2020高考化学复习第十章化学实验基础10.7大题考法(3)物质制备型综合实验学案(含解析)

第7课时大题考法(3)——物质制备型综合实验化学创造了一个全新的物质世界，制备物质是化学研究的亮点。以新物质制备为背景的实验题，涉及知识面较广，形式灵活多变，思维发散空间大，能够很好地考查考生综合运用化学实验基础知识解决实际问题的能力。命题设计的角度主要有：结合气体的实验室制法进行无机物的制备、典型有机物的制备与提纯。

题型一无机物制备型

[典例1] 过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂。某实验小组拟选用如下装置(部分固定装置略)制备过氧化钙。

(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号，装置可重复使用)。

(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入试剂；

②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热试剂；③反应结束后，__________________(填操作)；④拆除装置，取出产物。

(3)若钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca3N2)，同时可能生成过氧化钙。请利用下列试剂，设计实验检验钙的燃烧产物中是否含有过氧化钙___________________________________ (简要说明实验步骤、现象和结论)。

限选试剂：酸化的FeCl2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸

(4)利用反应Ca2＋＋H2O2＋2NH3＋8H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH＋4，在碱性环境下制取CaO2的装置如下：

C中发生反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右，其可能的原因分析：该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O产率；________________________________________。

(5)测定产品中CaO2含量的实验步骤如下：

步骤一：准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol·L－1的硫酸，充分反应。

步骤二：向上述锥形瓶中加入几滴________(作指示剂)。

步骤三：逐滴加入浓度为c mol·L－1的Na2S2O3溶液至反应完全，滴定至终点，记录数据，再重复上述操作2次，得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。

CaO 2的质量分数为________(用字母表示)。(已知：I 2＋2S 2O 2－3===2I －＋S 4O 2－

6)

[解析] (1)制备过氧化钙时，用双氧水制备氧气，钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氧气中会混有水蒸气，所以在与钙化合之前需要干燥，选用试剂是浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接浓硫酸的洗气瓶，所以正确的顺序：dfebcf 或dfecbf 。

(2)实验结束时为防止空气进入装置，还要继续通氧气直到装置冷却，所以实验结束时的操作为熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞。

(3)结合题中提供的试剂可知，通过利用过氧化钙能氧化亚铁离子的方法可判断燃烧产物中是否含有过氧化钙，设计实验为取样品少许于试管中，加入酸化的FeCl 2溶液溶解后，滴加KSCN 溶液，若溶液变红色，则说明样品中含有过氧化钙；若溶液不变红色，则说明样品中不含有过氧化钙。

(4)该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO 2·8H 2O 的产率，减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率，因此C 中发生反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右。

(5)步骤二：碘单质能够使淀粉溶液变蓝色，因此该滴定实验中，可以向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液作指示剂；步骤三：根据电子转移守恒及题中反应方程式，可得关系式：CaO 2～I 2～2S 2O 2－3，设样品中CaO 2的质量分数为x ，则：

CaO 2 ～ I 2 ～ 2S 2O 2－3

72 g 2 mol ax g V ×10－3 L ×c mol·L －1

所以72 g ax g ＝ 2 mol V ×10－3 L ×c mol·L －1，解得x ＝3.6cV a

%。 [答案] (1)dfebcf(或dfecbf)

(2)熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氧气，并关闭分液漏斗的活塞

(3)取样品少许于试管中，加入酸化的FeCl 2溶液溶解后，滴加KSCN 溶液，若溶液变红色，则说明样品中含有过氧化钙；若溶液不变红色，则说明样品中不含有过氧化钙

(4)温度低可减少过氧化氢的分解，提高过氧化氢的利用率

(5)淀粉溶液 3.6cV a

% [备考方略] 制备无机物的思维流程

[对点练1] (2018·全国卷Ⅰ)醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr·2H2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答下列问题：

(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是________。仪器a的名称是________。

(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。打开K1、K2，关闭K3。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

②同时c中有气体产生，该气体的作用是____________________________________。

(3)打开K3，关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d，其原因是________________________________________________________________________；

d中析出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。

(4)指出装置d可能存在的缺点_____________________________________________。

解析：(1)由题给信息，[(CH3COO)2Cr·2H2O]在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响[(CH3COO)2Cr·2H2O]的制备。由仪器的结构特点可知，a为分液(或滴液)漏斗。

(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。②Zn＋2H＋===Zn2

2＋被氧化。

＋＋H

2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr