高考化学一轮复习第10章第4节化学实验方案设计与评价课时跟踪练(含解析)

化学实验方案的设计与评论1．某研究小组研究在加热条件下

FeSO4分解的气体产物及有关性质。已知：

SO2的沸点为－10℃、SO3的沸点为44.8℃。Ⅰ.用以下图装置设计实验，考证

FeSO4分解生成的气体产物。实验前一定进行的操作是____________________________。按气流方向连结各仪器，用字母表示接口的连结次序：a→____________________。(3)若察看到装置丙中有无色液体产生，装置丁中溶液变为无色，则FeSO4分解的化学方程式为

____________________________________________________________________________________

。Ⅱ.为研究

SO2使品红溶液退色的原理，进行以下实验：实验1：将稀盐酸和NaOH溶液分别滴入品红水溶液中。察看到前者溶液颜色变浅，但未能完整退色，后者溶液颜色几乎不变。实验2：向滴有稀盐酸和NaOH溶液的两份品红水溶液中分别通入SO2。察看到前者溶液渐渐退色，后者溶液很快退色。实验

3：在两份品红水溶液中分别加入一小粒

Na2SO3固体和

NaHSO3固体，前者溶液很快退色，后者溶液退色很慢。由实验1可推断品红水溶液呈________性。(5)由实验2、3可推知，使品红水溶液退色的主要微粒是________(填化学式)。若将SO2通入品红的无水乙醇溶液，试展望可能出现的现象：_____________________________________________________。加热溶有Na2SO3的品红水溶液，发现不可以恢复红色，试解释原因：______________________________________________________________________________________________________。分析：Ⅰ.(1)考证FeSO4分解生成的气体产物，气体系备或查验气体产生的实验，在实验前一定检查装置气密性。先将高温分解气体经过装置丙，冷却采集得三氧化硫，再经过装置丁的品红水溶液查验二氧化硫的存在，最后用装置乙汲取尾气，按气流方向连结次序为a→d→e→f→g→bc。若察看到装置丙中有无色液体产生，则产物有三氧化硫；装置丁中溶液变为无色，△则产物中有二氧化硫，则

FeSO4分解的化学方程式为

2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。Ⅱ.(4)

加入稀盐酸时品红颜色变浅，

而加入氢氧化钠溶液时溶液颜色几乎不变，

说明酸对品红溶液影响大，则由实验1可推断品红水溶液呈碱性。实验2：SO2通入盐酸中不反响，以亚硫酸的形式存在溶液中，溶液中电离出的亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子浓度都很小，品红水溶液渐渐退色；SO2通入氢氧化钠溶液中反应生成亚硫酸钠，溶液中亚硫酸根离子(或亚硫酸氢根离子)浓度较大，品红水溶液很快退色；可能是由亚硫酸根离子或亚硫酸氢根离子惹起；实验3：在两份品红水溶液中分别加入一小粒Na2SO3固体和NaHSO3固体，前者溶液很快退色，后者溶液退色很慢。进一步说明是由亚硫酸根离子惹起的退色而不是亚硫酸氢根离子；即2－SO。3(6)依据上述实验可知，使品红水溶液退色的是亚硫酸根离子，若将SO2通入品红的无水乙醇溶液中，溶液中不存在亚硫酸根离子，则品红的无水乙醇溶液不退色。(7)NaSO溶液中的2－2－水解程度增大，但仍没法除尽，不可以使cSO2333品红水溶液恢复红色。答案：Ⅰ.(1)检查装置气密性(2)d→e→f→g→b→c△(3)2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑Ⅱ.(4)碱(5)SO32－(6)品红的无水乙醇溶液不退色2－2－水解程度增大，但仍没法除尽(7)Na2SO3溶液中的c(SO3)大，加热后固然SO32．(2019·济南调研)三氯氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料，工业上能够直接氧化PCl3制备POCl3，反响原理为P4(白磷)＋6Cl2===4PCl3、2PCl3＋O2===2POCl3。PCl3、POCl3的部分性质以下：项目PCl3

熔点/℃－112

沸点/℃75.5

遇水生成

其余H3PO3和

HClPOCl3

2

105.3

遇水生成

H3PO4和

HCl某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置以下

(某些夹持装置、加热装置已略去

)：仪器a的名称为______________，B装置中长颈漏斗的作用是______________________________________________________。(2)装置E用来制取Cl2，反响的离子方程式为___________________________________________________________________。(3)为使实验顺利进行，还需增补的装置为_______________________________________________________________________。反响时，需严格控制三个条件：①先制取______________，迟缓地通入C中，直至C中的白磷消逝后，再通入另一种气体。②C装置用水浴加热控制温度为60℃～65℃，除加速反响速率外，另一目的是________________________________________________________________________________________________。③反响物一定干燥，不然会在C装置中产生大批的白雾，其主要成分为_____________________________________(写化学式)。(5)反响结束后经过下边步骤测定POCl3产品中Cl

的含量，元素

Cl

的质量分数为__________________________________________________________________________________(

写出计算式

)。.取xg产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，POCl3完整反响后加稀硝酸至酸性；Ⅱ.向锥形瓶中加入0.1000mol·L－1的AgNO3溶液40.00mL，使Cl－完整积淀；Ⅲ.再向锥形瓶中加入20mL硝基苯，振荡，使积淀表面被有机物覆盖；Ⅳ.而后加入指示剂，用cmol·L－1NH4SCN溶液滴定过度Ag＋至终点，记下所用体积为VmL。[已知：AgPO4溶于酸，Ksp(AgCl)＝32×10－10，Ksp(AgSCN)＝2×10－12]分析：(1)仪器a的名称是冷凝管(或球形冷凝管)，装置A中产生氧气，发生反响的化MnO2学方程式为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(或2H2O2=====2H2O＋O2↑)；B装置的作用除察看O2的流速以外，还有均衡气压、干燥O2(或均衡气压和除掉水，防备PCl3和POCl3遇水反响引入杂质)。(2)二氧化锰与浓盐酸加热反响生成氯化锰、氯气和水，反响的离子方程式为4H＋＋2Cl△－22＋22＋MnO=====Mn＋Cl↑＋2HO。(3)C装置为氯气和磷发生反响的装置，反响结束后会有氯气从冷凝管a中溢出，污染空气，需要汲取办理；同时，POCl3和PCl3遇水会发生反响，为使实验顺利进行，需要在a仪器后连结装有碱石灰的干燥管，防备外界中水蒸气进入C装置内。(4)依据题意可知，要先制备出三氯化磷，而后其被氧化为POCl，所以先制取氯气，缓3慢地通入C中，直至C中的白磷消逝后，再通入另一种氧气。②因为PCl3的沸点是75.5℃，所以控制温度60℃～65℃，其主要目的是加速反响速率，同时防备PCl3气化。③POCl3和PCl3遇水会发生反响，均生成氯化氢，碰到水蒸气产生大批的白雾，所以反响物一定干燥。依据题意可知，NH4SCN的物质的量为0.001cVmol，则与之反响的银离子的物质的量为0.001cVmol，而总的银离子的物质的量为0.004mol，所以与氯离子反响的银离子的物质的量为0.004mol－0.001mol，所以氯离子的物质的量为0.004mol－0.001mol，cVcV则产品中Cl元素的含量为（0.004－0.001cV）×35.5×100%。x答案：(1)球形冷凝管均衡气压△(2)4H＋＋2Cl－2＋＋Cl2↑＋2H2O＋MnO2=====Mn在a仪器后连结装有碱石灰的干燥管(4)①Cl2②防备PCl3气化③HCl4×10－3－cV×10－3）×35.5(5)x×100%或3.55×（4－cV）%x3．有资料显示过度的氨气和氯气在常温下可合成岩脑砂(主要成分为NH4Cl)，某小组对岩脑砂进行以下研究。Ⅰ.岩脑砂的实验室制备。(1)C装置中盛放碱石灰的仪器名称为_____________________。为使氨气和氯气在D中充分混淆并反响，上述装置的连结次序为(2)

a→d→c→________、__________←j←i←h←g←b。装置D处除易拥塞导管外，还有不足之处为__________________________________________________________________

