資源簡介

專題微練24　化學實驗的綜合應用
1.鐵酸鋅(ZnFe2O4)是一種性能優良的軟磁材料,可溶于濃酸,不溶于堿。某實驗小組模擬除雜后的鹽酸酸洗廢液(含Fe2+、Fe3+和少量Zn2+)制備鐵酸鋅的實驗步驟如下:
Ⅰ.取150 mL除雜后的鹽酸酸洗廢液,加入4 g還原鐵粉,充分反應后過濾。
Ⅱ.在步驟Ⅰ所得濾液中加入一定量NaClO3,加熱攪拌充分反應。
Ⅲ.將稍過量的ZnCl2固體加入步驟Ⅱ所得溶液中,充分溶解。保持溫度為75 ℃,加入NaOH溶液調節pH=11,靜置。
Ⅳ.冷卻后過濾。將沉淀洗滌、干燥后煅燒,得到鐵酸鋅產品。
已知:ZnO、Zn(OH)2均呈兩性,Zn(OH)2可溶于pH>11的強堿中。
回答下列問題:
(1)步驟Ⅰ中加入還原鐵粉除了將Fe3+轉化為Fe2+外,目的還有______________________,過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、_____________。
(2)步驟Ⅱ中NaClO3的作用是___________________。
(3)步驟Ⅳ中過濾所得沉淀的主要成分是_________________,寫出煅燒生成ZnFe2O4的化學反應方程式:
(4)為得到較純的納米鐵酸鋅,還需將步驟Ⅳ所得產品用8 mol/L NaOH溶液洗滌,主要為了洗去_____________雜質。
(5)實驗室也可用ZnCl2和FeCl3作反應物制備ZnFe2O4。該實驗小組發現FeCl3溶液為黃色,經查閱,Fe3+在水溶液中以[Fe]3+形式存在,[Fe]3+為淡紫色。他們做了如下假設:假設一　黃色與Fe3+水解有關;假設二　黃色與生成[FeCl4]-有關。為探究FeCl3溶液呈黃色的原因,他們設計了如下實驗,發現①顯黃色,②黃色變淺,由此證明假設一成立。Fe3+水解一般分步進行,寫出其第一步水解的離子方程式:___________________________。
請設計實驗驗證假設二是否成立:______________________________________________________。
2.2023年諾貝爾化學獎授予發現量子點的三位科學家,量子點的尺寸一般為1~10 nm,是一種納米級別的半導體。量子點的尺寸不同,則發光顏色不同,吸收光譜波長不同。實驗室一種制備CdSe量子點的方法如下:
一、CdSe量子點前驅體的制備
Ⅰ.N2氣氛中,取1 mmol Se粉于三頸燒瓶中,加入15 mL的十八烯溶劑,加熱到280 ℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液。
Ⅱ.N2氣氛中,將1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸,加熱至120 ℃,使CdCl2完全溶于油酸,形成油酸鎘澄清液體。
二、CdSe量子點的生長與制備
Ⅲ.將步驟Ⅱ中制備好的油酸鎘溶液注射至步驟Ⅰ中含有Se粉的三頸燒瓶中,如圖所示,保持反應溫度為260 ℃,反應45 min。
三、CdSe量子點的純化
Ⅳ.待反應液冷卻后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,離心分離,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,離心分離,重復2~3次后,用乙醇和丙酮洗滌CdSe,即可得到干凈的CdSe量子點。
回答下列問題:
(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族,則Cd原子的價層電子排布式為
(2)步驟Ⅱ中N2的作用為_______________________________________,油酸與鎘配位的原子為__________________。
(3)Se的一種制備方法如下:向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O進行還原,得Se單質,過濾,洗滌,干燥,靜置。制備過程中會產生一種對環境無污染的氣體,則該反應的離子方程式為___________________________;此方法獲得Se單質過程中無需使用的儀器是__________________(填名稱)。
(4)步驟Ⅲ中,當監測到_____________________現象時,證明CdSe量子點生長基本停止,制備完成。除此方法外,還可利用____________物理現象初步鑒定CdSe量子點制備成功。
(5)步驟Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是________________。
(6)CdSe洗滌干凈的標志是___________________________。
3.(2024·長春質檢)三氯乙醛(CCl3CHO)是一種易揮發的油狀液體,溶于水和乙醇,沸點為97.7 ℃,可用于生產氯霉素、合霉素等。某小組在實驗室模擬制備三氯乙醛并探究其性質(實驗裝置如圖所示,夾持、加熱裝置均略去)。
