适用于新高考新教材广西专版2024届高考化学一轮总复习热点专项练16化学实验操作的规范描述

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Ⅰ.氨基钠(NaNH2)熔点为208 ℃,易潮解和氧化;N2O有强氧化性,不与酸、碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸;
Ⅱ.2HNO3+8HCl+4SnCl24SnCl4+5H2O+N2O↑,2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题:
(1)制备NaN3。
①按气流方向,上述装置合理的连接顺序为 (填仪器接口字母)。
②D的作用为 。
③实验时E中生成SnO2·xH2O沉淀,反应的化学方程式为 。
④C处充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为 ,其目的为 。
(2)用如图所示装置测定产品纯度。
①仪器F的名称为 ;其中反应的离子方程式为 。
②管q的作用为 。
③若G的初始读数为V1 mL、末读数为V2 mL,本实验条件下气体摩尔体积为Vm L· ml-1,则产品中NaN3的质量分数为 。
2.碘酸钙[Ca(IO3)2]是广泛使用的既能补钙又能补碘的新型食品添加剂,不溶于乙醇,在水中的溶解度随温度降低而减小。实验室制取Ca(IO3)2的流程如图所示:
已知:碘酸(HIO3)是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
(1)实验流程中“转化”步骤是为了制得碘酸,该过程在如图所示的装置中进行。
①当观察到三颈烧瓶中 现象时,停止通入氯气。
②“转化”时发生反应的离子方程式为 。
(2)“分离”时用到的玻璃仪器有烧杯、 。
(3)采用冰水浴的目的是 。
(4)有关该实验说法正确的是 (填字母)。
A.适当加快搅拌速率可使“转化”时反应更充分
B.“调pH=10”后的溶液中只含有KIO3和KOH
C.制得的碘酸钙可选用酒精溶液洗涤
3.LiFePO4电极材料是动力型锂离子电池的理想正极材料。
(1)以LiOH、FeSO4、H3PO4和葡萄糖为原料,利用如图所示装置(固定装置已略去)制取LiFePO4/C电极的过程如下:
步骤1:准确称量18.00 g LiOH、38.00 g FeSO4和75 mL H3PO4溶液(含溶质24.50 g)。
步骤2:将LiOH置于三颈烧瓶中,加入煮沸过的蒸馏水,搅拌使其溶解。从分液漏斗中滴加H3PO4溶液,实验过程中不断通入氮气,直至H3PO4滴加完毕。
步骤3:将FeSO4固体溶于蒸馏水中,迅速倒入三颈烧瓶中,快速搅拌,充分反应后,过滤并洗涤沉淀得LiFePO4固体。
步骤4:将LiFePO4与一定量葡萄糖混合,惰性气氛下加热,得到LiFePO4/C。
①步骤2向三颈烧瓶中通入N2的目的是 ,该步骤中为达到相同目的采取的措施还有 。
②步骤3发生反应的化学方程式为 。
(2)已知:Li2CO3微溶于水;LiFePO4、FePO4难溶于水和碱,可溶于盐酸生成LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4;pH>3.2时,Fe3+沉淀完全。完善由某废旧电极材料(含铝、炭、LiFePO4和FePO4)制取Li2CO3的实验方案:边搅拌边向废旧电极材料中加入NaOH溶液至不再产生气泡,过滤, ,
过滤、洗涤,低温干燥得Li2CO3固体。(实验中需使用的试剂有:双氧水、盐酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液)
参考答案
热点专项练16 化学实验操作的规范描述
1.答案 (1)①afg(或gf)debch ②吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气 ③SnCl2+N2O+(x+1)H2OSnO2·xH2O↓+N2+2HCl ④继续通入N2O至三颈烧瓶冷却后,关闭分液漏斗活塞 防止E中液体倒吸入B中 (2)①蒸馏烧瓶
ClO-+2+H2OCl-+3N2↑+2OH- ②平衡压强、使液体顺利流下;减小测定气体体积时的误差
