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专题微练24　化学实验的综合应用
1.铁酸锌(ZnFe2O4)是一种性能优良的软磁材料,可溶于浓酸,不溶于碱。某实验小组模拟除杂后的盐酸酸洗废液(含Fe2+、Fe3+和少量Zn2+)制备铁酸锌的实验步骤如下:
Ⅰ.取150 mL除杂后的盐酸酸洗废液,加入4 g还原铁粉,充分反应后过滤。
Ⅱ.在步骤Ⅰ所得滤液中加入一定量NaClO3,加热搅拌充分反应。
Ⅲ.将稍过量的ZnCl2固体加入步骤Ⅱ所得溶液中,充分溶解。保持温度为75 ℃,加入NaOH溶液调节pH=11,静置。
Ⅳ.冷却后过滤。将沉淀洗涤、干燥后煅烧,得到铁酸锌产品。
已知:ZnO、Zn(OH)2均呈两性,Zn(OH)2可溶于pH>11的强碱中。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加入还原铁粉除了将Fe3+转化为Fe2+外,目的还有______________________,过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_____________。
(2)步骤Ⅱ中NaClO3的作用是___________________。
(3)步骤Ⅳ中过滤所得沉淀的主要成分是_________________,写出煅烧生成ZnFe2O4的化学反应方程式:
(4)为得到较纯的纳米铁酸锌,还需将步骤Ⅳ所得产品用8 mol/L NaOH溶液洗涤,主要为了洗去_____________杂质。
(5)实验室也可用ZnCl2和FeCl3作反应物制备ZnFe2O4。该实验小组发现FeCl3溶液为黄色,经查阅,Fe3+在水溶液中以[Fe]3+形式存在,[Fe]3+为淡紫色。他们做了如下假设:假设一　黄色与Fe3+水解有关;假设二　黄色与生成[FeCl4]-有关。为探究FeCl3溶液呈黄色的原因,他们设计了如下实验,发现①显黄色,②黄色变浅,由此证明假设一成立。Fe3+水解一般分步进行,写出其第一步水解的离子方程式:___________________________。
请设计实验验证假设二是否成立:______________________________________________________。
2.2023年诺贝尔化学奖授予发现量子点的三位科学家,量子点的尺寸一般为1~10 nm,是一种纳米级别的半导体。量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同。实验室一种制备CdSe量子点的方法如下:
一、CdSe量子点前驱体的制备
Ⅰ.N2气氛中,取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中,加入15 mL的十八烯溶剂,加热到280 ℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液。
Ⅱ.N2气氛中,将1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸,加热至120 ℃,使CdCl2完全溶于油酸,形成油酸镉澄清液体。
二、CdSe量子点的生长与制备
Ⅲ.将步骤Ⅱ中制备好的油酸镉溶液注射至步骤Ⅰ中含有Se粉的三颈烧瓶中,如图所示,保持反应温度为260 ℃,反应45 min。
三、CdSe量子点的纯化
Ⅳ.待反应液冷却后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,离心分离,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,离心分离,重复2~3次后,用乙醇和丙酮洗涤CdSe,即可得到干净的CdSe量子点。
回答下列问题:
(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族,则Cd原子的价层电子排布式为
(2)步骤Ⅱ中N2的作用为_______________________________________,油酸与镉配位的原子为__________________。
(3)Se的一种制备方法如下:向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O进行还原,得Se单质,过滤,洗涤,干燥,静置。制备过程中会产生一种对环境无污染的气体,则该反应的离子方程式为___________________________;此方法获得Se单质过程中无需使用的仪器是__________________(填名称)。
(4)步骤Ⅲ中,当监测到_____________________现象时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成。除此方法外,还可利用____________物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
(5)步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是________________。
(6)CdSe洗涤干净的标志是___________________________。
3.(2024·长春质检)三氯乙醛(CCl3CHO)是一种易挥发的油状液体,溶于水和乙醇,沸点为97.7 ℃,可用于生产氯霉素、合霉素等。某小组在实验室模拟制备三氯乙醛并探究其性质(实验装置如图所示,夹持、加热装置均略去)。
已知:
