专题7 实验综合题 工艺流程题(天津专用)-【好题汇编】2025年高考化学一模试题分类汇编
2025-04-28
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2份
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41页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 化学实验基础 |
| 使用场景 | 高考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.97 MB |
| 发布时间 | 2025-04-28 |
| 更新时间 | 2025-04-28 |
| 作者 | 29 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-04-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51872285.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题07 实验综合题 工艺流程题
考点概览
题型一 实验综合题
题型二 工业流程题
实验综合题题型一
1.(2025·天津河西·一模)三氯化铬能够促进胰岛素分泌,改善胰岛素敏感性。实验室可以利用三氧化二铬与四氯化碳在管式炉中加热至650℃制得,同时生成。实验装置(夹持装置略)如图所示。
查阅资料:三氯化铬易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。有毒,熔点,沸点,能与水反应生成两种酸性气体。
回答下列问题:
(一)的制备
(1)仪器D的名称 。
(2)制取无水三氯化铬的反应方程式为 。
(3)浓硫酸的作用是 。
(4)F中NaOH溶液能吸收,发生反应的离子方程式为 。
(5)连接装置,检查装置气密性,装入药品,后续的实验操作的顺序如下:
a.打开,通入,通入冷凝水;
b.预热管式炉的反应管;
c.___________,加热A保持水浴温度在之间;
d.加热反应管继续升温至,直至B中反应完全,停止加热B;
e.停止加热A,打开关闭,持续通氮气一段时间;
f.停止通入冷凝水。
①补全步骤c的实验操作 。
②步骤e中,继续持续通氮气的目的是 。
(6)上述制备过程中,实验装置设计存在的缺陷是 (写一条)。
(二)纯度的测定
Ⅰ.准确称取ag产品于锥形瓶中,加水完全溶解。在强碱性条件下,加入过量的溶液和适量蒸馏水,加热至溶液变黄绿色,此时铬以存在,继续加热一段时间;
Ⅱ.向冷却后的锥形瓶中加入一定量的浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸可防止指示剂提前变色)使转化为橙色的;
Ⅲ.滴加5滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用标准溶液滴定,达滴定终点时消耗标准液体积(转化为)。
(7)产品中所含的质量分数为 (设的摩尔质量)。
(8)若步骤Ⅲ的标准溶液部分变质,则测定的产品中质量分数 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
【答案】(1)直形冷凝管
(2)
(3)吸收水,防止发生潮解
(4)
(5) 关闭、,打开 将完全排除,充分被NaOH溶液吸收
(6)“B和C间的导管过细,生成的可能堵塞导管”或“在E和F之间,缺少防倒吸装置”
(7)(合理即可)
(8)偏高
【分析】三氯化铬易潮解,高温下易被氧化,因此反应前需要除去装置内的空气,先通入氮气,氮气通过浓硫酸干燥后通入装置A中,除去装置中原有的空气,随后加热装置A使四氯化碳气化进入装置B中,在加热条件下CCl4与Cr2O3反应生成CrCl3,未反应的四氯化碳经过冷凝后收集,生成的被NaOH溶液吸收,以此解答。
【详解】(1)仪器D的名称为直形冷凝管。
(2)装置B中在加热条件下CCl4与Cr2O3反应生成CrCl3,化学方程式为:。
(3)三氯化铬易潮解,浓硫酸的作用是吸收水,防止发生潮解。
(4)根据上述分析可知,COCl2与水反应得到的酸性气体为CO2和HCl,故其与氢氧化钠溶液的反应为:。
(5)反应时,应先将装置内空气排出,之后对其进行预加热,再将K1,K3关闭,打开,对圆底烧瓶进行水浴加热,使氨气从K2进入反应装置。同时对硬质玻璃管继续加热,使反应进行。待B中反应结束后,停止加热,为将完全排除,充分被NaOH溶液吸收,开始继续通入氮气。
(6)由于B、C之间的导管较小,故气流可能会将Cr2O3粉末带入导管内,导致其堵塞。而且CrCl3易潮解,故E、F间需要加一个干燥装置。
(7)由铬守恒结合得失电子守恒可得关系式:CrCl3~~~3Fe2+~3(NH4)2Fe(SO4)2,则n(CrCl3)=×bmol/L×c×10-3L=×10-3mol,m(CrCl3)= ×10-3mol×Mg/mol=g,产品中所含CrCl3的质量分数为=。
(8)若步骤Ⅲ的标准溶液部分变质,Fe2+浓度减小,则需要消耗更多标准溶液,则测定的产品中质量分数偏大。
2.(2025·天津红桥·一模)侯德榜为我国纯碱工业发展做出了重要贡献。某兴趣小组开展如下探究:
I.在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置如下图所示。
(1)装置I中反应的离子方程式为 。装置II洗气瓶中盛有 溶液(填化学式)。写出纯碱在生产生活中一种用途 。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为 。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于_______(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B. C. D.
II.探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)①由 (填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是 (用含和的代数式表示)。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温, 。
甲同学补充做了一个实验,测定 ,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
【答案】(1) CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 饱和NaHCO3溶液 用作洗涤剂
(2)NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
(3)B
(4) < <<+1 从升温,水解程度增大,水电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大 测定40℃时,纯水的pH
【分析】装置Ⅰ制备二氧化碳,装置Ⅱ除二氧化碳中的氯化氢,装置Ⅲ中二氧化碳和饱和氨盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,过滤出碳酸氢钠、洗涤、干燥后在坩埚中灼烧得碳酸钠。
【详解】(1)装置I中碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳、水,反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。装置II的作用是除二氧化碳中的氯化氢,洗气瓶中盛有饱和NaHCO3溶液。纯碱在生产生活中一种用途用作洗涤剂。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内氯化钠、氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,反应的化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。
(3)在坩埚中灼烧固体,将固体置于坩埚,在300℃下加热可制到纯碱,选B。
(4)①25℃时,纯水呈中性,pH=7;溶液呈碱性pH>7,由<可说明,溶液水解呈碱性;实验2中溶液浓度为,实验3中溶液浓度为,稀释10倍,pH差小于1,说明稀释促进水解,在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是<<+1。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温,水解程度增大,水电离程度也增大,二者综合影响导致c(H+)增大,pH减小,所以实验结果为。
甲同学补充做了一个实验,测定40℃时,纯水的pH,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
3.(2025·天津河北·一模)已知:将通入溶液中会产生不溶于酸的白色沉淀。某兴趣小组利用下图装置探究通入溶液产生白色沉淀的原因。请回答下列问题。
【提出问题】白色沉淀产生的主要原因是什么?
