（江苏专用）2020高考化学二轮复习 第二板块 非选择题必考题型专攻 第19题 化学综合实验课件

第19题化学综合实验1研究高考真题——明考情2突破备考重点——提能力3查验备考能力——扫盲点4课下练——练通高考目录CONTENTS研究高考真题——明考情1．(2019·江苏高考)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：(1)室温下，反应CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)达到平衡，则溶液中c（SO2－4）c（CO2－3）＝________[Ksp(CaSO4)＝4.8×10－5，Ksp(CaCO3)＝3×10－9]。(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]。[把脉考点]第(1)问考查有关Ksp的计算第(2)问考查离子方程式的书写、实验原理分析第(3)问考查实验原理分析、实验条件的控制第(4)问考查实验方案的设计解析：(1)室温下，反应CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)达到平衡，则溶液中：c（SO2－4）c（CO2－3）＝c（Ca2＋）·c（SO2－4）c（Ca2＋）·c（CO2－3）＝Ksp（CaSO4）Ksp（CaCO3）＝4.8×10－53×10－9＝1.6×104。(2)将氨水和NH4HCO3溶液混合，可制得(NH4)2CO3溶液，其离子方程式为HCO－3＋NH3·H2O===NH＋4＋CO2－3＋H2O或HCO－3＋NH3·H2ONH＋4＋CO2－3＋H2O；浸取废渣时，向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是抑制CO2－3水解，增加溶液中CO2－3的浓度，使CaSO4(s)＋CO2－3(aq)CaCO3(s)＋SO2－4(aq)平衡向正反应方向移动，促进CaSO4的转化。(3)铵盐的热稳定性差，温度过高，(NH4)2CO3会分解生成CO2逸出体系，使溶液中CO2－3的浓度降低，会导致CaSO4的转化率下降；根据平衡移动原理，实验中保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变，提高转化率的操作是加快搅拌速率。(4)根据题意知，水洗后的滤渣中有CaCO3、Fe2O3、Al2O3、SiO2，用盐酸溶解滤渣，除去不溶物SiO2，得到CaCl2、FeCl3、AlCl3溶液，通过滴加Ca(OH)2溶液调节溶液的pH将FeCl3、AlCl3转化为Fe(OH)3、Al(OH)3除去，得到纯净的CaCl2溶液。所以实验方案如下：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。答案：(1)1.6×104(2)HCO－3＋NH3·H2O===NH＋4＋CO2－3＋H2O(或HCO－3＋NH3·H2ONH＋4＋CO2－3＋H2O)增加溶液中CO2－3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2．(2018·江苏高考)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。(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时，若温度超过40℃，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl，其离子方程式为___________________________；实验中控制温度除用冰水浴外，还需采取的措施是__________________。(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后，再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_________；使用冷凝管的目的是__________。(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、HSO－3、SO2－3随pH的分布如图2所示，Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。①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。[把脉考点]第(1)问考查陌生离子方程式的书写、实验条件的控制第(2)问考查实验药品的使用与实验操作的目的第(3)问考查实验操作步骤、实验方案的设计解析：(1)由题意知，该反应的反应物为氯气和NaOH，40℃以上时生成物为NaClO3和NaCl，根据氧化还原反应方程式的书写要求和步骤，可写出反应的离子方程式为3Cl2＋6OH－=====△5Cl－＋ClO－3＋3H2O。由题给信息①可知，该反应是放热反应，为防止温度过高，除用冰水浴外，还可采取缓慢通入氯气的措施，以使放出的热量能够充分散失。(2)由题给信息②可知，水合肼有强还原性，而NaClO有强氧化性，因此NaClO与尿素反应时，为防止生成的水合肼被NaClO氧化，应保持尿素在反应过程中过量，则应用滴液漏斗滴加NaClO溶液。该反应的温度控制在110℃，而水合肼的沸点为118℃，为了减少水合肼的挥发，可使用冷凝管进行冷凝回流。(3)①由题给图2可知，当完全生成NaHSO3时，溶液的pH约为4，因此当溶液的pH约为4时，即可停止向溶液中通入SO2。②首先加入NaOH溶液，与NaHSO3反应生成Na2SO3，由题给图2可知，当完全生成Na2SO3时，溶液的pH约为10，所以当溶液的pH约为10时，停止滴加NaOH溶液；然后加热、浓缩，当有大量晶体析出时，由题给图3可知，应在高于34℃条件下趁热过滤。答案：(1)3Cl2＋6OH－=====△5Cl－＋ClO－3＋3H2O缓慢通入Cl2(2)NaClO碱性溶液减少水合肼的挥发(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3．(2017·江苏高考)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)2]＋＋Cl－＋2H2O③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原[Ag(NH3)2]＋：4[Ag(NH3)2]＋＋N2H4·H2O===4Ag↓＋N2↑＋4NH＋4＋4NH3↑＋H2O(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为____。(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2，该反应的化学方程式为_____________________________。HNO3也能氧化Ag，从反应产物的角度分析，以HNO3代替NaClO的缺点是___________________________________________。(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_______________________________________________。(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案：__________________________________(实验中须使用的试剂有：2mol·L－1水合肼溶液，1mol·L－1H2SO4)。[把脉考点]第(1)问考查实验操作方法第(2)问考查陌生化学方程式的书写、原料的选择第(3)问考查实验原理分析第(4)问考查实验原理分析第(5)问考查实验方案的设计解析：(1)反应温度在低于100℃时，可采用水浴加热的方式。(2)在溶液中，NaClO氧化Ag生成AgCl、NaOH和O2，根据得失电子守恒及原子守恒配平反应的化学方程式。HNO3氧化Ag时会产生氮氧化物，污染环境。(3)为提高Ag的回收率，需要将洗涤后的滤液也一起合并到过滤Ⅱ的滤液中。(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，增加氨水的用量；由已知信息①知冷却后的溶液中因NaClO的分解，会含有一定浓度的Cl－，不利于AgCl和氨水反应的正向进行。(5)由已知信息③知，水合肼可以和银氨溶液发生反应生成Ag和NH3。生成的NH3用1mol·L－1H2SO4溶液吸收，当溶液中不再产生气泡时，说明反应已进行完全，静置，过滤出生成的Ag，洗涤、干燥。答案：(1)水浴加热(2)4Ag＋4NaClO＋2H2O===4AgCl＋4NaOH＋O2↑会释放出氮氧化物(或NO、NO2)，造成环境污染(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4．(2016·江苏高考)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如下：(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为MgCO3(s)＋2H＋(aq)===Mg2＋(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－50.4kJ·mol－1Mg2SiO4(s)＋4H＋(aq)===2Mg2＋(aq)＋H2SiO3(s)＋H2O(l)ΔH＝－225.4kJ·mol－1酸溶需加热的目的是________________；所加H2SO4不宜过量太多的原因是__________________________________。(3)用右图所示的实验装置进行萃取分液，以除去溶液中的Fe3＋。①实验装置图中仪器A的名称为________。②为使F