《2020届高考化学复习之大题精做2化学物质制备实验设计 （教师版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考化学复习之大题精做2化学物质制备实验设计 （教师版）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、例：冰晶石又名六氟铝酸钠(Na3A1F6)白色固体，微溶于水，常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是CaF2)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石，某化学实验小组模拟工业上制取Na2AlF6的装置图如下(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。已知：CaF2+H2SO4CaSO4+2HF(1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是_(用化学方程式表示)。(2)装置III的作用为_。(3)在实验过程中，装置II中有CO2气体逸出，同时观察到有白色固体析出，请写出该反应的离子反应方程式：_。(4)在实验过程中，先向装置II中通入HF气体，然后再滴加Na2CO3溶液，而不是先将Na2C
2、O3和A1(OH)3混合后再通入HF气体，其原因是_。 (5)装置II反应后的混合液经过过滤可得到Na3A1F6晶体，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是_。(6)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为_。(7)萤石中含有少量的Fe2O3杂质，可用于装置I反应后的溶液来测定氟化钙的含量。具体操作如下：取8.0 g萤石加入装置I中，完全反应后，将混合液加水稀释，然后加入足量的KI固体，再以淀粉为指示剂，用0.1000 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定，当出现_现象时，到达滴定终点，消耗Na2S2O3标准溶液40.00mL，则萤石中氟化钙的百分含量为_。(已知：I2+2S2O=S4O
3、+2I)【答案】（1）4HF+SiO2=SiF4+2H2O （2）作为安全瓶，防止倒吸 （3）2Al(OH)3+12HF+6Na+3CO=2Na3AlF6+3CO2+9H2O （4）碳酸钠溶液呈碱性，Na2CO3会首先与HF反应，不利于Al(OH)3的溶解 （5）取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净 （6）2O2-4e=O2 （7）溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复 96% 【解析】(1)氢氟酸与玻璃成分二氧化硅反应而腐蚀玻璃：4HF+SiO2=SiF4+2H2O。(2)装置III的作用是防止倒吸。(3)该白色固体是微溶于水的六氟铝酸钠，该反
4、应的离子反应方程式：2Al(OH)3+12HF+6Na+3CO=2Na3AlF6+3CO2+9H2O。(4)其原因是Na2CO3会首先与HF反应，不利于Al(OH)3的溶解。(5)沉淀吸附Na+、CO等离子，可以检验CO，在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，说明沉淀已洗涤干净。(6)在电解制铝的工业生产中，阳极的电极反应式为2O2-4e=O2。(7)Fe2O3溶解产生的Fe3+将KI氧化为I2，I2遇淀粉变蓝，当出现溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复现象时，到达滴定终点。Fe2O32Fe3+I22S2O，n(Fe2O3)
5、=0.5n(Na2S2O3)=0.50.1000mol/L0.040L=0.0020mol，m(Fe2O3)=0.0020mol160g/mol=0.32g，则萤石中氟化钙的百分含量为 100%=96%。1三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2=2BCl3+3CO，某实验小组利用干燥的氯气和下列装置（装置可重复使用）制备BCl3并验证反应中有CO生成。已知：BCl3的熔点为-107.3，沸点为12.5，遇水水解生成H3BO3和HCl，请回答下列问题：（实验）制备BCl3并验证产物CO(1)该实验装置中合理的连接顺序为G_FDI。其中装置E的作
6、用是_。(2)装置J中反应的化学方程式为_。（实验）产品中氯含量的测定准确称取少许m克产品，置于蒸馏水中完全水解，并配成100mL溶液。取10.00mL溶液于锥形瓶中加入V1mL浓度为c1 mol/L AgNO3溶液使氯离子完全沉淀；向其中加入少许硝基苯用力摇动。以硝酸铁为指示剂，用c2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。发生反应：Ag+SCN=AgSCN。重复步骤二次，达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V2 mL。已知：Ksp(AgCl)Ksp(AgSCN) 。(3)步骤中达到滴定终点的现象为_。(4)实验过程中加入硝基苯的目的是_。(5)产品中氯元素的质量分数为
7、_%。(6)下列操作，可能引起测得产品中氯含量偏高是_。A步骤中未加硝基苯B步骤中配制100mL溶液时，定容时俯视刻度线C用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡D滴定剩余AgNO3溶液时，KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴【答案】（1）E H J H 将BCl3冷凝为液态分离出来 （2）2NaOH+Cl2 =NaCl+NaClO+H2O （3）覆盖AgCl，滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为血红色且半分钟内不褪色 （4）防止滴定时AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀，使滴定终点不准确 （5） （6）B 【解析】I.(1)用氯气与B2O3、C反应生成三氯化硼和CO，