【做出假设】
(1)假设一:空气中存在,将氧化为,生成沉淀。
假设二: 。
【设计实验】
(2)该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。
装置X的名称是 ,装置Y的作用是 。为了确保实验成功,组装实验装置后应进行的操作是 ,排净装置中的空气;加入相应试剂。
【实验过程】
对比实验一
对比实验二
实验步骤
A烧杯中加入煮沸的溶液25mL,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
B烧杯中加入未煮沸的溶液25mL。
C烧杯中加入煮沸的溶液25mL,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
D烧杯中加入未煮沸的溶液25mL。
在A、B、C、D四个烧杯中均放入pH传感器,然后通入气体
(3)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的: 。烧杯中“食用油”可以用下列试剂中的 代替(填序号)。
a.氯仿 b.己烷 c.乙醇
【实验现象】A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现白色浑浊现象。
【实验结论】
(4)B烧杯中出现白色浑浊证明 成立(填“假设一”或“假设二”)。
(5)在硝酸钡溶液中,有无参加都能产生沉淀。若是的强氧化性导致沉淀的出现,则对应的离子方程式为 。
(6)为了进一步探究起主要氧化作用的因素,该小组成员对传感器采集的数据进行了处理,根据图像可得出结论: 。
如图所示。其中曲线1表示无氧溶液,曲线2表示有氧溶液,曲线3表示无氧溶液,曲线4表示有氧溶液。
【答案】(1)酸性条件下具有氧化性,能将氧化为,从而产生白色沉淀
(2) 酸式滴定管 防倒吸、做安全瓶的作用 检查装置气密性
(3) 隔绝氧气的作用 b
(4)假设一
(5)
(6)O2在氧化反应中起到主要氧化作用
【分析】将70%左右H2SO4滴入饱和的Na2SO3溶液中,发生反应Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,生成的SO2经过缓冲瓶进入右侧的烧杯中与待测溶液混合,烧杯中的食用油可以隔绝空气,pH传感器可以实时获取溶液的pH数据通过控制变量法来探究与溶液的反应。
【详解】(1)二氧化硫具有一定还原性,硝酸根离子在酸性环境下具有氧化性,能被二氧化硫氧化为硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子生成硫酸钡沉淀,因此假设二为酸性条件下具有氧化性,能将氧化为,从而产生白色沉淀;
(2)装置X盛装稀硫酸,名称是酸式滴定管;装置Y可起到防倒吸、做安全瓶的作用;组装实验装置后应进行的操作是检查装置气密性;
(3)由于实验中需要研究氧气的作用,因此需要控制变量,食用油起到隔绝氧气的作用;食用油密度比水小,难溶于水,选项中氯仿密度大于水,排除a,乙醇与水互溶,排除c,己烷密度比水小,不溶于水,故选b;
(4)根据变量控制思想,对比实验一可知,B烧杯中加入未煮沸的BaCl2溶液出现白色沉淀,而A烧杯煮沸的BaCl2溶液未出现白色沉淀说明是O2氧化SO2,故发生的反应为2H2SO3+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+或2H2O +2SO2+O2+2Ba2+=2BaSO4↓+4H+,因此B烧杯中出现浑浊的原因是SO2被氧气氧化为,与钡离子反应产生白色沉淀,假设一成立;
(5)二氧化硫具有一定还原性,硝酸根离子(酸性环境)具有氧化性,能将二氧化硫氧化为硫酸根离子,离子方程式为;
(6)根据图像,有O2参加的反应中pH变化比无氧参加的大,且用时短,说明O2在氧化反应中起到主要氧化作用。
4.(2025·天津和平·一模)的熔点为,沸点为,易溶于,极易水解。实验室中,先将还原为W再制备,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制W:检查装置气密性并加入。先通,其目的是 ,请简述通的后续操作 。
(2)仪器A的名称为 ,证明已被完全还原的现象是 。
(3)制:完全还原后,进行的操作为:a.冷却,停止通;b.用干燥的E'装置替换E;c.通;d.加热;e……
①操作c目的是 。
②装置E'的主要缺点是 ,如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是 。
(4)利用碘量法测定产品纯度,实验如下:
a.称量并转化:称量并将其转化为可溶的;
b.离子交换:;
c.析碘:交换后加入适量酸化的溶液,发生反应:;
d.滴定:析碘完全后,用标准溶液滴定,发生反应:;
e.滴定达终点时消耗的溶液。
①样品中(摩尔质量为)的质量分数为 。
②开盖称量待测样品,则滴定时消耗溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 排尽装置中空气,(防止与空气时加热爆炸) 检验B出口处排出的氢气的纯度,当排出的纯净时,通冷凝水,加热管式炉,并对B处逸出的进行后续处理
(2) 直形冷凝管 不再有水凝结
(3) 排尽装置中的,防止与时加热爆炸 没有吸收多余的装置,(会造成空气污染);没有防止防止水蒸气进入的装置或缺少冷凝水装置,会造成产品水解,产率和纯度降低 在B'处加装盛有碱石灰的干燥管
(4) 偏大 偏大
【分析】将WO3在加热条件下用H2还原为W,为防止空气干扰,还原WO3之前要除去装置中的空气;由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中;
【详解】(1)根据分析,先通,其目的是排尽装置中空气,(防止与空气时加热爆炸);通的后续操作为检验B出口处排出的氢气的纯度,当排出的纯净时,通冷凝水,加热管式炉,并对B处逸出的进行后续处理;
(2)仪器A的名称为直形冷凝管;WO3在加热条件下用H2还原为W,有水生成,证明已被完全还原的现象是不再有水凝结;
(3)①操作c通,然后加热,目的是排尽装置中的,防止与时加热爆炸;
②有毒,装置E'的主要缺点是没有吸收多余的装置,(会造成空气污染);WCl6极易水解,没有防止防止水蒸气进入的装置或缺少冷凝水装置,会造成产品水解,产率和纯度降低;如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是在B'处加装盛有碱石灰的干燥管;
(4)①根据题中信息,可得关系式:,样品中(摩尔质量为)的质量分数为=;
②开盖称量待测样品,WCl3会水解生成W2O3,导致称取的样品质量增加,则滴定时消耗溶液的体积将偏大;样品中质量分数的测定值将偏大。
5.(2025·天津·一模)三氯化氧磷是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应:,制备并测定产品含量。
资料卡片:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
76.1
137.5
遇水剧烈水解,易与反应
1.25
105.8
153.5
遇水剧烈水解,放热,能溶于
78.8
119
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)仪器E的名称是 ,仪器A中的试剂是 。
(2)实验室制备的离子方程式为 。
(3)反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择 (填“F”或“G”)。