①制备反应原理为C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl。
②可能发生的副反应为C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O。
③反应得到含三氯乙醛的混合物,再与浓硫酸反应,经蒸馏分离出三氯乙醛。
回答下列问题:
(1)CCl3CHO中碳原子的杂化方式为__________________。
(2)a仪器的名称为
(3)写出装置A中发生反应的离子方程式:_____________________。
(4)进入装置D的是纯净、干燥的Cl2,若撤去装置B,对实验的影响是_________________________。
(5)装置D的加热方式为__________________。
(6)能作为E中装置的是_____________(填字母)。
(7)实验完毕后,得到乙醇与三氯乙醛的混合物,采用如图所示装置提纯产品。
已知:浓硫酸能与乙醇发生如下反应:
①CH3CH2OH+H2SO4C2H5OSO3H(硫酸氢乙酯,沸点:280 ℃)+H2O;
②2CH3CH2OH+H2SO4SO2(硫酸二乙酯,沸点:209 ℃)+2H2O。
蒸馏时,在粗产品中加入浓硫酸的目的是_______________________。
(8)探究CCl3CHO的性质:向溴水中滴加三氯乙醛,振荡,溶液褪色。经检验,反应后溶液的pH明显减小。写出三氯乙醛与溴水反应的化学方程式:__________________________。
4.(2024·T8联考)资料显示,水溶液中Cu2+与发生互促水解生成蓝色沉淀Cu2(OH)2CO3。某小组同学设计实验探究水溶液中Cu2+与反应的产物。
实验记录如下:将Na2SO3溶液逐滴加入盐酸酸化的CuCl2溶液中,溶液蓝色变浅,有白色沉淀生成。
(1)CuCl2溶液用盐酸酸化的目的是__________________。
(2)查阅资料得知,该白色沉淀是CuCl。写出产生CuCl的离子方程式:_________________________。
(3)甲同学认为:要证明Cu2+氧化了,可检验溶液中含有。操作为:取少量上层清液于试管中,_____________________________(将操作和现象补充完整)。
(4)乙同学认为:溶液中存在不一定是Cu2+氧化的,体系中存在的O2会干扰实验,于是设计了如下4个装置排除体系中的O2。其中合理的是_____________(填字母),仪器a的名称是_____________。
(5)丙同学认为:S2-的还原性强于,也可与盐酸酸化的CuCl2溶液反应生成CuCl沉淀,你认为是否合理,如果合理,简述你的实验方案,如果不合理,说明理由:___________________________
(6)称取沉淀0.25 g与过量氯化铁溶液反应,待样品完全溶解后,加水50 mL、邻菲啰啉溶液2滴,用0.100 0 mol/L硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定,滴定终点时消耗标准溶液15.00 mL(已知:CuCl+FeCl3CuCl2+FeCl2,Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+)。邻菲啰啉溶液的作用是_________________________,沉淀中CuCl的质量分数为_____________。
5.(2024·保定模拟)过氧化钙(CaO2)是一种环境消毒剂,难溶于水(在水中以CaO2·8H2O形式存在),不溶于乙醇,溶于酸生成过氧化氢。某科学活动小组拟用30%的H2O2溶液与20 mL 0.1 mol·L-1 CaCl2溶液在碱性条件下制取过氧化钙,并测所制得的过氧化钙的产率。(装置如图所示,夹持类装置略)
(1)N仪器的名称为_____________,用M装置代替普通分液漏斗的好处是
(2)实验时,向N中的20 mL 0.1 mol·L-1 CaCl2溶液中滴入M中足量的30%的H2O2溶液,打开K1,调整三通阀,并不断向N中通入氨气,发生反应的化学方程式为___________________________,该装置的不足之处为__________________。实验结束后,将N中所得产品取出,进行过滤,乙醇洗涤,干燥备用。
(3)将上述M、N装置清洗干净,组装,并做适当调整用于过氧化钙产率的测定,调整方法为_________________________。将产品置于N中,硫酸酸化的KMnO4溶液置于M中,将三通阀的旋塞调于位,调整水准管液面使之与集气管液面相平,记录集气管液面刻度后,__________________(填操作方法)。
(4)向N中加入足量酸性KMnO4溶液后发生反应的离子方程式为_______________________________。当集气管液面保持稳定时,___________________________,记录集气管刻度,测得两液面差为38.08 mL(折合成标准状况下),则CaO2的产率为_____________。
专题微练24　化学实验的综合应用
1.答案　(1)与酸洗废液中H+反应,降低酸洗废液的酸度,减少后期沉淀时消耗的NaOH的量　漏斗　(2)将Fe2+氧化成Fe3+　(3)Fe(OH)3和Zn(OH)2　2Fe(OH)3+Zn(OH)2ZnFe2O4+4H2O　(4)ZnO　(5)Fe3++H2OFe(OH)2++H+　取两份等体积酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固体,另一份加入少量的Na2SO4固体,观察溶液颜色变化(其他合理答案也可)
