2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题16 化学实验设计与探究 Word版含答案

这是一份2018版高三化学一轮复习5年真题分类：专题16 化学实验设计与探究 Word版含答案，共16页。试卷主要包含了苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，00 mL，用0 ，中金属铜的含量，实验室制备苯乙酮的化学方程式为，已知等内容，欢迎下载使用。

实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃ 反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
已知:苯甲酸分子量122,熔点122.4 ℃,在25 ℃和95 ℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g;纯净固体有机物一般都有固定熔点。
(1)操作Ⅰ为 ,操作Ⅱ为 。
(2)无色液体A是 ,定性检验A的试剂是 ,现象是 。
(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115 ℃开始熔化,达到130 ℃时仍有少量不熔。
该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请完成表中内容。
(4)纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL甲醇溶液,移取25.00 mL溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10-3 ml。产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 ,计算结果为 (保留二位有效数字)。
【答案】 (1)分液 蒸馏
(2)甲苯 酸性KMnO4溶液 溶液颜色褪去(其他合理答案也给分)
(3)①冷却结晶,过滤 ②滴入稀HNO3和AgNO3溶液
③测定熔点 白色晶体在122.4 ℃左右完全熔化
(4)×100% 96%
【解析】本题考查基本实验技能和对综合实验的理解应用。首先通读流程。反应混合物过滤后的滤液中有未反应的甲苯及产品苯甲酸盐。过滤后将滤液分离为有机相和水相的操作应为分液。有机相经无水硫酸钠干燥后蒸馏即可回收甲苯。水相经浓盐酸酸化后再用结晶法分离获取苯甲酸。将这一流程理清楚后再开始针对题设问题作答。
2.（2012福建，25）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2（发生装置如图所示）。
(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是＿（填序号）
A.往烧瓶中加人MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加人浓盐酸
(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同
学提出下列实验方案：
甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。
乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。
丙方案：与已知量CaCO3（过量）反应，称量剩余的CaCO3质量。
丁方案：与足量Zn 反应，测量生成的H2体积。
继而进行下列判断和实验：
① 判定甲方案不可行，理由是 。
② 进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
a.量取试样20.00 mL，用0 . 1000 ml·L-1 NaOH标准溶液滴定，消耗 22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为 ml·L-1
b.平行滴定后获得实验结果。
③ 判断丙方案的实验结果 （填“偏大”、“偏小”或“准确”）。
已知：Ksp（CaCO3 ) = 2.8×10-9、Ksp（MnCO3 ) = 2.3×10-11
④ 进行丁方案实验：装置如图所示（夹持器具已略去）。
(i) 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。
(ii)反应完毕，每间隔1 分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是 （排除仪器和实验操作的影响因素）。
【答案】(1)ACB(按序写出三项)
(2)①残余清液中,n(Cl-)>n(H+)(或其他合理答案) ②0.110 0 ③偏小
④(i)Zn粒 残余清液(按序写出两项) (ii)装置内气体尚未冷至室温
【解析】本题主要考查化学实验基础知识,意在考查考生实验操作、实验设计能力。(1)注意实验操作的规范性;正确的操作顺序为ACB。(2)①甲方案中加入足量AgNO3溶液,产生AgCl白色沉淀。反应后的残余液中溶质主要为MnCl2和HCl,故不能用来测定残余液中盐酸的浓度。②由酸碱中和滴定的量关系可得c(HCl)==0.110 0 ml·L-1。③由MnCO3、CaCO3的Ksp数值可知,加入CaCO3,CaCO3不仅与残余液中的盐酸反应,还会生成MnCO3沉淀,使测定结果偏小。
3.（2012四川，28）甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计如下实验流程：
实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，
立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。
乙小组测得：洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。
请回答下列问题：
（1）写出仪器a的名称 。
（2）检查A装置气密性的操作是 。
（3）甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
