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第84頁(共84頁)2025高考化學(xué)復(fù)習(xí)難題速遞之實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(解答大題)(2025年4月)一.解答題(共20小題)1.(2025?張掖一模)比亞迪2025年計(jì)劃推出新一代基于磷酸鐵鋰技術(shù)的“刀片電池”。一種以鈦鐵礦(FeTiO3)和磷灰石礦[Ca5F(PO4)3]為主要原料制取磷酸鐵鋰前驅(qū)體磷酸鐵(FePO4)的工藝流程如圖1:已知:鈦(Ⅳ)在酸性溶液中的存在形式是TiO2+,在堿性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為H4TiO4。(1)寫出對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式:“試劑X”,“氣體Y”。(2)“濾液1”中加入過量Na2CO3粉末可得到H4TiO4,寫出該反應(yīng)的離子方程式:。(3)“沉淀”反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)工業(yè)上也可以用磷酸亞鐵粗產(chǎn)品(混有氫氧化鐵)制備磷酸鐵(FePO4)。其他條件一定,制備FePO4時測得Fe的有效轉(zhuǎn)化率[n(FeSO4)n(Fe)總×100%]與溶液pH的關(guān)系如圖2所示。從下列所給試劑中選擇相應(yīng)試劑并完成制備FePO4晶體的實(shí)驗(yàn):邊攪拌邊向磷酸亞鐵粗產(chǎn)品中加入溶液至完全溶解,向溶液中加入足量的溶液充分反應(yīng),邊攪拌邊滴加(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑:1mol?L﹣1Na2HPO4溶液,1mol?L﹣1H2SO4溶液,30%H2O2溶液)。(5)鋰離子電池電極材料是LiFePO4其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖①所示。其中O圍繞Fe和P分別形成4個正八面體和4個正四面體。電池充電時,LiFePO4脫出部分Li+形成Li(1﹣x)FePO4,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖②所示,則Li(1﹣x)FePO4晶胞中n(Fe2+);n(Fe3+)=。2.(2025?閔行區(qū)質(zhì)檢)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)常被用作食品漂白劑、膨松劑和防腐劑等。該物質(zhì)易溶于水,微溶于乙醇,其水解呈酸性,與強(qiáng)酸反應(yīng)放出較多SO2。工業(yè)上可由NaHSO3的過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制備,原理為:2NaHSO3(過飽和溶液)=Na2S2O5(晶體)+H2O(l)(Ⅰ)當(dāng)一級反應(yīng)釜中溶液pH在3~4時,停止通入SO2攪拌10分鐘,復(fù)測pH在3~4范圍內(nèi),得到NaHSO3的過飽和溶液。(Ⅱ)將一級反應(yīng)釜降溫至0℃,并攪拌1小時,析出Na2S2O5再經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到Na2S2O5產(chǎn)品。(1)一級反應(yīng)釜中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)簡述二級反應(yīng)器和三級反應(yīng)器的作用。(3)一級反應(yīng)釜析出的Na2S2O5需要洗滌兩次,選用試劑依次是①、②。A.水B.無水乙醇C.飽和SO2水溶液(4)在流程圖中畫出可循環(huán)利用物質(zhì)的循環(huán)線。(5)長期放置的Na2S2O5固體會部分被氧化為Na2SO4檢驗(yàn)Na2S2O5樣品是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是。(6)Na2S2O5作為食品添加劑,不得用于直接浸泡、熏蒸等非工藝必要接觸。結(jié)合化學(xué)用語解釋原因。焦亞硫酸鈉作為食品添加劑,在葡萄酒中殘留量一般不得超過0.25g?L﹣1(以SO2計(jì))。某小組檢測葡萄酒樣品中Na2S2O5殘留量,實(shí)驗(yàn)如下:取150mL葡萄酒樣品,加稀硫酸酸化后加熱,將產(chǎn)生氣體通入足量雙氧水中充分吸收,再除去過量的H2O2冷卻后滴加酚酞,最后用0.100mol?L﹣1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述吸收液。已知:SO2+H2O2═H2SO4(7)滴定操作中用到的玻璃儀器有。A.玻璃棒B.滴定管C.燒杯D.容量瓶(8)下列操作會使得測定結(jié)果偏低的是。(不定項(xiàng))A.酸化時,將稀硫酸改為稀鹽酸B.加入稀硫酸后,未進(jìn)行加熱操作C.當(dāng)酚酞變色時,立刻停止滴定D.盛放NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未潤洗(9)實(shí)驗(yàn)測得平均消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00mL,計(jì)算該樣品中Na2S2O5的殘留量是否在安全范圍內(nèi)(殘留量以SO2計(jì),寫出計(jì)算過程)。3.(2025?河南模擬)某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備對氨基苯甲酸乙酯。【反應(yīng)式】+CH3CH2OH?濃硫酸+H2O【試劑】1g(約0.0073mol)對氨基苯甲酸、12.5mL95%乙醇(過量)、1mL濃硫酸、10%碳酸鈉溶液、乙醚、無水硫酸鎂。【步驟】①在50mL圓底燒瓶中,加入1g對氨基苯甲酸和12.5mL95%乙醇,旋搖燒瓶使大部分固體溶解。加入1mL濃硫酸,將燒瓶置于冰浴中冷卻,立即產(chǎn)生大量沉淀(在接下來的回流中沉淀溶解),將反應(yīng)混合物在水浴上回流1小時,并時加搖蕩。②將反應(yīng)后混合物轉(zhuǎn)入燒杯中,冷卻后分批加入10%碳酸鈉溶液中和(約需6mL),可觀察到有氣體逸出并產(chǎn)生泡沫,直至加入碳酸鈉溶液后無明顯氣體釋放。反應(yīng)混合液接近中性時,測定溶液pH,再加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9左右。在中和過程中會產(chǎn)生少量固體沉淀。③將溶液傾潷到分液漏斗中,并用少量乙醚洗滌固體后并入分液漏斗。向分液漏斗中加入乙醚,搖蕩后分出醚層。加入無水硫酸鎂,在水浴上蒸去乙醚和大部分乙醇,至殘余油狀物約1mL為止。殘余液用乙醇﹣水重結(jié)晶,產(chǎn)量約為0.5g。已知:ⅰ.對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性;ⅱ.對氨基苯甲酸能與硫酸反應(yīng)生成鹽(對氨基苯甲酸硫酸鹽)。回答下列問題:(1)步驟①中,加入濃硫酸之后,將燒瓶置于冰浴中冷卻,其目的是。加入濃硫酸產(chǎn)生“大量沉淀”,解釋其產(chǎn)生原因:。(2)步驟②中,“冷卻后分批加入”碳酸鈉溶液的目的是。(3)步驟②中,不用NaOH溶液替代碳酸鈉溶液,其原因是。不調(diào)節(jié)溶液呈中性,而應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH至9左右,其目的是。(4)步驟②中和過程中會生成少量沉淀,該沉淀是。(5)步驟③中,用乙醇—水重結(jié)晶時需要選擇如圖玻璃儀器中的(填字母)。(6)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率約為%(結(jié)果保留1位小數(shù))。4.(2025?長寧區(qū)二模)過氧化氫(H2O2)是一種無色粘稠液體,它的水溶液俗稱雙氧水,呈弱酸性,醫(yī)療上用作外科消毒瓶(1)H2O2的電子式為。A.B.C.D.(2)過氧化氫的沸點(diǎn)比水高,但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%﹣8%的過氧化氫溶液,再濃縮成30%溶液時,可采用的適宜方法是。A.常壓蒸餾B.減壓蒸餾C.加生石灰常壓蒸餾D.加壓蒸餾(3)水電離生成H3O+和OH﹣叫做水的自偶電離。同水一樣,H2O2也有極微弱的自偶電離,其自偶電離的方程式為:。(4)向H2O2溶液加入不同物質(zhì)時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是(不定項(xiàng))。A.酸性FeCl2溶液:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OB.SO2氣體:H2O2+SO2═2H++C.氫碘酸溶液:2I﹣+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2OD.酸性高錳酸鉀溶液:2MnO4-+4H2O2+8H+=2Mn2++4O2↑(5)某廠工業(yè)廢水中含有一定量氯氣,為了除去氯氣,常加入H2O2作脫氯劑,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程。(6)據(jù)報(bào)道,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室已研制出在燃料電池的反應(yīng)容器中,利用特殊電極材料以H2和O2為原料制取過氧化氫的新工藝。原理如圖所示:請寫出甲電極的電極反應(yīng)式:。