高考化学二轮复习学案专题 化学实验原理的探究及反应条件的控制doc 20页

‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.硫代硫酸钠与酸反应速率的影响因素 ‎(1)硫代硫酸钠和强酸反应的原理及实验现象 ‎(2)浓度、温度对硫代硫酸钠与酸反应速率的影响 b c ‎2.催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 ‎(1)不同的催化剂对同一反应的催化效果 ‎(2)变量控制在实验研究中的应用 c c ‎3.反应条件对化学平衡的影响 ‎(1)氯化钴溶液的变色原理 ‎(2)浓度、温度变化对氯化钴溶液平衡体系的影响 ‎(3)不同条件下(酸、碱性)乙酸乙酯水解的速率和程度 b b b 考点一　“原理探究”型实验方案的设计 控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，有利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：(1)外因(浓度、温度、压强等)对化学反应速率、化学平衡的影响；(2)物质性质的递变规律。‎ ‎1.变量探究实验题的解题策略 解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。‎ 思路总结 ‎2.规律探究实验题的解题策略 物质性质递变规律的探究也是中学化学实验探究的一个重要内容。研究同周期、同主族元素性质的递变规律，物质的氧化还原反应(如置换反应)规律，物质的酸(碱)性强弱规律，电解质溶液的导电规律等，都是开展有关规律探究的重要素材，也是高考命题的经典情境。‎ 解决有关规律探究问题的实验设计，其常用方法示例如下：‎ ‎(1)同周期、同主族元素性质的递变规律，一般通过设计判断元素金属性、非金属性的强弱实验来完成，如通过让金属单质与相同浓度的非氧化性酸反应产生H2的速率快慢来判断金属单质的还原性强弱，推断元素金属性强弱，从而找出相应的性质递变规律。‎ ‎(2)物质的酸(碱)性强弱的判断。‎ ‎(3)钢铁发生电化学腐蚀的规律探究。可以通过控制所含的杂质是否与空气接触、所接触的电解质溶液的酸碱度、钢铁在腐蚀过程中体系内的气压变化等角度设计实验，找出规律。‎ ‎1.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20‎ mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。‎ 已知：S2O＋2I－===2SO＋I2 (慢)‎ I2＋2S2O===2I－＋S4O (快)‎ ‎(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________________。‎ ‎(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：‎ 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ‎①‎ ‎10.0‎ ‎0.0‎ ‎4.0‎ ‎4.0‎ ‎2.0‎ ‎②‎ ‎9.0‎ ‎1.0‎ ‎4.0‎ ‎4.0‎ ‎2.0‎ ‎③‎ ‎8.0‎ Vx ‎4.0‎ ‎4.0‎ ‎2.0‎ 表中Vx＝______________mL，理由是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t 的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。‎ 答案　(1)Na2S2O3　<2　(2)2.0　保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变 ‎(3)‎ 解析　(1)淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。由题给离子反应可得关系式：S2O～I2～2S2O，则有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1时，能观察到蓝色。‎ ‎(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0mL)，从而可知Vx＝2.0。‎ ‎(3)降低温度时，化学反应速率减慢，c(S2O)变化减慢；加入催化剂时，化学反应速率加快，c(S2O)变化加快；c(S2O)～t的变化曲线如图所示。‎ ‎2.已知亚硫酸钠在空气中能被氧气氧化生成硫酸盐。‎ Ⅰ.甲同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。‎ 方案一：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为亚硫酸钠溶液没有变质。‎ 方案二：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为亚硫酸钠溶液完全变质。‎ 请你对两方案作出评价：‎ 方案一：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方案二：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.