2019-2020年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題九 第6講 實(shí)驗(yàn)作圖題（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 專題九 第6講 實(shí)驗(yàn)作圖題（含解析） 一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖繪制的基本要求 1．儀器造型科學(xué)規(guī)范，比例合適 常用儀器造型要科學(xué)，畫法要形象、規(guī)范。整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖中所繪制的各種儀器大小比例要合適，同一儀器各部分的大小比例亦要合適。 2．組合正確，畫面整潔 在繪制化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置圖時(shí)，要能體現(xiàn)所有的各種儀器和連接部件組裝正確，布局合理，使用科學(xué)。在同一圖形中，各種儀器的繪制線條粗細(xì)應(yīng)一致，畫面要潔凈，并能清楚地反映出各種儀器的特征形象。 二、圖形的基本畫法 1．常用儀器圖的畫法 (1)標(biāo)準(zhǔn)畫法。實(shí)驗(yàn)室中所用的儀器種類眾多，大小各異，但平面直視每單個(gè)儀器，它們都具有比較統(tǒng)一的比例形體。如果要獲得比較標(biāo)準(zhǔn)滿意的圖形，就必須掌握各種儀器的體形比例，防止繪畫過程中的高矮胖瘦現(xiàn)象。在繪制時(shí)往往要借助直尺、圓規(guī)等繪圖 工具。 圖1　幾種常見玻璃儀器的繪制比例 (2)習(xí)慣畫法。習(xí)慣畫法的要點(diǎn)是“畫中線、點(diǎn)兩邊、校比例、再連線”。很多儀器是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因此，首先畫出一條輔助中線，然后根據(jù)儀器的體形在中線的兩邊點(diǎn)出圖形的隱視輪廓，再輕筆連接輪廓點(diǎn)，正視圖形，校正比例，直至令人滿意，再用實(shí)線修飾描成，最后擦去多余的部分。 圖2　儀器的習(xí)慣畫法舉例 方法要點(diǎn) 儀器 畫中線 點(diǎn)兩邊 校比例 再連線 廣口瓶 錐形瓶 (3)簡(jiǎn)筆畫法。簡(jiǎn)筆畫法的要點(diǎn)是“直線畫、曲線點(diǎn)、成草圖、描實(shí)線”。即把正視儀器的直線部分直接畫出，曲線部分用點(diǎn)“點(diǎn)”的方法畫出，輕筆勾畫出圖形的草圖后再用實(shí)線修飾描成，最后擦去多余的部分。 圖3　儀器的簡(jiǎn)筆畫法舉例 方法要點(diǎn) 儀器 直線畫 曲線點(diǎn) 成草圖 描實(shí)線 圓底燒瓶 分液漏斗 2. 實(shí)驗(yàn)裝置圖的繪制 許多實(shí)驗(yàn)都是由多種儀器組裝串連而成的，這類圖形較單一儀器繪制難度大，但只要掌握了繪制方法程序，畫起來還是得心應(yīng)手的。實(shí)驗(yàn)裝置圖繪制的方法程序是“一定位置二繪圖，三畫連接四修補(bǔ)”。 (1)整體圖形的布局。在畫圖之前，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)物造型心中有數(shù)，繪制時(shí)，以水平線為基準(zhǔn)，畫出確定上下左右儀器位置的輔助線。儀器位置直接影響著圖形的美觀，各儀器離得太遠(yuǎn)，圖形顯得松散，離得太近又顯得擁擠，所以定位置是繪制的關(guān)鍵。 (2)繪分儀器圖。采取上述任意一種畫法，畫出各儀器的圖形，繪制時(shí)應(yīng)注意同一圖面上各儀器間的大小配套與協(xié)調(diào)統(tǒng)一。 (3)畫連接部分。最基本的連接儀器有帶導(dǎo)管的塞子、玻璃導(dǎo)管、乳膠管等，通過連接使整個(gè)裝置圖渾然一體。 (4)修飾補(bǔ)正。草圖框架輪廓成形后，進(jìn)行藥品填充，現(xiàn)象標(biāo)明，線條描實(shí)等細(xì)節(jié)繪制，使整個(gè)圖形盡量達(dá)到完美無缺。 3．實(shí)驗(yàn)裝置圖的畫法舉例——氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 三、畫制備氣體裝置圖的易錯(cuò)點(diǎn) 易錯(cuò)點(diǎn)1　選擇試劑不合理、導(dǎo)管位置出錯(cuò) 【例1】　某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行SO2的制備及性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)。根據(jù)反應(yīng)Na2SO3(s)＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O制SO2氣體。用下列簡(jiǎn)圖，畫出制備并收集SO2的實(shí)驗(yàn)裝置(含試劑)示意圖。 錯(cuò)解：如圖甲，收集氣體的方法錯(cuò)誤，應(yīng)長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)，短導(dǎo)管出；二氧化硫在水中溶解度不是很大(1∶40)，應(yīng)用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫；氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)較慢，不用防倒吸裝置。 