(4)该反应一般控制在的范围内进行,其原因是 ,因此装置C最好选择的加热方式是 。
(5)上述过程制得粗品经分离提纯去除后,进行如下操作,测定此时的含量:准确称取样品在水解瓶中摇动至完全水解并稀释至,取于锥形瓶中,加的溶液,再加少量硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点,做平行实验,平均消耗标准溶液。
已知:。
①水解的化学方程式为 。
②判断滴定终点的现象为 。
③的纯度为 %(保留四位有效数字)。
④实验中,若不加硝基苯,测定的纯度将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) (球形)干燥管 饱和溶液
(2)
(3)G
(4) 温度太低,反应速率太慢;温度太高,等物质会挥发(的溶解度降低)利用率降低 水浴加热
(5) (加入最后半滴标准液),溶液恰好呈(血)红色,且半分钟溶液红色不褪去 76.75 偏小
【分析】由实验装置图和实验原理可知,装置A中盛有饱和食盐水,除去氯气中混有的氯化氢,装置B中盛有酸性固体干燥剂五氧化二磷,干燥氯气,装置D中盛有浓硫酸,干燥二氧化硫,装置C为三氯化氧磷的制备装置,装置中球形冷凝管的作用是冷凝回流三氯化氧磷,防止三氯化氧磷受热挥发,盛有碱石灰的干燥管E的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫,防止污染环境,同时吸收空气中水蒸气,防止水蒸气进入三颈烧瓶中导致三氯化氧磷水解。
【详解】(1)仪器E的名称是(球形)干燥管;由分析可知,装置A中盛有饱和食盐水,除去氯气中混有的氯化氢;
(2)实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,反应生成氯化锰、氯气和水,反应的离子方程式是:;
(3)反应装置图的方框中未画出的仪器的主要作用是冷凝、回流,为增强冷凝效果不能选用直形冷凝管,应选择球形冷凝管,故选G;
(4)因若温度太低,反应速率太慢,若温度太高,PCl3等物质受热挥发,降低三氯化氧磷的产率,所以实验时用水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃;
(5)①水解可生成两种酸,分析可知应为磷酸和盐酸,反应的化学方程式为;
②达到滴定终点时,KSCN有剩余,遇生成,溶液变为红色,现象是滴入最后半滴KSCN溶液,溶液恰好呈(血)红色,且半分钟内不褪色;
③由题意可知,溶液与中的氯离子反应生成氯化银,过量的溶液被标准溶液滴定,则KSCN消耗的物质的量为,水解出的氯离子和KSCN共消耗的溶液20.00mL,则水解出的氯离子的物质的量为,的物质的量为 ,所以的质量百分含量为。
④Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),所以若无硝基苯覆盖沉淀表面,滴定剩余Ag+时,会有部分AgCl沉淀转化为AgSCN,导致消耗的KSCN标准液偏大,即计算出的剩余Ag+偏多,结合③可知测定POCl3的质量分数将偏小。
6.(2025·天津武清·一模)硫代硫酸钠可用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用。某化学兴趣小组用下图装置制备
已知:①制备时主要反应: 。
②易溶于水, 难溶于乙醇。
(1)仪器X的名称是 。
(2)装置B的作用有 。
(3)图中单向阀也可以用以下哪种装置代替? 。
a. b. c.
(4)为获得较多的 ,当溶液的pH接近7时,应立即停止通入 ,其原因是 。
(5)水中部分物质的溶解度曲线如图所示:
通过系列操作后,洗涤、干燥得到 ,洗涤时用酒精代替蒸馏水的目的是 ,“洗涤”的操作是 。
(6)《生活饮用水卫生标准》规定,自来水出厂水余氯应在0.3~2毫克/千克之间。若某自来水厂用氯气消毒后的自来水中残余氯气的含量为5.55毫克/千克,现用 处理该厂自来水中残余氯气,则处理1 吨该水厂的自来水至少应加入 g 才能达到标准。
【答案】(1)恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗
(2)除去中的、调节流速、平衡气体压强(任答两点)
(3)c
(4)在酸性条件下不能稳定存在
(5) 减少的损失 向漏斗中加入酒精至浸没固体,让其自然流下,重复2~3次
(6)3.1
【分析】该实验题为利用二氧化硫、硫化钠和碳酸钠为原料制备,反应原理为;实验装置分成A、B、C三个部分,装置A用于制备二氧化硫,装置B为单向阀,装置C用于合成;制备后利用反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6测定其纯度。
【详解】(1)根据仪器的构造可知,仪器X为恒压滴液漏斗或恒压分液漏斗;
(2)装置B中装有饱和亚硫酸氢钠,且有一长颈漏斗,其作用有除去中的、调节流速、平衡气体压强;
(3)单向阀的作用为防倒吸,装置c为缓冲瓶,可用于防倒吸,答案为c;
(4)在酸性条件下不能稳定存在,pH小于7,即H+浓度过大,可能会与发生反应;
(5)易溶于水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤可减少溶解损失;洗涤操作为向过滤器中加入酒精至浸没固体,待其自然流下,重复2~3次;
(6)余氯最高含量为2 mg﹒kg-1,现为5.55 mg﹒kg-1,则需去除量为3.55 mg﹒kg-1。现有1 t水,需要去除的氯气的质量为1000 kg3.55 mg﹒kg-1=3. 55103mg=3.55g。由关系式4Cl2 ~可知,消耗的质量为=3.1 g。
7.(2025·天津武清·一模)亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物与氯化氢,易溶于浓硫酸,常可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。其制备装置如图所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均为浓硫酸):
(1)用图甲中装置制备纯净干燥的原料气,补充下表中所缺少的药品。
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
浓盐酸
①
制备纯净NO
Cu
稀硝酸
②
(2)将制得的NO和Cl2通入图乙对应装置制备NOCl。
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置IV、V除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是 。
③有人认为可以将装置Ⅳ中浓硫酸合并到装置Ⅴ中,撤除装置Ⅳ,直接将NO、Cl2通入装置Ⅴ中,你同意此观点吗? (填同意或不同意),原因是 。
④实验开始的时候,先通入氯气,再通入NO,原因为 。
(3)装置Ⅷ吸收尾气时,无元素化合价变化,NOCl发生反应的化学方程式为 。
(4)制得的NOCl中可能含有少量N2O4杂质,为测定产品纯度进行如下实验:称取1.6625 g样品溶于50.00 mL NaOH溶液中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.40 mol/L AgNO3溶液滴定至产生砖红色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00 mL。
