
一、實驗前準(zhǔn)備。安全制度,了解器材的使用方法,大量練習(xí),熟練掌握實驗基本操作方法。
二、實驗中的具體操作技巧
1、確保實驗結(jié)果準(zhǔn)確??忌鷳?yīng)注意記錄每個實驗步驟所加入的試劑量,保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
2、正確操作實驗器材。考生需掌握各個實驗器材的使用方法和操作技巧。
3、熟練掌握實驗技巧。在高考化學(xué)實驗過程中,一些操作熟練度非常重要。
4、實驗數(shù)據(jù)的處理。對實驗中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,得到正確的結(jié)果。
三、實驗完成后的工作??忌杓皶r整理實驗儀器和藥品,器具清洗、消毒和保存,保證實驗器具的性能和使用壽命。
題型07 無機(jī)物制備
化學(xué)創(chuàng)造了一個全新的物質(zhì)世界,制備物質(zhì)是化學(xué)研究的熱點。高考常以新物質(zhì)制備為情境載體命制實驗題,該試題涉及知識面較廣,形式靈活多變,思維發(fā)散空間大,能夠很好地考查考生綜合運用化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力。
1、(2023·全國甲卷)鈷配合物溶于熱水,在冷水中微溶,可通過如下反應(yīng)制備:。
具體步驟如下:
Ⅰ.稱取,用水溶解。
Ⅱ.分批加入后,將溶液溫度降至以下,加入活性炭、濃氨水,攪拌下逐滴加入的雙氧水。
Ⅲ.加熱至反應(yīng)。冷卻,過濾。
Ⅳ.將濾得的固體轉(zhuǎn)入含有少量鹽酸的沸水中,趁熱過濾。
Ⅴ.濾液轉(zhuǎn)入燒杯,加入濃鹽酸,冷卻、過濾、干燥,得到橙黃色晶體。
回答下列問題:
(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。
儀器a的名稱是 。加快NH4Cl溶解的操作有 。
(2)步驟Ⅱ中,將溫度降至10℃以下以避免 、 ;可選用 降低溶液溫度。
(3)指出下列過濾操作中不規(guī)范之處: 。
(4)步驟Ⅳ中,趁熱過濾,除掉的不溶物主要為 。
(5)步驟Ⅴ中加入濃鹽酸的目的是 。
2、(2023·浙江卷)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁()按如下流程開展實驗。
已知:①鋁土礦主要成分為,含少量和。用溶液溶解鋁土礦過程中轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。
②的絮凝效果可用鹽基度衡量,鹽基度
當(dāng)鹽基度為0.60~0.85時,絮凝效果較好。
請回答:
(1)步驟Ⅰ所得濾液中主要溶質(zhì)的化學(xué)式是 。
(2)下列說法不正確的是___________。
A.步驟I,反應(yīng)須在密閉耐高壓容器中進(jìn)行,以實現(xiàn)所需反應(yīng)溫度
B.步驟Ⅱ,濾液濃度較大時通入過量有利于減少沉淀中的雜質(zhì)
C.步驟Ⅲ,為減少吸附的雜質(zhì),洗滌時需對漏斗中的沉淀充分?jǐn)嚢?br>D.步驟Ⅳ中控制和的投料比可控制產(chǎn)品鹽基度
(3)步驟V采用如圖所示的蒸汽浴加熱,儀器A的名稱是 ;步驟V不宜用酒精燈直接加熱的原因是 。
(4)測定產(chǎn)品的鹽基度。
的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取溶液于錐形瓶中,調(diào),滴加指示劑溶液。在不斷搖動下,用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺紅色(有沉淀),30秒內(nèi)不褪色。平行測試3次,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。另測得上述樣品溶液中。
①產(chǎn)品的鹽基度為 。
②測定過程中溶液過低或過高均會影響測定結(jié)果,原因是 。
3、(2022·全國乙卷)二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀()可用于無機(jī)合成、功能材料制備。實驗室制備二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀可采用如下步驟:
Ⅰ.取已知濃度的溶液,攪拌下滴加足量溶液,產(chǎn)生淺藍(lán)色沉淀。加熱,沉淀轉(zhuǎn)變成黑色,過濾。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入適量固體,制得和混合溶液。
Ⅲ.將Ⅱ的混合溶液加熱至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁熱過濾。
Ⅳ.將Ⅲ的濾液用蒸汽浴加熱濃縮,經(jīng)一系列操作后,干燥,得到二草酸合銅(Ⅱ)酸鉀晶體,進(jìn)行表征和分析。
