高考化学——探究化学物质的制备

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高考化学——探究化学物质的制备

【高考预测】

(★★★)掌握有关化学物质的制备。

锁定高考

1.(2015重庆)ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过题9图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

(1) 仪器D的名称是 。安装F中导管时,应选用题9图2中的 。

(2) 打开B的活塞,A中发生反应:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。

为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜 (填"快"或"慢")。

(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则

装置C的作用是 。

(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2,该反应的离子方程式为 ,

在ClO2释放实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是 。

(5)已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和稳定剂Ⅱ,加酸后释放ClO2的浓度随时间的变化如题9图

3所示。若将其用于水果保鲜,你认为效果较好的稳定剂是 ,原因是 。

【答案】

(1)锥形瓶 b (2)慢 (3)吸收Cl2

(4)4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O 验证是否有ClO2 生成

(5)稳定剂Ⅱ,稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2 ,能较长时间维持保鲜所需的浓度

夯实基础

化学物质的制备题常常给出了常见的仪器、药品、反应原理和一些操作步骤,既有常见仪器的名称,又有仪器的组装;另外还给出了限定的实验装置、反应条件、实验现象和有关数据,要求学生根据实验原理及试题中所给予的信息,结合元素化合物知识,说明装置中某些仪器的作用,写出有关离子方程式,进行数据分析,指出实验中必须注意的某些问题,将基本实验仪器名称与组装,图像的分析与判断等联系起来,考查了学生对化学实验基本操作技能掌握的情况,考查了学生的观察能力与分析综合及评价的能力,符合教学大纲的要求。

典例(2016课标Ⅲ)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种

制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:

(一)碳酸钙的制备

(1)步骤①加入氨水的目的是_______。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于____。

(2)如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是______(填标号)。

a. 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁

b.玻璃棒用作引流

c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁

d.滤纸边缘高出漏斗

e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度

(二) 过氧化钙的制备

(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈____性(填"酸"、

"碱"或"中")。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是___________。

(4)步骤③中反应的化学方程式为________,该反应需要在冰浴下进行,原因是_________。

(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_______。

(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙

产品。该工艺方法的优点是______,产品的缺点是_______。

【答案】(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀;过滤分离;(2)ade ;(3)酸;除去溶液中溶解的CO2;

(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl;温度过高时过氧化氢分解;(5)去除结晶表面水分;(6)工艺简单、操作方便;纯度较低。

【解析】

(1)反应中盐酸过量,且溶液中含有铁离子,因此步骤①加入氨水的目的是中和多余的盐酸,沉淀铁离子;小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤。

(2)a.过滤时漏斗末端颈尖应该紧靠烧杯壁,a错误;b.玻璃棒用作引流,b正确;c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁,防止有气泡,c正确;d.滤纸边缘应该低于漏斗,d错误;e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易弄碎滤纸,e错误,答案选ade。

(5)过氧化钙不溶于乙醇,使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面的水分。

(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是原料来源丰富、操作方便,产品的缺点是得到产品的纯度较低。

【名师点睛】本试题考查物质的制备、实验基本操作、盐类水解、实验方案的设计与评价、元素及其化合物的性质等知识,这些问题属于基础知识的应用,意在考查考生的知识运用能力。制备碳酸钙,需要除去石灰石中的杂质,铁的氧化物和盐酸反应产生铁离子,然后利用过氧化氢,把Fe2+氧化成Fe3+,利用氢氧化铁在pH=2出现沉淀,当pH=3.7时沉淀完全,加入氨水调节pH,让Fe3+转化成Fe(OH)3,然后进行过滤,除去杂质。做题过程中注意题目中信息,信息会告诉你解题的思路,"沉淀颗粒长大",便于得到沉淀,便于过滤分离;实验操作中实验获得成功,一定要注意操作的规范性,如过滤的注意事项:"一贴""二低""三靠";物质的制备为了得到纯净的物质,一定要把杂质除去,但不能引入新的杂质,把有可能引入杂质的情况考虑进去。CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,但CO2能溶于水,会有一部分CO2溶解,加入氨水时会产生(NH4)2CO3,制备的过氧化钙不纯净,所以需要除去溶解CO2,加热煮沸,即可除去溶解CO2。在实验题目中往往以元素及其化合物的性质为基础进行考查,过氧化氢不稳定受热易分解,在冰浴中进行,为防止过氧化氢的分解;在物质的制备中也要注意题给信息,因为这往往解某题的关键,如"过氧化钙微溶于水",用蒸馏水洗涤中会有部分溶解,为了减少溶解,利用过氧化钙难溶于乙醇进行洗涤,本试题难度适中。

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