CO(NH2)2?H2O2(俗稱過氧化脲)也是一種消毒劑,實(shí)驗(yàn)室中可用尿素與過氧化氫制取:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2?H2O2相關(guān)制備、溶液的配制、濃度的測定如下:(7)在燒杯中分別加入25mL30%H2O2(ρ=1.11g?cm﹣3)、40mL蒸餾水和12.0g尿素,攪拌溶解。30℃下反應(yīng)40min,冷卻結(jié)晶、過濾、干燥,得白色針狀晶體9.4g。則過氧化脲的產(chǎn)率為。(8)溶液配制:容量瓶使用前檢查是否漏水的方法是:①向容量瓶中加入水,塞緊瓶塞,一只手的食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;②如果不漏水,把瓶正立;③,再把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;稱取一定量產(chǎn)品,用蒸餾水溶解后配制成100mL溶液。如圖為“溶液配制”的部分過程,操作a應(yīng)重復(fù)3次,目的是。(9)滴定分析:量取25.00mL過氧化脲溶液至錐形瓶中,加入一定量稀H2SO4用標(biāo)準(zhǔn)濃度的KMnO4溶液滴定至微紅色,記錄滴定體積,計(jì)算純度。以下操作導(dǎo)致氧化脲純度測定結(jié)果偏低的是。A.量取過氧化脲溶液的滴定管僅用蒸餾水潤洗B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗C.搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外D.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失5.(2025?杭州二模)二茂鐵的化學(xué)式為Fe(C5H5)2,制備原理和流程如圖1:4KOH+2C5H6+FeCl2═Fe(C5H5)2+2KCl+2KOH?H2OΔH<0。已知:①環(huán)戊二烯酸性與乙醇相當(dāng)②相關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下:物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性二茂鐵173℃249℃不溶于水,易溶于苯、乙醚等有機(jī)溶劑環(huán)戊二烯—41.5℃—乙醚—34.6℃—請回答:(1)步驟1在圖2裝置中進(jìn)行,儀器a的名稱為,F(xiàn)e(C5H5)2屬于晶體。(2)步驟Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為。(3)SOCl2在步驟Ⅲ中的作用,。(4)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是。A.步驟Ⅰ中圖儀器b可以冷凝回流乙醚B.乙醚在反應(yīng)中主要作用是溶劑,若用乙醇代替產(chǎn)率不變C.步驟Ⅳ中溶液3加入溶液2中:應(yīng)當(dāng)分批次緩慢D.FeCl2?4H2O可由FeCl2的溶液蒸發(fā)結(jié)晶獲得(5)步驟Ⅴ,從混合物Ⅰ中得到粗產(chǎn)物的所有操作如下,請排序:過濾→→→→→(填序號)。①水洗并分液②過濾③用乙醚洗滌濾渣,合并有機(jī)相④蒸出乙醚后得到產(chǎn)品⑤加入無水Na2SO4吸水(6)環(huán)戊二烯負(fù)離子為平面結(jié)構(gòu)(圖3),較穩(wěn)定,請分析KOH奪取的H為(填Ha、Hb或Hc)。6.(2025?黃浦區(qū)二模)碘酸鈣[Ca(IO3)2]是一種白色晶體,不溶于乙醇,微溶于水,是一種能同時補(bǔ)碘和鈣的食品添加劑。實(shí)驗(yàn)室模擬Ca(IO3)2的制備流程如圖:步驟①裝置如圖(加熱裝置省略):已知:Ksp[Ca(IO3)2]=2.22×10﹣7Ksp(CaSO4)=9.1×10﹣6研究表明,酸性條件下加入稍過量的KClO3能提高步驟①中碘酸(HIO3)的產(chǎn)率,反應(yīng)時會生成少量氯氣。ⅰ碘酸鈣的制備(1)補(bǔ)全步驟①的化學(xué)方程式,并用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:。_____I2+_____KClO3+_____HCl(濃)△ˉ_____HIO3+_____□+_____Cl(2)裝置a的名稱是。(3)步驟①較合適的加熱方式為。(4)步驟①中反應(yīng)結(jié)束后必須進(jìn)行的操作是。(5)按順序?qū)懗霾襟E⑤獲得Ca(IO3)2?xH2O的操作名稱。(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否含Cl﹣:。(7)步驟①中鹽酸也會與氯酸鉀反應(yīng)生成少量氯氣,若改用硫酸酸化是否合理?判斷并說明理由:。ⅱ產(chǎn)品純度測定準(zhǔn)確稱取0.400g樣品,酸化溶解,定容至250mL,從中取出25.00mL試樣于錐形瓶中,加入足量的KI充分反應(yīng),用0.0400mol?L﹣1硫代硫酸鈉溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)以上步驟,所測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:1234滴定起始讀數(shù)/mL1.521.160.850.84滴定終止讀數(shù)/mL31.5031.1833.9830.84已知:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaIM[Ca(IO3)2]=390.00g?mol﹣1(8)滴定時使用淀粉為指示劑,滴定終點(diǎn)現(xiàn)象是。(9)經(jīng)計(jì)算產(chǎn)品的純度為。7.(2025?金山區(qū)二模)工業(yè)上以鋅礦(主要成分為ZnCO3,還有Fe、Mg、Ca等的化合物和SiO2)為原料制備硫酸鋅晶體的工藝流程如下。其中沉鐵時,通過調(diào)控溶液的pH使鐵元素形成易過濾的FeOOH鐵渣。已知:溶液中Fe3+濃度較小時,才能順利析出FeOOH。(1)濾渣1的成分的化學(xué)式為。寫出一條溶浸過程中,提高浸出率的措施。(2)還原時,加入ZnS精礦的目的是轉(zhuǎn)化溶液中Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為;通過控制加入H2O2的量及適宜調(diào)節(jié)溶液pH進(jìn)行沉鐵,則物質(zhì)X的化學(xué)式為。若不進(jìn)行還原而直接沉鐵,將導(dǎo)致。(3)硫酸鋅晶體的溶解度與溫度的關(guān)系如圖所示。補(bǔ)全從濾液得到產(chǎn)品級ZnSO4?7H2O的操作:、過濾、洗滌、干燥。(4)工藝中產(chǎn)生的廢液中含Zn2+,排放前需處理。向廢液中加入由CH3COOH和CH3COONa組成的緩沖溶液調(diào)節(jié)pH,通入H2S發(fā)生反應(yīng)Zn2++H2S=ZnS↓+2H+,處理后的廢液中部分微粒濃度如表。微粒H2SCH3COOHCH3COO﹣濃度/mol?L﹣10.10.10.2已知常溫下:Ksp(ZnS)=2.5×10﹣22,Ka1(H2S)=1.1×10﹣7,Ka2(H2S)=1.3×10﹣13,Ka(CH3COOH)=1.8×10﹣5,則處理后的廢液中c(Zn2+)=mol?L﹣1。8.(2024秋?龍崗區(qū)期末)鍺(Ge)廣泛用于航空航天、太陽能電池、信息通信等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。一種從粉煤灰(含GeO2)富集二氧化鍺的流程如圖:已知:部分物質(zhì)的理化性質(zhì)如表。物質(zhì)沸點(diǎn)℃特性GeO21200穩(wěn)定GeCl484易水解NH4Cl一易分解回答下列問題:(1)鍺元素基態(tài)原子的價層電子排布式為。(2)“混合”宜在低溫下操作,其目的是。(3)“焙燒”時將粉煤灰與氯化銨混合后置于石英管中400℃焙燒,產(chǎn)生的焙燒氣中含有GeCl4、NH3等,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,氮?dú)獠粎⑴c焙燒反應(yīng),焙燒過程中通氮?dú)獾淖饔檬恰#?)“水解”中發(fā)生反應(yīng):GeCl4+2H2O?GeO2+4HClΔH<0,實(shí)驗(yàn)測得水解率與HCl濃度、溫度關(guān)系如圖,最適宜的條件是,水解率P點(diǎn)高于Q點(diǎn)的原因是。(5)GeO2是鍺酸(H2GeO3)的酸酐,25℃時0.1mol?L﹣1NaHGeO3溶液呈性,該溶液中含鍺微粒的濃度由大到小的是。(已知25℃時,H2GeO3的Ka1=1.7×19.(2025春?靜安區(qū)期中)天然氣開采過程中普遍混有H2S,它會腐蝕管道等設(shè)備,必須予以去除。工業(yè)上,CH4和H2S重整制氫的反應(yīng)為:(1)關(guān)于硫(S)、磷(P)、氯(Cl)三種元素的判斷,正確的是。A.第一電離能:S>P>ClB.原子半徑:Cl>S>PC.電負(fù)性:Cl>S>PD.酸性:H3PO4<H2SO3<HClO4(2)反應(yīng)i在金屬硫化物的催化下進(jìn)行,機(jī)理如圖。①請判斷機(jī)理圖中的物質(zhì)X、Y,將其化學(xué)式分別填入下列空格中:X為,Y為。②反應(yīng)ⅰ的ΔH1=(用代數(shù)式表示)。(3)一定條件下,若只發(fā)生反應(yīng)i。下列說法正確的是。(不定項(xiàng))A.加入合適的催化劑,可以降低反應(yīng)i的焓變B.升高溫度,若H2S的體積分?jǐn)?shù)將減小,則ΔH1<0C.降低反應(yīng)溫度,反應(yīng)i的正逆反應(yīng)速率均減小D.增大反應(yīng)容器的體積,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大天然氣開采過程產(chǎn)生的H2S一般可用Na2SO3氧化處理。