。(4)查验氨气和氯气反响有岩脑砂生成时，除了蒸馏水、稀

HNO3、AgNO3溶液、红色石蕊试纸外，还需要的试剂为

________________。Ⅱ.天然岩脑砂中

NH4Cl

纯度的测定

(杂质不影响

NH4Cl

纯度测定

)。△已知：2NH4Cl＋3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N2↑＋3H2O。步骤：①正确称取1.19g岩脑砂；②将岩脑砂与足量的氧化铜混淆加热(装置以下)。(5)连结好仪器后，检查装置的气密性时，先将

H和

K中装入蒸馏水，而后加热

G，_________________________________________，则气密性优秀。(6)装置

H的作用____________________________________________________________________________________________

。(7)实验结束后，装置

I

增重0.73g，则天然岩脑砂中

NH4Cl

的质量分数为_______________________________________________。若用K中气体体积测定NH4Cl纯度，当量气管内液面低于量筒内液面时，所测纯度__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)分析：(1)C装置中盛放碱石灰的仪器名称为干燥管。制取氨气的气流次序为adc，制取氯气的气流次序为bghij，考虑到氯气的密度比空气大，氨气的密度比空气小，所以氨气从e口进，氯气从f口进，氨气和氯气会形成逆向流动，更有益于两者充分混淆，同时注意确立连结次序时，氯气气流是从右向左的，合理的连接次序为a→d→c→e→f←j←i←h←g←b。装置D处发生反响生成了氯化铵，氯化铵为固体小颗粒，导管太细，固体颗粒简单拥塞导管；因为氯气有毒，需要有尾气办理装置，所以不足之处为：无尾气办理装置。查验固体氯化铵中的铵根离子需要氢氧化钠溶液和红色石蕊试纸，查验氯离子需要蒸馏水、硝酸银和稀硝酸，所以还需要的试剂为氢氧化钠浓溶液。Ⅱ.(5)连结好仪器后，检查装置的气密性时，先将H和K中装入蒸馏水，而后加热G，导管尾端有气泡冒出，停止加热，量气管内形成一段水柱，则气密性优秀。(6)产生的气体经过装置H中的浓硫酸，能够汲取混淆气体中的水蒸气，防备对HCl测定造成扰乱，减小实验偏差。(7)装置I增重为氯化氢气体的质量，0.73g氯化氢的物质的量为0.02mol，依据反响：△2NHCl＋3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N↑＋3HO可知，耗费氯化铵的量为0.02mol，质量为0.02422×53.5＝1.07g，则天然岩脑砂中NHCl的质量分数为1.07g1.19g4(8)当量气管内液面低于量筒内液面时，所测定氮气的体积偏小，依据反响：2NH4Cl＋△3CuO=====3Cu＋2HCl↑＋N2↑＋3H2O可知，氯化铵的质量偏小，所测纯度偏低。答案：Ⅰ.(1)干燥管(2)ef(3)无尾气办理装置(4)氢氧化钠浓溶液Ⅱ.(5)导管尾端有气泡冒出，停止加热，量气管内形成一段水柱(6)汲取反响产生的水蒸气，防备对HCl测定造成扰乱(7)89.9%(8)偏低4．(2018·天津卷)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，采用以下采样和检测方法。回答以下问题：Ⅰ.采样采样步骤：①查验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③翻开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤封闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为______________________________________________________________________________。(2)C中填补的干燥剂是________(填序号)。a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)同样，在虚线框中画出该装置的表示图，注明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是____________________________________________________________________________。Ⅱ.NO含量的测定x将vL气样通入适当酸化的HO溶液中，使NO完整被氧化成－，加水稀释至100.0022x3mL。量取20.00mL该溶液，加入v1mLc1－1FeSO4标准溶液(过度)，充分反响后，mol·L用c2mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定节余的Fe2＋，终点时耗费v2mL。－223_____________________________________________________。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有______________________。滴定过程中发生以下反响：2＋－＋＋3＋3Fe＋NO4H===NO↑＋3Fe＋2HO322－2＋＋3＋＋3＋＋7HO272则气样中NOx折合成NO2的含量为______mg·m－3。判断以下状况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺乏采样步骤③，会使测定结果________________________。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果________________。分析：(1)装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤除掉粉尘。(2)C中填补的是