已知:
①制備反應原理為C2H5OH+4Cl2CCl3CHO+5HCl。
②可能發生的副反應為C2H5OH+HClC2H5Cl+H2O。
③反應得到含三氯乙醛的混合物,再與濃硫酸反應,經蒸餾分離出三氯乙醛。
回答下列問題:
(1)CCl3CHO中碳原子的雜化方式為__________________。
(2)a儀器的名稱為
(3)寫出裝置A中發生反應的離子方程式:_____________________。
(4)進入裝置D的是純凈、干燥的Cl2,若撤去裝置B,對實驗的影響是_________________________。
(5)裝置D的加熱方式為__________________。
(6)能作為E中裝置的是_____________(填字母)。
(7)實驗完畢后,得到乙醇與三氯乙醛的混合物,采用如圖所示裝置提純產品。
已知:濃硫酸能與乙醇發生如下反應:
①CH3CH2OH+H2SO4C2H5OSO3H(硫酸氫乙酯,沸點:280 ℃)+H2O;
②2CH3CH2OH+H2SO4SO2(硫酸二乙酯,沸點:209 ℃)+2H2O。
蒸餾時,在粗產品中加入濃硫酸的目的是_______________________。
(8)探究CCl3CHO的性質:向溴水中滴加三氯乙醛,振蕩,溶液褪色。經檢驗,反應后溶液的pH明顯減小。寫出三氯乙醛與溴水反應的化學方程式:__________________________。
4.(2024·T8聯考)資料顯示,水溶液中Cu2+與發生互促水解生成藍色沉淀Cu2(OH)2CO3。某小組同學設計實驗探究水溶液中Cu2+與反應的產物。
實驗記錄如下:將Na2SO3溶液逐滴加入鹽酸酸化的CuCl2溶液中,溶液藍色變淺,有白色沉淀生成。
(1)CuCl2溶液用鹽酸酸化的目的是__________________。
(2)查閱資料得知,該白色沉淀是CuCl。寫出產生CuCl的離子方程式:_________________________。
(3)甲同學認為:要證明Cu2+氧化了,可檢驗溶液中含有。操作為:取少量上層清液于試管中,_____________________________(將操作和現象補充完整)。
(4)乙同學認為:溶液中存在不一定是Cu2+氧化的,體系中存在的O2會干擾實驗,于是設計了如下4個裝置排除體系中的O2。其中合理的是_____________(填字母),儀器a的名稱是_____________。
(5)丙同學認為:S2-的還原性強于,也可與鹽酸酸化的CuCl2溶液反應生成CuCl沉淀,你認為是否合理,如果合理,簡述你的實驗方案,如果不合理,說明理由:___________________________
(6)稱取沉淀0.25 g與過量氯化鐵溶液反應,待樣品完全溶解后,加水50 mL、鄰菲啰啉溶液2滴,用0.100 0 mol/L硫酸鈰[Ce(SO4)2]標準溶液滴定,滴定終點時消耗標準溶液15.00 mL(已知:CuCl+FeCl3CuCl2+FeCl2,Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+)。鄰菲啰啉溶液的作用是_________________________,沉淀中CuCl的質量分數為_____________。
5.(2024·保定模擬)過氧化鈣(CaO2)是一種環境消毒劑,難溶于水(在水中以CaO2·8H2O形式存在),不溶于乙醇,溶于酸生成過氧化氫。某科學活動小組擬用30%的H2O2溶液與20 mL 0.1 mol·L-1 CaCl2溶液在堿性條件下制取過氧化鈣,并測所制得的過氧化鈣的產率。(裝置如圖所示,夾持類裝置略)
(1)N儀器的名稱為_____________,用M裝置代替普通分液漏斗的好處是
(2)實驗時,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,打開K1,調整三通閥,并不斷向N中通入氨氣,發生反應的化學方程式為___________________________,該裝置的不足之處為__________________。實驗結束后,將N中所得產品取出,進行過濾,乙醇洗滌,干燥備用。
(3)將上述M、N裝置清洗干凈,組裝,并做適當調整用于過氧化鈣產率的測定,調整方法為_________________________。將產品置于N中,硫酸酸化的KMnO4溶液置于M中,將三通閥的旋塞調于位,調整水準管液面使之與集氣管液面相平,記錄集氣管液面刻度后,__________________(填操作方法)。
(4)向N中加入足量酸性KMnO4溶液后發生反應的離子方程式為_______________________________。當集氣管液面保持穩定時,___________________________,記錄集氣管刻度,測得兩液面差為38.08 mL(折合成標準狀況下),則CaO2的產率為_____________。
專題微練24　化學實驗的綜合應用
