1、增分微课十二 PART 12 实验简答题的答题模板增分典例探究提分强化训练 题型综述 专题十二实验简答题的答题模板增分点一 实验现象描述增分典例探究【解题策略】1.回答实验现象时,注意从“海”“陆”“空”即溶液、固体、气体三个角度的变化来描述。(1)“海”(溶液)从颜色变化、液面高度变化、变浑浊、变澄清等方面分析。(2)“陆”(固体)从颜色变化、体积变化、溶解或消失等方面描述。(3)“空”(气体)从颜色变化、气味变化等方面描述。2.滴定终点的判断的描述当最后一滴滴入时,锥形瓶中溶液恰好由颜色变成颜色,且半分钟不恢复或不褪色。增分典例探究 例 1(1)2015 全国卷 草酸的钠盐和钾盐易溶于水,
2、而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为 101,易溶于水,受热脱水、升华,170 以上分解。回答下列问题:甲组同学按照如图 Z12-1 所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 C 中可观察到的现象是 ,由此可知草酸晶体分解的产物中有 。图 Z12-1乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有 CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置 A、B和如图 Z12-2 所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2增分典例探究 图 Z12-2乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为 A、B、。装置 H反应管中盛有的物质是 ;能证明草酸晶体分解产物中
3、有 CO 的现象是 (2)2015 全 国 卷 用 0.100 0 molL-1 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 滴 定 碘 水 溶 液(I2+2S22I-+S4),加 入 的 指 示 剂 通 常 为 ,滴 定 至 终 点 的 现 象是 。F、D、G、H、D、I氧化铜(CuO)H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变增分典例探究 解析(1)草酸分解的化学方程式为 H2C2O4 H2O+CO+CO2。澄清石灰水通常用来检验 CO2,溶液变浑浊,同时有气泡(逸出 CO)产生。检验 CO 通常是让气体和 CuO 固体粉末反应,并将生
4、成的 CO2 气体通入澄清石灰水,根据固体颜色变化和石灰水是否变浑浊来确定是否有 CO;中已经确定分解产物中有 CO2应使分解产物先通过盛有浓 NaOH 溶液的装置 F 除去 CO2,再通过盛有澄清石灰水的装置 D 检验 CO2是否除尽,再通过盛有无水氯化钙的干燥装置 G,后通过盛有灼热的 CuO 的装置 H,使 CO 转化为 CO2,再经盛有澄清石灰水的 D 装置检验,即可达到实验目的。(2)可用淀粉溶液作指示剂,I2 遇淀粉溶液呈蓝色,当 I2 恰好完全反应时,溶液中蓝色褪去,且保持 30 s 内溶液颜色不再发生变化。增分典例探究 变式题2017北京卷 某小组在验证反应“Fe+2Ag+Fe
5、2+2Ag”的实验中检测到 Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的 0.05 molL-1 硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。(1)检验产物取出少量黑色固体,洗涤后,(填操作和现象),证明黑色固体中含有 Ag。取上层清液,滴加 K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有 Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有 Fe3+,乙依据的原理是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 Fe2+2Fe3+Fe 3Fe2+增分典例探究 取上层清液,滴加 KS
6、CN 溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:序号取样时间/min现象3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色30 产生白色沉淀;较 3 min 时量少;溶液红色较 3 min 时加深120 产生白色沉淀;较 30 min 时量少;溶液红色较 30 min 时变浅(资料:Ag+与 SCN-生成白色沉淀 AgSCN)增分典例探究 对 Fe3+产生的原因作出如下假设:假设 a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生 Fe3+;假设 b:空气中存在 O2,由于 (用离子方程式表示),可产生 Fe3+;假设 c:酸性溶液中 NO3-具有氧化性
