制备实验方案的设计 知识点题库

某研究小组以绿矾为原料制备化合物A[KxFe(Ⅲ)y(C2O4z•nH2O],并通过如下实验步骤测定A的化学式:

步骤1:准确称取A样品4.910g,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;

步骤2:准确称取A样品4.910g置于锥形瓶中,加入足量的3.000mol•L1的H2SO4溶液和适量蒸馏水,用0.5000mol•L1的KMnO4溶液滴定,当MnO4恰好完全被还原为Mn2+时,消耗KMnO4溶液的体积为24.00mL;

步骤3:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0.2800g,恰好完全反应.

  1. (1) ①检验A中是否含有Fe2+可选用的试剂是(填字母).

    a.KSCN溶液       b.KMnO4溶液      c.K3[Fe(CN)6]溶液

    ②证明A中含有钾元素的方法是

  2. (2) 步骤2中发生反应的离子方程式为
  3. (3) 通过计算确定化合物A的化学式(请写出计算过程).
研究铁及其化合物对于工业生产具有重要意义.
  1. (1) Fe2(SO43和明矾一样也具有净水作用,其净水的原理是(用离子方程式表示).
  2. (2) 高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的水处理剂.已知高铁酸盐热稳定性差,工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如图1所示:

    ①反应②氧化过程所发生反应的离子方程式是:,在生产中一般控制反应温度30℃以下,其原因是:

    ②反应③中加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4),这说明

    ③在提纯K2FeO4中采用重结晶、过滤、洗涤、低温烘干的方法,洗涤滤渣的方法是

    ④若某温度下,将Cl2通入NaOH溶液中得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液,经测定溶液中ClO与ClO3的物质的量之比是1:2,则Cl2与氢氧化钠反应时,被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为

  3. (3) 工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4 , 其工作原理如图2所示:阳极的电极反应式为;其中可循环使用的物质是.(填化学式)
已知:实验室可供选择的用于去除气体杂质的试剂有:浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷、碱石灰(主要成分为NaOH和CaO)

①实验室用如图1所示装置进行纯净干燥的氢气还原氧化铁实验.a装置名称为,方框B内应选用如图2装置(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),选用的除杂试剂为(填试剂名称).

②实验室常用36.5%浓盐酸(ρ=1.2g•cm﹣3)配制稀盐酸,若要配制500mL,0.5mol•L﹣1稀盐酸,需用量筒取用浓盐酸mL.

③写出装置C中发生反应的化学方程式并用单线桥标明电子的转移.实验结束时应该采取的操作是

无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡(熔点231.9C)与Cl2 反应制备SnCl4装置如下图所示。

已知,① SnCl4在空气中极易水解生成SnO2•xH2O;②SnCl2、SnCl4有关物理性质如下表。

物质

颜色、状态

熔点/℃

沸点/℃

SnCl2

无色晶体

246

652

SnCl4

无色液体

-33

114


回答下列问题:

  1. (1) 仪器a的名称是,其中发生反应的离子方程式为
  2. (2) 装置B、C 中盛装的试剂分别是
  3. (3) 当观察到装置F液面上方出现现象时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热。此时继续加热的目的有:①加快氯气与锡反应,②
  4. (4) E装置中b的作用是
  5. (5) 若制得产品中含有少量Cl2 , 则可采用下列_____(填字母)措施加以除去。
    A . 加入NaOH萃取分液     B . 加入足量锡再加热蒸馏 C . 加入碘化钾冷凝过滤      D . 加入饱和食盐水萃取
  6. (6) 可用滴定法测定最后产品的纯度。准确称取该样品mg加入到适量浓盐酸溶解,然后再加水稀释至250 mL,用移液管移取25.00 ml,稀释后的溶液于锥形瓶中,加入两滴淀粉溶液作指示制,用cmol/L 的KIO3 标准溶液进行滴定,平行滴定3 次,平均消耗V mL的标准溶液。已知滴定时发生的反应为:Sn2++IO3-+H+→Sn4++I2+H2O(未配平)。回答下列问题:

    ①判断达到滴定终点的现象为

    ②产品中SnCl2(摩尔质量为M g/mol )的含量为%(用含m、c、V、M 的代数式表示)。

联碱法(侯氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:

  1. (1) 两种方法的沉淀池中均发生的反应化学方程式为
  2. (2) X是,Y是(填化学式)。
  3. (3) Z中除了溶解的氨气、食盐外,其它溶质还有;排出液中的溶质除了氢氧化钙外,还有
  4. (4) 根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是

    a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小 


    b.通入氨气能增大NH4+的浓度,使氯化铵更多析出


    c.加入食盐细粉能提高Na+的浓度, 使NaHCO3结晶析出

  5. (5) 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠,请设计实验方案
  6. (6) 联碱法中,每当通入NH3 22.4L(已折合成标准状况下)时可以得到纯碱50.0g,则NH3的利用率为。(结果精确到0.01)
氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸。工业上用制作印刷电路的废液(含 )生产CuCl的流程如图所示:

根据以上信息回答下列问题:

  1. (1) 生产过程中:X是。(填化学式)
  2. (2) 写出生成CuCl的离子方程式
  3. (3) 析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是
  4. (4) 在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,其理由是
  5. (5) CuCl的另一种制备原理是Cu2++Cu+2Cl=2CuCl  K=5.85×106 , 向0.01 mol∙L1的CuCl2溶液中加入足量的铜,能否生成CuCl?(通过计算说明)
  6. (6) 使用CuCl捕捉CO气体的反应为CuCl(s)+xCO(g) CuCl∙xCO(s) △H < 0,为提高CO的平衡转化率,可采取的措施有(填标号)。

    A 降低温度    B 增大压强   C 延长反应时间    D 把CuCl分散到疏松多孔的分子筛中

  7. (7) 已知:CuCl Cu++Cl K1; CuCl+Cl- CuCl2 K2;则反应Cu++2Cl CuCl2的平衡常数K=(用K1、K2表示)。
硫代硫酸钠俗称保险粉,实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。

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  1. (1) 用图2所示装置制取Na2S2O3 , 其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式
  2. (2) 保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。准确称取W g样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000 mol·L1碘的标准溶液进行滴定。请回答:

    ①到达滴定终点的标志

    ②滴定起始和终点的液面位置如图3,则消耗碘的标准溶液体积为mL,产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)。

    ③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

  3. (3) 某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:

    图片_x0020_100038

    下列有关说法错误的是__________________

    A . 该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法 B . 实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响 C . 实验①和③溶液变浑浊的时间相同 D . 其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
氯化铁是有机合成中常用的催化剂,如图是实验室模拟化工厂利用工业废铁屑(杂质不与盐酸反应)制备催化剂氯化铁的部分装置图,下列相关说法正确的是(  )

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A . 实验室也可以用装置甲制备SO2、C2H4 B . 实验过程中,应先让装置乙中的反应进行一段时间后,再开始装置甲中的反应 C . 实验过程中应该关闭弹簧夹3,让装置丙中的NaOH溶液充分吸收多余的Cl2 D . 反应结束后将三颈烧瓶中的溶液加热浓缩、冷却结晶,可制得氯化铁晶体
含钯(Pd)催化剂可用于石油化工行业催化加氢和催化氧化。从失活的含钯催化剂(含Pd、Al2O3和有机物)中提取Pd的一种流程如下:

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下列说法错误的是(   )

A . “焙烧”的主要目的是除去有机物 B . 金属Pd的还原性弱于金属Al C . 上述流程中含钯物种均难溶于水 D . “高温炼钯”过程中可能产生白烟
高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型绿色、高效的水处理剂,对病毒的去除率可达99.95%。某兴趣小组设计如下实验制备K2FeO4并探究其性质。

已知:①K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;

具有强氧化性,在酸性或中性溶液中能快速产生O2 , 在碱性溶液中较稳定。

  1. (1) 制备K2FeO4(夹持装置咯)

