【高考預測】
(★★★)掌握有關化學物質的制備。
鎖定高考
1.(2015重慶)ClO2與Cl2的氧化性相近,在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應用廣泛。某興趣小組通過題9圖1裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。
(1) 儀器D的名稱是 。安裝F中導管時,應選用題9圖2中的 。
(2) 打開B的活塞,A中發生反應:2NaClO3 4HCl=2ClO2↑ Cl2↑ 2NaCl 2H2O。
為使ClO2在D中被穩定劑充分吸收,滴加稀鹽酸的速度宜 (填"快"或"慢")。
(3)關閉B的活塞,ClO2在D中被穩定劑完全吸收生成NaClO2,此時F中溶液的顔色不變,則
裝置C的作用是 。
(4)已知在酸性條件下NaClO2可發生反應生成NaCl并釋放出ClO2,該反應的離子方程式為 ,
在ClO2釋放實驗中,打開E的活塞,D中發生反應,則裝置F的作用是 。
(5)已吸收ClO2氣體的穩定劑Ⅰ和穩定劑Ⅱ,加酸後釋放ClO2的濃度随時間的變化如題9圖
3所示。若将其用于水果保鮮,你認為效果較好的穩定劑是 ,原因是 。
【答案】
(1)錐形瓶 b (2)慢 (3)吸收Cl2
(4)4H+ 5ClO2-=Cl- 4ClO2↑ 2H2O 驗證是否有ClO2 生成
(5)穩定劑Ⅱ,穩定劑Ⅱ可以緩慢釋放ClO2 ,能較長時間維持保鮮所需的濃度
夯實基礎
化學物質的制備題常常給出了常見的儀器、藥品、反應原理和一些操作步驟,既有常見儀器的名稱,又有儀器的組裝;另外還給出了限定的實驗裝置、反應條件、實驗現象和有關數據,要求學生根據實驗原理及試題中所給予的信息,結合元素化合物知識,說明裝置中某些儀器的作用,寫出有關離子方程式,進行數據分析,指出實驗中必須注意的某些問題,将基本實驗儀器名稱與組裝,圖像的分析與判斷等聯系起來,考查了學生對化學實驗基本操作技能掌握的情況,考查了學生的觀察能力與分析綜合及評價的能力,符合教學大綱的要求。
典例(2016課标Ⅲ)過氧化鈣微溶于水,溶于酸,可作分析試劑、醫用防腐劑、消毒劑。以下是一種
制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題:
(一)碳酸鈣的制備
(1)步驟①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉澱顆粒長大,有利于____。
(2)如圖是某學生的過濾操作示意圖,其操作不規範的是______(填标号)。
a. 漏鬥末端頸尖未緊靠燒杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将濾紙濕潤,使其緊貼漏鬥壁
d.濾紙邊緣高出漏鬥
e.用玻璃棒在漏鬥中輕輕攪動以加快過濾速度
(二) 過氧化鈣的制備
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體,此時溶液呈____性(填"酸"、
"堿"或"中")。将溶液煮沸,趁熱過濾。将溶液煮沸的作用是___________。
(4)步驟③中反應的化學方程式為________,該反應需要在冰浴下進行,原因是_________。
(5)将過濾得到的白色結晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌,使用乙醇洗滌的目的是_______。
(6)制備過氧化鈣的另一種方法是:将石灰石煅燒後,直接加入雙氧水反應,過濾後可得到過氧化鈣
産品。該工藝方法的優點是______,産品的缺點是_______。
【答案】(1)調節溶液pH使Fe(OH)3沉澱;過濾分離;(2)ade ;(3)酸;除去溶液中溶解的CO2;
(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;溫度過高時過氧化氫分解;(5)去除結晶表面水分;(6)工藝簡單、操作方便;純度較低。
【解析】
(1)反應中鹽酸過量,且溶液中含有鐵離子,因此步驟①加入氨水的目的是中和多餘的鹽酸,沉澱鐵離子;小火煮沸的作用是使沉澱顆粒長大,有利于過濾。
(2)a.過濾時漏鬥末端頸尖應該緊靠燒杯壁,a錯誤;b.玻璃棒用作引流,b正确;c.将濾紙濕潤,使其緊貼漏鬥壁,防止有氣泡,c正确;d.濾紙邊緣應該低于漏鬥,d錯誤;e.用玻璃棒在漏鬥中輕輕攪動容易弄碎濾紙,e錯誤,答案選ade。
(5)過氧化鈣不溶于乙醇,使用乙醇洗滌的目的是去除結晶表面的水分。
(6)制備過氧化鈣的另一種方法是:将石灰石煅燒後,直接加入雙氧水反應,過濾後可得到過氧化鈣産品。該工藝方法的優點是原料來源豐富、操作方便,産品的缺點是得到産品的純度較低。
【名師點睛】本試題考查物質的制備、實驗基本操作、鹽類水解、實驗方案的設計與評價、元素及其化合物的性質等知識,這些問題屬于基礎知識的應用,意在考查考生的知識運用能力。制備碳酸鈣,需要除去石灰石中的雜質,鐵的氧化物和鹽酸反應産生鐵離子,然後利用過氧化氫,把Fe2+氧化成Fe3+,利用氫氧化鐵在pH=2出現沉澱,當pH=3.7時沉澱完全,加入氨水調節pH,讓Fe3+轉化成Fe(OH)3,然後進行過濾,除去雜質。做題過程中注意題目中信息,信息會告訴你解題的思路,"沉澱顆粒長大",便于得到沉澱,便于過濾分離;實驗操作中實驗獲得成功,一定要注意操作的規範性,如過濾的注意事項:"一貼""二低""三靠";物質的制備為了得到純淨的物質,一定要把雜質除去,但不能引入新的雜質,把有可能引入雜質的情況考慮進去。CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,但CO2能溶于水,會有一部分CO2溶解,加入氨水時會産生(NH4)2CO3,制備的過氧化鈣不純淨,所以需要除去溶解CO2,加熱煮沸,即可除去溶解CO2。在實驗題目中往往以元素及其化合物的性質為基礎進行考查,過氧化氫不穩定受熱易分解,在冰浴中進行,為防止過氧化氫的分解;在物質的制備中也要注意題給信息,因為這往往解某題的關鍵,如"過氧化鈣微溶于水",用蒸餾水洗滌中會有部分溶解,為了減少溶解,利用過氧化鈣難溶于乙醇進行洗滌,本試題難度适中。
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