2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 10.2物質(zhì)制備與工藝流程分析型實(shí)驗(yàn)題 新人教版1實(shí)驗(yàn)室常用強(qiáng)氧化劑(如KMnO4、KClO3、MnO2等)氧化濃鹽酸的方法來(lái)制備氯氣，某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究用Na2O2與濃鹽酸制備并檢驗(yàn)氯氣。供選用的實(shí)驗(yàn)試劑及裝置如下圖所示(部分導(dǎo)管、蒸餾水略)。aNa2O2b濃鹽酸c堿石灰dNaOH溶液e淀粉­KI溶液fCaCO3g石蕊試液h飽和NaCl溶液(1)寫(xiě)出用Na2O2與濃鹽酸制備氯氣的化學(xué)方程式_。(2)下表中的裝置組合最合理的是_(填序號(hào)，需考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)束撤除裝置時(shí)殘留有害氣體的處理)。組合制備裝置凈化裝置檢驗(yàn)裝置/試劑尾氣處理裝置A/eB/gC/eD/g(3)尾氣經(jīng)處理后仍有較多氣體排出，其主要原因可用化學(xué)方程式表示為_(kāi)。(4)某小組成員建議用雙氧水代替過(guò)氧化鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)更好，請(qǐng)你給出兩條合適的理由：_，_。答案(1)Na2O24HCl=2NaClCl22H2O(2)D(3)2Na2O22H2O=4NaOHO2(或4Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2)(4)Na2O2能與水反應(yīng)，會(huì)使原料的利用率降低雙氧水比Na2O2更經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生等量的Cl2，用雙氧水消耗鹽酸的量少Na2O2能與水反應(yīng)，生成的NaOH能與鹽酸反應(yīng)Na2O2能與水反應(yīng)，生成的NaOH吸收了Cl2(填寫(xiě)其中任意兩條即可)解析Na2O2具有強(qiáng)氧化性，能把Cl氧化成Cl2，制備時(shí)應(yīng)把濃鹽酸滴到Na2O2固體上，所以應(yīng)選作為制備裝置，裝置可觀察導(dǎo)氣管是否堵塞，利用KI­淀粉溶液或石蕊試液檢驗(yàn)Cl2，根據(jù)裝置應(yīng)選擇/g，可用NaOH溶液吸收Cl2。在此實(shí)驗(yàn)中，不可避免Na2O2和水反應(yīng)生成Cl2。2次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、醫(yī)藥以及原子能工業(yè)中應(yīng)用廣泛，已知次硫酸氫鈉甲醛具有強(qiáng)還原性，且在120 以上發(fā)生分解。以Na2SO3、SO2、HCHO和鋅粉為原料制備次硫酸氫鈉甲醛的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：在燒瓶中(裝置如圖所示)加入一定量Na2SO3和水，攪拌溶解，緩慢通入SO2，至溶液pH約為4，制得NaHSO3溶液。步驟2：將裝置A中導(dǎo)氣管換成橡皮塞。向燒瓶中加入稍過(guò)量的鋅粉和一定量甲醛溶液，在8090 下，反應(yīng)約3 h，冷卻至室溫，抽濾。步驟3：將濾液真空蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，抽濾。(1)儀器A的名稱(chēng)為_(kāi)，冷凝管進(jìn)水口_(填“a”或“b”)，裝置C的作用是_。(2)步驟2中，應(yīng)采用何種加熱方式_，優(yōu)點(diǎn)是_；冷凝管中回流的主要物質(zhì)除H2O外還有_(填化學(xué)式)。(3)在抽濾操作中，儀器除抽氣泵、燒杯、玻璃棒、布氏漏斗外，還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器(或裝置)有_。抽濾所用的濾紙應(yīng)略_(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑，并將全部小孔蓋住。(4)步驟3中不在敞口容器中蒸發(fā)濃縮的原因是_。