（4）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 。
（5）乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是 。为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是 。
【答案】(1)圆底烧瓶
(2)连接导管,将导管插入水中;加热试管,导管口有气泡产生;停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
(3)①(NH4)2SO4+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaSO4 ②B ③氢氧化钠溶于氨水后放热;增大OH-浓度,使NH3+H2ONH3·H2O NH4++OH-向逆方向移动,加快氨气逸出
(4)5V1∶7(m1-m2)
(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的量偏高 碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
【解析】本题考查化学实验,意在考查考生的化学实验设计和评价能力。(1)仪器a是圆底烧瓶。(2)连接导管,将导管的末端插入水中,轻轻加热试管,若导管口有气泡冒出,停止加热后,在导管中形成一段水柱,说明装置气密性良好。(3)①仿照NH4Cl与碱石灰混合加热制取氨气,即可写出相应的化学方程式:(NH4)2SO4+Ca(OH)2CaSO4+ 2H2O+2NH3↑。②选用装置C要求固体为块状固体,NaOH为粉末状,故不能选用C装置,选用B装置即可。③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3的挥发,溶液中OH-浓度的增大,这两个因素都使NH3+H2ONH3·H2O NH4++OH-向逆反应方向即生成NH3的方向移动。
(4)由反应前后氧化铜减少的质量即可求得氨气被氧化生成水的质量为(m1-m2)g,其中氢原子的物质的量为(m1-m2)ml;氮原子的物质的量为×2 ml,则氨分子中氮、氢原子个数比为×2 ml∶(m1-m2)ml=5V1∶7(m1-m2)。
(5)可能是未参加反应的氨气与水蒸气一起被浓硫酸吸收了,导致计算出的水的质量增大,求得氢原子的物质的量增大,最终求得氨分子中氮、氢原子个数比明显比理论值小。可以选用只吸收水分而不吸收氨气的药品(如碱石灰等)及相应的装置。
4.（2012大纲版，28）现拟用如图所示装置（尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有CuO粉末）中金属铜的含量。
（1）制备一氧化碳的化学方程式是 ；
（2）实验中，观察到反应管中发生的现象是 ；
尾气的主要成分是 ；
（3）反应完成后，正确的操作顺序为 （填字母）
a.关闭漏斗开关； b.熄灭酒精1； c.熄灭酒精灯2
（4）若实验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，则原样品中单质铜的质量分数为 ；
（5）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案；
①设计方案的主要步骤是（不必描述操作过程的细节） ；
②写出有关反应的化学方程式 。
【答案】(1)HCOOHCO↑+H2O (2)样品粉末逐渐变为红色 CO、CO2
(3)cab (4)80% (5)①将浓硫酸稀释;称取一定量的样品;样品与过量稀硫酸充分反应;过滤、洗涤;干燥、称重、计算 ②CuO+H2SO4CuSO4+H2O
【解析】本题考查化学实验基本操作,意在通过对常规实验的实验原理、实验现象、实验基本操作、实验数据处理等问题的考查,引导考生对常规实验进行创新。
(1)实验室常将甲酸和浓硫酸混合加热来制取CO, HCOOHCO↑+H2O 。(2)反应管中是铜(红色)和氧化铜(黑色)的混合物,反应中逐渐变为红色的铜,尾气的主要成分为CO和CO2。(3)反应前和反应完成后点燃酒精灯和熄灭酒精灯的操作顺序事关实验安全问题,反应完成后应按c、a、b的顺序操作。(4)反应前后固体物质的质量差为5.0 g-4.8 g =0.2 g ,即原混合物中氧化铜中氧原子的质量为0.2 g,则原混合物中氧化铜为1 g,即金属铜的质量分数为80%。(5)从所给试剂来看,易于操作,且实验效果较好的是:将浓硫酸稀释后,用过量稀硫酸与样品反应,过滤、洗涤、干燥、称量、计算。
5.（2012重庆，27）氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料,其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用如图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。
(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为 。
(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x,则装置的连接顺序为 (按气流方向,用接口字母表示),其中C的作用是 。装置连接后,首先要进行的操作的名称是 。
(3)加热前先通N2排尽装置中的空气,称取C、D的初始质量后,再持续通入N2的作用是 、 等。
(4)完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g,则x= 。若取消冷却玻管B后进行实验,测定的x值将 (填“偏高”或“偏低”)。
(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)y·zH2O],该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品,用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z,除测定D的增重外,至少还需测定 。
【答案】（1）2Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O
（2）a-e-d-b 吸收HCl气体 检验气密性
