高考化学三轮冲刺大题提分大题精做1化学实验方案的设计和评价.docx

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高考化学三轮冲刺大题提分大题精做1化学实验方案的设计和评价

2020高考化学三轮冲刺大题提分大题精做1化学实验方案的设计和评价

大题精做一化学实验方案的设计和评价

1.（xx衡水联考）氨基甲酸铵H2NCOONH4是一种白色晶体，是常见的实验药品，可由干燥的NH3和干燥的CO2在任何比例下反应得到每生成

1.0g氨基甲酸铵放出

2.05kJ的热量。

回答下列问题1实验室可选用下列装置IV制备干燥的NH3和CO2。

用装置I.制备并纯化NH3时，接口a与________________填接口字母相连，装置I中发生反应的化学方程式为________________________。

制备并纯化CO2时，按气流从左至右的方向，各接口连接顺序为________________填接口字母2一种制备氨基甲酸铵的改进实验装置如下图所示用仪器W代替分液漏斗的优点是________________________；用干冰装置代替1中制备并纯化CO2装置的优点是________________________。

“薄膜反应器”中发生反应的热化学方程式为________________________；盛浓硫酸的装置的作用是________________________________列举2点。

体系中若有水蒸气，还可能生成的铵盐是________________________填化学式。

【解析】

根据装置图中各仪器的构造和作用分析解答；由题干信息计算反应热，进而书写热化学方程式。

1为了使气体充分干燥，气体从大口通入，应的化学方程式为2NH4ClCaOH2CaCl22NH32H2O，故答案为d，2NH4ClCaOH2CaCl22NH32H2O；制备并纯化CO2时，先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢，然后通入浓硫酸干燥，所以按气流从左至右的方向，各接口连接顺序为bhgef，故答案为bhgef；2根据图中装置的构造可知，用仪器W代替分液漏斗的优点是平衡压强，可使浓氨水一直顺利滴入三颈烧瓶；用干冰装置代替1中制备并纯化CO2装置的优点是装置简单，产生的CO2不需净化和干燥，故答案为平衡压强，可使浓氨水一直顺利滴入三颈烧瓶；装置简单，产生的CO2不需净化和干燥；生成

1.0g氨基甲酸铵放出

2.05kJ的热量，则生成1mol放出的热量为1

59.90kJ，所以热化学方程式为2NH3gCO2gH2NCOOONH4sH-1

59.90kJmol1；盛浓硫酸的装置的作用是吸收未反应的氨气.防止空气中水蒸气进入反应器.通过观察是否有气泡调节滴入氨水的速率等，故答案为2NH3gCO2gH2NCOOONH4sH-1

59.90kJmol1；吸收未反应的氨气.防止空气中水蒸气进入反应器.通过观察是否有气泡调节滴入氨水的速率等；体系中若有水蒸气，可与二氧化碳反应生成碳酸，碳酸与氨气反应生成盐，所以还可能生成的铵盐是NH42CO3或NH4HCO3，故答案为NH42CO3或NH4HCO3。

【答案】

（1）d2NH4ClCaOH2CaCl22NH32H2Obhgef

（2）平衡压强，可使浓氨水一直顺利滴入三颈烧瓶装置简单，产生的CO2不需净化和干燥或气体的温度低有利于提高NH3和CO2的平衡转化率，答案合理即可）2NH3gCO2gH2NCOOONH4sH-1

59.90kJmol1吸收未反应的氨气.防止空气中水蒸气进入反应器.通过观察是否有气泡调节滴入氨水的速率等答出两条合理的优点即可）NH42CO3或NH4HCO3

1.（xx四川自贡市联考）亚硝酸钠NaNO2是一种重要的化工原料，某学习小组通过下述实验制备亚硝酸钠，并测定所制备亚硝酸钠的纯度。

I利用下列装置制备NaNO2已知2NONa2O22NaNO2；NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2。

请回答下列问题1利用上图中的装置制备NaNO2，其连接顺序为a__________按气流方向，用小写字母表示。

2实验开始时，先通一段时间N2的目的是__________。

3装置B中盛放试剂的名称为__________，装置C的作用是__________。

4装置E中发生反应的离子方程式为____________________。

测定上述实验所制备的NaNO2样品含NaNO3杂质的纯度。

称量D中所得样品ag溶解后配制成250mL溶液取

25.00mL于锥形瓶中，用bmolL1酸性高锰酸钾溶液滴定到终点。

重复上述滴定操作两次，测得数据如下表

第一次第二次第三次酸性高锰酸钾溶液体积/ml

19.98

19.75

20.025滴定终点的实验现象为_________。

6下列实验操作可能导致出现上表中第二次实验数据的是__________填字母编号_________。

a.滴定时有部分酸性高锰酸钾溶液滴在锥形瓶外b.加入样品溶液前的锥形瓶未经干燥c.滴定前仰视读数，滴定后俯视读数7最终所得样品中NaNO2的质量分数为__________用含a.b的关系式表示。