1.答案　(1)與酸洗廢液中H+反應,降低酸洗廢液的酸度,減少后期沉淀時消耗的NaOH的量　漏斗　(2)將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+　取兩份等體積酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固體,另一份加入少量的Na2SO4固體,觀察溶液顏色變化(其他合理答案也可)
解析　(1)步驟Ⅰ中加入還原鐵粉除了將Fe3+轉化為Fe2+外,還可以與酸洗廢液中的H+反應,降低酸洗廢液的酸度,減少后期沉淀時消耗的NaOH的量;過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。(2)NaClO3具有強氧化性,所以步驟Ⅱ中NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+。(3)第Ⅲ步加入NaOH溶液調節pH=11,Fe3+和Zn2+轉化為Fe(OH)3和Zn(OH)2,則步驟Ⅳ中過濾所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Zn(OH)2,煅燒時Fe(OH)3和Zn(OH)2生成ZnFe2O4,其化學方程式為2Fe(OH)3+Zn(OH)2ZnFe2O4+4H2O。(4)根據ZnO、Zn(OH)2均呈兩性,Zn(OH)2可溶于pH>11的強堿中,步驟Ⅳ所得產品用8 mol·L-1 NaOH溶液洗滌,主要是為了洗去ZnO雜質。(5)Fe3+水解一般分步進行,其第一步水解的離子方程式為Fe3++H2OFe(OH)2++H+,設計實驗驗證假設二是否成立的操作為:取兩份等體積酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固體,另一份加入少量的Na2SO4固體,觀察溶液顏色變化。
2.答案　(1)4d105s2　(2)排盡裝置中的空氣,防止油酸被氧化　O原子　(3)+N2H4·H2OSe+N2↑+2OH-+2H2O　分液漏斗、蒸發皿　(4)吸收光譜波長幾乎不再發生變化(或者發光顏色不再發生改變)　丁達爾效應　(5)降低CdSe的溶解度,促進析出　(6)取最后一次洗滌液于潔凈試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,如不出現白色沉淀則證明洗滌干凈
解析　(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族,則Cd原子的價層電子排布式為4d105s2。(2)油酸的分子式為C17H33COOH,油酸中含碳碳雙鍵,易發生氧化反應,故步驟Ⅱ中N2的作用為排盡裝置中的空氣,防止油酸被氧化;油酸中只有O原子上有孤電子對,故油酸與鎘配位的原子為O原子。(3)向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O進行還原,得Se單質,同時會產生一種對環境無污染的氣體,該無污染的氣體為N2,根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒,反應的離子方程式為+N2H4·H2OSe+N2↑+2OH-+2H2O;過濾時需要使用漏斗、玻璃棒,干燥時需要干燥器,故不需要使用的儀器是分液漏斗、蒸發皿。(4)由于“量子點的尺寸不同,則發光顏色不同,吸收光譜波長不同”,故步驟Ⅲ中,當監測到吸收光譜波長幾乎不再發生變化(或者發光顏色不再發生改變)時,證明CdSe量子點生長基本停止,制備完成;由于“量子點的尺寸一般為1~10 nm,是一種納米級別的半導體”,還可利用丁達爾效應物理現象初步鑒定CdSe量子點制備成功。(5)根據制備過程知,步驟Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是降低CdSe的溶解度,促進析出。(6)根據制備過程,要證明CdSe洗滌干凈只要證明最后的洗滌液中不含Cl-即可,故CdSe洗滌干凈的標志是取最后一次洗滌液于潔凈試管中,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,如不出現白色沉淀則證明洗滌干凈。
3.答案　(1)sp3、sp2　(2)恒壓滴液漏斗　(3)2+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O　(4)氯化氫雜質與乙醇反應,生成更多的氯乙烷,導致三氯乙醛的純度降低　(5)水浴加熱　(6)d　(7)將乙醇轉化為沸點較高的物質,便于提純產品　(8)CCl3CHO+Br2+H2OCCl3COOH+2HBr