（3）将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收 防止产生倒吸（合理答案均给分）
（4）3 偏低
（5）装置C的增重及样品质量（样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量）
【解析】本题涉及化学反应方程式的书写、实验设计与数据处理等知识。题目情境陌生,考查内容灵活,但其考查基本点是元素及其化合物知识与实验设计的融合,旨在考查考生的实验设计与实验数据分析、处理能力。
(1)根据题目信息,Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解得到MgO、Al2O3、HCl、H2O(g),根据原子守恒即可写出反应方程式。
(2)装置D用于吸收Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的H2O (g),装置C用于吸收Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的HCl。根据装置D的增重可得H2O(g)的质量,根据装置C的增重可得HCl的质量,根据HCl的物质的量可得样品的物质的量,结合H2O(g)的质量即可得出x。连接装置时应该首先用浓硫酸吸收H2O(g),然后用NaOH溶液吸收HCl。
(3)该实验是定量实验,Mg2Al(OH)6Cl·xH2O分解产生的HCl、H2O(g)要完全被C、D装置中的药品吸收,这样实验结果才准确,同时要防止装置内空气中的CO2被NaOH溶液吸收。所以实验前需通入N2赶走装置中的空气,反应后也需持续通入N2,将装置中产生的HCl、H2O(g)全部赶入装置C、D中,从而减小实验误差。停止加热后,H2O(g)、HCl被浓H2SO4、NaOH溶液吸收过程中可导致装置压力迅速减小,可能发生倒吸现象,所以反应后持续通入N2也可防止倒吸现象发生。
(4)反应生成HCl3.65 g(0.1 ml),生成H2O9.90 g(0.55 ml),根据2 ml HCl ~(5+2x)ml H2O可得2∶(5+2x)=0.1∶0.55,解得x=3。若取消冷却玻管B,导致气体温度过高,流速快,H2O(g)可能不能被浓H2SO4完全吸收,导致所测x值偏低。
(5)Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)y·zH2O分解产生的气体除HCl、H2O(g)外,还有CO2,而C装置质量增加包含CO2、HCl的质量,所以需要测定装置C的增重、D的增重及样品质量。
6.（2012浙江，28）实验室制备苯乙酮的化学方程式为：
制备过程中还有等副反应。
主要实验装置和步骤如下：
（I）合成：在三颈瓶中加入20 g无水三氯化铝和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快，边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液，控制滴加速率，使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时。
（Ⅱ）分离与提纯：
①边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液，分离得到有机层
②水层用苯萃取，分液
③将①②所得有机层合并，洗涤、干燥、蒸去苯，得到苯乙酮粗产品
④蒸馏粗产品得到苯乙酮。
回答下列问题：
（1）仪器a的名称：____________；装置b的作用：________________________________。
（2）合成过程中要求无水操作，理由是____________________________________________。
（3）若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶，可能导致_________________。
A．反应太剧烈B．液体太多搅不动C．反应变缓慢D．副产物增多
（4）分离和提纯操作②的目的是________________。该操作中是否可改用乙醇萃取？_____（填“是”或“否”），原因是___________________________________。
（5）分液漏斗使用前须_________并洗净备用。萃取时，先后加入待萃取液和萃取剂，经振摇并__________后，将分液漏斗置于铁架台的铁卷上静置片刻，分层。分离上下层液体时，应先______，然后打开活塞放出下层液体，上层液体从上口倒出。
（6）粗产品蒸馏提纯时，下列装置中温度计位置正确的是_______，可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是________。
【答案】(1)干燥管 吸收HCl气体
(2)防止三氯化铝与乙酸酐水解(只答三氯化铝水解或乙酸酐水解也可)
(3)AD
(4)把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失 否 乙醇与水混溶
(5)检漏 放气 打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔)
(6)C AB
【解析】本题是实验综合题,重点考查了有关物质制备、提纯的实验仪器、操作方法等知识。
(1)仪器a为干燥管,装置b的作用是吸收反应过程中所产生的HCl气体;(2)由于三氯化铝与乙酸酐均极易水解,所以要求合成过程中应该无水操作;(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能会导致反应太剧烈及产生更多的副产物;(4)水层用苯萃取并分液的目的是把溶解在水中的苯乙酮提取出来以减少损失,由于乙醇能与水互溶,所以不能用乙醇代替苯进行萃取操作;(5)分液漏斗使用前须进行检漏,振摇后要进行放气操作,放下层液体时,应该先打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),然后再打开下面的活塞;(6)蒸馏装置中温度计位置正确的是C项,A、B项中装置容易导致低沸点杂质混入收集到的产品中。
7.（2012浙江，26）已知：I2＋2＋2I-。相关物质的溶度积常数见下表：