乙同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0mol·L－1Na2SO3溶液的实际浓度。‎ ‎(1)分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂？________(填字母)。‎ a.浓硝酸　　　　b.65%硫酸　　　　c.浓盐酸 ‎(2)实验前后测得C装置增重3.2g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为________________。‎ ‎(3)该实验装置还存在一个明显的缺陷是______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　Ⅰ.不合理　亚硫酸钠部分变质时加入稀盐酸也会产生气泡　不合理　亚硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钠未变质或部分变质时也会产生白色沉淀 Ⅱ.(1)b　(2)0.83mol·L－1‎ ‎(3)缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(或其他合理答案)‎ 解析　Ⅰ.加入稀盐酸有气泡生成，证明溶液中含有亚硫酸钠，Na2SO3可能没有变质，也可能有部分变质。亚硫酸钠、硫酸钠都能与氯化钡反应生成沉淀，故亚硫酸钠溶液未变质、部分变质、全部变质时的现象相同，都会生成白色沉淀。Ⅱ.制备二氧化硫气体选用硫酸。C装置增重3.2g，产生的n(SO2)＝0.05mol，所以n(Na2SO3)＝0.05mol，c(Na2SO3)＝0.05mol÷0.06L≈0.83mol·L－1。该实验装置中一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。‎ ‎3.(2014·广东理综，33)H2O2是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。‎ ‎(1)某小组拟在同浓度Fe3＋的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30%H2O2、0.1mol·L－1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。‎ ‎①写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：_____________。‎ ‎②设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定________________(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。‎ ‎③设计实验装置，完成如图所示的装置示意图。‎ ‎④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。‎ 物理量 实验序号 V[0.1mol·L－1Fe2(SO4)3]/mL ‎……‎ ‎1‎ a ‎……‎ ‎2‎ A ‎……‎ ‎(2)利用下图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连接的A、B瓶中已充有NO2‎ 气体)进行实验。可观察到B瓶中气体颜色比A瓶中的________(填“深”或“浅”)，其原因是 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)①(答案合理即可)‎ ‎②生成相同体积的氧气所需要的时间(或相同时间内，生成氧气的体积)‎ ‎③‎ ‎④‎ V(H2O2)/mL V(H2O)/mL V(O2)/mL t/s ‎1‎ b c e d ‎2‎ c b e f 或 V(H2O2)/mL V(H2O)/mL t/s V(O2)/mL ‎1‎ b c e d ‎2‎ c b e f ‎(2)深　双氧水分解放热，使B瓶的温度升高，2NO2(g)N2O4(g)平衡向左移动，NO2浓度增大，气体颜色加深 解析　(1)①分析化合价并应用化合价变化规律解决问题。双氧水中氧元素的化合价为－1价，发生分解反应生成氧气，氧气中氧元素的化合价为0价，水中氧元素的化合价为－2价，所以是自身的氧化还原反应，用双线桥法表示其电子转移的方向和数目：‎ ‎。‎ ‎②做实验题时，首先要明确实验原理。该实验是探究双氧水的分解速率，所以应测定不同浓度双氧水分解时产生氧气的速率，即可以测定相同时间内生成氧气的体积。③根据题目给出的限选仪器可以选用导管、水槽、量筒组成气体收集装置。④探究时一定要注意变量的控制，即只改变一个变量，才能说明该变量对反应的影响。表格中给出了硫酸铁的量，且体积均相等。而探究的是不同浓度的双氧水分解的速率，所以必须要有不同浓度的双氧水，但题给试剂中只有30%的双氧水，因此还需要蒸馏水，要保证硫酸铁的浓度相同，必须保证两组实验中双氧水和蒸馏水的总体积相同，且两组实验中双氧水和蒸馏水的体积不同两个条件。同时还要记录两组实验中收集相同体积氧气所需时间或相同时间内收集氧气的体积大小。‎ ‎(2)通过分析能量变化图像的起点和终点可判断该反应是吸热反应还是放热反应，通过分析温度对平衡移动的影响，可以判断平衡移动的方向和结果。由本小题给出的能量变化图像可知，双氧水的分解和二氧化氮生成四氧化二氮的反应都属于放热反应，由此可知(c)装置中右边烧杯的温度应高于左边烧杯的温度，温度升高，使平衡2NO2(g)N2O4(g)向左移动，所以B瓶中二氧化氮浓度增大，气体颜色加深。