    ①如图所示,A为氯气发生装置,装置A中盛放KMnO4的仪器名称是

    ②装置C中的KOH溶液需过量,目的是

    ③C中得到紫色固体和溶液,则C中Cl2与Fe(OH)3发生反应生成K2FeO4的离子方程式为 ,此外Cl2还与过量的KOH反应。

  2. (2) 探究K2FeO4的性质

    甲同学取装置C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。该现象不能证明“酸性条件下 氧化性强于Cl2”,其理由是:

  3. (3) 测定K2FeO4的产率

    若在制备装置C中加入Fe(OH)3的质量为10.7g,充分反应后经过滤、洗涤、干燥得K2FeO4固体10.3g,则K2FeO4的产率为(保留3位有效数值)。

烟气脱硫能有效减少SO2的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[(1-x)Al2(SO4)3·xAl2O3]溶液,并用于烟气脱硫。下列说法正确的是(   )

A . “酸浸”后,所得滤渣Ⅰ的主要成分为H2SiO3 B . pH约为3.6时,溶液中存在大量的H+、Al3+、CO C . 调pH时,若pH偏高,则所得溶液中c(Al3)将增大 D . 碱式硫酸铝溶液经多次循环使用后,所得溶液中c(SO )将增大
过氧化钙是一类环境友好的氧化剂,广泛用于环保、农业、水产养殖、食品、冶金、药物制造等多个领域。实验室模仿工业上生产过氧化钙的主要流程如图:

已知:“沉淀”时需控制温度在0℃左右; 为白色晶体,微溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂,加热至366℃时开始分解放出氧气。

  1. (1) “沉淀”需使用如图装置。

    ①“沉淀”装置连接顺序为(填接口序号)。

    ②橡胶管X的作用是

    ③B中反应需在冰水浴中进行,除了便于析出晶体外,另一个原因是

    ④B中反应的离子方程式为

  2. (2) ①“沉淀”通入 的作用是

    ②洗涤 ,最佳试剂是(填序号)。

    A.水      B.无水乙醇

铬与氮能形成多种化合物,其中氮化铬( )是一种良好的耐磨材料。实验室可用无水氯化铬( )与氨气在高温下反应制备,反应原理为:

下列说法正确的是(   )

A . 无水氯化铬可以通过直接加热氯化铬晶体( )脱水得到 B . 反应开始时应先将硬质玻璃管预热,再打开分液漏斗活塞 C . 硬质玻璃管右端的导气管过细,易产生堵塞 D . 将12.8g产品在空气中充分加热,得15.2g固体残渣( ),产品中可能含有
邻硝基苯酚()、对硝基苯酚()是两种用途广泛的有机合成中间体,实验室可用苯酚()进行硝化制得。实验步骤和相关装置如下(其中夹持仪器和控温装置已省略):

I.在常温下,向装置①中的三口烧瓶中加入试剂:a.水;b.NaNO3;c.浓硫酸。

II.称取一定量苯酚,与少量温水混合,并冷却至室温。

III.在搅拌下,将苯酚水溶液自滴液漏斗滴入三口烧瓶中,将反应温度维持在15~ 20℃。

IV.加完苯酚后,继续搅拌1 h,冷却至黑色油状物固化,倾出酸层,然后用水洗涤数次。

V.邻硝基苯酚的收集:将油层利用装置②进行水蒸气蒸馏,得邻硝基苯酚粗品。

VI.对硝基苯酚的收集:在水蒸气蒸馏的残液中,加适量水,再加浓盐酸和少量活性炭,加热煮沸,趁热过滤,冷却结晶,分离得对硝基苯酚粗品。

已知:邻硝基苯酚、对硝基苯酚室温下在水中溶解度较小,邻硝基苯酚能与水蒸气一同挥发。

  1. (1) 装置①、②中都使用了冷凝管,其中装置①中冷凝管的主要作用是。该冷凝管的进水口是(填字母)。
  2. (2) 装置①中硝化反应放出较多热量,容易发生副反应,需要控温在15~20℃ ,使用的方法是
  3. (3) 装置①中加入试剂的先后顺序为(填标号)。

