专题611方案评价类实验题-2023年高考化学新编讲义

专题6.11方案评价类实验题1.从可行性方面对实验方案进行评价(1)实验原理是否正确、可行。(2)实验操作是否安全、合理。(3)实验步骤是否简单、方便。(4)实验效果是否明显、准确。2.从“绿色化学”角度对实验方案进行评价(1)反应原料是否易得、安全、无毒。(2)化学反应速率是否较快。(3)原料利用率以及制取物质的产率是否较高。(4)制取过程中是否造成环境污染。3.从“安全性”方面对实验方案进行评价(1)进行某些易燃易爆实验时，要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃前先验纯等)。(2)冷凝回流(有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、冷凝管等)。(3)其他问题，如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。[巩固提升]1.某化学课外小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，设计了甲、乙、丙三套装置(图中的支撑仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源)，每套装置又划分为①②③三部分。仪器中盛放的试剂：a.无水乙醇(沸点：78℃)；b.铜丝；c.无水硫酸铜；d.新制氢氧化铜悬浊液。(1)简述三套方案各自的优点。甲：________________________________________________________________________；乙：________________________________________________________________________；丙：________________________________________________________________________。(2)集中三套方案的优点，组成一套比较合理完善的实验装置，可按气流由左到右的顺序表示为________(例如：甲①，乙②，丙③)。2.某同学设计两种方案来检验Na2SO3溶液是否发生变质。方案一：取样，加入稀盐酸有气泡生成，认为亚硫酸钠溶液没有变质。方案二：取样，加入氯化钡溶液有白色沉淀生成，认为亚硫酸钠溶液完全变质。请你对两方案作出评价：方案一：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________________。方案二：________(填“合理”或“不合理”)，理由是_________________________________。3.乙同学探究Na2SO3溶液是否发生变质，设计如下实验测定1.0mol·L－1Na2SO3溶液的实际浓度。(1)分液漏斗中应加入足量的下列哪种试剂？________(填字母)。a.浓硝酸b.65%硫酸c.浓盐酸(2)实验前后测得C装置增重3.2g，则Na2SO3溶液实际的物质的量浓度为____________。(3)该实验装置还存在一个明显的缺陷是____________________________________________；如何改进？_____________________________________________________________________。[课后作业]1．碳酸镧咀嚼片可用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗，不含钙和铝。碳酸镧可由LaCl3为原料来制备，整个反应在较低的pH条件下进行，避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。(1)化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。①仪器X的名称为______________；检验装置甲气密性良好的方法是________________________________。②实验中K1、K2打开的先后顺序为___________________________________________；为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有______________________________。(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。①为了高磷血症患者的安全，通常选用碳酸氢钠溶液，过程中会发生两个平行反应，其离子方程式为___________________和___________________________________。②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的优点是____________________________(任写一条)。(3)碳酸镧(摩尔质量为458g·mol－1)质量分数的测定：准确称取15.0g产品试样，溶于10.0mL稀盐酸中，加入10mLNH3—NH4Cl缓冲溶液，加入0.2g紫脲酸铵混合指示剂，用0.5mol·L－1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至呈蓝紫色(La3＋＋H2Y2－=LaY－＋2H＋)，消耗EDTA溶液60.00mL。则产品中碳酸镧的质量分数w＝________。2．某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。已知：FeCl3是共价化合物。实验操作和现象如下表所示：实验编号实验操作现象实验1按如图所示装置加热MnO2与FeCl3·6H2O的混合物试管A中部分固体溶解，上方出现白雾；稍后产生黄色气体，管壁附着黄色液滴；试管B中溶液变蓝实验2把试管A中的混合物换为FeCl3·6H2O，试管B中溶液换为KSCN溶液，加热试管A中部分固体溶解，产生白雾和黄色气体；试管B中KSCN溶液变红请回答下列问题：(1)实验1和实验2中产生白雾的原因是__________________________________________________________。