解析　(1)步骤Ⅰ中加入还原铁粉除了将Fe3+转化为Fe2+外,还可以与酸洗废液中的H+反应,降低酸洗废液的酸度,减少后期沉淀时消耗的NaOH的量;过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(2)NaClO3具有强氧化性,所以步骤Ⅱ中NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。(3)第Ⅲ步加入NaOH溶液调节pH=11,Fe3+和Zn2+转化为Fe(OH)3和Zn(OH)2,则步骤Ⅳ中过滤所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Zn(OH)2,煅烧时Fe(OH)3和Zn(OH)2生成ZnFe2O4,其化学方程式为2Fe(OH)3+Zn(OH)2ZnFe2O4+4H2O。(4)根据ZnO、Zn(OH)2均呈两性,Zn(OH)2可溶于pH>11的强碱中,步骤Ⅳ所得产品用8 mol·L-1 NaOH溶液洗涤,主要是为了洗去ZnO杂质。(5)Fe3+水解一般分步进行,其第一步水解的离子方程式为Fe3++H2OFe(OH)2++H+,设计实验验证假设二是否成立的操作为:取两份等体积酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固体,另一份加入少量的Na2SO4固体,观察溶液颜色变化。
2.答案　(1)4d105s2　(2)排尽装置中的空气,防止油酸被氧化　O原子　(3)+N2H4·H2OSe+N2↑+2OH-+2H2O　分液漏斗、蒸发皿　(4)吸收光谱波长几乎不再发生变化(或者发光颜色不再发生改变)　丁达尔效应　(5)降低CdSe的溶解度,促进析出　(6)取最后一次洗涤液于洁净试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,如不出现白色沉淀则证明洗涤干净
解析　(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族,则Cd原子的价层电子排布式为4d105s2。(2)油酸的分子式为C17H33COOH,油酸中含碳碳双键,易发生氧化反应,故步骤Ⅱ中N2的作用为排尽装置中的空气,防止油酸被氧化;油酸中只有O原子上有孤电子对,故油酸与镉配位的原子为O原子。(3)向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O进行还原,得Se单质,同时会产生一种对环境无污染的气体,该无污染的气体为N2,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为+N2H4·H2OSe+N2↑+2OH-+2H2O;过滤时需要使用漏斗、玻璃棒,干燥时需要干燥器,故不需要使用的仪器是分液漏斗、蒸发皿。(4)由于“量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同”,故步骤Ⅲ中,当监测到吸收光谱波长几乎不再发生变化(或者发光颜色不再发生改变)时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成;由于“量子点的尺寸一般为1~10 nm,是一种纳米级别的半导体”,还可利用丁达尔效应物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。(5)根据制备过程知,步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是降低CdSe的溶解度,促进析出。(6)根据制备过程,要证明CdSe洗涤干净只要证明最后的洗涤液中不含Cl-即可,故CdSe洗涤干净的标志是取最后一次洗涤液于洁净试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,如不出现白色沉淀则证明洗涤干净。
3.答案　(1)sp3、sp2　(2)恒压滴液漏斗　(3)2+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O　(4)氯化氢杂质与乙醇反应,生成更多的氯乙烷,导致三氯乙醛的纯度降低　(5)水浴加热　(6)d　(7)将乙醇转化为沸点较高的物质,便于提纯产品　(8)CCl3CHO+Br2+H2OCCl3COOH+2HBr
解析　(1)饱和碳原子的杂化方式为sp3,醛基中的碳是碳氧双键,其杂化方式为sp2。(2)a仪器的名称为恒压滴液漏斗。(3)装置A中高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气,其离子方程式为2+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(4)氯气中含有氯化氢和水蒸气,混合气体先通过饱和食盐水,除去氯化氢,再通过浓硫酸吸收水蒸气,最后得到纯净的氯气;若没有装置B,氯化氢进入装置D与乙醇发生副反应生成氯乙烷,影响三氯乙醛的纯度,导致三氯乙醛的纯度降低。(5)反应温度为80~90 ℃,采用水浴加热。(6)E为尾气处理装置,可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气和生成的氯化氢气体,为防止倒吸用倒扣漏斗,故选d。(7)乙醇和浓硫酸反应生成沸点更高的硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯,蒸馏时,在粗产品中加入浓硫酸的目的是将乙醇转化成沸点较高的物质,便于提纯产品。(8)溴水具有氧化性,醛基具有还原性,向溴水中滴加三氯乙醛,振荡,溴水反应后溶液的pH明显减小,说明三氯乙醛被溴水氧化为三氯乙酸,溴单质被还原为溴离子,得到强酸HBr,三氯乙醛与溴水反应的化学方程式为CCl3CHO+Br2+H2OCCl3COOH+2HBr。
