(江蘇專用)2019高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 優(yōu)編增分練高考?jí)狠S大題特訓(xùn) 題型四 綜合實(shí)驗(yàn)探究

1、題型四綜合實(shí)驗(yàn)探究1(2018鹽城市高三上學(xué)期期中)NH4Al(SO4)212H2O(銨明礬)可用作泡沫滅火器的內(nèi)留劑、石油脫色劑等。用氧化鐵和鋁粉等物質(zhì)做鋁熱反應(yīng)后的鋁灰及硫酸銨等為原料制備銨明礬的實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)鋁灰用“水洗”的目的是_；堿溶時(shí)，需在約90條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為_。(2)“過(guò)濾1”所得濾渣主要成分為_。(3)用下圖左邊裝置制備CO2時(shí)，適宜的藥品A為_、B為_；“沉鋁”時(shí)，通入過(guò)量CO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(4)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾2”所得濾渣制取銨明礬的實(shí)驗(yàn)方案：稱取一定質(zhì)量“過(guò)濾2”的濾渣，放入燒杯中，_，靜置，過(guò)濾、洗滌、晾干，得到NH4Al(SO4)212

2、H2O實(shí)驗(yàn)中須使用到3molL1硫酸、(NH4)2SO4、蒸餾水、氨水、pH試紙；已知：NH4Al(SO4)2飽和溶液的pH約為1.5，幾種物質(zhì)的溶解度曲線見(jiàn)右上圖。答案(1)除去KCl等可溶性雜質(zhì)水浴加熱1(2)Fe233(3)塊狀石灰石(或大理石、CaCO3等)飽和NaHCO3溶液AlOCO22H2O=Al(OH)HCO(4)加入適量蒸餾水，加熱并在不斷攪拌下加入3molL1硫酸至沉淀恰好完全溶解，再加入計(jì)算量的(NH4)2SO4，用3molL1硫酸和氨水調(diào)節(jié)溶液的pH在12之間，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶解析鋁灰水洗的目的是洗去表面可溶性雜質(zhì)，在90水浴條件下，用NaOH溶液進(jìn)行溶解，2233A

3、l2O32OH=2AlOH2O，過(guò)濾除去鐵等不溶性雜質(zhì)，向?yàn)V液中通入CO2,AlOCO22H2O=Al(OH)HCO，提純得到較純的Al(OH)3再制備NH4Al(SO4)2。B(3)制備CO2時(shí)，適宜的藥品A為塊狀石灰石(或大理石、CaCO3等)、為飽和NaHCO3溶液(除去揮發(fā)出來(lái)的HCl)。2(2018南京三校高三第四次模擬)實(shí)驗(yàn)室回收利用廢舊鋰離子電池正極材料錳酸鋰(LiMn2O4)的一種流程如下：(1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，拆解不當(dāng)易爆炸、著火，為了安全，對(duì)拆解環(huán)境的要求是_。(2)“酸浸”時(shí)采用HNO3和H2O2的混合液體，可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為Mn(NO3)2、LiN

4、O3等產(chǎn)物。請(qǐng)寫出該反應(yīng)離子方程式：_。如果采用鹽酸溶解，從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析，以鹽酸代替HNO3和H2O2混合物的缺點(diǎn)是_。(3)“過(guò)濾2”時(shí)，洗滌Li2CO3沉淀的操作是_。(4)把分析純碳酸鋰與二氧化錳兩種粉末，按物質(zhì)的量14混合均勻加熱可重新生成LiMn2O4，升溫到515時(shí)，開始有CO2產(chǎn)生，同時(shí)生成固體A，比預(yù)計(jì)碳酸鋰的分解溫度(723)低很多，可能的原因是_。(5)制備高純MnCO3固體：已知MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，100開始分2解；Mn(OH)2開始沉淀的pH7.7。請(qǐng)補(bǔ)充由上述過(guò)程中，制得的Mn(OH)2制備高純MnCO3的操作步驟實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：H