(4)常溫下,向濃度為0.68g?L﹣1的H2S溶液中加入一定量Na2SO3固體。不同pH下,H2S的去除率隨時間變化如圖所示。①實(shí)際生產(chǎn)中采用的去除條件是pH=5,不選擇更低pH的原因是;②pH=5時,計(jì)算0﹣10min內(nèi)H2S的去除速率v(H2S)=mol?L﹣1?min﹣1;(5)實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)時間一般選擇10min,而不是更長,其原因是。(不定項(xiàng))A.10min后,H2S的去除率增幅減小B.10min后,H2S的去除率繼續(xù)增高,但與時間成本相比,效率反而降低C.10min后,H2S溶液的濃度持續(xù)下降,其反應(yīng)速率必然減小D.10min后,溶液的pH不斷升高(6)25℃時,Ka1(H2S)=10﹣6.97、Ka2(H2S)=10﹣12.90。此溫度下,0.01mol?L﹣1Na2S溶液的有關(guān)微粒濃度關(guān)系正確的是。(不定項(xiàng))A.c(Na+)+c(H+)<c(OH﹣)+c(HS﹣)+c(S2﹣)B.c(Na+)>c(OH﹣)>c(S2﹣)>c(HS﹣)C.c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HS﹣)+2c(S2﹣)D.c(Na+)=2c(S2﹣)+2c(HS﹣)我國科技工作者設(shè)計(jì)了一套電化學(xué)裝置,能在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)H2S的分解,得到H2和S。該裝置的工作示意圖如圖。(7)該裝置能實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)換是。A.化學(xué)能→電能B.電能→化學(xué)能C.光能→化學(xué)能→電能D.光能→電能→化學(xué)能(8)裝置中,電極a為(填電極名稱)。裝置工作時,兩側(cè)電解質(zhì)溶液pH的變化是。10.(2025?浦東新區(qū)二模)“高壓氫還原法”能直接從金屬的鹽溶液中提取金屬,工業(yè)上由硫化銅精礦(主要成分CuS,含F(xiàn)eS、ZnS等雜質(zhì))制備銅粉的流程如圖:不同金屬離子的沉淀pH范圍如表1:Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH7.01.94.56.2沉淀完全pH9.03.26.78.2(1)“浸取”時的主反應(yīng)為:CuS+H2SO4?CuSO4+H2S該反應(yīng)在常溫下很難發(fā)生,通入高壓O2后使該反應(yīng)得以發(fā)生,分析其中的原因。。(2)調(diào)pH時,氨水與稀H2SO4反應(yīng)的離子方程式為。為使Fe3+沉淀完全,需要利用氨水將pH控制在。A.1.9﹣3.2B.3.2~4.5C.4.5~6.2D.6.7~7.0(3)檢驗(yàn)Fe3+沉淀完全的方法是。(4)上述流程中,能替代氨水起到調(diào)節(jié)pH作用的試劑是。A.CuB.CuOC.CuSD.CuSO4(5)“還原”步驟中,溶液中離子濃度變化幅度最大的是。A.Cu2+B.Zn2+C.H+D.NH已知常溫下,單獨(dú)使用氨水或(NH4)2S2O8不能有效溶解硫化銅精礦,聯(lián)合使用氨水和(NH4)2S2O8溶液溶解硫化銅精礦,效率可大大提高。反應(yīng)原理如下:①CuS(s)?Cu2+(aq)+S2﹣(aq)Ksp=6.3×10﹣36②Cu2+(aq)+4NH3(aq)?[Cu(NH3)4]2+(aq)K=2.1×1013③_____S2﹣+_____S2O82-+_____H2O=_____SO(6)通過計(jì)算說明為什么單獨(dú)使用氨水不能有效溶解硫化銅精礦?(寫出計(jì)算過程)(7)配平反應(yīng)③的方程式。(8)已知(NH4)2S2O8在水中濃度較大時會分解成NH4HSO4和O2。為研究氨水存在下(NH4)2S2O8的用量對硫化銅精礦中銅提取率的影響,在10mL氨水中,加入1.000g硫化銅精礦,溶液中的含銅量隨著加入的(NH4)2S2O8固體的質(zhì)量變化如表2。請解釋含銅量先增大后減小的原因。。組號(NH4)2S2O8量(g)含銅量(%)100.5259.7531011.254155.155204.4511.(2025?杭州模擬)碳族元素及化合物在生活、化工中有重要的應(yīng)用。請回答:(1)關(guān)于碳族元素原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的描述,下列說法正確的是。A.基態(tài)硅原子的價層電子排布式為3s23p2B.第一電離能C>Si,Ge<PbC.Pb3O4中鉛元素存在+2、+4價D.Sn4+的半徑大于Sn2+的半徑(2)晶體硅、金剛石、金剛砂(SiC)按熔點(diǎn)由高到低排序,從結(jié)構(gòu)角度說明理由。(3)某含鉛化合物A的晶胞如圖。①A化學(xué)式是。②化合物A生產(chǎn)成本低,光電轉(zhuǎn)化效率高,但用在太陽能電池上A的“怕熱怕濕”仍需技術(shù)攻關(guān)。寫出化合物A與足量NaOH溶液發(fā)生非氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。(25℃時,Ksp(PbI2)=8.5×10﹣9;Ksp[Pb(OH)2]=1.4×10﹣20)(4)從燃煤的煙道灰中可提取得到重要的半導(dǎo)體材料GeO2(屬于兩性氧化物)。請寫出GeO2與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。(5)SnSO4是化工常用的抗氧化劑,易溶于水(熱水中溶解度顯著增加),易水解。工業(yè)上用SnO固體制備SnSO4?2H2O晶體的流程如圖:①硫酸溶液的濃度必須控制,原因是;硫酸溶液的用量要適當(dāng)過量,理由是。②“系列操作”為。12.(2025?奉賢區(qū)二模)消毒劑的制備次氯酸鈉是家庭洗滌劑中的含氯消毒劑。Ⅰ.某學(xué)生小組甲提出用如圖所示裝置制備NaClO。(1)裝置A中反應(yīng)的離子方程式為。(2)儀器X的名稱,Y溶液為。(3)按照氣流方向,裝置正確的連接順序?yàn)閍→→→→→→。裝置C中長頸漏斗的作用是。(4)反應(yīng)過程中,裝置D中的溫度及產(chǎn)物的量隨時間變化趨勢如圖,裝置D中使用冰水浴的原因?yàn)椤"?某學(xué)生小組乙利用Na2CO3溶液和Ca(ClO)2制取次氯酸鈉溶液,并過濾。(5)要檢驗(yàn)所得次氯酸鈉溶液中是否含有Cl﹣的方法為。(6)該方法與小組甲的方法相比,優(yōu)點(diǎn)為(寫出一點(diǎn)即可)。Ⅲ.測定產(chǎn)品中有效成分含量:①取20.00mLD中的產(chǎn)品于100mL的容量瓶中,加入足量KI溶液、稀硫酸,再加入蒸餾水定容,在暗處靜置5min。②取出20.00mL①所得溶液于錐形瓶中,加入指示劑,用1.000mol?L﹣1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平行測定三次。(已知:ClO﹣+2I﹣+2H+═I2+H2O+Cl﹣,2S2O32-+I2=2I﹣+S(7)步驟②中加入的指示劑為。判斷滴定終點(diǎn)的方法是。(8)某次學(xué)生滴定時滴定管液面如圖,則此時讀數(shù)為mL。(9)某小組三次實(shí)驗(yàn)的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積讀數(shù)如表所示,若產(chǎn)品中不存在能與KI反應(yīng)的雜質(zhì),則原樣中NaClO的濃度為(保留三位有效數(shù)字)。實(shí)驗(yàn)序號滴定管初讀數(shù)(mL)滴定管末讀數(shù)(mL)10.1020.0521.5021.530.1022.20(10)滴定過程中會使NaClO的濃度偏高的是(不定項(xiàng))。A.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失B.錐形瓶用蒸餾水洗凈后未干燥C.滴定過程中,不慎將錐形瓶中少量溶液濺出D.該產(chǎn)品還含有少量NaClO3,NaClO3也能將KI氧化為I213.(2025?安岳縣校級二模)工業(yè)上可用釩爐渣(主要含有FeO?V2O3,還含有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))制取V2O5,其流程如圖:已知+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液的pH的關(guān)系如表所示:pH4~66~88~1010~12主要存在形式VO2VO3V2OVO4(1)焙燒前,將釩爐渣粉碎的目的為。(2)加入Na2CO3焙燒可將FeO?V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性的NaVO3,該轉(zhuǎn)化反應(yīng)中生成的還有另一種固體產(chǎn)物,其為,該固體產(chǎn)物常用作。(3)用MgSO4溶液除硅、磷時,濾渣的主要成分為Mg3(PO4)2、MgSiO3。若濾液中c(SiO32-)=1.6×10﹣2mol?L﹣1,則c2(PO43-)=mol2?L﹣2。{已知:Ksp(MgSiO3)=2.4×10﹣5,Ksp[Mg3(PO4)2]=2.7×(4)沉釩工序中用(NH4)2SO4調(diào)節(jié)溶液的pH=7.5,當(dāng)pH<6時,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低,原因?yàn)椤#?)沉釩后的操作是、干燥。寫出獲得V2O5的化學(xué)方程式:。14.(2024秋?