4.答案　(1)抑制CuCl2水解　(2)2Cu2+++2Cl-+H2O2CuCl↓++2H+　(3)先加足量盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明溶液中含有　(4)D　蒸馏烧瓶　(5)合理,可以用石墨为电极以盐酸酸化的CuCl2溶液和Na2S溶液作电解质溶液,设计一个双液原电池[不合理,Ksp(CuS)很小,Cu2+与S2-会反应生成CuS沉淀]　(6)作指示剂　59.70%
解析　(1)本实验是为了探究水溶液中Cu2+与反应的产物,故加盐酸抑制Cu2+水解,防止Cu2+水解生成Cu(OH)2。(2)由实验现象和已知信息可推出氧化产物为,则2Cu2+++2Cl-+H2O2CuCl↓++2H+。(3)检验,取少量上层清液于试管中,先加足量盐酸酸化,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,说明溶液中含有。(4)A装置分解产物会化合生成碳酸氢铵,得不到CO2;B装置中生成微溶于水的CaSO4覆盖在大理石的表面,阻碍了进一步反应,不能用于制备CO2;C装置硝酸有挥发性,而硝酸具有强氧化性,也可以氧化,此外,这个反应不需要加热;D装置生成CO2排尽装置中的空气,故选D。仪器a为带支管口的烧瓶,即蒸馏烧瓶。(5)若合理,设计成一个双液原电池,两个电极为惰性电极,负极区S2-被氧化,电解质为Na2S溶液,正极区Cu2+被还原,电解质为盐酸酸化的CuCl2溶液,观察电流表指针有偏转,正极区有白色沉淀生成。若不合理,Ksp(CuS)很小,Cu2+与S2-反应生成CuS沉淀。(6)邻菲啰啉溶液用于指示滴定终点;由方程式可知关系式CuCl~Fe2+~Ce4+,故n(CuCl)=0.100 0 mol·L-1×0.015 L=1.5×10-3 mol,w(CuCl)==×100%=59.70%。
5.答案　(1)三颈烧瓶　滴液顺利和减少误差　(2)CaCl2+H2O2+2NH3CaO2↓+2NH4Cl或8H2O+CaCl2+H2O2+2NH3CaO2·8H2O↓+2NH4Cl　缺少氨气尾气处理装置　(3)将N内的导气管向上提拉至橡胶塞附近　关闭K1,打开K2　(4)2+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O　调整水准管液面使之与集气管相平　85%
解析　(1)N为三颈烧瓶;M为恒压滴液漏斗,起到了平衡压强、滴液顺利和减少误差的作用。(2)CaCl2溶液在碱性条件下制取过氧化钙,则根据原子守恒,氯化钙与双氧水及氨气反应生成过氧化钙和氯化铵;由题图可知,该装置的不足之处为缺少氨气尾气处理装置。(3)根据题意可知,通过高锰酸钾和过氧化钙反应生成氧气,通过测定生成氧气的量来测定过氧化钙的量,故调整方法为将N内的导气管向上提拉至胶塞附近;记录集气管液面刻度后,可以使高锰酸钾溶液加入过氧化钙中,发生反应生成氧气,故需要的操作为关闭K1,打开K2。(4)高锰酸钾和过氧化钙反应生成氧气、锰离子和水,离子方程式为2Mn+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O;读取气体体积时,要保证气体压强和外界大气压压强相同,故当集气管液面保持稳定时,调整水准管液面使之与集气管相平;测得两液面差为38.08 mL(折合成标准状况下),其生成O2的物质的量为=0.001 7 mol,根据2Mn+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O,可知过氧化钙的物质的量为0.001 7 mol,根据元素守恒,CaO2的理论产量应该等于氯化钙的物质的量,即20 mL×10-3×0.1 mol·L-1=0.002 mol,则CaO2的产率=×100%=85%。(共37张PPT)
专题微练24　化学实验的
综合应用
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1.铁酸锌(ZnFe2O4)是一种性能优良的软磁材料，可溶于浓酸，不溶于碱。某实验小组模拟除杂后的盐酸酸洗废液(含Fe2+、Fe3+和少量Zn2+)制备铁酸锌的实验步骤如下：
Ⅰ.取150 mL除杂后的盐酸酸洗废液，加入4 g还原铁粉，充分反应后过滤。
Ⅱ.在步骤Ⅰ所得滤液中加入一定量NaClO3，加热搅拌充分反应。
Ⅲ.将稍过量的ZnCl2固体加入步骤Ⅱ所得溶液中，充分溶解。保持温度为75 ℃，加入NaOH溶液调节pH=11，静置。
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Ⅳ.冷却后过滤。将沉淀洗涤、干燥后煅烧，得到铁酸锌产品。
已知：ZnO、Zn(OH)2均呈两性，Zn(OH)2可溶于pH>11的强碱中。
回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中加入还原铁粉除了将Fe3+转化为Fe2+外，目的还有________________________________________________________________________，过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、______。
与酸洗废液中H+反应，降低酸洗废液的酸度，减少后期沉淀时消耗的NaOH的量