①样品的纯度为 %(保留1位小数)
②已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12,若在滴定终点时测得溶液中CrO的浓度是5.0×10-3 mol/L,此时溶液中Cl-浓度是 。
【答案】 饱和食盐水 H2O e→f→c→b→d(e,f可互换); 通过观察气泡的多少调节两种气体的流速 不同意 NO与Cl2反应生成的NOCl可溶于浓硫酸 用Cl2排尽装置内的空气,以防NO与氧气反应 NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O 78.8 9.0×10-6 mol/L
【分析】氯气与一氧化氮在常温常压下合成亚硝酰氯。图甲装置制备氯气,实验室用浓盐酸与二氧化锰制备,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,先用饱和食盐水吸收除去HCl,再用浓硫酸干燥。由图甲制备NO,用铜和稀硝酸反应制备,制得的NO中可能混有硝酸、二氧化氮,先用水净化处理,再用浓硫酸干燥。将氯气和NO通过装置IV、V除可进一步干燥NO、Cl2外,还可以根据气泡控制气体流速,在装置Ⅵ中发生反应,在冰盐中冷凝收集NOCl,氯气、NO以及NOCl均不能排放到空气中,用氢氧化钠溶液吸收,NOCl遇水易水解,故在收集装置和尾气处理装置之间需加一个干燥装置,以此解答该题。
【详解】(1)由分析可知,制备氯气时,分液漏斗中盛放浓盐酸、装置II中盛放饱和食盐水,制备NO时,分液漏斗中盛放稀硝酸,装置II中盛放水,
故答案为:饱和食盐水;H2O;
(2)①由分析可知,装置连顺序为 a→e→f→c→b→d (或f→e→c→b→d),
故答案为:e−f−c−b−d(e,f可互换);
②装置IV、V除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是通过观察气泡的多少调节两种气体的流速,故答案为:通过观察气泡的多少调节两种气体的流速;
③由题给信息可知NO与Cl2反应生成的NOCl易溶于浓硫酸,则不能直接将NO、Cl2通入装置V中,
故答案为:不同意;NO与Cl2反应生成的NOCl可溶于浓硫酸;
④先通入氯气,可将装置内的空气排出,避免NO被氧化生成二氧化氮,故答案为:用Cl2排尽装置内的空气,以防NO与氧气反应;
(3)装置 VII吸收尾气时,无元素化合价变化,则生成物为氯化钠、亚硝酸钠和水,原子守恒得NOCl发生反应的化学方程式为NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O,故答案为:NOCl+2NaOH=NaCl+NaNO2+H2O;
(4)①n(AgNO3)=0.05L×0.40mol/L=0.02mol,由关系式NOCl~NaCl~AgNO3可知,n(NOCl)=0.02mol,则样品的纯度为×100%=78.8%,
故答案为:78.8;
②当c(CrO)=5.0×10−3 mol•L−1出现砖红色沉淀时,由Ksp(Ag2CrO4)和 c(CrO)=5.0×10−3,得c(Ag+)==2.00×10−5 mol•L−1,所以c(Cl−)==9.0×10−6 mol/L,故答案为:9.0×10−6 mol/L。
8.(2025·天津宁河·一模)生活中不少同学都被蚊虫叮咬过,感觉又疼又痒,原因是蚊虫叮咬时能分泌出蚊酸刺激皮肤。蚊酸化学式为HCOOH,化学名称为甲酸,是一种有刺激性气味的无色液体,具有很强的腐蚀性,为探究甲酸的部分化学性质,同学们进行了如下实验:
I.
(1)向盛有1mL饱和溶液的试管中加入足量甲酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为 。
(2)向盛有甲酸饱和溶液的试管中滴入几滴有硫酸的KMnO4溶液,振荡,发现混合溶液的紫红色褪去,说明甲酸具有 (填“氧化性”、“还原性”或“酸性”);
(3)用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:,实验的部分装置如甲所示。制备时先加热浓硫酸至80-90℃,再逐滴滴入甲酸。
①欲组装成甲图制取CO气体的发生装置,从乙图挑选所需仪器 (填序号)。
②装置II的作用是 。
(4)某同学分析甲酸的结构式发现,甲酸中还有醛基,推测甲酸还应具有醛的性质。请帮助该同学设计实验验证其推测: 。
Ⅱ.甲酸能与醇发生酯化反应
该兴趣小组用如图所示装置进行甲酸(HCOOH)与甲醇的酯化反应实验:
有关物质的性质如下:
沸点/℃
密度(g·cm⁻³)
水中溶解性
甲醇
64.5
0.79
易溶
甲酸
100.7
1.22
易溶
甲酸甲酯
31.5
0.98
易溶
(5)装置中,仪器A的名称是 ,
(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为 。
(7)要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯,可采用的方法为 。
Ⅲ.甲酸能脱水制取一氧化碳,一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:
(8)测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度:CO与足量NaOH充分反应后,消耗标况下2.24LCO所得固体物质为8.0g,则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为 (计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1)
(2)还原性
(3) 防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中
(4)取少量甲酸于洁净的小试管中,加入溶液中和其碱性,再加入银氨溶液,加热,产生了光亮银镜,可证明甲酸中含有醛基
(5)直形冷凝管
(6)HCOOH+ CH3OHHCOOCH3+H2O
(7)蒸馏
(8)
【分析】I.用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:,实验的部分装置如甲所示。制备时先加热浓硫酸至80-90℃,再逐滴滴入甲酸。该反应为液液加热的反应,则需要的仪器为蒸馏烧瓶和分液漏斗,需要控制温度,则用到温度计;装置Ⅱ是一个空的试剂瓶,可以防止倒吸的水进入蒸馏烧瓶中;
Ⅱ.仪器A为直形冷凝管;由蒸气冷凝为液体,装置内压强会减小,长玻璃管c可以平衡压强,也可以将产品蒸气进行冷凝回流;甲酸与甲醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成甲酸甲酯与水;锥形瓶内为液态混合物,用蒸馏方法提取甲酸甲酯。
【详解】(1)与甲酸发生复分解反应:;
(2)酸性KMnO4具有强氧化性,HCOOH具有还原性,二者发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色;
(3)①甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:,该反应为液液加热的反应,则需要的仪器为蒸馏烧瓶和分液漏斗,需要控制温度,则用到温度计;故答案为:;
②装置Ⅱ是一个空的试剂瓶,可以防止倒吸的水进入蒸馏烧瓶中;
