高三化學(xué)人教版一輪課后限時(shí)集訓(xùn)：32 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià) Word版含解析

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1、 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評價(jià) (建議用時(shí)：35分鐘) 1．(2019·山西名校模擬)“侯氏制堿法”是我國化工專家侯德榜為世界制堿工業(yè)作出的突出貢獻(xiàn)。某實(shí)驗(yàn)小組模擬“侯氏制堿法”的工藝流程及實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持裝置省略)如下： 下列敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)時(shí)先點(diǎn)燃裝置①的酒精燈，過一段時(shí)間后再打開裝置③中分液漏斗的旋塞 B．裝置②的干燥管中可盛放蘸稀硫酸的脫脂棉，作用是吸收多余的NH3 C．向步驟Ⅰ所得濾液中通入氨氣，加入細(xì)小的食鹽顆粒并降溫，可析出NH4Cl D．用裝置④加熱碳酸氫鈉可實(shí)現(xiàn)步驟Ⅱ的轉(zhuǎn)化，所得CO2可循環(huán)使用 D　[固體NaHCO3加熱不能用燒杯，

2、D錯(cuò)誤。] 2．(2019·廣東模擬)MnSO4·H2O是一種易溶于水的微紅色斜方晶體，某同學(xué)設(shè)計(jì)下列裝置制備硫酸錳： 下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．裝置Ⅰ燒瓶中放入的藥品X為銅屑 B．裝置Ⅱ中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率 C．裝置Ⅲ用于吸收未反應(yīng)的SO2 D．用裝置Ⅱ反應(yīng)后的溶液制備MnSO4·H2O需經(jīng)歷蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌及干燥的過程 A　[由實(shí)驗(yàn)裝置可知，X為亞硫酸鈉，與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，而Cu與濃硫酸常溫下不反應(yīng)，Ⅱ中“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率，二氧化硫與二氧化錳反應(yīng)生成MnSO4，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到晶體，Ⅲ中NaOH溶液可吸收尾氣。]

3、 3．如圖所示為從固體混合物中分離X的兩種方案，請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法中合理的是(　　) A．可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨 B．方案1中的殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā) C．方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D．方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3 D　[①加熱法分離提純固體混合物應(yīng)滿足的條件：一種物質(zhì)受熱易揮發(fā)或分解，另一物質(zhì)受熱不揮發(fā)或難分解。②加試劑法分離(過濾)提純固體混合物應(yīng)滿足的條件：所加試劑能達(dá)到讓一種物質(zhì)形成溶液，而另一物質(zhì)形成難溶物的狀態(tài)。A項(xiàng)中碳酸氫鈉、氯化銨受熱均易分解，故用

4、方案1不能將兩物質(zhì)分離開，錯(cuò)誤；B項(xiàng)方案1中的殘留物應(yīng)該具有受熱時(shí)不揮發(fā)或難分解的性質(zhì)，錯(cuò)誤；C項(xiàng)方案2中加入的試劑可能不與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如加水進(jìn)行溶解分離，錯(cuò)誤；D項(xiàng)中SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3溶解而分離，正確。] [教師用書獨(dú)具] (2019·聊城一中模擬)下列實(shí)驗(yàn)方案中，可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)方案 A 除去苯中混有的環(huán)己烯 加入適量的溴水充分反應(yīng)后分液 B 制取Fe(OH)3膠體 向沸水中滴加FeCl3飽和溶液，繼續(xù)加熱至紅褐色，停止加熱 C 驗(yàn)證酸性： CH3COOH>HClO 使用pH試紙分別測定

5、相同溫度下相同濃度的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH D 檢驗(yàn)溶液中含有I－ 向某溶液中加入CCl4，振蕩后靜置，液體分層，下層呈紫紅色 B　[溴水與環(huán)己烯反應(yīng)生成的二溴環(huán)己烷也易溶于苯，無法分液分離，A錯(cuò)；NaClO溶液具有強(qiáng)氧化性，不能用pH試紙檢測，C錯(cuò)；I－不能進(jìn)入CCl4中，不能判斷I－的存在，D錯(cuò)。] 4．(2019·試題調(diào)研)粉煤灰(主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等)是燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的廢渣，以高鋁粉煤灰為原料制取硫酸鋁銨[NH4Al(SO4)2]，既降低環(huán)境污染又可提高鋁資源的利用率。其制備實(shí)驗(yàn)流程如圖： 已知硫酸鋁銨溶解度：0 ℃時(shí)，S＝

6、5.2 g；100 ℃時(shí)，S＝421.9 g。 回答下列問題： (1)寫出粉煤灰與氫氧化鈉溶液反應(yīng)涉及的化學(xué)方程式： _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)“酸化”中選用“某酸稀溶液”溶質(zhì)的化學(xué)式為________，理由是___________________________________________________________________。

