 g用下列装置测定其组成，充分焙烧后玻璃管

34、内残留V2O5固体为72.8 g；所得气体通过U形管后，U形管增重3.6 g。,广口瓶中浓硫酸的作用为_。 该沉淀的分子式为_。,【解析】(1)萃取、反萃取过程中所需的主要玻璃仪器 为分液漏斗。 (2)“浸取还原”过程的产物为VOSO4，则在酸性条 件下，V2O5被 还原生成VOSO4，离子方程式为V2O5+ +4H+=2VO2+ +2H2O。 “氧化”过程无气体产生，溶液中VO2+被Cl 氧化 为V ，离子方程式为6VO2+Cl +3H2O=6V + Cl-+6H+。,(3)从温度与沉淀率的关系图可知开始随温度升高沉钒率升高，温度高于80沉钒率降低的可能原因是：温度高于80，部分氯化铵分解。

35、 (4)广口瓶中浓硫酸的作用为吸收产生的氨气。,由题意可知：n(沉淀)= =0.1 mol 由题意知沉淀分解生成H2O、NH3和V2O5 n(H2O)= =0.2 mol n(NH3)= =0.4 mol n(V2O5)= =0.4 mol n(沉淀)n(H2O)n(NH3)n(V2O5)=1244 因此该物质的分子式为N4H16V8O22。,答案：(1)分液漏斗 (2)V2O5+ +4H+=2VO2+ +2H2O 6VO2+Cl +3H2O=6V +Cl-+6H+ (3)温度高于80，部分氯化铵分解 (4)吸收产生的氨气 N4H16V8O22,【模拟母题变式】 (1)写出沉淀过程发生反应的离

36、子方程式。 提示：4 +8V +2H2O=(NH4)4V8O22+4OH。,(2)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式。 提示：3V2O5+10Al 6V+5Al2O3。,【模拟母题示例2】(有机物的制备与检验)(2017衡水模拟)已知用P2O5作催化剂，加热乙醇可制备乙烯，反应温度为80210。某研究性小组设计了如下的装置制备并检验产生的乙烯气体(夹持和加热仪器略去)。,(1)仪器a的名称为_。 (2)在三颈瓶中加入沸石的作用是_， 若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是_。 (3)用化学方程式表示上述制备乙烯的原理_。,(4)已知P2O5是一种酸性干燥剂，吸水放出

37、大量的热， 在实验过程中P2O5与乙醇能发生作用，因反应用量的 不同，会生成不同的磷酸酯，它们均为易溶于水的物 质，沸点较低。写出乙醇和磷酸反应生成磷酸二乙酯 的化学方程式(磷酸用结构式表示为 )_。,(5)某同学认为用上述装置验证产生了乙烯不够严密，理由是_。 (6)某同学查文献得知：40%的乙烯利(分子式为C2H6ClO3P)溶液和NaOH固体混合可快速产生水果催熟用的乙烯，请在上述虚线框内画出用乙烯利溶液和NaOH固体制取乙烯的装置简图(夹持仪器略)。,【解析】(1)乙醇易挥发，故需要冷凝管，A为球形冷凝 管(或冷凝管)。 (2)在三颈瓶中加入沸石的作用是防止加热过程中液体 暴沸；若加热

38、后发现未加沸石，应停止加热，冷却后 加入。 (3)利用乙醇在P2O5作催化剂的催化作用下发生分子内脱 水制取乙烯，反应方程式为C2H5OH C2H4+H2O。,(4)根据羧酸与醇的酯化反应，可以写出乙醇和磷酸反 应生成磷酸二乙酯的化学方程式为,(5)乙醇具有挥发性，乙烯中可能混有乙醇，乙醇和乙烯都能被高锰酸钾溶液氧化，导致高锰酸钾溶液褪色，所以此装置不够严密。,(6)反应原理为固体和液体不加热制取气体，可选择与 制取二氧化碳相似的装置，由圆底烧瓶和分液漏斗组 成，在分液漏斗中装乙烯利，烧瓶中装氢氧化钠固 体，装置图为 。,答案：(1)球形冷凝管(或冷凝管) (2)防暴沸停止加热，冷却后加入 (

39、3)C2H5OH C2H4+H2O (4),(5)没有排除乙醇的干扰(或在通过酸性高锰酸钾溶液之前，应该除去乙醇) (6),【探究归纳总结】 1.解答物质制备试题的一般程序： (1)认真阅读题干，提取有用信息。 (2)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。,(3)通读问题，整合信息，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做出正确答案。,2.化工流程题的主线分析方法：,分解主线、分段解题示例： (2016丙卷T28)废钒催化剂的主要成分为,以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：,【