(4)分析甲酸的结构式发现,甲酸中含有醛基,推测甲酸还应具有醛的性质,醛基能与银氨溶液反应生成银镜,则操作方法为:取少量甲酸于洁净的小试管中,加入溶液中和其碱性,再加入银氨溶液,加热,产生了光亮银镜,可证明甲酸中含有醛基;
(5)由装置图可知,仪器A为直形冷凝管;
(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式HCOOH+ CH3OHHCOOCH3+H2O;
(7)根据甲酸、甲醇和甲酸甲酯的沸点都有较大差别,可采用蒸馏的方法提取混合物中的甲酸甲酯;
(8)标准状况下的物质的量为0.1mol,根据,生成甲酸钠的物质的量为0.1mol,则甲酸钠的质量为:0.1mol×68g/mol=6.8g,所得固体物质为,则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为:,故答案为:。
9.(2025·天津河东·一模)某实验小组用废铜屑(含少量铁,油污)制备,步骤如下:
I.取8.00g废铜屑,碱洗后加入稀和溶液,在下充分溶解。
Ⅱ.调节pH至,加热煮沸2分钟,趁热过滤。
Ⅲ.向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。
Ⅳ.加入无水乙醇,充分搅拌,过滤;沉淀先用试剂M洗涤,再用乙醇与乙醚混合液洗涤,干燥,得深蓝色晶体24.60g。
已知:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ碱洗的目的是; 。
(2)步骤Ⅰ中发生的主要反应的离子反应方程式是 。
(3)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式);过滤操作需要的玻璃仪器有 。
(4)步骤Ⅲ的实验现象为 。
(5)步骤Ⅳ加入乙醇的目的是 。
(6)步骤Ⅳ中试剂M应选用___________(填标号)。
A.乙醇和浓氨水混合溶液 B.蒸馏水 C.乙醇和稀硫酸混合溶液 D.溶液
(7)对产品进行热重分析,结果如下图所示。时失去全部结晶水及部分;时产物为,则 ;阶段反应的化学方程式为 。
【答案】(1)除去废铜屑表面的油污
(2)
(3) 玻璃棒,烧杯,漏斗
(4)先有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失变为深蓝色
(5)乙醇降低了溶剂的极性,从而降低了硫酸四氨合铜的溶解度,导致晶体析出
(6)A
(7) 1
【分析】实验目的为制备,实验原理,,实验步骤Ⅰ、Ⅱ制备硫酸铜溶液,步骤Ⅲ制备得到硫酸四氨合铜溶液,步骤Ⅳ加入无水乙醇降低硫酸四氨合铜溶解度,结晶析出晶体,过滤、洗涤、干燥,得深蓝色晶体为。
【详解】(1)废铜屑表面有油污等杂质,常用碳酸钠溶液洗去油污,步骤Ⅰ碱洗的目的是除去废铜屑表面的油污;
故答案为:除去废铜屑表面的油污;
(2)步骤Ⅰ中发生的主要反应为铜生成硫酸铜,离子反应方程式是;
故答案为:;
(3)调节pH至,铁离子生成氢氧化铁沉淀,不稳定,受热易分解,则步骤Ⅱ可除去溶液中的和;过滤操作需要的玻璃仪器有玻璃棒,烧杯,漏斗;
故答案为:;;玻璃棒、烧杯、漏斗;
(4)步骤Ⅱ得硫酸铜溶液,步骤Ⅲ逐滴加入浓氨水过程,先生成蓝色沉淀,而能与浓氨水反应生成,故实验现象为先有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失变为深蓝色;
故答案为:先有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失变为深蓝色;
(5)步骤Ⅳ加入乙醇的目的是乙醇降低了溶剂的极性,从而降低了硫酸四氨合铜的溶解度,导致晶体析出;
故答案为:乙醇降低了溶剂的极性,从而降低了硫酸四氨合铜的溶解度,导致晶体析出;
(6)步骤Ⅳ沉淀为,洗涤沉淀需减少沉淀的溶解,及抑制配离子的电离,乙醇可以降低该晶体的溶解,浓氨水可以抑制电离,故试剂M为乙醇和浓氨水混合溶液,A项正确;
故答案为:A;
(7)根据图像可知,将纵坐标对应质量乘1000,图像不变,则按照乘1000后的数据计算:时固体质量为3.20g,产物为物质的量为,根据元素质量守恒,初始25℃时,固体质量为4.92g,物质的量为0.02mol,则其摩尔质量为,数值上等于相对分子质量,而的相对分子质量为228,则x=;失去全部结晶水时的质量为,时固体质量只有3.88g,说明此时固体不是,而时固体为质量为3.20g, 由转化为时质量减少,为的质量,时固体质量3.88g转化为时质量减少,由转化为时固体时质量减少,可知时固体为,阶段与阶段固体质量减少量相等,都为0.34g,则时固体为(或时固体物质的量为0.02mol,阶段固体质量减少0.68g为0.04mol的质量,与物质的量之比为1:2,确定时固体为),故阶段反应的化学方程式为;
故答案为:1;。
工艺流程题题型二
10.(2025·天津南开·一模)我国芒硝()资源丰富。工业上常以芒硝为原料制备和。回答下列问题:
I.实验室模拟制备
(1)转化ⅰ的化学方程式是 。
(2)操作a的名称是 。
(3)转化ⅱ结束后,将其反应液通过操作b制得。操作b的步骤为蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)转化ⅲ加热时盛装样品的仪器名称为 。
(5)物质X的化学式为 。
Ⅱ.测定产品的纯度
准确称取1.250g产品,配成100mL溶液,每次取出配制的溶液20.00mL,以酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定,实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
(6)将称得的产品配制成待测溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(7)在滴定管中装入NaOH标准溶液的前一步,应进行的操作为 。
(8)滴定至终点时,溶液颜色的变化为 。
(9)产品的纯度为 。
Ⅲ.的应用
(10)向溶液中逐滴加入溶液至溶液显中性的离子方程式: 。
(11)检验产品中是否混有的方法是 。
【答案】(1)
(2)过滤
(3)冷却结晶
(4)坩埚
(5)NH3
(6)100mL容量瓶、胶头滴管
(7)用NaOH标准溶液进行润洗
(8)滴入最后半滴标准液,溶液从无色变为粉红色,且半分钟内不褪色
(9)96.0%
(10)
(11)取少量产品于试管中,加入过量的浓NaOH溶液,加热,若产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则说明混有
【分析】硫酸钠溶液中先通入氨气,再通入过量的二氧化碳产生碳酸氢钠沉淀和硫酸铵溶液,加入硫酸钠实现转化Ⅱ,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体,晶体加热至200~300℃实现转化Ⅲ制得硫酸氢钠,据此解答。
【详解】(1)转化ⅰ为硫酸钠和氨气、二氧化碳、水反应生成碳酸氢铵和硫酸铵,化学方程式为;
(2)操作a将碳酸氢钠沉淀和硫酸铵溶液分开,所以是过滤;
(3)转化ⅱ结束后,将其反应液通过操作b制得,操作b的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(4)转化ⅲ为灼烧操作,加热时盛装样品的仪器名称为坩埚;
(5)转化ⅲ为加热,产物为NaHSO4、NH3和水,故X为NH3;
(6)将称得的产品配制成待测溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有100mL容量瓶、胶头滴管;
