实验方案设计与评价 突破训练四.docx

1、实验方案设计与评价 突破训练四实验方案设计与评价突破训练（四）1下列实验设计和结论相符的是()A在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液B将SO2通入溴水，溴水褪色后加热恢复原色，说明SO2漂白生成的物质不稳定C某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液生成沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SOD加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，一定有NH【解析】FeCl3溶液充分加热会发生水解反应先生成氢氧化铁，进一步灼烧氢氧化铁生成三氧化二铁，故A项不正确；将SO2通入溴水，溴水褪色后加热不能恢复原色，此

2、处SO2表现的是还原性，而不是漂白性，故B项不正确；溶液中加Ba(NO3)2溶液生成沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，可能是因为溶液中的SO被硝酸根在酸性条件下氧化为SO，从而生成BaSO4，故C项不正确。2下列实验设计能够达到目的的是()选项实验目的实验设计A证明盐酸酸性比醋酸强用同一电路测等体积盐酸、醋酸溶液的导电性B证明H2CO3酸性比H2SiO3强将CO2通入Na2SiO3溶液中C证明钠的金属活动性比铜强向CuCl2溶液中投入金属钠D证明溶液中含有I向溶液中加入淀粉溶液【解析】证明盐酸酸性比醋酸强，用同一电路测等浓度的盐酸，醋酸溶液的导电性，A选项错误；金属钠加入CuCl2溶液中Na先与

3、H2O反应，而不能与CuCl2发生置换反应，C选项错误；I不能使淀粉溶液变色，D选项错误。3某学生设计了三种制备方案：用KI晶体与浓硫酸反应制HI用浓度均为0.1 molL1的氯化铁和氢氧化钠混合制备氢氧化铁胶体用纯碱和石灰水制烧碱，可用的方案是()ABCD全部【解析】KI中的I具有强还原性，不可用氧化性物质浓硫酸制取HI；制备氢氧化铁胶体应把饱和氯化铁溶液滴入沸水中至液体呈红褐色；用纯碱和石灰水反应除去沉淀制烧碱，只有B项正确。4以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl36H2O)的工艺流程如图所示：下列说法不正确的是()A酸溶过程使用的酸也可以是硝酸，且过量B为了防止污

4、染，焙烧过程中产生的SO2要回收利用C通氯气的目的是氧化Fe2D由FeCl36H2O制取无水FeCl3需要在氯化氢的气流中加热【解析】若用过量硝酸酸溶，则会引入NO，A项错误；SO2是一种污染气体，必须回收利用，B项正确；通入Cl2的目的是将Fe2全部氧化为Fe3，C项正确；为了防止Fe3水解，由FeCl36H2O制取无水FeCl3时需要在HCl气氛中加热，D项正确。5.根据下列实验能得出相应结论的是 ()选项实验结论A常温下,测得0.1 molL-1 NaA溶液的pH小于0.1 molL-1 Na2CO3溶液的pH酸性:HAH2CO3B向含有淀粉的FeI2溶液中加入足量溴水,溶液变蓝色还原性

5、:I-Fe2+C向饱和FeSO4溶液中加入CuS固体,测得溶液中c(Fe2+)不变Ksp(CuS) Ksp(FeS)D向氨水中滴加少量AgNO3溶液,无沉淀生成Ag+与NH3H2O能大量共存【解析】选C。HA是一元酸,H2CO3是二元酸,不能通过正盐水解程度大小来判断两者酸性的强弱,A错误;FeI2溶液中滴加足量的溴水,生成溴化铁和单质碘,不能判断I-与Fe2+谁先反应,所以不能判断I-与Fe2+的还原性强弱, B错误;化学反应的发生一般是由溶解度大的向溶解度小的方向进行,向饱和硫酸亚铁溶液中加入硫化铜固体,测得溶液中Fe2+浓度不变,说明没有发生反应,可以证明Ksp(CuS) Ksp(FeS