40、高考模拟预测】 1.(2016海南高考)某废催化剂含58.2%的SiO2、 21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用 15.0 g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。 采用的实验方案如图：,回答下列问题：世纪金榜导学号30682190 (1)在下列装置中，第一次浸出必须用_，第二次浸出应选用_。(填标号),(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成_。滤渣2的主要成分是_。 (3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是_。 (4)某同学在实验完成之后，得到1.5 gCuSO45H2O，则铜的回收率为_。,【解析】(1

41、)根据流程图分析第一次浸出主要发生ZnO、ZnS与硫酸反应，因生成H2S有毒气体，应有尾气吸收装置，用D装置；滤渣1的主要成分是SiO2、CuS，第二次浸出主要是CuS在酸性条件下被H2O2氧化为硫酸铜，没有气体产生，用A装置。,(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解。滤渣2的主要成分是SiO2。 (3)蒸发皿用来蒸发浓缩溶液。,(4)15.0 g废催化剂中含n(Cu)=n(CuS)= =0.02 mol，得到1.5 g CuSO45H2O中含n(Cu)= n(CuSO45H2O)= =0.006 mol，则铜的

42、回收 率为 100%=30%。,答案：(1)DA (2)H2O2与固体颗粒接触分解SiO2(和S) (3)蒸发皿 (4)30%,2.(2017长沙模拟)次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2HCHO 2H2O)俗称吊白块，不稳定，120时会分解，在印 染、医药以及原子能工业中有广泛应用。以Na2SO3、 SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验 装置如图所示：,实验步骤： 步骤1：在三颈烧瓶中加入一定量Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液； 步骤2：将装置A中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在8090下，反应约3 h，

43、冷却至室温，抽滤； 步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。,(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是_；冷凝管中冷却水从_(填“a”或“b”)口进水。 (2)A中多孔球泡的作用是_。 (3)写出步骤2中发生反应的化学方程式_。,(4)步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是防止温度过高使产物分解，也防止_。,(5)为了测定产品的纯度，准确称取2.0 g样品，完全 溶于水配成100 mL溶液，取20.00 mL所配溶液，加入 过量碘完全反应后(已知I2不能氧化甲醛，杂质不反 应)，加入BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥 至恒重得到白色固体0.466 g。M(NaHSO2HCHO2H2O) =154

44、 gmol-1,如何检验沉淀是否洗净_； 所制得产品的纯度为_。,【解析】(1)该实验是以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛，SO2作为尾气不能排放到空气中，装置B的作用是吸收未反应的SO2，所以装置B的烧杯中应加入的溶液是NaOH溶液。冷凝管用于冷凝回流，冷凝水从下口进水，所以冷却水从a口进水。,(2)为了增大气体与溶液的接触面积，加快气体的吸收速率，A中放置了多孔球泡。 (3)该实验是以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛，则步骤2中发生反应的化学方程式为NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2HCHO+Zn(OH)2。,(4)次

45、硫酸氢钠甲醛具有还原性，在敞口容器中蒸发浓缩，容易被空气中的氧气氧化变质，为了防止温度过高使产物分解，也防止氧气将产物氧化，故在真空容器中进行蒸发浓缩。,(5)因为在操作中加入BaCl2溶液至沉淀完全，所以检验沉淀是否洗净只需检验Cl-是否存在即可，方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀，说明已经洗净，若有白色沉淀，则未洗净。,根据硫守恒得关系式为 NaHSO2HCHO2H2OBaSO4 154 233 x 0.466 g 列方程解得：x=0.308 g。 则所制得的产品的纯度为 100%=77%。,答案：(1)氢氧化钠溶液a (2)增大气体与溶液的

46、接触面积，加快气体的吸收速率 (3)NaHSO3+HCHO+Zn+H2O=NaHSO2HCHO+Zn(OH)2 (4)氧气将产物氧化 (5)取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀，说明已经洗净，若有白色沉淀，则未洗净 77%,【加固训练】 高锰酸钾可用于生活消毒，是中学化学常见的氧化剂。工业上，用软锰矿制高锰酸钾的流程如下：,请回答下列问题： (1)该生产中需要纯净的CO2气体，写出实验室制取CO2的化学方程式_。 (2)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是_(填字母编号)。 a.75%酒精 b.双氧水 c.苯酚 d.84消毒液

47、(NaClO溶液),(3)写出二氧化锰和氢氧化钾熔融物中通入空气时发生的主要化学反应的方程式：_。 (4)上述流程中可以循环使用的物质有_、_(写化学式)。,(5)测定高锰酸钾样品纯度采用硫酸锰滴定：向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉淀。当溶液的紫红色刚好褪色且半分钟不恢复，表明达到滴定终点。写出该反应的离子方程式：_。 (6)已知：常温下，KspMn(OH)2=2.410-13。工业上，调节pH可以沉淀废水中Mn2+，当pH=10时，溶液中c(Mn2+)=_。,(7)操作的名称是_；操作根据KMnO4和K2CO3两物质在溶解性上的差异，采用_(填操作步骤)、趁热过滤得到KMnO4粗晶