【解析】

（1）A装置发生铜与浓硝酸的反应生成NO2，通到C装置中，NO2与水反应生成NO，然后进入B装置进行干燥，干燥完进入D装置和Na2O2反应，最后进入E装置进行尾气处理，所以连接顺序为adebcf（或g）g（或f）i，故答案为debcf或gg或fi。

（2）实验开始时，先通一段时间N2的目的是排除装置中的空气，防止NO被氧化为NO2，故答案为排除装置中的空气，防止NO被氧化为NO2。

（3）装置B是干燥NO，应盛放试剂的名称为碱石灰或无水氯化钙，装置C中NO2和水反应生成硝酸和NO，故答案为碱石灰或无水氯化钙；将NO2转化为NO。

（4）装置E中发生NO和酸性KMnO4溶液的反应，NO能被酸性KMnO4氧化成NO，MnO被还原为Mn2，反应的离子方程式为5NO3MnO4H5NO3Mn22H2O，故答案为5NO3MnO4H5NO3Mn22H2O。

（5）NaNO2与酸性高锰酸钾溶液的离子反应为5NO2MnO6H5NO2Mn23H2O，滴定终点的实验现象为溶液由无色变为紫色（或紫红色），且半分钟不褪色，故答案为溶液由无色变为紫色（或紫红色），且半分钟不褪色。

（6）酸性高锰酸钾溶液应放在酸式滴定管中，NaNO2样品溶液放在锥形瓶中，第二次实验数据（酸性高锰酸钾溶液体积）偏小。

a.滴定时有部分酸性高锰酸钾溶液滴在锥形瓶外，酸性高锰酸钾溶液体积偏大，故a不可能；b.加入样品溶液前的锥形瓶是否干燥对实验没有影响，故b不可能；c.滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，读数出现错误，可以导致酸性高锰酸钾溶液体积V标偏小，故c可能。

故选c。

（7）第二次实验数据误差较大，故舍去，酸性高锰酸钾溶液的平均体积为（

19.98mL

20.02mL）/220mL，根据方程式5NO2MnO6H5NO2Mn23H2O，5mol2molx20mL10-3bmol/L解得x0.05bmol，原样品中NaNO2的物质的量为0.5bmol，所以NaNO2的质量分数为0.5bmol69g/mol/ag100

34.5b/a100，故答案为

34.5b/a100。

【答案】

1debcf（或g）g（或f）i

（2）排除装置中的空气，防止NO被氧化为NO2（3）碱石灰或无水氯化钙将NO2转化为NO（4）5NO3MnO4H5NO3Mn22H2O（5）溶液由无色变为紫色（或紫红色），且半分钟不褪色（6）c（7）

34.5b/a1002.（xx广东湛江调研）FeCl3是一种常用的净水剂，化学研究两小组甲.乙分别用如图装置制备无水FeCl3并证明产品中没有FeCl2，已知无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。

I小组甲拟用下图实验装置来制备无水FeCl3。

每个虚线框表示一个单元装置1请用文字描述方法改正以上装管的错误_____________。

II小组乙用下列装置组装制备无水FeCl3的装置2A中发生反应的离子方程式为_______________。

3装置接口的连接顺序为__________用a.b.ci表示反应开始前应先点燃____处酒精灯填“A”或“C”。

4装置B的作用_________________。

5如果拆去E和F装置，可能的后果是___________。

6证明产品中没有FeCl2的操作____________。

【解析】

1洗气或干燥气体时通过洗气瓶的导管必须长进短出，氯化铁易水解，故改正以上装管的错误有中导管改为长进短出，中试管口加一出气导管或加一个防水蒸气进入和尾气处理装置；2根据装置图，A中浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯化锰.氯气和水，发生反应的离子方程式为MnO24H2ClMn2Cl22H2O；3根据装置图，A是氯气的制备装置，B是氯化铁的生成装置，生成的氯气中含有水蒸气和氯化氢杂质，需要用饱和食盐水和浓硫酸除去，最后未反应的氯气需要除去，防止污染空气，氯化铁易潮解，需要防止外界水蒸气进入装置，因此装置接口的连接顺序为ahidebcf；反应开始前应该首先加热A处酒精灯，用生成的氯气将装置中的空气排出，故答案为ahidebcf；A；4装置B的作用是防止反应结束后空气中的水蒸气进入D装置中使无水FeCl3潮解，吸收尾气，防止氧气污染空气；5如果拆去E和F装置，可能会发生反应Fe2HClFeCl2H2，在C中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸；6证明产品中没有FeCl2的操作取少量样品于表面皿中，用磁铁把铁吸出，取剩余的固体于试管水中，加蒸馏水溶解，向其中滴入K3FeCN6溶液，溶液中无明显现象，说明产品中没有FeCl2。