（1）某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl3，为得到纯净的CuCl2•2H2O晶体，加入 ，调至pH＝4，使溶液中的Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，此时溶液中的c(Fe3＋)＝________；
过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl2•2H2O晶体。
（2）在空气中直接加热CuCl2•2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是_______________（用化学方程式表示）。由CuCl2•2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是_______。
（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O晶体的试样（不含能与I-发生反应的氧化性杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 ml/L Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
①可选用______作滴定指示剂，滴定终点的现象是_________________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl2•2H2O的质量百分数为___________________。
【答案】 (1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3 2.6×10-9 ml·L-1
(2)2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O主要产物写成Cu(OH)2、Cu(OH)Cl、CuO均可] 在干燥的HCl气流中加热脱水
(3)①淀粉溶液 蓝色褪去，放置一定时间后不复色 ②2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 ③95％
【解析】本题是考查溶度积的应用、盐类水解、氧化还原滴定及氧化还原计算的综合题,试题涉及知识点多,对考生的能力要求相对较高。
(1)调节溶液pH时不应该带入其他杂质,故可选择Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质消耗溶液中的H+,使溶液的pH升高;当溶液的pH=4时,c(H+)=1×10-4 ml·L-1, c(OH-)= 1×10-10 ml ·L-1,由Fe(OH)3的Ksp计算可得c(Fe3+)=Ksp/c3(OH-)= 2.6×10-39/(1×10-30)= 2.6×10-9 ml·L-1。(2)由于加热能促进CuCl2的水解,且生成的HCl又易挥发而脱离体系,造成水解较完全,最终得不到纯的无水CuCl2,反应方程式为2CuCl2·2H2OCu(OH)2·CuCl2+2HCl+2H2O;要得到纯的无水CuCl2的合理方法是让CuCl2·2H2O晶体在干燥的HCl气流中加热脱水。(3)滴定前的过程中发生反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,滴定过程中I2完全消失是滴定的终点,所以可选用淀粉溶液作滴定指示剂,滴定终点的现象为蓝色褪去,且在半分钟内不恢复颜色;从反应2Cu2++4I-2CuI↓+I2, I2++2I-,可知Cu2+~,n(Cu2+)=0.1000ml·L-1×20.00×10-3L=2.0×10-3ml,m(CuCl2·2H2O) = 2.0×10-3ml×171 g·ml-1=0.342 g,则试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为0.342 g÷0.36 g×100%=95%。
8.（2012安徽，28）工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+ CO32- (aq) PbCO3(s)+ SO42- (aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K= 。
(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在 溶液中PbSO4转化率较大,理由是 。
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二: ;
假设三: 。
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。
①定性研究:请你完成下表中内容。
②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由: 。
【答案】(1)
(2) Na2CO3 Na2CO3溶液中的c()大
(3)全部为2PbCO3·Pb(OH)2 PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2
(4)①
②同意,若全部为PbCO3时,26.7 mg完全分解后最终固体质量应为22.3 mg(或:不同意,实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大,可能是实验过程中产生的误差引起的)(本题属于开放性试题,合理答案均可)
【解析】本题考查化学平衡、实验探究等,意在综合考查考生的思维能力。(1)因固态物质或纯液态物质的浓度为常数,故反应的平衡常数表达式为K= c(SO42－)/c(CO32－)。(2)使用Na2CO3溶液PbSO4转化率高是因为同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液,Na2CO3溶液中CO2－3浓度大,促使反应:PbSO4(s)+ CO2－3 (aq) PbCO3(s)+ SO42－ (aq)向右进行。(3)结合信息可知得到两种固体,可形成三种情况:①PbCO3、②2PbCO3·Pb(OH)2、③PbCO3与2PbCO3·Pb(OH)2。(4)①PbCO3受热分解生成PbO与CO2,Pb(OH)2受热分解产生PbO与H2O,利用无水硫酸铜来检验分解后是否有H2O生成来判断假设一是否成立。②由PbCO3分解的方程式可知若固体全部为PbCO3,则26.7 mg固体完全分解后可得到22.3 mg固体(PbO),结合图中数据可知假设一不成立;因为实验最终得到的固体质量与全部为PbCO3分解所得到的固体质量相差不大,可能是实验过程中产生的误差引起的,此时假设一成立。
