选考无机制备实验综合大题复习

选考无机制备实验综合大题复习

张其

浙江省诸暨中学暨阳分校

高三年级的选考模拟考试，学校已经组织了好几次了，我任教的班级，学生基础本身就差，学生考试的成绩一直不理想，特别是填空题，总分50分，学生的平均得分基本上都在10分到11分之间，第30题是实验综合大题，学生的平均得分，也就在2分左右，我研究了浙江省选考以来的10次考试，发现实验大题有9次是考无机物的制备，而且考点基本上还是比较集中的，我觉得可以编一个大的无机制备实验综合大题，把选考出现频率较高的知识点都编进去，而且把答题要点和学生强调清楚，我觉得这样复习，应该能够提高学生的成绩。下面我以2016年10月的浙江选考化学试卷第31题为模板，改编一个大的实验综合大题，并结合题目和选考实验综合大题考点的统计情况，进行实验大题的复习。

31.某研究小组在实验室以含铁的铜屑为原料制备Cu(NO₃)₂·3H₂O晶体，并进一步探究用SOCl₂制备少量无水Cu(NO₃)₂。设计的合成路线如下：

已知：Cu(NO₃)₂·3H₂O——→Cu(NO₃)₂·Cu(OH)₂——→CuO

SOCl₂熔点一105℃、沸点76℃、遇水剧烈水解生成两种酸性气体。

金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围

金属离子	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Cu2+	5.2	6.4
Fe2+	5.5	8.3
Fe3+	1.1	2.8

请回答：

（1）第①步加入过量稀硝酸的原因是__________。

（2） 第②步调pH适合的物质是_____(填化学式)，合适的pH范围是_____。

（3）第④步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤，其中蒸发浓缩的具体操作是_______，为得到较大颗粒的Cu(NO₃)₂·3H₂O晶体，可采用的方法是___________(填一种)。

有关抽滤，下列说法正确的是 。

A．滤纸应比漏斗内径略小，且能盖住所有小孔

B．图1抽滤装置中只有一处错误，即漏斗颈口斜面没有对着吸滤瓶的支管口

C．先转移溶液至漏斗，待溶液快流尽时再转移沉淀

D．洗涤沉淀时，应使洗涤剂快速通过沉淀

E．抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出

F．抽滤完毕后，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡皮管，再关水龙头，以防倒吸

图1

（4）步骤③和④中包含抽滤，抽滤过程中要洗涤沉淀，分析泽两次洗涤的不同目的__________________________________________________________

（5）第⑤步中发生反应的化学方程式是______________________。

（6）第⑤步，某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略，如图2)，图中仪器B的名称是_________，作用是__________________________，该装置图中有一处不合理，请提出改进方案并说明理由______________。

图2

装置改进后，向仪器A中缓慢滴加SOCl₂时，需打开活塞______(填“a”、‘‘b”或“a和b”)。

（7）间接碘量法测定无水Cu(NO₃)₂纯度的原理和方法如下：

在弱酸性条件下，Cu²⁺与I^－反应：2Cu²⁺ + 4I^- = 2CuI↓ + I₂ ，生成的 I ₂ 可用Na₂S₂O ₃ 标准溶液滴定：2S ₂O₃^2－ ＋I₂ ===S₄O₆^2－ ＋2I^－。

　　操作：准确称取a g无水Cu(NO₃)₂试样，置于250 mL碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中，加50 mL蒸馏水、5 mL 3 mol/L H₂SO ₄ 溶液，再加入足量的10%KI溶液，摇匀．盖上碘量瓶瓶盖，置于暗处5 min，充分反应后，加入1-2 mL 0 . 5%的淀粉溶液，用Na₂S₂O₃ 标准溶液滴定到蓝色褪去时，共用去V mL标准液。

①滴定前，有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列)：
检漏→蒸馏水洗涤→(____)→(____)→(____)→(____)→(____)→开始滴定。

