2019屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題10 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 第四單元 定量分析與工藝流程實(shí)驗(yàn)分析課后達(dá)標(biāo)檢測(cè) 蘇教版.doc

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第四單元 定量分析與工藝流程實(shí)驗(yàn)分析 [課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)] 1．聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學(xué)式為 [Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，廣泛用于污水處理。實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)，制備過程如下所示： (1)驗(yàn)證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體中含有SO2的方法是_________________________。 (2)制備綠礬時(shí)，向溶液X中加入過量________，充分反應(yīng)后，經(jīng)________操作得到溶液Y，再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。 (3)溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用pH試紙測(cè)定溶液pH的操作方法為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若溶液Z的pH偏小，將導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________________(填“偏大”或“偏小”)。 解析：(1)利用SO2的漂白性來鑒別SO2。 (2)溶液X中有Fe3＋，欲制綠礬，應(yīng)把Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，所以要加過量的鐵屑。 (3)用pH試紙測(cè)定溶液的pH，為了測(cè)定的準(zhǔn)確性，應(yīng)選用干燥、潔凈的裝置。若pH偏小，酸性過強(qiáng)，則形成的聚鐵中OH－偏少，SO偏多，導(dǎo)致聚鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。 答案：(1)將產(chǎn)生的氣體通入盛有品紅溶液的小試管中，若品紅溶液褪色，加熱能恢復(fù)原色，證明氣體中含有SO2 (2)鐵屑　過濾　(3)取一小塊pH試紙，放在干燥、潔凈的表面皿(或玻璃片)上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取待測(cè)溶液，滴到pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較　偏小 2．利用化學(xué)原理可對(duì)工廠排放的廢水、廢渣等進(jìn)行有效檢測(cè)與合理處理。 (一)染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO，可以在堿性條件下加入鋁粉除去(加熱處理后的廢水會(huì)產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體)。除去NO的離子方程式為________________________________________________________________________。 (二)某工廠對(duì)制鉻工業(yè)污泥中Cr(Ⅲ)回收與再利用工藝如下(硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋、Mg2＋)： 常溫下部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表： 陽(yáng)離子 Fe3＋ Fe2＋ Mg2＋ Al3＋ Cu2＋ Cr3＋ 開始沉 淀時(shí)的pH 1.9 7.0 － － 4.7 － 沉淀完 全時(shí)的pH 3.2 9.0 11.1 8.0 6.7 9.0(>9．0溶解) (1)酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施是__________________________(至少寫一條)。 (2)調(diào)pH＝8.0是為了除去________(填“Fe3＋”“Al3＋”“Ca2＋”或“Mg2＋”)。 (3)鈉離子交換樹脂的原理為Mn＋＋nNaR―→MRn＋nNa＋，被交換的雜質(zhì)離子是________(填“Fe3＋”“Al3＋”“Ca2＋”或“Mg2＋”)。 (三)印刷電路銅板腐蝕劑常用FeCl3溶液。