漏斗
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(2)步骤Ⅱ中NaClO3的作用是__________________。
(3)步骤Ⅳ中过滤所得沉淀的主要成分是___________________，
写出煅烧生成ZnFe2O4的化学反应方程式：____________________
________________________。
(4)为得到较纯的纳米铁酸锌，还需将步骤Ⅳ所得产品用8 mol/L NaOH溶液洗涤，主要为了洗去_______杂质。
将Fe2+氧化成Fe3+
Fe(OH)3和Zn(OH)2
2Fe(OH)3+Zn(OH)2
ZnFe2O4+4H2O
ZnO
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(5)实验室也可用ZnCl2和FeCl3作反应物制备ZnFe2O4。该实验小组发现FeCl3溶液为黄色，经查阅，Fe3+在水溶液中以[Fe]3+形式存在，[Fe]3+为淡紫色。他们做了如下假设：假设一　黄色与Fe3+水解有关；假设二　黄色与生成[FeCl4]-有关。为探究FeCl3溶液呈黄色的原因，他们设计了如下实验，发现①显黄色，②黄色变浅,由此证明假设一成立。Fe3+水解一般分步进行，写出其第一步水解的离子方程式：______________________________。
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+
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请设计实验验证假设二是否成立：_____________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
取两份等体积酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液，其中一份加入少量的NaCl固体，另一份加入少量的Na2SO4固体，观察溶液颜色变化(其他合理答案也可)
(1)步骤Ⅰ中加入还原铁粉除了将Fe3+转化为Fe2+外，还可以与酸洗废液中的H+反应，降低酸洗废液的酸度，减少后期沉淀时消耗的NaOH的量；过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。(2)NaClO3具有强氧化性，所以步骤Ⅱ中NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+。(3)第Ⅲ步加入NaOH溶液调节pH=11，Fe3+和Zn2+转化为Fe(OH)3和Zn(OH)2，则步骤Ⅳ中过滤所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Zn(OH)2，煅烧时Fe(OH)3和Zn(OH)2生成ZnFe2O4，其化
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学方程式为2Fe(OH)3+Zn(OH)2 ZnFe2O4+4H2O。(4)根据ZnO、Zn(OH)2均呈两性，Zn(OH)2可溶于pH>11的强碱中，步骤Ⅳ所得产品用8 mol·L-1 NaOH溶液洗涤，主要是为了洗去ZnO杂质。(5)Fe3+水解一般分步进行，其第一步水解的离子方程式为Fe3++
H2O Fe(OH)2++H+,设计实验验证假设二是否成立的操作为:取两份等体积酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固体,另一份加入少量的Na2SO4固体,观察溶液颜色变化。
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2.2023年诺贝尔化学奖授予发现量子点的三位科学家，量子点的尺寸一般为1~10 nm，是一种纳米级别的半导体。量子点的尺寸不同，则发光颜色不同，吸收光谱波长不同。实验室一种制备CdSe量子点的方法如下：
一、CdSe量子点前驱体的制备
Ⅰ.N2气氛中，取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中，加入15 mL的十八烯溶剂，加热到280 ℃，Se粉完全溶解形成橙色透明溶液。
Ⅱ.N2气氛中，将1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸，加热至120 ℃，使CdCl2完全溶于油酸，形成油酸镉澄清液体。
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二、CdSe量子点的生长与制备
Ⅲ.将步骤Ⅱ中制备好的油酸镉溶液注射至步骤Ⅰ
中含有Se粉的三颈烧瓶中，如图所示，保持反应
温度为260 ℃，反应45 min。
三、CdSe量子点的纯化
Ⅳ.待反应液冷却后，加入20 mL乙醇溶液，CdSe析出，离心分离，加入正己烷分散后，再次加入乙醇，离心分离，重复2~3次后，用乙醇和丙酮洗涤CdSe，即可得到干净的CdSe量子点。
回答下列问题：
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(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族，则Cd原子的价层电子排布式为__________。
(2)步骤Ⅱ中N2的作用为__________________________________，油酸与镉配位的原子为_______。