回答下列問題:
(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列儀器中不需要的是 (填儀器名稱)。
(2)長期存放的中,會出現(xiàn)少量白色固體,原因是 。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是 (寫化學(xué)式)。
(4)Ⅱ中原料配比為,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(5)Ⅱ中,為防止反應(yīng)過于劇烈而引起噴濺,加入應(yīng)采取 的方法。
(6)Ⅲ中應(yīng)采用 進(jìn)行加熱。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括 。
4、(2022·全國甲卷)硫化鈉可廣泛用于染料、醫(yī)藥行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)的硫化鈉粗品中常含有一定量的煤灰及重金屬硫化物等雜質(zhì)。硫化鈉易溶于熱乙醇,重金屬硫化物難溶于乙醇。實驗室中常用95%乙醇重結(jié)晶純化硫化鈉粗品?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上常用芒硝()和煤粉在高溫下生產(chǎn)硫化鈉,同時生成CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)溶解回流裝置如圖所示,回流前無需加入沸石,其原因是 ?;亓鲿r,燒瓶內(nèi)氣霧上升高度不宜超過冷凝管高度的1/3.若氣霧上升過高,可采取的措施是 。
(3)回流時間不宜過長,原因是 ?;亓鹘Y(jié)束后,需進(jìn)行的操作有①停止加熱 ②關(guān)閉冷凝水 ③移去水浴,正確的順序為 (填標(biāo)號)。
A.①②③ B.③①② C.②①③ D.①③②
(4)該實驗熱過濾操作時,用錐形瓶而不能用燒杯接收濾液,其原因是 。過濾除去的雜質(zhì)為 。若濾紙上析出大量晶體,則可能的原因是 。
(5)濾液冷卻、結(jié)晶、過濾,晶體用少量 洗滌,干燥,得到。
5、(2022·浙江卷)某興趣小組用四水醋酸錳[(CH3COO)2Mn·4H2O]和乙酰氯(CH3COCl)為原料制備無水二氯化錳,按如圖流程開展了實驗(夾持儀器已省略):
已知:①無水二氯化錳極易吸水潮解,易溶于水、乙醇和醋酸,不溶于苯。
②制備無水二氯化錳的主要反應(yīng):(CH3COO)2Mn+CH3COClMnCl2↓+2(CH3COO)2O。
③乙酰氯遇水發(fā)生反應(yīng):CH3COCl+H2O→CH3COOH+HCl。
請回答:
(1)步驟Ⅰ:所獲固體主要成分是 (用化學(xué)式表示)。
(2)步驟Ⅰ在室溫下反應(yīng),步驟Ⅱ在加熱回流下反應(yīng),目的分別是 。
(3)步驟Ⅲ:下列操作中正確的是 。
A.用蒸餾水潤濕濾紙,微開水龍頭,抽氣使濾紙緊貼在漏斗瓷板上
B.用傾析法轉(zhuǎn)移溶液,開大水龍頭,待溶液快流盡時再轉(zhuǎn)移沉淀
C.用乙醇作為洗滌劑,在洗滌沉淀時,應(yīng)開大水龍頭,使洗滌劑快速通過沉淀物
D.洗滌結(jié)束后,將固體迅速轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶進(jìn)行后續(xù)操作
(4)步驟Ⅳ:①將裝有粗產(chǎn)品的圓底燒瓶接到純化裝置(圖2)上,打開安全瓶上旋塞,打開抽氣泵,關(guān)閉安全瓶上旋塞,開啟加熱器,進(jìn)行純化。請給出純化完成后的操作排序: 。
純化完成→(_____)→(_____)→(_____)→(_____)→將產(chǎn)品轉(zhuǎn)至干燥器中保存
a.拔出圓底燒瓶的瓶塞
b.關(guān)閉抽氣泵
c.關(guān)閉加熱器,待燒瓶冷卻至室溫
d.打開安全瓶上旋塞
②圖2裝置中U形管內(nèi)NaOH固體的作用是 。
(5)用滴定分析法確定產(chǎn)品純度。甲同學(xué)通過測定產(chǎn)品中錳元素的含量確定純度;乙同學(xué)通過測定產(chǎn)品中氯元素的含量確定純度。合理的是 (填“甲”或“乙”)同學(xué)的方法。
6、(2022·浙江卷)氨基鈉()是重要的化學(xué)試劑,實驗室可用下圖裝置(夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略)制備。
簡要步驟如下:
Ⅰ.在瓶A中加入液氨和,通入氨氣排盡密閉體系中空氣,攪拌。
Ⅱ.加入5g鈉粒,反應(yīng),得粒狀沉積物。
Ⅲ.除去液氨,得產(chǎn)品。
已知:幾乎不溶于液氨,易與水、氧氣等反應(yīng)。
請回答:
(1)的作用是 ;裝置B的作用是 。
(2)步驟Ⅰ,為判斷密閉體系中空氣是否排盡,請設(shè)計方案 。
(3)步驟Ⅱ,反應(yīng)速率應(yīng)保持在液氨微沸為宜。為防止速率偏大,可采取的措施有 。