腐蝕銅板后的混合溶液中，若Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的濃度均為0.10 molL－1，請(qǐng)參照上表給出的數(shù)據(jù)和提供的藥品，簡(jiǎn)述除去CuCl2溶液中Fe3＋和Fe2＋的實(shí)驗(yàn)步驟：①____________________；②_____________________；③過濾。(提供的藥品：Cl2、濃H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu) 解析：(一)在堿性條件下用鋁粉還原NO，根據(jù)題意知NO被還原的產(chǎn)物為NH3H2O，鋁元素被氧化成AlO，然后進(jìn)行書寫和配平。 (二)先對(duì)污泥處理過程作整體分析，過濾Ⅰ的目的是除去污泥中的不溶性雜質(zhì)，然后用H2O2將難以沉淀的Fe2＋氧化成易沉淀的Fe3＋，在此過程中Cr3＋被氧化成Cr2O。再調(diào)節(jié)pH至8，通過對(duì)照陽(yáng)離子沉淀pH表可知，此時(shí)Fe3＋和Al3＋完全沉淀，通過過濾Ⅱ后除去沉淀，溶液中還有雜質(zhì)離子Ca2＋、Mg2＋，通過鈉離子交換樹脂可以除去，最后用SO2還原Cr2O得到最終的產(chǎn)物。 (三)欲除去CuCl2溶液中的Fe3＋和Fe2＋，必須先將Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再通過調(diào)節(jié)pH至3.2～4.7，可以將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀而除去。為了不引入新的雜質(zhì)，氧化時(shí)用Cl2，調(diào)節(jié)pH用CuO。 答案：(一)2Al＋OH－＋NO＋2H2O===2AlO＋NH3H2O (二)(1)升高溫度、攪拌、過濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸(多次浸取)、適當(dāng)延長(zhǎng)浸取時(shí)間(只要答出任意一點(diǎn)即可，其他合理答案也可) (2)Fe3＋、Al3＋　(3)Ca2＋、Mg2＋ (三)通入足量Cl2將Fe2＋氧化成Fe3＋　加入CuO調(diào)節(jié)溶液的pH至3.2～4.7 3．菱錳礦的主要成分是碳酸錳，還含有Fe2O3、FeO、CaO、MgO等成分。某化工廠用廢鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%)與菱錳礦制備MnCl24H2O(106 ℃時(shí)失去一分子結(jié)晶水，198 ℃時(shí)失去全部結(jié)晶水)，部分工藝流程如下： (1)鹽酸與菱錳礦中的碳酸錳反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。 (2)酸浸取時(shí)，浸出時(shí)間對(duì)浸出率的影響如圖所示，工業(yè)上采用的浸取時(shí)間是60 min，其可能的原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)圖中“凈化劑X”可能是____________________。 (4)加入MnSO4后控制實(shí)驗(yàn)條件可析出含某種雜質(zhì)離子的鹽Y，鹽Y的主要成分是________________。 (5)濃縮結(jié)晶時(shí)，一出現(xiàn)晶膜就必須立刻停止加熱，其原因是____________________。 解析：菱錳礦溶于鹽酸得到氯化錳、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鈣、氯化鎂等。加入氧化劑(如雙氧水、氯水等)將氯化亞鐵轉(zhuǎn)化為氯化鐵，控制溶液的酸度使Fe3＋完全沉淀。根據(jù)流程圖提示，加入凈化劑X使鈣離子沉淀，鈣離子通常以碳酸鈣形式沉淀。加入硫酸錳粉末是為了除去鎂離子：MnSO4＋MgCl2===MgSO4(晶體)＋MnCl2。最終產(chǎn)物是四水合氯化錳晶體，如果加熱時(shí)間過長(zhǎng)，晶體會(huì)失去一部分結(jié)晶水。 答案：(1)MnCO3＋2HCl===MnCl2＋CO2↑＋H2O (2)由圖可知浸取時(shí)間為60 min時(shí)浸出率出現(xiàn)第一個(gè)峰值，此后時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)浸出率沒有明顯影響，從提高生產(chǎn)效率的角度考慮，選擇浸出時(shí)間為60 min較為合理 (3)碳酸錳 (4)MgSO4 (5)如果加熱時(shí)間過長(zhǎng)，晶體會(huì)失去一部分結(jié)晶水 4．(2018石家莊高三模擬)某淺綠色晶體 X[x(NH4)2SO4yFeSO4zH2O]在分析化學(xué)上常用作還原劑。為確定其組成，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： Ⅰ.NH的測(cè)定 采用蒸餾法，蒸餾裝置如圖所示(加熱及夾持裝置略)。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①準(zhǔn)確稱取19.6 g晶體X，加水溶解，注入圓底燒瓶中； ②準(zhǔn)確量取50.00 mL 1.010 0 molL－1 H2SO4溶液于錐形瓶中； ③向圓底燒瓶中加入足量NaOH溶液，加熱蒸餾； ④用0.040 0 molL－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過剩的酸，到終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00 mL。 (1)步驟②中，準(zhǔn)確量取H2SO4溶液所用的玻璃儀器為____________________。 (2)步驟③中，加熱蒸餾時(shí)間需長(zhǎng)達(dá)30分鐘，其目的為______________________。 (3)步驟④中，若滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，則所測(cè)n(NH)的值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 Ⅱ.SO的測(cè)定 采用重量分析法，實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①另準(zhǔn)確稱取19.6 g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過量的 BaCl2溶液； ②用無(wú)灰濾紙(灰分質(zhì)量很小，可忽略)過濾，洗滌沉淀3～4次； ③用濾紙包裹好沉淀取出，灼燒濾紙包至濾紙完全灰化； ④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重，得沉淀質(zhì)量23.3 g。 (4)步驟①中，判斷 BaCl2溶液已過量的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是_________________________ ________________________________________________________________________。 (5)步驟②中，所用洗滌劑最合適的是________(填選項(xiàng)字母)。 A．冷水　　　　B．稀硫酸　　　　C．濾液 (6)步驟③灼燒操作中，除三腳架外，還需要用到下列儀器中的________(填選項(xiàng)字母)。 A．燒杯 B．坩堝 C．表面皿 D．泥三角 E．蒸發(fā)皿 F．酒精燈 (7)綜合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ，通過計(jì)算得出晶體X的化學(xué)式為__________________。 解析：Ⅰ.(1)酸性溶液用酸式滴定管量取，所以準(zhǔn)確量取硫酸應(yīng)該選用酸式滴定管。(2)晶體X與NaOH反應(yīng)生成氨氣，氨氣易溶于水，加熱可以使氨氣完全逸出，被硫酸溶液完全吸收。(3)滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失，則消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大，計(jì)算出與NaOH反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量偏大，則與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量偏小，所以計(jì)算得到的氨氣的物質(zhì)的量偏小。Ⅱ.(4)判斷氯化鋇是否過量，可以在上層清液中繼續(xù)滴加氯化鋇，若沒有新的沉淀生成則說明溶液中沒有硫酸根離子，即氯化鋇已經(jīng)過量。(5)用冷水洗滌可以減少固體的溶解，用硫酸洗滌會(huì)使沉淀上附著硫酸根離子，濾液中也含有硫酸根離子，所以不能用硫酸洗滌沉淀，應(yīng)該選用冷水洗滌。(6)做灼燒的實(shí)驗(yàn)時(shí)，固體在坩堝中灼燒，用酒精燈加熱，坩堝放置在有泥三角的三腳架上，所以用到的儀器為坩堝、三腳架、泥三角、酒精燈。(7)與NaOH反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為n(H2SO4)＝n(NaOH)＝0.040 0 molL－10.025 0 L，與氨氣反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.050 0 L1.010 0 molL－1－0.040 0 molL－10.025 0 L＝0.05 mol，則氨氣的物質(zhì)的量為n(NH3)＝2n(H2SO4)＝0.1 mol。準(zhǔn)確稱取19.6 g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過量的 BaCl2溶液，得到硫酸鋇沉淀23.3 g，則n(SO)＝＝0.10 mol，由題意知，則x＋y＝2x，即x＝y(tǒng)。令x＝1，則2＝0.1，則z＝6，即其化學(xué)式為(NH4)2SO4FeSO46H2O，令x＝2，則4＝0.1，則z＝12，即其化學(xué)式與x＝1相同，綜上可推知晶體X的化學(xué)式。 答案：(1)酸式滴定管　(2)將生成的NH3全部蒸出，被硫酸溶液完全吸收　(3)偏小　(4)待濁液分層后，在上層清液中加入1～2滴BaCl2溶液，無(wú)白色渾濁出現(xiàn)，則BaCl2溶液已過量　(5)A　(6)BDF　(7)(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O 5．