三年高考2016_2018高考化学试题分项版解析专题21化学实验设计与探究含解析_2217
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专题12化学实验仪器、基本操作AWWTD1.【2018新课标1卷】在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作未涉及的是A BCD【答案】D【解析】精准分析:A.反应物t匀是潮本,且需要加热,因此试管口要高于试管底,佥正确多生成的乙釀乙酉沖含有乙酸和乙臨乙酸乙酣不溶于水,因此可以用饱和碳酸钠濬港吸收,注意导管口不能插人溶液中』以防止倒吸,B正确$ G Z酸乙酣不滚于水,分液即可实现分离,匚正确d 6乙酸乙酯是不濬于水的有机物,不能通过蒸发冥现分离,D错误。
答案选D,考点定位:考查乙酸乙酯制备原理、化学实验基本操作、仪器使用以及物质的分离与提纯等【试题点评】掌握乙酸乙酯的制备原理是解答的关键,难点是装置的作用分析,注意从乙酸乙酯的性质(包括物理性质和化学性质)特点的角度去解答和判断。
2 .【2018新课标2卷】下列实验过程可以达到实验目的的是编号实验目的实验过程配制0.4000 mol •L -1称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水A的NaOH溶液溶解,转移至250 mL容量瓶中定容向盛有2 mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维B探究维生素C的还原性生素C溶液,观察颜色变化向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH 溶液、浓C制取并纯化氢气硫酸和KMnO溶液的影响时加入2 mL 5%fQ溶液,观察实验现象【答案】B【解析】精准分析:A.氢氧化钠溥干水放热,因此濬解后霧要冷却到室温下再辕移至容量瓶中,人错误;玖載化铁具有氧化性,能被维生素C还原为氯化亚铁,从而使溶液颜色发生娈化,所以向盛有2皿黄色氨化铁滚酒的试菅中滴力臥的维生素C滚液,適过观祭颜色变化可汰探究维生素C的还原性,3正确$ C.向稀盐釀中加入锌粒,生成氢气,宙于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气,因此将生成的气体依次通过WOH溶派浓硫釀艮卩可'不需墓通过KXInO储液、或者直接通过碱石灰,0错為D*反应的方程式为HSO<+H:O:=SO X--+H-+H2O;这说明反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D错误。
专题23 物质结构与性质(选修)1.【2018新课标1卷】Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。
回答下列问题:(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
A. B.C. D.(2)Li+与H−具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H−),原因是______。
(3)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中的阴离子空间构型是______、中心原子的杂化形式为______。
LiAlH4中,存在_____(填标号)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键(4)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born−Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为________kJ·mol−1,O=O键键能为______kJ·mol−1,Li2O晶格能为______kJ·mol−1。
(5)Li2O具有反萤石结构,晶胞如图(b)所示。
已知晶胞参数为0.4665 nm,阿伏加德罗常数的值为N A,则Li2O的密度为______g·cm−3(列出计算式)。
【答案】 D C Li+核电荷数较大正四面体 sp3 AB 520 498 2908【解析】精准分析:(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高;(4)第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,根据示意图可知Li 原子的第一电离能是1040 kJ/mol ÷2=520 kJ/mol ;0.5mol 氧气转化为氧原子时吸热是249 kJ ,所以O =O 键能是249 kJ/mol ×2=498 kJ/mol ;晶格能是气态离子形成1摩尔离子晶体释放的能量,根据示意图可知Li 2O 的晶格能是2908 kJ/mol ;(5)根据晶胞结构可知锂全部在晶胞中,共计是8个,根据化学式可知氧原子个数是4个,则Li 2O 的密度是373A m 87416g /cm V (0.466510)ρ-⨯+⨯==⨯N 。
专题21 化学实验设计与探究1.【2018北京卷】实验小组制备高铁酸钾(K 2FeO 4)并探究其性质。
资料:K 2FeO 4为紫色固体,微溶于KOH 溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O 2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K 2FeO 4(夹持装置略)①A 为氯气发生装置。
A 中反应方程式是________________(锰被还原为Mn 2+)。
②将除杂装置B 补充完整并标明所用试剂。
_______③C 中得到紫色固体和溶液。
C 中Cl 2发生的反应有3Cl 2+2Fe(OH)3+10KOH2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ,另外还有________________。
(2)探究K 2FeO 4的性质①取C 中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a ,经检验气体中含有Cl 2。
为证明是否K 2FeO 4氧化了Cl -而产生Cl 2,设计以下方案:i .由方案Ⅰ中溶液变红可知a 中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K 2FeO 4将Cl -氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
ii .方案Ⅱ可证明K 2FeO 4氧化了Cl -。
用KOH 溶液洗涤的目的是________________。
②根据K 2FeO 4的制备实验得出:氧化性Cl 2________24FeO -(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl 2和24FeO -的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性24FeO ->4MnO -,验证实验如下:将溶液b 滴入MnSO 4和足量H 2SO 4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性24FeO ->4MnO -。