(4)下列說法不正確的是_______。
A.步驟Ⅰ中,攪拌的目的是使均勻地分散在液氨中
B.步驟Ⅱ中,為判斷反應(yīng)是否已完成,可在N處點火,如無火焰,則反應(yīng)已完成
C.步驟Ⅲ中,為避免污染,應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)抽濾除去液氨,得到產(chǎn)品
D.產(chǎn)品應(yīng)密封保存于充滿干燥氮氣的瓶中
(5)產(chǎn)品分析:假設(shè)是產(chǎn)品的唯一雜質(zhì),可采用如下方法測定產(chǎn)品純度。從下列選項中選擇最佳操作并排序 。
準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品計算
a.準(zhǔn)確加入過量的水
b.準(zhǔn)確加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液
c.準(zhǔn)確加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液
d.滴加甲基紅指示劑(變色的范圍4.4~6.2)
e.滴加石蕊指示劑(變色的范圍4.5~8.3)
f.滴加酚酞指示劑(變色的范圍8.2~10.0)
g.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
h.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
i.用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
7、(2022·天津卷)氯化鐵是重要的化工原料。針對氯化鐵的實驗室制備方法,回答下列問題:
Ⅰ.的制備
制備流程圖如下:
(1)將廢鐵屑分批加入稀鹽酸中,至鹽酸反應(yīng)完全。判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為 。含有少量銅的廢鐵屑比純鐵屑反應(yīng)快,原因為 。
(2)操作①所必需的玻璃儀器中,除燒杯外還有 。
(3)檢驗溶液中是否殘留的試劑是 。
(4)為增大溶液的濃度,向稀溶液中加入純Fe粉后通入。此過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 。
(5)操作②為 。
Ⅱ.由制備無水
將與液體混合并加熱,制得無水。已知沸點為77℃,反應(yīng)方程式為:,裝置如下圖所示(夾持和加熱裝置略)。
(6)儀器A的名稱為 ,其作用為 。NaOH溶液的作用是 。
(7)干燥管中無水不能換成堿石灰,原因是 。
(8)由下列結(jié)晶水合物制備無水鹽,適宜使用上述方法的是 (填序號)。
a. b. c.
8、(2022·海南卷)磷酸氫二銨[]常用于干粉滅火劑。某研究小組用磷酸吸收氨氣制備,裝置如圖所示(夾持和攪拌裝置已省略)。
回答問題:
(1)實驗室用和制備氨氣的化學(xué)方程式為 。
(2)現(xiàn)有濃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%,密度為1.7g/mL。若實驗需100mL1.7ml/L的溶液,則需濃 mL(保留一位小數(shù))。
(3)裝置中活塞的作用為 。實驗過程中,當(dāng)出現(xiàn) 現(xiàn)象時,應(yīng)及時關(guān)閉,打開。
(4)當(dāng)溶液pH為8.0~9.0時,停止通,即可制得溶液。若繼續(xù)通入,當(dāng)時,溶液中、 和 (填離子符號)濃度明顯增加。
(5)若本實驗不選用pH傳感器,還可選用 作指示劑,當(dāng)溶液顏色由 變?yōu)? 時,停止通。
9、(2022·江蘇卷)實驗室以二氧化鈰()廢渣為原料制備含量少的,其部分實驗過程如下:
(1)“酸浸”時與反應(yīng)生成并放出,該反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)pH約為7的溶液與溶液反應(yīng)可生成沉淀,該沉淀中含量與加料方式有關(guān)。得到含量較少的的加料方式為 (填序號)。
A.將溶液滴加到溶液中 B.將溶液滴加到溶液中
(3)通過中和、萃取、反萃取、沉淀等過程,可制備含量少的。已知能被有機(jī)萃取劑(簡稱HA)萃取,其萃取原理可表示為
(水層)+3HA(有機(jī)層)(有機(jī)層)+(水層)
①加氨水“中和”去除過量鹽酸,使溶液接近中性。去除過量鹽酸的目的是 。
②反萃取的目的是將有機(jī)層轉(zhuǎn)移到水層。使盡可能多地發(fā)生上述轉(zhuǎn)移,應(yīng)選擇的實驗條件或采取的實驗操作有 (填兩項)。
③與“反萃取”得到的水溶液比較,過濾溶液的濾液中,物質(zhì)的量減小的離子有 (填化學(xué)式)。
