（江苏专用）2020版高考化学一轮复习 专题25 实验方案的设计与评价课件

专题25实验方案的设计与评价高考化学(江苏省专用)A组自主命题·江苏卷题组五年高考考点化学实验方案的设计与评价1.(2012江苏单科,13,4分)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 ()选项实验操作实验现象结论A向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液均有固体析出蛋白质均发生变性B向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀溶液X中一定含有S C向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体出现白色沉淀H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强D向浓度均为0.1mol·L-1NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液出现黄色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(AgI)24O答案DA项,向蛋白质溶液中滴加饱和NaCl溶液,蛋白质析出,该变化属于蛋白质的盐析,蛋白质并没有发生变性;B项,若溶液X中含有S ,滴加稀硝酸后,S 被氧化为S ,再滴加Ba(NO3)2溶液,也会出现白色沉淀;C项,Na2SiO3+CO2+H2O H2SiO3↓+Na2CO3,说明酸性H2CO3H2SiO3;D项,对于相同类型的难溶物(如AB型),通常Ksp越小,越易形成沉淀。23O23O24O2.[2019江苏单科,19(2)~(4),13分]实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下: (2)将氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其离子方程式为;浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是。(3)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有。 (4)滤渣水洗后,经多步处理得到制备轻质CaCO3所需的CaCl2溶液。设计以水洗后的滤渣为原料,制取CaCl2溶液的实验方案:[已知pH=5时Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5时Al(OH)3开始溶解。实验中必须使用的试剂:盐酸和Ca(OH)2]。答案(2)HC +NH3·H2O N +C +H2O(或HC +NH3·H2O N +C +H2O)增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4的转化(3)温度过高,(NH4)2CO3分解加快搅拌速率(4)在搅拌下向足量稀盐酸中分批加入滤渣,待观察不到气泡产生后,过滤,向滤液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH试纸测量溶液pH,当pH介于5~8.5时,过滤3O4H23O3O4H23O23O解析本题涉及的考点有离子方程式的书写、实验方案的设计等;考查考生分析、解决化学问题的能力;体现了科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的学科核心素养。(2)(NH4)2CO3溶液中C 水解,C +H2O HC +OH-,加入适量浓氨水,溶液中OH-浓度增大,抑制C 水解,从而增加溶液中C 的浓度,促进CaSO4转化为CaCO3。(3)(NH4)2CO3受热易分解,生成NH3、CO2、H2O;加快搅拌速率可使反应物反应更充分,提高CaSO4的转化率。(4)滤渣的主要成分有CaCO3、SiO2、Al2O3、Fe2O3。用盐酸将其溶解后,过滤除去SiO2。用Ca(OH)2调节滤液的pH到5~8.5,使Fe3+和Al3+完全沉淀,过滤除去Fe(OH)3和Al(OH)3。23O23O3O23O23O归纳总结反应物中有易分解或易挥发的药品时,反应温度一般不能过高,防止反应物分解或挥发。3.[2016江苏单科,16(3),3分]以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下:(3)向滤液中加入稍过量KCl固体可将Ca(ClO3)2转化为KClO3。若溶液中KClO3的含量为100g·L-1,从该溶液中尽可能多地析出KClO3固体的方法是。 答案(3)蒸发浓缩、冷却结晶解析(3)根据图像可知,KClO3的溶解度随温度变化较大,且低温时溶解度较小,而Ca(ClO3)2溶解度在低温时较大,所以采用蒸发浓缩、冷却结晶法即可。考点分析本题考查利用溶解度的不同分离、提纯某物质。知识拓展①溶解度受温度影响较小的物质(如NaCl)采取蒸发结晶的方法。②溶解度受温度影响较大(或带有结晶水)的物质采取蒸发浓缩、降温结晶的方法。4.[2018江苏单科,19(3),7分]以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下: 已知:①Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O是放热反应。②N2H4·H2O沸点约118℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HS 、S 随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。3O23O 图2 图3①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为。②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案:,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。答案(3)①测量溶液的pH,若pH约为4,停止通SO2②边搅拌边向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液,测量溶液pH,pH约为10时,停止滴加NaOH溶液,加热浓缩溶液至有大量晶体析出,在高于34℃条件下趁热过滤解析(3)②溶液pH约为10时可得Na2SO3溶液;制备无水Na2SO3时,注意过滤时温度不能低于34℃,否则会生成Na2SO3·7H2O晶体。5.[2017江苏单科,19(3)~(5),9分]某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。 