‎ ‎4.某化学兴趣小组的同学学习了同周期元素性质递变规律后，设计了一套实验方案进行实验探究，并记录了有关实验现象如下表：‎ 实验操作 实验现象 Ⅰ.用砂纸打磨后的镁条与沸水反应，再向反应后溶液中滴加酚酞 Ⅱ.向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水 Ⅲ.钠与滴有酚酞溶液的冷水反应 Ⅳ.镁条与2mol·L－1的盐酸反应 Ⅴ.铝条与2mol·L－1的盐酸反应 Ⅵ.向AlCl3溶液滴加NaOH溶液至过量 A.浮于水面，熔成一个小球，在水面上不定向移动，随之消失，溶液变红色 B.产生气体，可在空气中燃烧，溶液变成浅红色 C.反应不十分强烈，产生的气体可以在空气中燃烧 D.剧烈反应，产生可燃性气体 E.生成白色胶状沉淀，进而沉淀消失 F.生成淡黄色沉淀 请你帮助该同学整理并完成实验报告。‎ ‎(1)实验目的：____________________________________________________________。‎ ‎(2)实验用品：仪器①______________、②____________、③____________、④试管夹、⑤镊子、⑥小刀、⑦玻璃片、⑧砂纸、⑨胶头滴管等。‎ 药品：钠、镁条、铝条、2mol·L－1的盐酸、新制的氯水、新制的饱和H2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液等。‎ ‎(3)请你写出上述的实验操作与对应的现象：‎ Ⅰ________、Ⅱ________、Ⅲ________、Ⅳ________、Ⅴ________、Ⅵ________。(用A～F表示)‎ 写出实验操作Ⅱ、Ⅵ的离子反应方程式：‎ 实验Ⅱ________________________________________________________________________；‎ 实验Ⅵ________________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验结论：____________________________________________________________。‎ 答案　(1)探究同周期元素性质的递变规律 ‎(2)试管　烧杯　酒精灯 ‎(3)B　F　A　D　C　E　Cl2＋H2S===2HCl＋S↓‎ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎(4)金属性：Na＞Mg＞Al，非金属性：Cl＞S 解析　本题通过实验探究同周期元素性质的递变规律。在元素周期表中，从左至右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，金属单质与H2O(或酸)反应，置换出H2越来越难，最高价氧化物对应水化物碱性减弱酸性增强；非金属单质与H2化合越来越易，右边的非金属单质可从化合物中置换出左边的非金属单质，如Cl2＋H2S===2HCl＋S↓。‎ 考点二　“猜想判断”型实验方案的设计 猜想型实验题的思维流程 ‎1.漂白粉是生产生活中常用的消毒剂和杀菌剂。‎ 实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。‎ ‎(1)提出合理假设。‎ 假设1：该漂白粉未变质，只含有________；‎ 假设2：该漂白粉全部变质，只含有________；‎ 假设3：该漂白粉部分变质，既含有__________，又含__________。‎ ‎(2)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。‎ 限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1mol·L－1盐酸、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2＋和Cl－)‎ 实验步骤 预期现象和结论 ‎①‎ 取少量上述漂白粉于试管中，____________‎ ‎②‎ 答案　(1)Ca(ClO)2　CaCO3　Ca(ClO)2　CaCO3‎ ‎(2)‎ ‎①‎ 加入适量1mol·L－1盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中 若澄清石灰水未变浑浊，则假设1成立；‎ 若澄清石灰水变浑浊，则假设2或假设3成立 ‎②‎ 向步骤①反应后的试管中滴入1～2滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)‎ 若品红溶液褪色，则假设3成立；‎ 若品红溶液不褪色，则假设2成立 ‎2.工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。‎ ‎(1)上述反应的平衡常数表达式：K＝________。‎ ‎(2)室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在________溶液中PbSO4转化率较大，理由是______________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：‎ 假设一：全部为PbCO3；‎ 假设二：________________________________________________________________________；‎ 假设三：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。