答案(1)三頸燒瓶a吸收二氧化硫，并防止倒吸(2)水浴加熱均勻受熱、容易控制溫度HCHO(3)抽濾瓶、安全瓶小于(4)防止產(chǎn)物被空氣氧化解析(1)由于冷凝管的作用是冷凝回流，所以冷凝水應(yīng)從下口通入。(2)根據(jù)次硫酸氫鈉甲醛的分解溫度應(yīng)選擇水浴加熱，水浴加熱均勻，且容易控制；由于HCHO易揮發(fā)，應(yīng)使HCHO回流再利用。(4)由于次硫酸氫鈉甲醛具有強(qiáng)還原性，所以蒸發(fā)濃縮時(shí)不能在敞口容器中進(jìn)行。3綠礬(FeSO4·7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分。下面是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法：查詢(xún)資料，得有關(guān)物質(zhì)的數(shù)據(jù)如下表：25 時(shí)pH值飽和H2S溶液3.9SnS沉淀完全1.6FeS開(kāi)始沉淀3.0FeS沉淀完全5.5(1)檢驗(yàn)制得的綠礬晶體中是否含有Fe3，可選用的試劑為_(kāi)。AKSCN溶液 BNaOH溶液CKMnO4溶液 D苯酚溶液(2)操作中，通入硫化氫至飽和的目的是_；在溶液中用硫酸酸化至pH2的目的是_。(3)操作的順序依次為_(kāi)、冷卻結(jié)晶、_。(4)操作得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌，其目的是：除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì)；_。答案(1)AD(2)除去溶液中的Sn2，并防止Fe2被氧化防止Fe2生成沉淀(3)蒸發(fā)濃縮過(guò)濾洗滌(4)降低洗滌過(guò)程中FeSO4·7H2O的損耗解析(1)檢驗(yàn)Fe3可用KSCN或苯酚溶液。(2)操作中，通入H2S至飽和時(shí)，SnS完全沉淀且能防止Fe2被氧化(因?yàn)?價(jià)硫的還原性更強(qiáng))，加入H2SO4，至pH2，可以防止Fe2生成沉淀。由于綠礬中帶有結(jié)晶水，所以應(yīng)采取蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶的方法，在洗滌沉淀時(shí)，用冰水洗滌可降低FeSO4·7H2O的溶解度。4化學(xué)實(shí)驗(yàn)室通常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制氫氣，因此在制氫廢液中含有大量的硫酸鋅。同時(shí)，由于粗鋅中還含有鐵等雜質(zhì)，使得溶液中混有一定量的硫酸亞鐵，為了充分利用制氫廢液，常用其制備皓礬(ZnSO4·7H2O)。某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)以制氫氣的廢液為原料來(lái)制取皓礬。制備皓礬的實(shí)驗(yàn)流程如下圖所示。已知：開(kāi)始生成氫氧化物沉淀到沉淀完全的pH范圍分別為Fe(OH)3：2.73.7；Fe(OH)2：7.69.6；Zn(OH)2：5.78.0，試回答下列問(wèn)題：(1)加入的試劑，供選擇使用的有：氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、濃硫酸、濃硝酸等，最好選用_，其理由是_。(2)加入的試劑：供選擇使用的有：a.Zn粉、b.ZnO、c.Zn(OH)2、d.ZnCO3、e.ZnSO4等，可選用_。(3)從晶體1晶體2，該過(guò)程的名稱(chēng)是_。(4)在得到皓礬時(shí)，向晶體中加入少量酒精洗滌而不用水的原因是_。答案(1)20%的H2O2將制氫廢液中的Fe2氧化成Fe3，同時(shí)避免引入新的雜質(zhì)(2)bcd(3)重結(jié)晶(4)為了沖洗掉晶體表面的雜質(zhì)離子；防止晶體溶解，影響產(chǎn)率解析(1)根據(jù)Fe3、Fe2、Zn2沉淀的pH值，為了沉淀Fe3、Fe2而不沉淀Zn2，應(yīng)用H2O2，把Fe2氧化成Fe3。(2)為了促進(jìn)Fe3水解應(yīng)降低H的濃度，但不能引入雜質(zhì)離子，所以應(yīng)加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3，但不能使用Zn粉，因?yàn)槭菑闹艸2的廢液中制得皓礬。