正解：裝置如圖乙 易錯(cuò)點(diǎn)2　氣體凈化順序、尾氣處理等錯(cuò)誤 【例2】　設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用二氧化錳與濃鹽酸制備純凈、干燥的氯氣，其他藥品和試劑任選。在下面虛線框中，有分液漏斗和圓底燒瓶組成的氣體發(fā)生器，請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)的發(fā)生裝置之后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管不必畫出，需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出)，其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡(jiǎn)易表示如下： 錯(cuò)解1：如圖A碳酸氫鈉溶液呈堿性，能吸收氯氣；沒有尾氣處理裝置。 錯(cuò)解2：如圖B先干燥，后除氯化氫，收集氣體帶有水蒸氣；集氣瓶密閉，空氣無法排出，易發(fā)生危險(xiǎn)。 正解：裝置如圖C 1．[xx天津理綜，9(5)]FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3 經(jīng)查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)如下： 請(qǐng)?jiān)谔摼€框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。 答案　 2．Ⅰ.化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制取氯化氫氣體的方法之一是將濃硫酸滴入濃鹽酸中。請(qǐng)從圖中挑選所需儀器，在方框內(nèi)畫出用該方法制備、收集、干燥氯化氫氣體的裝置簡(jiǎn)圖，并在圖中標(biāo)明所用試劑。(儀器可重復(fù)使用，固定裝置不必畫出) Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室制備少量硫酸亞鐵晶體的實(shí)驗(yàn)步驟如下：取過量潔凈的鐵屑，加入20%～30%的稀硫酸溶液，在50～80 ℃水浴中加熱至不再產(chǎn)生氣泡。將溶液趁熱過濾，濾液移至試管中，用橡膠塞塞住試管口，靜置、冷卻一段時(shí)間后收集產(chǎn)品。 (1)寫出該實(shí)驗(yàn)制備硫酸亞鐵的化學(xué)方程式：___________________。 (2)硫酸溶液過稀會(huì)導(dǎo)致____________________。 (3)采用水浴加熱的原因是__________________。 (4)反應(yīng)時(shí)鐵屑過量的目的是(用離子方程式表示)__________。 (5)溶液趁熱過濾的原因是_________________________。 (6)靜置冷卻一段時(shí)間后，在試管中觀察到的現(xiàn)象是_________________________。 答案　Ⅰ. Ⅱ.(1)Fe＋H2SO4(稀)FeSO4＋H2↑ (2)反應(yīng)速率慢，不利于晶體析出 (3)容易控制溫度 (4)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ (5)減少FeSO4的損失；防止空氣進(jìn)入試管將Fe2＋氧化為Fe3＋ (6)有淺綠色晶體析出 3．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)CO2在高溫下與木炭反應(yīng)生成CO的實(shí)驗(yàn)。 (1)在下面方框中，A表示由長(zhǎng)頸漏斗和錐形瓶組成的氣體發(fā)生器，請(qǐng)?jiān)贏后完成該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持裝置、連接膠管及尾氣處理部分不必畫出，需要加熱的儀器下方用△標(biāo)出)，按氣流方向在每件儀器下方標(biāo)出字母B、C……，其他可選用的儀器(數(shù)量不限)簡(jiǎn)易表示如下： 導(dǎo)管： 試管： 反應(yīng)管： 膠塞：(插入導(dǎo)管表示已開孔) (2)根據(jù)方框中的裝置圖，填寫下表(可不填滿)。 儀器標(biāo)號(hào) 儀器中所加物質(zhì) 作用 A 石灰石、稀鹽酸 石灰石與鹽酸作用產(chǎn)生CO2 (3)有人對(duì)氣體發(fā)生器作如下改進(jìn)：在錐形瓶中放入一小試管，將長(zhǎng)頸漏斗下端插入小試管中。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是_____________________。 (4)驗(yàn)證CO的方法是___________________________________________________。 解析　(1)與一般的物質(zhì)制備思路是一致的，先制備CO2，再凈化除雜，干燥，接著再與木炭在高溫下反應(yīng)制CO，最后除去未反應(yīng)完的CO2，本小題中只需要畫裝置簡(jiǎn)圖即可。 (2)儀器裝置中所盛試劑及其作用：B中：飽和的碳酸氫鈉溶液，除去氣體中的氯化氫氣體；C中：濃硫酸，除去二氧化碳中的水蒸氣；D中：干燥的木炭粉，目的是與二氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生CO；E中：氫氧化鈉溶液，除去未反應(yīng)的二氧化碳。 (3)將長(zhǎng)頸漏斗下端插入一小試管中的優(yōu)點(diǎn)：一是可以控制反應(yīng)的快慢，通過控制加入的酸的量來控制反應(yīng)產(chǎn)生氣體的快慢；二是防止容器內(nèi)因壓力過大造成氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出。 (4)驗(yàn)證一氧化碳的方法可以利用一氧化碳的可燃性進(jìn)行，將氣體點(diǎn)燃，然后在火焰上方罩一內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯，若火焰呈藍(lán)色且澄清石灰水變渾濁，證明產(chǎn)生了一氧化碳。 答案　(1)如下圖所示 (2) 儀器標(biāo)號(hào) 儀器中所加物質(zhì) 作用 B 飽和碳酸氫鈉溶液 除去CO2中的HCl氣體 C 濃硫酸 除去CO2中的水蒸氣 D 干燥木炭粉 與CO2反應(yīng)產(chǎn)生CO E 氫氧化鈉溶液 吸收未反應(yīng)的CO2 (3)可以通過控制加酸的量，來控制氣體產(chǎn)生的快慢；同時(shí)小試管中充滿鹽酸，可以起到液封的作用，防止反應(yīng)劇烈時(shí)氣體經(jīng)漏斗逸出 (4)點(diǎn)燃?xì)怏w，火焰呈藍(lán)色，再用一個(gè)內(nèi)壁附著有澄清石灰水的燒杯罩在火焰上，燒杯內(nèi)壁的石灰水變渾濁 熱點(diǎn)二　化學(xué)曲線型繪圖題 化學(xué)曲線型繪圖題，指基于某種化學(xué)量隨時(shí)間或條件的改變而產(chǎn)生連續(xù)性變化的曲線圖像并依此而設(shè)計(jì)問題的試題。 解此類圖像題一般需注意以下幾點(diǎn)，第一需清楚每條或每段曲線所代表的物質(zhì)，第二需清楚在指定條件范圍內(nèi)生成物的種類，第三需計(jì)算在該條件下各生成物的量或量之比。從定量角度分析化學(xué)反應(yīng)，要打破只從定性角度思考化學(xué)反應(yīng)的思維定勢(shì)，近年來這類圖像題從競(jìng)賽的常客變成了高考的?？汀? 【典例1】　物質(zhì)(tBuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng)：(tBuNO)22(tBuNO)。通過比色分析得到30 ℃時(shí)(tBuNO)2濃度隨時(shí)間的變化曲線如下圖所示，請(qǐng)?jiān)谕粓D中繪出tBuNO濃度隨時(shí)間的變化曲線。 解析　欲繪出tBuNO濃度隨時(shí)間的變化曲線，要先從圖中30 ℃時(shí)(tBuNO)2濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線上，分別查得1 min、3 min、4.5 min、8 min等時(shí)(tBuNO)2的濃度，然后按 　　　　　　 (tBuNO)22(tBuNO) c0/molL－1 0.05 0 c轉(zhuǎn)/molL－1 x 2x c某時(shí)刻/molL－1 0.05－x 2x 求出1 min、3 min、4.5 min、8 min等時(shí)(tBuNO)的濃度，最后在圖上找出相應(yīng)的點(diǎn)，連成平滑曲線即可。 答案 【典例2】　若含有1 mol Mg2＋和1 mol Al3＋的混合溶液，現(xiàn)按橫坐標(biāo)依次加入NaOH溶液、鹽酸，通入CO2氣體，縱坐標(biāo)為混合沉淀物的物質(zhì)的量。請(qǐng)畫出沉淀的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的變化曲線，并寫出各步反應(yīng)的離子方程式。 解析　加入NaOH溶液必然產(chǎn)生混合沉淀，當(dāng)NaOH溶液過量時(shí)，混合沉淀中Al(OH)3又溶解了，繼續(xù)加入NaOH溶液時(shí)沉淀量不變；加入鹽酸時(shí)，和NaOH先反應(yīng)；再通入CO2，必然產(chǎn)生Al(OH)3沉淀。 答案　圖像如圖： 反應(yīng)的離子方程式分階段書寫為 OA段：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ AB段：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O CD段：H＋＋OH－===H2O DE段：2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO EF段：CO＋CO2＋H2O===2HCO 1．[xx天津理綜，7(5)改編]向含4 mol的HNO3稀溶液中，逐漸加入鐵粉至過量。假設(shè)生成的氣體只有一種，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出n(Fe2＋)隨n(Fe)變化的示意圖，并標(biāo)出n(Fe2＋)的最 大值 答案 解析　硝酸具有強(qiáng)氧化性，若將鐵粉逐漸加入一定量的硝酸中，先生成Fe3＋，后轉(zhuǎn)化為Fe2＋。