高三化学第二学期第二轮复习资料

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实验专题复习例析及针对练习

一、例题分析：

〖例1〗：用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）₂沉淀。

方法一：用不含Fe³⁺的FeSO₄溶液与用不含O₂的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO₄溶液时还需加入____________。

（2）除去蒸馏水中溶解的O₂常采用_________________的方法。

（3）生成白色Fe（OH）₂沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是________________________。

方法二：如右图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是__________________________。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是________________________。

（3）为了制得白色Fe（OH）₂沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________。

（4）这样生成的Fe（OH）₂沉淀能较长时间保持白色，其理由是___________。

〖答案〗：

方法一：（1）稀H₂SO₄、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe（OH）₂沉淀接触O₂

方法二：（1）稀H₂SO₄、铁屑　　（2）NaOH溶液　　（3）检验Ⅱ出口排出H₂的纯度。当H₂纯净时，再夹紧止水夹。

（4）试管Ⅰ中反应生成的H₂充满试管Ⅰ和Ⅱ时，且外界空气不易进入，防止了Fe（OH）₂被空气所氧化。

〖例2〗：实验室可用氯气与铁粉反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色、易潮解，100℃左右时升华。如下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别为Ⅰ和Ⅱ所示

试回答：

（1）B中反应的化学方程式为：_____________________________________。

（2）D中的反应开始前，需要排除装置中的空气，应采取的方法是：_______________________________________________________________。

（3）D中反应的化学方程式为：_______________________________________。

（4）装置（1）的主要缺点是：__________________________________________。

（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：_________________________________________。

如果选用此装置未完成实验，则必须采取的改进措施是：____________________________。

〖分析〗：本题是将物质的制备与实验方案的设计与评价有机结合在—起的综合，性题目。

〖题解〗：本题要求制FeCl₃，题中给出了FeCl₃易潮解，能升华等性质对第（5）问的回答给予了暗示。（1）（3）问比较容易，（2）问为了避免产生氧化铁的杂质应在加热B之前先用C1₂将装置中的空气置换干净。而（4）（5）两问则要求学生对（Ⅰ）（Ⅱ）装置进行比较，结合装置的特点，联想到尾气处理，FeCl₃遇水易水解等知识进行综合分析，得出正确结论。

〖答案〗：（1）4HCl（浓） + MnO₂  MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

　　　　　　  或16HCl + 2KMnO₄  2KCl + 2MnCl₂ + 8H₂O + 5C1₂↑

　　（2）B中反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置后再开始加热B

　　（3）2Fe + 3Cl₂  2FeCl₃

　　（4）①导管易被产品堵塞；②尾气排入空气中，易造成环境污染。

　　（5）产品易受潮解　在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置。

〖例3〗：四氯化锡常温下是无色液体，在空气中极易水解，熔点－36℃，沸点114℃，金属锡的熔点为231℃，拟利用图中的仪器，设计组装一套实验装置，用熔融的金属锡跟干燥的氯气直接作用制取无水四氯化锡（此反应过程放出大量的热）。请回答下列各问题。
　　　

（1）用玻管（未画出）连接上述装置，正确的顺序是（填各接口的代码字母）________接________、________接________、________接________、________接________、________接________。
　　（2）装置Ⅵ的作用是___________；装置Ⅳ的作用是_____________。
　　（3）冷凝管理冷却水的流向是从__________进入，从__________流出。
　　（4）实验时应先点燃_____________处酒精灯，加热温度应大于______________℃，待__________即可停止加热。
　　（5）已知四氯化锡遇水强烈水解，产物之一是固态二氧化锡，那么四氯化锡水解的化学方程式为________。
　　（6）如果将制取的四氯化锡少许暴露于空气中，预期可看到的现象是____________。
　　（7）为了防止污染空气，在装置的最后应____________。
　　〖分析〗：这是一个制备实验。
　　实验目的是：制备无水SnCl₄
　　实验原理是：Sn+2Cl₂ SnCl₄

先制备Cl₂：2H₂SO₄（浓）+2NaCl+MnO₂ Na₂SO₄+MnSO₄+Cl₂↑+2H₂O
　　实验的干扰因素是：SnCl₄遇水强烈水解，因此，除去实验中水蒸气的干扰，是实验成败的关键。这里要分析水蒸气的来源以及除去水蒸气的措施。水蒸气的来自于制Cl₂和空气中的水蒸气。
　　题目中提供的信息：SnCl₄的性质在设计方案时要充分利用这些信息。
　　以上问题清楚了，实验方案就基本确定了。
　　〖答案〗：（1）B接J，I接K，A接C，D接G，H接E（或F）
　　（2）除去Cl₂中混有的HCl和水蒸气，在制Cl₂时发生的副反应2NaCl+H₂SO₄ 2HCl↑+Na₂SO₄，产生了HCl；防止空气中的水蒸气进入锥形瓶中使SnCl₄发生水解。
　　（3）a、p （4）I　231℃　Sn粒熔化
　　（5）SnCl₄+2H₂OSnO₂+4HCl （6）出现白色烟雾
　　（7）通入NaOH溶液中，吸收多余Cl₂