6、), C正确;硝酸银加入过量氨水中应该得到银氨溶液,没有沉淀,但Ag+与一水合氨不能大量共存,D错误。6.氯化锌易潮解,实验室依次采用除水(氯化氢气体“置换”)、升华相结合的方法,从市售的氯化锌含Zn(OH)Cl制备无水氯化锌,装置如图所示。下列说法错误的是 ()A.恒压滴液漏斗、倒置漏斗的作用分别是平衡气压、防止倒吸B.实验中利用了浓硫酸的高沸点性、酸性和吸水性C.在尾气吸收装置前应增加一个盛有浓硫酸的洗气瓶D.管式炉采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉、再撤去管式炉【解析】选D。恒压滴液漏斗可以保证内部压强不变,保持恒压滴液漏斗与三颈瓶内压强相等,使浓硫酸顺利滴下,倒置漏斗的作用是防止倒

7、吸,A正确;浓硫酸与氯化钠固体加热反应生成氯化氢,利用了浓硫酸的高沸点性、酸性;浓硫酸能够吸收水蒸气,利用了吸水性,B正确;为防止氯化锌吸水再次生成Zn(OH)Cl,在尾气吸收装置前应增加一个干燥装置,C正确;氯化锌升华进入管式炉,凝华得到高纯度无水氯化锌,所以实验时应先撤去管式炉的加热,再撤去管式炉,D错误。7.实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应,并验证SO2的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是 ()A.装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色,体现了二氧化硫的还原性B.实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液检验是否有Fe2+C.装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性D.

8、实验时将导管a插入浓硫酸中,可防止装置B中的溶液倒吸【解析】选B。该实验要探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应,并验证SO2的性质,A装置即为铁与浓硫酸的反应装置,产生SO2;B、C、D装置分别是验证SO2的性质,E装置为尾气处理装置。装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色,说明SO2被氧化,体现了二氧化硫的还原性,故A正确;KSCN溶液是用来检验是否有Fe3+,故B错误;D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性,故C正确;实验时将导管a插入浓硫酸中,可以使A中试管内压强与外界压强相等,即可防止装置B中的溶液倒吸,故D正确。8某化学兴趣小组用图实验装置进行醋酸亚铬的制备研究。已知：醋酸亚铬(其中铬元素为

9、二价)是红棕色晶体，不溶于水，在潮湿时，Cr2极易被氧化成Cr3。(备注：Cr2在溶液中为蓝色)。【实验步骤】将100 mL蒸馏水加热煮沸10 min后，隔绝空气冷却制备无氧水，配制实验所需溶液。如图连接好仪器，检查装置气密性。在A中放入1.47 g K2Cr2O7粉末、7.50 g锌丝(过量)，锥形瓶中放冷的醋酸钠溶液，250 mL烧杯中放蒸馏水。塞紧瓶塞，A内的导管要伸到瓶底。向装置中通入一段时间N2。在恒压滴液漏斗中放入35.00 mL 8.00 molL1盐酸，夹紧弹簧夹1，打开弹簧夹2，向A内滴加盐酸，控制滴加速度使反应平衡进行。待反应结束后，将A中的液体转移到锥形瓶中，可见锥形瓶内

10、有红棕色晶体析出。过滤、洗涤和干燥，获得醋酸亚铬晶体。【问题讨论】(1)上图装置中，A仪器的名称为_。(2)对比分液漏斗，恒压滴液漏斗显著的优点_；更好的控制溶液滴入的速率。(3)实验步骤滴入盐酸后，装置A的溶液中所发生反应的离子方程式为_；反应完成的标志是_。(4)使A中的液体转移到锥形瓶中的具体操作为_。(5)实验中最困难的步骤是晶体的过滤和洗涤。洗涤产品时，最好选用以下试剂中的_。(填选项字母)a水b无水乙醇c稀盐酸d氯化钠溶液(6)最后获得的无水醋酸亚铬产品质量为1.38 g，则产品的产率为_%。【解析】(6)n(K2Cr2O7)0.005 mol，n(Zn)0.11 moln(H)0

