高考化學一輪復習第10章第4節(jié)化學實驗方案設計與評價課時跟蹤練(含解析)

化學實驗方案的設計與評論1．某研究小組研究在加熱條件下

FeSO4分解的氣體產(chǎn)物及有關性質。已知：

SO2的沸點為－10℃、SO3的沸點為44.8℃。Ⅰ.用以下圖裝置設計實驗，考證

FeSO4分解生成的氣體產(chǎn)物。實驗前一定進行的操作是____________________________。按氣流方向連結各儀器，用字母表示接口的連結次序：a→____________________。(3)若察看到裝置丙中有無色液體產(chǎn)生，裝置丁中溶液變?yōu)闊o色，則FeSO4分解的化學方程式為

____________________________________________________________________________________

。Ⅱ.為研究

SO2使品紅溶液退色的原理，進行以下實驗：實驗1：將稀鹽酸和NaOH溶液分別滴入品紅水溶液中。察看到前者溶液顏色變淺，但未能完整退色，后者溶液顏色幾乎不變。實驗2：向滴有稀鹽酸和NaOH溶液的兩份品紅水溶液中分別通入SO2。察看到前者溶液漸漸退色，后者溶液很快退色。實驗

3：在兩份品紅水溶液中分別加入一小粒

Na2SO3固體和

NaHSO3固體，前者溶液很快退色，后者溶液退色很慢。由實驗1可推斷品紅水溶液呈________性。(5)由實驗2、3可推知，使品紅水溶液退色的主要微粒是________(填化學式)。若將SO2通入品紅的無水乙醇溶液，試展望可能出現(xiàn)的現(xiàn)象：_____________________________________________________。加熱溶有Na2SO3的品紅水溶液，發(fā)現(xiàn)不可以恢復紅色，試解釋原因：______________________________________________________________________________________________________。分析：Ⅰ.(1)考證FeSO4分解生成的氣體產(chǎn)物，氣體系備或查驗氣體產(chǎn)生的實驗，在實驗前一定檢查裝置氣密性。先將高溫分解氣體經(jīng)過裝置丙，冷卻采集得三氧化硫，再經(jīng)過裝置丁的品紅水溶液查驗二氧化硫的存在，最后用裝置乙汲取尾氣，按氣流方向連結次序為a→d→e→f→g→bc。若察看到裝置丙中有無色液體產(chǎn)生，則產(chǎn)物有三氧化硫；裝置丁中溶液變?yōu)闊o色，△則產(chǎn)物中有二氧化硫，則

FeSO4分解的化學方程式為

2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。Ⅱ.(4)

加入稀鹽酸時品紅顏色變淺，

而加入氫氧化鈉溶液時溶液顏色幾乎不變，

說明酸對品紅溶液影響大，則由實驗1可推斷品紅水溶液呈堿性。實驗2：SO2通入鹽酸中不反響，以亞硫酸的形式存在溶液中，溶液中電離出的亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子濃度都很小，品紅水溶液漸漸退色；SO2通入氫氧化鈉溶液中反應生成亞硫酸鈉，溶液中亞硫酸根離子(或亞硫酸氫根離子)濃度較大，品紅水溶液很快退色；可能是由亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子惹起；實驗3：在兩份品紅水溶液中分別加入一小粒Na2SO3固體和NaHSO3固體，前者溶液很快退色，后者溶液退色很慢。進一步說明是由亞硫酸根離子惹起的退色而不是亞硫酸氫根離子；即2－SO。3(6)依據(jù)上述實驗可知，使品紅水溶液退色的是亞硫酸根離子，若將SO2通入品紅的無水乙醇溶液中，溶液中不存在亞硫酸根離子，則品紅的無水乙醇溶液不退色。(7)NaSO溶液中的2－2－水解程度增大，但仍沒法除盡，不可以使cSO2333品紅水溶液恢復紅色。答案：Ⅰ.(1)檢查裝置氣密性(2)d→e→f→g→b→c△(3)2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑Ⅱ.(4)堿(5)SO32－(6)品紅的無水乙醇溶液不退色2－2－水解程度增大，但仍沒法除盡(7)Na2SO3溶液中的c(SO3)大，加熱后固然SO32．(2019·濟南調研)三氯氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，工業(yè)上能夠直接氧化PCl3制備POCl3，反響原理為P4(白磷)＋6Cl2===4PCl3、2PCl3＋O2===2POCl3。PCl3、POCl3的部分性質以下：項目PCl3