8、三氯化硼的熔点为-107.3，沸点为12.5，所以收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气尾气用氢氧化钠吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中水进入装置E，在E和J之间接上H装置，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有一氧化碳生成，多余的CO不能排放到空气中，要用排水法收集，据上面的分析可知，依次连接的合理顺序为GEHJHFDI，故答案为：E、H、J、H；反应产生的BCl3为气态，用冰水冷却降温变为液态，便于与未反应的氯气分离开来，所以其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来；(2)中装置J中Cl2与NaOH溶液发生歧化
9、反应，产生NaCl、NaClO、H2O，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O；II.(3)向该物质中加入AgNO3溶液，发生反应：Ag+Cl=AgCl，为了使溶液中的Cl沉淀完全，加入过量的AgNO3溶液，然后以硝酸铁为指示剂，若溶液中Cl沉淀完全，用c2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。会发生反应：Ag+ +SCN=AgSCN，溶液变为血红色，所以滴定终点现象为滴入最后一滴KSCN溶液时，混合液由无色变为血红色且半分钟内不褪色；(4)硝基苯是液态有机物，密度比水大，加入硝基苯就可以覆盖在反应产生AgCl沉淀上，
10、防止滴定时AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀，使滴定终点不准确；(5)根据离子反应可知n(Ag+)=n(Cl)+n(SCN)，则10.00mL中含有n(Cl)=n(Ag+)-n(SCN)=c1 mol/LV1103L/mLc2mol/LV2 mL103L/mL=(C1V1-C2V2)103mol；则mg中含有Cl元素的质量为m= (C1V1-C2V2)103mol35.5g/mol，则产品中氯元素的质量分数为=；A步骤中未加硝基苯，会使一部分AgCl转化为AgSCN，导致n(SCN)增大，根据关系式n(Ag+)=n(Cl)+n(SCN)可知样品中含有n(Cl)偏小，A错误；B步骤中配制100mL
11、溶液时，定容时俯视刻度线，则使c(Cl)偏大，等体积时含有的n(Cl)偏大，B正确；C用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时，滴定前有气泡，滴定后无气泡，V(标)偏大，则导致样品在Cl含量偏低，C错误；D滴定剩余AgNO3溶液时，KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴，V(标)偏大，则导致样品在Cl含量偏低，D错误；故合理选项是B。2某研究性学习小组为合成1丁醇，查阅资料得知一条合成路线：CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH，CO的制备原理：HCOOHCO+H2O，并设计出原料气的制备装置(如图)。请填写下列空白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫
12、酸、2丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学方程式：_。(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是_、_；c和d中盛装的试剂分别是_、_。(3)制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_(填序号)。饱和Na2SO3溶液酸性KMnO4溶液石灰水无水CuSO4品红溶液(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是_。a低温、高压、催化剂 b适当的温度、高压、催化剂c常温、常压、催化剂 d适当的温度、常压、催化剂(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁
13、醛的1丁醇粗品，为纯化1丁醇，该小组查阅文献得知：RCHO+NaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na；沸点：乙醚34，1丁醇118，并设计出如下提纯路线：粗品滤液有机层1丁醇、乙醚纯品试剂1为_，操作1为_，操作2为_，操作3为_。【答案】（1）Zn+2HCl=ZnCl2+H2 (CH3)2CHOHCH2=CHCH3+H2O （2）恒压 防倒吸 NaOH溶液 浓H2SO4 （3）或 （4）b （5）饱和NaHSO3溶液 过滤 萃取 蒸馏 【解析】（1）氢气可用活泼金属锌与非氧化性酸盐酸通过置换反应制备，氧化性酸如硝酸和浓硫酸与锌反应不能产生氢气，方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2；2
14、-丙醇通过消去反应即得到丙烯，方程式为(CH3)2CHOHCH2=CHCH3+H2O；（2）甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸又因为甲酸易溶于水，所以必需防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO；（3）检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品红溶液或石灰水，检验CO2可以用石灰水，检验水蒸气可以用无水CuSO4，所以在检验这四种气体必需考虑试剂的选择和顺序只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此先检验水蒸气；然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和
