化学实验的设计与评价(共8页)

1、化学实验的设计(shj)与评价唐荣德1有一种(y zhn)工业废水，已知其中含有大量FeSO4，少量(sholing)Ag+和Na+，以及部分污泥。试设计一个既经济又合理的方法以回收金属银、硫酸亚铁。分步列出实验步骤，并说明每一步骤的目的不必写化学方程式。上海86五3答：1 过滤除去污泥，2 滤液中加入过量铁粉，使Ag+还原为金属银，3 过滤，将Ag和过量铁粉从溶液中分离出来，4 将混有铁粉的Ag用稀硫酸处理，使Fe溶解，5 过滤，分离出银，6 将第3和5步的滤液合并，蒸发浓缩，冷却，使硫酸亚铁结晶析出，7 过滤，得到硫酸亚铁晶体，Na+留在母液中。2电子工业常用三氯化铁腐蚀印刷线路版。发生如

2、下反应：2FeCl3Cu2FeCl2CuCl2 如何从腐蚀后的废液中回收铜及制取纯净的三氯化铁，写出有关化学方程式。回收及纯制过程中可选用任何试剂，但不能引入杂质离子。北京师范88二2答：在废液中加入过量铁屑，反应后过滤，得Cu、Fe固体混合物。在固体混合物中加入过量盐酸，铁转变为FeCl2，过滤得Cu。混合两次滤液，通入过量Cl2，得FeCl3溶液，蒸发、结晶得FeCl3固体。3今用铁粉、食盐为主要原料水、空气等不作限量，实验室制备一定量的氢氧化铁，可分别采用如下两种实验方案：首先：第步 2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2 第步 H2Cl22HCl方案：Fe Fe2+ FeOH2 FeO

3、H3 过滤、洗涤、烘干即可方案：Fe Fe2+ Fe3+ FeOH3 过滤、洗涤、烘干即可1 请问上述哪一种方案比较节约时间 。2 请问上述哪一种方案比较节约试剂提示：可从每生产1 mol FeOH3所消耗的试剂用量予以思考 。3 原料相同，请设计更为节约实验步骤的方案以化学方程式表示 3 1 2 3 2Fe3Cl22FeCl3；FeCl33NaOHFeOH33NaCl4实验室用锌粉和稀硫酸反应并用(bn yn)排水法收集一瓶氢气。1 画出最简单的实验装置的示意图，示意图中的仪器(yq)可以用下面的方法表示： 敞口玻璃(b l)容器 有塞玻璃容器 导管画图：2 在装置中加入反应物时，应该先加入

4、 ，后加入 。3 如果现在只有一支大试管直径2 cm和一支小试管直径15 cm两件仪器，如何用这两支试管制取一试管氢气？请画出实验装置图，方法同1。画图：4 1 2 锌粒；稀硫酸 3 5实验室用浓盐酸和MnO2加热制Cl2并用Cl2和Ca(OH)2反应制少量漂白粉，现已知反应：2Cl22Ca(OH)2CaCl2Ca(ClO)22H2O，温度稍高即发生副反应：6Cl22Ca(OH)25CaCl2Ca(ClO3)26H2O现有三个学生分别设计的三套实验装置如下： 请从a. 不易控制反应(fnyng)速率 b. 容易控制(kngzh)反应速率 c. 有副反应发生(fshng) d. 可防止副反应发生

5、e. 污染环境 f. 可防止污染环境几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评价，并选择符合题目要求的选项填在空格内：（用字母表示）甲装置：优点 ，缺点 。乙装置：优点 ，缺点 。丙装置：优点 ，缺点 。 请从上述甲、乙、丙装置中选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分按气流从左到右的方向是（用字母表示） 。 实验中若取12 mol / L盐酸50 mL与足量MnO2反应，最终生成Ca(ClO)2的物质的量总是 0.15 mol(填大于.小于或等于)其可能原因是：（假定各步反应均无反应物质损耗，且无副反应发生） 。5 1 d；ae；f；ac；b；ce 2 FBE 3 小于；

6、浓盐酸逐渐变稀，稀盐酸与MnO2不反应，浓盐酸不能全部参加反应，所以生成的Ca(ClO)2少于0.15 mol6某学生拟用50 mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量，生成，他设计了如下实验步骤： 用25 mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2不再溶解； 小心煮沸溶液12分钟； 在得到的溶液中加入另一半25 mLNaOH溶液，使溶液充分混合。回答下列问题：1 他能否制得较纯净的Na2CO3？理由是什么？ 2 按他的设计，第步实验装置如下： 装置A使用的试剂石灰石和盐酸溶液。可否使用纯碱代替石灰石？ 装置B使用的试剂是 ，作用是 为了便于后

7、续实验的煮沸、混合等操作，装NaOH溶液的容器还可使用 填仪器名称 有人认为实验步骤的顺序对调(dudio)，即先混合，再煮沸，更合理，你认为呢？为什么？ 6 能；实验(shyn)生成(shn chn)NaHCO3，其中溶解的CO2气体煮沸时除去，在实验中NaHCO3恰好被NaOH中和完全转化为Na2CO3。 不能；实验中使用的CO2气体发生器，只适用于块状固体和液体反应。Na2CO3是粉末状固体。 锥形瓶 不合理；若不先驱除溶液中溶解的CO2气体，实验加入的NaOH将有一部分消耗于与CO2气体的反应，使NaHCO3不能完全转化为Na2CO3。7选择使用下列仪器含药品，验证由铜和适量浓硝酸反应