(3)Se的一种制备方法如下：向
Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O
进行还原，得Se单质，过滤,洗涤，
干燥，静置。制备过程中会产生一
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4d105s2
排尽装置中的空气，防止油酸被氧化
O原子
种对环境无污染的气体，则该反应的离子方程式为______________
____________________________；此方法获得Se单质过程中无需使用的仪器是__________________(填名称)。
(4)步骤Ⅲ中，当监测到_______________________________________
___________________现象时，证明CdSe量子点生长基本停止，制备完成。除此方法外，还可利用_____________物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
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+N2H4·H2O===Se+N2↑+2OH-+2H2O
分液漏斗、蒸发皿
吸收光谱波长几乎不再发生变化(或者发光颜色不再发生改变)
丁达尔效应
(5)步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是__________________________。
(6)CdSe洗涤干净的标志是___________________________________
________________________________________________________。
(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族，则Cd原子的价层电子排布式为4d105s2。(2)油酸的分子式为C17H33COOH，油酸中含碳碳双键，易发生氧化反应，故步骤Ⅱ中N2的作用为排尽装置中的空气，防止油酸被氧化；油酸中只有O原子上有孤电子对，故油酸与镉配位的
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降低CdSe的溶解度,促进析出
取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如不出现白色沉淀则证明洗涤干净
原子为O原子。(3)向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O进行还原，得Se单质，同时会产生一种对环境无污染的气体，该无污染的气体为N2，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为+N2H4·H2O===Se+N2↑+2OH-+2H2O；过滤时需要使用漏斗、玻璃棒，干燥时需要干燥器，故不需要使用的仪器是分液漏斗、蒸发皿。(4)由于“量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同”，故步骤Ⅲ中，当监测到吸收光谱波长几乎不
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再发生变化(或者发光颜色不再发生改变)时，证明CdSe量子点生长基本停止，制备完成；由于“量子点的尺寸一般为1~10 nm，是一种纳米级别的半导体”，还可利用丁达尔效应物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。(5)根据制备过程知，步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是降低CdSe的溶解度，促进析出。(6)根据制备过程，要证明CdSe洗涤干净只要证明最后的洗涤液中不含Cl-即可，故CdSe洗涤干净的标志是取最后一次洗涤液于洁净试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，如不出现白色沉淀则证明洗涤干净。
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3.(2024·长春质检)三氯乙醛(CCl3CHO)是一种易挥发的油状液体，溶于水和乙醇，沸点为97.7 ℃，可用于生产氯霉素、合霉素等。某小组在实验室模拟制备三氯乙醛并探究其性质(实验装置如图所示，夹持、加热装置均略去)。
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已知：
制备反应原理为C2H5OH+4Cl2 CCl3CHO+5HCl。
②可能发生的副反应为C2H5OH+HCl C2H5Cl+H2O。
③反应得到含三氯乙醛的混合物，再与浓硫酸反应，经蒸馏分离出三氯乙醛。
回答下列问题：
(1)CCl3CHO中碳原子的杂化方式为_____________。
(2)a仪器的名称为_________________。
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sp3、sp2
恒压滴液漏斗
(3)写出装置A中发生反应的离子方程式：_______________________
_____________________。
(4)进入装置D的是纯净、干燥的Cl2，若撤去装置B，对实验的影响是