7、,可产生 Fe3+;假设 d:根据 现象,判断溶液中存在 Ag+,可产生Fe3+。下列实验可证实假设 a、b、c 不是产生 Fe3+的主要原因。实验可证实假设 d 成立。4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀增分典例探究 实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加 KSCN 溶液,3 min 时溶液呈浅红色,30 min 后溶液几乎无色。实验:装置如图 Z12-3。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。图 Z12-3 0.05 molL-1 NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSC
8、N溶液,后者红色更深增分典例探究(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中 Fe3+浓度变化的原因:溶液中存在反应:2Ag+Fe 2Ag+Fe2+,Ag+Fe2+Ag+Fe3+,Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约30 min 后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小增分典例探究 解析(1)黑色固体中含有过量铁粉,要检验铁粉中是否混有银,加入硝酸加热后,再加入稀盐酸生成白色沉淀,则证明黑色固体中含有银;K3Fe(CN)6是检验 Fe2+的试剂,产生蓝色沉淀说明溶液中含有 Fe2+。(2)过量铁粉与 Fe3+反应生成 Fe2+,即
9、Fe+2Fe3+3Fe2+;O2 将 Fe2+氧化为 Fe3+,离子方程式为 4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O;白色沉淀是 AgSCN,说明溶液中含有 Ag+,且取样 30 min 时,白色沉淀减少,红色加深,说明 AgSCN 可能氧化Fe2+生成 Fe3+;实验是排除 Ag+的干扰,即设计一个没 增分典例探究 有 Ag+存在的对比实验,考虑其他条件不要变化,可以选用 0.05 mol/L 的 NaNO3 溶液;原电池实验需要证明的是假设 d 的反应 Ag+Fe2+Ag+Fe3+能够实现,所以甲溶液可以是FeSO4 溶液。操作及现象为:分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中的溶液,
10、同时滴加 KSCN 溶液,后者红色更深。(3)溶液中存在反应:2Ag+Fe 2Ag+Fe2+,Ag+Fe2+Ag+Fe3+,Fe+2Fe3+3Fe2+,反应开始时,c(Ag+)较大,以反应为主,c(Fe3+)增大,约 30 min 后,c(Ag+)减小,以反应为主,c(Fe3+)减小。增分点二 实验操作及实验方法的描述 增分典例探究【解题策略】1.装置气密性检查简易装置:图 Z12-4将导气管一端放入水中(液封气体),微热(或用手捂热)试管,观察现象:若导管口有气泡冒出,冷却到室温(或松手)后,导管口有一段稳定的水柱,表明装置气密性良好。有漏斗的装置如图 Z12-4:用止水夹关闭烧瓶右侧的导气
11、管,向漏斗中加入适量水,漏斗中会形成一段液柱,停止加水,过一段时间后,若漏斗中的液柱高度无变化,则装置气密性良好。增分典例探究 2.试纸的使用(1)检验液体:取放试纸蘸待测液点滴试纸观察颜色(与标准比色卡对比)。(2)检验气体:取湿润试纸粘玻璃棒端靠近气体观察颜色。3.仪器、装置作用:有利于(这样装配的好处),以防止(不这样装配的坏处)等。如尾气吸收装置的作用:“吸收气体,防止污染空气”。4.物质的鉴别与检验:各取少许滴加试剂描述现象得出结论。5.沉淀剂是否过量的判断方法(1)静置,向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量,否则沉淀剂不过量。增分典例探究(2)静置,取上