‎ ‎①定性研究：请你完成下表中内容。‎ 实验步骤(不要求写出具体操作过程)‎ 预期的实验现象和结论 取一定量样品充分干燥 ‎②定量研究：取26.7mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论：假设一不成立。你是否同意该同学的结论，并简述理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　 ‎(2)Na2CO3　Na2CO3溶液中的c(CO)大 ‎(3)全部为2PbCO3·Pb(OH)2　为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物 ‎(4)①‎ 实验步骤(不要求写出具体操作过程)‎ 预期的实验现象和结论 充分加热样品，将产生的气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管 若无水硫酸铜不变蓝，则假设一成立；‎ 若无水硫酸铜变蓝，则假设一不成立 ‎②同意，若全部为PbCO3时，26.7mg完全分解后最终固体质量应为22.3mg(或：不同意，实验最终得到固体的质量与全部为PbCO3分解所得固体质量相差不大，可能是实验过程中产生的误差引起的)(本题属于开放性试题，合理答案均可)‎ 解析　(1)根据PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO(aq)知，化学平衡常数表达式为K＝。(2)Na2CO3溶液中c(CO)较大，根据平衡移动原理，可知Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大。(3)根据题中信息，提出另外两种假设。假设二：全部为碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]；假设三：为PbCO3和2PbCO3·Pb(OH)2的混合物。(4)①因为PbCO3受热分解不产生水，而2PbCO3·Pb(OH)2受热分解产生水，所以可利用此不同设计实验方案。②因为PbCO3PbO＋CO2↑，所以可以利用固体加热前后质量的改变量来确定结论。‎ ‎3.(2015·安徽理综，28)某研究小组将纯净的SO2气体通入0.1mol·L－1的Ba(NO3)2溶液中，得到了BaSO4沉淀。为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的SO2，该小组提出了如下假设：‎ 假设一：溶液中的NO 假设二：溶液中溶解的O2‎ ‎(1)验证假设一 该小组设计实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象 实验步骤 实验现象 结论 实验1：在盛有不含O2的25mL0.1mol·L－1BaCl2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 假设一成立 实验2：在盛有不含O2的25mL0.1mol·L－1Ba(NO3)2溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的SO2气体 ‎ ‎ ‎(2)为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线如下图。‎ 实验1中溶液pH变小的原因是_____________________________________________‎ ‎____________；V1时，实验2中溶液pH小于实验1的原因是(用离子方程式表示)‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)验证假设二 请设计实验验证假设二，写出实验步骤、预期现象和结论。‎ 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：‎ ‎(4)若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别用足量的O2和KNO3，氧化相同的H2SO3溶液(溶液体积变化忽略不计)，充分反应后两溶液的pH前者________(填“大于”或“小于”)后者，理由是____________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析　(1)实验1中，在没有O2的条件下，SO2与BaCl2溶液不反应，所以无沉淀产生；实验2中SO2被NO氧化成SO，进一步与Ba2＋结合生成BaSO4沉淀。‎ ‎(2)实验1，SO2溶于水后生成H2SO3，H2SO3电离出H＋(H2SO3HSO＋H＋)，使溶液显酸性，随SO2的不断通入，pH值减小；SO2通入Ba(NO3)2溶液中，发生反应：3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋生成强酸，则通V1体积的SO2时，实验2中溶液pH小于实验1。