解析　(1)飽和碳原子的雜化方式為sp3,醛基中的碳是碳氧雙鍵,其雜化方式為sp2。(2)a儀器的名稱為恒壓滴液漏斗。(3)裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應生成氯氣,其離子方程式為2+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(4)氯氣中含有氯化氫和水蒸氣,混合氣體先通過飽和食鹽水,除去氯化氫,再通過濃硫酸吸收水蒸氣,最后得到純凈的氯氣;若沒有裝置B,氯化氫進入裝置D與乙醇發生副反應生成氯乙烷,影響三氯乙醛的純度,導致三氯乙醛的純度降低。(5)反應溫度為80~90 ℃,采用水浴加熱。(6)E為尾氣處理裝置,可用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣和生成的氯化氫氣體,為防止倒吸用倒扣漏斗,故選d。(7)乙醇和濃硫酸反應生成沸點更高的硫酸氫乙酯和硫酸二乙酯,蒸餾時,在粗產品中加入濃硫酸的目的是將乙醇轉化成沸點較高的物質,便于提純產品。(8)溴水具有氧化性,醛基具有還原性,向溴水中滴加三氯乙醛,振蕩,溴水反應后溶液的pH明顯減小,說明三氯乙醛被溴水氧化為三氯乙酸,溴單質被還原為溴離子,得到強酸HBr,三氯乙醛與溴水反應的化學方程式為CCl3CHO+Br2+H2OCCl3COOH+2HBr。
4.答案　(1)抑制CuCl2水解　(2)2Cu2+++2Cl-+H2O2CuCl↓++2H+　(3)先加足量鹽酸酸化,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,說明溶液中含有　(4)D　蒸餾燒瓶　(5)合理,可以用石墨為電極以鹽酸酸化的CuCl2溶液和Na2S溶液作電解質溶液,設計一個雙液原電池[不合理,Ksp(CuS)很小,Cu2+與S2-會反應生成CuS沉淀]　(6)作指示劑　59.70%
解析　(1)本實驗是為了探究水溶液中Cu2+與反應的產物,故加鹽酸抑制Cu2+水解,防止Cu2+水解生成Cu(OH)2。(2)由實驗現象和已知信息可推出氧化產物為,則2Cu2+++2Cl-+H2O2CuCl↓++2H+。(3)檢驗,取少量上層清液于試管中,先加足量鹽酸酸化,再加BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,說明溶液中含有。(4)A裝置分解產物會化合生成碳酸氫銨,得不到CO2;B裝置中生成微溶于水的CaSO4覆蓋在大理石的表面,阻礙了進一步反應,不能用于制備CO2;C裝置硝酸有揮發性,而硝酸具有強氧化性,也可以氧化,此外,這個反應不需要加熱;D裝置生成CO2排盡裝置中的空氣,故選D。儀器a為帶支管口的燒瓶,即蒸餾燒瓶。(5)若合理,設計成一個雙液原電池,兩個電極為惰性電極,負極區S2-被氧化,電解質為Na2S溶液,正極區Cu2+被還原,電解質為鹽酸酸化的CuCl2溶液,觀察電流表指針有偏轉,正極區有白色沉淀生成。若不合理,Ksp(CuS)很小,Cu2+與S2-反應生成CuS沉淀。(6)鄰菲啰啉溶液用于指示滴定終點;由方程式可知關系式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)三頸燒瓶　滴液順利和減少誤差　(2)CaCl2+H2O2+2NH3CaO2↓+2NH4Cl或8H2O+CaCl2+H2O2+2NH3CaO2·8H2O↓+2NH4Cl　缺少氨氣尾氣處理裝置　(3)將N內的導氣管向上提拉至橡膠塞附近　關閉K1,打開K2　(4)2+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O　調整水準管液面使之與集氣管相平　85%
解析　(1)N為三頸燒瓶;M為恒壓滴液漏斗,起到了平衡壓強、滴液順利和減少誤差的作用。(2)CaCl2溶液在堿性條件下制取過氧化鈣,則根據原子守恒,氯化鈣與雙氧水及氨氣反應生成過氧化鈣和氯化銨;由題圖可知,該裝置的不足之處為缺少氨氣尾氣處理裝置。(3)根據題意可知,通過高錳酸鉀和過氧化鈣反應生成氧氣,通過測定生成氧氣的量來測定過氧化鈣的量,故調整方法為將N內的導氣管向上提拉至膠塞附近;記錄集氣管液面刻度后,可以使高錳酸鉀溶液加入過氧化鈣中,發生反應生成氧氣,故需要的操作為關閉K1,打開K2。(4)高錳酸鉀和過氧化鈣反應生成氧氣、錳離子和水,離子方程式為2Mn+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O;讀取氣體體積時,要保證氣體壓強和外界大氣壓壓強相同,故當集氣管液面保持穩定時,調整水準管液面使之與集氣管相平;測得兩液面差為38.08 mL(折合成標準狀況下),其生成O2的物質的量為=0.001 7 mol,根據2Mn+5CaO2+16H+2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O,可知過氧化鈣的物質的量為0.001 7 mol,根據元素守恒,CaO2的理論產量應該等于氯化鈣的物質的量,即20 mL×10-3×0.1 mol·L-1=0.002 mol,則CaO2的產率=×100%=85%。(共37張PPT)
專題微練24　化學實驗的
綜合應用
1
5
2
3
4
1.鐵酸鋅(ZnFe2O4)是一種性能優良的軟磁材料，可溶于濃酸，不溶于堿。某實驗小組模擬除雜后的鹽酸酸洗廢液(含Fe2+、Fe3+和少量Zn2+)制備鐵酸鋅的實驗步驟如下：
Ⅰ.取150 mL除雜后的鹽酸酸洗廢液，加入4 g還原鐵粉，充分反應后過濾。