9.（2012天津，9）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
第①步Cu与酸反应的离子方程为______________________；得到滤渣1的主要成分为___________________。
⑵ 第②步加H2O2的作用是___________________________，使用H2O2的优点是________________________；调溶液pH的目的是使__________________生成沉淀。
⑶ 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_________________________。
⑷ 由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，_____方案不可行，原因是_____________________________；
从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。
⑸ 探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O （Mr＝250）含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c ml·L-1 EDTA（H2Y2－）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：
Cu2+ + H2Y2－ ＝ CuY2－ + 2H+
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝ _____________________ ；下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是_____________。
a．未干燥锥形瓶
b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c．未除净可与EDTA反应的干扰离子
【答案】(1)Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H++2NO3-3Cu2++
2NO↑+4H2O Au、Pt
(2)将Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质,对环境无污染 Fe3+、Al3+
(3)加热脱水
(4)甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙
(5) c
【解析】本题主要考查了几种金属元素、硝酸的性质及化学实验操作等方面的知识,意在考查考生定性分析问题的能力、定量计算能力及推理能力。(1)由于没有明确加入的硝酸总量,故混合后溶液中硝酸总浓度可能较大(此时还原产物为NO2),也可能较小(此时还原产物为NO),故离子方程式有两种;滤渣1是不反应的金与铂。(2)第②步加双氧水的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。因双氧水被还原后生成H2O,故不会带来任何杂质与污染。由调节pH后可得到沉淀知,调节pH的目的是使Fe3+、Al3+转化为沉淀。(3)因无水硫酸铜加热时不能水解到底,故可通过直接加热脱水得到无水硫酸铜。(4)因滤渣2中含有Fe(OH)3,而甲方案没有除去铁的实验设计,得到的产品中会含有较多的 Fe2(SO4)3,故甲方案不可行;乙方案中涉及的反应有2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O及副反应:2Fe(OH)3+3H2SO4Fe2(SO4)3+6H2O 、Fe2(SO4)3+2AlAl2(SO4)3+2Fe,铁含量少且最终也都转化为Al2(SO4)3 ;丙方案中涉及的反应有Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O、2NaAlO2+4H2SO4Al2(SO4)3+Na2SO4+4H2O。乙、丙两种方案中生成1 ml Al2(SO4)3时,乙方案消耗3 ml H2SO4,丙方案消耗4 ml H2SO4、2 ml NaOH,乙的原子利用率高于丙,故乙方案较合理。(5)由所给离子方程式,参加反应的Cu2+与EDTA物质的量相同,故20.00 mL试液中,n(Cu2+)=c ml·L-1×b ×10-3 L,a g样品中,n(Cu2+)=5×10-3bc ml,再进一步求出五水硫酸铜的质量为250×5×10-3bc g,再除以样品总质量就可以得到质量分数。锥形瓶中的少量水对滴定结果无影响,a错;滴定终点时有气泡,会导致第二次读数偏小,则误认为消耗的标准溶液体积偏小,结果偏低,b错;当干扰离子能与EDTA反应时,会导致标准溶液消耗量增加,结果偏高,c对。
10.（2012全国新课标卷，28）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：

按下列合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b 中
小心加入4.0mL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：
①向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ；③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.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.25mL B. 50mL C.250mL D.500mL
【答案】 （1） HBr 吸收HBr和Br2