12、层清液适量于另一洁净试管中,向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂,若产生沉淀,证明沉淀剂已过量,否则沉淀剂不过量。6.沉淀洗涤及是否洗净的判断操作(1)把蒸馏水沿着玻璃棒注入过滤器中至浸没沉淀,静置,使蒸馏水滤出,重复 23 次即可。(2)取最后一次洗涤液,滴加(试剂),若没有现象,证明沉淀已经洗净。7.从某物质稀溶液中结晶的实验操作(1)溶解度受温度影响较小的:蒸发结晶过滤。(2)溶解度受温度影响较大或带结晶水的:蒸发浓缩冷却结晶过滤。注意:对于 AlCl3、FeCl3 等会水解的物质,必须在 HCl 等酸性气体的氛围中加热结晶水合物(不断地通入干燥的 HCl);对于 FeCl2 等易被
13、空气氧化的物质,可以在 N2 等惰性气体的氛围中蒸发浓缩。增分典例探究 例 22017广东模拟 铜的氯化物是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。实验室中以粗铜(含杂质 Fe)为原料,制备铜的氯化物的某种流程如图 Z12-5。图 Z12-5按要求回答下列问题:(1)在进行操作之前,要确认溶液中杂质已经完全沉淀,检验的具体操作和现象是充分搅拌,静置;取少许上层清液于试管中再滴加KSCN溶液,若无变化即杂质被完全除掉增分典例探究(2)上 述 流 程 中,所 得 固 体1需 要 加 稀 盐 酸 溶 解,其 理 由是 。(3)溶液 1 可加试剂 X 调节 pH 以除去杂质,X 可选用下列试剂中的(
14、填序号)。a.NaHCO3b.NH3H2Oc.CuOd.Cu2(OH)2CO3(4)现用如图 Z12-6 所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。图 Z12-6抑制氯化铜、氯化铁水解 cd 增分典例探究 按气流方向连接各仪器接口顺序是:a fg 。为了防止生成氧化铜,实验时在大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是。实验过程中,饱和食盐水中出现少许浑浊的现象,请用化学相关原理和知识解释原因:d e h i b 先通一段时间氯气赶走装置中的空气,当试管中充满了黄绿色气体后再加热 Na+(aq)+Cl-(aq)NaCl(s),饱和食盐水吸收HCl气体,使溶液中c
15、(Cl-)增大,平衡向沉淀方向移动增分典例探究 解析(1)在进行操作之前,要确认溶液中杂质已经完全沉淀,检验的具体操作和现象是:充分搅拌,静置;取少许上层清液于试管中再滴加 KSCN 溶液,若无变化即杂质被完全除掉。(2)氯化铁、氯化铜水解显酸性,上述流程中,所得固体 1 需要加稀盐酸溶解,其理由是抑制氯化铜、氯化铁水解。(3)溶液 1 中加入试剂 X 促进铁离子水解,且不引入新的杂质。加入 NaHCO3 会引入钠离子,故 a 错误;加入 NH3H2O,反应后会引入铵根离子,故 b 错误;CuO 和 H+反应能促进 Fe3+水解,不引入新的杂质,故 c 正确;Cu2(OH)2CO3 和 H+反
16、应能促进 Fe3+水解,不引入新的杂质,故 d 正确。增分典例探究(4)仪器连接顺序:Cl2 发生装置除去 HCl 气体装置干燥装置制备装置多余 Cl2处理装置,所以各仪器接口顺序是 adehifgb。为了防止生成氧化铜,实验时在大试管加热前要进行一步重要操作,其操作是:先通一段时间氯气赶走装置中的空气,当试管中充满了黄绿色气体后再加热。实验过程中,饱和食盐水中出现少许浑浊的现象,原因是氯化钠溶液中存在溶解平衡Na+(aq)+Cl-(aq)NaCl(s),饱和食盐水吸收 HCl 气体,使溶液中 c(Cl-)增大,平衡向沉淀方向移动。增分典例探究 变式题(1)设计实验比较 Cl2 和 Br2 的
17、氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和 CCl4 于试管中,。(2)制备氮化镁的装置示意图如下:图 Z12-7 检查装置气密性的方法是微热b,这时G中有气泡冒出,停止加热冷却后,G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱,则气密性良好向试管中滴加NaBr溶液,振荡、静置。试管中液体分层,上层接近无色,下层为橙红色增分典例探究 请用化学方法确定是否有氮化镁生成,并检验是否含有未反应的镁,写出实验操作及现象:。(3)硫酸锌与碳酸钠反应形成的沉淀 ZnCO3xZn(OH)2 要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是取少量产物于试管中,加少量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,可闻到刺激性氨味(把湿润的红色石蕊试纸放在