(4)實驗中需要測定溶液中的含量。已知水溶液中可用準(zhǔn)確濃度的溶液滴定。以苯代鄰氨基苯甲酸為指示劑,滴定終點時溶液由紫紅色變?yōu)榱咙S色,滴定反應(yīng)為。請補(bǔ)充完整實驗方案:①準(zhǔn)確量取溶液[約為],加氧化劑將完全氧化并去除多余氧化劑后,用稀硫酸酸化,將溶液完全轉(zhuǎn)移到容量瓶中后定容;②按規(guī)定操作分別將和待測溶液裝入如圖所示的滴定管中:③ 。
10、(2022·重慶卷)研究小組以無水甲苯為溶劑,PCl5(易水解)和NaN3為反應(yīng)物制備米球狀紅磷。該紅磷可提高鈉離子電池的性能。
(1)甲苯干燥和收集的回流裝置如圖1所示(夾持及加熱裝置略)。以二苯甲酮為指示劑,無水時體系呈藍(lán)色。
①存貯時,Na應(yīng)保存在 中。
②冷凝水的進(jìn)口是 (填“a”或“b”)。
③用Na干燥甲苯的原理是 (用化學(xué)方程式表示)。
④回流過程中,除水時打開的活塞是 ;體系變藍(lán)后,改變開關(guān)狀態(tài)收集甲苯。
(2)納米球狀紅磷的制備裝置如圖2所示(攪拌和加熱裝置略)。
①在Ar氣保護(hù)下,反應(yīng)物在A裝置中混勻后轉(zhuǎn)入B裝置,于280℃加熱12小時,反應(yīng)物完全反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)方程式為 。用Ar氣趕走空氣的目的是 。
②經(jīng)冷卻、離心分離和洗滌得到產(chǎn)品,洗滌時先后使用乙醇和水,依次洗去的物質(zhì)是 和 。
③所得納米球狀紅磷的平均半徑R與B裝置中氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖3所示。欲控制合成R=125nm的紅磷,氣體產(chǎn)物的壓強(qiáng)為 kPa,需NaN3的物質(zhì)的量為 ml(保留3位小數(shù))。已知:p=a×n,其中a=2.5×105kPa?ml-1,n為氣體產(chǎn)物的物質(zhì)的量。
11、(2021·全國乙卷)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示):
Ⅰ.將濃、、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,劇烈攪拌下,分批緩慢加入粉末,塞好瓶口。
Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,35℃攪拌1小時,緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98℃并保持1小時。
Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,而后滴加至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。
Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。
Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。
Ⅵ.冷凍干燥,得到土黃色的氧化石墨烯。
回答下列問題:
(1)裝置圖中,儀器a、c的名稱分別是 、 ,儀器b的進(jìn)水口是 (填字母)。
(2)步驟Ⅰ中,需分批緩慢加入粉末并使用冰水浴,原因是 。
(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴,不使用熱水浴,原因是 。
(4)步驟Ⅲ中,的作用是 (以離子方程式表示)。
(5)步驟Ⅳ中,洗滌是否完成,可通過檢測洗出液中是否存在來判斷。檢測的方法是 。
(6)步驟Ⅴ可用試紙檢測來判斷是否洗凈,其理由是 。
一、解答物質(zhì)制備綜合實驗題的一般程序
(1)認(rèn)真閱讀題干,提取有用信息,包括實驗?zāi)康摹⒎磻?yīng)條件、陌生物質(zhì)的性質(zhì)、陌生反應(yīng)原理等。
(2)仔細(xì)觀察裝置圖(或框圖),聯(lián)想熟悉的實驗,找出每件儀器(或步驟)與熟悉的某一實驗相似的地方,分析每件儀器中所裝藥品的作用。
(3)通讀問題,整合信息,把所有的問題進(jìn)行綜合分析,運用題給信息和化學(xué)基礎(chǔ)知識做出正確解答。
二、物質(zhì)制備實驗的操作順序
1、實驗操作順序
eq \x(\a\al(裝置選,擇與連接))?eq \x(\a\al(氣密,性檢,查))?eq \x(\a\al(裝入,固體,試劑))?eq \x(\a\al(加入,液體,試劑))?eq \x(\a\al(按程,序?qū)?驗))?eq \x(\a\al(拆卸,儀器))?eq \x(\a\al(其他,處理,等))
2、加熱操作先后順序的選擇
若氣體制備實驗需加熱,應(yīng)先加熱氣體發(fā)生裝置,通入氣體排出裝置中的空氣后,再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱。
