2022届高三化学一轮实验专题题型必练—18无机物制备流程 WORD版含答案.docx
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- 2022届高三化学一轮实验专题题型必练18无机物制备流程 WORD版含答案 2022 届高三 化学 一轮 实验 专题 题型 18 无机物 制备 流程 WORD 答案
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1、2022届高三化学一轮实验专题题型必练18无机物制备流程非选择题(共14题)1亚硝酸钙是一种阻锈剂,可用于染料工业,某兴趣小组拟制备Ca(NO2)2并对其性质进行探究。(背景素材)NO+NO2+Ca(OH)2=Ca(NO2)2+H2O。Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3,MnO4被还原为Mn2+。 在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I氧化为I2,S2O32能将I2还原为I。(制备氮氧化物)(1)甲组同学拟利用如下左图所示装置制备氮氧化物。仪器X、Y的名称分别是_、_。装置B中逸出的NO与NO2的物质的量之比为11,则装置B中发生反应的化学方程式为_,若其他条件不变,增大硝酸的浓
2、度,则会使逸出的气体中n(NO2)_n(NO)(填“”或“ 增大与石灰乳的接触面积 防止倒吸(或作安全瓶) 吸收未反应的氮氧化物 e 加入过量c1 molL1的KI溶液、淀粉溶液,然后滴加稀硫酸,用c2 molL1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次 【解析】(1) 仪器X、Y分别是分液漏斗、锥形瓶,故答案为分液漏斗、锥形瓶;根据题意,装置B中盛放的是硝酸,二氧化硫与硝酸反应放出一氧化氮和二氧化氮,若逸出的NO与NO2的物质的量之比为11,则装置B中发生反应的化学方程式为2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO
3、2+2H2SO4,若其他条件不变,硝酸的浓度越大,生成的二氧化氮越多,则会使逸出的气体中n(NO2)n(NO) ,故答案为2SO2+2HNO3+H2O=NO+NO2+2H2SO4;装置C中导管末端接一玻璃球,可以增大与石灰乳的接触面积,故答案为增大与石灰乳的接触面积;反应中,装置内气体的压强会发生变化,装置D可以防止倒吸;装置E中的氢氧化钠可以吸收未反应的氦氧化物,防止污染空气,故答案为防止倒吸(或作安全瓶) ;吸收未反应的氦氧化物,防止污染空气; 根据信息Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,利用Ca(NO2)2的还原性来测定其纯度,可选择的试剂是
4、c3molL-1 的酸性 KMnO4 溶液,故答案为e;根据信息在酸性条件下,Ca(NO2)2能将I-氧化为I2,S2O32-能将I2还原为I-。利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度,可以选择c1molL-1的KI溶液、淀粉溶液和稀硫酸以及c2molL-1的Na2S2O3溶液,步骤为准确称取mgCa(NO2)2样品放入锥形瓶中,加适量水溶解,加入过量c1molL-1的KI溶液、淀粉浓液,然后滴加稀硫酸,用c2molL-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次,故答案为加入过量c1molL-1的KI溶液、淀粉浓
5、液,然后滴加稀硫酸,用c2molL-1的Na2S2O3溶液滴定至溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色,读取消耗Na2S2O3溶液的体积,重复以上操作23次。点睛:本题考查了物质的制备,含量测定的实验方案的设计。本题的难点是利用Ca(NO2)2的氧化性来测定其纯度的步骤的设计,要求学生就业较高的实验设计的能力。2 PCl3+H2O+Cl2POCl3+2HCl b 溶液变为红色,而且半分钟内不褪色 防止在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 偏小 将废水中的H3PO3氧化为PO43,使其加入生石灰后转化为磷酸的钙盐 bc 5106【解析】分析:(1)氯化水解法产物是三氯氧磷和
6、盐酸,结合原子守恒分析;(2)当滴定达到终点时NH4SCN过量,Fe3+与SCN-反应溶液变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;由于AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,可加入硝基苯用力摇动,使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,避免在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;若无此操作,NH4SCN标准液用量偏多;(3)在沉淀前先加入适量漂白粉使废水中的H3PO3氧化为PO43-,加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐,达到较高的回收率;根据图1、2分析磷的沉淀回收率;根据KspCa3(PO4)2= c3(Ca2+)c2(PO43-)计算。详解:(1)氯化水解法是用三氯化磷、氯气与水反
7、应生成三氯氧磷和盐酸,其化学方程式为:PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl,故答案为:PCl3+H2O+Cl2=POCl3+2HCl;(2)用c molL-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,当滴定达到终点时NH4SCN过量,加NH4Fe(SO4)2作指示剂,Fe3+与SCN-反应溶液会变红色,半分钟内不褪色,即可确定滴定终点;故答案为:b;溶液变为红色,而且半分钟内不褪色;已知:Ksp(AgCl)=3.210-10,Ksp(AgSCN)=210-12,则AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,可加入硝基苯用力摇动,使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,避免在滴加NH4SCN时,将AgCl