遼寧期末)硫氰酸亞銅(CuSCN)用途廣泛,是一種優(yōu)良的無機(jī)防污顏料。一種制備硫氰酸亞銅的實(shí)驗(yàn)步驟如下:ⅰ.在6mol?L﹣1的鹽酸中加入CuCl2溶液和銅粉,加熱攪拌至溶液中銅粉完全反應(yīng)生成配合物H[CuCl2]溶液。ⅱ.H[CuCl2]溶液冷卻后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH為2~3,加入適量的表面活性劑聚乙二醇4000(),在冰水冷卻和不斷攪拌的條件下緩慢滴入NaSCN溶液。ⅲ.過濾ⅱ所得混合物,沉淀經(jīng)洗滌、干燥后得到硫氰酸亞銅粉末。已知:①Ksp②CuCl能與鹽酸發(fā)生反應(yīng):CuCl+請回答下列問題:(1)S、C、N三種元素中,原子半徑最小的為,第一電離能最大的是。(2)步驟i中生成H[CuCl2]的化學(xué)方程式為,H[CuCl2]中的配體為;在熱的CuCl2溶液中加入銅粉,可制得CuCl,該反應(yīng)比較緩慢,原因可能是。(3)準(zhǔn)確稱取硫氰酸亞銅樣品(雜質(zhì)不參與反應(yīng))0.3g置于100mL燒杯中,加入足量0.5mol?L﹣1NaOH溶液,加熱充分反應(yīng)(2CuSCN+2NaOH△ˉ2NaSCN+Cu2O+H2O),反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌沉淀;將濾液和洗滌液合并至250mL錐形瓶中,加入稀硝酸酸化后,滴入30.00mL.0.1mol?L﹣1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液及適量NH4Fe(SO4)2?①滴定終點(diǎn)生成微量的Fe(SCN)3,SCN-中最可能提供孤電子對與Fe3+形成配位鍵的原子為(已知電負(fù)性:N>S>②該樣品中,CuSCN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%(保留至小數(shù)點(diǎn)后一位)。15.(2025?陜西模擬)金溶膠在腫瘤治療、生物成像、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用價值。制備金溶膠方法如下(裝置如圖):Ⅰ.室溫下向儀器A中加入100.0mL0.01%氯金酸(HAuCl4)溶液和2.0mL1%檸檬酸鈉溶液,攪拌1min。Ⅱ.將上述混合液加熱至沸騰。Ⅲ.向混合液中加入1.6mL0.075%硼氫化鈉(NaBH4)溶液,繼續(xù)加熱攪拌15min,反應(yīng)液從灰色變?yōu)樗{(lán)色,最后變?yōu)榫萍t色。Ⅳ.將反應(yīng)后的液體冷卻至室溫,離心分離,蒸餾水洗滌產(chǎn)品。Ⅴ.將制得的金顆粒分散在蒸餾水中,即得到酒紅色的金溶膠。資料:①不同尺寸金顆粒制備條件制備條件平均尺寸0.01%HAuCl41%檸檬酸鈉0.075%NaBH4反應(yīng)溫度5nm100mL1.0mL0.6mL25℃10nm100mL1.0mL1.0mL25℃15nm100mL5.0mL1.6mL100℃25nm100mL3.2mL1.6mL100℃45nm100mL2.0mL1.6mL100℃②硼氫化鈉具有較強(qiáng)還原性,易被空氣氧化。且與水等含有羥基的物質(zhì)發(fā)生較緩慢的反應(yīng)釋放出氫氣。③檸檬酸鈉是一種穩(wěn)定劑,防止生成的金溶膠聚沉,同時控制金顆粒的尺寸和形狀,不參與氯金酸的還原,其結(jié)構(gòu)與高級脂肪酸鈉鹽類似,具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)。回答下列問題:(1)儀器A的名稱是。步驟Ⅲ中攪拌的目的是。(2)步驟Ⅲ中僅生成一種單質(zhì),同時有H3BO3生成,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:。指出此裝置的不足之處:。(3)步驟Ⅳ中,證明洗滌干凈的操作是。(4)下列說法正確的是。A.用激光照射步驟Ⅴ中得到的產(chǎn)品,能看到一條光亮的通路B.步驟Ⅲ中NaBH4應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。為使NaBH4充分反應(yīng)應(yīng)分批加入C.該實(shí)驗(yàn)得到的金顆粒與塊狀金物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都不同D.該實(shí)驗(yàn)可用聚甲基丙烯酸鈉代替檸檬酸鈉(5)某同學(xué)想利用該方法制備平均尺寸為25nm的金溶膠,結(jié)果測得顆粒平均尺寸偏小,試從制備條件角度分析可能的原因:、。(答出兩條即可)(6)金溶膠具有良好的導(dǎo)電性和生物相容性,某科研團(tuán)隊(duì)利用金溶膠組裝電化學(xué)傳感器用于檢測血清中的腫瘤標(biāo)志物。已知腫瘤標(biāo)志物甲胎蛋白(CEA)的濃度與信號強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)的關(guān)系如圖。四次測得某血清樣品的信號強(qiáng)度如表,則該樣品中CEA的濃度為ng?mL﹣1。(已知1g3=0.5)測量次數(shù)1234電流強(qiáng)度(A)﹣30.2﹣32.3﹣30.6﹣30.716.(2025?江蘇校級一模)鉀鉻礬[K2SO4?Cr2(SO4)3?24H2O],M=998g?mol﹣1,在鞣革、紡織等工業(yè)上有廣泛的用途,可通過SO2還原重鉻酸鹽的酸性溶液制得,某小組按圖1所示裝置模擬鉀鉻礬的制備。回答下列問題:(1)利用A裝置可制備SO2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為。選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的H2SO4而不是稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理由是。(2)B裝置采用冰水浴,充分反應(yīng)后為得到更多鉀鉻礬晶體,有同學(xué)認(rèn)為可加入少量乙醇降低產(chǎn)品的溶解度而便于析出,該方法不合理的原因是。(3)對反應(yīng)后C中的溶液組成進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)小組認(rèn)為吸收液中的溶質(zhì)可能被氧化,可加入(填試劑)進(jìn)行檢驗(yàn)。(4)研究鉀鉻礬的熱分解反應(yīng)及產(chǎn)物,取9.98g純品進(jìn)行熱重分析,殘留固體的質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖所示。由607℃加熱至627℃時,固體分解產(chǎn)生無色氣體,過程中無電子轉(zhuǎn)移。將剩余固體溶于水中部分溶解。607℃加熱至627℃時所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(5)往含鉻廢水中加入適量可溶性鋇鹽可使鉻元素轉(zhuǎn)化為BaCrO4沉淀而除去。要使CrO42-的排放達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)(CrO42-含量≤5.8×10﹣2mg?L﹣1),應(yīng)保證水體中c(Ba2+)的最低濃度為mol?17.(2025?湖南模擬)工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4,含Al、Si、Mg的氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備K2Cr2O7的工藝流程如圖。已知:礦物中相關(guān)元素可溶性組分的物質(zhì)的量濃度的對數(shù)lg[c/(mol?L﹣1)]與pH的關(guān)系如圖1所示。當(dāng)溶液中可溶組分濃度c≤1.0×10﹣5mol?L﹣1時,可認(rèn)為已除盡。圖1回答下列問題:(1)基態(tài)Fe2+的價層電子排布式為。(2)“焙燒”的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4并將Al、Si氧化物轉(zhuǎn)化為可溶性鈉鹽,“焙燒”時氣體與礦料逆流而行,目的是;“焙燒”過程中SiO2發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(3)25℃時。已知Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、K(4)“濾渣2”的成分主要為(填化學(xué)式)。(5)“酸化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(6)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖2所示。向“酸化”后的溶液中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到(填標(biāo)號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃圖218.(2025?南陽模擬)5﹣氨基﹣8﹣羥基喹啉()具有抗孢疹病毒和抗腫瘤活性。實(shí)驗(yàn)室中采用下列裝置和步驟,以5﹣硝基﹣8﹣羥基喹啉()為原料制備少量5﹣氨基﹣8﹣羥基喹啉。實(shí)驗(yàn)過程如下:①按圖1安裝好三頸燒瓶、儀器甲、乙。②將100mL異丙醇、9.50g5﹣硝基﹣8﹣羥基喹啉、1.25gPd/C加入三頸燒瓶中。③控制磁力加熱攪拌器進(jìn)行攪拌并加熱,并通過儀器甲向三頸燒瓶中滴入5.14mL水合肼(N2H4?H2O),保持?jǐn)嚢韬涂刂茰囟葹?0~85℃,反應(yīng)4h。④趁熱過濾。⑤將三頸燒瓶上連接直形冷凝管,對濾液進(jìn)行蒸餾,凈化,得7.31g固體產(chǎn)品。