7、 (3)“一系列操作”的具體實(shí)驗(yàn)步驟有________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)煅燒硫酸鋁銨晶體，發(fā)生的主要反應(yīng)為 4[NH4Al(SO4)2·12H2O]2Al2O3＋2NH3↑＋N2↑＋5SO3↑＋3SO2↑＋53H2O↑，將產(chǎn)生的氣體通過如圖所示裝置。 ①足量的濃硫酸除吸收H2O(g)外還吸收____________________(填化學(xué)式，下同)。 ②酸性KMnO4溶液紫色變淺說明煅燒硫酸鋁銨晶體所得到

8、的氣體產(chǎn)物中含有________，用化學(xué)用語解釋酸性KMnO4溶液紫色變淺的原因：_____________ ___________________________________________________________________。 ③某同學(xué)從安全角度考慮，指出該裝置可能有一處明顯的缺陷。你認(rèn)為這處缺陷可能是：_________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　

9、(1)粉煤灰中SiO2為酸性氧化物、Al2O3為兩性氧化物，均能與NaOH溶液反應(yīng)，化學(xué)方程式為SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O、Al2O3＋2NaOH ===2NaAlO2＋H2O。(2)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖侵苽淞蛩徜X銨，因此酸化時(shí)選擇的酸為稀硫酸，從而避免引入新的雜質(zhì)。(3)根據(jù)硫酸鋁銨的溶解度知，由硫酸鋁銨溶液得到硫酸鋁銨晶體的實(shí)驗(yàn)操作為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。(4)①根據(jù)硫酸鋁銨晶體分解反應(yīng)方程式，可知足量的濃硫酸除吸收水蒸氣外，還可以吸收氨氣，使其轉(zhuǎn)化為硫酸銨，吸收SO3，使其轉(zhuǎn)化為硫酸。②酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，溶液紫色變淺說明生成的氣體中含有還原性氣體，

10、還原性氣體有NH3和SO3，由于通過濃硫酸時(shí)氨氣被吸收，因此可以說明含有SO2。SO2與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為5SO2＋2MnO＋2H2O=== 5SO＋2Mn2＋＋4H＋。③用濃硫酸直接吸收氨氣時(shí)容易發(fā)生倒吸，引發(fā)安全事故。 [答案]　(1)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O、SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　(2)H2SO4　不引入新雜質(zhì)　(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥　 (4)①SO3、NH3　②SO2　2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋?、蹪饬蛩峥赡軙刮? 5．(2019·濟(jì)南聯(lián)考)硫鐵

11、礦(主要成分為FeS2)焙燒產(chǎn)生的尾氣中主要含N2、O2、SO2和少量的CO2、H2O，取標(biāo)準(zhǔn)狀況下的尾氣V L測定SO2含量： 方案一：讓尾氣緩慢通過如圖裝置。 (1)C裝置的名稱是________，該裝置的作用是__________________________ ___________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)先通入尾氣，再通入一定量的氮?dú)?。若通過裝置B的增重來測量SO2的體積分?jǐn)?shù)，你認(rèn)為該方案是否合理：________(填“是”或“否”)，請說明理由____________

12、___________________________________________________ __________________________________________(若方案合理，該空不必填寫)。 方案二：將尾氣緩慢通過足量溴水，在所得的溶液中加入過量氯化鋇溶液后，過濾，將沉淀洗滌、干燥，稱得其質(zhì)量為m g。 (3)加入過量氯化鋇溶液的目的是____________________________________ ___________________________________________________________________。 (4)洗滌沉

13、淀的方法是_____________________________________________ ___________________________________________________________________。 (5)尾氣中SO2的體積分?jǐn)?shù)的表達(dá)式是________________________________ (用含m、V的代數(shù)式表示)。 [解析]　(1)C裝置為干燥管，該裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣、CO2被裝置B吸收。(2)尾氣中的CO2也能被裝置B吸收，會影響SO2的測定，使所測體積分?jǐn)?shù)偏大。方案二：此方案利用溴水將SO2氧化為SO，加入過量Ba

14、Cl2溶液產(chǎn)生BaSO4沉淀，根據(jù)所得沉淀的質(zhì)量，計(jì)算出SO2的含量。(3)加入過量BaCl2溶液的目的是使生成的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀。(4)洗滌沉淀的方法為在漏斗中加蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下后再重復(fù)操作2～3次。(5)n(SO2)＝n(BaSO4)＝ mol，SO2的體積分?jǐn)?shù)為×100%＝%。 [答案]　(1)干燥管　防止空氣中的水蒸氣、CO2被B裝置吸收 (2)否　尾氣中的CO2也能被B裝置吸收，使所測體積分?jǐn)?shù)偏大 (3)使生成的SO完全轉(zhuǎn)化為沉淀 (4)在漏斗中加蒸餾水至恰好浸沒沉淀，待水自然流下后再重復(fù)操作2～3次 (5)% 6．(2019·黃山二模)亞硝酰氯(