反應(yīng)過程如下：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，F(xiàn)e＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2,4 mol硝酸消耗1 mol鐵時(shí)沒有亞鐵離子生成，繼續(xù)加鐵0.5 mol時(shí)，1 mol硝酸鐵完全轉(zhuǎn)化為1.5 mol硝酸亞鐵，此時(shí)亞鐵離子達(dá)到最大值。 易誤警示 (1)不能從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)反應(yīng)過程，搞不清Fe與稀硝酸反應(yīng)各物質(zhì)之間量的關(guān)系。 (2)過去題目大多都是“通過圖像分析反應(yīng)過程”，此題是“畫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的圖像”。思維方式的轉(zhuǎn)變也是正確解答此題的關(guān)鍵。 2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196 kJmol－1。850 K時(shí)，在2 L固定容積的密閉容器中充入2 mol SO2和2 mol O2,10 min后達(dá)到平衡，SO2濃度和時(shí)間關(guān)系如圖。 若15 min時(shí)維持溫度不變，壓縮容器體積，使其體積變?yōu)? L，假設(shè)在20 min時(shí)達(dá)到新平衡，此時(shí)c(O2)＝1.15 molL－1，請(qǐng)?jiān)趫D上畫出15～25 min SO2的濃度變化曲線。 答案　 解析　首先計(jì)算出該溫度下的平衡常數(shù)K＝＝26.7，體積縮小為1 L，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)不變，利用平衡常數(shù)可以計(jì)算出達(dá)新平衡時(shí)SO2的濃度，即可繪出圖像。 3．圖中曲線表示反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0在T1 ℃時(shí)CO2的物質(zhì)的量n(CO2)隨時(shí)間(t)的變化趨勢(shì)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出T2 ℃時(shí)(T2＞T1)，n(CO2)隨時(shí)間(t)的變化趨勢(shì)。 答案　 解析　T2溫度高，反應(yīng)速率快，先拐先平，由于反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，n(CO2)減小。 4．在下圖中畫出用0.100 0 molL－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 molL－1 HCl溶液的滴定曲線示意圖。 答案　 解析　滴定曲線的起點(diǎn)pH＝1，當(dāng)氫氧化鈉的體積為20.00 mL 時(shí)pH＝7，且在20.00 mL前后很小的區(qū)間內(nèi)，pH值發(fā)生突變。 5．(14分)某學(xué)生利用以下裝置探究氯氣與氨氣之間的反應(yīng)。其中A、F分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置，C為純凈干燥的氯氣與氨氣反應(yīng)的裝置。 請(qǐng)回答下列問題： (1)裝置F中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________。 (2)裝置A的燒瓶中可裝試劑__________________________。 (3)B裝置的名稱是__________；E裝置的作用__________。 (4)通入C裝置的兩根導(dǎo)管左邊較長(zhǎng)、右邊較短，目的是_______________________。 (5)裝置C內(nèi)出現(xiàn)濃厚的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié)，另一生成物是空氣的主要成分之一。請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式： __________________________________________________。 當(dāng)有a mol氯氣參加反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為b個(gè)，則阿伏加德羅常數(shù)為(用含a、b的代數(shù)式表示)__ ____________。 (6)從裝置C的G處逸出的尾氣中可能含有黃綠色的有毒氣體，畫出處理裝置圖。 　想原理、審裝置、按要求、規(guī)范解答 學(xué)生案例 失分原因 (1)漏寫加熱符號(hào)扣1分 (2)指代不明不得分 (3)名稱錯(cuò)誤不得分，“除雜”籠統(tǒng)不得分 (4)答案不全面扣1分 (6)沒有畫出裝置中的試劑扣2分 正確答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2分) (2)生石灰(或固體氫氧化鈉或堿石灰)(2分) (3)干燥管　除去Cl2中的HCl(每空1分) (4)使密度大的氯氣與密度小的氨氣較快地均勻混合(2分) (5)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl(2分)　 mol－1(2分) (6) (2分) 練出高分 1．