【答案】

（1）中导管改为长进短出，中试管口加一出气导管或加一个防水蒸气进入和尾气处理装置

（2）MnO24H2ClMn2Cl22H2O（3）ahifgdebA（4）防止反应结束后空气中的水蒸气进入D装置中使无水FeCl3潮解，吸收尾气，防止氧气污染空气（5）如果拆去E和F装置，可能会发生反应Fe2HClFeCl2H2，在C中加热氢气与氯气的混合气体，易发生爆炸（6）取少量样品于表面皿中，用磁铁把铁吸出，取剩余的固体于试管水中，加蒸馏水溶解，向其中滴入K3FeCN6溶液，溶液中无明显现象，说明产品中没有FeCl

23.（xx山东东营二中期中）亚硝酸钠是一种工业盐，在生产.生活中应用广泛。

现用下图所示装置（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知NONO22OH2NOH2O气体液化的温度NO2

21.NO152

（1）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气，目的是__________。

（2）该实验装置明显缺陷是___________________________。

（3）在关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70硫酸后，A中产生红棕色气体。

确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是____________________________。

装置B的作用是_______________________________。

（4）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。

（5）水合肼N2H4H2O是一种重要的化工原料，在医药.农业及燃料上都有着广泛的应用。

目前，我国生产水合肼均采用尿素法，即利用NaClO溶液.NaOH溶液与尿素CONH22反应制得粗肼（N2H4）。

生成粗肼反应的化学方程式为_______________。

火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，二氧化氮作氧化剂，生成无毒害的物质，写出反应方程式_______。

【解析】

（1）空气中的氧气能氧化NO，所以必须先排尽空气，防止可能生成的NO被完全氧化成NO2，造成对A中反应气体产物检验不完全；

（2）该实验装置明显缺陷是无尾气吸收装置，会导致氮的氧化物直接排放到空气中造成污染；（3）如果有NO，则经过装置B的冷却后，进入C中的气体，能和氧气反应，生成红棕色气体，即现象是C中出现红棕色气体；装置B的作用是冷凝使NO2完全液化；（4）装置A中亚硝酸钠与硫酸反应生成硫酸钠.二氧化氮.一氧化氮和水，反应的化学方程式是2NaNO2H2SO4Na2SO4NO2NOH2O；（5）NaClO溶液.NaOH溶液与尿素CONH22反应制得粗肼N2H4，同时生成碳酸钠和氯化钠，故生成粗肼反应的化学方程式为NaClOCONH222NaOHN2H4H2ONa2CO3NaCl；火箭发射时可用肼（N2H4）为燃料，二氧化氮作氧化剂，生成无毒害的物质氮气和水，反应的方程式为2N2H42NO23N24H2O。

【答案】

（1）防止可能生成的NO被完全氧化成NO2，造成对A中反应气体产物检验不完全

（2）无尾气吸收装置（3）C中出现红棕色气体冷凝使NO2完全液化（4）2NaNO2H2SO4Na2SO4NO2NOH2O（5）NaClOCONH222NaOHN2H4H2ONa2CO3NaCl2N2H42NO23N24H2O

4.（xx成都第七中学三模）水合草酸亚铁FeC2O4xH2O是生产锂电池的原料。

难溶于水，受热易分解。

某化学兴趣小组对草酸亚铁的一些性质进行探究。

回答下列问题1将水合草酸亚铁溶于适量盐酸。

分别取2mL此溶液于3支试管中，进行实验。

能证明水合草酸亚铁中存在Fe2的试剂有____填代号。

AKSCN溶液BK3FeCN6溶液C酸性KMnO4溶液2为测定水合草酸亚铁中结晶水含量，将石英玻璃管带两端开关K1和K2设为装置A称重，记为m1g。

将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。

按下图连接好装置进行实验。

实验步骤如下a打开K1和K2，缓缓通入N2b低温加热装置A一段时间c停上加热，冷却到室温d关闭K1和K2，称量A;e.，记为m3g补充实验步骤e为__________填实验操作和要求。