15、ClNO)是有機(jī)物合成中的重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓下反應(yīng)得到。ClNO 部分性質(zhì)如下：黃色氣體，熔點(diǎn)：－59.6 ℃；沸點(diǎn)：－6.4 ℃，遇水易水解。已知：HNO2既有氧化性又有還原性；AgNO2微溶于水，能溶于硝酸：AgNO2＋HNO3===AgNO3＋HNO2。 (1)利用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ裝置制備原料氣NO和Cl2 ①寫出利用裝置Ⅰ制備氯氣的離子反應(yīng)方程式：______________________ ___________________________________________________________________。 ②利用上述裝置制備NO時(shí)，Ⅱ中盛裝

16、物質(zhì)為________________(寫化學(xué)式)。 (2)利用以下裝置在常溫常壓下制備ClNO ①裝置連接順序?yàn)閍→__________________(按氣流自左向右方向，用小寫字母表示)。 ②為使NO和Cl2恰好完全反應(yīng)生成ClNO，理論上通入NO和Cl2兩種氣體的流速比為________。 ③裝置Ⅸ的作用是_______________________________________________。 ④裝置Ⅷ吸收尾氣時(shí)，有同學(xué)認(rèn)為尾氣中的某種氣體不能完全被吸收，為了充分吸收尾氣，可將尾氣與________(氣體)同時(shí)通入NaOH溶液中。 ⑤王水是濃鹽酸和濃硝酸的混酸，

17、一定條件下混酸可生成ClNO和Cl2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ⑥寫出驗(yàn)證ClNO與H2O完全反應(yīng)后的溶液中存在Cl－和HNO2的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象：取少量反應(yīng)后的溶液于試管中，___________________________________ _______________________________________________________

18、______________ (限選試劑：AgNO3溶液，稀硝酸，KMnO4溶液)。 [答案]　(1)①M(fèi)nO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O　②H2O　(2)①e→f→c→b→d(或f→e→c→b→d)?、?∶1　③冷凝亞硝酰氯，便于收集　④O2(或空氣)?、軭NO3(濃)＋3HCl(濃)===ClNO↑＋Cl2↑＋2H2O　⑥依次滴加足量的AgNO3溶液和稀硝酸，充分振蕩、靜置，有白色沉淀生成；另取靜置后上層清液少許于另一支試管中，滴加KMnO4溶液，溶液紫色褪去 7．(2019·專家原創(chuàng))青蒿素是一種有效的抗瘧藥。常溫下，青蒿素為無色針狀晶體，難溶于水，易溶于有機(jī)溶

19、劑，熔點(diǎn)為156～157 ℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法，提取流程如下： 請回答下列問題： (1)將青蒿研碎的目的是__________________________________________； 操作Ⅱ的名稱是________。 (2)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測定青蒿素的最簡式，將28.2 g青蒿素放在裝置C燃燒管中充分燃燒。 ①各裝置的連接順序從左到右依次為A、________________________(寫各裝置大寫字母代號，每個(gè)裝置限用一次)。 ②裝置D中的試劑是______________________，裝置E球形干燥管中堿石灰的作用是_________

20、____________________________________________________ ___________________________________________________________________。 ③已知青蒿素是烴的含氧衍生物，以上實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)如下表： B裝置質(zhì)量 E(不含干燥管)裝置質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)前 22.6 g 80.2 g 實(shí)驗(yàn)后 42.4 g 146.2 g 則青蒿素的最簡式為_____________________________________________。 [解析]　(1)將青蒿研碎，可以增大青蒿與乙醚的

21、接觸面積，提高青蒿素的浸取率。通過操作Ⅱ可從乙醚浸取后所得提取液中分離出乙醚和青蒿素粗品，則操作Ⅱ?yàn)檎麴s。(2)①青蒿素可在裝置C中燃燒，則A裝置為氧氣的發(fā)生裝置，制得的氧氣中含有水蒸氣，為防止干擾水蒸氣的測定，結(jié)合③的題意知，需通過D中濃硫酸進(jìn)行干燥，青蒿素燃燒后的產(chǎn)物為H2O和CO2，應(yīng)先通過B中無水氯化鈣或P2O5吸收生成的水蒸氣，再通過E中堿石灰吸收生成的CO2。②D的作用是吸收O2中的水蒸氣，故盛放的試劑為濃硫酸。裝置E球形干燥管中堿石灰的作用是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入E中U形管，造成測得生成的CO2的質(zhì)量偏大。 ③B中增加的質(zhì)量為生成的水的質(zhì)量，m(H2O)＝42.4 g－22.6 g＝19.8 g，n(H2O)＝1.1 mol，E中增加的質(zhì)量為生成的CO2的質(zhì)量，m(CO2)＝146.2 g－80.2 g＝66 g，n(CO2)＝1.5 mol，所以青蒿素中m(O)＝28.2 g－m(H)－m(C)＝(28.2－2.2×1－1.5×12) g＝8 g，n(O)＝0.5 mol，C、H、O原子個(gè)數(shù)比為1.5∶2.2∶0.5＝15∶22∶5，故其最簡式為C15H22O5。 [答案]　(1)增大青蒿與乙醚的接觸面積，提高青蒿素的浸取率　蒸餾　(2)①D、C、B、E　②濃硫酸　防止空氣中CO2和H2O進(jìn)入裝置E中U形管?、跜15H22O5