其目的是:①防止爆炸(如氫氣還原氧化銅);
②保證產(chǎn)品純度,防止反應(yīng)物或生成物與空氣中的物質(zhì)反應(yīng)。而完成實驗后,熄滅酒精燈的順序則相反。
3、實驗中試劑或產(chǎn)物防止變質(zhì)或損失
(1)實驗中反應(yīng)物或產(chǎn)物若易吸水、潮解、水解等,要采取措施防止吸水。
(2)易揮發(fā)的液體產(chǎn)物要及時冷卻。
(3)易揮發(fā)的液體反應(yīng)物,需在反應(yīng)裝置中加裝冷凝回流裝置(如長導(dǎo)管、豎直的干燥管、冷凝管等)。
(4)注意防止倒吸的問題。
4、選用儀器及連接順序
三、物質(zhì)(固體物質(zhì))制備的三大原則
1、選擇最佳反應(yīng)途徑
如用鋁制取氫氧化鋁:
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑、
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑、
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O===8Al(OH)3↓+3Na2SO4,當(dāng)n(Al3+)∶n(AlOeq \\al(-,2))=1∶3時,Al(OH)3 產(chǎn)率最高。
2、選擇最佳原料
如實驗室用鋁鹽溶液與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化鋁,應(yīng)選用氨水,而不能選用強(qiáng)堿氫氧化鈉溶液;用銅鹽與堿溶液反應(yīng)制取氫氧化銅,應(yīng)選用氫氧化鈉溶液,而不能選用氨水(氫氧化銅可溶解在氨水中)等。
3、選擇適宜操作方法
如實驗室制備氫氧化亞鐵時,因氫氧化亞鐵在空氣中極易與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵,則要注意隔絕空氣。
四、制備無機(jī)物的思維流程
1、(2023河南鄭州統(tǒng)考一模)是一種安全穩(wěn)定、高效低毒的廣譜型消毒劑,它易溶于水、難溶于有機(jī)溶劑,高濃度的氣體易爆炸。與純凈的反應(yīng)可制得和NaCl。實驗室用制備和收集一定量的的裝置如下圖(夾持裝置略),其中裝置F為的收集裝置。
(1)裝置A中使用X滴加濃鹽酸的優(yōu)點是_______。
(2)裝置D中玻璃儀器的名稱為_______。
(3)請寫出圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。
(4)裝置E中所盛試劑是,其作用為_______。
(5)葡萄糖、氯酸鉀和適量的溶液反應(yīng)可以得到,反應(yīng)中生成的起稀釋的作用,大大提高了生產(chǎn)、儲存和運輸?shù)陌踩裕浠瘜W(xué)方程式為_______。
2、(2023貴州省貴陽市高三模擬)鐵及其化合物在日常生產(chǎn)生活中用途廣泛,利用FeSO4制備還原鐵粉的工業(yè)流程如圖:
實驗室中可用FeSO4(由鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制得)和NH4HCO3用如圖裝置模擬上述流程中的“轉(zhuǎn)化”環(huán)節(jié)。
回答下列問題:
(1)配制溶液所用的蒸餾水須先除去其中溶解的氧氣,具體方法是_____________________________。
(2)裝置A用于制備FeSO4,實驗過程中,欲將生成的FeSO4溶液與裝置B中的NH4HCO3溶液混合,操作方法是關(guān)閉___________,打開___________(填“K1”、“K2”或“K3”);裝置B中生成FeCO3的離子方程式為________________________________________________________。
(3)轉(zhuǎn)化過程中溫度不超過35℃,主要原因是_____________________________;“過濾”環(huán)節(jié),不需要使用下列儀器中的___________(填儀器名稱)。
(4)干燥過程的主要目的是脫去游離水,該過程中會有少量FeCO3在空氣中被氧化為FeOOH,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________;檢驗產(chǎn)品中是否含F(xiàn)e3+需要的試劑有稀H2SO4和_____________________________(填化學(xué)式)。
(5)取干燥后的FeCO3樣品(含少量FeOOH)37.47g,與炭混合后焙燒,最終得到還原鐵粉18.48g,計算樣品中FeCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________%(計算結(jié)果取整數(shù))。
