（浙江专用）2020版高考化学一轮复习 专题二十 物质的制备与定量分析课件

第五部分化学实验专题二十物质的制备与定量分析高考化学(浙江专用)考点一物质的制备与合成A组统一命题·浙江卷题组五年高考1.(2019浙江4月选考,24,2分)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是 ()A.KClO3作氧化剂,每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗 molKClO3B.生成聚合硫酸铁后,水溶液的pH增大C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水D.在相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强6n答案A依题意可写出FeSO4与KClO3反应制备[Fe(OH)SO4]n的方程式为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O  +nKCl,反应中KClO3作氧化剂,每生成1mol[Fe(OH)SO4]n消耗 molKClO3,A错误;溶液中FeSO4转化为[Fe(OH)SO4]n,溶液酸性减弱,pH增大,B正确;在水中[Fe(OH)SO4]n能水解生成氢氧化铁胶体吸附水中悬浮杂质而净水,C正确;在相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+更易水解,D正确。46[Fe(OH)SO]n6n疑难突破类似于多元弱酸根阴离子的分步水解,Fe3+水解分三步进行:Fe3++H2O [Fe(OH)]2++H+,[Fe(OH)]2++H2O [Fe(OH)2]++H+,[Fe(OH)2]++H2O Fe(OH)3+H+,因上一步水解生成的H+对下一步水解有抑制作用,三步水解程度逐渐减弱,即在相同条件下的水解能力:Fe3+[Fe(OH)]2+[Fe(OH)2]+。2.(2019浙江4月选考,31,10分)【加试题】某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。 相关信息如下:①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。请回答:(1)下列说法正确的是。A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤(2)步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。①选择必需的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→。 ②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出指示剂并说明蒸氨可以停止时的现象。(3)溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。①含有的杂质是。②从操作上分析引入杂质的原因是。(4)有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:金属离子pH开始沉淀完全沉淀Al3+3.04.7Fe3+1.12.8Ca2+11.3-Mg2+8.410.9请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→()→()→()→()→()→()→MgCl2溶液→产品。a.用盐酸溶解b.调pH=3.0c.调pH=5.0d.调pH=8.5e.调pH=11.0f.过滤g.洗涤答案(1)ABD(2分)(2)①a→d→f→c(2分)②甲基橙,颜色由红色变橙色(2分)(3)①碱式氯化镁(氢氧化镁)(1分)②过度蒸发导致氯化镁水解(1分)(4)c→f→e→f→g→a(2分)解析(1)烧杯和锥形瓶是玻璃材质的,不能承受高温煅烧,煅烧样品的容器可以用坩埚,A正确;信息②显示NH4Cl溶液与MgO的反应程度不大,说明该反应可逆,化学方程式为MgO+2NH4Cl+H2O MgCl2+2NH3·H2O,“蒸氨”时将氨从固液混合物中蒸出来,促进平衡正向移动,从而提高了MgO的溶解量,B正确;步骤Ⅲ中若将固液混合物C先过滤,再蒸氨,在蒸氨完成后为了将未反应完全的MgO除去,还需再过滤一次,费时麻烦,C错误;步骤Ⅳ中固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤(沉淀不是胶状沉淀),D正确。(2)①为实现蒸氨、吸收和指示于一体,应将固液混合物C置于烧瓶a中,连接d将生成的NH3导出,用c烧杯中的H2SO4溶液吸收,为防止NH3吸收时溶液倒吸,应在d、c间接一球形干燥管f,故仪器正确的连接顺为a→d→f→c。②硫酸吸收NH3生成的(NH4)2SO4溶液呈酸性,可选择在酸性范围内变色的指示剂甲基橙,溶液颜色由红色变橙色,说明一定量的硫酸已反应完全,蒸氨可以停止。(3)溶液F中含MgCl2、NH4Cl和NH3·H2O,盐酸酸化后NH3·H2O转化为NH4Cl,再经蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品,产品水溶液呈碱性,但单一MgCl2溶液呈酸性,应该是含有较多的碱式氯化镁(或氢氧化镁)杂质,由溶液过度蒸发和干燥时温度过高导致氯化镁水解而来。(4)固体B中含MgO、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2,加盐酸溶解后,溶液中含Mg2+、Fe3+、Al3+、Ca2+,根据题给金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围,可先调pH=5.0,使Fe3+和Al3+完全沉淀,过滤滤去Fe(OH)3、Al(OH)3和SiO2,再将所得滤液调pH=11.0,使Mg2+完全沉淀而跟Ca2+分离,过滤将滤出的Mg(OH)2洗涤干净后用盐酸溶解即得MgCl2溶液,故合理的操作排序为c→f→e→f→g→a。易错警示本题易错点有三,一是(2)中仪器连接顺序未考虑接球形干燥管防倒吸;二是不能正确分析(3)中产品中所含杂质的成分及成因;三是(4)中制备MgCl2溶液的操作排序。评分细则(1)有错不给分,只选其中1个不给分,只选其中2个给1分。(2)①“→”有无均可,答adc给1分,其他情况不给分。②a.未指明指示剂种类不给分;b.颜色变化必须与指示剂相对应,“由…色”未指明不扣分甲基橙、甲基红、甲基黄(变橙、黄均可)石蕊试液(变紫、蓝均可);c.用石蕊试纸且颜色变化正确,共给1分;d.用酚酞、pH试纸、pH计、亚甲基蓝、“亚甲基红”等均不给分。