5、2SO4、Na2CO3、C2H5OH：向Mn(OH)2中邊攪拌邊加入_。答案(1)隔絕空氣和水分(2)2LiMn2O410H3H2O2=2Li4Mn23O28H2O反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境(3)沿著玻璃棒向過(guò)濾器中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水自然流出，重復(fù)操作23次(4)MnO2作為催化劑，降低了碳酸鋰的分解溫度(5)H2SO4溶液，固體溶解，加入Na2CO3，并控制溶液pH7.7，過(guò)濾，用少量的乙醇洗滌，在低于100條件下真空干燥解析(1)廢舊電池可能殘留有單質(zhì)鋰，鋰化學(xué)性質(zhì)活潑，鋰可與空氣中的O2和H2O反應(yīng)，對(duì)拆解環(huán)境的要求是：隔絕空氣和水分。13(2)“酸浸”時(shí)采用HNO3和H2O2的混

6、合液體，可將難溶的LiMn2O4轉(zhuǎn)化為Mn(NO3)2、LiNO3等產(chǎn)物，LiMn2O4被還原成Mn(NO3)2，則H2O2被氧化成O2，反應(yīng)中1molLiMn2O4參與反應(yīng)得到3mol電子，molH2O2失去2mol電子，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2LiMn2O410HNO33H2O2=2LiNO4Mn(NO3)23O28H2O，反應(yīng)的離子方程式為2LiMn2O410H3H2O2=2Li4Mn23O28H2O。若采用鹽酸溶解，鹽酸作還原劑被氧化成Cl2，以鹽酸代替HNO3和H2O2混合物的缺點(diǎn)是：反應(yīng)生成Cl2，污染環(huán)境。43(5)根據(jù)題目提供的試劑分析，制備MnCO3的

7、原理為：Mn(OH)2H2SO4=MnSO2H2O、MnSO4Na2CO3=MnCONa2SO4，pH7.7時(shí)開始形成Mn(OH)2沉淀，加入Na2CO3沉淀Mn2時(shí)控制pH7.7；制備MnCO3的步驟為：向Mn(OH)2中加入H2SO4，固體溶解轉(zhuǎn)化為MnSO4溶液，向MnSO4溶液中加入Na2CO3并控制pH7.7獲得MnCO3沉淀；由于“MnCO3難溶于水、乙醇，潮濕時(shí)易被空氣氧化，100開始分解”，所以為了減少M(fèi)nCO3的氧化變質(zhì)和分解以及溶解損失，過(guò)濾分離出MnCO3后，用乙醇洗滌，在低于100條件下真空干燥。33(2018泰州中學(xué)高三第四次模擬)紅礬鈉(Na2Cr2O72H2O)廣

8、泛用作強(qiáng)氧化劑、鞣革劑。以鉻礦石(主要成分為Cr2O3，還含有FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制取紅礬鈉的流程如下：47477已知：CrO2與Cr2O2存在如下平衡：2CrO22HCr2O2H2O，當(dāng)pH9時(shí)，以CrO2為主。鈉鹽在不同溫度下的溶解度(g)：溫度()Na2SO4109.02019.43040.84048.85046.76045.37044.18043.7385.Na2Cr2O7170.2180.1196.7220.5248.4283.1323.84注：32.38以上，與飽和溶液平衡的固相為無(wú)水Na2SO4，以下則為Na2SO410H2O。Cr3完全沉淀時(shí)pH為6.8，

9、Cr(OH)3開始溶解時(shí)pH為12。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)煅燒鉻礦石時(shí)，生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為_。(2)濾渣的成分是_(填化學(xué)式)。(3)有人認(rèn)為工藝流程中“用稀硫酸調(diào)pH”改為“通入過(guò)量CO2”，不需調(diào)節(jié)pH同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，理由是_。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到_(填字母)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。4A80B60C40D10(5)該工藝所得副產(chǎn)品主要為無(wú)水硫酸鈉并混有少量重鉻酸鈉，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從副產(chǎn)品中獲得芒硝(Na2SO410H2O)的實(shí)驗(yàn)方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比100230溶于熱水，加入稍過(guò)量的Na2SO