已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO 2NaCl+NaClO3②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3 +Cl-+2H2O③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3 :4Ag(NH3 +N2H4·H2O 4Ag↓+N2↑+4N +4NH3↑+H2O(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并。(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应),还因为。2)2)2)4H(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案:(实验中 的试剂有:2mol·L-1水合肼溶液,1mol·L-1H2SO4溶液)。须使用答案(3)将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应(5)向滤液中滴加2mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1mol·L-1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥解析本题考查化学实验方案设计的基础知识。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物,需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根据信息③可用水合肼还原Ag(NH3 以制取Ag,并用H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。2)6.[2015江苏单科,19(3)(4),6分]实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在0℃~5℃、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。 (3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为。(4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol·L-1KOH溶液中,(实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。答案(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,在真空干燥箱中干燥解析(3)因K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,为防止Fe3+过量,应在不断搅拌的条件下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中。(4)先用砂芯漏斗过滤除去Fe(OH)3,滤液中含K2FeO4、KOH、KCl,利用K2FeO4微溶于浓KOH溶液的性质,将盛有滤液的烧杯置于冰水浴中,然后加入饱和KOH溶液,搅拌、静置后用砂芯漏斗过滤,析出的K2FeO4晶体用适量乙醇洗涤2~3次后,用真空干燥箱干燥即得产品。解题关键认真阅读题中的文字信息,并能正确迁移是解题的关键。解题技巧解答关于混合方式的问题,适合采用“逆向思维法”。7.[2014江苏单科,19(3)(4),8分]实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如下图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是;锥形瓶里盛放的溶液为。(4)已知:5S +2I +2H+ I2+5S +H2O23O3O24O某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、I 中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、I 的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出有碘单质存在;。实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液。3O3O答案(3)使氯气在溶液中有较大的溶解度(或防止I2升华或防止I2进一步被氧化)NaOH溶液(4)从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加FeCl3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I-;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I-。另从水层取少量溶液,加入1~2mL淀粉溶液,加盐酸酸化,滴加Na2SO3溶液,若溶液变蓝,说明废水中含有I ;若溶液不变蓝,说明废水中不含有I 3O3O解析(3)此步反应原理为Cl2+2I- 2Cl-+I2,控制反应在较低温度下进行的原因一般从反应物或生成物易挥发(溶解度减小)或有其他副反应发生角度考虑;锥形瓶里液体的作用应为吸收尾气,能与Cl2、I2蒸气反应且为实验室常见药品,应选NaOH溶液[工业上吸收尾气Cl2优先选用Ca(OH)2悬浊液]。(4)检验I-的原理是加入氧化剂将I-氧化为I2,利用I2遇淀粉溶液变蓝的原理加以检验;检验I 的原理由题中信息可以得到,S 能将I 还原成I2,再依前述方法检验即可。注意叙述时语言要规范:“取少量溶液”“加入1~2mL……溶液”“酸化”“若……则……”等。3O23O3O8.(2011江苏单科,19,15分)高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分,实验室可通过下列反应制取:NaClO4(aq)+NH4Cl(aq) NH4ClO4(aq)+NaCl(aq)(1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替,上述反应不需要外界供热就能进行,其原因是。(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和NaCl的质量分数分别为0.30和0.15(相关物质的溶解度曲线见图1)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)、干燥。 图1(3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定,蒸馏装置如图2所示(加热和仪器固定装置已略去),实验步骤如下: 图2步骤1:按图2所示组装仪器,检查装置气密性。步骤2:准确称取样品ag