‎ ‎(3)通过对比假设一的验证过程，可设计如下实验步骤：‎ 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：‎ 实验1：作为参照实验 实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25mL0.1mol·L－1BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立 ‎(4)2H2SO3＋O2===4H＋＋2SO；3H2SO3＋2NO===2NO↑＋4H＋＋H2O＋3SO，由此可知氧化相同物质的量的亚硫酸，用O2氧化比用KNO3氧化产生的H＋浓度大。‎ 答案　(1)无明显现象　有白色沉淀 ‎(2) SO2溶于水后生成H2SO3‎ ‎3SO2＋2NO＋2H2O===3SO＋2NO＋4H＋ (或3H2SO3＋2NO===2NO↑＋3SO＋4H＋＋H2O)‎ ‎(3)‎ 实验步骤、预期现象和结论(不要求写具体操作过程)：‎ 实验1：作为参照实验 实验3：将纯净的SO2气体缓慢通入未经脱O2处理的25mL0.1mol·L－1BaCl2溶液中，若有白色沉淀，表明假设二成立，否则不成立 ‎(4)小于　反应的离子方程式表明，足量的O2和NO分别氧化相同量的H2SO3，生成H＋的物质的量前者多于后者(本题部分小题属于开放性试题，答案合理即可)‎ ‎1.纳米CdSe(硒化镉)可用作光学材料。在一定条件下，由Na2SO3和Se(硒，与S为同族元素)反应生成Na2SeSO3(硒代硫酸钠)；再由CdCl2形成的配合物与Na2SeSO3反应制得CdSe纳米颗粒。流程图如下：‎ 注：①CdCl2能与配位剂L形成配合物[Cd(L)n]Cl2‎ ‎[Cd(L)n]Cl2===[Cd(L)n]2＋＋2Cl－；‎ ‎[Cd(L)n]2＋Cd2＋＋nL。‎ ‎②纳米颗粒通常指平均粒径为1～100nm的粒子。‎ 请回答：‎ ‎(1)图1加热回流装置中，仪器a的名称是________，进水口为________(填“1”或“2”)。‎ ‎(2)①分离CdSe纳米颗粒不宜采用抽滤的方法，理由是________。‎ ‎②下列关于抽滤的说法正确的是________。‎ A.滤纸应比漏斗内径略小，且能盖住所有小孔 B.图2抽滤装置中只有一处错误，即漏斗颈口斜面没有对着吸滤瓶的支管口 C.抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出 D.抽滤完毕后，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，再关水龙头，以防倒吸 ‎(3)研究表明，CdSe的生成分成两步：①SeSO在碱性条件下生成HSe－；②HSe－与Cd2＋反应生成CdSe。‎ 完成第①步反应的离子方程式SeSO＋________===HSe－＋________。‎ 写出第②步反应的离子方程式______________________________________________。‎ 答案　(1)冷凝管　2‎ ‎(2)①抽滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀 ‎②AD ‎(3)OH－　SO　HSe－＋Cd2＋＋OH－===CdSe＋H2O ‎2.(2015·江苏，21)实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图，相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为 附表　相关物质的沸点(101kPa)‎ 物质 沸点/℃‎ 物质 沸点/℃‎ 溴 ‎58.8‎ ‎1,2二氯乙烷 ‎83.5‎ 苯甲醛 ‎179‎ 间溴苯甲醛 ‎229‎ 步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60℃，缓慢滴加经浓H2SO4干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。‎ 步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。‎ 步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体，放置一段时间后过滤。‎ 步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。‎ ‎(1)实验装置中冷凝管的主要作用是__________________________________________，‎ 锥形瓶中的溶液应为________。‎ ‎(2)步骤1所加入的物质中，有一种物质是催化剂，其化学式为____________。‎ ‎(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的________(填化学式)。‎ ‎(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是________。‎ ‎(5)步骤4中采用减压蒸馏技术，是为了防止______________________。‎ 答案　(1)冷凝回流　NaOH ‎(2)AlCl3‎ ‎(3)Br2、HCl ‎(4)除去有机相的水 ‎(5)间溴苯甲醛被氧化 解析　(1)冷凝管的主要作用是冷凝回流，防止反应物逸出，提高原料的利用率。由于液溴易挥发且溴蒸气有毒，不能直接排入空气，需要用NaOH等强碱溶液吸收尾气。(2)苯甲醛与溴单质是在AlCl3的催化作用下发生取代反应生成间溴苯甲醛。