11、.035 L8.00 mol/L0.28 mol，根据反应方程式：Cr2O4Zn14H=2Cr24Zn27H2O1 mol 4 mol 14 mol0005 mol 0.11 mol 0.28 mol经比较Cr2O不足量，由Cr2O来计算无水醋酸亚铬的质量：0.005 mol2170 g/mol1.7 g。无水醋酸亚铬产品的产率为：100%81.18%。答案：(1)三颈烧瓶(2)平衡压强，使得液体顺利滴下(3)Cr2O4Zn14H=2Cr24Zn27H2OA(或三颈烧瓶)中的溶液变成纯蓝色(4)将锥形瓶塞子除去后，打开弹簧夹1，将导管插入液面以下，关闭弹簧夹2，继续向A中滴加盐酸(使剩余的锌与

12、盐酸反应产生的氢气将溶液压到锥形瓶中)(5)b(6)81.189.已知：苯甲酸在水中的溶解度为0.18 g(4 )、0.34 g(25 )、6.8 g(95 )。乙醚的沸点为34.6 。实验室常用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸，其原因为2C6H5CHONaOH=C6H5CH2OHC6H5COONa。实验步骤如下：向图中装置中加入适量NaOH、水和苯甲醛，混匀、加热，使反应充分进行。从冷凝管下口加入冷水，混匀，冷却。倒入分液漏斗，用乙醚萃取、分液。水层保留待用。将乙醚层依次用10%碳酸钠溶液、水洗涤。将乙醚层倒入盛有少量无水硫酸镁的干燥锥形瓶中，混匀、静置后将其转入蒸馏装置，缓慢均匀加热除去乙醚，收集

13、198 204 馏分得苯甲醇。将步骤中的水层和适量浓盐酸混合均匀，析出白色固体。冷却、抽滤得粗产品，将粗产品提纯得苯甲酸。(1)步骤中，最后用水洗涤的作用是_。将分液漏斗中两层液体分离开的实验操作方法是先_后_。(2)步骤中无水硫酸镁的作用是_。(3)步骤中水层和浓盐酸混合后发生反应的化学方程式为_；将反应后混合物冷却的目的是_。(4)抽滤装置所包含的仪器除减压系统外，还有_、_(填仪器名称)。10.实验室用图1所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与FeCl3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:可溶于水,微溶于饱和KOH溶液;在05 的强碱性溶液中比较

14、稳定;在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。回答下列问题: (1)装置A用于产生氯气,若选用图2中的甲装置,反应的离子方程式是_,若选用装置乙,其中的导管a的作用是_。(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在05 进行。实验中可采取的措施是_;在通入氯气的过程中,不断搅拌的目的是_。(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与FeCl3饱和溶液的混合方式为_,反应的离子方程式是_。(4)提纯K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质的实验方案为将K2FeO4粗

15、产品溶于冷的3 molL-1KOH溶液中_(填操作名称),将滤液置于冰水浴中,再加入_,搅拌、静置、再过滤,晶体用适量乙醇洗涤23次后,在真空干燥箱中干燥。【解析】(1)若选用图2中的甲装置制取氯气,MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为MnO2+4H+2Cl-Cl2+Mn2+2H2O。乙装置中的导管a的作用是平衡分液漏斗上方和下方压强,使其中的液体能顺利地滴下来。(2)为了保证实验过程在低温下进行,实验时应该将三颈烧瓶放在冰水浴中。通入氯气时要不断搅拌,除了增大氯气与溶液的接触面积加快反应速率以外,还有使反应放出的热量尽快散发,防止生成KClO3杂质的目的。(3)制备K2FeO4时,应该将FeC

16、l3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中,因为K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,所以要保证溶液中基本没有Fe3+。ClO-将Fe3+氧化为Fe,本身被还原为Cl-,反应的方程式为3ClO-+2Fe3+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O。(4)将K2FeO4粗产品溶于冷的3 molL-1 KOH溶液中,目的是将高铁酸钾和氯化钾溶入水中(加入氢氧化钾是为了保证高铁酸钾稳定存在,同时降低氢氧化铁溶解度),经过滤,将滤液置于冰水浴中,再加入饱和氢氧化钾溶液(高铁酸钾微溶于饱和氢氧化钾溶液)使高铁酸钾析出,再过滤即得产品。答案:(1)MnO2+4H+2Cl-Cl2+Mn2+2H2O平