10、3溶液，攪拌，_，過(guò)濾，洗滌，低溫干燥(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑：稀H2SO4、NaOH溶液)。煅燒答案(1)2Cr2O34Na2CO33O2=4Na2CrO44CO2(2)H2SiO3、Al(OH)3(3)過(guò)量的CO2不會(huì)使Al(OH)3溶解，生成的NaHCO3在后續(xù)步驟中加入稀硫酸可以除去(4)D(5)緩緩加入稀H2SO4，靜置，冷卻自然結(jié)晶，過(guò)濾，將晶體用熱水溶解，加入適量NaOH溶液至溶液pH約為6.812，趁熱過(guò)濾，將濾液冷卻自然結(jié)晶解析(2)濾液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH可生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，因此濾渣的成分是H2SiO3、Al(OH)3。(3)通入過(guò)量CO2，可以生成Al(O

11、H)3和H2SiO3沉淀，過(guò)量的CO2不會(huì)溶解Al(OH)3，生成的NaHCO3加入稀硫酸可以除去。(4)向紅礬鈉溶液中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度圖示可知，冷卻到10時(shí)得到的K2Cr2O7固體最多。(5)要從副產(chǎn)品中獲得芒硝，可以設(shè)計(jì)如下的實(shí)驗(yàn)方案：將該副產(chǎn)品按固液質(zhì)量比100230溶于熱水，加入稍過(guò)量的Na2SO3溶液，攪拌，向所得的溶液中加入稀硫酸，然后靜置，讓溶液冷卻自然結(jié)晶。對(duì)靜置后的溶液進(jìn)行過(guò)濾，將得到的晶體溶于熱水中，然后加入適量的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為6.812，趁熱過(guò)濾，將得到的濾液冷卻自然結(jié)晶，得到芒硝。4(2018江蘇省海安高

12、級(jí)中學(xué)高三1月月考)謝弗勒爾鹽(Cu2SO3CuSO32H2O)是一種深紅色固體，不溶于水和乙醇，100時(shí)發(fā)生分解?？捎蒀uSO45H2O和SO2等為原料制備，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：5(1)裝置A在常溫下制取SO2時(shí)，用較濃的硫酸而不用稀硫酸，其原因是_。(2)裝置B中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。(3)裝置C的作用是_。(4)從B中獲得的固體需先用蒸餾水充分洗滌，再真空干燥。檢驗(yàn)洗滌已完全的方法是_。不用烘干的方式得到產(chǎn)品，其原因是_。(5)請(qǐng)補(bǔ)充完整由工業(yè)級(jí)氧化銅(含少量FeO)制備實(shí)驗(yàn)原料(純凈CuSO45H2O)的實(shí)驗(yàn)方案：向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，_，

13、過(guò)濾，用95%酒精洗滌晶體23次，晾干，得到CuSO45H2O。已知：該溶液中氫氧化物開始沉淀與沉淀完全時(shí)的pH范圍分別為：Fe(OH)2(5.8,8.8)；Cu(OH)2(4.2,6.7)；Fe(OH)3(1.1,3.2)。在水溶液中超過(guò)100，硫酸銅晶體易失去結(jié)晶水。硫酸銅晶體溶解度曲線如圖所示：答案(1)二氧化硫易溶于水24(2)3Cu23SO26H2O=CuSO3CuSO32H2O8HSO2(3)防止倒吸(4)取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全防止謝弗勒爾鹽發(fā)生分解6(5)邊攪拌邊向其中滴入H2O2溶液，加入適量純