__________________________________________________________________。
(5)装置D的加热方式为
____________。
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2+16H++10Cl-===
2Mn2++5Cl2↑+8H2O
氯化氢杂质与乙醇反应，生成更多的氯乙烷，导致三氯乙醛的纯度降低
水浴加热
(6)能作为E中装置的是______(填字母)。
(7)实验完毕后，得到乙醇与三氯乙醛的
混合物，采用如图所示装置提纯产品。
已知：浓硫酸能与乙醇发生如下反应：
①CH3CH2OH+H2SO4 C2H5OSO3H
(硫酸氢乙酯，沸点：280 ℃)+H2O；
②2CH3CH2OH+H2SO4 SO2
(硫酸二乙酯，沸点：209 ℃)+2H2O。
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d
蒸馏时，在粗产品中加入浓硫酸的目的是_______________________
_____________________。
(8)探究CCl3CHO的性质：向溴水中滴加三氯乙醛，振荡,溶液褪色。经检验，反应后溶液的pH明显减小。写出三氯乙醛与溴水反应的化学方程式：__________________________________________。
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将乙醇转化为沸点较高的物质，便于提纯产品
CCl3CHO+Br2+H2O—→ CCl3COOH+2HBr
(1)饱和碳原子的杂化方式为sp3，醛基中的碳是碳氧双键，其杂化方式为sp2。(2)a仪器的名称为恒压滴液漏斗。(3)装置A中高锰酸钾
解析
与浓盐酸反应生成氯气，其离子方程式为2+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(4)氯气中含有氯化氢和水蒸气，混合气体先通过饱和食盐水，除去氯化氢，再通过浓硫酸吸收水蒸气，最后得到纯净的氯气；若没有装置B，氯化氢进入装置D与乙醇发生副反应生成氯乙烷，影响三氯乙醛的纯度，导致三氯乙醛的纯度降低。(5)反应温度为80~90 ℃，采用水浴加热。(6)E为尾气处理装置，可用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气和生成的氯化氢气体,
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为防止倒吸用倒扣漏斗，故选d。(7)乙醇和浓硫酸反应生成沸点更高的硫酸氢乙酯和硫酸二乙酯，蒸馏时，在粗产品中加入浓硫酸的目的是将乙醇转化成沸点较高的物质，便于提纯产品。(8)溴水具有氧化性，醛基具有还原性，向溴水中滴加三氯乙醛，振荡,溴水反应后溶液的pH明显减小，说明三氯乙醛被溴水氧化为三氯乙酸，溴单质被还原为溴离子，得到强酸HBr，三氯乙醛与溴水反应的化学方程式为CCl3CHO+Br2+H2O CCl3COOH+2HBr。
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4.(2024·T8联考)资料显示，水溶液中Cu2+与发生互促水解生成蓝色沉淀Cu2(OH)2CO3。某小组同学设计实验探究水溶液中Cu2+与反应的产物。
实验记录如下：将Na2SO3溶液逐滴加入盐酸酸化的CuCl2溶液中，溶液蓝色变浅，有白色沉淀生成。
(1)CuCl2溶液用盐酸酸化的目的是________________。
(2)查阅资料得知，该白色沉淀是CuCl。写出产生CuCl的离子方程式:
____________________________________________。
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抑制CuCl2水解
2Cu2+++2Cl-+H2O===2CuCl↓++2H+
(3)甲同学认为：要证明Cu2+氧化了，可检验溶液中含有。操作为：取少量上层清液于试管中，___________________________
_____________________________________________(将操作和现象补充完整)。
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先加足量盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有
(4)乙同学认为：溶液中存在不一定是Cu2+氧化的，体系中存在的O2会干扰实验，于是设计了如下4个装置排除体系中的O2。其中合理的是____(填字母)，仪器a的名称是___________。
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D
蒸馏烧瓶
(5)丙同学认为：S2-的还原性强于，也可与盐酸酸化的CuCl2溶液反应生成CuCl沉淀，你认为是否合理，如果合理，简述你的实验方案，如果不合理，说明理由：_________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
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合理，可以用石墨为电极以盐酸酸化的CuCl2溶液和Na2S溶液作电解质溶液，设计一个双液原电池[不合理，Ksp(CuS)很小，Cu2+与S2-会反应生成CuS沉淀]