Ⅱ.在步驟Ⅰ所得濾液中加入一定量NaClO3，加熱攪拌充分反應。
Ⅲ.將稍過量的ZnCl2固體加入步驟Ⅱ所得溶液中，充分溶解。保持溫度為75 ℃，加入NaOH溶液調節pH=11，靜置。
1
5
2
3
4
Ⅳ.冷卻后過濾。將沉淀洗滌、干燥后煅燒，得到鐵酸鋅產品。
已知：ZnO、Zn(OH)2均呈兩性，Zn(OH)2可溶于pH>11的強堿中。
回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中加入還原鐵粉除了將Fe3+轉化為Fe2+外，目的還有________________________________________________________________________，過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、______。
與酸洗廢液中H+反應，降低酸洗廢液的酸度，減少后期沉淀時消耗的NaOH的量
漏斗
1
5
2
3
4
(2)步驟Ⅱ中NaClO3的作用是__________________。
(3)步驟Ⅳ中過濾所得沉淀的主要成分是___________________，
寫出煅燒生成ZnFe2O4的化學反應方程式：____________________
________________________。
(4)為得到較純的納米鐵酸鋅，還需將步驟Ⅳ所得產品用8 mol/L NaOH溶液洗滌，主要為了洗去_______雜質。
將Fe2+氧化成Fe3+
Fe(OH)3和Zn(OH)2
2Fe(OH)3+Zn(OH)2
ZnFe2O4+4H2O
ZnO
1
5
2
3
4
(5)實驗室也可用ZnCl2和FeCl3作反應物制備ZnFe2O4。該實驗小組發現FeCl3溶液為黃色，經查閱，Fe3+在水溶液中以[Fe]3+形式存在，[Fe]3+為淡紫色。他們做了如下假設：假設一　黃色與Fe3+水解有關；假設二　黃色與生成[FeCl4]-有關。為探究FeCl3溶液呈黃色的原因，他們設計了如下實驗，發現①顯黃色，②黃色變淺,由此證明假設一成立。Fe3+水解一般分步進行，寫出其第一步水解的離子方程式：______________________________。
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+
1
5
2
3
4
請設計實驗驗證假設二是否成立：_____________________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
取兩份等體積酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液，其中一份加入少量的NaCl固體，另一份加入少量的Na2SO4固體，觀察溶液顏色變化(其他合理答案也可)
(1)步驟Ⅰ中加入還原鐵粉除了將Fe3+轉化為Fe2+外，還可以與酸洗廢液中的H+反應，降低酸洗廢液的酸度，減少后期沉淀時消耗的NaOH的量；過濾時用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗。(2)NaClO3具有強氧化性，所以步驟Ⅱ中NaClO3的作用是將Fe2+氧化成Fe3+。(3)第Ⅲ步加入NaOH溶液調節pH=11，Fe3+和Zn2+轉化為Fe(OH)3和Zn(OH)2，則步驟Ⅳ中過濾所得沉淀的主要成分是Fe(OH)3和Zn(OH)2，煅燒時Fe(OH)3和Zn(OH)2生成ZnFe2O4，其化
解析
1
5
2
3
4
學方程式為2Fe(OH)3+Zn(OH)2 ZnFe2O4+4H2O。(4)根據ZnO、Zn(OH)2均呈兩性，Zn(OH)2可溶于pH>11的強堿中，步驟Ⅳ所得產品用8 mol·L-1 NaOH溶液洗滌，主要是為了洗去ZnO雜質。(5)Fe3+水解一般分步進行，其第一步水解的離子方程式為Fe3++
H2O Fe(OH)2++H+,設計實驗驗證假設二是否成立的操作為:取兩份等體積酸化的0.1 mol·L-1 Fe2溶液,其中一份加入少量的NaCl固體,另一份加入少量的Na2SO4固體,觀察溶液顏色變化。
解析
1
5
2
3
4
2.2023年諾貝爾化學獎授予發現量子點的三位科學家，量子點的尺寸一般為1~10 nm，是一種納米級別的半導體。量子點的尺寸不同，則發光顏色不同，吸收光譜波長不同。實驗室一種制備CdSe量子點的方法如下：
一、CdSe量子點前驅體的制備
Ⅰ.N2氣氛中，取1 mmol Se粉于三頸燒瓶中，加入15 mL的十八烯溶劑，加熱到280 ℃，Se粉完全溶解形成橙色透明溶液。
Ⅱ.N2氣氛中，將1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸，加熱至120 ℃，使CdCl2完全溶于油酸，形成油酸鎘澄清液體。
1
5
2
3
4
二、CdSe量子點的生長與制備
Ⅲ.將步驟Ⅱ中制備好的油酸鎘溶液注射至步驟Ⅰ
中含有Se粉的三頸燒瓶中，如圖所示，保持反應
溫度為260 ℃，反應45 min。