14、凈的CuO或Cu(OH)2，調(diào)節(jié)3.2pH4.2，靜置，過(guò)濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶解析裝置A由濃硫酸和亞硫酸鈉制備二氧化硫，與硫酸銅溶液在6080條件下于裝置B中反應(yīng)生成謝弗勒爾鹽(Cu2SO3CuSO32H2O)，D裝置用來(lái)吸收未反應(yīng)完的二氧化硫有毒氣體。(1)二氧化硫易溶于水，用濃硫酸含水量少，且能吸水，有利于二氧化硫的逸出。(2)裝置B中硫酸銅與二氧化硫生成產(chǎn)物24Cu2SO3CuSO32H2O，銅元素化合價(jià)降低到1價(jià)，則二氧化硫中硫元素升高到6價(jià)，則該離子方程式為：3Cu23SO26H2O=CuSO3CuSO32H2O8HSO2。(4)產(chǎn)物若未洗滌干凈，則表面含有硫酸根離子

15、，檢驗(yàn)硫酸根離子即可，方法為：取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全。由題可知，謝弗勒爾鹽受熱易分解，不能烘干。(5)由工業(yè)級(jí)氧化銅(含少量FeO)制備實(shí)驗(yàn)原料(純凈CuSO45H2O)，向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，微熱使其完全溶解，得到硫酸銅和硫酸亞鐵的混合溶液，需將亞鐵離子除去，根據(jù)題目中信息，亞鐵離子以沉淀形式除去時(shí)銅離子有損失，而鐵離子完全沉淀時(shí)對(duì)銅離子無(wú)損失，則應(yīng)先將亞鐵離子氧化為鐵離子，考慮不引入新雜質(zhì)，應(yīng)選擇雙氧水，再調(diào)節(jié)pH將鐵離子沉淀，故操作為：向工業(yè)級(jí)氧化銅中邊攪拌邊加入稍過(guò)量的硫酸溶液，

16、微熱使其完全溶解，邊攪拌邊向其中滴入H2O2溶液，加入適量純凈的CuO或Cu(OH)2調(diào)節(jié)3.2pH4.2，靜置，過(guò)濾，將濾液水浴加熱蒸發(fā)，濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，用95%酒精洗滌晶體23次，晾干，得到CuSO45H2O。5(2017淮陰中學(xué)高三下學(xué)期期初考試)以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料，制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：(1)過(guò)程中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是_。(2)過(guò)程中，F(xiàn)e2催化過(guò)程可表示為743i：2Fe2PbO24HSO2=2FePbSO42H2Oii：

17、寫出ii的離子方程式：_。下列實(shí)驗(yàn)方案可驗(yàn)證上述催化過(guò)程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。A向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無(wú)色，再加入少量PbO2，溶液變紅。B_。(3)PbO溶解在NaOH溶液中，其溶解度曲線如圖所示。過(guò)程的目的是脫硫。濾液經(jīng)處理后可在過(guò)程中重復(fù)使用，其目的是_(填字母)。A減小PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率B重復(fù)利用NaOH，提高原料的利用率C增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率過(guò)程的目的是提純，結(jié)合上述溶解度曲線，簡(jiǎn)述過(guò)程的操作：_。4答案(1)PbPbO22H2SO4=2PbSO2H2O44(2)2Fe3PbSO2=PbSO2Fe2取A中紅色溶液少量，加入過(guò)量Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去(3)AB將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至110，充分溶解后，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾，洗滌，干燥得到PbO固體4解析(1)結(jié)合工藝流程圖，過(guò)程中，在Fe2催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4和水，化學(xué)方程式：PbPbO22H2SO4=2PbSO2H2O。(2)催化劑參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變，中Fe2被氧化為Fe3，中Fe3被還原成Fe2，離子方程式：442Fe3PbSO2=PbSO2Fe2。8取A中紅色溶液少量，溶液中存在平衡，F(xiàn)e33SCNFe(SCN)