(7)在滴定管中装入NaOH标准溶液的前一步,应用NaOH标准溶液进行润洗;
(8)滴入最后半滴标准液,溶液从无色变为粉红色,且半分钟内不褪色;
(9)四次实验,第2次实验体积误差较大,取1,3,4次实验溶液体积的平均值:(20.05mL+19.95 mL +20.00mL)÷3=20.00mL,NaHSO4~NaOH,,100mL溶液中的质量为0.1000mol/L×0.1L×120g/mol=1.2g,样品的纯度为:1.2g÷1.25g×100%=96%;
(10)向溶液中逐滴加入溶液至溶液显中性,则氢氧根离子全部反应,根据“少定多变”原则,得离子方程式;
(11)检验产品NaHSO4中是否混有(NH4)2SO4的方法是取样,加入过量的浓NaOH溶液,加热,若产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则说明混有(NH4)2SO4。
11.(2025·天津·一模)I、钪(Sc)是一种稀土金属。从钛白酸性废水(主要含、、微量)中富集钪,并制备氧化钪的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)酸洗时加入的目的是 。
(2)“操作I”需要的玻璃仪器有烧杯、 。
(3)“滤渣I”的主要成分是、 。
(4)草酸钪焙烧时反应的化学方程式 。
II、的配位化合物较稳定且应用广泛。可与、、,等配体形成使溶液呈浅紫色的,红色的,无色的,黄色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向含的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子;不能与形成配离子。
回答下列问题:
(5)溶液I显酸性的原因 (用离子方程式表示)。为了能观察到溶液I中的浅紫色,可采取的方法是向溶液I中加 溶液。
(6)溶液II向溶液Ⅲ转化时发生的反应为 (写离子方程式),向溶液III中加入足量的KSCN固体,溶液可能变为 色。
(7)检验溶液中是否含有,所需试剂为 、 。(填化学式)
【答案】(1)将氧化为,有利于后面沉淀除去
(2)普通漏斗,玻璃棒
(3)、
(4)
(5) (或硝酸)
(6) 红
(7) NaF、 KSCN
【分析】I、含、、的废水萃取分液,有机相中含、、离子,加入H2O2和稀硫酸,使Fe2+转化为Fe3+,加入NaOH溶液进行反萃取,得到、、沉淀,加入盐酸调节pH值,得到Sc3+的溶液,再加入草酸溶液得到草酸钪沉淀,在空气中加热焙烧得到氧化钪;
II、Fe(NO3)3·9H2O溶于水得到含Fe3+的黄色溶液,加入KSCN,得到含有的溶液显红色,的溶液加入NaF溶液,溶液显无色,F-离子与Fe3+形成配离子[FeF6]3-。
【详解】(1)酸洗时加入H2O2目的是将Fe2+氧化为Fe3+,有利于后面沉淀除去;
(2)操作I是过滤,需要用到的仪器有烧杯、普通漏斗和玻璃棒;
(3)根据分析,滤渣I的成分为Ti(OH)4、Fe(OH)3、Sc(OH)3;
(4)草酸钪在空气中焙烧得到氧化钪和CO2,反应的化学方程式为:;
(5)硝酸铁电离出的Fe3+水解显酸性,离子方程式为:;加入HNO3,平衡逆向移动,得到较多的,可以看到的浅紫色;
(6)溶液II中含有,加入NaF溶液,溶液显无色,F-离子与Fe3+形成配离子[FeF6]3-,转化的离子方程式为:;
向溶液III中加入足量的KSCN固体,平衡逆向移动,溶液变为红色;
(7)的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子,若溶液中含有,先加入NaF,使Fe3+转化为无色[FeF6]3-,再加入KSCN,得到蓝色的,所需试剂为:NaF和KSCN。
试卷第22页,共27页
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专题07 实验综合题 工艺流程题
考点概览
题型一 实验综合题
题型二 工业流程题
实验综合题题型一
1.(2025·天津河西·一模)三氯化铬能够促进胰岛素分泌,改善胰岛素敏感性。实验室可以利用三氧化二铬与四氯化碳在管式炉中加热至650℃制得,同时生成。实验装置(夹持装置略)如图所示。
查阅资料:三氯化铬易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。有毒,熔点,沸点,能与水反应生成两种酸性气体。
回答下列问题:
(一)的制备
(1)仪器D的名称 。
(2)制取无水三氯化铬的反应方程式为 。
(3)浓硫酸的作用是 。
(4)F中NaOH溶液能吸收,发生反应的离子方程式为 。
(5)连接装置,检查装置气密性,装入药品,后续的实验操作的顺序如下:
a.打开,通入,通入冷凝水;
b.预热管式炉的反应管;
c.___________,加热A保持水浴温度在之间;
d.加热反应管继续升温至,直至B中反应完全,停止加热B;
e.停止加热A,打开关闭,持续通氮气一段时间;
f.停止通入冷凝水。
①补全步骤c的实验操作 。
②步骤e中,继续持续通氮气的目的是 。
(6)上述制备过程中,实验装置设计存在的缺陷是 (写一条)。
(二)纯度的测定
Ⅰ.准确称取ag产品于锥形瓶中,加水完全溶解。在强碱性条件下,加入过量的溶液和适量蒸馏水,加热至溶液变黄绿色,此时铬以存在,继续加热一段时间;
Ⅱ.向冷却后的锥形瓶中加入一定量的浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸可防止指示剂提前变色)使转化为橙色的;
Ⅲ.滴加5滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用标准溶液滴定,达滴定终点时消耗标准液体积(转化为)。
(7)产品中所含的质量分数为 (设的摩尔质量)。
(8)若步骤Ⅲ的标准溶液部分变质,则测定的产品中质量分数 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
2.(2025·天津红桥·一模)侯德榜为我国纯碱工业发展做出了重要贡献。某兴趣小组开展如下探究:
I.在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取的部分装置如下图所示。
(1)装置I中反应的离子方程式为 。装置II洗气瓶中盛有 溶液(填化学式)。写出纯碱在生产生活中一种用途 。
(2)反应一段时间,装置Ⅲ中试管内有固体析出,总反应的化学方程式为 。
(3)反应结束后,过滤出试管内固体,对固体进行洗涤,干燥后,将固体置于_______(填标号),在300℃下加热可制到纯碱。
A. B. C. D.
II.探究影响水解的因素,实验方案如下(溶液浓度均为):
序号
温度℃
V(溶液)/mL
pH
1
25
0
20.0
2
25
20.0
0
3
25
2.0
18.0
4
40
20.0
0
(4)①由 (填“>”、“<”或“=”)可说明,溶液水解呈碱性;在实验2和3,稀释溶液,促进水解的证据是 (用含和的代数式表示)。
②已知水解是吸热反应,甲同学预测,但实验结果为,实验结果比预测数值小的原因是溶液从升温, 。
甲同学补充做了一个实验,测定 ,通过上表和补充测定的数据,近似计算出在和时,溶液水解生成的,发现两温度下的大小为:。据此,小组同学得出结论是温度升高,促进水解。
3.(2025·天津河北·一模)已知:将通入溶液中会产生不溶于酸的白色沉淀。某兴趣小组利用下图装置探究通入溶液产生白色沉淀的原因。请回答下列问题。
【提出问题】白色沉淀产生的主要原因是什么?