已知，室溫下存在反應(yīng)3HNO2===HNO3＋2NO↑＋H2O；在酸性溶液中，NO可將MnO還原為Mn2＋且無氣體生成。某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下探究實(shí)驗(yàn)： 請(qǐng)回答下列問題： (1)裝置A的試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________。 (2)B瓶中可以觀察到的現(xiàn)象是____________________，C瓶出來的氣體是____________。 (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到D管內(nèi)固體顏色逐漸變?yōu)榘咨?jù)此甲同學(xué)認(rèn)為D管中生成物是NaNO3，而乙同學(xué)則認(rèn)為D管中生成的是NaNO2，如何證明乙同學(xué)的觀點(diǎn)正確？ 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 反應(yīng)的離子方程式 (4)E裝置的作用是________________________________________________。 (5)同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為上述裝置仍有缺陷，為了避免D管中生成NaOH，你認(rèn)為應(yīng)該進(jìn)行的改進(jìn)是__________________________，并畫出裝置圖。 答案　(1)C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O (2)產(chǎn)生無色氣體，溶液逐漸變藍(lán)　NO (3)方案Ⅰ：將生成物置于試管中，加入稀硫酸　產(chǎn)生無色氣體并在液面上方變?yōu)榧t棕色　3NO＋2H＋===NO＋2NO↑＋H2O 方案Ⅱ：將生成物置于試管中，加入酸性KMnO4溶液　溶液紫色褪去　5NO＋2MnO＋6H＋===5NO＋2Mn2＋＋3H2O (4)吸收D中未反應(yīng)完的NO，以免污染空氣 (5)在C、D之間增加一個(gè)盛濃硫酸的洗氣瓶(或裝無水CaCl2的干燥管) 解析　(1)C和濃HNO3反應(yīng)需要加熱。 (2)由于NO2和H2O反應(yīng)生成HNO3，Cu和HNO3反應(yīng)生成NO和Cu(NO3)2，所以現(xiàn)象是產(chǎn)生無色氣體且溶液變藍(lán)。 (3)證明是否是NaNO2，應(yīng)利用其還原性。 (5)畫裝置圖時(shí)，要注意注明藥品或試劑名稱。 2．氨是氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。 (1)根據(jù)下圖提供的信息，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________，在圖中曲線________(填“a”或“b”)表示加入鐵觸媒的能量變化曲線。 (2)在恒容容器中，下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是________(填字母序號(hào))。 A．3v(H2)正＝2v(NH3)逆 B．單位時(shí)間內(nèi)生成n mol N2的同時(shí)生成2n mol NH3 C．混合氣體的密度不再改變 D．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化 (3)一定溫度下，向2 L密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，保持體積不變，0.5 min后達(dá)到平衡，測(cè)得容器中有0.4 mol NH3，則反應(yīng)速率v(N2)＝________，該溫度下的平衡常數(shù)K＝__________。若升高溫度，K值變化________(填“增大”、“減小”或 “不變”)。 (4)為了尋找合成NH3適宜的溫度和壓強(qiáng)，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T(℃) n(N2)/n(H2) p(MPa) ⅰ 450 1/3 1 ⅱ 10 ⅲ 480 10 A.請(qǐng)?jiān)谏媳砜崭裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。 B．根據(jù)反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的特點(diǎn)，在給出的坐標(biāo)圖中，畫出其在1 MPa和10 MPa條件下H2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢(shì)曲線示意圖，并標(biāo)明各條曲線的壓強(qiáng)。 