熔點/℃－112

沸點/℃75.5

遇水生成

其余H3PO3和

HClPOCl3

2

105.3

遇水生成

H3PO4和

HCl某興趣小組模擬該工藝設計實驗裝置以下

(某些夾持裝置、加熱裝置已略去

)：儀器a的名稱為______________，B裝置中長頸漏斗的作用是______________________________________________________。(2)裝置E用來制取Cl2，反響的離子方程式為___________________________________________________________________。(3)為使實驗順利進行，還需增補的裝置為_______________________________________________________________________。反響時，需嚴格控制三個條件：①先制取______________，遲緩地通入C中，直至C中的白磷消逝后，再通入另一種氣體。②C裝置用水浴加熱控制溫度為60℃～65℃，除加速反響速率外，另一目的是________________________________________________________________________________________________。③反響物一定干燥，不然會在C裝置中產(chǎn)生大批的白霧，其主要成分為_____________________________________(寫化學式)。(5)反響結束后經(jīng)過下邊步驟測定POCl3產(chǎn)品中Cl

的含量，元素

Cl

的質量分數(shù)為__________________________________________________________________________________(

寫出計算式

)。.取xg產(chǎn)品于錐形瓶中，加入足量NaOH溶液，POCl3完整反響后加稀硝酸至酸性；Ⅱ.向錐形瓶中加入0.1000mol·L－1的AgNO3溶液40.00mL，使Cl－完整積淀；Ⅲ.再向錐形瓶中加入20mL硝基苯，振蕩，使積淀表面被有機物覆蓋；Ⅳ.而后加入指示劑，用cmol·L－1NH4SCN溶液滴定過度Ag＋至終點，記下所用體積為VmL。[已知：AgPO4溶于酸，Ksp(AgCl)＝32×10－10，Ksp(AgSCN)＝2×10－12]分析：(1)儀器a的名稱是冷凝管(或球形冷凝管)，裝置A中產(chǎn)生氧氣，發(fā)生反響的化MnO2學方程式為2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(或2H2O2=====2H2O＋O2↑)；B裝置的作用除察看O2的流速以外，還有均衡氣壓、干燥O2(或均衡氣壓和除掉水，防備PCl3和POCl3遇水反響引入雜質)。(2)二氧化錳與濃鹽酸加熱反響生成氯化錳、氯氣和水，反響的離子方程式為4H＋＋2Cl△－22＋22＋MnO=====Mn＋Cl↑＋2HO。(3)C裝置為氯氣和磷發(fā)生反響的裝置，反響結束后會有氯氣從冷凝管a中溢出，污染空氣，需要汲取辦理；同時，POCl3和PCl3遇水會發(fā)生反響，為使實驗順利進行，需要在a儀器后連結裝有堿石灰的干燥管，防備外界中水蒸氣進入C裝置內。(4)依據(jù)題意可知，要先制備出三氯化磷，而后其被氧化為POCl，所以先制取氯氣，緩3慢地通入C中，直至C中的白磷消逝后，再通入另一種氧氣。②因為PCl3的沸點是75.5℃，所以控制溫度60℃～65℃，其主要目的是加速反響速率，同時防備PCl3氣化。③POCl3和PCl3遇水會發(fā)生反響，均生成氯化氫，碰到水蒸氣產(chǎn)生大批的白霧，所以反響物一定干燥。依據(jù)題意可知，NH4SCN的物質的量為0.001cVmol，則與之反響的銀離子的物質的量為0.001cVmol，而總的銀離子的物質的量為0.004mol，所以與氯離子反響的銀離子的物質的量為0.004mol－0.001mol，所以氯離子的物質的量為0.004mol－0.001mol，cVcV則產(chǎn)品中Cl元素的含量為（0.004－0.001cV）×35.5×100%。x答案：(1)球形冷凝管均衡氣壓△(2)4H＋＋2Cl－2＋＋Cl2↑＋2H2O＋MnO2=====Mn在a儀器后連結裝有堿石灰的干燥管(4)①Cl2②防備PCl3氣化③HCl4×10－3－cV×10－3）×35.5(5)x×100%或3.55×（4－cV）%x3．有資料顯示過度的氨氣和氯氣在常溫下可合成巖腦砂(主要成分為NH4Cl)，某小組對巖腦砂進行以下研究。Ⅰ.巖腦砂的實驗室制備。(1)C裝置中盛放堿石灰的儀器名稱為_____________________。為使氨氣和氯氣在D中充分混淆并反響，上述裝置的連結次序為(2)

a→d→c→________、__________←j←i←h←g←b。裝置D處除易擁塞導管外，還有不足之處為__________________________________________________________________

。(4)查驗氨氣和氯氣反響有巖腦砂生成時，除了蒸餾水、稀

HNO3、AgNO3溶液、紅色石蕊試紙外，還需要的試劑為

________________。Ⅱ.天然巖腦砂中

NH4Cl

純度的測定

(雜質不影響

NH4Cl

純度測定

)?！饕阎?NH4Cl＋3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N2↑＋3H2O。步驟：①正確稱取1.19g巖腦砂；②將巖腦砂與足量的氧化銅混淆加熱(裝置以下)。(5)連結好儀器后，檢查裝置的氣密性時，先將