8、沉淀转化为AgSCN沉淀;若无此操作,NH4SCN与AgCl反应生成AgSCN沉淀,则滴定时消耗的NH4SCN标准液的体积偏多,即银离子的物质的量偏大,则与氯离子反应的银离子的物质的量偏小,所以测得的氯离子的物质的量偏小,故答案为:防止在滴加NH4SCN时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀;偏小;(3)氯化水解法生产三氯氧磷会产生含磷(主要为H3PO4、H3PO3等)废水,在废水中先加入适量漂白粉,使废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后能完全转化为磷酸的钙盐,达到较高的回收率;故答案为:将废水中的H3PO3氧化为PO43-,使其加入生石灰后转化为磷酸的钙盐;根据图1、2可确定
9、pH=10、反应时间30 min时磷的沉淀回收率较高,则处理该厂废水最合适的工艺条件为pH=10、反应时间30 min;故答案为:bc;若处理后的废水中c(PO43-)=410-7 molL-1,KspCa3(PO4)2=c3(Ca2+)c2(PO43-)=210-29,c(Ca2+)=3210-29(410-7)2=510-6molL-1,故答案为:510-6。点睛:本题考查了物质的制备方案设计,涉及化学方程式的书写、滴定原理的应用、图像分析以及难溶电解质的溶度积常数的应用等,难度中等。本题的易错点为c(Ca2+)的计算,要注意KspCa3(PO4)2的表达式的书写。3 2Cr2O33O24
10、Na2CO34Na2CrO44CO2 适当增大稀硫酸的浓度、升高温度、搅拌等 CuSO4(也可答“CuSO4和H2SO4”) 阴 在低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小。 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 49.0 是【解析】分析:某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3) 以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜、粗碲等,根据流程图,煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te2O22CuOTeO2,Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反
11、应生成Na2CrO4,Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液;沉渣中主要含有CuO、TeO2以及少量的金(Au),用稀硫酸溶解后,浸出液中主要含有铜离子和TeOSO4,电解后铜离子放电生成铜,溶液中含有TeOSO4,TeOSO4与二氧化硫发生氧化还原反应生成粗碲。详解:(1)根据流程图,煅烧时Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4,反应的化学方程式为2Cr2O33O24Na2CO34Na2CrO44CO2,故答案为:2Cr2O33O24Na2CO34Na2CrO44CO2;(2)为提高酸浸速率,可采用的措施是适当增大稀硫酸的浓度、升高温度、搅拌等,故答案为:适当增大稀硫酸的
12、浓度、升高温度、搅拌等;(3)根据上述分析,浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还可能含有CuSO4。铜离子转化为铜发生还原反应,电解沉积过程中析出单质铜的电极为阴极,故答案为:CuSO4(也可答“CuSO4和H2SO4”);阴;(4)在低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小,因此通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7,故答案为:在低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小;(5)氧化还原滴定过程中发生硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2与Cr2O72-的反应,其中
13、Cr2O72-被还原为Cr3+的离子方程式为Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O,故答案为:Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O;n(Fe2+)=0.025L0.1000molL-1=0.0025mol,根据方程式Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O,则n(Cr2O72-)=0.0025mol16250mL25.0mL=0.0256mol,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为0.0256mol294g/mol2.50g100%=49.0
14、%,故答案为:49.0; (6) c(Cr3+)为310-5 molL-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时,c(OH-)=3KspCrOH3cCr3+molL-1=36.010-31310-5molL-1,此时,c(Fe3+)=KspFeOH3c3OH-=4.010-386.010-31310-5=210-12 molL-1110-5 molL-1,说明Fe3+沉淀完全,故答案为:是。4 六 4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4 223 焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等