若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:________________。
【答案】 2KMnO4+16HCl2MnCl2+2KCl +5Cl2↑+8H2O Cl2+2OH−Cl−+ClO−+H2O Fe3+ 4FeO42−+20H+4Fe3++3O2↑+10H2O 排除ClO−的干扰 > 溶液的酸碱性不同若能,理由:FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)【解析】3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B为;③ C中Cl2发生的主要反应有3Cl2+2Fe (OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O,还有Cl2与KOH的反应,Cl2与KOH反应的化学方程式为Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;(2)①根据上述制备反应,C的紫色溶液中含有K2FeO4、KCl,还可能含有KClO等;I.方案I加入KSCN溶液,溶液变红说明a中含Fe3+。
专题22 有机化学合成与推断(选修)1.【2018新课标1卷】化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是__________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是____________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________(无机试剂任选)。
【答案】氯乙酸取代反应乙醇/浓硫酸、加热 C12H18O3羟基、醚键、【解析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸;(2)反应②中氯原子被-CN取代,属于取代反应。
(3)反应④是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基;(6)属于酯类,说明含有酯基。
核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为或;(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为。
考点定位:考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识【试题点评】本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。
考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。
有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。
专题03 化学计量与化学计算1.【2018新课标1卷】N A是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 N AB.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18N AC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0N AD.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0N A【答案】B【解析】考点定位:考查阿伏加德罗常数的有关判断与计算【试题点评】选项D是易错点,主要是不清楚甲烷发生取代反应时属于自由基取代反应,每个氢原子都有可能被取代,其产物比较复杂,这与乙烯与氢气的加成反应完全不同。
2.【2018新课标2卷】N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4N AB.100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1N AC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2N AD.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2N A【答案】C【解析】精准分析:A.常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6N A,A错误;B.铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1N A,B错误;C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2N A,C正确;D.反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2N A,D错误。
答案选C。
考点定位:阿伏加德罗常数的考查,分别涉及了分子结构、盐类水解、阿伏加德罗定律及可逆反应概念【试题点评】本题主要是考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个高频考点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。
化学专题目录一览表专题01化学与STSE含解析专题02化学用语与化学基本概念含解析专题03化学计量与化学计算含解析专题04离子反应含解析专题05氧化还原反应含解析专题06元素及其化合物含解析专题07物质结构元素周期律含解析专题08化学反应中的能量变化含解析专题09电化学基本原理含解析专题10反应速率化学平衡含解析专题11水溶液中的离子平衡含解析专题12化学实验仪器基本操作含解析专题13物质的检验分离与提纯含解析专题14有机化学基础含解析专题15元素及其化合物知识的综合应用含解析专题16平衡原理综合应用含解析专题17电化学原理综合应用含解析专题18水溶液中的离子平衡综合应用含解析专题19工艺流程题含解析专题20物质的制备和定量实验含解析专题21化学实验设计与探究含解析专题22有机化学合成与推断选修含解析专题23物质结构与性质选修含解析专题24化学与技术选修含解析专题03 化学计量与化学计算1.【2018新课标1卷】N A是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 N AB.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18N AC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0N AD.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0N A【答案】B【解析】考点定位:考查阿伏加德罗常数的有关判断与计算【试题点评】选项D是易错点,主要是不清楚甲烷发生取代反应时属于自由基取代反应,每个氢原子都有可能被取代,其产物比较复杂,这与乙烯与氢气的加成反应完全不同。