18、管口,试纸变蓝),证明产物中含有氮化镁;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁取少量水洗液于试管中,滴入12滴稀硝酸,再滴入硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净增分典例探究 解析(1)利用卤素间的置换反应,比较氧化性。(2)气密性检查的基本思路:装置形成封闭体系操作(微热、手捂、热毛巾捂、加水等)描述现象得出结论。检验氮化镁可根据氮化镁与水反应的现象判断,氮化镁会与水反应生成 NH3 和 Mg(OH)2 沉淀,NH3 为碱性气体,挥发出来,遇湿润的红色石蕊试纸后会使其变蓝。(3)分析反应可知沉淀上吸附有杂质 SO42-,因此,检验沉淀是否洗涤干净的
19、方法是:取最后一次洗涤液,滴加硝酸酸化,再加入 Ba(NO3)2 溶液看是否有沉淀生成。增分点三 简单实验的设计 增分典例探究【解题策略】实验设计的基本程序:实验目的 实验原理 实验试剂 实验操作 实验现象 实验结论。如物质(离子)检验:一般从实验原理出发(包括物质的性质),按操作过程(或方法)、实验现象、实验结论的顺序来表述答案。规范描述:操作取样,加入 现象如果有生成 结论说明的是增分典例探究 例 32017江苏卷 某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量 Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。图 Z12-8已知:NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3Na
20、ClO 2NaCl+NaClO3AgCl 可溶于氨水:AgCl+2NH3H2O Ag(NH3+Cl-+2H2O常温时N2H4H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3:4Ag(NH3+N2H4H2O 4Ag+N2+4N+4NH3+H2O(1)“氧化”阶段需在 80 条件下进行,适宜的加热方式为 。水浴加热 增分典例探究(2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2,该反应的化学方程式为 。HNO3 也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是 。(3)为提高 Ag 的回收率,需对“过滤”的滤渣进行洗涤,并。4Ag+4NaClO+2H2O
21、 4AgCl+4NaOH+O2将洗涤后的滤液合并入过滤的滤液中会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染增分典例探究(4)若省略“过滤”,直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量 NaClO 与 NH3H2O 反应外(该条件下 NaClO3 与 NH3H2O 不反应),还因为 。(5)请设计从“过滤”后的滤液中获取单质 Ag 的实验方案:(实验中须使用的试剂有:2 molL-1 水合肼溶液,1 molL-1H2SO4)。未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应向滤液中滴加2 molL-1水合肼溶液,搅拌使其充分反
22、应,同时用1 molL-1H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥增分典例探究 解析(1)要控制“氧化”阶段的反应在 80 恒温加热,加热温度低于水的沸点,所以适宜的加热方式为水浴加热。(2)结合得失电子守恒和元素守恒,即可配平化学反应方程式;HNO3 作氧化剂时,会产生 NO、NO2 等有毒气体,造成环境污染。(3)过滤的滤液中含有 Ag(NH3)2+,所以滤渣的表面残留有 Ag(NH3)2+,为了提高回收率,需要将洗涤滤液回收利用。(4)由题干信息可知,NaClO 溶液在受热时分解产生 NaCl,Cl-会抑制Ag(NH3)2+的生成。增分典
23、例探究 变式题2016北京卷 以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4 及炭黑等)和 H2SO4 为原料,制备高纯 PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:图 Z12-9(1)过程中,在 Fe2+催化下,Pb 和 PbO2 反应生成 PbSO4 的化学方程式是。(2)过程中,Fe2+催化过程可表示为i:2Fe2+PbO2+4H+S2Fe3+PbSO4+2H2O Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O增分典例探究 ii:写出 ii 的离子方程式:。下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。a.向酸化的 FeSO4 溶液中加入 KSCN 溶液,溶液几乎