(3)NaHCO3可以与Br2及盐酸反应，所以用NaHCO3溶液是为了除去没有反应的Br2和HCl。(4)洗涤后的有机相中含有少量的水，加入无水MgSO4的作用是作干燥剂除去有机相的水，吸水生成MgSO4‎ 晶体。(5)减压蒸馏是为了降低蒸馏的温度，防止间溴苯甲醛被氧化。‎ ‎3.(2014·浙江理综，28)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：‎ C6H12O6(葡萄糖)＋Br2＋H2O―→C6H12O7(葡萄糖酸)＋2HBr ‎2C6H12O7＋CaCO3―→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)＋H2O＋CO2↑‎ 相关物质的溶解性见下表：‎ 物质名称 葡萄糖酸钙 葡萄糖酸 溴化钙 氯化钙 水中的溶解性 可溶于冷水易溶于热水 可溶 易溶 易溶 乙醇中的溶解性 微溶 微溶 可溶 可溶 实验流程如下：‎ C6H12O6溶液悬浊液Ca(C6H11O7)2‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置中最适合的是________。‎ 制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其他试剂，下列物质中最适合的是________。‎ A.新制Cu(OH)2悬浊液 B.酸性KMnO4溶液 C.O2/葡萄糖氧化酶 D.[Ag(NH3)2]OH溶液 ‎(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余，其目的是_________________________；‎ 本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3，理由是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)第③步需趁热过滤，其原因是____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)第④步加入乙醇的作用是________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是________。‎ A.冷水 B.热水 C.乙醇 D.乙醇水混合溶液 答案　(1)B　C ‎(2)提高葡萄糖酸的转化率，便于后续分离　氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙 ‎(3)葡萄糖酸钙冷却后会结晶析出，如不趁热过滤会损失产品 ‎(4)可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄糖酸钙析出 ‎(5)D 解析　(1)由实验流程①可知，第①步操作在55℃时进行，温度低于100℃，可采用水浴加热的方式，温度计应测量水浴的温度，故选择装置B。选择C项，氧化效果好且不会引入新的杂质；若选择A、B、D项，会引入新的杂质，给后续除杂带来困难。另外，酸性KMnO4溶液不仅能将—CHO氧化成—COOH，也能氧化—OH，会降低葡萄糖酸的产率。‎ ‎(2)加入CaCO3，发生的反应有2HBr＋CaCO3===CaBr2＋H2O＋CO2↑和2C6H12O7＋CaCO3―→Ca(C6H11O7)2＋H2O＋CO2↑，若CaCO3固体无剩余，则不能保证葡萄糖酸全部转化为葡萄糖酸钙。盐酸是强酸，因此氯化钙不能与葡萄糖酸反应生成葡萄糖酸钙。‎ ‎(3)因第②步中生成的葡萄糖酸钙在热水中的溶解度大于在冷水中的溶解度，趁热过滤，可防止葡萄糖酸钙析出。‎ ‎(4)第③步得到的滤液中含有杂质CaBr2，CaBr2可溶于乙醇，而葡萄糖酸钙微溶于乙醇，可导致大部分葡萄糖酸钙析出。‎ ‎(5)葡萄糖酸钙在乙醇中溶解度较小，故可用乙醇水混合溶液洗涤，以除去残留的CaBr2。‎ ‎4.(2013·浙江理综，28)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：‎ 已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题：‎ ‎(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有________。‎ A.去除油污 B.溶解镀锌层 C.去除铁锈 D.钝化 ‎(2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)2沉淀，为制得ZnO，后续操作步骤是________。‎ ‎(3)由溶液B制取Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入N2，其原因是___________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离？__________(填“能”或“不能”)，理由是________________________________。‎ ‎(5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.01000mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液250mL，应准确称取________gK2Cr2O7(保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7＝294.0g·mol－1)。