《（天津专用）2020版高考化学一轮复习 专题二十一 实验方案的设计与评价课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（天津专用）2020版高考化学一轮复习 专题二十一 实验方案的设计与评价课件（104页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题二十一 实验方案的设计与评价,高考化学 (天津市专用),A组 自主命题天津卷题组,五年高考,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2012天津理综,9,18分)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: (1)第步Cu与酸反应的离子方程式为 ;得到滤渣1的主要成分为 。 (2)第步加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。 (3)用第步所得CuSO45H2
2、O制备无水CuSO4的方法是 。 (4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O,探究小组设计了三种方案:,甲:滤渣2 酸浸液 Al2(SO4)318H2O 乙:滤渣2 酸浸液 滤液 Al2(SO4)318H2O 丙:滤渣2 滤液 溶液 Al2(SO4)318H2O 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。 (5)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(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 molL-1EDTA(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
3、+H2Y2- CuY2-+2H+ 写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式= ; 下列操作会导致CuSO45H2O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 (18分)(1)Cu+4H+2N Cu2+2NO2+2H2O或3Cu+8H+2N 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) 100% c,解析 (1)Cu与稀H2SO4、浓HNO3的混酸反应的离子方程
4、式为Cu+4H+2N Cu2+2NO2+ 2H2O或3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O。Au、Pt不溶于稀H2SO4和浓HNO3的混 酸,故滤渣1的主要成分为Au和Pt。 (2)H2O2具有氧化性,第步加H2O2的作用是将滤液1中的Fe2+氧化为Fe3+。使用H2O2的优点是不 引入杂质,对环境无污染。调溶液pH的目的是使Fe3+和Al3+分别转化为Fe(OH)3沉淀和Al(OH)3沉淀。 (3)加热脱水可使CuSO45H2O变为CuSO4:CuSO45H2O CuSO4+5H2O。 (4)甲方案不可行,因为酸浸液是Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3的混合液,故所得产品中含有较
5、多Fe2(SO4)3 杂质。乙和丙方案相比,丙方案中的H2SO4部分转化为Na2SO4,故从原子利用率角度考虑,乙方 案更合理。 (5)20.00 mL溶液中n(CuSO45H2O)=n(Cu2+)=n(H2Y2-)=c molL-1b10-3 L,则100 mL溶液中的 n(CuSO45H2O)=c molL-1b10-3L ,故CuSO45H2O质量分数的表达式= 100%。,滴定实验中,未干燥锥形瓶,不影响测定结果。若滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡,所读取的消耗标准溶液的体积偏小,使测定结果偏低。若未除净可与EDTA反应的离子,消耗EDTA溶液的体积偏大,使测定结果偏高。,考点二 探究物
6、质组成、性质的实验方案的设计与评价,2.(2016天津理综,9,18分)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 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-
7、.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,溶液为中性或弱酸性。 e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 molL-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录 数据。 f. g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题: (1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。
8、 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。 滴定管 注射器 量筒 (3)搅拌的作用是 。,(4)配平反应的方程式,其化学计量数依次为 。 (5)步骤f为 。 (6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水 样的DO= mgL-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填 “是”或“否”)。 (7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误 差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。,答案 (共18分)(1)将溶剂水煮沸后冷却 (2) (3)使溶液混合均匀,快速完成反应 (4)