24、无色,再加入少量 PbO2,溶液变红。b.。取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去增分典例探究 解析(1)根据题给化学工艺流程知,过程在 Fe2+催化下,Pb、PbO2 和 H2SO4 反应生成PbSO4 和水,化学方程式为 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O。(2)催化剂能够参加化学反应,改变反应历程,降低反应的活化能,加快化学反应速率,而其本身的质量和化学性质在反应前后保持不变。根据题给信息知反应 i 中 Fe2+被 PbO2氧化为 Fe3+,则反应 ii 中 Fe3+被 Pb 还原为 Fe2+,离子方程式为 2Fe3+Pb+SO42-PbSO4+2Fe2+。a 实验
25、证明发生反应 i,则 b 实验需证明发生反应 ii,实验方案为取 a 中红色溶液少量,加入过量 Pb,充分反应后,红色褪去。提分强化训练 1.2017 广西柳州模拟 用含有 Al2O3、SiO2 和少量 FeOxFe2O3 的铝灰制备Al2(SO4)318H2O。工艺流程如图 Z12-10:图 Z12-10(一定条件下,Mn 可与 Mn2+反应生成 MnO2)已知:生成氢氧化物沉淀的 pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.32.7完全沉淀时5.29.73.2提分强化训练(1)H2SO4 溶解 Al2O3 的离子方程式是 。(2)检验滤液中还存在 Fe2+的方法是 (
26、注明试剂、现象)。(3)“除杂”环节有如下几个步骤:()向滤液中加入过量 KMnO4 溶液,调节溶液的 pH 为 3.2;()加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;()加入 MnSO4 至紫红色消失,过滤。Al2O3+6H+2Al3+3H2O取少量滤液,滴加KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色提分强化训练 步骤的目的是 ;调节溶液的 pH 为 3.2 的目的是 。向 的 沉 淀 中 加 入 浓 盐 酸 并 加 热,能 说 明 沉 淀 中 存 在 MnO2 的 现 象是 ,写出其反应方程式:。中加入 MnSO4 的目的是。(4)从多次循环使用后的母液中可回收的主要物质是 (填化学式)。将
27、Fe2+氧化为Fe3+使Fe3+沉淀完全有黄绿色气体生成 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2OK2SO4解析 向铝灰中加入过量稀 H2SO4,Al2O3 和少量 FeOxFe2O3 和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁,SiO2 不反应,过滤除去二氧化硅;向滤液中加入过量 KMnO4 溶液,高锰酸钾把亚铁离子氧化成铁离子,调节溶液的 pH 使 Fe3+全部生成氢氧化铁沉淀,除去铁离子,过滤滤液中含铝离子和过量的高锰酸根离子,加入硫酸锰把过量高锰酸根离子除去,再过滤,对滤液蒸发浓缩、冷却结晶分离出硫酸铝晶体。(1)硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为 Al2O3+6
28、H+2Al3+3H2O。(2)由于铁离子和亚铁离子同时存在,所以检验亚铁离子应该用酸性高锰酸钾溶液,方法为取少量滤液,滴加 KMnO4 溶液,KMnO4 溶液褪色。提分强化训练(3)向滤液中加入过量 KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子;依据图表数据分析可知,铁离子沉淀完全的溶液 pH 为 3.2,铝离子开始沉淀的溶液 pH 大于 3.2,所以调节溶液的 pH 约为 3.2,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀。向的沉淀中加入浓盐酸并加热,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下发生反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O,生成氯化锰、氯气和水,生成的氯气是黄绿色气体,能说明沉淀中
