化学实验方案的设计与评价Word格式.docx

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6.0

7.0

实验Ⅰ：

滴入几滴KSCN溶液

不变红

实验Ⅱ：

先加入过量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液

变红

①产生红褐色沉淀的离子方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②当c（NaOH）≥6.0mol·

L－1时，实验Ⅱ中溶液变红的原因是

________________________________________________________________________、

________________________________________________________________________（用离子方程式表示）。

（2）有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe（OH）3。

①向1mL1.0mol·

L－1FeCl3溶液中滴加1.0mol·

L－1Na2CO3溶液，立即产生大量气泡并有红褐色沉淀产生。

有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。

将沉淀过滤、洗涤后取样，________证明沉淀中含有碳酸盐。

②向1mL1.0mol·

L－1Na2SO3溶液，溶液由黄色变为红色，无丁达尔效应，继续滴加Na2SO3溶液，最终得到红褐色沉淀。

经检验沉淀中除Fe（OH）3外还含有FeSO3。

产生FeSO3的原因是

（3）比较

（1）和

（2），制备Fe（OH）3的合理方法是

________________________________________________________________________（注

明试剂和用量）。

（4）FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe（OH）3，该试剂的化学式是________（写出一种

即可）。

解析：

（1）①氯化铁与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，反应的离子方程式是Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓；

②NaOH浓度较小时，与FeCl3反应后的上层清液中几乎不含有Fe3＋、FeO，增大NaOH浓度后，促进Fe（OH）3电离为FeO，故当c（NaOH）≥6.0mol·

L－1时，其与FeCl3反应后的上层清液中含有FeO，实验Ⅱ中，加入过量H2SO4，结合Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3H＋＋FeO＋H2O可知，有Fe3＋生成，则加入KSCN溶液后，混合溶液变红。

（2）①碳酸盐与盐酸反应有CO2生成，证明沉淀中含有碳酸盐；

L－1Na2SO3溶液发生氧化还原反应：

2Fe3＋＋SO＋H2O2Fe2＋＋SO＋2H＋，继续滴加Na2SO3溶液：

Fe2＋＋SOFeSO3↓。

（3）

（2）方法容易引入杂质，

（1）中NaOH浓度过大时，Fe3＋的利用率不高，因此制备Fe（OH）3的合理方法是选用1mL1.0mol·

L－1FeCl3溶液与3mL浓度小于6.0mol·

L－1的NaOH溶液。

（4）Na2O2具有氧化性，能够将亚铁离子氧化为铁离子，同时生成的溶液具有碱性，可制得Fe（OH）3，FeSO4溶液与NaClO反应也可制Fe（OH）3。

答案：

（1）①Fe3＋＋3OH－===Fe（OH）3↓

②FeO＋4H＋===Fe3＋＋2H2O，Fe3＋＋3SCN－===Fe（SCN）3

（2）①加入少量稀盐酸，有无色气泡产生

②2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋、Fe2＋＋SO===FeSO3↓（文字描述也可）

（3）1mL1.0mol·

L－1的NaOH溶液

（4）Na2O2、NaClO等

2．（2017·

广州测评）氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种用途广泛的化工原料。

有关资料及制取步骤如下：

①氨基甲酸铵在常温下、干燥的空气中稳定，遇水或潮湿空气则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

②制备氨基甲酸铵的原理为2NH3（g）＋CO2（g）NH2COONH4（s）　ΔH<

③按图中装置进行制备实验：

步骤1：

检查装置的气密性。

步骤2：

在相应仪器中装入药品，其中在三颈烧瓶中加入足量的氢氧化钠固体，恒压滴液漏斗中装入浓氨水。

步骤3：

滴加浓氨水并搅拌，调节反应速率，在反应器中得到产品。

请回答下列问题：

（1）干燥管中盛放的药品是________。

（2）对比碳酸盐和酸反应制CO2，该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有________、________。