三、CdSe量子點的純化
Ⅳ.待反應液冷卻后，加入20 mL乙醇溶液，CdSe析出，離心分離，加入正己烷分散后，再次加入乙醇，離心分離，重復2~3次后，用乙醇和丙酮洗滌CdSe，即可得到干凈的CdSe量子點。
回答下列問題：
1
5
2
3
4
(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族，則Cd原子的價層電子排布式為__________。
(2)步驟Ⅱ中N2的作用為__________________________________，油酸與鎘配位的原子為_______。
(3)Se的一種制備方法如下：向
Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O
進行還原，得Se單質，過濾,洗滌，
干燥，靜置。制備過程中會產生一
1
5
2
3
4
4d105s2
排盡裝置中的空氣，防止油酸被氧化
O原子
種對環境無污染的氣體，則該反應的離子方程式為______________
____________________________；此方法獲得Se單質過程中無需使用的儀器是__________________(填名稱)。
(4)步驟Ⅲ中，當監測到_______________________________________
___________________現象時，證明CdSe量子點生長基本停止，制備完成。除此方法外，還可利用_____________物理現象初步鑒定CdSe量子點制備成功。
1
5
2
3
4
+N2H4·H2O===Se+N2↑+2OH-+2H2O
分液漏斗、蒸發皿
吸收光譜波長幾乎不再發生變化(或者發光顏色不再發生改變)
丁達爾效應
(5)步驟Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是__________________________。
(6)CdSe洗滌干凈的標志是___________________________________
________________________________________________________。
(1)Cd元素在第五周期第ⅡB族，則Cd原子的價層電子排布式為4d105s2。(2)油酸的分子式為C17H33COOH，油酸中含碳碳雙鍵，易發生氧化反應，故步驟Ⅱ中N2的作用為排盡裝置中的空氣，防止油酸被氧化；油酸中只有O原子上有孤電子對，故油酸與鎘配位的
解析
1
5
2
3
4
降低CdSe的溶解度,促進析出
取最后一次洗滌液于潔凈試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，如不出現白色沉淀則證明洗滌干凈
原子為O原子。(3)向Na2SeO3水溶液中加入N2H4·H2O進行還原，得Se單質，同時會產生一種對環境無污染的氣體，該無污染的氣體為N2，根據得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，反應的離子方程式為+N2H4·H2O===Se+N2↑+2OH-+2H2O；過濾時需要使用漏斗、玻璃棒，干燥時需要干燥器，故不需要使用的儀器是分液漏斗、蒸發皿。(4)由于“量子點的尺寸不同,則發光顏色不同,吸收光譜波長不同”，故步驟Ⅲ中，當監測到吸收光譜波長幾乎不
解析
1
5
2
3
4
再發生變化(或者發光顏色不再發生改變)時，證明CdSe量子點生長基本停止，制備完成；由于“量子點的尺寸一般為1~10 nm，是一種納米級別的半導體”，還可利用丁達爾效應物理現象初步鑒定CdSe量子點制備成功。(5)根據制備過程知，步驟Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是降低CdSe的溶解度，促進析出。(6)根據制備過程，要證明CdSe洗滌干凈只要證明最后的洗滌液中不含Cl-即可，故CdSe洗滌干凈的標志是取最后一次洗滌液于潔凈試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，如不出現白色沉淀則證明洗滌干凈。
解析
1
5
2
3
4
3.(2024·長春質檢)三氯乙醛(CCl3CHO)是一種易揮發的油狀液體，溶于水和乙醇，沸點為97.7 ℃，可用于生產氯霉素、合霉素等。某小組在實驗室模擬制備三氯乙醛并探究其性質(實驗裝置如圖所示，夾持、加熱裝置均略去)。
1
5
2
3
4
已知：
制備反應原理為C2H5OH+4Cl2 CCl3CHO+5HCl。
②可能發生的副反應為C2H5OH+HCl C2H5Cl+H2O。
③反應得到含三氯乙醛的混合物，再與濃硫酸反應，經蒸餾分離出三氯乙醛。
回答下列問題：
(1)CCl3CHO中碳原子的雜化方式為_____________。
(2)a儀器的名稱為_________________。
1
5
2
3
4
sp3、sp2
恒壓滴液漏斗
(3)寫出裝置A中發生反應的離子方程式：_______________________