15、有污染的尾气 110-10 WO42-+ Ca(OH)2=CaWO4+ 2OH- 1103 mol/L WC10e-+6H2O= H2WO4+CO2+ 10H+【解析】(1)W为74号元素,第五周期最后一种元素为56号,第六周期最后一种元素为84号,因此74号在元素周期表的第六周期,故答案为:六;(2)FeWO4中的铁为+2价,与氢氧化钠在空气熔融时被空气中的氧气氧化,反应的化学反应方程式为4 FeWO4+8NaOH+O22Fe2O3+4Na2WO4+4H2O;白钨矿粉与碳酸钠共热的化学反应方程式为CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4,故答案为:4 FeWO4+8NaOH+O22F
16、e2O3+4Na2WO4+4H2O;CaWO4+Na2CO3CaCO3+Na2WO4;(3)工业上,可用一氧化碳、氢气或铝还原WO3冶炼W。理论上,1mol的CO、H2、Al作还原剂时,转移的电子分别为2mol,2mol,3mol,根据得失电子守恒,得到W的质量之比为223。用焦炭也能还原WO3,但用氢气更具有优点,因为焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气,故答案为:223;焦炭为固体,得到的金属钨会混有固体杂质,并且用焦炭还可能产生CO等有污染的尾气;(4)根据图像,T1时KSP(CaWO4)=c(Ca2+)c(WO42-)=110-5110-5=1
17、10-10,将钨酸钠溶液加入石灰乳,发生复分解反应,氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀,反应的离子方程式为:WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-,T2时,C(OH-)=10-2mol/L,c(WO42-)=10-7mol/L,平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积,即K=1103,故答案为:110-10;WO42-+Ca(OH)2=CaWO4+2OH-;1103;(5)电解时,阴极是氢离子放电生成氢气,电极反应式是2H+2e-=H2,阳极是碳化钨失去电子,发生氧化反应:WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2+10H+,故答案为:WC+6H2O
18、-10e-=H2WO4+CO2+10H+。5 NH4Cl溶于水电离出NH4+会抑制NH3H2O的电离 防止温度过高H2O2分解,降低反应速率,防止反应过于剧烈 水浴加热 (提高反应速率,)保证反应完全 慢慢打开活塞d,然后关闭水龙头 趁热过滤 往漏斗中加入少量热水 C、B【解析】(1)NH4Cl溶于水电离出NH4+会抑制NH3H2O的电离,利于加入浓氨水后生成Co(NH3)6Cl3;步骤中要冷却至10再缓慢地边搅拌边加入H2O2溶液,可以防止温度过高导致H2O2分解,同时降低反应速率,防止反应过于剧烈,故答案为:NH4Cl溶于水电离出NH4+会抑制NH3H2O的电离;防止温度过高H2O2分解,
19、降低反应速率,防止反应过于剧烈;(2)根据Co(NH3)6Cl3在不同温度下水中的溶解度曲线可知,步骤中保持60,可以通过反应速率,又不至于双氧水分解,保持60可以通过水浴加热控制温度,恒温20分钟可以保证反应完全进行,故答案为:水浴加热;保证反应完全;(3)在减压抽滤操作中,当抽滤完毕或中途停止抽滤时,防自来水倒吸入抽滤瓶最佳的正确操作是慢慢打开活塞d,然后关闭水龙头,故答案为:慢慢打开活塞d,然后关闭水龙头;(4)根据流程图,粗产品中加入50mL热水和2mL浓盐酸,洗涤后,需要趁热过滤,得到滤液;若操作过程中,发现漏斗尖嘴处有少量晶体析出,往漏斗中加入少量热水,使之溶解后继续过滤,故答案为
20、:趁热过滤;往漏斗中加入少量热水;(5)根据流程图,步骤和的提示,步骤进行洗涤时可以先用浓盐酸洗涤,因为Co(NH3)6Cl3易溶于水,因此再用无水乙醇洗涤,故答案为:C、B。610 4Co(OH)2O22H2O4Co(OH)3 (没有配平扣1分) 2Fe2H2O22H2Fe32H2O (没有配平扣1分) 使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去(或2Fe33CO326H2O2Fe(OH)33CO2) 防止Co2水解 2.5105 (molL-1)2(没有单位不扣分) 【解析】用金属钴板(含少量Fe、Ni)制备应用广泛的氯化钴的工艺流程为:钴板在稀硝酸作催化剂条件下反应生成氯化镍、氯化钴和氯化铁
21、、氯化亚铁等,调节溶液的pH除去镍,然后加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,然后加入纯碱将铁离子转化成氢氧化铁除去,最后经过一系列操作得到氯化钴晶体。(1)根据表中的数据知道,当pH等于10的时,收率最高,镍离子的含量最小,除镍效果最好,故答案为10;(2)钴离子易从正二价容易被氧气氧化到正三价,发生的化学方程式为:4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3,故答案为4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3;(3)双氧水具有氧化性,可以将亚铁离子氧化为正三价,发生的化学反应为:2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O,故答案为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O
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