2.【2018新课标2卷】N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4N AB.100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1N AC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2N AD.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2N A【答案】C【解析】精准分析:A.常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6N A,A错误;B.铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1N A,B错误;C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2N A,C正确;D.反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2N A,D错误。
专题03 化学计量与化学计算1.【2018新课标1卷】N A是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A.16.25 g FeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1 N AB.22.4 L(标准状况)氩气含有的质子数为18N AC.92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0N AD.1.0 mol CH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0N A【答案】B【解析】考点定位:考查阿伏加德罗常数的有关判断与计算【试题点评】选项D是易错点,主要是不清楚甲烷发生取代反应时属于自由基取代反应,每个氢原子都有可能被取代,其产物比较复杂,这与乙烯与氢气的加成反应完全不同。
2.【2018新课标2卷】N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是A.常温常压下,124 g P4中所含P—P键数目为4N AB.100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1N AC.标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2N AD.密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数为2N A【答案】C【解析】精准分析:A.常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6N A,A错误;B.铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1N A,B错误;C.甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2N A,C正确;D.反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2N A,D错误。
答案选C。
考点定位:阿伏加德罗常数的考查,分别涉及了分子结构、盐类水解、阿伏加德罗定律及可逆反应概念【试题点评】本题主要是考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个高频考点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。
专题22 有机化学合成与推断(选修)1.【2018新课标1卷】化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称为________。
(2)②的反应类型是__________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为________。
(4)G的分子式为________。
(5)W中含氧官能团的名称是____________。
(6)写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)______________。
(7)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线__________(无机试剂任选)。
【答案】氯乙酸取代反应乙醇/浓硫酸、加热 C12H18O3羟基、醚键、【解析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸;(2)反应②中氯原子被-CN取代,属于取代反应。
(3)反应④是酯化反应,所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基;(6)属于酯类,说明含有酯基。
核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为或;(7)根据已知信息结合逆推法可知合成苯乙酸卞酯的路线图为。
考点定位:考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识【试题点评】本题考查有机物的推断和合成,涉及官能团的性质、有机物反应类型、同分异构体的书写、合成路线设计等知识,利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。
考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识、新信息的能力;考查了学生应用所学知识进行必要的分析来解决实际问题的能力。
有机物的结构、性质、转化、反应类型的判断、化学方程式和同分异构体结构简式的书写及物质转化流程图的书写是有机化学学习中经常碰到的问题,掌握常见的有机代表物的性质、各类官能团的性质、化学反应类型、物质反应的物质的量关系与各类官能团的数目关系,充分利用题目提供的信息进行分析、判断是解答的关键。
专题01 化学与STSE1.【2018新课标2卷】化学与生活密切相关。
下列说法错误的是A.碳酸钠可用于去除餐具的油污B.漂白粉可用于生活用水的消毒C.氢氧化铝可用于中和过多胃酸D.碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查【答案】D【解析】考点定位:查常见化学物质的性质和用途判断,涉及碳酸钠、漂白粉、氢氧化铝、钡餐等【试题点评】本题主要是考查常见化学物质的性质和用途判断,题目难度不大。
平时注意相关基础知识的积累并能灵活应用即可,注意碳酸钡与硫酸钡的性质差异。
2.【2018新课标3卷】化学与生活密切相关。
下列说法错误的是A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法【答案】A【解析】精准分析:本题进行判断时,应该先考虑清楚对应化学物质的成分,再结合题目说明判断该过程的化学反应或对应物质的性质即可解答。
A.泡沫灭火器中加入的主要是碳酸氢钠和硫酸铝溶液,两者混合的时候发生双水解反应,生成大量的二氧化碳气体泡沫,该泡沫喷出进行灭火。
但是,喷出的二氧化碳气体泡沫中一定含水,形成电解质溶液,具有一定的导电能力,可能导致触电或电器短路,A错误。
B.疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品。