〖例4〗：为了测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数（纯碱中常含少量NaCl），某学生设计了实验装置如图
　　（1）准确称取盛有碱石灰的干燥管的质量（设为W₁）
　　（2）准确称取一定量纯碱样品（设为W₀），并放入烧瓶中。从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，待不再发生气体后。称干燥管的总质量（设为W_2）。设学生导出的计算公式为：
　　Na₂CO₃的质量分数＝ ×100％
　　试回答：
　　①W₂－W₁表示什么？
　　②如果不计称量误差，该生的实验结果有无明显误差？如有，是偏大还是偏小？请简要说明根据并提出补救措施。
　　〖分析〗：这是一道定量实验题
　　实验目的是：测定纯碱中 Na₂CO₃的质量分析
　　实验原理：稀H₂SO₄与Na₂CO₃反应生成CO₂，测出CO₂的质量即可求出Na₂CO₃的质量，继而求出Na₂CO₃的质量分数。
　　CO₂的质量为（W₂－W₁）g，样品质量为W₀g
　　Na₂CO₃+H₂SO₄Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
　　 106 　　　　　　　　　　　　 44
　　　x 　　　　　　　　　　　　 W₂－W₁
　　 x= g
　　　= g
　　Na₂CO₃%= ×100%
　　产生误差的原因（即干扰因素）有烧瓶的CO₂不能都被碱石灰吸收，实验值偏低。CO₂气体混有的水蒸气和空气中的水蒸气被碱石灰吸收，使实验值偏高，两个因素综合考虑，CO₂的影响是主要的，所以实验值偏低。
　　补救的办法：如上图。　　
　　①将蒸馏烧瓶改为集气瓶，利于排出CO₂。
　　②向集气瓶中通入（已除去CO₂）空气，用空气将烧瓶中Cl₂尽量排出去。
　　③在干燥管前连接盛有浓H₂SO₄的试管，以除去水蒸气；
　　④在U型管中装有碱石灰，以吸收空气中的CO₂气体，经过这些补救措施，实验误差可以降低。
　　〖例5〗：实验室中用浓盐酸与MnO₂制Cl₂，再用Cl₂和Ca（OH）₂反应制少量漂白粉，已知Cl₂和Ca（OH）₂制漂白粉是放热反应，温度稍高即发生副反应：6Cl₂ + 6Ca（OH）₂Ca（ClO₃）₂ + 5CaCl₂+6H₂O，现有三位同学设计的三套装置如图（U形管中放有玻璃纤维，可使气体顺利通过）：

（1）­请从以下六方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点进行评价，将适当的选项序号填于下表内（错选、漏选、多选均倒扣分）
　　　　　 a．不易控制反应速率 　b．容易控制反应速率
　　　　　 c．有副反应发生 　　　d．可防止副反应发生
　　　　　 e．容易污染环境 　　　f．可防止污染环境

	优点	缺点
甲装置
乙装置
丙装置

（2）请从甲、乙、丙三装置中，选取合理的组成部分（A、B、C、D、E、F、G），组装一套你认为更完善的实验装置，连接顺序（按气流左到右方向）为_____________，在此装置及甲、乙、丙三装置中，你认为是否还缺少必要的装置，说明原因_____________________。
　　〖分析〗：这是一道评价实验方案的题。该题从是否有副反应发生，是否易控制反应速率，是否防止污染，是否干扰反应产物等方面进行评价。
　　〖答案〗：（1）

	优点	缺点
甲装置	d	a、e
乙装置	f	a、c
丙装置	b	e、c

（2）F～B～E
　　在Cl₂中混有HCl，应在烧瓶和凹形管之间连接一个盛有饱和食盐水的试管，以除去HCl气体。

〖例6〗：“卤块”的主要成份为MgCl₂（含Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得轻质氧化镁。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下表确定。

注：Fe²⁺氢氧化物呈絮状，不易从溶液除去，所以常将它氧化成为Fe³⁺生成Fe（OH）₃沉淀而除去。请填写以下空白：

（1）在步骤②加入的试剂X，最佳选择应_______，其作用是___________。

（2）在步骤③加入的试剂Y，应是_________，之所以要控制pH=9.8，其目的是___________________。

（3）在步骤⑤时发生反应的化学方程式是_________________。

〖解析〗表1数据很明显，步骤③调控pH=9.8，是为了将所有的杂质金属离子　　都变成氢氧化物沉淀除去。尽管此时Mg²⁺也可能部分生成Mg（OH）₂沉淀从而影响产率，但卤块价格便宜，损失一些产量以保证产品（MgO）的纯度，还是可行的技术路线。再回头看步骤②由表1注Fe（OH）₂，沉淀在实际操作中不易除尽，而Fe（OH）₃却极易沉淀完全（pH>3.7），所以加入的试剂X应该是一种氧化剂。由表2看出，选用价廉的漂液最为合适。其反应式为：2Fe²⁺+ClO^-+2H⁺＝2Fe³⁺+Cl^-+H₂O，步骤④乙为Na₂CO₃，反应是Mg²⁺+CO₃^2-＝MgCO₃↓，步骤⑤有CO₂气体产生，因而所得Mg（OH）₂沉淀疏松，所以灼烧最终产物MgO具有轻质特点。