    A. acb                  B. cab            C. cba

    实验中生成NaHSO4 , 写出得到邻硝基苯酚的化学方程式:

  4. (4) 利用装置②进行水蒸气蒸馏时,少量邻硝基苯酚晶体会凝结在冷凝管内壁造成堵塞,可以采取的简便措施为。邻硝基苯酚能用水蒸气蒸馏的原因是(答出两条合理的原因)。
  5. (5) 步骤VI中趁热过滤的目的是
苯甲酸乙酯(M=150g·mol-1)可用于配制香水香精和人造精油。本实验利用苯甲酸制备苯甲酸乙酯,实验中采用加入环己烷的方法,使环己烷、乙醇和水形成三元共沸物,沸点为62.1℃,反应装置和相关数据如下,加热和固定装置省略。回答下列问题:

试剂

密度/g·mL-1

沸点/℃

乙醇

0.7893

78.5

苯甲酸

1.2659

249

环己烷

0.7785

80

乙醚

0.7318

34.51

苯甲酸乙酯

1.05

211~213

  1. (1) 本实验的反应原理为(用化学用语表示)
  2. (2) 打开仪器A下端玻璃旋塞,放出的主要物质为,使用仪器A的目的为
  3. (3) 当仪器A中(填现象),则可以停止加热。将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入饱和Na2CO3溶液至溶液呈中性,加入饱和Na2CO3溶液的作用是,再用(填仪器名称)进行分离。并用乙醚萃取水层中溶有的少量有机产品,将醚层与粗产品合并;用蒸馏水洗涤有机层2次,将醚层与水尽量分净,醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中。
  4. (4) 加入MgSO4进行干燥,摇动锥形瓶,至醚层澄清透明;过滤后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中,粗产物进行减压蒸馏(装置如图所示)。毛细管的作用是(写出一条即可)。

  5. (5) 若实验中加入苯甲酸8.0g(M=122g·mol-1),收集到苯甲酸乙酯6.0mL,则本实验的产率为%(保留两位有效数字)。
三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为33℃,沸点为73℃,氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应制备ICl3 , 实验室制备如图所示。下列说法正确的是(   )

A . 装置A可选用的药品为高锰酸钾与浓盐酸 B . 装置B的作用是除杂,也作安全瓶,在本实验中可以和装置C互换位置 C . 装置C中的硅胶可用浓硫酸代替 D . 装置D最恰当的加热方式是用酒精灯先预热再集中加热
实验室可用如图所示装置模拟工业上制备FeCl3的过程,向500~600℃的铁粉中通入Cl2制备无水FeCl3(熔点为306℃,沸点为315℃,易吸收空气中的水分而潮解)

已知:工业上采用向炽热铁粉中通入HCl制备FeCl2(熔点为670℃,易升华)。

请按要求回答下列相关问题:

  1. (1) 完善该实验步骤:

    ①将n导管口与图中装置导管口(填字母)连接;检查装置的气密性;盛装药品。

    ②启动装置A反应,直至

    ③用酒精灯在铁屑下方加热,假设铁屑反应完全。

    ④体系冷却后,停止装置A中反应;改用干燥的气体Y,Y可能是(填化学式)赶尽体系中的气体,将收集器密封。

  2. (2) 装置A中生成气体X反应的离子方程式为
  3. (3) 为在收集器中收集到更多的产品,装置D已采取的有效措施:用较粗的导管m、
  4. (4) 用此装置制得的产品比理论含Fe量偏高,其中含有杂质是(填化学式);为验证此结论,除了蒸馏水外,还需的试剂Z是;为消除该误差,需对装置进行的改进是
  5. (5) 某同学为了验证FeCl3溶液与K3[Fe(CN)6]溶液中的铁元素存在形式的区别,进行了如表实验:

    操作

    现象

    结论

    i.向盛有2mL蒸馏水的试管a中滴加2滴FeCl3溶液,然后再滴加2滴KSCN溶液

    ii.①

亚硝酰氯(NOCl)是有机物合成中的重要试剂,其熔点为 , 沸点为 , 具有刺鼻恶臭味,遇水水解生成。现利用和NO制备NOCl并测定其纯度,制备装置如图:

已知:①NO不能溶于NaOH溶液,微溶于水,能溶于硝酸。

为砖红色固体;

  1. (1) 为了使气体充分反应,从X处进入的气体是。装置A、B除可干燥气体外,另一个作用是
  2. (2) 装置连接的顺序为:a→(按气流方向,用小写字母表示)。
  3. (3) 装置E中高锰酸钾的作用是。装置F的烧杯中盛放的试剂是。(填编号)

    a.水   b.冰盐水   c.冰水

  4. (4) 取F中所得液体mg溶于水配成250mL溶液,取出25.00mL,以溶液为指示剂,用足量硝酸酸化的标准溶液滴定至终点,平均消耗标准溶液的体积为20.00mL。

    ①滴定终点的现象为

    ②亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为(用含m、c的代数式表示)。

贫血的常用补铁剂是葡萄糖酸亚铁[ (C6H11O7)2Fe],可用FeCO3制备补血剂。

已知:①FeCO3是白色固体,难溶于水

②葡萄糖酸亚铁[ (C6H11O7)2Fe]易溶于水,M=446g·mol-1

  1. (1)  (一) FeCO3的制取(夹持装置略)

    装置C中,向Na2CO3溶液(pH=11. 9)通入一段时间CO2至其pH为7,滴加一定量FeSO4溶液,产生白色沉淀,过滤、洗涤、干燥,得到FeCO3固体。

    试剂a是

  2. (2) 向Na2CO3溶液通入CO2的目的是
  3. (3) C装置中制取FeCO3的离子方程式为
  4. (4) 有同学认为C中出现白色沉淀之后应继续通CO2 , 你认为是否合理?说明理由
  5. (5) 若碳酸亚铁置于空气中的时间过长,其表面呈红褐色,分析表面呈红褐色的原因: (用化学方程式回答) 
  6. (6) (二)制备葡萄糖酸亚铁

    以碳酸亚铁和葡萄糖酸为原料制备葡萄糖酸亚铁的反应方程式如下:2CH2OH(CHOH)4COOH+FeCO3+nH2O→(C6H11O7)2Fe· (n+1)H2O+CO2↑ 。为测定某(C6H11O7)2 Fe(n+1)H2O样品中n的值,现称取2.41g 该晶体,在氢气气流中加热至完全分解,最终得到0.28g铁单质,则n=

  7. (7) 该实验小组用KMnO4测定补血剂葡萄糖酸亚铁中亚铁含量进而计算葡萄糖酸亚铁的质量分数,发现葡萄糖酸亚铁的质量分数总是大于100%,其原因是 (不考虑操作不当引起的误差)
FeCO3可作为补血剂,也能用于制备Fe2O3。回答下列问题:
  1. (1) 实验室制备FeCO3的流程如下:

    ①保存FeSO4溶液时通常加入

    ②“沉淀”时需要控制温度在35℃以下,其原因是;若将FeSO4溶液与氨水-NH4HCO3混合溶液反应,也能生成FeCO3沉淀,则此反应的离子方程式为;与图中流程相比,这种方法的优点是

    ③检验滤液中是否含有NH方法是

  2. (2) 甲同学为了验证FeCO3高温下煅烧是否得到Fe2O3 , 做了如下实验:

    步骤

    实验操作

    取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温

    取少量步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解

    向步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红

    ①根据上述现象写出空气中煅烧FeCO3 , 制备高纯氧化铁的化学方程式:

    ②乙同学提出了不同的看法:因为Fe3O4也可以溶于硫酸,且所得溶液中也含有Fe3+。于是乙同学对步骤Ⅲ进行了补充:另取少量步骤Ⅱ所得溶液然后滴加(填试剂名称),若观察到,则说明溶液中含有Fe2+ , 煅烧产物可能是Fe3O4