答案　(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJmol－1　b (2)BD　(3)0.2 molL－1min－1　0.058　減小 (4) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T(℃) n(N2)/n(H2) ⅰ ⅱ 450 1/3 ⅲ 1/3 解析　(1)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)為負(fù)值。 (2)A項(xiàng)，系數(shù)比錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因?yàn)轶w積不變，密度始終不變，均不能作為平衡標(biāo)志。 (3)v(N2)＝v(NH3)＝＝0.2 molL－1min－1。c(N2)＝0.4 molL－1，c(NH3)＝0.2 molL－1，c(H2)＝1.2 molL－1，K＝＝＝0.058。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫，平衡左移，K減小。 (4)應(yīng)控制一個(gè)條件改變，其他條件不變。 (5)溫度不變，加壓，平衡右移，H2的轉(zhuǎn)化率增大；壓強(qiáng)不變，升溫，平衡左移，H2的轉(zhuǎn)化率減小。 3．在一固定容積為2 L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol N2和0.6 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示。 請(qǐng)回答下列問題： (1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，v(NH3)＝________。 (2)該反應(yīng)450 ℃時(shí)的平衡常數(shù)________500 ℃時(shí)的平衡常數(shù)(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。 A．3v正(H2)＝2v逆(NH3) B．容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化 C．容器中氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化 D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間的變化而變化 (4)第5 min時(shí)將容器的體積縮小一半，若在第8 min時(shí)該反應(yīng)達(dá)到新的平衡(此時(shí)NH3的濃度約為0.25 molL－1)，請(qǐng)?jiān)谠瓐D中畫出從第5 min到達(dá)新的平衡狀態(tài)時(shí)NH3濃度變化的曲線。 答案　(1)0.025 molL－1min－1　(2)>　(3)BD (4) 解析　(1)據(jù)圖計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，v(NH3)＝＝0.025 molL－1min－1。 (2)由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，其平衡常數(shù)越小，故反應(yīng)在450 ℃時(shí)的平衡常數(shù)大于500 ℃時(shí)的平衡常數(shù)。 (3)A項(xiàng)當(dāng)2v正(H2)＝3v逆(NH3)才能確定反應(yīng)達(dá)到平衡；B項(xiàng)容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量在沒有達(dá)到平衡時(shí)為變量，當(dāng)其不隨時(shí)間的變化而變化時(shí)，滿足“變量不變”的特點(diǎn)；C項(xiàng)容器中氣體的密度在沒有達(dá)到平衡時(shí)不隨時(shí)間而變化，不滿足“變量不變”的特點(diǎn)；D項(xiàng)容器中氣體的分子總數(shù)在沒有達(dá)到平衡時(shí)為變量，當(dāng)其不隨時(shí)間的變化而變化時(shí)，滿足“變量不變”的特點(diǎn)。 (4)先在圖上標(biāo)2個(gè)點(diǎn)：第一個(gè)點(diǎn)，第5 min時(shí)將容器的體積縮小一半后，NH3的濃度突變?yōu)?.20 molL－1；第二個(gè)點(diǎn)，在第8 min時(shí)達(dá)到新的平衡，此時(shí)NH3的濃度約為 0.25 molL－1；然后在第5～8 min之間用光滑的曲線相連。 4．硫酸鹽有著廣泛的應(yīng)用。 (1)以下是CuSO45H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖。 根據(jù)題意完成下列填空： ①理論上，為了制得純凈的CuSO45H2O晶體，需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶質(zhì)物質(zhì)的量之比為__________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。 ②實(shí)際生產(chǎn)過程中對(duì)所加稀硝酸的濃度控制要求比較高，通常用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液來滴定。