9、1,2,4,1,1,3 (5)重复步骤e的操作23次 (6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是 (7)2H+S2 S+SO2+H2O SO2+I2+2H2O 4H+S +2I- 4H+4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中2个),解析 (1)升高温度,气体在水中的溶解度减小,故配制无氧溶液时,可将溶剂水煮沸后冷却。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择注射器。 (3)烧瓶中加入溶液后搅拌的作用是使溶液混合均匀,增大反应物接触面积,加快反应速率。 (4)标出化合价发生变化的元素的化合价,利用化合价升降总数相等,结合电荷守恒和原子守 恒,配平方程式:MnO(OH)2+2I-+4H+
10、Mn2+I2+3H2O。 (5)定量测定实验中,常多次测量求平均值以减小测定误差,故步骤f为重复步骤e的操作23 次。 (6)步骤e中用Na2S2O3溶液滴定I2,淀粉作指示剂,故达到滴定终点的标志为溶液蓝色褪去,且半 分钟内不变色。测定过程中,由关系式:2S2 I2MnO(OH)2 O2知:n(O2)=0.010 00 molL-1 4.5010-3 L = 4.5010-5 mol,故水样中的DO= 4.5010-5 mol32 gmol-1 = 910-3 gL-1,即9.0 mgL-1;由于9.0 mgL-15 mgL-1,故作为饮用水源,此次测得DO达标。 (7)步骤d中加入H2SO
11、4溶液反应后,若溶液pH过低,H2SO4能与Na2S2O3溶液反应,即2H+S2 S+SO2+H2O;生成的SO2也能与I2反应,即SO2+I2+2H2O 4H+2I-+S ;pH过低时,水 样中空气中的O2也能氧化I-,即4H+4I-+O2 2I2+2H2O。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,考点一 制备实验方案的设计与评价,1.(2018江苏单科,5,2分)下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是 ( ) A.用装置甲灼烧碎海带 B.用装置乙过滤海带灰的浸泡液 C.用装置丙制备用于氧化浸泡液中I-的Cl2 D.用装置丁吸收氧化浸泡液中I-后的Cl2 尾气,答案 B A项
12、,灼烧碎海带应在坩埚中进行,错误;C项,用MnO2和浓盐酸制备Cl2需要加热,错 误;D项,吸收尾气中的Cl2要用NaOH溶液,不能用饱和NaCl溶液,错误。,2.(2017课标,10,6分)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等 杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是 ( ) A.、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度 C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热 D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,答案 B 本题考查氢气还原WO3制取
13、W。中应盛KMnO4溶液(除去H2S等还原性气体), 中应盛焦性没食子酸溶液(吸收少量O2),中应盛浓H2SO4(干燥H2),A项错误;氢气与空气的混 合气体加热易爆炸,加热管式炉之前必须检验H2的纯度,B项正确;结束反应时应先停止加热,再 通一段时间的H2,待固体冷却至室温后停止通氢气,可防止生成的W再被氧化,还可以防止倒 吸,C项错误;粉末状的二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热,而启普发生器用于块状固体 与液体在常温下反应制取气体,D项错误。,3.(2016课标,13,6分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( ),答案 D 制备Fe(OH)3胶体时,应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,A项
14、不能达到实验目的;将 MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg(OH)2,欲得到无水MgCl2,应在氯化氢气流中加热蒸干,B项不能 达到实验目的;向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3,Cu也会与HNO3发生反应,C项不能达到实验 目的。,4.(2015重庆理综,4,6分)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的 是 ( ),答案 A A项,Fe(OH)2易与O2反应,所以在FeSO4溶液液面上方加一层植物油,且胶头滴管下 端伸到液面下滴加NaOH溶液;B项,容量瓶不能用于直接溶解药品、稀释溶液;C项,实验室制 NH3所用药品为NH4Cl和Ca(OH)2,氨气极易溶于水,不能用排水
15、法收集;D项,温度计水银球应在 液面以下,乙醇和浓硫酸反应除有乙烯生成外,还有SO2、乙醇蒸气产生,而SO2、乙醇蒸气和乙 烯均能使KMnO4酸性溶液褪色。,5.(2019北京理综,28,16分)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。 (1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应, 得到无色溶液A和白色沉淀B。 浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是 。 试剂a是 。 (2)对体系中有关物质性质分析得出:沉淀B可能为Ag2SO3、Ag2SO4或二者混合物。(资料: Ag2SO4微溶于水;Ag2SO3难溶于水) 实验二:验证B的成分,写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式: 。 加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有 Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是 。 (3)根据沉淀F的存在,推测S 的产生有两个途径: 途径1:实验一中,SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4,随沉淀B进入D。 途径2:实验二中,S 被氧化为S 进入D。 实验三:探究S 的产生途径 向溶液A中滴入过量盐酸,产生白色沉淀,证明溶液中含有 ;取上层清液继续滴加 BaCl2