(6)称取沉淀0.25 g与过量氯化铁溶液反应，待样品完全溶解后，加水50 mL、邻菲啰啉溶液2滴，用0.100 0 mol/L硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00 mL(已知：CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2，Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。邻菲啰啉溶液的作用是___________，沉淀中CuCl的质量分数为__________。
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作指示剂
59.70%
(1)本实验是为了探究水溶液中Cu2+与反应的产物，故加盐酸抑制Cu2+水解，防止Cu2+水解生成Cu(OH)2。(2)由实验现象和已知信息可推出氧化产物为，则2Cu2+++2Cl-+H2O===2CuCl↓
++2H+。(3)检验，取少量上层清液于试管中，先加足量盐酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，说明溶液中含有。(4)A装置分解产物会化合生成碳酸氢铵，得不到CO2；B装置中生成微溶于水的CaSO4覆盖在大理石的表面，阻碍了进一步
解析
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反应，不能用于制备CO2；C装置硝酸有挥发性，而硝酸具有强氧化性，也可以氧化，此外，这个反应不需要加热；D装置生成CO2排尽装置中的空气，故选D。仪器a为带支管口的烧瓶，即蒸馏烧瓶。(5)若合理，设计成一个双液原电池，两个电极为惰性电极，负极区S2-被氧化，电解质为Na2S溶液，正极区Cu2+被还原,电解质为盐酸酸化的CuCl2溶液，观察电流表指针有偏转，正极区有白色沉淀生成。若不合理，Ksp(CuS)很小，Cu2+与S2-反应生成
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5.(2024·保定模拟)过氧化钙(CaO2)是一种环
境消毒剂，难溶于水(在水中以CaO2·8H2O形
式存在)，不溶于乙醇，溶于酸生成过氧化氢。
某科学活动小组拟用30%的H2O2溶液与20 mL
0.1 mol·L-1 CaCl2溶液在碱性条件下制取过氧
化钙,并测所制得的过氧化钙的产率。(装置如图所示,夹持类装置略)
(1)N仪器的名称为___________，用M装置代替普通分液漏斗的好处是______________________。
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三颈烧瓶
滴液顺利和减少误差
(2)实验时，向N中的20 mL 0.1 mol·L-1 CaCl2溶液中滴入M中足量的30%的H2O2溶液，打开K1，调整三通阀，并不断向N中通入氨气，发生反应的化学方程式为_______________________________________
__________________________________________________，该装置的不足之处为________________________。实验结束后，将N中所得产品取出，进行过滤，乙醇洗涤，干燥备用。
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CaCl2+H2O2+2NH3===CaO2↓+2NH4Cl或8H2O+CaCl2+H2O2+2NH3===CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
缺少氨气尾气处理装置
(3)将上述M、N装置清洗干净，组装，并做适当调整用于过氧化钙产率的测定，调整方法为_____________________________________。将产品置于N中，硫酸酸化的KMnO4溶液置于M中，将三通阀的旋塞调于 位，调整水准管液面使之与集气管液面相平，记录集气管液面刻度后，__________________(填操作方法)。
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将N内的导气管向上提拉至橡胶塞附近
关闭K1，打开K2
(4)向N中加入足量酸性KMnO4溶液后发生反应的离子方程式为________________________________________________。当集气管液面保持稳定时，_________________________________，记录集气管刻度，测得两液面差为38.08 mL(折合成标准状况下)，则CaO2的产率为_______。
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2+5CaO2+16H+===2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O
调整水准管液面使之与集气管相平
85%
(1)N为三颈烧瓶；M为恒压滴液漏斗，起到了平衡压强、滴液顺利和减少误差的作用。(2)CaCl2溶液在碱性条件下制取过氧化钙，则根据原子守恒，氯化钙与双氧水及氨气反应生成过氧化钙和氯化铵；由题图可知,该装置的不足之处为缺少氨气尾气处理装置。(3)根据题意可知，通过高锰酸钾和过氧化钙反应生成氧气，通过测定生成氧气的量来测定过氧化钙的量，故调整方法为将N内的导气管向上提拉至胶塞附近；记录集气管液面刻度后，可以使高
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