A．烘干 B．装入滴定液至零刻度以上

C．调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下

D．用洗耳球吹出润洗液 E．排除气泡

F．用滴定液润洗2至3次 G．记录起始读数

②滴定法测得产品中无水Cu(NO₃)₂含量远远超过100%，请你分析造成这样的结果的原因是_____________________。

【答案】

（1）保证将Fe氧化成Fe³⁺，便于后续的除杂过程，同时可以加快化学反应速率

（2）CuO或Cu(OH)₂或CuCO₃或Cu₂(OH)₂ CO₃2.8～5.2

（3）将溶液转移到蒸发皿中，控制温度加热至溶液表面出现一层晶膜

减慢冷却结晶的速度 ACF

（4）第③步洗涤的目的是将沉淀表面的Cu(NO₃)₂洗下来，减少Cu(NO₃)₂的损失 第④步洗涤的目的是，除去晶体表面的可溶性杂质

（5）Cu(NO₃)₂·3H₂O + 3SOCl₂ == Cu(NO₃)₂ + 3SO₂↑ + 6HCl↑

（6）干燥管 防止倒吸

在A、B之间加一个干燥装置，防止B中的水蒸气进入反应器A中

b

（7）FBECG

Cu(NO₃)₂中加入H ₂ SO ₄ 溶液和KI溶液后，NO₃^-和H⁺，I^-反应，会生成I₂，造成实验结果偏大

结合上面的题目，进行实验化学考试重点的复习，主要是以下内容：

（1）化学试剂的考察，是实验综合大题的重点，9次考试，总共考了6次，主要是试剂的作用，选择某种试剂的原因，加入过量的试剂，一般目的是两个，一是保证另一种反应物的充分反应，二是加快化学反应。

（2）调节pH值，属于反应条件控制，总共考了2次，一般都是为了调节pH值，除去某些金属阳离子，所加的试剂一般要考虑不能引入杂质，比如本题中，加入的物质是可以与H⁺反应，而生成的离子是溶液本身含有的非杂质离子Cu²⁺。其它的除杂过程，原理也是一样的，可以出去杂质，又不引人新的杂质。

（3）无机制备实验大题中，制取后分离得到产品，一般的操作都是蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤，洗涤、干燥，其中抽滤又是重点中的重点，总共考了6次，其中2次是以选择题的形式考察，总结历次考试以后发现，实验化学教材P_14-15的减压过滤操作向导，里面的每一条都考过了，所以定一要让学生牢牢的掌握这个知识点。

通过减慢冷却结晶的速度得到较大颗粒的晶体，属于条件控制，这个知识点也是重点，在9次考试中，考了5次，也是重点中的重点。

（4）洗涤也是制备大题的重点，主要是洗涤的目的和洗涤剂的选择，总共考查了4次，洗涤的目的分两种情况，若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得的滤渣，把有用的物质如目标产物尽可能洗出来；若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。洗涤剂的选择要求是两条，一是洗去杂质，二是尽量减少产品的溶解。

（5）化学方程式的考察也是重点，9次考试，总共考了6个方程式，有些方程式是教材里有的，教材里没有的方程式，题目一般都会给一些信息，常见的是氧化还原反应的方程式，根据氧化还原反应的基本规律来写方程式。

（6）实验装置的考查也是重点中的重点，制备时的仪器，最常用的是三颈烧瓶，9次考试出现了5次（在28题也出现了2次），其次是滴液漏斗，出现了3次（在28题也出现了2次），抽滤装置也出现了2次，对于常见的实验装置，要有所了解，对于常见仪器的用途，要掌握好。

（7）产品纯度的测定或者产品中杂质的检验，也是考查重点，9次考试出现了5次，测定纯度首先要搞清楚测定的原理，比如，本题中，根据信息，可得出2Cu²⁺～ I₂ ～ 2S ₂O₃^2－，即Cu(NO₃)₂与Na₂S₂O ₃的物质的量相同。本题中涉及的滴定操作也是实验考查的重点，9次考试出现了4次，而且两次是排序，所示滴定操作的顺序也是要弄清楚的。

上述题目，基本上已经包含了实验综合大题绝大部分的考察重点，学生如果能够掌握好这些知识点，应该可以提高实验综合大题的得分率。