已知部分物質(zhì)的性質(zhì)如表:密度/(g?cm﹣3)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃溶解性5﹣硝基﹣8﹣羥基喹啉1.505182.0419.0溶解于異丙醇5﹣氨基﹣8﹣羥基喹啉1.363237.0408.3溶解于異丙醇異丙醇0.786﹣89.582.5溶于水、乙醇水合肼1.030﹣40.0118.5與水和乙醇混溶回答下列問題:(1)該制備實(shí)驗(yàn)中,可以代替儀器甲的是(填字母)。a.滴液漏斗b.玻璃漏斗c.長頸漏斗d.布氏漏斗(2)圖1、圖2中的兩種冷凝管均為從下口(a口、d口)通入冷水,上口(b口、c口)為出水口。解釋這種方式通入冷凝水冷卻效果好的原因:。(3)實(shí)驗(yàn)步驟②中加入的Pd/C為催化劑,異丙醇的作用是。(4)實(shí)驗(yàn)步驟④過濾時“趁熱”的目的是;實(shí)驗(yàn)步驟⑤“蒸餾”的目的是。(5)寫出上述制備反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(6)該制備反應(yīng)的產(chǎn)率為%(保留3位有效數(shù)字)。19.(2025?海南一模)鈰(Ce)常用作玻璃脫色劑、澄清劑、著色劑和研磨拋光劑材料,也是三元催化劑的重要組成元素。磷鈰鑭礦中鈰(Ce)主要以CePO4形式存在,還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaF2等物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室以磷鈰鑭礦為原料模擬工業(yè)制備Ce的流程圖如圖。已知:常溫下,Ksp[Al請回答下列問題:(1)酸性廢氣中含有HF,該氣體的水溶液用來刻蝕玻璃時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(2)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行過濾操作需要用到的玻璃儀器有。(3)常溫下,“濾液Ⅱ”中c(Ce3+)=0.1mol?L﹣1,用氨水調(diào)pH的范圍是(當(dāng)溶液中離子濃度≤10﹣5mol?L﹣1時,認(rèn)為該離子沉淀完全)。(4)“濾液Ⅲ”中加入NH4HCO3反應(yīng)生成Ce2(CO3)3的離子方程式為;“濾液Ⅲ”的溫度保持在35~45℃,不宜過高的原因是。20.(2025?南昌一模)配合物[Co(Ⅱ)Salen]具有還原性,能模擬金屬蛋白的載氧作用。它由水楊醛與乙二胺反應(yīng)生成的配體與醋酸鈷反應(yīng),其反應(yīng)式為:某實(shí)驗(yàn)小組制備配合物[Co(Ⅱ)Salen]并測定其載氧量的實(shí)驗(yàn)如下:Ⅰ.制備配合物[Co(Ⅱ)Salen]實(shí)驗(yàn)步驟1:在儀器A中加入1.6mL水楊醛和乙醇,在攪拌的作用下加0.75mL乙二胺,反應(yīng)4~5min生成配體(雙水楊醛縮乙二胺)。通入N2并通過恒壓滴液漏斗向含有雙水楊醛縮乙二胺的溶液中緩慢滴加醋酸鈷溶液,加熱回流,合成裝置如圖所示。步驟2:回流1h,沉淀轉(zhuǎn)化為暗紅色晶體;步驟3:充分冷卻后將溶液過濾,洗滌并干燥,得到配合物[Co(Ⅱ)Salen]。回答下列問題:(1)儀器A名稱是(填名稱)。(2)向儀器A中通入N2的目的是;(3)回流結(jié)束后進(jìn)行如下操作:A.停止通氮?dú)釨.停止加熱C.關(guān)閉冷凝水正確的操作順序?yàn)椋ㄌ顦?biāo)號)。Ⅱ.測定載氧量步驟1:按圖安裝儀器。步驟2:……………步驟3:將mg的[Co(Ⅱ)Salen](相對分子質(zhì)量為M)加入圓底燒瓶中,在恒壓漏斗中加入二甲基甲酰胺(DMF)(配合物在DMF中可吸氧)。通入氧氣,趕盡裝置中的空氣并使整個裝置充滿氧氣后、關(guān)閉活塞停止通氧。步驟4:調(diào)整水平儀高度,待量氣管水位與水平儀水位齊平時,記錄量氣管水位的體積刻度為V1。將DMF加入圓底燒瓶,待吸氧反應(yīng)結(jié)束后,再次使量氣管水位與水平儀水位齊平,記錄量氣管水位的體積刻度V2。已知氧氣的壓強(qiáng)為p,溫度為T。(p、T均已轉(zhuǎn)換為國際單位)(4)步驟2的操作是,DMF的結(jié)構(gòu)簡式為。(5)步驟3中要趕盡裝置中的空氣并使整個裝置充滿氧氣的原因是。(6)配合物載氧量n(吸收的O2):n[Co(Ⅱ)Salen]的計(jì)算式為。
2025高考化學(xué)復(fù)習(xí)難題速遞之實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(解答大題)(2025年4月)參考答案與試題解析一.解答題(共20小題)1.(2025?張掖一模)比亞迪2025年計(jì)劃推出新一代基于磷酸鐵鋰技術(shù)的“刀片電池”。一種以鈦鐵礦(FeTiO3)和磷灰石礦[Ca5F(PO4)3]為主要原料制取磷酸鐵鋰前驅(qū)體磷酸鐵(FePO4)的工藝流程如圖1:已知:鈦(Ⅳ)在酸性溶液中的存在形式是TiO2+,在堿性環(huán)境中轉(zhuǎn)化為H4TiO4。(1)寫出對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式:“試劑X”H2SO4,“氣體Y”HF。(2)“濾液1”中加入過量Na2CO3粉末可得到H4TiO4,寫出該反應(yīng)的離子方程式:TiO2++2(3)“沉淀”反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeSO4?7H2O+H2O2+2H3PO4+4NH3=2FePO4↓+2(NH4)2SO4+16H2O。(4)工業(yè)上也可以用磷酸亞鐵粗產(chǎn)品(混有氫氧化鐵)制備磷酸鐵(FePO4)。其他條件一定,制備FePO4時測得Fe的有效轉(zhuǎn)化率[n(FeSO4)n(Fe)總×100%]與溶液pH的關(guān)系如圖2所示。從下列所給試劑中選擇相應(yīng)試劑并完成制備FePO4晶體的實(shí)驗(yàn):邊攪拌邊向磷酸亞鐵粗產(chǎn)品中加入1mol?L﹣1H2SO4溶液至完全溶解,向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反應(yīng),邊攪拌邊滴加1mol?L﹣1Na2HPO(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑:1mol?L﹣1Na2HPO4溶液,1mol?L﹣1H2SO4溶液,30%H2O2溶液)。(5)鋰離子電池電極材料是LiFePO4其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖①所示。其中O圍繞Fe和P分別形成4個正八面體和4個正四面體。電池充電時,LiFePO4脫出部分Li+形成Li(1﹣x)FePO4,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖②所示,則Li(1﹣x)FePO4晶胞中n(Fe2+);n(Fe3+)=11:5。【答案】(1)H2SO4;HF;(2)TiO(3)2FeSO4?7H2O+H2O2+2H3PO4+4NH3=2FePO4↓+2(NH4)2SO4+16H2O;(4)1mol?L﹣1H2SO4;30%H2O2;1mol?L﹣1Na2HPO4;pH約為1.5;(5)11:5。【分析】鈦鐵礦加X,“試劑X”為一種酸H2SO4,鈦鐵礦加硫酸酸解,水浸、冷卻、過濾得“濾液1”顯酸性,鈦的存在形式為TiO2+,加入Na2CO3后轉(zhuǎn)化為H4TiO4;而磷灰石礦加入硫酸溶之后,過濾可得到石膏,“氣體Y”為HF,濾液2加FeSO4?7H2O,F(xiàn)eSO4?7H2O被H2O2氧化,磷元素來自“濾液2”中的H3PO4,得磷酸鐵。【解答】解:(1)由圖可知,“試劑X”為一種酸,而磷灰石礦加入試劑硫酸溶之后,過濾可得到石膏硫酸鈣,則酸為硫酸,磷灰石礦[Ca5F(PO4)3]含F(xiàn)元素,加入硫酸生成氣體Y為HF,“試劑X”為H2SO4,“氣體Y”為HF,故答案為:H2SO4;HF;(2)“濾液1”顯酸性,鈦的存在形式為TiO2+,加入Na2CO3后轉(zhuǎn)化為H4TiO4,Na2CO3過量,反應(yīng)生成HCO3-,該反應(yīng)的離子方程式:TiO2++2CO32-+3H2O=H4TiO故答案為:TiO2++2CO32-+3H2O=H4TiO4↓(3)“沉淀”過程發(fā)生氧化還原反應(yīng),F(xiàn)eSO4?7H2O被H2O2氧化生成FePO4,磷元素來自“濾液2”中的H3PO4,產(chǎn)物還有硫酸銨和水,“沉淀”反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FeSO4?7H2O+H2O2+2H3PO4+4NH3=2FePO4↓+2(NH4)2SO4+16H2O,故答案為:2FeSO4?7H2O+H2O2+2H3PO4+4NH3=2FePO4↓+2(NH4)2SO4+16H2O;(4)磷酸亞鐵粗產(chǎn)品不溶于水,應(yīng)先加硫酸溶解,再加H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,最后加Na2HPO4,由圖可知,pH在1.5左右Fe的有效轉(zhuǎn)化率最高,制備FePO4晶體的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向磷酸亞鐵粗產(chǎn)品中加入1mol?L﹣1H2SO4至完全溶解,向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反應(yīng),邊攪拌邊滴加1mol?L﹣1Na2HPO4溶液至溶液pH約為1.5,充分反應(yīng)至不再有沉淀產(chǎn)生,過濾、洗滌、干燥,故答案為:1mol?L﹣1H2SO4;30%H2O2;1mol?L﹣1Na2HPO4;pH約為1.5;(5)由圖可知,晶胞中含有4個Fe,(1﹣x):1=2.75:4,可得,x=516,設(shè)Li1﹣xFePO4中Fe3+的個數(shù)為a,由化合價代數(shù)和為0可得,1×(1-516)+3×a+2×(1﹣a)+5×1+4×(﹣2)=0,解得,a=516,則n(Fe2+):n(Fe3+)=(1-故答案為:11:5。【點(diǎn)評】本題考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),側(cè)重考查學(xué)生制備實(shí)驗(yàn)的掌握情況,試題難度中等。2.(2025?閔行區(qū)質(zhì)檢)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)常被用作食品漂白劑、膨松劑和防腐劑等。該物質(zhì)易溶于水,微溶于乙醇,其水解呈酸性,與強(qiáng)酸反應(yīng)放出較多SO2。工業(yè)上可由NaHSO3的過飽和溶液經(jīng)結(jié)晶脫水制備,原理為:2NaHSO3(過飽和溶液)=Na2S2O5(晶體)+H2O(l)(Ⅰ)當(dāng)一級反應(yīng)釜中溶液pH在3~4時,停止通入SO2攪拌10分鐘,復(fù)測pH在3~4范圍內(nèi),得到NaHSO3的過飽和溶液。(Ⅱ)將一級反應(yīng)釜降溫至0℃,并攪拌1小時,析出Na2S2O5再經(jīng)過濾、洗滌、干燥,得到Na2S2O5產(chǎn)品。(1)一級反應(yīng)釜中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2。(2)簡述二級反應(yīng)器和三級反應(yīng)器的作用。將過量的SO2充分吸收,提高其利用率(3)一級反應(yīng)釜析出的Na2S2O5需要洗滌兩次,選用試劑依次是①C、②B。A.水B.無水乙醇C.飽和SO2水溶液(4)在流程圖中畫出可循環(huán)利用物質(zhì)的循環(huán)線。(5)長期放置的Na2S2O5固體會部分被氧化為Na2SO4檢驗(yàn)Na2S2O5樣品是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是取少量樣品于試管中,滴加足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明有SO42-,樣品被氧化,反之,則未變質(zhì)(6)Na2S2O5作為食品添加劑,不得用于直接浸泡、熏蒸等非工藝必要接觸。結(jié)合化學(xué)用語解釋原因S2O52-+H2O?HSO3-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH?,H2SO3?SO2+H2O,Na2S2焦亞硫酸鈉作為食品添加劑,在葡萄酒中殘留量一般不得超過0.25g?L﹣1(以SO2計(jì))。某小組檢測葡萄酒樣品中Na2S2O5殘留量,實(shí)驗(yàn)如下:取150mL葡萄酒樣品,加稀硫酸酸化后加熱,將產(chǎn)生氣體通入足量雙氧水中充分吸收,再除去過量的H2O2冷卻后滴加酚酞,最后用0.100mol?L﹣1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定上述吸收液。已知:SO2+H2O2═H2SO4(7)滴定操作中用到的玻璃儀器有B。A.玻璃棒B.滴定管C.燒杯D.容量瓶(8)下列操作會使得測定結(jié)果偏低的是BC。(不定項(xiàng))A.酸化時,將稀硫酸改為稀鹽酸B.加入稀硫酸后,未進(jìn)行加熱操作C.當(dāng)酚酞變色時,立刻停止滴定D.盛放NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未潤洗(9)實(shí)驗(yàn)測得平均消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液15.00mL,計(jì)算該樣品中Na2S2O5的殘留量是否在安全范圍內(nèi)否(殘留量以SO2計(jì),寫出計(jì)算過程)。【答案】(1)2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2;(2)將過量的SO2充分吸收,提高其利用率;(3)C;B;(4);(5)取少量樣品于試管中,滴加足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明有SO4(6)S2O52-+H2O?HSO3-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH?,H2SO3?SO2+H2O,Na2(7)B;(8)BC;(9)否。【分析】硫鐵礦在煅燒爐中會生成二氧化硫,通過凈化裝置進(jìn)入一級反應(yīng)釜和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成焦亞硫酸鈉,生成的二氧化碳?xì)怏w和少量的二氧化硫氣體進(jìn)入二級反應(yīng)器和三級反應(yīng)器,和碳酸鈉充分反應(yīng)生成碳酸鈉、亞硫酸鈉會再次進(jìn)入一級反應(yīng)釜中,在吸收塔中和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的碳酸鈉、亞硫酸鈉也可以進(jìn)入一級反應(yīng)釜中,將過量的SO2充分吸收,提高其利用率。【解答】解:(1)根據(jù)分析,一級反應(yīng)釜中二氧化硫和碳酸鈉溶液反應(yīng)生成NaHSO3和二氧化碳,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2,故答案為:2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2;(2)二級反應(yīng)器和三級反應(yīng)器的作用將過量的SO2充分吸收,提高其利用率,故答案為:將過量的SO2充分吸收,提高其利用率;(3)一級反應(yīng)釜析出的Na2S2O5需要洗滌兩次,先用飽和SO2水溶液可以洗去表面雜質(zhì),減少Na2S2O5在水中的溶解,再用無水乙醇進(jìn)一步除去其他雜質(zhì)離子,故答案為:C;B;(4)根據(jù)分析,二級和三級反應(yīng)釜、吸收塔均分離出Na2S2O5,可進(jìn)入一級反應(yīng)釜,則可循環(huán)利用的物質(zhì)是Na2S2O5,其循環(huán)線為,故答案為:;(5)檢驗(yàn)Na2S2O5樣品是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是檢驗(yàn)硫酸根離子是否存在,選擇稀鹽酸和氯化鋇溶液檢驗(yàn)硫酸根離子,實(shí)驗(yàn)方法為:取少量樣品于試管中,滴加足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明有SO4故答案為:取少量樣品于試管中,滴加足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,若產(chǎn)生白色沉淀,則證明有SO4(6)Na2S2O5作為食品添加劑,不得用于直接浸泡、熏蒸等非工藝必要接觸,是因?yàn)榻箒喠蛩釙猓罱K會有二氧化硫生成,相關(guān)化學(xué)方程式為S2O52-+H2O?HSO3-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH?,H2SO3?SO2+H2O,Na2故答案為:S2O52-+H2O?HSO3-,HSO3-+H2O?H2SO3+OH?,H2SO3?SO2+H2O,Na2(7)滴定操作中用到的玻璃儀器有滴定管、錐形瓶等,故選B,故答案為:B;(8)A.酸化時,將稀硫酸改為稀鹽酸,鹽酸易揮發(fā),氯化氫逸出,導(dǎo)致消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多,測定結(jié)果偏高,故A錯誤;B.加入稀硫酸后,未進(jìn)行加熱操作,導(dǎo)致二氧化硫沒有完全逸出,消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液偏少,測定結(jié)果偏低,故B正確;C.當(dāng)酚酞變色時,立刻停止滴定,消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液偏少,測定結(jié)果偏低,故C正確;D.盛放NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管未潤洗,導(dǎo)致NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液被稀釋,消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液偏多,測定結(jié)果偏高,故D錯誤;故答案為:BC;(9)根據(jù)反應(yīng)H2O2+SO2=H2SO4,H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,可知關(guān)系式SO2~H2SO4~2NaOH,n(SO2)=12n(NaOH)=12×0.100mol?L﹣1×15.00×10﹣3L=7.500×10﹣4mol,m(SO2)=64g?mol﹣1×7.500×10﹣4mol=0.048g,該葡萄酒中SO2的含量為=0.048g0.15L=0.32g?L﹣1>0.25g?L故答案為:否。【點(diǎn)評】本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn),難度不大,理清反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵,注意結(jié)合元素化合物知識進(jìn)行解答。