3、(2024安徽省百校大聯(lián)考高三上學(xué)期10月聯(lián)考)侯氏制堿法為我國純堿工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn),某化學(xué)興趣小組模擬“侯氏制堿法”制純堿,實驗裝置如下圖所示。
(1)儀器A的名稱是______________,試劑a是______________,試劑b是______________。
(2)硬質(zhì)玻璃管的作用是導(dǎo)氣和______________。
(3)雙頸燒瓶中得到沉淀過濾后再灼燒可得到純堿,寫出雙頸燒瓶中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(4)某工業(yè)純堿中僅含有少量碳酸氫鈉,下列實驗方案中,能測定工業(yè)純堿中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是______________(填序號)。
①取x克混合物充分加熱,減重y克
②取x克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得y克固體
③取x克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重y克
④取x克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、烘干,得y克固體
(5)在密閉容器中投入一定量的Na2O2和NaHCO3在300℃下充分反應(yīng)。若殘留固體為純凈物,則起始時應(yīng)滿足的條件是______________。
4、(2024甘肅省武威市四校聯(lián)考)水合肼(N2H4·H2O)具有還原性,利用其可以精煉鉑。某同學(xué)在實驗室制備水合肼,并模仿工業(yè)精煉鉑。回答下列問題:
(1)水合肼的制備,實驗步驟及裝置(夾持及控溫裝置已省略)如圖1所示:
將NaClO溶液和過量NaOH溶液緩慢滴入尿素[CO(NH2)2]水溶液中,控制一定溫度,充分反應(yīng)后,三頸燒瓶中的溶液經(jīng)蒸餾獲得水合肼粗品后,剩余溶液再進(jìn)一步處理還可獲得副產(chǎn)品NaCl和Na2CO3·10H2O。
①儀器X的名稱為_______。
②三頸燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
③若滴加NaClO溶液的速度較快,會導(dǎo)致水合肼的產(chǎn)率下降,其原裝因是_____。
④NaCl和Na2CO3的溶解度曲線如圖,由蒸餾后的剩余溶液獲得NaCl粗品的操作是________。
(2)水合肼還原精煉法制備鉑的流程如下:
①常溫下,(NH4)2PtCl6難溶于水,粗(NH4)2PtCl6中含有大量氯化銨等可溶性的鹽,在實驗室中預(yù)處理時,需將樣品溶解、過濾后洗滌,洗滌沉淀方法是_______。
②該工序固液比、溶液的酸度(鹽酸濃度)、反應(yīng)時間等對于精煉鉑的產(chǎn)率,均有較大的影響。在不同酸度下達(dá)到較高產(chǎn)率所需時間,以及不同固液比在最佳酸度下反應(yīng)時間與產(chǎn)率關(guān)系如圖所示:
由此可得最佳的反應(yīng)條件是_______。
③寫出“煅燒”生成Pt、N2、NH3和HCl的化學(xué)方程式:_______。
5、(2023河南許昌模擬)(NH4)2[Ce(NO3)6](硝酸鈰銨)是橙紅色單斜細(xì)粒結(jié)晶,易溶于水,幾乎不溶于濃硝酸。實驗室由稀土氟化物(含28%二氧化鈰、37.7%其他稀土金屬氧化物、4.5%的氧化鈣及金屬氟化物等)制備硝酸鈰銨時的主要實驗步驟如下:
I.取適量稀土氟化物于鉑皿或鉛皿中,加適量水在沙浴上加熱,攪拌下緩緩加入適量濃硫酸,充分加熱,直至產(chǎn)生SO3白煙為止,冷卻得混合物。
II.將上述混合物用適量水浸取,得沒取液,向其中加入NaOH溶液至溶液呈強(qiáng)堿性,過濾、洗滌至不含SO,得到灰白色Ce(OH)3。
III.由步驟II制得的Ce(OH)3制取Ce(OH)4(黃色難溶物)。
IV.向Ce(OH)4沉淀物中加入濃硝酸加熱至漿狀{生成H2[Ce(NO3)6]},再加入稍過量的NH4NO3晶體,充分?jǐn)嚢韬笾匦录訜嶂梁隣罱Y(jié)晶體,冷卻、過濾得硝酸鈰銨粗品。
回答下列問題:
(1)步驟I中用鉑皿或鉛皿而不用玻璃儀器的主要原因是___________________________________;CeO2與濃硫酸反應(yīng)生成Ce2(SO4)3的化學(xué)方程式為___________________________________________。
(2)步驟Ⅲ中由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的裝置如下圖所示:
①裝置a的燒瓶中盛放的固體為___________(填化學(xué)式);裝置b中儀器W的名稱是___________。