(3)①Mg(OH)2、Mg(OH)Cl、MgO都可以,名称或化学式正确皆可,多写只看第1个。②a.必须明确指出蒸发步骤所导致,未指“蒸发”的不给分;b.蒸发过程中操作不当或能体现该意思的表述都给分(如:蒸发温度过高、过度蒸发、蒸发时间太长等),但若后面表述有明显错误的不给分。(4)“→”有无均可;全对给2分;cfe给1分。3.(2017浙江4月选考,31,10分)【加试题】ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制备成NaClO2固体以便运输和贮存。过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4 2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O2ClO2+H2O2+2NaOH 2NaClO2+O2↑+2H2OClO2熔点-59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃ 图1请回答:(1)仪器A的作用是;冰水浴冷却的目的是(写出两种)。(2)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因。(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步反应完成,将其补充完整:①(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2 2Cl̄+O2+2H+。(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30%H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备。该设备的作用是,馏出物是。 图2(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是。A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管后,关闭水龙头答案(1)防止倒吸降低NaClO2的溶解度;减少H2O2的分解;增加ClO2的溶解度;减少ClO2的分解(2)空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收(3)2Cl +2Cl-+4H+ 2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(4)减压H2O(5)C3O解析(1)由于ClO2气体在冰水浴条件下被吸收,体系内气压减小,因此需要防倒吸,故仪器A的作用是作安全瓶,防止溶液倒吸入三颈烧瓶中。冰水浴冷却可降低NaClO2的溶解度,增加ClO2的溶解度,同时减少H2O2和ClO2的分解。(2)空气流速过快时,ClO2来不及被充分吸收就被吹出;空气流速过慢时,ClO2滞留在体系内,ClO2浓度过高发生分解,故均会降低NaClO2的产率。(3)依题意知Cl-为催化剂,Cl2为中间产物,三颈烧瓶中的总反应为2NaClO3+H2O2+H2SO4 2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O,对应的离子方程式为2Cl +H2O2+2H+ 2ClO2↑+O2↑+2H2O,减去反应②即得反应①:2Cl +2Cl-+4H+ Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。(4)H2O2的沸点是150℃,比水的高,故馏出物是水。水浴加热的温度最高为100℃,但瓶内温度很难达到100℃,因此需要添加减压装置。(5)NaClO2有强氧化性,为防止滤纸被腐蚀,可用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤,A正确;抽滤时,用倾析法先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀,B正确;洗涤沉淀时,为确保充分洗涤,应关小水龙头,使洗涤剂缓慢通过沉淀,C错误;抽滤完毕,应先断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管,再关闭水龙头,以防倒吸,D正确。3O3O4.(2016浙江10月选考,31,10分)【加试题】某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2 CuOSOCl2熔点-105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答:(1)第②步调pH适合的物质是(填化学式)。(2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操作是。为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是(填一种)。(3)第④步中发生反应的化学方程式是。(4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略,如图1)有一处不合理,请提出改进方案并说明理由。 图1装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞(填“a”“b”或“a和b”)。(5)为测定无水Cu(NO3)2产品的纯度,可用分光光度法。已知:4NH3·H2O+Cu2+ Cu(NH3 +4H2O;Cu(NH3 对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与Cu2+在一定浓度范围内成正比。现测得Cu(NH3 的吸光度A与Cu2+标准溶液浓度关系如图2所示: 图2准确称取0.3150g无水Cu(NO3)2,用蒸馏水溶解并定容至100mL,准确移取该溶液10.00mL,加过量NH3·H2O,再用蒸馏水定容至100mL,测得溶液吸光度A=0.620,则无水Cu(NO3)2产品的纯度是(以质量分数表示)。24)24)24)答案(10分)(1)Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(其他合理答案也给分)(2)将溶液转移至蒸发皿中,控制温度加热至溶液表面形成一层晶膜减慢冷却结晶的速度(3)Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑(4)在A、B之间增加干燥装置,防止B中水蒸气进入反应器Ab(5)92.5%解析(1)调节pH的目的是使Fe3+沉淀析出,在除杂的过程中不能引入新的杂质,调节pH之后溶液中只含Cu(NO3)2和