滴定過程中若用酚酞作指示劑，終點(diǎn)現(xiàn)象是______________。 請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出滴定過程中溶液的pH隨所滴加氫氧化鈉溶液體積的變化的曲線圖(要求過A點(diǎn))。 ③用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液。通電一段時(shí)間后，向所得的溶液中加入 0.1 mol Cu2(OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解)，則電解過程中共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。 (2)為測(cè)定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中鉀的含量，完善下列步驟： ①稱取鉀氮肥試樣并溶于水，加入足量________溶液，產(chǎn)生白色沉淀。 ②________、________、________(依次填寫實(shí)驗(yàn)操作名稱)。 ③冷卻、稱重。 若試樣為m g，沉淀的物質(zhì)的量為n mol，則試樣中K2SO4的物質(zhì)的量為________mol(用含m、n的代數(shù)式表示)。 答案　(1)①3∶2　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O ②溶液由無色變成紅色(或淺紅色)，且半分鐘內(nèi)不褪色 ③0.6 mol (2)①BaCl2[或Ba(OH)2] ②過濾　洗滌　干燥(或烘干)　 解析　(1)①在酸性條件下，硝酸鹽具有氧化性，能氧化單質(zhì)銅，反應(yīng)的離子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。根據(jù)方程式可知，如果硝酸的物質(zhì)的量是2 mol，則根據(jù)氫原子守恒可知，硫酸的物質(zhì)的量就是(8 mol－2 mol)2＝3 mol，所以硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比是3∶2。 ②由于酸不能使酚酞變色，而堿可以使酚酞顯紅色，所以終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是溶液由無色變成紅色(或淺紅色)，且半分鐘內(nèi)不褪色。由于隨著氫氧化鈉溶液的滴加，溶液的pH會(huì)逐漸增大，鄰近終點(diǎn)時(shí)pH會(huì)發(fā)生突變，所以正確的圖像是。 ③根據(jù)離子的放電順序可知，惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液時(shí)，陽(yáng)極是溶液中的OH－放電，而陰極首先是Cu2＋放電，然后是溶液中的氫離子放電。由于向所得的溶液中加入0.1 mol Cu2 (OH)2CO3后恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH，而Cu2(OH)2CO3可以寫成2CuOCO2H2O，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.1 mol22＋0.1 mol21＝0.6 mol。 (2)①產(chǎn)生的白色沉淀應(yīng)該是硫酸鋇，所以加入的試劑是BaCl2或Ba(OH)2。 ②從溶液中分離出白色沉淀應(yīng)該是過濾。過濾出的沉淀必須通過洗滌和干燥，即正確的操作分別是過濾、洗滌、干燥(或烘干)。 ③設(shè)K2SO4、(NH4)2SO4的物質(zhì)的量分別是x mol和y mol，則x＋y＝n,174x＋132y＝m，解得x＝。 5．研究化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)于生產(chǎn)生活是很有意義的。 (1)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，使銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅與氫氣。在下面的方框內(nèi)畫出裝置圖，并標(biāo)明電極材料名稱和電解質(zhì)溶液名稱。 (2)鋼鐵生銹現(xiàn)象隨處可見，鋼鐵的電化學(xué)腐蝕原理如圖所示： ①寫出石墨電極的電極反應(yīng)式： ____________________________________________。 ②將該裝置作簡(jiǎn)單修改即可成為鋼鐵電化學(xué)防護(hù)的裝置，請(qǐng)?jiān)趫D中虛線框內(nèi)所示位置作出修改。 ③寫出修改后石墨電極的電極反應(yīng)式：__________________。 (3)利用下圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。若X為鋅，開關(guān)K置于M處，該電化學(xué)防護(hù)法稱為__________。 答案　(1) (2)①O2＋2H2O＋4e－===4OH－ ② ③2Cl－－2e－===Cl2↑ (3)犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法(或犧牲陽(yáng)極保護(hù)法)