③×100%
解析 (1)①由实验目的和原理知,A用于制备N2O,D用于吸收N2O中混有的HNO3和水蒸气,C用于制备NaN3,B用于防止E中水蒸气进入C中干扰实验,E用于尾气处理。则按气流方向,上述装置合理的连接顺序为afg(或gf)debch。
③由信息,N2O有强氧化性,故E中生成SnO2·xH2O沉淀的化学方程式为SnCl2+N2O+(x+1)H2OSnO2·xH2O↓+N2+2HCl。
④C处充分反应后,停止加热,为防止倒吸,需继续进行的操作为继续通入N2O至三颈烧瓶冷却后,关闭分液漏斗活塞。
(2)①由装置图知,仪器F的名称为蒸馏烧瓶;其中发生NaClO与NaN3生成N2的反应,离子方程式为ClO-+2+H2OCl-+3N2↑+2OH-。
②管q可以平衡压强、使液体顺利流下和减小测定气体体积时误差的作用。
③由数据信息知,生成N2体积为(V1-V2)mL,由关系式2NaN3~3N2列式得产品中NaN3的质量分数为
×100%=×100%。
2.答案 (1)①紫红色接近褪去 ②I2+5Cl2+6H2O2I+10Cl-+12H+ (2)分液漏斗 (3)降低碘酸钙的溶解度使其析出,便于后续分离 (4)AC
解析 在转化过程中,I2被Cl2氧化为HIO3,Cl2自身被还原为HCl,HIO3、HCl易溶于水,不溶于有机溶剂,经过分液操作可实现HIO3、HCl与CCl4的分离,HIO3、HCl溶液进入第三步与KOH反应生成KIO3、KCl,加入CaCl2后,经过冰水浴操作析出溶解度较小的Ca(IO3)2。
(1)①随着反应的进行,I2逐渐转化为无色的HIO3,当紫红色接近褪去时,说明反应基本完成,此时可停止通入氯气;②由分析知,I2被Cl2氧化为HIO3,Cl2自身被还原为HCl,初步确定反应为I2+Cl2HIO3+HCl,根据元素守恒知方程式左边需添加H2O,结合得失电子守恒配平得方程式为I2+5Cl2+6H2O2HIO3+10HCl,HIO3、HCl为强酸,可拆写成离子,改写后对应离子方程式为I2+5Cl2+6H2O2I+10Cl-+12H+。
(2)由分析知,分离时的操作为分液,所需玻璃仪器有烧杯、分液漏斗。
(3)根据流程知,最终目的为获得Ca(IO3)2,且Ca(IO3)2的溶解度随温度降低而减小,故采用冰水浴的目的是降低Ca(IO3)2的溶解度,促进其析出,便于后续分离。
(4)搅拌可使反应物充分混合,使反应更充分,A正确;由分析知,调pH=10后的溶液中还含有KCl,B错误;由于Ca(IO3)2不溶于乙醇,故可选用酒精溶液洗涤Ca(IO3)2晶体,C正确。
3.答案 (1)①排出装置中的氧气,防止Fe2+被氧化 加入煮沸过的蒸馏水
②Li3PO4+FeSO4LiFePO4+Li2SO4
(2)向滤渣中边搅拌边加入盐酸,至固体不再减少,过滤,向滤液中加入过量的双氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至大量沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液若无沉淀生成
解析 (1)①FeSO4易被氧气氧化,步骤2向三颈烧瓶中通入N2的目的是排出装置中的氧气,防止Fe2+被氧化,该步骤中为达到相同目的采取的措施还有加入煮沸过的蒸馏水。
②步骤3中Li3PO4与FeSO4发生反应生成LiFePO4和Li2SO4,化学方程式为Li3PO4+FeSO4LiFePO4+Li2SO4。
(2)向滤渣中边搅拌边加入盐酸,至固体不再减少,过滤除去炭;得到的滤液中含有LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4,向滤液中加入过量的双氧水把Fe2+氧化为Fe3+,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去氢氧化铁;边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至产生大量Li2CO3沉淀,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无Li2CO3沉淀生成,说明Li+沉淀完全。