1、专题课时3化学实验方案的设计与探究1某化学兴趣小组利用图1装置制取氨气并探究氨气的有关性质。(1)装置A中烧瓶内试剂可选用_(填序号)。a碱石灰b浓硫酸c生石灰d五氧化二磷e. 烧碱(2)若探究氨气的溶解性，需在K2处导管末端连接图2装置中的_装置(填序号)，当装置D中集满氨气后，关闭K1、K2，打开K3，引发喷泉的实验操作是_。(3)若探究氨气的还原性，需打开K1、K3，K2处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有_、_试剂的洗气瓶。D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为_。从K3处导管逸出的气体中含有少量Cl
2、2，则C装置中应盛放_溶液(填化学式)，反应的离子方程式为_。解析(1)应该选用碱性或与水反应生成碱的固体，既和氨气不反应且溶解时放出热量的物质，故选ace。(2)氨气易溶于水且溶解度较大，故需选择缓冲装置且防止溶液倒吸的装置，故选或；用热毛巾将烧瓶捂热，使烧瓶的压强小于空气压强，使水进入烧瓶引发喷泉。(3)饱和食盐水能溶解挥发出的氯化氢气体且能抑制氯气的溶解，故选饱和食盐水；浓硫酸有吸水性，用浓硫酸干燥。氯气和氨气反应生成氯化铵，同时生成氮气：3Cl28NH3=6NH4ClN2。氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，能和碱反应，故C装置中应盛放NaOH溶液，反应的离子方程式为Cl22OH=ClClO
3、H2O。答案(1)ace(2)或用热毛巾将烧瓶捂热(3)饱和食盐水、浓硫酸3Cl28NH3=6NH4ClN2NaOHCl22OH=ClClOH2O2某校化学研究性学习小组，在学习金属的冶炼以后，对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣，他们查阅有关资料后分析：学生对相关装置进行分析和比较发现这些装置既有各自的优点，同时也发现各个装置中均存在一些不足，具体如下表：资料一资料二资料三 现象明显、有环保意识现象明显、有环保意识且尾气得以利用现象明显、有环保意识不足之处：反应结束滞留在装置中的一氧化碳无法处理；进入硬质试管中的气体所含杂质没有处理；经实验发现尾气点燃时有时燃烧有时不能燃烧，而且安全性差
4、根据一氧化碳还原氧化铁的实验要求，在上述实验的基础上学生设计了相对更为合理的实验，重点避免了上述三个不足。其中一氧化碳的制备是利用甲酸和浓硫酸共热到6080 可发生脱水反应：HCOOHCOH2O请根据以下各图进行选择形成一套相对较为合理的实验装置图(某些装置可重复使用)：回答以下问题：(1)合理实验装置的连接顺序是(写字母编号)_。(2)在反应时强调先产生一氧化碳气体，一会再点燃加热氧化铁的酒精灯，原因是_。A因为一般反应从左到右进行B排除体系内的空气，使反应过程更安全C甲酸与浓硫酸反应可以产生大量的CO气体D此反应加热时间长有利于产生CO(3)请说出你所选择的第一个洗气瓶的作用是_。(4)在
5、观察到硬质玻璃管中由_色完全变为_色时停止加热，然后继续_，原因是防止铁被氧化。(5)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是_。(6)该实验的一个优点是把实验过程中的尾气利用排水法收集起来，收集的气体前后有几瓶，若分别先后编号，点燃各个瓶中的气体，中间编号的集气瓶中气体_；前后编号的集气瓶中气体_，原因是_。解析本题是对一氧化碳还原氧化铁实验的拓展，关键还是掌握基本实验操作及其注意点。实验中应先产生CO，其目的是排尽装置中的空气；选择的第一个洗气瓶为石灰水洗气瓶，其作用主要是除去一些酸性杂质，如HCOOH、CO2、SO2等。答案(1)jcdfghiabe(2)B(3)除去气体中的杂质(可能含有的杂
6、质是HCOOH、CO2、SO2)(4)红棕黑通入一氧化碳冷却至室温(5)Fe2O33CO2Fe3CO2(6)安静燃烧，发出蓝色火焰点燃有爆鸣声(或有火球喷出)收集的气体不纯净3(2015东北三省四市模拟)苯甲酸甲酯是重要的化工原料，某化学兴趣小组仿照实验室制乙酸乙酯的原理以苯甲酸(C6H5COOH)和甲醇为原料制备苯甲酸甲酯。有关数据如下：相对分子质量熔点/沸点/水溶性苯甲酸122122.42491.265 9微溶甲醇329764.60.792互溶苯甲酸甲酯13612.3196.61.088 8不溶.合成苯甲酸甲酯粗产品在圆底烧瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇，再小心加入3 mL浓硫
7、酸，混匀后，投入几粒碎瓷片，在圆底烧瓶上连接冷凝回流装置后，小心加热2 h，得苯甲酸甲酯粗产品。回答下列问题：(1)该反应的化学方程式为_，该反应的原子利用率是_。(2)实验中，应选择(如上图)_(填序号)作为冷凝回流装置，该仪器的名称为_。(3)使用过量甲醇的原因是_。.粗产品的精制苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制。(4)饱和碳酸钠溶液的作用是_，操作a的名称为_。(5)由于有机层和水层的密度比较接近，兴趣小组的同学无法直接判断有机层在上层还是下层，请你设计简单易行的方案，简述实验方法，可能的现象及结论_。(6)该实验中制得苯甲酸甲酯8.30 g，则