8、产生的气体中含有NON2和O2的用量可自由控制已知： NONO22OH2H2O 气体液化温度NO2：21，NO：152 现有甲、乙、丙3位同学分别设计了以下3个实验方案用仪器的连接顺序表示：甲：ACFDB乙：ABCE丙：AFDB甲、乙、丙3位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应，产生的气体中含有NO填“能”或“不能”甲 ，乙 ，丙 反应(fnyng)前先通足量的N2，其目的(md)是 。 确认(qurn)气体中含有NO的现象是 。7 能；不能；不能 排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被空气中的O2氧化 D装置中通入O2后有红棕色气体生成8实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁

9、，该化合物是棕红色、易潮解，100左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置、左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（）和（）所示。试回答：MCE2000241 B中反应的化学方程式为：_;2 D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是；_。3 D中反应(fnyng)化学方程式为：_。4 装置(zhungzh)（）的主要(zhyo)缺点是：_ 。5 装置（）的主要缺点是：_。如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：_。 8 1 MnO24HClMnCl22H2OCl2或2KMnO416HCl2KCl2MnCl25Cl28H2O 2 B中的反应进行一段时间后，看

10、到黄绿色气体充满装置，再开始加热D 3 2Fe3Cl22FeCl3 4 导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 5 产品易受潮解；在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置其它既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案也可以9实验室在制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如下图所示的装置。并设想用或两种简易装置代替中bc部分，以求达到同样的目的。试回答：1 若用制取氯气，b瓶中宜加入的液体一般为 。在选取试剂正确且适量的前提下，反应开始后，当关闭活塞时发现c中液面不明显上升，估计可能的原因是 。检查原因的简单方法是 。2 若在中用(zhngyng)Na2SO3固体

11、(gt)与11的硫酸(li sun)制取SO2气体，通常可以对中制气装置进行怎样的简单改动？ 。b中的液体一般应选用 。3 装置 中b瓶能防止多余气体逸散的原因是简要回答 4 用或代替中的bc部分，是否可行？ 简要说明理由： 。9 1 饱和食盐水；装置漏气；用湿润的碘化钾淀粉试纸靠近各连接口处检验，漏气处试纸变蓝色2 撤掉酒精灯或熄灭酒精灯；饱和NaHSO3溶液3 关闭活塞后，若a中仍有气体发生，气体压力增大，将b中液体压入c中，整个装置成为储气装置，不会有气体逸出4 可行；不可行：与原理相同；而中的C瓶因密闭，体积不能改变，压强增大时有危险10水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是C

12、O、H2、CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认混合气中含有CO和H2。1 连接上述装置的正确顺序是：填各接口的代码字母混合气 接 接 接 接 2 确认混合气中含有的实验现象是： ，其理由是 。10 (1) (F)(E)接(D)(C)接(A)(B)或(B)(A)接(J)(I)接(H)(G)(2) 黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的CuO后生成Cu和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。 11实验室可以通过三条(sn tio)途径按不同要求来制取氮： 加热(ji r)条件下用NH3还原(hun yun)CuO得纯净N2和活性铜粉； 将空气通过灼热的活性铜粉制得较纯净的N2；

13、加热NaNO2一种致癌物质，有剧毒与NH4Cl的混合物浓溶液制取N2。 如图8所示，给出了按上述途径制N2的可供选择的几种实验仪器，其他必要的仪器和铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等未列出。 图81 按途径制取N2时所需要的氨气要用浓氨水与生石灰作原料制取，最好采用上述仪器中的 （填仪器代码，下同）做氨气发生装置，该反应的化学方程式为 。要制取并收集纯净的N2（允许含少量的水蒸气），还使用到上述仪器中的 （按气流从左到右的顺序列出）。 （2）按途径制取N2，原料气空气是通过向 中加入 而送人反应器的，反应器内发生的现象是 （3）上述三种制取N2的途径，和两条途径常常被协同使用而越来越受到人们的关注，这种方法与途径相比优越性在于 解析：途径用固体与溶液在常温下反应来制备气体，可采用装置E，其中烧瓶内装生石灰，从分液漏斗中加入浓氨水，生石灰与水反应放出大量热，加上增加了OH浓度，NH3H2O十OH的反应平衡向左移动，使氨气挥发出来。氨气与灼热的氧化铜反应（在仪器A中）生成的N2混有氨气，用浓硫酸吸收（在仪器C中），最后用排水法收集N2（仪器D。若用途径制N2，可在A中装灼热的活性铜粉，再向其中通人空气，可把E当成贮气瓶，向其中加入蒸馏水时，瓶内空气被压入A中。反应后，红色的铜与O2反应生成黑色的氧化铜。如果将途径与途径结合起来，铜与氧化铜