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热考题型突破(八) ≡化学实验综合题≡
【题型一】 无机物的制备及性质综合题
[知识拓展]
无机物的制备及性质综合题是高考化学实验的命题重点,高考试题大多以无机物的制备及性质为载体,常以实验装置图的形式给出实验的流程,其实验流程与考查内容主要包括:
[典题范例]
(2022·全国甲卷)硫化钠可广泛用于染料、医药行业。工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。回答下列问题:
(1)工业上常用芒硝(Na2SO4·10H2O)和煤粉在高温下生产硫化钠,同时生成CO,该反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是______________________________________________________________________________。回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的。若气雾上升过高,可采取的措施是________________________________。
(3)回流时间不宜过长,原因是_______________________________________。回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为________(填标号)。
A.①②③ B.③①②
C.②①③ D.①③②
(4)该实验热过滤操作时,用锥形瓶而不能用烧杯接收滤液,其原因是____________________________。热过滤除去的杂质为______________________。若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是____________________________。
(5)滤液冷却、结晶、过滤,晶体用少量______________________________洗涤,干燥,得到Na2S·xH2O。
答案:(1)Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O
(2)硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以起到沸石的作用 关闭热源(或降低加热温度)
(3)防止乙醇挥发量增加,使Na2S结晶析出,导致提取率降低 D
(4)减少因乙醇易挥发而导致的损耗 煤炭、重金属硫化物 温度降低导致 Na2S的溶解度减小而析出
(5)冷的95%乙醇(或95%常温下的乙醇)
解析:(1)Na2SO4→Na2S反应中,S元素的化合价由+6变为-2,化合价降低8价;C→CO反应中碳元素的化合价由0变为+2,化合价升高2价。根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等,结合原子守恒,该反应的化学方程式为Na2SO4·10H2O+4CNa2S+4CO↑+10H2O。
(2)由题干信息可知,硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质,这些杂质可以起到沸石的作用。 若烧瓶内气雾上升过高,说明加热温度过高,可以关闭热源或降低加热温度。
(3)冷凝回流时间过长会导致乙醇挥发量增加,使溶解的Na2S结晶析出,降低提取率。实验结束应先停止加热,移去水浴,待冷凝管中不再有液体回流时,再停止通冷却水,故正确顺序为①③②。
(4)乙醇易挥发,趁热过滤过程中若使用烧杯接收滤液,会导致乙醇挥发到大气中,为减少乙醇的损耗,应使用锥形瓶接收滤液。根据信息“硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇”,可知被除去的杂质是重金属硫化物。若滤纸上析出大量晶体,可能是过滤过程中,温度降低导致Na2S的溶解度减小而析出。
(5)硫化钠不溶于冷的乙醇,故选用常温下95%的乙醇洗涤。
(1)物质制备实验中各部分装置的选择依据:
(2)解答无机物制备及性质类题的思维流程:
①认真阅读题干,提取有效信息,包括实验目的、反应条件、陌生物质的性质、陌生反应原理等;
②仔细观察装置图示,联系教材中所掌握的实验基础,找出各部分仪器与已有实验知识相对比,分析各部分仪器中药品的作用及发生的反应;
③通读问题,整合信息,将所有问题进行综合分析,运用题给信息和化学实验基础知识作出合理判断。
[题型演练]
(2022·湖南卷,节选)某实验小组以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。设计了如下实验方案:
可选用试剂:NaCl晶体、BaS溶液、浓H2SO4、稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水
步骤1.BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列步骤获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2.产品中BaCl2·2H2O的含量测定
①称取产品0.500 0 g,用100 mL水溶解,酸