_____________________。
(4)進入裝置D的是純凈、干燥的Cl2，若撤去裝置B，對實驗的影響是
__________________________________________________________________。
(5)裝置D的加熱方式為
____________。
1
5
2
3
4
2+16H++10Cl-===
2Mn2++5Cl2↑+8H2O
氯化氫雜質與乙醇反應，生成更多的氯乙烷，導致三氯乙醛的純度降低
水浴加熱
(6)能作為E中裝置的是______(填字母)。
(7)實驗完畢后，得到乙醇與三氯乙醛的
混合物，采用如圖所示裝置提純產品。
已知：濃硫酸能與乙醇發生如下反應：
①CH3CH2OH+H2SO4 C2H5OSO3H
(硫酸氫乙酯，沸點：280 ℃)+H2O；
②2CH3CH2OH+H2SO4 SO2
(硫酸二乙酯，沸點：209 ℃)+2H2O。
1
5
2
3
4
d
蒸餾時，在粗產品中加入濃硫酸的目的是_______________________
_____________________。
(8)探究CCl3CHO的性質：向溴水中滴加三氯乙醛，振蕩,溶液褪色。經檢驗，反應后溶液的pH明顯減小。寫出三氯乙醛與溴水反應的化學方程式：__________________________________________。
1
5
2
3
4
將乙醇轉化為沸點較高的物質，便于提純產品
CCl3CHO+Br2+H2O—→ CCl3COOH+2HBr
(1)飽和碳原子的雜化方式為sp3，醛基中的碳是碳氧雙鍵，其雜化方式為sp2。(2)a儀器的名稱為恒壓滴液漏斗。(3)裝置A中高錳酸鉀
解析
與濃鹽酸反應生成氯氣，其離子方程式為2+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O。(4)氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，混合氣體先通過飽和食鹽水，除去氯化氫，再通過濃硫酸吸收水蒸氣，最后得到純凈的氯氣；若沒有裝置B，氯化氫進入裝置D與乙醇發生副反應生成氯乙烷，影響三氯乙醛的純度，導致三氯乙醛的純度降低。(5)反應溫度為80~90 ℃，采用水浴加熱。(6)E為尾氣處理裝置，可用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣和生成的氯化氫氣體,
解析
1
5
2
3
4
為防止倒吸用倒扣漏斗，故選d。(7)乙醇和濃硫酸反應生成沸點更高的硫酸氫乙酯和硫酸二乙酯，蒸餾時，在粗產品中加入濃硫酸的目的是將乙醇轉化成沸點較高的物質，便于提純產品。(8)溴水具有氧化性，醛基具有還原性，向溴水中滴加三氯乙醛，振蕩,溴水反應后溶液的pH明顯減小，說明三氯乙醛被溴水氧化為三氯乙酸，溴單質被還原為溴離子，得到強酸HBr，三氯乙醛與溴水反應的化學方程式為CCl3CHO+Br2+H2O CCl3COOH+2HBr。
解析
1
5
2
3
4
4.(2024·T8聯考)資料顯示，水溶液中Cu2+與發生互促水解生成藍色沉淀Cu2(OH)2CO3。某小組同學設計實驗探究水溶液中Cu2+與反應的產物。
實驗記錄如下：將Na2SO3溶液逐滴加入鹽酸酸化的CuCl2溶液中，溶液藍色變淺，有白色沉淀生成。
(1)CuCl2溶液用鹽酸酸化的目的是________________。
(2)查閱資料得知，該白色沉淀是CuCl。寫出產生CuCl的離子方程式:
____________________________________________。
1
5
2
3
4
抑制CuCl2水解
2Cu2+++2Cl-+H2O===2CuCl↓++2H+
(3)甲同學認為：要證明Cu2+氧化了，可檢驗溶液中含有。操作為：取少量上層清液于試管中，___________________________
_____________________________________________(將操作和現象補充完整)。
1
5
2
3
4
先加足量鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有
(4)乙同學認為：溶液中存在不一定是Cu2+氧化的，體系中存在的O2會干擾實驗，于是設計了如下4個裝置排除體系中的O2。其中合理的是____(填字母)，儀器a的名稱是___________。
1
5
2
3
4
D
蒸餾燒瓶
(5)丙同學認為：S2-的還原性強于，也可與鹽酸酸化的CuCl2溶液反應生成CuCl沉淀，你認為是否合理，如果合理，簡述你的實驗方案，如果不合理，說明理由：_________________________________
___________________________________________________________________________________________________________。
1
5
2
3
4
合理，可以用石墨為電極以鹽酸酸化的CuCl2溶液和Na2S溶液作電解質溶液，設計一個雙液原電池[不合理，Ksp(CuS)很小，Cu2+與S2-會反應生成CuS沉淀]