(2)实验2说明黄色气体中含有________(填化学式)。(3)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2，该学习小组对实验1提出两种改进方案：方案1：在试管A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C，结果试管B中溶液仍变为蓝色。方案2：将试管B中淀粉­KI溶液替换为NaBr溶液，结果试管B中溶液呈橙红色，且未检出Fe2＋。则方案1中洗气瓶C中盛放的试剂是______________；方案2中检验Fe2＋的试剂的名称是____________________，选择NaBr溶液后试管B中发生的主要反应的离子方程式为____________________________________。(4)实验1充分加热后，若将试管A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，则试管A中产生Cl2的化学方程式为______________________；其尾气处理的方法是_______________________________________________。(5)该学习小组认为实验1中溶液变蓝，可能还有另外一种原因是____________________。请你设计实验方案验证此猜想：__________________________________________________。3Ⅰ.在常温下，HNO2电离平衡常数为2.6×10－4。NaNO2是一种重要的食品添加剂，由于其外观及味道都与食盐非常相似，误食工业用盐造成食物中毒的事件时有发生。(1)某活动小组同学设计实验方案确定某试剂是NaNO2溶液，而不是NaCl溶液，请填写下列表格。选用药品实验现象利用NaNO2的性质①酚酞溶液②淀粉­KI试纸(2)亚硝酸钠有毒，不能随意排放，实验室一般将其与饱和氯化铵溶液共热使之转化成无毒无公害的物质，其产物之一为无色无味气体，则该气体为________________(填化学式)。Ⅱ.活动小组同学采用如下装置制备并测定所得固体中亚硝酸钠(NaNO2)的质量分数(装置可重复使用，部分夹持仪器已省略)。已知：①2NO＋Na2O2=2NaNO2；②酸性条件下，NO、NO2都能与MnOeq\o\al(－,4)反应生成NOeq\o\al(－,3)和Mn2＋；NaNO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色。(1)实验装置的连接顺序为__________________________________________________。(2)C装置内发生反应的离子方程式为___________________________________________________。(3)为了测定亚硝酸钠的含量，称取4.0g样品溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.10mol·L－1的酸性KMnO4溶液进行滴定，实验所得数据如下表。滴定次数1234KMnO4溶液体积/mL20.6020.0220.0019.98①第一组实验数据出现较明显异常，造成异常的原因可能是________(填字母)。a．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗b．锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥c．观察滴定终点时仰视读数②根据表中数据进行计算，所制得的固体中亚硝酸钠的质量分数为________。(4)设计实验，比较0.1mol·L－1NaNO2溶液中NOeq\o\al(－,2)的水解程度和0.1mol·L－1HNO2溶液中HNO2电离程度的相对大小：______________________________________________________________。[巩固提升答案]1解析：(1)甲的优点在于②，水浴加热能较好地控制温度，使气流平稳、反应充分。乙的优点在于两干燥管考虑了溶液中水蒸气对产物H2O检验的干扰。丙的优点在于①，无水生成，且装置简单。(2)解析将三套方案的优点组合：取丙①、甲②、乙③可组成一套完善的装置。2.答案：不合理亚硫酸钠部分变质时加入稀盐酸也会产生气泡不合理亚硫酸钠也能与氯化钡反应生成白色沉淀，亚硫酸钠未变质或部分变质时也会产生白色沉淀3.答案：(1)b(2)0.83mol·L－1(3)缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置(或其他合理答案)在A装置中加引一个带活塞的导气管解析：制备二氧化硫气体选用硫酸。C装置增重3.2g，产生的n(SO2)＝0.05mol，所以n(Na2SO3)＝0.05mol，c(Na2SO3)＝0.05mol÷0.06L≈0.83mol·L－1。该实验装置中一个明显的缺陷是缺少一个驱赶残留二氧化硫气体的装置。[课后作业习题答案]1．(1)①球形干燥管关闭活塞K1，向球形漏斗中加水至漏斗内外形成液面差，一段时间后，液面差保持不变，说明气密性良好②先打开K2，再打开K1控制氨气(或CO2)通入量(2)①2La3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=La2(CO3)3↓＋3H＋H＋＋HCOeq\o\al(－,3)=CO2↑＋H2O②碳酸氢钠碱性相对较弱，可防止生成碱式碳酸镧(3)45.8%2．(1)FeCl3·6H2O受热失去结晶水，FeCl3水解生成HCl气体，HCl和H2O结合形成盐酸小液滴(2)FeCl3(3)饱和NaCl溶液铁氰化钾溶液2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－(4)MnO2＋2FeCl3·6H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl↑＋11H2O将尾气通入氢氧化钠溶液中(其他合理答案均可)(5)实验未先排出空气，其中的O2在此条件下可能氧化I－向一试管中加入与实验1中等量的淀粉­KI溶液，再滴入几滴稀盐酸，在空气中放置，观察相同时间后溶液是否变蓝3．Ⅰ.(1)①溶