(3)由于晶體I不純，所以應(yīng)采取重結(jié)晶的方法。(4)在洗滌皓礬時(shí)，為了減少損失，可用酒精洗滌。5加碘食鹽中加入的碘酸鉀是一種白色結(jié)晶粉末，常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，加熱至560 開(kāi)始分解。在酸性條件下碘酸鉀是一種較強(qiáng)的氧化劑，可與碘化物、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)反應(yīng)。工業(yè)生產(chǎn)碘酸鉀的流程如下：(1)已知步驟反應(yīng)器發(fā)生的反應(yīng)中，單質(zhì)碘和氯酸鉀的物質(zhì)的量之比為611，則反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)步驟中調(diào)節(jié)pH10的目的是_。參照碘酸鉀的溶解度：溫度/20406080KIO3 g/100 g H2O8.0812.618.324.8操作的方法是_。(3)檢驗(yàn)加碘食鹽中的碘元素，學(xué)生甲利用碘酸鉀與碘化鉀在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)，然后用四氯化碳檢驗(yàn)生成的碘單質(zhì)時(shí)，甲應(yīng)觀察到的明顯現(xiàn)象有_。學(xué)生乙對(duì)純凈的NaCl進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取1 g純凈的NaCl，加3 mL水配成溶液，然后滴入5滴淀粉溶液和1 mL 0.1 mol·L1 KI溶液，振蕩，溶液無(wú)變化，然后再滴入1滴1 mol·L1的H2SO4，振蕩，一段時(shí)間后溶液變淺藍(lán)色。請(qǐng)推測(cè)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生藍(lán)色現(xiàn)象的可能原因，用離子方程式表示_。(4)學(xué)生丙查閱有關(guān)食品碘強(qiáng)化劑的資料后知道，碘酸鈣也是一種允許使用的食品碘強(qiáng)化劑，它是一種白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，難溶于水和乙醇。丙同學(xué)在氯化鈣溶液中加入理論量的碘酸鉀溶液，反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)水洗后，室溫下干燥得碘酸鈣晶體，加熱至160540 變成無(wú)水物，此時(shí)固體質(zhì)量為原晶體質(zhì)量的78.3%，寫(xiě)出制備碘酸鈣晶體的離子方程式：_；檢驗(yàn)沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是_。答案(1)6I211KClO33H2O=6KH(IO3)25KCl3Cl2(2)使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3蒸發(fā)結(jié)晶(3)液體分層，下層液體呈現(xiàn)紫紅色4I4HO2=2I22H2O(4)Ca22IO6H2O=Ca(IO3)2·6H2O在最后一次洗滌液中加入硝酸銀溶液，若無(wú)白色沉淀說(shuō)明已經(jīng)洗滌干凈解析(2)KH(IO3)2可以和堿反應(yīng)，所以當(dāng)pH10時(shí)，可以使KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3，由于KIO3的溶解度受溫度的影響較大且分解溫度較高，所以采取蒸發(fā)結(jié)晶的方法。(3)KIO3和KI在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成I2，加入CCl4，下層呈紫紅色。在酸性條件下，I可被空氣中的O2氧化成I2，所以當(dāng)加入淀粉溶液時(shí)呈藍(lán)色。(4)設(shè)Ca(IO3)2·xH2O，根據(jù)題意：×100%78.3%，x6，所以Ca22IO6H2O=Ca(IO3)2·6H2O檢驗(yàn)沉淀是否洗凈，應(yīng)取最后一次洗滌液。