2025屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)實(shí)驗(yàn)條件的控制及原因表述

2025屆高三高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)實(shí)驗(yàn)條件的控制及原因表述1.氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示):Ⅰ.將濃H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,劇烈攪拌下,分批緩慢加入KMnO4粉末,塞好瓶口。Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中,35℃攪拌1小時,緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98℃并保持1小時。Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中,靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水,而后滴加H2O2溶液至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。Ⅳ.離心分離,稀鹽酸洗滌沉淀。Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。Ⅵ.冷凍干燥,得到土黃色的氧化石墨烯?；卮鹣铝袉栴}:(1)裝置圖中,儀器a、c的名稱分別是、,儀器b的進(jìn)水口是(填字母)。

(2)步驟Ⅰ中,需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴,原因是。

(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴,不使用熱水浴,原因是。

(4)步驟Ⅲ中,H2O2的作用是

(以離子方程式表示)。

(5)步驟Ⅳ中,洗滌是否完成,可通過檢測洗出液中是否存在SO42-來判斷。檢測的方法是

(6)步驟Ⅴ可用pH試紙檢測來判斷Cl-是否洗凈,其理由是

。

2.1943年我國化工專家侯德榜創(chuàng)立了“侯氏制堿法”,提高了氯化鈉的利用率,利用了水煤氣廠的廢氣氨氣,具有環(huán)保、節(jié)能效果。(1)在實(shí)驗(yàn)室里甲同學(xué)做完氨噴泉實(shí)驗(yàn)的溶液配成含氨的飽和食鹽水,向其中通入二氧化碳,以制備碳酸氫鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出)。D裝置中稀硫酸的作用是

。

②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分離出NaHCO3晶體的操作是(填分離操作的名稱)。

(2)實(shí)驗(yàn)室里乙同學(xué)利用圖2所示裝置和現(xiàn)有儀器結(jié)合所學(xué)的知識,減少加熱分解碳酸氫鈉的步驟,用實(shí)驗(yàn)室剩余NaOH溶液制備碳酸鈉溶液。請回答下列問題:①要完成制備實(shí)驗(yàn),除圖2所示裝置中的儀器外還必須使用的儀器是。

寫出最后一步在試管中生成碳酸鈉溶液的離子方程式:。

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備就緒后,先打開活塞3,關(guān)閉活塞2,再打開活塞1(根據(jù)需要可關(guān)開)。一段時間后,應(yīng)該(填具體操作)。則Y可以是。

④該實(shí)驗(yàn)設(shè)計有不妥之處,排除混有NaOH或NaHCO3雜質(zhì)外,還可能在制備的碳酸鈉溶液中混有其他雜質(zhì),則該雜質(zhì)及其產(chǎn)生的原因分別是。

3.[204·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬]高錳酸鉀具有強(qiáng)氧化性,廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、金屬冶煉等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室可通過固體堿溶氧化法制備高錳酸鉀。回答下列問題:(1)將0.02molKClO3和0.09molKOH置于鐵坩堝中并混合均勻,加熱混合物至熔融。加熱鐵坩堝時,圖中的實(shí)驗(yàn)儀器還需要(填儀器名稱)。

(2)將3.48gMnO2分多次加入熔融物中,繼續(xù)加熱,反應(yīng)劇烈,最終得到墨綠色K2MnO4。該步反應(yīng)的化學(xué)方程式為,分多次加入MnO2的原因是。

(3)待鐵坩堝冷卻后,將其置于蒸餾水中,煮至固體全部溶解。趁熱向浸取液中通入CO2,使K2MnO4(綠色)歧化為K2MnO4與MnO2。用玻璃棒蘸取溶液于濾紙上,觀察到只有紫紅色沒有綠色痕跡時,表明轉(zhuǎn)化已完全。靜置片刻,抽濾。下表是部分化合物溶解度隨溫度變化的數(shù)據(jù),CO2不宜通入過多,原因是