（3）以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是

_______________________________________________________________________。

（4）浓硫酸的作用：

（5）取部分因变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g。

则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为________。

（1）为防止副反应的发生，制备氨基甲酸铵的原料氨气必须进行干燥。

因为氨气是碱性气体，所以干燥氨气应该用碱石灰。

（2）用碳酸盐和酸反应制CO2，生成的CO2必须进行净化和干燥处理，而直接利用干冰制备CO2，不需要净化和干燥；

又因为干冰升华变为CO2气体是吸热反应，可以提供低温环境，使平衡正向移动，可以提高转化率。

（3）恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，使氨水顺利滴下。

（4）氨气是碱性气体，浓硫酸是强酸，且具有吸水性，所以浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解的作用。

（5）产物是碳酸钙，其物质的量为1.000g÷

100g/mol＝0.01mol。

设样品中氨基甲酸铵物质的量为xmol，碳酸氢铵物质的量为ymol，依据碳原子守恒得到：

x＋y＝0.01，又因为78x＋79y＝0.782，解得x＝0.008，y＝0.002，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为0.008mol÷

0.01mol×

100%＝80%。

（1）碱石灰

（2）不需要干燥　提供低温环境，提高转化率

（3）使氨水顺利滴下

（4）吸收多余氨气；

防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解

（5）0.80或80%

3．（2017·

潍坊期末）硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]是分析化学中的重要试剂，在隔绝空气加热至500℃时能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

某化学小组选用如图所示装置进行实验（夹持装置略），探究此反应产物。

（1）甲同学根据可能生成的气体产物，设计下列实验：

操作步骤

实验现象

结论或解释

①按________的顺序组装仪器并进行实验

②__________

____________

气体产物中既有H2O，也有NH3

③按A、C、D、E的顺序组装仪器并进行实验，其中装置C的作用是________

C中无明显现象，D中生成白色沉淀

④D中发生反应的离子方程式为________

（2）乙同学称取14.20g硫酸亚铁铵固体，隔绝空气加热至500℃时使其完全分解，冷却后称得固体质量为4.00g，则所得固体产物的化学式为________（硫酸亚铁铵的摩尔质量为284g·

mol－1）。

（3）实验证明：

（NH4）2Fe（SO4）2受热分解除上述产物外，还有N2生成，试写出硫酸亚铁铵在隔绝空气的条件下加热至500℃时的分解反应方程式：

（1）实验验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置F中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置E中的足量NaOH浓溶液除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置B检验氨气，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为AFEB。

③装置C中含有HCl可以吸收生成的NH3，BaCl2溶液可以检验是否含有SO3，以避免对SO2检验的干扰。

D中产生白色沉淀，是（NH4）2Fe（SO4）2受热分解生成的SO2被H2O2氧化后与BaCl2生成BaSO4沉淀，离子方程式为SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋。

（2）14.20g（NH4）2Fe（SO4）2中Fe的物质的量为＝0.05mol，Fe的质量为0.05mol×

56g·

mol－1＝2.80g，则分解后固体中n（O）＝＝0.075mol，Fe、O的物质的量之比为0.05mol∶0.075mol＝2∶3，则固体产物为Fe2O3。

（3）实验证明（NH4）2Fe（SO4）2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为2（NH4）2Fe（SO4）2Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O。

（1）①A、F、E、B　②F中无水硫酸铜变蓝，B中溶液变红　③吸收NH3，验证是否含有SO3　④SO2＋H2O2＋Ba2＋===BaSO4↓＋2H＋

（2）Fe2O3

（3）2（NH4）2Fe（SO4）2Fe2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O＋4SO2↑

4．（2017·

山东青岛质检）氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂，研究其制备及性质是一个重要的课题。

（1）氯化铁晶体的制备：

①实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有________________________，装置丙的作

用为________。

②为顺利达到实验目的，上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为

③反应结束后，将乙中溶液边加入________________，边进行加热浓缩、________、过滤、洗涤、干燥即得到产品。

（2）氯化铁的性质探究：

某兴趣小组将饱和FeCl3溶液进行加热蒸发、蒸干灼烧，在试管底部得到固体。

为进一步探究该固体的成分设计了如下实验。

（查阅文献知：

①FeCl3溶液浓度越大，水解程度越小；

②氯化铁的熔点为306℃、沸点为315℃，