(6)稱取沉淀0.25 g與過量氯化鐵溶液反應，待樣品完全溶解后，加水50 mL、鄰菲啰啉溶液2滴，用0.100 0 mol/L硫酸鈰[Ce(SO4)2]標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00 mL(已知：CuCl+FeCl3===CuCl2+FeCl2，Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+)。鄰菲啰啉溶液的作用是___________，沉淀中CuCl的質量分數為__________。
1
5
2
3
4
作指示劑
59.70%
(1)本實驗是為了探究水溶液中Cu2+與反應的產物，故加鹽酸抑制Cu2+水解，防止Cu2+水解生成Cu(OH)2。(2)由實驗現象和已知信息可推出氧化產物為，則2Cu2+++2Cl-+H2O===2CuCl↓
++2H+。(3)檢驗，取少量上層清液于試管中，先加足量鹽酸酸化，再加BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，說明溶液中含有。(4)A裝置分解產物會化合生成碳酸氫銨，得不到CO2；B裝置中生成微溶于水的CaSO4覆蓋在大理石的表面，阻礙了進一步
解析
1
5
2
3
4
反應，不能用于制備CO2；C裝置硝酸有揮發性，而硝酸具有強氧化性，也可以氧化，此外，這個反應不需要加熱；D裝置生成CO2排盡裝置中的空氣，故選D。儀器a為帶支管口的燒瓶，即蒸餾燒瓶。(5)若合理，設計成一個雙液原電池，兩個電極為惰性電極，負極區S2-被氧化，電解質為Na2S溶液，正極區Cu2+被還原,電解質為鹽酸酸化的CuCl2溶液，觀察電流表指針有偏轉，正極區有白色沉淀生成。若不合理，Ksp(CuS)很小，Cu2+與S2-反應生成
解析
1
5
2
3
4
1
5
2
3
4
解析
5.(2024·保定模擬)過氧化鈣(CaO2)是一種環
境消毒劑，難溶于水(在水中以CaO2·8H2O形
式存在)，不溶于乙醇，溶于酸生成過氧化氫。
某科學活動小組擬用30%的H2O2溶液與20 mL
0.1 mol·L-1 CaCl2溶液在堿性條件下制取過氧
化鈣,并測所制得的過氧化鈣的產率。(裝置如圖所示,夾持類裝置略)
(1)N儀器的名稱為___________，用M裝置代替普通分液漏斗的好處是______________________。
1
5
2
3
4
三頸燒瓶
滴液順利和減少誤差
(2)實驗時，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，打開K1，調整三通閥，并不斷向N中通入氨氣，發生反應的化學方程式為_______________________________________
__________________________________________________，該裝置的不足之處為________________________。實驗結束后，將N中所得產品取出，進行過濾，乙醇洗滌，干燥備用。
1
5
2
3
4
CaCl2+H2O2+2NH3===CaO2↓+2NH4Cl或8H2O+CaCl2+H2O2+2NH3===CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
缺少氨氣尾氣處理裝置
(3)將上述M、N裝置清洗干凈，組裝，并做適當調整用于過氧化鈣產率的測定，調整方法為_____________________________________。將產品置于N中，硫酸酸化的KMnO4溶液置于M中，將三通閥的旋塞調于 位，調整水準管液面使之與集氣管液面相平，記錄集氣管液面刻度后，__________________(填操作方法)。
1
5
2
3
4
將N內的導氣管向上提拉至橡膠塞附近
關閉K1，打開K2
(4)向N中加入足量酸性KMnO4溶液后發生反應的離子方程式為________________________________________________。當集氣管液面保持穩定時，_________________________________，記錄集氣管刻度，測得兩液面差為38.08 mL(折合成標準狀況下)，則CaO2的產率為_______。
1
5
2
3
4
2+5CaO2+16H+===2Mn2++5Ca2++5O2↑+8H2O
調整水準管液面使之與集氣管相平
85%
(1)N為三頸燒瓶；M為恒壓滴液漏斗，起到了平衡壓強、滴液順利和減少誤差的作用。(2)CaCl2溶液在堿性條件下制取過氧化鈣，則根據原子守恒，氯化鈣與雙氧水及氨氣反應生成過氧化鈣和氯化銨；由題圖可知,該裝置的不足之處為缺少氨氣尾氣處理裝置。(3)根據題意可知，通過高錳酸鉀和過氧化鈣反應生成氧氣，通過測定生成氧氣的量來測定過氧化鈣的量，故調整方法為將N內的導氣管向上提拉至膠塞附近；記錄集氣管液面刻度后，可以使高
解析
1
5
2
3
4
1
5
2
3
4
解析
1
5
2
3
4
解析

展開更多......

收起↑