2019年高考化学二轮复习专题26综合性化学实验教案131 下载本文

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用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥

[命题点研究]

第(1)问考查Cl2的制取原理与净化

KMnO4具有强氧化性,能将Cl氧化成Cl2,反应离子方程式为2MnO4+10Cl+16H===2Mn+5Cl2↑+8H2O,用饱和食盐水可除去Cl2中的HCl气体。

第(2)问考查化学反应条件的控制

由于Cl2与KOH反应是放热反应,可以通过缓慢加入盐酸来降低溶液的温度或直接将装置C用冰水浴降温。

第(3)问考查题目信息③的运用

由于K2FeO4在Fe的作用下会发生分解,故KClO与Fe(NO3)3反应时Fe不能过量,故需要将Fe(NO3)3缓慢滴加到KClO溶液中,并不断搅拌。

第(4)问考查题目信息的利用和混合物的提纯

K2FeO4溶于稀KOH溶液,但微溶于浓KOH溶液,故先将K2FeO4粗产品溶于稀KOH溶液,用砂芯漏斗过滤除去Fe(OH)3杂质,再加入饱和KOH溶液使K2FeO4从溶液中析出。经过滤(砂芯漏斗)、洗涤(乙醇洗涤)、干燥(真空干燥箱)后得K2FeO4。

[考情分析]

物质制备型实验题是近几年高考实验命题的一大亮点,也是主观大题的难点。分析近三年全国各地的高考试题,不难发现大部分是以陌生物质的制备为载体,综合考查实验相关知识和考生综合分析问题的能力。其主要命制角度有:以化工流程的形式进行物质的制备、结合气体的实验室制法进行无机物的制备、典型有机物的制备与提纯。

1.物质制备的三大原则 (1)选择最佳反应途径 如用铝制取氢氧化铝:

2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑、

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考查点 1 考查制备原理:如试剂与仪器的使用、实验现象的描述、反应原理等 考查实验的基本操作:如气密性检查、物质分离提纯方法、沉淀洗涤、物质检验等 考查探究实验设计:如设计实验进行酸性强弱的判断、不同方案的评价等 考查绿色化学:如尾气的处理、循环利用等 2 3 4 5 考查计算:如计算原料投料比、产品纯度、产率等 会当凌绝顶、一览众山小

2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑

Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4,当n(Al)∶n(AlO2)=1∶3时,Al(OH)3产率最高。

(2)选择最佳原料

如实验室用铝盐溶液与碱溶液反应制取氢氧化铝,应选用氨水,而不能选用强碱氢氧化钠溶液;用铜盐与碱溶液反应制取氢氧化铜,应选用氢氧化钠溶液,而不能选用氨水(氢氧化铜可溶解在氨水中)等。

(3)选择适宜操作方法

如实验室制备氢氧化亚铁时,因氢氧化亚铁在空气中极易与氧气、水反应生成氢氧化铁,更要注意隔绝空气。

2.物质制备与提纯的思维流程

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例4.实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,制备铜的氯化物的某种流程如下:

按要求回答下列问题:

(1)操作①所用到的玻璃仪器有__________________________________。

(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是________________________;溶液1中加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的________(填字母)。

A.NaOH C.CuO

B.NH3·H2O D.CuSO4

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(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:____________________________________________。

(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。

①按气流方向连接各仪器,接口顺序是:a→____________、________→________、________→________、__________→________。实验中大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是_________________________________________。

②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是________________________________________。 (5)在溶液2转化为CuCl2·2H2O的操作过程中,发现溶液颜色由蓝色变为绿色。小组同学欲探究其原因。已知氯化铜溶液中有如下转化关系:

Cu(H2O)4(aq)+4Cl(aq)

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CuCl4(aq)+4H2O(l)

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蓝色 绿色

该同学取氯化铜晶体配成蓝绿色溶液Y,进行如下实验,其中能证明溶液中有上述转化关系的是______(填字母)。

A.将Y稀释,发现溶液呈蓝色

B.在Y中加入CuCl2晶体,溶液变为绿色 C.在Y中加入NaCl固体,溶液变为绿色 D.取Y进行电解,溶液颜色最终消失 【答案】(1)普通漏斗、烧杯、玻璃棒 (2)抑制氯化铜、氯化铁水解 C

(3)SO2+2H2O+2Cu+2Cl===2CuCl↓+SO4+4H

(4)①d e h i f g b 通入一段时间的氯气,将装置中的空气排尽 ②产生大量棕黄色的烟 (5)ABC

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例5.亚硝酸钙[Ca(NO2)2]是水泥混凝土外加剂的主要原料,某学习小组设计实验制备亚硝酸钙,实验装置如图所示(夹持装置略去)。

已知:2NO+CaO2===Ca(NO2)2;2NO2+CaO2===Ca(NO3)2。 请回答下列问题:

(1)向三颈烧瓶中加入稀硝酸之前,应向装置中通入一段时间的N2,原因是________________________________________________________________________。

(2)仪器D的名称是_______;B中盛放的试剂是________。

(3)装置F中,酸性K2Cr2O7溶液可将剩余的NO氧化成NO3,溶液由橙色变为绿色(Cr),发生反应的离子方程式是___________________________________________。

(4)已知Ca(NO2)2溶液需保持弱碱性,因为其遇酸会发生反应,产生NO气体。设计实验证明E中有亚硝酸钙生成_________________________________________________。

(5)工业上可用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,反应原理为Ca(OH)2+NO+NO2===Ca(NO2)2+H2O。

①若n(NO)∶n(NO2)>1∶1,则会导致__________________________________________; ②若n(NO)∶n(NO2)<1∶1,则会导致_____________________________________。 【答案】(1)排除装置中的O2,防止其将生成的NO氧化为NO2 (2)U形干燥管 蒸馏水

(3)Cr2O7+2NO+6H===2Cr+2NO3+3H2O

(4)取少量E中反应后的固体于试管中,滴加少量稀硫酸,试管口有红棕色气体生成

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(5)①排放气体中NO含量升高,污染环境 ②产品中Ca(NO3)2杂质含量升高

例6.醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如图:

可能用到的有关数据如下:

环己醇 环己烯

合成反应:在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90 ℃。

分离提纯:反应粗产物倒入分液漏斗中,分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。

相对分子质量 100 82 密度/(g·cm) 0.961 8 0.810 2 -3沸点/℃ 161 83 溶解性 微溶于水 难溶于水

请回答下列问题:

(1)装置b的名称是__________________。

(2)加入碎瓷片的作用是______________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是______(填正确答案标号)。

A.立即补加 C.不需补加

B.冷却后补加 D.重新配料

(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_________________________________。

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