步骤b至步骤e继续通入N2的目的是___________________。

3为探究草酸亚铁的分解产物，将2中已恒重的装置A接入下图所示部分的装置可重复选用进行实验。

打开K1和K2，缓缓通入N2，充分加热。

实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物。

实验装置中，依次连接的合理顺序为A_______________。

证明产物有CO生成的现象是________________。

写出草酸亚铁受热分解的化学方程式________________。

【解析】

（1）AKSCN溶液加到亚铁盐溶液中没有明显的现象，故A错误；BK3FeCN6溶液与亚铁离子反应生成蓝色沉淀，故B正确；C酸性KMnO4溶液能够被亚铁离子和草酸跟离子还原褪色，不能说明有一定含有亚铁离子，故C错误；故选B；

（2）实验过程为a打开K1和K2，缓缓通入N2；b低温加热装置A一段时间；c停上加热，冷却到室温；d关闭K1和K2，称量A；e重复上述ad步骤，直至A恒重；氮气不参加反应，为保护气体，考虑到实验目的是测定水合草酸亚铁中结晶水含量，所以通入氮气有两个目的；将装置A中的水蒸气带走；同时防止FeC2O4被空气氧化；（3）加热分解草酸亚铁生成一氧化碳和二氧化碳，则实验应验证一氧化碳和二氧化碳，先验证二氧化碳，可用澄清石灰水；然后除去二氧化碳.并检验二氧化碳已除尽；接着验证一氧化碳，可用还原氧化铜实验。

所以连接装置顺序为C（验证二氧化碳）E（除去二氧化碳）C（验证二氧化碳被除净）F（干燥气体）G（验证一氧化碳）C（验证一氧化碳被氧化成二氧化碳）H（尾气收集）；证明产物有CO生成的现象是G装置黑色固体变红，其后的C中澄清石灰水变浑浊；实验后石英玻璃管中固体仅残留一种有磁性的黑色化合物，此黑色化合物为四氧化三铁，因此，加热后草酸亚铁分解，生成物为一氧化碳和二氧化碳和四氧化三铁，该反应的化学方程式为3FeC2O4Fe3O44CO2CO2。

【答案】

（1）B

（2）重复上述ad步骤，直至A恒重将装置A中的水蒸气带走；同时防止FeC2O4被空气氧化（3）CECFGCHG装置黑色固体变红，其后的C中澄清石灰水变浑浊3FeC2O4Fe3O44CO2CO

25.（xx新课标卷）K3FeC2O433H2O（三草酸合铁酸钾）为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。

回答下列问题

（1）晒制蓝图时，用K3FeC2O433H2O作感光剂，以K3FeCN6溶液为显色剂。

其光解反应的化学方程式为2K3FeC2O432FeC2O43K2C2O42CO2；显色反应的化学方程式为______________。

（2）某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。

通入氮气的目的是________________________________________。

实验中观察到装置

B.F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有___________.___________。

为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_____________________________。

样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是________________。

（3）测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmolL-1KMnO4溶液滴定至终点。

滴定终点的现象是___________________________。

向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤.洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。

加稀H2SO4酸化，用cmolL1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。

该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________。

【解析】

（1）光解反应的化学方程式为2K3FeC2O432FeC2O43K2C2O42CO2，反应后有草酸亚铁产生，所以显色反应的化学方程式为3FeC2O42K3FeCN6Fe3FeCN623K2C2O4。

（2）装置中的空气在高温下能氧化金属铜，能影响E中的反应，所以反应前通入氮气的目的是隔绝空气排尽装置中的空气；反应中有气体生成，不会全部进入后续装置。

实验中观察到装置

B.F中澄清石灰水均变浑浊，说明反应中一定产生二氧化碳。

装置E中固体变为红色，说明氧化铜被还原为铜，即有还原性气体CO生成，由此判断热分解产物中一定含有CO

2.CO；为防止倒吸，必须保证装置中保持一定的压力，所以停止实验时应进行的操作是先熄灭装置

A.E的酒精灯，冷却后停止通入氮气即可。

要检验Fe2O3存在首先要转化为可溶性铁盐，因此方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。

（3）高锰酸钾氧化草酸根离子，其溶液显红色，所以滴定终点的现象是粉红色出现。

锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。

反应中消耗高锰酸钾是0.001cVmol，Mn元素化合价从7价降低到2价，所以根据电子得失守恒可知铁离子的物质的量是0.005cVmol，则该晶体中铁的质量分数的表达式为0.005cV56m1005cV561000m100。

【答案】

（1）3FeC2O42K3FeCN6Fe3FeCN623K2C2O4

（2）隔绝空气.使反应产生的气体全部进入后续装置CO

2.CO先熄灭装置

A.E的酒精灯，冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入12滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3（3）粉红色出现5cV56m10001009