。

溫度/℃20304050K2CO3/g110114117121KHCO3/g33.739.947.565.6該步驟除了可以用CO2,還可以選擇哪種酸?。

A.HCl B.H3PO4 C.H2C2O4(4)水浴加熱濾液至出現(xiàn)KMnO4晶膜,冷卻后抽濾、干燥晶體。利用水浴加熱而不采取直接加熱濾液的原因是。

4.[204·吉林長春名校調(diào)研]苯氧乙酸為除草劑的中間體。制備苯氧乙酸的反應(yīng)原理和裝置(夾持儀器已省略)如圖所示。副反應(yīng):ClCH2COOH+2NaOHNaCl+HOCH2COONa+H2O。相關(guān)物理數(shù)據(jù)如下表。物質(zhì)名稱相對分子質(zhì)量熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性苯酚9443181.75易溶于熱水,易溶于乙醇苯氧乙酸15289~100285易溶于熱水,不溶于冷水,溶于乙醇氯乙酸94.563189易溶于水,溶于乙醇羥基乙酸7679~80分解易溶于水,易溶于乙醇具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:Ⅰ.將3.8g氯乙酸和5mL水加入100mL的儀器X中,開啟攪拌器,緩慢加入7mL飽和碳酸鈉溶液至溶液pH為7~8。Ⅱ.加入2.35g苯酚,再滴加35%氫氧化鈉溶液至反應(yīng)溶液pH為12,將反應(yīng)物在沸水浴中加熱30min。Ⅲ.反應(yīng)過程中溶液pH下降,補(bǔ)充氫氧化鈉使pH保持為12,在沸水浴中繼續(xù)加熱15min。Ⅳ.反應(yīng)結(jié)束,將溶液轉(zhuǎn)入錐形瓶中,在攪拌下用濃鹽酸酸化至pH為3~4。Ⅴ.冰水浴中冷卻析出晶體,抽濾,冷水洗滌產(chǎn)物3次,在60~65℃下干燥得到黃色產(chǎn)品,再加入活性炭,得到2.47g白色晶體。請回答下列問題:(1)球形冷凝管中冷水由(填“a”或“b”)口流進(jìn),與直形冷凝管相比,其優(yōu)點(diǎn)是

。

(2)步驟Ⅰ中用飽和碳酸鈉溶液將pH調(diào)至7~8的原因:

。

(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式:

。

(4)步驟Ⅳ用濃鹽酸酸化至pH為3~4,其目的是。

(5)步驟Ⅴ中,抽濾裝置如圖所示,采用抽濾的優(yōu)點(diǎn)是。

(6)步驟Ⅴ中加活性炭的目的是

。

參考答案1.(1)滴液漏斗三頸燒瓶d(2)反應(yīng)放熱,防止反應(yīng)過快(3)反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),油浴更易控溫(4)2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2(5)取少量洗出液,滴加BaCl2溶液,沒有白色沉淀生成(6)鹽酸中c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),洗出液接近中性時,可認(rèn)為Cl-洗凈[解析](1)由圖中儀器構(gòu)造可知,a的儀器名稱為滴液漏斗,c的儀器名稱為三頸燒瓶;儀器b為球形冷凝管,起冷凝回流作用,為了使冷凝效果更好,冷卻水要從d口進(jìn),e口出。(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng),為控制反應(yīng)速率,避免反應(yīng)過于劇烈,需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴。(3)步驟Ⅱ后期反應(yīng)溫度接近水的沸點(diǎn),故不采用熱水浴,而采用油浴。(4)由滴加H2O2溶液后產(chǎn)生的現(xiàn)象可知,加入H2O2的目的是除去過量的KMnO4,則反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O(5)該實(shí)驗(yàn)中為判斷洗滌是否完成,可通過檢測洗出液中是否存在SO42?來判斷,檢測方法是取最后一次洗滌液,滴加BaCl2溶液(6)步驟Ⅳ用稀鹽酸洗滌沉淀,步驟Ⅴ用蒸餾水洗滌過量的鹽酸,鹽酸中c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),洗出液接近中性時,可認(rèn)為Cl-洗凈。2.(1)①吸收未反應(yīng)的NH3②過濾(2)①量筒②HCO3-+OH-CO32?+H2O③關(guān)閉活塞3,打開活塞2煤油或苯④NaCl;揮發(fā)出來的HCl沒有除去,易和NaOH[解析]工業(yè)上“侯氏制堿法”是在飽和食鹽水中依次通入氨氣和二氧化碳,由于氨氣在水中的溶解度大,所以先通入氨氣,通入足量的氨氣后再通入二氧化碳,生成了碳酸氫鈉,由于碳酸氫鈉的溶解度較小,所以溶液中有碳酸氫鈉晶體析出,將碳酸氫鈉晶體加熱后得碳酸鈉。(1)氨氣易揮發(fā),D裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的NH3,防止污染。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,NaHCO3結(jié)晶析出,分離出NaHCO3晶體的操作是過濾。(2)①NaOH與足量CO2轉(zhuǎn)化為NaHCO3溶液,NaHCO3轉(zhuǎn)化為碳酸鈉發(fā)生反應(yīng)NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O,NaHCO3~NaOH,所以需要將NaOH溶液分為兩等份,除圖2所示裝置中的儀器外還必須使用的儀器是量筒。②最后一步氫氧化鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+OH-CO32?+H2O。③先將足量CO2通入右側(cè)試管中,制備NaHCO3溶液,然后再將燒瓶中小試管里的NaOH溶液壓到右側(cè)試管中與先生成的NaHCO3發(fā)生反應(yīng)制得Na2CO3。因此操作是先打開活塞3,關(guān)閉活塞2,再打開活塞1,一段時間后,關(guān)閉活塞3,打開活塞2,為防止CO2溶解于燒瓶中小試管內(nèi)的NaOH溶液,用油封的方法,即Y為煤油(或苯)。④圖2的設(shè)計中制CO2所用的鹽酸易揮發(fā),HCl未除去,與3.(1)酒精燈、三腳架(2)3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O防止反應(yīng)過于劇烈,減少損失(3)防止生成KHCO3雜質(zhì),提高產(chǎn)品的純度B(4)防止KMnO4受熱分解[解析](1)將固體混合物加熱至熔融,除鐵坩堝外,需要的儀器有酒精燈、三腳架、泥三角、坩堝鉗、鐵棒;圖中的實(shí)驗(yàn)儀器還需要酒精燈、三腳架。(2)MnO2被氧化成墨綠色的K2MnO4,KClO3被還原成KCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為KClO3+6KOH+3MnO23K2MnO4+KCl+3H2O;為使MnO2充分反應(yīng),提高其轉(zhuǎn)化率,并防止反應(yīng)過于劇烈,同時減少KClO3分解,加入MnO2時可分批加入,而不一次性加入。(3)通入過量的二氧化碳會產(chǎn)生溶解度較小的碳酸氫鉀,加熱濃縮結(jié)晶時碳酸氫鉀會和高錳酸鉀一起析出,即為防止生成KHCO3雜質(zhì),提高產(chǎn)品的純度,因此實(shí)驗(yàn)中不能通入太多二氧化碳;鹽酸、草酸具有還原性,會被高錳酸鉀氧化,降低產(chǎn)品的量,故不宜用鹽酸、草酸,可以用磷酸。(4)高錳酸鉀晶體受熱易分解,水浴加熱溫度不超過100℃,高錳酸鉀晶體不會分解,故利用水浴加熱而不采取直接加熱濾液的方法。4.(1)b冷卻面積大,冷凝效果更好(2)使氯乙酸轉(zhuǎn)化為氯乙酸鈉,防止生成羥基乙酸鈉(3)ClCH2COONa++NaCl(4)使苯氧乙酸鈉轉(zhuǎn)化為苯氧乙酸,以便冷卻析出(5)過濾速度更快,沉淀更干燥(6)除去產(chǎn)品中的有色雜質(zhì)而脫色[解析]本實(shí)驗(yàn)制備苯氧乙酸,先讓氯乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成氯乙酸鈉,再讓苯酚與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成苯酚鈉,沸水水浴中加熱30min,氯乙酸鈉與苯酚鈉反應(yīng)生成苯氧乙酸鈉,利用酸性強(qiáng)的制備酸性弱的,苯氧乙酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成苯氧乙酸。(1)冷凝管通入冷卻水,為了增強(qiáng)冷凝效果,冷卻水下進(jìn)上出,即冷水由b口流進(jìn);球形冷凝管比直形冷凝管冷卻面積大,冷凝效果好。