8、苯甲酸甲酯的产率为_。解析.(1)根据酯化反应的实质，苯甲酸和甲醇反应生成苯甲酸甲酯和水的化学方程式为C6H5COOHCH3OH C6H5COOCH3H2O；该反应原子利用率100%88.3%；(2)根据仪器的结构特点，应选择B(球形冷凝管)作为冷凝回流装置；(3)由于甲醇沸点低，易挥发，损失大，还为了提高苯甲酸的利用率，故应使用过量甲醇；.(4)饱和碳酸钠溶液能与苯甲酸反应，生成可溶性的苯甲酸钠，还能溶解甲醇，降低苯甲酸甲酯的溶解度，操作a后，溶液分层，故a为分液；(5)向混合液中加少量水，振荡、静置，体积增加的为水层，体积不变的为有机层，或者从分液漏斗下口放出少量液体，置于试管中，加适量水
9、，振荡、静置，若液体分层，则有机层在下层，若液体不分层，则有机层在上层；(6)由于甲醇过量，按苯甲酸进行计算，n(C6H5COOH)0.1 mol，理论上生成苯甲酸甲酯为n(C6H5COOCH3)0.1 mol，其质量为m(C6H5COOCH3)0.1 mol136 gmol113.6 g，则苯甲酸甲酯的产率为100%61.0%。答案(1)C6H5COOHCH3OHC6H5COOCH3H2O或CH3OH88.3%(2)B球形冷凝管(3)甲醇沸点低，损失大；甲醇过量可以提高苯甲酸的利用率(4)除去苯甲酸甲酯中的杂质苯甲酸，溶解甲醇，降低苯甲酸甲酯溶解度分液(5)从分液漏斗下口放出少量液体，置于试
10、管中，加入适量水，振荡、静置，若液体分层，则有机层在下层，若液体不分层，则有机层在上层(6)61.0%4(2015广东理综，33)NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。(2)按下图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。限选试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可调控温度)。实验目的：探究_对
11、溶液中NH4Cl水解程度的影响。设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。 物理量实验序号 V(溶液)/mL11002100按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为_(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。解析(1) 用NH4Cl和Ca(OH)2固体制备NH3，因反应物中有H2O生成，反应发生装置为“固体固体气体”的装置A；由于NH3的密度小于空气的密度，且极易溶于水，故只能用向下排空气法收集，采用装置C收集；由于NH3极易溶于水，所以
12、尾气处理装置要防止倒吸，其装置应用倒扣漏斗，且漏斗的边缘与水面相切，选用装置G。(2) 由于A瓶中HCl的压强大于B瓶中NH3的压强，当打开旋塞1，A瓶中HCl的进入B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵固体小颗粒，形成白烟。稳定后，再打开旋塞2，由于B瓶中压强减小，在外界大气压的作用下，会将烧杯中的石蕊溶液倒吸入B瓶中，其中的剩余的HCl溶于其中显红色。(3) 根据所给的仪器：100 mL容量瓶是配制一定物质的量浓度的NH4Cl溶液，pH计用来测量溶液的pH，从而判断NH4Cl的水解程度，温度计用来测定恒温水浴槽(可控制温度)的温度，因此此实验的目的是探究温度对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
13、实验时，只需改变温度这一变量，控制其他量相同，故所配制NH4Cl溶液的浓度应相同，用天平准确称取两份均为m g NH4Cl固体分别放置于烧杯中溶解，然后利用100 mL容量瓶准确配制一定浓度的NH4Cl溶液，将所配制的两份NH4Cl溶液放置于不同温度的恒温水浴槽中一段时间后，用pH计测两份NH4Cl溶液的pH，并填写在相应的表格中，表格见答案所示。按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，n(NH4Cl) mol，则水解的n(NH4Cl)n(H)c(H)V10YmolL10.1 L0.110Y mol，NH 水解反应的平衡转化率为：。答案(1) ACG(2) 产生白色的烟氯化氢与氨气反应生成了氯化铵小颗粒，氯化铵小颗粒形成白烟烧杯中的石蕊溶液会倒流进入到B瓶中且呈红色(3)温度(或浓度)温度的影响 物理量实验序号 V(溶液) /mLNH4Cl质量(g)pH温度()1100mpH1T12100mpH2T2或浓度的影响 物理量实验序号 V(溶液) /mLNH4Cl质量(g)pH温度()1100m1pH1T2100m2pH2T