29、存在 MnO2 的现象是生成黄绿色气体。MnO4-可与 Mn2+反应生成 MnO2,过滤除去,所以可以利用 MnSO4和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰,把过量高锰酸根离子除去。(4)反应后,溶液中存在较多的 K+、SO42-,可回收的主要物质为 K2SO4。提分强化训练 提分强化训练 2.2017湖北孝感高中期末 从海水中可以提取很多有用的物质,例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘。活性炭吸附法是工业提碘的方法之一,其流程如图 Z12-11:图 Z12-11资料显示:.pH=2 时,NaNO2 溶液只能将 I-氧化为 I2,同时生成 NO.I2+5Cl2+6H2O 2HIO3+10HCl.5S
30、O32-+2IO3-+2H+I2+5SO42-+H2O(1)反应的离子方程式:。提分强化训练(2)方案甲中,根据 I2 的特性,分离操作 X 的方法是 。(3)已知:反应中每吸收 3 mol I2 转移 5 mol 电子,离子方程式是 。(4)Cl2、酸性 KMnO4 等都是常用的强氧化剂,但该工艺中氧化卤水中的 I-却选择了价格较高的NaNO2,原因是 。(5)方案乙中,已知反应过滤后,滤液中仍存在少量的 I2、I-、IO3-。请分别检验滤液中的 I-、IO3-,将实验方案补充完整。实验中可供选择的试剂:稀 H2SO4、淀粉溶液、Fe2(SO4)3 溶液、Na2SO3 溶液a.滤液用 CCl
31、4 多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在。b.升华或加热、冷凝结晶 氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化I2 提分强化训练 解析(1)亚硝酸钠具有氧化性,碘离子具有还原性,酸性条件下二者发生氧化还原反应生成一氧化氮和碘和水,离子反应方程式为 2NO2-+4H+2I-2NO+I2+2H2O。(2)碘易升华,方案甲中,分离操作 X 为升华或加热、冷凝结晶。(3)反应中每吸收 3 mol I2 转移 5 mol 电子,说明生成 I-、IO3-,则该离子方程式为3I2+3CO32-5I-+IO3-+3CO2或 3I2+6CO32-+3H2O 5I-+IO3-+6HCO3-
32、。(4)氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化 I2,而亚硝酸钠仅能把碘离子氧化为碘单质,故该工艺中氧化卤水中的 I-选择了价格较高的 NaNO2。提分强化训练 3.硫酸锰广泛用于医药、食品、农药、造纸、催化剂行业,工业上用锰矿石(主要成分为 MnO2、MnCO3,主要杂质有 CaCl2、FeCl2)制取硫酸锰工艺流程如图 Z12-12 所示:图 Z12-12已知:25 时,有关离子沉淀时的 pH 数据:Fe3+Fe2+Mn2+开始沉淀 pH 1.9 7.0 7.8完全沉淀 pH 3.2 9.0 10.7 提分强化训练 回答下列问题:(1)矿粉粉碎的目的是 。(2)试剂 X 为 ,
33、试剂 X 的主要作用是 ,pH 范围为 。(3)酸浸过程中发生的氧化还原型离子反应方程式为 。(4)操作 a 为 。(5)影响浸锰率的操作因素有多种,其中温度选择不合理时会产生杂质 MnS2O6,造成锰损失。温度、酸度、时间对浸锰率的影响如图 Z12-13,为提高锰的浸出率,请选择合适的条件 (填序号)。增大接触面积,加快溶解速率 MnCO3调节pH使Fe3+转化为沉淀除去,并使Ca2+转化为碳酸钙3.2pH7.8MnO2+4H+2Fe2+Mn2+2Fe3+2H2O 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤 b、f 提分强化训练 图 Z12-13a.30 120 b.150 155 c.180 以上e.p
34、H=4,酸浸时间为 3 hf.pH=2,酸浸时间为 4 h 提分强化训练(6)沉降法是重要的提纯方法。某温度下,Mn2+和 Ca2+物质的量浓度均为 0.01 molL-1,向混合溶液中滴加 Na2CO3 溶液,先沉淀的是 (填离子符号);当两种沉淀共存时,溶液中(Ca2+)(Mn2+)=已知:Ksp(CaCO3)=2.7010-9,Ksp(MnCO3)=1.8010-11。Mn2+150提分强化训练 解析(2)根据有关离子沉淀 pH 范围可知加入 MnCO3 调节 pH 使 Fe3+转化为沉淀除去,并使 Ca2+转化为碳酸钙,且为保证 Fe3+完全沉淀,而防止 Mn2+也转化为沉淀,溶液pH