3.(2025?河南模擬)某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備對氨基苯甲酸乙酯。【反應(yīng)式】+CH3CH2OH?濃硫酸+H2O【試劑】1g(約0.0073mol)對氨基苯甲酸、12.5mL95%乙醇(過量)、1mL濃硫酸、10%碳酸鈉溶液、乙醚、無水硫酸鎂。【步驟】①在50mL圓底燒瓶中,加入1g對氨基苯甲酸和12.5mL95%乙醇,旋搖燒瓶使大部分固體溶解。加入1mL濃硫酸,將燒瓶置于冰浴中冷卻,立即產(chǎn)生大量沉淀(在接下來的回流中沉淀溶解),將反應(yīng)混合物在水浴上回流1小時,并時加搖蕩。②將反應(yīng)后混合物轉(zhuǎn)入燒杯中,冷卻后分批加入10%碳酸鈉溶液中和(約需6mL),可觀察到有氣體逸出并產(chǎn)生泡沫,直至加入碳酸鈉溶液后無明顯氣體釋放。反應(yīng)混合液接近中性時,測定溶液pH,再加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH為9左右。在中和過程中會產(chǎn)生少量固體沉淀。③將溶液傾潷到分液漏斗中,并用少量乙醚洗滌固體后并入分液漏斗。向分液漏斗中加入乙醚,搖蕩后分出醚層。加入無水硫酸鎂,在水浴上蒸去乙醚和大部分乙醇,至殘余油狀物約1mL為止。殘余液用乙醇﹣水重結(jié)晶,產(chǎn)量約為0.5g。已知:ⅰ.對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性;ⅱ.對氨基苯甲酸能與硫酸反應(yīng)生成鹽(對氨基苯甲酸硫酸鹽)。回答下列問題:(1)步驟①中,加入濃硫酸之后,將燒瓶置于冰浴中冷卻,其目的是避免溫度過高,發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)率降低等。加入濃硫酸產(chǎn)生“大量沉淀”,解釋其產(chǎn)生原因:氨基呈堿性,會與硫酸反應(yīng)。(2)步驟②中,“冷卻后分批加入”碳酸鈉溶液的目的是避免反應(yīng)太快,氣體將產(chǎn)物和反應(yīng)物帶出。(3)步驟②中,不用NaOH溶液替代碳酸鈉溶液,其原因是NaOH堿性太強(qiáng),會導(dǎo)致產(chǎn)物水解,產(chǎn)率降低。不調(diào)節(jié)溶液呈中性,而應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH至9左右,其目的是對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性,調(diào)節(jié)溶液pH為9,可抑制產(chǎn)品水解。(4)步驟②中和過程中會生成少量沉淀,該沉淀是Na2SO4或NaHCO3。(5)步驟③中,用乙醇—水重結(jié)晶時需要選擇如圖玻璃儀器中的ABC(填字母)。(6)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率約為41.5%(結(jié)果保留1位小數(shù))。【答案】(1)避免溫度過高,發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)率降低等;氨基呈堿性,會與硫酸反應(yīng);(2)避免反應(yīng)太快,氣體將產(chǎn)物和反應(yīng)物帶出;(3)NaOH堿性太強(qiáng),會導(dǎo)致產(chǎn)物水解,產(chǎn)率降低;對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性,調(diào)節(jié)溶液pH為9,可抑制產(chǎn)品水解;(4)Na2SO4或NaHCO3;(5)ABC;(6)41.5。【分析】由題意可知,對氨基苯甲酸在濃硫酸作用下與乙醇在水浴加熱條件下制備對氨基苯甲酸乙酯,向反應(yīng)后的溶液中分批加入碳酸鈉溶液除去硫酸和未反應(yīng)氨基苯甲酸后,再用乙醚萃取溶液中的對氨基苯甲酸乙酯,分液后向乙醚層加入無水硫酸鎂除去水分,最后經(jīng)蒸餾、冷卻結(jié)晶得到對氨基苯甲酸乙酯。【解答】解:對氨基苯甲酸在濃硫酸作用下與乙醇在水浴加熱條件下制備對氨基苯甲酸乙酯,向反應(yīng)后的溶液中分批加入碳酸鈉溶液除去硫酸和未反應(yīng)氨基苯甲酸后,再用乙醚萃取溶液中的對氨基苯甲酸乙酯,分液后向乙醚層加入無水硫酸鎂除去水分,最后經(jīng)蒸餾、冷卻結(jié)晶得到對氨基苯甲酸乙酯;(1)加入濃硫酸,會放出熱量,溫度升高,反應(yīng)加劇,會產(chǎn)生副產(chǎn)物導(dǎo)致產(chǎn)率降低等,所以加入濃硫酸之后,將燒瓶置于冰浴中冷卻,故答案為:避免溫度過高,發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致產(chǎn)率降低等;氨基呈堿性,會與硫酸反應(yīng);(2)加入碳酸鈉過多,產(chǎn)生氣體較快,會將部分物質(zhì)帶出,導(dǎo)致產(chǎn)率降低,所以步驟②中,“冷卻后分批加入”碳酸鈉溶液,故答案為:避免反應(yīng)太快,氣體將產(chǎn)物和反應(yīng)物帶出;(3)氫氧化鈉是強(qiáng)堿,會加快酯基水解,所以不用NaOH溶液替代碳酸鈉溶液;若調(diào)節(jié)pH=7,部分產(chǎn)物以銨鹽形式存在,產(chǎn)率低,使產(chǎn)品純度低,對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性,調(diào)節(jié)溶液pH為9,可抑制產(chǎn)品水解,故答案為:NaOH堿性太強(qiáng),會導(dǎo)致產(chǎn)物水解,產(chǎn)率降低;對氨基苯甲酸乙酯呈弱堿性,調(diào)節(jié)溶液pH為9,可抑制產(chǎn)品水解;(4)加入碳酸鈉過程中會生成硫酸鈉等鹽,在乙醇中硫酸鈉難溶,析出固體,所以該沉淀是Na2SO4或NaHCO3,故答案為:Na2SO4或NaHCO3;(5)步驟③中,用乙醇﹣水重結(jié)晶時,需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾,需要玻璃儀器中的燒杯、酒精燈、玻璃棒,故答案為:ABC;(6)對氨基苯甲酸乙酯相對分子質(zhì)量為165,理論質(zhì)量m=0.0073mol×165g?mol﹣1=1.2045g,產(chǎn)率η=故答案為:41.5。【點(diǎn)評】本題考查實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),側(cè)重考查學(xué)生無機(jī)實(shí)驗(yàn)的掌握情況,試題難度中等。4.(2025?長寧區(qū)二模)過氧化氫(H2O2)是一種無色粘稠液體,它的水溶液俗稱雙氧水,呈弱酸性,醫(yī)療上用作外科消毒瓶(1)H2O2的電子式為B。A.B.C.D.(2)過氧化氫的沸點(diǎn)比水高,但受熱容易分解。某試劑廠先制得7%﹣8%的過氧化氫溶液,再濃縮成30%溶液時,可采用的適宜方法是B。A.常壓蒸餾B.減壓蒸餾C.加生石灰常壓蒸餾D.加壓蒸餾(3)水電離生成H3O+和OH﹣叫做水的自偶電離。同水一樣,H2O2也有極微弱的自偶電離,其自偶電離的方程式為:H2O2+H2O2?H3O2++(4)向H2O2溶液加入不同物質(zhì)時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式正確的是AB(不定項(xiàng))。A.酸性FeCl2溶液:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2OB.SO2氣體:H2O2+SO2═2H++C.氫碘酸溶液:2I﹣+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2OD.酸性高錳酸鉀溶液:2MnO4-+4H2O2+8H+=2Mn2++4O2↑(5)某廠工業(yè)廢水中含有一定量氯氣,為了除去氯氣,常加入H2O2作脫氯劑,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程Cl2+H2O2=2HCl+O2。(6)據(jù)報(bào)道,科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室已研制出在燃料電池的反應(yīng)容器中,利用特殊電極材料以H2和O2為原料制取過氧化氫的新工藝。原理如圖所示:請寫出甲電極的電極反應(yīng)式:O2+2H++2e﹣=H2O2。CO(NH2)2?H2O2(俗稱過氧化脲)也是一種消毒劑,實(shí)驗(yàn)室中可用尿素與過氧化氫制取:CO(NH2)2+H2O2=CO(NH2)2?H2O2相關(guān)制備、溶液的配制、濃度的測定如下:(7)在燒杯中分別加入25mL30%H2O2(ρ=1.11g?cm﹣3)、40mL蒸餾水和12.0g尿素,攪拌溶解。30℃下反應(yīng)40min,冷卻結(jié)晶、過濾、干燥,得白色針狀晶體9.4g。則過氧化脲的產(chǎn)率為50%。(8)溶液配制:容量瓶使用前檢查是否漏水的方法是:①向容量瓶中加入水,塞緊瓶塞,一只手的食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;②如果不漏水,把瓶正立;③旋轉(zhuǎn)瓶塞180°后塞緊,再把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;稱取一定量產(chǎn)品,用蒸餾水溶解后配制成100mL溶液。如圖為“溶液配制”的部分過程,操作a應(yīng)重復(fù)3次,目的是避免溶質(zhì)損失,確保配制精準(zhǔn)。(9)滴定分析:量取25.00mL過氧化脲溶液至錐形瓶中,加入一定量稀H2SO4用標(biāo)準(zhǔn)濃度的KMnO4溶液滴定至微紅色,記錄滴定體積,計(jì)算純度。以下操作導(dǎo)致氧化脲純度測定結(jié)果偏低的是A。