2024届高三化学一轮复习 专题十七实验方案的设计与评价 综合测试

专题十七　实验方案的设计与评价 考点一　制备实验方案的设计与评价 1.胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料。某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。 回答问题: (1)步骤①的目的是　　　　。  (2)步骤②中,若仅用浓H2SO4溶解固体B,将生成　　　　(填化学式)污染环境。  (3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。  (4)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是　　　　　　　　　　。  (5)实验证明,滤液D能将I-氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ⅱ.乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,写出乙同学的实验方案及结果　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(不要求写具体操作过程)。  2.磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。 回答问题: (1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)现有浓H3PO4质量分数为85%,密度为1.7 g·mL-1。若实验需100 mL 1.7 mol·L-1的H3PO4溶液,则需浓H3PO4　　　　mL(保留一位小数)。  (3)装置中活塞K2的作用为　　　　　　　　　。实验过程中,当出现　　　　现象时,应及时关闭K1,打开K2。  (4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0时,溶液中OH-、　　　　和　　　　(填离子符号)浓度明显增加。  (5)若本实验不选用pH传感器,还可选用　　　　作指示剂,当溶液颜色由　　　　变为　　　　时,停止通NH3。  3.高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42 ℃,易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到,纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21 ℃易形成2H3PO4·H2O(熔点为30 ℃),高于100 ℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验装置如下(夹持装置略): 回答下列问题: (1)A的名称是　　　　　。B的进水口为　　　　(填“a”或“b”)。  (2)P2O5的作用是　　　　。  (3)空气流入毛细管的主要作用是防止　　　,还具有搅拌和加速水逸出的作用。  (4)升高温度能提高除水速度,实验选用水浴加热的目的是　　　　　　　　。  (5)磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向过饱和溶液中加入　　　　促进其结晶。  (6)过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为　　　　(填标号)。  A.<20 ℃　　B.30~35 ℃　　C.42~100 ℃ (7)磷酸中少量的水极难除去的原因是　　　　　　　　　　　。  4.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,酸化,加热至近沸; ②在不断搅拌下,向①所得溶液逐滴加入热的0.100 mol·L-1 H2SO4溶液; ③沉淀完全后,60 ℃水浴40分钟,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,质量为0.466 0 g。 回答下列问题: (1)Ⅰ是制取　　　　气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　;  (2)Ⅱ中b仪器的作用是　　　　;Ⅲ中的试剂应选用　　　　;  (3)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是　　　　　  　　　　　　;  (4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是　　　　　　　　　　　;  (5)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是　　　　(填名称);  (6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为　　(保留三位有效数字)。  5.实验室以二氧化铈(CeO2)废渣为原料制备Cl-含量少的Ce2(CO3)3,其部分实验过程如下: (1)“酸浸”时CeO2与H2O2反应生成Ce3+并放出O2,该反应的离子方程式为