由于疫苗对温度比较敏感,温度较高时,会因为蛋白质变性,而失去活性,所以疫苗一般应该冷藏保存,B正确。
C.油性漆是指用有机物作为溶剂或分散剂的油漆;水性漆是指用水作为溶剂或分散剂的油漆,使用水性漆可以减少有机物的挥发对人体健康和室内环境造成的影响,C正确。
D.电热水器内胆连接一个镁棒,就形成了原电池,因为镁棒比较活泼所以应该是原电池的负极,从而对正极的热水器内胆(多为不锈钢或铜制)起到了保护作用,这种保护方法为:牺牲阳极的阴极保护法,D正确。
考点定位:本题考查的是化学知识在具体的生产生活中的应用,涉及泡沫灭火器、蛋白质的性质、环境保护、金属的腐蚀与防护等【试题点评】本题是一道比较传统的化学与生产生活相关的问题,需要学生能够熟悉常见化学物质的性质和用途,同时能用化学原理解释生产生活中的某些过程。
专题21 化学实验设计与探究1.【2018北京卷】实验小组制备高铁酸钾(K 2FeO 4)并探究其性质。
资料:K 2FeO 4为紫色固体,微溶于KOH 溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O 2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K 2FeO 4(夹持装置略)①A 为氯气发生装置。
A 中反应方程式是________________(锰被还原为Mn 2+)。
②将除杂装置B 补充完整并标明所用试剂。
_______③C 中得到紫色固体和溶液。
C 中Cl 2发生的反应有3Cl 2+2Fe(OH)3+10KOH2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O ,另外还有________________。
(2)探究K 2FeO 4的性质①取C 中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a ,经检验气体中含有Cl 2。
为证明是否K 2FeO 4氧化了Cl -而产生Cl 2,设计以下方案:i .由方案Ⅰ中溶液变红可知a 中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K 2FeO 4将Cl -氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
ii .方案Ⅱ可证明K 2FeO 4氧化了Cl -。
用KOH 溶液洗涤的目的是________________。
②根据K 2FeO 4的制备实验得出:氧化性Cl 2________24FeO -(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl 2和24FeO -的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性24FeO ->4MnO -,验证实验如下:将溶液b 滴入MnSO 4和足量H 2SO 4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性24FeO ->4MnO -。
若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:________________。
2.【2017新课标3卷】绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
专题21 化学实验设计与探究1、【2018北京卷】实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
_______③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:i、由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K 2FeO 4将Cl -氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
ii 、方案Ⅱ可证明K 2FeO 4氧化了Cl -。
用KOH 溶液洗涤的目的是________________。
②根据K 2FeO 4的制备实验得出:氧化性Cl 2________24FeO -(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl 2和24FeO -的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性24FeO ->4MnO -,验证实验如下:将溶液b 滴入MnSO 4和足量H 2SO 4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性24FeO ->4MnO -。
若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:________________。
【答案】 2KMnO 4+16HCl 2MnCl 2+2KCl +5Cl 2↑+8H 2OCl 2+2OH −Cl −+ClO −+H 2O Fe 3+ 4FeO 42−+20H +4Fe 3++3O 2↑+10H 2O 排除ClO −的干扰 > 溶液的酸碱性不同 若能,理由:FeO 42−在过量酸的作用下完全转化为Fe 3+和O 2,溶液浅紫色一定是MnO 4−的颜色(若不能,方案:向紫色溶液b 中滴加过量稀H 2SO 4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色) 【解析】3、KOH,用饱和食盐水除去HCl,除杂装置B 为;③ C 中Cl 2发生的主要反应有3Cl 2+2Fe (OH )3+10KOH=2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O,还有Cl 2与KOH 的反应,Cl 2与KOH 反应的化学方程式为Cl 2+2KOH=KCl+KClO+H 2O,反应的离子方程式为Cl 2+2OH -=Cl -+ClO -+H 2O ;(2)①根据上述制备反应,C 的紫色溶液中含有K 2FeO 4、KCl,还可能含有KClO 等;I.方案I 加入KSCN 溶液,溶液变红说明a 中含Fe 3+。
但Fe 3+的产生不能判断K 2FeO 4与Cl -发生了反应,根据题意K 2FeO 4在酸性或中性溶液中快速产生O 2,自身被还原成Fe 3+,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,可能的反应为 4FeO 42-+20H +=3O 2↑+4Fe 3++10H 2O ;II.产生Cl 2还可能是ClO -+Cl -+2H +=Cl 2↑+H 2O,即KClO 的存在干扰判断;K 2FeO 4微溶于KOH 溶液,用KOH 溶液洗涤的目的是除去KClO 、排除ClO -的干扰,同时保持K 2FeO 4稳定存在;②制备K 2FeO 4的原理为3Cl 2+2Fe (OH )3+10KOH=2K 2FeO 4+6KCl+8H 2O,在该反应中Cl 元素的化合价由0价降至-1价,Cl 2是氧化剂,Fe 元素的化合价由+3价升至+6价,Fe (OH )3是还原剂,K 2FeO 4为氧化产物,根据同一反应中,氧化性:氧化剂氧化产物,得出氧化性Cl 2FeO 42-;方案II 的反应为2FeO 42-+6Cl -+16H +=2Fe 3++3Cl 2↑+8H 2O,实验表明,Cl 2和FeO 42-氧化性强弱关系相反;对比两个反应的条件,制备K 2FeO 4在碱性条件下,方案II 在酸性条件下;说明溶液的酸碱性的不同影响物质氧化性的强弱。