配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。‎ ‎①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤容量瓶 ‎⑥胶头滴管　⑦移液管 ‎(6)滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。‎ 答案　(1)AB ‎(2)抽滤、洗涤、灼烧 ‎(3)N2气氛下，防止Fe2＋被氧化 ‎(4)不能　胶体粒子太小，抽滤时容易透过滤纸 ‎(5)0.7350　③⑦‎ ‎(6)偏大 解析　(1)往往会把目光集中在Zn与Al的性质相似，能与NaOH溶液反应而忽视NaOH能除去油污，漏选A，只选B。(2)固液分离需用过滤(为加快过滤速度，常用减压过滤)，Zn(OH)2固体表面会粘有其他离子，必须洗涤，将Zn(OH)2转化为ZnO需灼烧。(3)溶液B中有Fe2＋，N2作为保护气，阻止溶液接触氧气，防止Fe2＋被氧化。(4)胶体粒子的直径较小，能透过滤纸。(5)该题用固体配制物质的量浓度的溶液，不需量取液体，故不用量筒和移液管。(6)滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，必然显示消耗K2Cr2O7的体积偏大，因而测定结果偏大。‎ 练出高分 ‎1.为了研究在氧化铁催化下双氧水(H2O2)的分解反应速率，某同学加入少许的氧化铁粉末于100mL密度为1.05g·cm－3的双氧水中，通过实验测定：在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如下图所示。请依图像回答下列问题。‎ ‎(1)实验时放出气体的总体积为______________________________________________。‎ ‎(2)放出30mL气体所需要的时间约为_______________________________________。‎ ‎(3)A、B、C、D四点时的化学反应速率，最快的是__________，最慢的是________，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在10min后，收集到的气体的体积不再增加，原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)H2O2的初始物质的量浓度为_____________________________________________。‎ ‎(6)反应进行到4min时，溶液中H2O2的质量分数为________________________。‎ 答案　(1)60mL　(2)2min　(3)A　D　随着反应的进行，双氧水的浓度逐渐减小，反应速率也随着减小 ‎(4)此时双氧水已完全分解　(5)0.054mol·L－1‎ ‎(6)0.043%‎ ‎2.(1)已知Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间，研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10mL)：‎ 实验编号 实验温度/℃‎ c(Na2S2O3)/mol·L－1‎ c(H2SO4)/mol·L－1‎ ‎①‎ ‎25‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ ‎②‎ ‎25‎ ‎0.2‎ ‎0.1‎ ‎③‎ ‎25‎ ‎0.1‎ ‎0.2‎ ‎④‎ ‎50‎ ‎0.2‎ ‎0.1‎ ‎⑤‎ ‎50‎ ‎0.1‎ ‎0.1‎ 其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择__________(填实验编号，下同)；探究浓度对化学反应速率的影响，应选择__________；若同时选择①②③溶液测定变浑浊的时间，是探究____________________________________________________________‎ 对化学反应速率的影响。‎ ‎(2)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时，1molNa2S2O3‎ 转移8mol电子，该反应的离子方程式是__________________________________________________________。‎ 甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。‎ ‎(Ⅰ)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和________性。‎ ‎(Ⅱ)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(Ⅲ)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒，你认为甲、乙两同学的设计更合理的是________(填“甲”或“乙”)，理由是___________________________________。