②當(dāng)b中沉淀完全變?yōu)辄S色后,停止通Cl2后改通空氣(圖中框內(nèi)改通空氣裝置)的目的是______________________________________;將裝置b中的反應(yīng)混合物過濾、洗滌,能說明沉淀已洗滌干凈的實驗方法是________________________________________________________。
(3)步驟IV中H2[Ce(NO3)6]與NH4NO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________;將得到的粗品進(jìn)一步提純可采用的方法是_____________________________(填操作名稱)。
6、(2024貴州省六校聯(lián)盟高三開學(xué)實用性聯(lián)考)廢鎳催化劑主要含Ni,還有少量Cu、Fe、Al及其氧化物、。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如圖所示工藝流程回收鎳,制備硫酸鎳晶體()。
該小組同學(xué)查閱資料知:
①鎳的化學(xué)性質(zhì)與鐵相似,能與酸緩慢反應(yīng)。
②常溫下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
(1)廢鎳催化劑“粉碎”的目的是___________。
(2)濾渣2的成分是___________(用化學(xué)式表示)。
(3)“溶液中加入的目的是___________(用離子方程式表示);該溫度下,的溶度積常數(shù)是___________。
(4)下列物質(zhì)調(diào)浴液pH,最好選用___________(填序號)。
a.氨水 b. c.稀 d.
若調(diào)pH前,和濃度均為0.01ml/L,則“調(diào)pH”需控制浴液pH的范圍為___________。
(5)易水解,海水中提取鎂有類似B的操作,如從溶液中獲得溶質(zhì)晶體需要在___________氣流氛圍中,進(jìn)行___________、過濾、洗滌、干燥等操作。
7、(2023河南省開封市高三下學(xué)期第二次模擬)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備。鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:
回答下列問題。
(1)將鉻鐵礦粉碎有利于加快熔融、氧化的速率,其原理是______________________________。
步驟①的主要反應(yīng)為FeO·Cr2O3 + Na2CO3 +NaNO3Na2CrO4+ Fe2O3 + CO2+NaNO2(未配平) ,氧化產(chǎn)物為_________________,配平后FeO· Cr2O3與NaNO3的化學(xué)計量數(shù)之比為______________。
(2)下列說法正確的是 。
A. 步驟①可以用陶瓷容器做反應(yīng)器
B. 步驟②低溫可提高浸取率
C. 步驟③所得濾渣2的主要成分是Al(OH)3
D. 步驟④的目的主要是使Na2CrO4轉(zhuǎn)變?yōu)镹a2Cr2O7
(3)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到 (填標(biāo)號),得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。
A. 20°CB. 40°CC. 60°CD. 80°C
(4)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到m2 kg K2Cr2O7產(chǎn)率為_______________(用含m1、m2的代數(shù)式表示)。
(5)某小組用分光光度法測定產(chǎn)品純度(K2Cr2O7溶液的吸光度與其濃度成正比),其中某同學(xué)測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯偏低,分析原因,發(fā)現(xiàn)配制K2Cr2O7待測溶液時少加了一種試劑。該試劑是________,添加該試劑的作用是_______________________________。
8、(2024湖南省常德市第一中學(xué)高三期中)二氯砜(SO2Cl2)在制藥行業(yè)中用途廣泛。SO2Cl2的沸點為,遇水劇烈水解。實活性炭驗室制備SO2Cl2的原理為:,部分裝置如圖所示?;卮鹨韵聠栴}:
(1)儀器a的名稱為___________。
(2)滴液漏斗中盛放的液態(tài)物質(zhì)b為___________,述裝置各接口連接的順序依次為①、___________、___________、___________。
(3)通過開關(guān)K控制水流速率,以保證儀器a的出水溫度低于,該操作的目的是___________;試劑堿石灰的兩個作用分別是①___________;②___________。