H和

K中裝入蒸餾水，而后加熱

G，_________________________________________，則氣密性優(yōu)秀。(6)裝置

H的作用____________________________________________________________________________________________

。(7)實驗結束后，裝置

I

增重0.73g，則天然巖腦砂中

NH4Cl

的質量分數(shù)為_______________________________________________。若用K中氣體體積測定NH4Cl純度，當量氣管內液面低于量筒內液面時，所測純度__________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)分析：(1)C裝置中盛放堿石灰的儀器名稱為干燥管。制取氨氣的氣流次序為adc，制取氯氣的氣流次序為bghij，考慮到氯氣的密度比空氣大，氨氣的密度比空氣小，所以氨氣從e口進，氯氣從f口進，氨氣和氯氣會形成逆向流動，更有益于兩者充分混淆，同時注意確立連結次序時，氯氣氣流是從右向左的，合理的連接次序為a→d→c→e→f←j←i←h←g←b。裝置D處發(fā)生反響生成了氯化銨，氯化銨為固體小顆粒，導管太細，固體顆粒簡單擁塞導管；因為氯氣有毒，需要有尾氣辦理裝置，所以不足之處為：無尾氣辦理裝置。查驗固體氯化銨中的銨根離子需要氫氧化鈉溶液和紅色石蕊試紙，查驗氯離子需要蒸餾水、硝酸銀和稀硝酸，所以還需要的試劑為氫氧化鈉濃溶液。Ⅱ.(5)連結好儀器后，檢查裝置的氣密性時，先將H和K中裝入蒸餾水，而后加熱G，導管尾端有氣泡冒出，停止加熱，量氣管內形成一段水柱，則氣密性優(yōu)秀。(6)產(chǎn)生的氣體經(jīng)過裝置H中的濃硫酸，能夠汲取混淆氣體中的水蒸氣，防備對HCl測定造成擾亂，減小實驗偏差。(7)裝置I增重為氯化氫氣體的質量，0.73g氯化氫的物質的量為0.02mol，依據(jù)反響：△2NHCl＋3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N↑＋3HO可知，耗費氯化銨的量為0.02mol，質量為0.02422×53.5＝1.07g，則天然巖腦砂中NHCl的質量分數(shù)為1.07g1.19g4(8)當量氣管內液面低于量筒內液面時，所測定氮氣的體積偏小，依據(jù)反響：2NH4Cl＋△3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N2↑＋3H2O可知，氯化銨的質量偏小，所測純度偏低。答案：Ⅰ.(1)干燥管(2)ef(3)無尾氣辦理裝置(4)氫氧化鈉濃溶液Ⅱ.(5)導管尾端有氣泡冒出，停止加熱，量氣管內形成一段水柱(6)汲取反響產(chǎn)生的水蒸氣，防備對HCl測定造成擾亂(7)89.9%(8)偏低4．(2018·天津卷)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，采用以下采樣和檢測方法?；卮鹨韵聠栴}：Ⅰ.采樣采樣步驟：①查驗系統(tǒng)氣密性；②加熱器將煙道氣加熱至140℃；③翻開抽氣泵置換系統(tǒng)內空氣；④采集無塵、干燥的氣樣；⑤封閉系統(tǒng)，停止采樣。(1)A中裝有無堿玻璃棉，其作用為______________________________________________________________________________。(2)C中填補的干燥劑是________(填序號)。a．堿石灰b．無水CuSO4c．P2O5(3)用實驗室常用儀器組裝一套裝置，其作用與D(裝有堿液)同樣，在虛線框中畫出該裝置的表示圖，注明氣體的流向及試劑。(4)采樣步驟②加熱煙道氣的目的是____________________________________________________________________________。Ⅱ.NO含量的測定x將vL氣樣通入適當酸化的HO溶液中，使NO完整被氧化成－，加水稀釋至100.0022x3mL。量取20.00mL該溶液，加入v1mLc1－1FeSO4標準溶液(過度)，充分反響后，mol·L用c2mol·L－1K2Cr2O7標準溶液滴定節(jié)余的Fe2＋，終點時耗費v2mL。－223_____________________________________________________。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有______________________。滴定過程中發(fā)生以下反響：2＋－＋＋3＋3Fe＋NO4H===NO↑＋3Fe＋2HO322－2＋＋3＋＋3＋＋7HO272則氣樣中NOx折合成NO2的含量為______mg·m－3。判斷以下狀況對NOx含量測定結果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。若缺乏采樣步驟③，會使測定結果________________________。若FeSO4標準溶液部分變質，會使測定結果________________。分析：(1)裝置A是過濾器，裝有無堿玻璃棉的作用是過濾除掉粉塵。(2)C中填補的是