③该小题为开放性试题。
若能,根据题意K 2FeO 4在足量H 2SO 4溶液中会转化为Fe 3+和O 2,最后溶液中不存在FeO 42-,溶液振荡后呈浅紫色一定是MnO 4-的颜色,说明FeO42-将Mn 2+氧化成MnO 4-,所以该实验方案能证明氧化性FeO 42-MnO 4-。
(或不能,因为溶液b 呈紫色,溶液b 滴入MnSO 4和H 2SO 4的混合溶液中,c (FeO 42-)变小,溶液的紫色也会变浅;则设计一个空白对比的实验方案,方案为:向紫色溶液b 中滴加过量稀H 2SO 4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)。
考点定位:考查实验方案设计与评价、物质的分离和提纯、常见离子的检验。
【试题点评】思路点拨:与气体有关的制备实验装置的连接顺序一般为:气体发生装置→除杂净化装置→制备实验装置→尾气吸收。
进行物质性质实验探究是要排除其他物质的干扰。
尤其注意最后一空为开放性答案,要注重多角度思考。
2、【2017新课标3卷】绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题: (1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。
再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。
由此可知:______________、_______________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3 g。
a、点燃酒精灯,加热b、熄灭酒精灯c、关闭K1和K2d、打开K1和K2,缓缓通入N2e、称量Af、冷却到室温③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________(列式表示)。
若实验时按a、d次序操作,则使x__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将(2)中已恒重的装置A 接入下图所示的装置中,打开K 1和K 2,缓缓通入N 2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C 、D 中的溶液依次为______(填标号)。
C 、D 中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为______。
a 、品红b 、NaOHc 、BaCl 2d 、Ba(NO 3)2e 、浓H 2SO 4 ②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
【答案】(1)样品中没有Fe 3+ Fe 2+易被氧气氧化为Fe 3+ (2)①干燥管 ② dabfce ③233176()9()m m m m --偏小(3)①c 、a 生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO 4Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑②由于装置中含有空气,空气能氧化硫酸亚铁,所以加热前需要排尽装置中空气,利用氮气排出空气,为了使生成的水蒸气完全排除,应该先熄灭酒精灯,再冷却,然后关闭K 1和K 2,最后称量,即正确的排序是dabfce 。
③样品的质量是(m 2-m 1)g,加热后剩余固体是硫酸亚铁,质量为(m 3-m 1)g,生成水的质量为(m 2-m 3)g, FeSO 4·x H 2O△4 + x H 2O152 18x (m 3-m 1)g (m 2-m 3)g 则:312315218()g ()g xm m m m =--,解得:233176()9()m m x m m -=-; 若实验时按a 、d 次序操作,在加热过程中部分硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁,导致m 3增加,使测得生成的水偏小,生成的硫酸亚铁偏大,因此x 偏小。
(3)①最终得到红色粉末,说明有氧化铁生成,即分解过程发生了氧化还原反应,根据化合价变化可知一定有SO 2生成,这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、SO 2和三氧化硫。
三氧化硫溶于水生成硫酸,硫酸和钡离子结合生成白色沉淀硫酸钡,由于硝酸钡在酸性溶液中有氧化性,能氧化SO 2,所以应该用氯化钡,检验SO 2用品红溶液,所以C 、D 的溶液依次为氯化钡溶液和品红溶液,实验现象是C 中溶液变浑浊,产生白色沉淀,D 中品红溶液褪色。
②根据以上分析可知硫酸亚铁高温分解生成氧化铁、SO 2和SO 3,根据电子守恒和原子守恒得此反应的方程式为2FeSO 4Fe 2O 3+SO 2↑+SO 3↑。
【名师点睛】以绿矾为载体考查无机物的性质实验方案的探究,通常解答综合性实验设计与评价题的基本流程:原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。
具体分析为:①实验是根据什么性质和原理设计的?实验的目的是什么?②所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理,进行全面的分析比较和推理,并合理选择)。
③有关装置:性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。
④有关操作:技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。
⑤实验现象:自下而上,自左而右全面观察。
⑥实验结论:直接结论或导出结论。
3、【2017北京卷】某小组在验证反应“Fe+2Ag +=Fe 2++2Ag”的实验中检测到Fe 3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物①取出少量黑色固体,洗涤后,_______(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_______________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是___________________(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验:①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)②对Fe3+产生的原因作出如下假设:假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;假设b:空气中存在O2,由于________(用离子方程式表示),可产生Fe3+;假设c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可产生Fe3+;假设d:根据_______现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。