A.量取過氧化脲溶液的滴定管僅用蒸餾水潤洗B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗C.搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外D.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失【答案】(1)B;(2)B;(3)H2O2+H2O2?H3O2(4)AB;(5)Cl2+H2O2=2HCl+O2;(6)O2+2H++2e﹣=H2O2;(7)50%;(8)旋轉(zhuǎn)瓶塞180°后塞緊;避免溶質(zhì)損失,確保配制精準(zhǔn);(9)A。【分析】(1)H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,據(jù)此書寫電子式;(2)減壓蒸餾可以使物質(zhì)在降低的溫度下沸騰;(3)同水一樣,H2O2也有極微弱的自偶電離,電離得到H3O2+和(4)根據(jù)原子守恒、電荷守恒、化合價升降守恒進(jìn)行分析、判斷;(5)Cl2可以將H2O2氧化為O2;(6)由圖可知,甲電極O2被還原為H2O2,據(jù)此書寫電極反應(yīng)式;(7)根據(jù)題意雙氧水的物質(zhì)的量為:1.11×25×30%g34g/mol≈0.0245mol(8)溶液配制:容量瓶使用前檢查是否漏水的方法是:①向容量瓶中加入水,塞緊瓶塞,一只手的食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;②如果不漏水,把瓶正立;③旋轉(zhuǎn)瓶塞180°后塞緊,再把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;稱取一定量產(chǎn)品,用蒸餾水溶解后配制成100mL溶液,如圖為“溶液配制”的部分過程,操作a應(yīng)重復(fù)3次,目的是避免溶質(zhì)損失,確保配制精準(zhǔn);(9)根據(jù)滴定消耗的KMnO4溶液體積的偏大、偏小情況,判斷過氧化脲溶液濃度的偏高、偏低情況。【解答】解:(1)H2O2屬于共價化合物,結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H,電子式為,故答案為:B;(2)過氧化氫的沸點(diǎn)比水高,但受熱容易分解,某試劑廠先制得7%﹣8%的過氧化氫溶液,再濃縮成30%溶液時,可采用的適宜方法是減壓蒸餾,故答案為:B;(3)水電離生成H3O+和OH﹣叫做水的自偶電離,同水一樣,H2O2也有極微弱的自偶電離,其自偶電離的方程式為:H2O2+H2O2?H3O2故答案為:H2O2+H2O2?H3O2(4)A.向H2O2溶液中加入酸性FeCl2溶液:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,符合原子守恒、電荷守恒、化合價升降守恒,故A正確;B.SO2氣體通入H2O2溶液中:H2O2+SO2═2H++SO42-C.向H2O2溶液中加入氫碘酸溶液:2I﹣+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2O,不符合升降守恒,故C錯誤;D.向H2O2溶液中加入酸性高錳酸鉀溶液:2MnO4-+4H2O2+8H+=2Mn2++4O2↑+8H2O故答案為:AB;(5)某廠工業(yè)廢水中含有一定量氯氣,為了除去氯氣,常加入H2O2作脫氯劑,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程為:Cl2+H2O2=2HCl+O2,故答案為:Cl2+H2O2=2HCl+O2;(6)由圖可知,甲電極O2被還原為H2O2,則電極反應(yīng)式為:O2+2H++2e﹣=H2O2,故答案為:O2+2H++2e﹣=H2O2;(7)根據(jù)題意雙氧水的物質(zhì)的量為:1.11×25×30%g34g/mol≈0.0245mol,尿素的物質(zhì)的量為12g60g故答案為:50%;(8)溶液配制:容量瓶使用前檢查是否漏水的方法是:①向容量瓶中加入水,塞緊瓶塞,一只手的食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;②如果不漏水,把瓶正立;③旋轉(zhuǎn)瓶塞180°后塞緊,再把瓶倒立觀察瓶塞周圍是否漏水;稱取一定量產(chǎn)品,用蒸餾水溶解后配制成100mL溶液,如圖為“溶液配制”的部分過程,操作a應(yīng)重復(fù)3次,目的是避免溶質(zhì)損失,確保配制精準(zhǔn),故答案為:旋轉(zhuǎn)瓶塞180°后塞緊;避免溶質(zhì)損失,確保配制精準(zhǔn);(9)A.量取過氧化脲溶液的滴定管僅用蒸餾水潤洗,會導(dǎo)致過氧化脲溶液濃度偏低,滴定消耗的KMnO4溶液體積偏小,最終導(dǎo)致滴定濃度偏低,故A正確;B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液潤洗,導(dǎo)致KMnO4溶液濃度偏低,滴定消耗的KMnO4溶液體積偏大,最終導(dǎo)致滴定濃度偏高,故B錯誤;C.搖動錐形瓶時KMnO4溶液滴到錐形瓶外,導(dǎo)致滴定消耗的KMnO4溶液體積偏大,最終導(dǎo)致滴定濃度偏高,故C錯誤;D.滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后氣泡消失,導(dǎo)致滴定消耗的KMnO4溶液體積偏大,最終導(dǎo)致滴定濃度偏高,故D錯誤;故答案為:A。【點(diǎn)評】本題主要考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),具體涉及過氧化脲的制取,產(chǎn)率的計(jì)算,同時考查溶液的配制等,考查內(nèi)容廣泛,屬于高考高頻考點(diǎn),難度中等。5.(2025?杭州二模)二茂鐵的化學(xué)式為Fe(C5H5)2,制備原理和流程如圖1:4KOH+2C5H6+FeCl2═Fe(C5H5)2+2KCl+2KOH?H2OΔH<0。已知:①環(huán)戊二烯酸性與乙醇相當(dāng)②相關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下:物質(zhì)熔點(diǎn)沸點(diǎn)溶解性二茂鐵173℃249℃不溶于水,易溶于苯、乙醚等有機(jī)溶劑環(huán)戊二烯—41.5℃—乙醚—34.6℃—請回答:(1)步驟1在圖2裝置中進(jìn)行,儀器a的名稱為錐形瓶,F(xiàn)e(C5H5)2屬于分子晶體。(2)步驟Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為3KOH+C5H6=KC5H5+2KOH?H2O(或KOH+C5H6=KC5H5+H2O)。(3)SOCl2在步驟Ⅲ中的作用吸水,防止亞鐵離子被氧化并抑制亞鐵離子水解。(4)關(guān)于本實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是AC。A.步驟Ⅰ中圖儀器b可以冷凝回流乙醚B.乙醚在反應(yīng)中主要作用是溶劑,若用乙醇代替產(chǎn)率不變C.步驟Ⅳ中溶液3加入溶液2中:應(yīng)當(dāng)分批次緩慢D.FeCl2?4H2O可由FeCl2的溶液蒸發(fā)結(jié)晶獲得(5)步驟Ⅴ,從混合物Ⅰ中得到粗產(chǎn)物的所有操作如下,請排序:過濾→③→①→⑤→②→④(填序號)。①水洗并分液②過濾③用乙醚洗滌濾渣,合并有機(jī)相④蒸出乙醚后得到產(chǎn)品⑤加入無水Na2SO4吸水(6)環(huán)戊二烯負(fù)離子為平面結(jié)構(gòu)(圖3),較穩(wěn)定,請分析KOH奪取的H為Ha(填Ha、Hb或Hc)。【答案】(1)錐形瓶;分子;(2)3KOH+C5H6=KC5H5+2KOH?H2O(或KOH+C5H6=KC5H5+H2O);(3)吸水;防止亞鐵離子被氧化并抑制亞鐵離子水解;(4)AC;(5)③;①;⑤;②;④;(6)Ha。【分析】0.5molKOH與40mL無水乙醚混合,電磁攪拌10min后,加入0.05環(huán)戊二烯,繼續(xù)攪拌20min,發(fā)生反應(yīng)KOH+C5H6=KC5H5+H2O,得到溶液2,將足量的SOCl2、4mL無水乙醚、FeCl2?4H2O混合,首先發(fā)生反應(yīng):SOCl2+H2O=SO2+2HCl,得到的溶液3(含有SO2)防止亞鐵離子被氧化并抑制亞鐵離子水解,將溶液3分批緩慢加入溶液2中,發(fā)生反應(yīng),生成二茂鐵(Fe(C5H5)2),二茂鐵難溶于水,過濾→用乙醚洗滌濾渣,合并有機(jī)相→水洗并分液→加入無水Na2SO4吸水→過濾→蒸出乙醚后得到產(chǎn)品,據(jù)此分析作答。【解答】解:(1)步驟1在圖2裝置中進(jìn)行,儀器a的名稱為錐形瓶,F(xiàn)e(C5H5)2熔沸點(diǎn)較低,屬于分子晶體,故答案為:錐形瓶;分子;(2)環(huán)戊二烯酸性與乙酸相當(dāng),步驟Ⅱ中發(fā)生的反應(yīng)為3KOH+C5H6=KC5H5+2KOH?H2O(或KOH+C5H6=KC5H5+H2O),故答案為:3KOH+C5H6=KC5H5+2KOH?H2O(或KOH+C5H6=KC5H5+H2O);(3)SOCl2可以與水反應(yīng),生成SO2和HCl,在步驟Ⅲ中的作用是吸水,防止亞鐵離子被氧化并抑制亞鐵離子水解,故答案為:吸水;防止亞鐵離子被氧化并抑制亞鐵離子水解;(4)A.步驟Ⅰ中圖儀器b是球形冷凝管,可以冷凝回流乙醚和環(huán)戊二烯,故A正確;B.乙醚在反應(yīng)中主要作用是溶劑,若用乙醇代替產(chǎn)率會改變,故B錯誤;C.步驟Ⅳ中溶液3加入溶液2中:應(yīng)當(dāng)分批次緩慢,使反應(yīng)更加充分,故C正確;D.F
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