(4)實驗結(jié)束后,需從三頸燒瓶中分離出高純度SO2Cl2,該分離操作的名稱為___________ (填標(biāo)號)。
A.蒸餾 B.蒸發(fā) C.萃取 D.重結(jié)晶
若標(biāo)準(zhǔn)狀況下,反應(yīng)中消耗的Cl2的體積為896.0mL (SO2足量),最后得到純凈的,則的產(chǎn)率為___________。
(5)用硫磺、液氯和按照一定物質(zhì)的量之比混合,在一定條件下也能合成,且原子利用率達(dá)100%,則三者的物質(zhì)的量之比___________。
9、(2024湖南師范大學(xué)附屬中學(xué)高三摸底)(三氯化六氨合鉆)是合成其他含鈷配合物的重要原料,實驗中可由金屬鈷及其他原料制備。
已知:①在時恰好完全沉淀為;
②不同溫度下在水中的溶解度如圖所示。
(一)的制備
易潮解,C(Ⅲ)的氧化性強(qiáng)于,可用金屬鈷與氯氣反應(yīng)制備。實驗中利用如圖裝置(連接用橡膠管省略)進(jìn)行制備。
(1)用圖中的裝置組合制備,連接順序為________(填標(biāo)號)。裝置B的作用是________。
(2)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。
(二)的制備
步驟如下:
Ⅰ.在100mL錐形瓶內(nèi)加入4.5g研細(xì)的,和5mL水,加熱溶解后加入0.3g活性炭作催化劑。
Ⅱ.冷卻后,加入濃氨水混合均勻。控制溫度在10℃以下,并緩慢加入溶液。
Ⅲ.在60℃下反應(yīng)一段時間后,經(jīng)過________、________、過濾、洗滌、干燥等操作,得到晶體。
根據(jù)以上步驟,回答下列問題:
(3)在步驟Ⅱ加入濃氨水前,需在步驟Ⅰ中加入的原因之一是利用溶于水電離出,使的電離平衡逆向移動,請解釋另一原因:________。
(4)步驟Ⅱ中在加入溶液時,控制溫度在10℃以下并緩慢加入的目的是控制反應(yīng)速率同時______。
(5)制備的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(6)步驟Ⅲ中操作名稱為________、________。
10、(2024江西省部分高中學(xué)校高三上學(xué)期9月大聯(lián)考)高鐵酸鉀(,極易溶于水,溶液呈紫紅色)是一種綠色凈水劑,易溶于水。某小組在實驗室條件下制備并探究其性質(zhì)?;卮鹣铝袉栴}:
實驗(一)制備
(1)儀器M的名稱是_______,裝置B的作用是_______。
(2)裝置C中生成的化學(xué)方程式為______。
(3)實驗得知裝置C中吸收的量為裝置A中生成總量的75%,若裝置D中的氧化產(chǎn)物只有0.02ml NaClO,且不考慮其他消耗,則理論上生成的質(zhì)量為_______g。
實驗(二)探究的性質(zhì)。
Ⅰ.探究在酸性條件下的穩(wěn)定性。
已知:實驗中觀察到試管b中溶液變?yōu)樗{(lán)色,試管a中溶液由紫紅色變黃色并產(chǎn)生氣泡。
(4)R溶液為_______(填“稀硫酸”或“鹽酸”),寫出裝置a中的離子方程式:______,不選擇另一種酸的主要原因是_______。
(5)設(shè)計一種方案檢驗從d中逸出的氣體:_______
Ⅱ.探究在酸性條件下的氧化性。
(6)向溶液中滴加少量用稀硫酸酸化后的溶液,溶液呈紫紅色。_______(填“能”或“不能”)證明氧化性:,原因是_______(用文字說明)。
明確目的原理
首先認(rèn)真審題,明確制備的物質(zhì)及要求,弄清題目有哪些有用信息,綜合已學(xué)過的知識,通過類比、遷移、分析,從而明確實驗原理
選擇儀器試劑
根據(jù)實驗的目的和原理以及反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)、反應(yīng)條件,如反應(yīng)物和生成物的狀態(tài),能否腐蝕儀器,反應(yīng)是否加熱及溫度是否控制在一定的范圍內(nèi)等,從而選擇化學(xué)儀器和試劑
連接裝置分步操作
把上一步驟中的儀器進(jìn)行組裝、連接,按照既定的實驗加入反應(yīng)物進(jìn)行物質(zhì)的制備,注意反應(yīng)條件的控制,副反應(yīng)的發(fā)生,反應(yīng)產(chǎn)物的提取等
提純物質(zhì)計算產(chǎn)率
把制得的物質(zhì)進(jìn)行收集,如有需要,則進(jìn)一步分離、提純、稱重,并計算產(chǎn)率
金屬離子
開始沉淀時()的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全時()的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
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