‎ 答案　(1)①⑤或②④　①②或①③或④⑤　改变不同反应物的浓度 ‎(2)S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋‎ ‎(Ⅰ)还原　(Ⅱ)SO＋Ba2＋===BaSO4↓‎ ‎(Ⅲ)乙　可以排除BaS2O3的干扰 解析　(1)探究温度对反应速率的影响，应控制Na2S2O3、H2SO4的浓度相同，所以应选择①⑤或②④组；探究浓度对化学反应速率的影响，应控制温度相同，所以应选择①②或①③或④⑤；在①②③中，温度相同，改变的是不同反应物的浓度。‎ ‎(2)由于S2O＋4Cl2＋5H2O===2SO＋8Cl－＋10H＋，所以Na2S2O3具有还原性；由于其溶液pH＝8，则证明S2O水解呈碱性；要证明S2O的还原性，应先加BaCl2溶液，再加足量氯水，这样可以排除BaS2O3的干扰。‎ ‎3.亚甲基蓝(MethyleneBlue)在碱性条件下与葡萄糖作用生成亚甲基白(MethyleneWhite)。亚甲基蓝的结构简式如下：‎ 著名的蓝瓶子实验操作步骤如下：‎ ‎①如图示在250mL锥形瓶中，依次加入2gNaOH、100mLH2O、3gC6H12O6(葡萄糖)，搅拌溶解后，再加入3～5滴0.2%的亚甲基蓝溶液，振荡混合液呈蓝色。‎ ‎②关闭活塞a、b，塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液变为无色。‎ ‎③再打开瓶塞，振荡，溶液又变为蓝色。‎ ‎④关闭活塞a、b，再塞紧橡皮塞，将溶液静置，溶液又变为无色。‎ 以上③、④可重复多次。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)某学生将起初配得的蓝色溶液分装在A、B两支试管中(如上图，A试管充满溶液，B中有少量溶液)，塞上橡皮塞静置片刻，两溶液均显无色。若再同时振荡A、B试管，能显蓝色的是________(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氢气后，再关闭活塞a、b并振荡，溶液能否由无色变为蓝色______________；若塞紧锥形瓶塞并打开活塞a、b，通入足量氧气，溶液能否由无色变为蓝色__________。(填“能”或“不能”)‎ ‎(3)该实验中，影响溶液颜色互变快慢的主要因素有__________________。‎ ‎(4)从上述变化的总结果看，葡萄糖的作用是________________________，亚甲基蓝的作用是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)上述实验中葡萄糖也可用鲜橙汁代替，因为其中含丰富的维生素C，可推测维生素C具有________________性。‎ ‎(6)该实验中③、④操作能否无限次重复进行__________________，理由是________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)B　(2)不能　能　(3)振荡的剧烈程度(或溶解氧气的浓度)　(4)还原剂　催化剂(或催化剂兼作指示剂)　(5)还原　(6)不能　一段时间后葡萄糖全部转化为其他物质(注：一段时间葡萄糖在NaOH作用下发生异构化、分解及聚合，当溶液呈棕色时反应不再进行。)‎ ‎4.某研究性学习小组探究在含有盐酸的Cu2＋、Ca2＋的混合溶液中滴加Na2CO3溶液时发生反应的过程。已知在水溶液中Cu2＋、CO发生双水解反应生成Cu(OH)2和CO2。取适量样品溶液，插入pH传感器并逐滴滴入Na2CO3溶液，测得pH变化曲线如下图所示：‎ ‎(1)为简单而精确地控制加入的Na2CO3溶液的体积，可将碳酸钠溶液置于____________(填仪器名称)中滴加。‎ ‎(2)图中有两个pH增加较快的阶段，第一阶段(B点前)对应的实验现象是________________________________________________________________________。‎ ‎(3)对于B、C之间溶液pH变化缓慢的本质，该小组同学作出了如下推测，请补充推测2和3：‎ 推测1：生成了Cu(OH)2沉淀，消耗了CO；‎ 推测2：________________________________________________________________________；‎ 推测3：________________________________________________________________________；‎ 若推测1符合实际情况，则此情况下反应的离子方程式为______________________。‎ ‎(4)请设计实验验证推测1，简要写出实验步骤，试剂不受限制。‎ 实验方法、步骤 实验现象和结论 答案　(1)碱式滴定管　(2)有无色无味的气体产生　(3)生成了CaCO3沉淀，消耗了CO　既生成了CaCO3沉淀，又生成了Cu(OH)2沉淀，都消耗了CO　CO＋Cu2＋＋H2O===Cu(OH)2↓＋CO2↑‎ ‎(4)‎ 实验方法、步骤 实验现象和结论 取适量洗涤、干燥后的沉淀充分加热，将产生的气体依次通过无水硫酸铜、澄清石灰水 若无水硫酸铜由白变蓝，澄清石灰水不变浑浊，则推测1成立，否则不成立 解析　(1)Na2CO3是强碱弱酸盐，水溶液显碱性，所以为简单而精确地控制加入的Na2CO3溶液的体积，可将碳酸钠溶液置于碱式滴定管中滴加。(2)图中有两个pH增加较快的阶段，第一阶段(B点前)发生的反应是HCl和Na2CO3反应产生气体，所以对应的实验现象是有无色无味气体产生。‎ ‎ ‎