35、 范围为 3.2pH7.8。(3)MnO2 在酸性条件下可以将 Fe2+氧化,离子方程式为 MnO2+4H+2Fe2+Mn2+2Fe3+2H2O。(4)从溶液中获取 MnSO4 晶体,由于硫酸为难挥发性酸,所以可以直接蒸发浓缩、冷却 提分强化训练 结晶、过滤洗涤。(5)根据图像知,温度越高,MnS2O6 的生成率越低,当温度为 150 时,MnS2O6 的生成率为0,故选温度为150,故答案为b,pH=2,浸出时间为4 h时浸出率较高,故f正确。(6)Ksp(CaCO3)大于 Ksp(MnCO3),所以 Mn2+先沉淀;当两种难溶电解质共存时,则(Ca2+)(Mn2+)=(Ca2+)(CO32
36、-)(Mn2+)(CO32-)=sp(CaC O3)sp(MnC O3)=2.7010-91.8010-11=150。提分强化训练 4.碳铵又称气肥,是我国农村使用最广泛的一种氮肥,它在 36 以上易发生分解。某校化学实验小组对其成分进行了如下探究:实验 1 检验碳铵中的阴、阳离子取少量固体加蒸馏水溶解,将所得溶液平均分成两份:一份溶液中逐滴加入稀硫酸直至过量,生成无色无味气体,通入足量澄清石灰水中,有白色沉淀生成;另一份溶液中加入足量浓 NaOH 溶液,并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,试纸变成蓝色。(1)根据实验现象,推测碳铵中所含的阳离子是 ,所含阴离子至少有 、中的一种。(2
37、)碳铵溶液中逐滴加入稀硫酸,发生反应的离子方程式可能是。提分强化训练 实验 2 测定碳铵的具体组成步骤:称取一定质量的碳铵样品置于硬质玻璃管中,称量装置 B、C 的质量;按如图 Z12-14 所示装置组装好仪器(部分夹持装置已略去),并检验装置的气密性;打开 K1、K2,通入 N2 排尽装置内的空气;关闭 K1,点燃 A 处酒精灯加热,当硬质玻璃管中固体完全消失时,停止加热;打开 K1,缓缓通入 N2 数分钟后,称量装置 B、C 的质量。图 Z12-14 提分强化训练(3)请根据上述步骤,回答问题:缓缓通入 N2 数分钟的目的是 。装置 D 中碱石灰的作用是 。(4)某同学认为上述实验装置中存
38、在一个明显缺陷,其依据是。为解决这一问题,可选用下列装置中的 (填序号)连接在 与 (填装置字母代号)之间。图 Z12-15(5)按正确装置进行实验,测得实验数据如下表:将装置中产生的CO2和NH3全部排入B、C装置中防止空气中CO2、H2O(g)进入装置C碳铵样品分解生成的NH3和H2O(g)均被装置B中浓硫酸吸收AB提分强化训练 B 装置的质量/gC 装置的质量/g加热前66.0088.00加热后71.1096.80分析上述数据,通过计算,该碳铵样品的化学式为 。(NH4)2CO3NH4HCO3提分强化训练 解析(1)碳铵固体加蒸馏水溶解得到溶液,逐滴加入稀硫酸直至过量,生成无色无味气体,
39、通入足量澄清石灰水中,有白色沉淀生成,则该气体为 CO2,从而推知所含阴离子至少有 CO32-、HCO3-中的一种。另一份溶液中加入足量浓 NaOH 溶液,并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,试纸变成蓝色,该气体为 NH3,从而推知所含阳离子为 NH4+。(2)碳铵溶液中至少有 CO32-、HCO3-中的一种,逐滴加入稀硫酸直至过量,生成 CO2 气体,反应的离子方程式可能是 CO32-+2H+CO2+H2O、HCO3-+H+CO2+H2O。(3)缓缓通入 N2 数分钟,其目的是将装置中产生的 CO2 和 NH3 全部排入 B、C 装置中,减小实验误差。提分强化训练 装置 C 中碱石灰
40、用于吸收碳铵分解产生的 CO2 气体,显然装置 D 中碱石灰的作用是防止空气中 CO2、H2O(g)进入装置 C,减小实验误差。(4)碳铵分解生成 CO2、NH3 和 H2O(g),其中 NH3 和 H2O(g)均被装置 B 中浓硫酸吸收,导致测得碳铵样品中氮元素的质量分数增大,要将混合气体先除去 H2O(g),再通过装置 B、C,故应选装置,连接在装置 A、B 之间。(5)装置 B 中浓 H2SO4 用于吸收 NH3,装置 C 中碱石灰用于吸收 CO2,则有 m(NH3)=71.10 g-66.00 g=5.1 g,m(CO2)=96.80 g-88.00 g=8.8 g;据 C、N 元素守恒可得:n(NH4+)=n(NH3)=5.1 g17 gmo l-1=0.3 mol,n(CO32-)+n(HCO3-)=n(CO2)=8.8 g44 gmo l-1=0.2 mol,则有n(N)n(C)=n(NH4+)n(CO32-)+n(HCO3-)=0.3 mol0.2 mol=32。(NH4)2CO3 中 N、C原子数之比为 21,NH4HCO3 中 N、C 原子数之比为 11,而 32 介于 21 和 11 之间,故碳铵样品的化学式为(NH4)2CO3NH4HCO3。