【做出假设】
(1)假设一:空气中存在,将氧化为,生成沉淀。
假设二: 。
【设计实验】
(2)该小组成员设计了如图所示的实验装置进行探究。
装置X的名称是 ,装置Y的作用是 。为了确保实验成功,组装实验装置后应进行的操作是 ,排净装置中的空气;加入相应试剂。
【实验过程】
对比实验一
对比实验二
实验步骤
A烧杯中加入煮沸的溶液25mL,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
B烧杯中加入未煮沸的溶液25mL。
C烧杯中加入煮沸的溶液25mL,再加入与溶液体积相同的食用油,冷却至室温。
D烧杯中加入未煮沸的溶液25mL。
在A、B、C、D四个烧杯中均放入pH传感器,然后通入气体
(3)向A烧杯与C烧杯中加入食用油的目的: 。烧杯中“食用油”可以用下列试剂中的 代替(填序号)。
a.氯仿 b.己烷 c.乙醇
【实验现象】A烧杯无明显现象,B、C、D三个烧杯中均出现白色浑浊现象。
【实验结论】
(4)B烧杯中出现白色浑浊证明 成立(填“假设一”或“假设二”)。
(5)在硝酸钡溶液中,有无参加都能产生沉淀。若是的强氧化性导致沉淀的出现,则对应的离子方程式为 。
(6)为了进一步探究起主要氧化作用的因素,该小组成员对传感器采集的数据进行了处理,根据图像可得出结论: 。
如图所示。其中曲线1表示无氧溶液,曲线2表示有氧溶液,曲线3表示无氧溶液,曲线4表示有氧溶液。
4.(2025·天津和平·一模)的熔点为,沸点为,易溶于,极易水解。实验室中,先将还原为W再制备,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制W:检查装置气密性并加入。先通,其目的是 ,请简述通的后续操作 。
(2)仪器A的名称为 ,证明已被完全还原的现象是 。
(3)制:完全还原后,进行的操作为:a.冷却,停止通;b.用干燥的E'装置替换E;c.通;d.加热;e……
①操作c目的是 。
②装置E'的主要缺点是 ,如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是 。
(4)利用碘量法测定产品纯度,实验如下:
a.称量并转化:称量并将其转化为可溶的;
b.离子交换:;
c.析碘:交换后加入适量酸化的溶液,发生反应:;
d.滴定:析碘完全后,用标准溶液滴定,发生反应:;
e.滴定达终点时消耗的溶液。
①样品中(摩尔质量为)的质量分数为 。
②开盖称量待测样品,则滴定时消耗溶液的体积将 (填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中质量分数的测定值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
5.(2025·天津·一模)三氯化氧磷是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室模拟反应:,制备并测定产品含量。
资料卡片:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
76.1
137.5
遇水剧烈水解,易与反应
1.25
105.8
153.5
遇水剧烈水解,放热,能溶于
78.8
119
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)仪器E的名称是 ,仪器A中的试剂是 。
(2)实验室制备的离子方程式为 。
(3)反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择 (填“F”或“G”)。
(4)该反应一般控制在的范围内进行,其原因是 ,因此装置C最好选择的加热方式是 。
(5)上述过程制得粗品经分离提纯去除后,进行如下操作,测定此时的含量:准确称取样品在水解瓶中摇动至完全水解并稀释至,取于锥形瓶中,加的溶液,再加少量硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。加入作指示剂,用标准溶液滴定过量的至终点,做平行实验,平均消耗标准溶液。
已知:。
①水解的化学方程式为 。
②判断滴定终点的现象为 。
③的纯度为 %(保留四位有效数字)。
④实验中,若不加硝基苯,测定的纯度将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
④Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN),所以若无硝基苯覆盖沉淀表面,滴定剩余Ag+时,会有部分AgCl沉淀转化为AgSCN,导致消耗的KSCN标准液偏大,即计算出的剩余Ag+偏多,结合③可知测定POCl3的质量分数将偏小。
6.(2025·天津武清·一模)硫代硫酸钠可用以除去自来水中的氯气,在水产养殖上被广泛的应用。某化学兴趣小组用下图装置制备
已知:①制备时主要反应: 。
②易溶于水, 难溶于乙醇。
(1)仪器X的名称是 。
(2)装置B的作用有 。
(3)图中单向阀也可以用以下哪种装置代替? 。
a. b. c.
(4)为获得较多的 ,当溶液的pH接近7时,应立即停止通入 ,其原因是 。
(5)水中部分物质的溶解度曲线如图所示:
通过系列操作后,洗涤、干燥得到 ,洗涤时用酒精代替蒸馏水的目的是 ,“洗涤”的操作是 。
(6)《生活饮用水卫生标准》规定,自来水出厂水余氯应在0.3~2毫克/千克之间。若某自来水厂用氯气消毒后的自来水中残余氯气的含量为5.55毫克/千克,现用 处理该厂自来水中残余氯气,则处理1 吨该水厂的自来水至少应加入 g 才能达到标准。
7.(2025·天津武清·一模)亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水剧烈水解生成氮的两种氧化物与氯化氢,易溶于浓硫酸,常可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。其制备装置如图所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均为浓硫酸):
(1)用图甲中装置制备纯净干燥的原料气,补充下表中所缺少的药品。
装置Ⅰ
装置Ⅱ
烧瓶中
分液漏斗中
制备纯净Cl2
MnO2
浓盐酸
①
制备纯净NO
Cu
稀硝酸
②
(2)将制得的NO和Cl2通入图乙对应装置制备NOCl。
①装置连接顺序为a→ (按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置IV、V除可进一步干燥NO、Cl2外,另一个作用是 。
③有人认为可以将装置Ⅳ中浓硫酸合并到装置Ⅴ中,撤除装置Ⅳ,直接将NO、Cl2通入装置Ⅴ中,你同意此观点吗? (填同意或不同意),原因是 。
④实验开始的时候,先通入氯气,再通入NO,原因为 。
(3)装置Ⅷ吸收尾气时,无元素化合价变化,NOCl发生反应的化学方程式为 。
(4)制得的NOCl中可能含有少量N2O4杂质,为测定产品纯度进行如下实验:称取1.6625 g样品溶于50.00 mL NaOH溶液中,加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用足量硝酸酸化的0.40 mol/L AgNO3溶液滴定至产生砖红色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00 mL。
①样品的纯度为 %(保留1位小数)
②已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2×10-12,若在滴定终点时测得溶液中CrO的浓度是5.0×10-3 mol/L,此时溶液中Cl-浓度是 。
8.(2025·天津宁河·一模)生活中不少同学都被蚊虫叮咬过,感觉又疼又痒,原因是蚊虫叮咬时能分泌出蚊酸刺激皮肤。蚊酸化学式为HCOOH,化学名称为甲酸,是一种有刺激性气味的无色液体,具有很强的腐蚀性,为探究甲酸的部分化学性质,同学们进行了如下实验:
I.