（2）②除去HBr 和未反应的Br2 ③干燥
（3）苯 C （4）B
【解析】本题考查溴苯的制备,意在考查考生对化学实验基本操作掌握的熟练程度。
(1)铁屑的作用是作催化剂，a中反应为+Br2+HBr，HBr气体遇到水蒸气会产生白雾。装置d的作用是进行尾气处理，吸收HBr和挥发出的溴蒸气。(2)②未反应完的溴易溶于溴苯中成为杂质。由于溴在水中的溶解度较小，却能与NaOH反应，同时，反应生成的HBr极易溶于水，溴苯表面会附着氢溴酸，所以NaOH溶液洗涤的作用是除去HBr和未反应的Br2。③分出的粗溴苯中混有水分，无水氯化钙的作用就是除水。(3)苯与溴苯互溶，但上述分离操作中没有除去苯的试剂，所以经过上述操作后，溴苯中的主要杂质是苯。根据苯与溴苯的沸点有较大差异，用蒸馏的方法进行分离。(4)假定4.0 mL液溴全部加入到a容器中，则其中的液体体积约为19 mL。考虑到反应时液体会沸腾,所以液体体积不能超过容器容积的1/2，所以选择50 mL为宜。
11.（2012上海，七）碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
步骤一：废铜屑制硝酸铜
如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。
步骤二：碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4 ml／L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。
完成下列填空：
35．写出浓硝酸与铜反应的离子方程式 。
36．上图装置中NaOH溶液的作用是 。反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有 (填写化学式)。
37．步骤二中，水浴加热所需仪器有 、 (加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是 。
38．步骤二的滤液中可能含有CO32-，写出检验CO32-的方法 。
39．影响产品产量的主要因素有 。
40．若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是 。
【答案】35．Cu＋4H＋＋2NO3－ →Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
36．吸收氮氧化物(合理即给分) NaNO3、NaNO2
37．烧杯 温度计 除去产品表面吸附的硝酸钠
38．取样，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明有
CO32 －
39．温度、pH
40．0.92
【解析】35．铜将浓硝酸还原为NO2，对应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO3－ =Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
36．铜与硝酸反应生成氮的氧化物，逸出后会污染大气，其能与NaOH反应，根据化合价生成相应的盐：NaNO3和NaNO2。
37. 水浴加热要在烧杯中进行，用温度计控制温度。物质从溶液中析出，表面会吸附有溶质，所以要进行洗涤而使物质纯净。
38. 检验CO32-可利用其与强酸反应产生CO2，而CO2能使澄清石灰水变浑浊进行设计实验。
39. 由步骤二的操作可知，准备中需要控制水浴温度70℃左右、pH是8.5的条件，此时产物的产率最大，所以这两个条件的控制对产率非常关键。
40．根据化学方程式：Cu2(OH)2CO3=2CuO＋H2O＋CO2 ↑ 质量差
222 18 44 62
2．22 g 2．42 g－1．80 g=0．62 g
解得：x=2．20 g
w(Cu2(OH)2CO3)=×100％＝92％。
12.（2012上海，八）碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。
完成下列填空：
41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有 晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。
42．含0.800 ml NH3的水溶液质量为54.0 g，向该溶液中通入二氧化碳至反应完全，过滤，得到滤液31.2g，则NH4HCO3的产率为____％。
43．粗盐(含Ca2+、Mg2+)经提纯后，加入碳酸氢铵可制得碳酸钠。实验步骤依次为：
①粗盐溶解；②加入试剂至沉淀完全，煮沸；③ ；④加入盐酸调pH；⑤加入 ；⑥过滤；⑦灼烧，冷却，称重。
44．上述步骤②中所加入的试剂为 、 。
45．上述步骤④中加盐酸调pH的目的是 。
46．为探究NH4HCO3和NaOH的反应，设计实验方案如下：
向含0.1 ml NH4HCO3的溶液中加入0.1 mlNaOH，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。
若有沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为 (写离子方程式)；
若无沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为 (写离子方程式)。
该实验方案有无不妥之处?若有，提出修正意见 。
【答案】 41．(NH4)2CO3 42．92％ 43．过滤 碳酸氢铵 44．氢氧化钠 碳酸钠
45．中和过量的氢氧化钠和碳酸钠 46．HCO3－ ＋OH－→CO32 －＋H2O NH4＋ ＋OH－→
NH3＋H2O 需先煮沸，然后滴加氯化钙稀溶液
【解析】41. 开始时氨水过量,所以先生成碳酸铵。
42. 理论上0.8 ml氨气结合0.8 ml CO2制得0.8 ml碳酸氢铵(63.2 g),0.8 ml CO2的质量是35.2 g,根据质量守恒得实际制得的碳酸氢铵的质量是54.0 g+35.2 g-31.2 g=58 g,则产率是×100%=92%
46．若有碳酸钙沉淀生成,可知加入NaOH后产生了CO32 －,说明HCO32 －与OH-发生反应;若无沉淀生成,可知加入NaOH后没有产生CO32 －,说明是NH4＋ 与OH-发生反应。