〖答案〗（1）选漂液　将Fe²⁺氧化为Fe³⁺

（2）NaOH　 将所有杂质金属离子都变成氢氧化物沉淀而除去

（3）MgCO₃ + H₂O  Mg（OH）₂ + CO₂↑

二、链接高考：

1．请按要求填空：

（1）用已准确称量的1.06gNa₂CO₃固体配制0.100mol·L^-1Na₂CO₃溶液100mL，所需要的仪器为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  。

（2）除去NaNO₃固体中混有的少量KNO₃，所进行的实验操作依次为：　、蒸发、结晶、　。

（3）除去KCl溶液中的SO₄^2-离子，依次加入的溶液为（填溶质的化学式）：　　　　　　  。

2．有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO₂气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。请回答下列问题：

（1）第1小组同学认为Na₂O₂与SO₂反应生成了Na₂SO₃和O₂，该反应的化学方程式是：

_________________________________________________________________________。

（2）请设计一种实验方案证明Na₂O₂与SO₂反应生成的白色固体中含有Na₂SO₃。

（3）第2小组同学认为Na₂O₂与SO₂反应除了生成Na₂SO₃和O₂外，还有Na₂SO₄生成。为检验是否有Na₂SO₄生成，他们设计了如下方案：

上述方案是否合理?　　　　　　 。请简要说明两点理由：

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　 ；

②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

3．某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560 g，锥形瓶和水的质量为190.720

g），利用图4装置测定混合物中Na₂O₂的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如下表。

　　　　　　　　　　　　

  （1）写出Na₂O₂和H₂O反应的化学方程式_________________________________________。

  （2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是______。不必作第6次读数的原因是______。

  （3）测定上述样品（1.560g）中Na₂O₂质量分数的另一种方案，其操作流程如下图。

　　①操作Ⅱ的名称是________________。

　　②需直接测定的物理量是__________________。

　　③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯、还需要_____、_____（固定、夹持仪器除外）。

　　④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na₂O₂质量分数的测定结果_____（填偏大、偏小或不变）。

　 4．航天飞行器座舱内空气更新过程如下图所示。

空气更新流程

（1）Ⅱ是CO₂和H₂的反应装置，该反应的化学方程式_____________________________。

（2）从装置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可看出，O₂的来源是CO₂和H₂O，宇航员每天消耗28molO₂，呼出23molCO₂，则宇航员每天呼出的气体中含H₂O______mol。

　　（3）图7是另一种将CO₂转化为O₂的实验设想：

　　其中，由MgCl₂·6H₂O制取无水MgCl₂的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下图。

　　①上图中，装置a由_________、_________、双孔塞和导管组成。

　　②循环物质甲的名称是__________________。

　　③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是________________________。

　　④装置b中填充的物质可能是__________（填入编号）。

　　　　　 c．硅胶　　f．碱石灰　　g．无水氯化钙　　h．浓硫酸

⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连（铁架台不必画出）。

5．工业上测量SO₂、N₂、O₂混合气体中SO₂含量的装置如图所示。反应管中装有碘的淀粉溶液。SO₂和I₂发生的反应为（N₂、O₂不与I₂反应）：

SO₂+I₂+2H₂O→H₂SO₄+2HI

（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于________的体积。（填写气体的分子式）

（2）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO₂含量_________。（选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）

（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用_________代替。（填写物质名称）

（4）若碘溶液体积为V_amL，浓度为c mol/L。N₂与O₂的体积为V_bmL（已折算为标准状况下的体积）。用c、V_a、V_b表示SO₂的体积百分含量为：　____________________________________。

（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为____________。（选填下列仪器的编号）

a．　烧杯　b．试管　c．广口瓶　d．容量瓶　e．量筒　f．单孔塞　g．双孔塞

〖参考答案〗：

1．（1）100mL容量瓶　烧杯　量筒　玻璃棒　胶头滴管

　（2）溶解　过滤　　（3）BaCl₂[或Ba（OH）₂]、K₂CO₃、HCl

2．（1）2Na₂O₂+2SO₂2Na₂SO₃+O₂

（2）取白色固体，加稀硫酸，产生能使晶红溶液褪色的气体。

（3）不合理　　稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；

　　　　 如果反应后的固体中还残留Na₂O₂，它溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根

3．（1）2Na₂O₂+2H₂O4NaOH+O₂↑

（2）试样质量锥形瓶加水的质量　第4（或5）次读数（或用具体数值表示）　锥形瓶内质量已达恒重

（3）①蒸发　②NaCl的质量　③烧杯　玻璃棒　　　　④偏大

4．（1）2H₂+CO₂2H₂O+C　　　　　　　　 （2）10

（3）①分液漏斗　烧瓶　②盐酸　③防止水解　④e g　　　⑤见右图。

5.（1）N₂、O₂ 　　　 （2）偏低　　　　　　（3）酸性高锰酸钾溶液或溴水

（4）V（SO₂）%=×100%　　　　 （5）b、c、e、g或c、e、g