(1)向盛有1mL饱和溶液的试管中加入足量甲酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为 。
(2)向盛有甲酸饱和溶液的试管中滴入几滴有硫酸的KMnO4溶液,振荡,发现混合溶液的紫红色褪去,说明甲酸具有 (填“氧化性”、“还原性”或“酸性”);
(3)用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:,实验的部分装置如甲所示。制备时先加热浓硫酸至80-90℃,再逐滴滴入甲酸。
①欲组装成甲图制取CO气体的发生装置,从乙图挑选所需仪器 (填序号)。
②装置II的作用是 。
(4)某同学分析甲酸的结构式发现,甲酸中还有醛基,推测甲酸还应具有醛的性质。请帮助该同学设计实验验证其推测: 。
Ⅱ.甲酸能与醇发生酯化反应
该兴趣小组用如图所示装置进行甲酸(HCOOH)与甲醇的酯化反应实验:
有关物质的性质如下:
沸点/℃
密度(g·cm⁻³)
水中溶解性
甲醇
64.5
0.79
易溶
甲酸
100.7
1.22
易溶
甲酸甲酯
31.5
0.98
易溶
(5)装置中,仪器A的名称是 ,
(6)甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式为 。
(7)要从锥形瓶内所得的混合物中提取甲酸甲酯,可采用的方法为 。
Ⅲ.甲酸能脱水制取一氧化碳,一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:
(8)测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度:CO与足量NaOH充分反应后,消耗标况下2.24LCO所得固体物质为8.0g,则所得固体物质中甲酸钠的质量分数为 (计算结果精确到0.1%)。
9.(2025·天津河东·一模)某实验小组用废铜屑(含少量铁,油污)制备,步骤如下:
I.取8.00g废铜屑,碱洗后加入稀和溶液,在下充分溶解。
Ⅱ.调节pH至,加热煮沸2分钟,趁热过滤。
Ⅲ.向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。
Ⅳ.加入无水乙醇,充分搅拌,过滤;沉淀先用试剂M洗涤,再用乙醇与乙醚混合液洗涤,干燥,得深蓝色晶体24.60g。
已知:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ碱洗的目的是; 。
(2)步骤Ⅰ中发生的主要反应的离子反应方程式是 。
(3)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式);过滤操作需要的玻璃仪器有 。
(4)步骤Ⅲ的实验现象为 。
(5)步骤Ⅳ加入乙醇的目的是 。
(6)步骤Ⅳ中试剂M应选用___________(填标号)。
A.乙醇和浓氨水混合溶液 B.蒸馏水 C.乙醇和稀硫酸混合溶液 D.溶液
(7)对产品进行热重分析,结果如下图所示。时失去全部结晶水及部分;时产物为,则 ;阶段反应的化学方程式为 。
1:2,确定时固体为),故阶段反应的化学方程式为;
故答案为:1;。
工艺流程题题型二
10.(2025·天津南开·一模)我国芒硝()资源丰富。工业上常以芒硝为原料制备和。回答下列问题:
I.实验室模拟制备
(1)转化ⅰ的化学方程式是 。
(2)操作a的名称是 。
(3)转化ⅱ结束后,将其反应液通过操作b制得。操作b的步骤为蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)转化ⅲ加热时盛装样品的仪器名称为 。
(5)物质X的化学式为 。
Ⅱ.测定产品的纯度
准确称取1.250g产品,配成100mL溶液,每次取出配制的溶液20.00mL,以酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定,实验数据如下表。
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
(6)将称得的产品配制成待测溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(7)在滴定管中装入NaOH标准溶液的前一步,应进行的操作为 。
(8)滴定至终点时,溶液颜色的变化为 。
(9)产品的纯度为 。
Ⅲ.的应用
(10)向溶液中逐滴加入溶液至溶液显中性的离子方程式: 。
(11)检验产品中是否混有的方法是 。
11.(2025·天津·一模)I、钪(Sc)是一种稀土金属。从钛白酸性废水(主要含、、微量)中富集钪,并制备氧化钪的工艺流程如下。回答下列问题:
(1)酸洗时加入的目的是 。
(2)“操作I”需要的玻璃仪器有烧杯、 。
(3)“滤渣I”的主要成分是、 。
(4)草酸钪焙烧时反应的化学方程式 。
II、的配位化合物较稳定且应用广泛。可与、、,等配体形成使溶液呈浅紫色的,红色的,无色的,黄色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向含的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子;不能与形成配离子。
回答下列问题:
(5)溶液I显酸性的原因 (用离子方程式表示)。为了能观察到溶液I中的浅紫色,可采取的方法是向溶液I中加 溶液。
(6)溶液II向溶液Ⅲ转化时发生的反应为 (写离子方程式),向溶液III中加入足量的KSCN固体,溶液可能变为 色。
(7)检验溶液中是否含有,所需试剂为 、 。(填化学式)
【答案】(1)将氧化为,有利于后面沉淀除去
(2)普通漏斗,玻璃棒
(3)、
(4)
(5) (或硝酸)
(6) 红
(7) NaF、 KSCN
【分析】I、含、、的废水萃取分液,有机相中含、、离子,加入H2O2和稀硫酸,使Fe2+转化为Fe3+,加入NaOH溶液进行反萃取,得到、、沉淀,加入盐酸调节pH值,得到Sc3+的溶液,再加入草酸溶液得到草酸钪沉淀,在空气中加热焙烧得到氧化钪;
II、Fe(NO3)3·9H2O溶于水得到含Fe3+的黄色溶液,加入KSCN,得到含有的溶液显红色,的溶液加入NaF溶液,溶液显无色,F-离子与Fe3+形成配离子[FeF6]3-。
【详解】(1)酸洗时加入H2O2目的是将Fe2+氧化为Fe3+,有利于后面沉淀除去;
(2)操作I是过滤,需要用到的仪器有烧杯、普通漏斗和玻璃棒;
(3)根据分析,滤渣I的成分为Ti(OH)4、Fe(OH)3、Sc(OH)3;
(4)草酸钪在空气中焙烧得到氧化钪和CO2,反应的化学方程式为:;
(5)硝酸铁电离出的Fe3+水解显酸性,离子方程式为:;加入HNO3,平衡逆向移动,得到较多的,可以看到的浅紫色;
(6)溶液II中含有,加入NaF溶液,溶液显无色,F-离子与Fe3+形成配离子[FeF6]3-,转化的离子方程式为:;
向溶液III中加入足量的KSCN固体,平衡逆向移动,溶液变为红色;
(7)的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子,若溶液中含有,先加入NaF,使Fe3+转化为无色[FeF6]3-,再加入KSCN,得到蓝色的,所需试剂为:NaF和KSCN。
试卷第14页,共16页
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