17、衡气压,使分液漏斗中的液体能顺利滴下(2)将装置C中的三颈烧瓶放在冰水浴中使氯气与碱液充分混合反应,同时及时散热,防止生成杂质(3)将FeCl3饱和溶液慢慢滴入KClO溶液中3ClO-+2Fe3+10OH-2Fe+3Cl-+5H2O(4)过滤饱和KOH溶液11工业用氧化铝与焦炭在氮气流中加强热制备氮化铝(AlN)，氮化铝样品中含少量Al4C3、C、Al2O3杂质。某实验小组拟测定a g氮化铝样品中Al4C3含量并探究甲烷与氧化铜反应的氧化产物为CO2。已知：()AlN、Al4C3都能与水反应，分别生成NH3、CH4。()CH4还原氧化铜：CH44CuO4CuCO22H2O。(1)装置连接顺序为

18、 _(按气流从左至右)。(2)写出A中发生反应的化学方程式：AlN和稀硫酸反应：_；Al4C3与稀硫酸反应：_。(3)有下列操作步骤：缓缓向A中通入一定量的N2。称量B(酒精灯、木块和铁架台除外)，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将样品放入烧瓶中；点燃B处酒精灯；再次称量B；从分液漏斗中缓慢滴入稀硫酸，直到不再产生气体为止；再次缓慢通入一定量的N2。正确的操作顺序是_；操作的目的是_；若操作与操作顺序颠倒， 将导致测得的Al4C3的质量分数_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(4)设计实验证明A中有NH生成：_。(5)实验结束后，测得B中固体质量减少b g，则样品中Al4C3的质量分数为_1

19、00%。(6)通过测定C中生成BaCO3的质量可以确定甲烷与氧化铜反应是否有CO生成。实验完毕后，测得B中固体质量减少b g；对C中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重，当m(BaCO3)_g时(用含b表达式表示)，表明氧化产物只有CO2。【解析】(1)A装置中样品与稀硫酸反应产生NH3和CH4，NH3溶于A中的水溶液中，从A中出来的气体有CH4和水蒸气，经过D装置碱石灰的干燥得到干燥纯净的CH4，通入B装置中与CuO反应生成CO2，再将产生的CO2气体通入浓Ba(OH)2溶液，Ba(OH)2溶液变浑浊，故正确的顺序为A、D、B、C。(2)AlN和稀硫酸反应，可以先考虑AlN与水反应生成氨气和氢氧

20、化铝，然后氨气和氢氧化铝再与硫酸反应生成硫酸铝和硫酸铵，再将两个方程式相加可得对应的化学方程式为2AlN4H2SO4=Al2(SO4)3(NH4)2SO4；同样的道理可得Al4C3与稀硫酸反应的化学方程式为Al4C36H2SO4=2Al2(SO4)33CH4。(3)组装好装置并检查气密性，加入试剂，同时称量B的质量，然后向A中通入N2，排除装置中的空气，防止对实验的干扰，然后点燃B处酒精灯，再用分液漏斗放出稀硫酸，产生气体发生反应，待反应结束后再通入N2，将CH4完全赶入B中反应，并将产生的CO2气体全部排入浓Ba(OH)2溶液中，冷却后再称量B的质量，所以正确的实验步骤顺序是：；操作的目的是

21、排出装置内的空气，防止对实验的干扰；若操作与操作顺序颠倒，在未加热下CH4不会与CuO反应，而导致CH4的量损耗，从而所测Al4C3质量分数偏小。(5)B中固体质量的减少就是CuO中O元素的质量，所以O原子的物质的量为 mol，所以CuO的物质的量也为 mol，根据CH44CuO4CuCO22H2O可知CH4的物质的量为CuO的物质的量的，即CH4的物质的量为 mol，所以Al4C3的物质的量为 mol mol，其质量为 mol144 gmol1 g，Al4C3的质量分数为 ga g100%100%。(6)当CH4的氧化产物只有CO2时，根据方程式和第(5)问可知CO2的物质的量为CuO的物质