48、体。,【解析】(1)实验室利用碳酸钙与盐酸反应制二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2 +H2O+CO2。 (2)KMnO4有强氧化性，利用其强氧化性杀菌消毒，消毒原理与84消毒液、双氧水一样，故选b、d。,(3)由工艺流程转化关系可知，MnO2、KOH的熔融混合 物中通入空气时发生反应生成K2MnO4，根据元素守恒 还应生成水，反应的化学方程式为2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O。 (4)由转化关系图知，除石灰、二氧化碳外，K2MnO4溶 液中通入CO2以制备KMnO4生成的MnO2及最后由母液加入 石灰生成的KOH，可在MnO2、KOH的熔融制备K2

49、MnO4中被 循环利用。,(5)向高锰酸钾溶液中滴加硫酸锰溶液，产生黑色沉 淀二氧化锰，反应的离子方程式为2Mn +3Mn2+2H2O =5MnO2+4H+。 (6)当pH=10时，c(OH-)=110-4molL-1，根据KspMn(OH)2=c(Mn2+)c2(OH-)，可知c(Mn2+)= molL-1=2.410-5molL-1。,(7)将KMnO4、K2CO3、MnO2溶于水然后过滤得到KMnO4、K2CO3混合溶液，所以操作为过滤，再根据KMnO4、K2CO3溶解度差异采用浓缩结晶、趁热过滤得到KMnO4粗晶体。,答案：(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 (2)

50、b、d (3)2MnO2+4KOH+O2 2K2MnO4+2H2O (4)MnO2KOH (5)2Mn +3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+ (6)2.410-5molL-1 (7)过滤浓缩结晶,考点三定量分析型实验题 【高考命题探究】 角度1 量气法 【模拟母题示例】(2017衡水模拟)铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。,【方案一】 【实验方案】将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。 实验中发生反应的化学方程式是_。,【实验步骤

51、】 (1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0 molL-1NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V_ mL。 (2)过滤、洗涤、干燥、称量固体，该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。,【方案二】 【实验方案】将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。,【实验步骤】 (1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：,你认为最简易的装置其连接顺序是A() ( )( )( ) ( )(填接口字母，可不填满)。,(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将

52、瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。,装置中导管a的作用是_。 实验中将碱式滴定管改装成量气管，且实验前后量气管中液面读数分别为V1mL、V2mL。则产生氢气的体积为_mL。 若需确定产生氢气的物质的量，还需测定的数据是_。,【解析】【方案一】铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝 酸钠与氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O =2NaAlO2+3H2。 (1)当合金中含镁为3%时，金属铝的含量最高，10.8 g 合金中铝的物质的量n(Al)= =0.388 mol。,根据反应2Al+2N

53、aOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，反应消 耗NaOH的物质的量为0.388 mol，则V(NaOH)= =0.097 L=97 mL。 故需要NaOH溶液体积V97 mL。 (2)镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的 镁的质量偏大，镁的质量分数偏高。,【方案二】(1)装置的组装顺序：合金与酸反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积等于生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为(A)接(E)(D)接(G)。,(2)装置中导管a的作用是保持分液漏斗内压强与锥形瓶内压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利

54、滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。,滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积，收集氢气后滴定管内液面读数减小，所以测定氢气的体积为(V1-V2)mL。 由于气体受温度和压强的影响较大，若要确定气体的物质的量，必须知道实验时的温度和压强。,答案：【方案一】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 (1)97(2)偏高 【方案二】(1)EDG(2)平衡压强 (V1-V2)实验时的温度和压强,【模拟母题变式】 (1)反应后读取量气管液面读数前，应注意什么问题？ 提示：氢气温度冷却到室温；上下移动滴定管，使左

55、右两管中液面相平再开始读数。,(2)若方案二中称取合金质量为mg，反应产生气体的体积转化为标准状况下为VL，试计算合金中镁的质量分数。,提示：( -4)100%。 设合金中Mg、Al的物质的量分别为x和y，则 24 gmol-1x+27 gmol-1y=mg x+1.5y= mol 解得x=,则镁的质量分数为( )24 gmol-1/mg 100%=(4- )100%。,角度2 滴定法和重量法 【高考母题示例】(2016天津高考)水中溶氧量(DO) 是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶 解氧分子的质量表示，单位mgL-1，我国地表水 环境质量标准规定，生活饮用水源的DO不能低于 5

56、mgL-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装 置略)，测定某河水的DO。,.测定原理： 碱性条件下，O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2； 2Mn2+O2+4OH-=2MnO(OH)2， 酸性条件下，MnO(OH)2将I-氧化为I2； MnO(OH)2+I-+H+Mn2+I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2； 2S2 +I2=S4 +2I-。,.测定步骤： a.安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。 b.向烧瓶中加入200 mL水样。 c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应完全。,d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液，至反应完全，溶液为中