13.（2012江苏，21B） 实验化学] 次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na2SO3、SO2、HCHO 和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：
步骤1：在烧瓶中(装置如图所示) 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80 ~ 90℃下，反应约3h，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 。
(2) = 1 \* GB3 ①步骤2 中，反应生成的Zn(OH)2 会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是 。 = 2 \* GB3 ②冷凝管中回流的主要物质除H2O 外还有 (填化学式)。
(3) = 1 \* GB3 ①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有 、 (填仪器名称)。 = 2 \* GB3 ②滤渣的主要成分有 、 (填化学式)。
(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120℃以上发生分解。步骤3 中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是 。
【答案】 (1)NaOH 溶液 (2) = 1 \* GB3 ①快速搅拌 = 2 \* GB3 ②HCHO (3) = 1 \* GB3 ①吸滤瓶 布氏漏斗 = 2 \* GB3 ②Zn(OH)2 Zn
(4)防止产物被空气氧化
【解析】本题考查化学实验模块知识,意在考查考生对实验中装置的分析以及对实验中存在问题进行分析的能力。 (1)装置B用来吸收剩余的SO2尾气,应加入NaOH溶液。(2)防止Zn(OH)2覆盖在锌粉的表面可用快速搅拌的方法。反应物中的甲醛沸点较低,具有挥发性,会在冷凝管中冷却。(3)抽滤装置还包含布氏漏斗和吸滤瓶。滤渣中含有生成的Zn(OH)2以及部分未反应的锌。(4)由题意知,次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,真空蒸发的目的是防止其被空气氧化。
14.（2012北京，27）有文献记载:在强碱条件下，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。
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料:
a．Ag(NH3)2++2H2O=Ag++2NH3·H2O
b．AgOH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Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O。
① 用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是 。
② 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:
① 有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是 。
② 实验结果证实假设成立，依据的现象是 。
（6）用HNO3消洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是 。
【答案】(1)AgNO3溶液和氨水
(2)①试纸变蓝 ②在NaOH存在下,加热促进NH3·H2O分解,逸出NH3,促使Ag(NH3)2++2H2OAg++2NH3·H2O平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与OH-反应立即转化为Ag2O：2Ag++2OH-=Ag2O↓+H2O
(3)过量NaOH溶液 (4)
(5) ①Ag2O+4NH3.H2O= 2Ag(NH3)2OH+3H2O；②与溶液接触的试管壁上析出银镜；(6)Ag+2HNO3(浓) =AgNO3+NO2↑+H2O
【解析】本题以加热银氨溶液析出银镜为载体来考查实验设计,涉及药品选择、现象描述与解释、补充步骤以及绘制气体发生装置图等,意在考查考生接受、吸收新信息以及解决实际问题的能力。(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。NH3·H2ON+OH-,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)2++2H2OAg++2NH3·H2O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:Ag2O+4NH3·H2O2Ag(NH3)2OH+3H2O。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。实验装置
实验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、硫酸铵
反应的化学方程式为 ① 。
乙小组
②
浓氨水、氢氧化钠
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用： ③ 。
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10-20
2.6×10-39
1.7×10-7
1.3×10-12
实验步骤(不要求写出具体操作过程)
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥,……

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
装置
实验序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
2mL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Ⅱ
2mL银氮溶液和数滴浓氨水
有气泡产生；一段时间后，溶液无明显变化