(2015高考浙江卷)某學(xué)習(xí)小組按如下實(shí)驗(yàn)流程探究海帶中碘含量的測(cè)定和碘的制取。 實(shí)驗(yàn)(一)　碘含量的測(cè)定 取0.010 0 molL－1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入滴定管，取100.00 mL海帶浸取原液至滴定池，用電勢(shì)滴定法測(cè)定碘含量。測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)(E)反映溶液中c(I－)的變化，部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表： V(AgNO3)/mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00 E/mV －225 －200 －150 －100 50.0 175 275 300 325 實(shí)驗(yàn)(二)　碘的制取 另制海帶浸取原液，甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)方案如下： 已知：3I2＋6NaOH===5NaI＋NaIO3＋3H2O。 請(qǐng)回答： (1)實(shí)驗(yàn)(一)中的儀器名稱：儀器A________，儀器B________________。 (2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線： ②該次滴定終點(diǎn)時(shí)用去AgNO3溶液的體積為________mL，計(jì)算得海帶中碘的百分含量為________%。 (3)①分液漏斗使用前須檢漏，檢漏方法為_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②步驟X中，萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是_______________________________ ________________________________________________________________________。 ③下列有關(guān)步驟Y的說法，正確的是________。 A．應(yīng)控制NaOH溶液的濃度和體積 B．將碘轉(zhuǎn)化成離子進(jìn)入水層 C．主要是除去海帶浸取原液中的有機(jī)雜質(zhì) D．NaOH溶液可以由乙醇代替 ④實(shí)驗(yàn)(二)中操作Z的名稱是________。 (4)方案甲中采用蒸餾不合理，理由是_____________________________________。 解析：(1)實(shí)驗(yàn)(一)中干海帶需要灼燒，故儀器A為坩堝，根據(jù)最后得到的含I－的溶液的體積可以判斷儀器B(定容)為500 mL容量瓶。 (2)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)描點(diǎn)，連線即可得到對(duì)應(yīng)的滴定曲線。 ②根據(jù)滴定曲線，滴定突變?cè)?0.00 mL附近發(fā)生，故可判斷AgNO3溶液的體積為20.00 mL，海帶中碘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w＝100%＝0.635%。 (3)①分液漏斗使用前要檢漏，主要是檢驗(yàn)旋塞及玻璃塞處是否漏水，檢查方法：向分液漏斗中加入少量水，檢查旋塞處是否漏水；將漏斗倒轉(zhuǎn)過來，檢查玻璃塞是否漏水。 ②用CCl4萃取后，CCl4的密度比水大，故有機(jī)層在下層，現(xiàn)象為溶液分層，上層幾乎為無(wú)色，下層呈紫紅色。 ③A項(xiàng)，如果NaOH的濃度過大，導(dǎo)致使用的溶液太少，不利于溶液的分離，如果NaOH的濃度太小，導(dǎo)致溶液體積太大，不利于物質(zhì)的濃縮，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，步驟Y加入NaOH溶液后I2轉(zhuǎn)變?yōu)镮－和IO，進(jìn)入水層，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，加入NaOH溶液主要目的是與碘反應(yīng)，將碘從四氯化碳層轉(zhuǎn)移到水層，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，四氯化碳與乙醇互溶，不分層，無(wú)法提取碘，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 ④碘在水溶液中的溶解度較小，因此可以通過過濾的方法分離碘和水。 (4)采用蒸餾不合理，主要是因?yàn)榈庖咨A，會(huì)導(dǎo)致碘的損失。 答案：(1)坩堝　500 mL容量瓶 (2)① ②20.00　0.635 (3)①向分液漏斗中加入少量水，檢查旋塞處是否漏水；將漏斗倒轉(zhuǎn)過來，檢查玻璃塞是否漏水 ②液體分上下兩層，上層幾乎無(wú)色，下層呈紫紅色 ③AB ④過濾 (4)碘易升華，會(huì)導(dǎo)致碘的損失