22、的量的四分之一，所以CO2的物质的量为 mol，则生成的BaCO3沉淀的质量为 mol197 gmol1 g，故当m(BaCO3) g时，CH4的氧化产物全为CO2。答案：(1)ADBC(2)2AlN4H2SO4=Al2(SO4)3(NH4)2SO4Al4C36H2SO4=2Al2(SO4)33CH4(3)排出装置内的空气，防止对实验的干扰偏小(4)反应完毕后，取少量A中溶液于试管，滴加浓NaOH溶液，加热；用镊子夹一块湿润红色石蕊试纸放在试管口正上方，试纸变蓝色，则说明A中有NH，否则没有NH(5)(6)12氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要还原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定

23、其纯度。已知： 氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体。.制备氢化锂选择图1中的装置制备氢化锂(有些装置可重复使用)：(1)装置的连接顺序(从左至右)为A_。(2)检查好装置的气密性，点燃酒精灯前需进行的实验操作是_。(3)写出制备氢化锂的化学方程式：_。.制备氢化铝锂1947年，Schlesinger、Bond和Finholt首次制得氢化铝锂，其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合，搅拌，充分反应后，经一系列操作得到LiAlH4晶体。(4)写出氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式：_。.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度(5)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好试剂(

24、Y形管中的蒸馏水足量，为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸，蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂)，启动反应的操作是_。读数之前，上下移动量气管右侧的容器，使量气管左、右两侧的液面在同一水平面上，其目的是_。 (6)在标准状况下，反应前量气管读数为V1 mL，反应完毕并冷却之后，量气管读数为V2 mL。该样品的纯度为_(用含a、V1、V2 的代数式表示)。如果起始读数时俯视刻度线，测得的结果将_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。【解析】(1)氢化锂遇水能够剧烈反应，因此生成的氢气需要干燥，并除去其中混有的H2S，因此需要先通过NaOH溶液除去硫化氢气体，再通过浓硫酸干燥，然后在C装置中发生反应生成氢化锂，

25、为防止外界水蒸气进入装置，后面需要接干燥装置B，最后用排水集气法收集未反应的氢气，装置的连接顺序(从左至右)为ADBCBE。(2)检查好装置的气密性，点燃酒精灯前需要首先制备氢气，并检验氢气的纯度，因此进行的实验操作为打开装置A中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯。(3)氢气与锂反应制备氢化锂的化学方程式为2LiH22LiH。(4)氢化锂与无水三氯化铝按一定比例在乙醚中混合，充分反应得到LiAlH4，反应的化学方程式为4LiHAlCl3=LiAlH43LiCl。(5)启动反应时只需要倾斜Y形管，将蒸馏水(掺入四氢呋喃)全部注入a g产品中即可。读数之前，上下移动

26、量气管右侧的容器，使量气管左、右两侧的液面在同一水平面上，可以确保量气管内气体的压强与大气压强相等，减少实验误差。(6)氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体为氢气，LiAlH44H2O=LiOHAl(OH)34H2，在标准状况下，反应前量气管读数为V1 mL，反应完毕并冷却之后，量气管读数为V2 mL，则生成的氢气为(V2V1)mL，根据方程式，LiAlH4的物质的量为，则样品的纯度100%。如果起始读数时俯视刻度线，导致V1偏小，结果偏高。答案：(1)DBCBE(2)打开装置A中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中收集气体并验纯(3)2LiH22LiH(4)4LiH

27、AlCl3=LiAlH43LiCl(5)倾斜Y形管，将蒸馏水(掺入四氢呋喃)全部注入a g产品中确保量气管内气体的压强与大气压强相等(6)%偏高13.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：.采样采样步骤：检验系统气密性；加热器将烟道气加热至140 ；打开抽气泵置换系统内空气；采集无尘、干燥的气样；关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_。(2)C中填充的干燥剂是(填标号)_。a碱石灰b无水CuSO4cP2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤加热烟道气的目的是_