1、第33讲化学实验方案的设计与评价A组基础题组1.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是()A.用图1所示装置,蒸干AlCl3饱和溶液制备AlCl3晶体B.用图2所示装置,制备并收集少量NO2气体C.用图3所示装置,分离CCl4萃取I2水中的I2后的有机层和水层D.用图4所示装置,可以证明氧化性:Cl2Br2I22.(2014课标,10,6分)下列图示实验正确的是()3.(2016江苏扬州月考)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验操作现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成,溶液呈红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B分别加热Na
2、2CO3和NaHCO3固体试管内壁都有水珠两种物质均受热分解C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热铝不能熔化金属铝的熔点较高D将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置下层溶液显紫红色氧化性:Fe3+I24.(2015课标,13,6分)用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际相符的是()选项中物质中物质预测中的现象A.稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液立即产生气泡B.浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C.氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D.草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色5.(2015山东理综,11,5分)下列由实验现象得
3、出的结论正确的是()操作及现象结论A向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B.浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性C.稀盐酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀D.浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸性:硝酸碳酸硅酸B组提升题组7.(2016福建莆田质检,26)醋酸亚铬水合物Cr(CH3COO)222H2O是一种氧气吸收剂,为红棕色晶体,易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。其制备装置及步骤如下:检查装置气密性后,往三颈烧瓶中依次加入过量锌粒、适量CrCl3溶液。关闭K2打开K1,旋开分液漏斗的旋
4、塞并控制好滴速。待三颈烧瓶内的溶液由深绿色(Cr3+)变为亮蓝色(Cr2+)时,把溶液转移到装置乙中,当出现大量红棕色晶体时,关闭分液漏斗的旋塞。将装置乙中混合物快速过滤、洗涤和干燥,称量得到2.76 g Cr(CH3COO)222H2O。(1)装置甲中连通管a的作用是。(2)三颈烧瓶中的Zn除了与盐酸生成H2外,发生的另一个反应的离子方程式为。(3)实现步骤中溶液自动转移至装置乙中的实验操作为。(4)装置丙中导管口水封的目的是。(5)洗涤产品时,为了去除可溶性杂质和水分,下列试剂的正确使用顺序是(填标号)。a.乙醚b.去氧冷的蒸馏水c.无水乙醇(6)若实验所取用的CrCl3溶液中含溶质3.1
5、7 g,则Cr(CH3COO)222H2O(相对分子质量为376)的产率是。(7)一定条件下,Cr(CH3COO)222H2O受热得到CO和CO2的混合气体,请设计实验检验这两种气体的存在 。8.(2016福建4月质检,26)CuCl晶体呈白色,熔点为430 ,沸点为1 490 ,见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,难溶于水、稀盐酸、乙醇,易溶于浓盐酸生成H3CuCl4,反应的化学方程式为CuCl(s)+3HCl(aq) H3CuCl4(aq)。(1)实验室用下图所示装置制取CuCl,反应原理为:2Cu2+SO2+8Cl-+2H2O 2CuC+S+4H+CuC(aq) CuCl(s)+3Cl-
6、(aq)装置C的作用是。装置B中反应结束后,取出混合物进行如下所示操作,得到CuCl晶体。混合物CuCl晶体操作的主要目的是;操作中宜选用的试剂是。实验室保存新制CuCl晶体的方法是 。欲提纯某混有铜粉的CuCl晶体,请简述实验方案。(2)某同学利用如下图所示装置,测定高炉煤气中CO、CO2、N2和O2的百分含量。已知:.CuCl的盐酸溶液能吸收CO形成Cu(CO)ClH2O。.保险粉(Na2S2O4)和KOH的混合溶液能吸收氧气。D、F洗气瓶中宜盛放的试剂分别是、。写出保险粉和KOH的混合溶液吸收O2的离子方程式:。答案全解全析A组基础题组1.CAlCl3溶液中存在水解平衡AlCl3+3H2
7、O Al(OH)3+3HCl,蒸干AlCl3溶液会使上述平衡不断右移,最终得到Al(OH)3而不是AlCl3,A项错误;NO2与水反应,不能用排水法收集,B项错误;用CCl4萃取I2水中的I2后,CCl4层在下层,水层在上层,可用分液漏斗分离,C项正确;通入的Cl2可先后与NaBr和KI反应,因此可以证明氧化性Cl2Br2,Cl2I2,但无法证明氧化性Br2I2,故D项错误。2.DA项,过滤时,玻璃棒下端应靠在三层滤纸一侧,且漏斗下端尖口应紧贴烧杯内壁,错误;B项,试管口应略向下倾斜,错误;C项,气体通过洗气瓶时应“长管进,短管出”,错误;D项正确。3.DA项,过量Fe和稀硝酸反应最终生成硝酸
8、亚铁,加入KSCN溶液时,溶液不呈红色,错误;B项,碳酸钠受热不分解,可能是碳酸钠不干燥导致的,错误;C项,铝能熔化,错误;D项,该反应中氯化铁是氧化剂,碘是氧化产物,故氧化性:Fe3+I2,正确。4.D稀盐酸滴入Na2CO3和NaOH的混合溶液中,NaOH优先发生反应,不会立即产生气泡,A项错误;常温下,铝遇浓硝酸发生钝化,不会产生红棕色气体,B项错误;AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中发生反应:Al3+4OH- Al+2H2O,不会产生沉淀,C项错误;H2C2O4与高锰酸钾酸性溶液发生氧化还原反应,而使KMnO4酸性溶液褪色,D项正确。5.C向AgCl悬浊液中加入NaI溶液时出现黄色沉淀,
9、说明AgI比AgCl更难溶,则Ksp(AgCl)Ksp(AgI),A错误。B中由实验现象不能确定溶液中是否含有Fe2+,若先加入KSCN溶液无现象,再滴入氯水后溶液呈红色,才能说明原溶液中一定含有Fe2+。C中实验现象说明有Br2生成,溶液中发生了反应:2Br-+Cl2Br2+2Cl-,从而说明了Br-的还原性强于Cl-,C正确。加热NH4Cl固体时,NH4Cl固体发生分解反应:NH4ClNH3+HCl,试管底部固体消失;试管口温度较低,NH3和HCl发生化合反应:NH3+HClNH4Cl,故试管口有晶体凝结,D错误。6.BH2S可直接与AgNO3溶液作用生成黑色的Ag2S,故不能说明Ksp(
10、AgCl)Ksp(Ag2S),A错误。浓硫酸滴入蔗糖中,处试管中观察到白色固体变黑,证明浓硫酸有脱水性;处试管中溴水褪色,说明有SO2生成(SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr),从而证明浓硫酸有氧化性,B正确。SO2与Ba(NO3)2溶液反应可生成白色沉淀BaSO43Ba(NO3)2+3SO2+2H2O 3BaSO4+2NO+4HNO3,但BaCl2与SO2不反应,C错误。浓硝酸挥发产生的HNO3蒸气也可直接与Na2SiO3溶液作用生成H2SiO3,故不能得出碳酸酸性大于硅酸的结论,D错误。B组提升题组7.答案(1)保证分液漏斗中的液体顺利流下(2)2Cr3+Zn 2Cr2+Zn2
11、+(3)关闭K1,打开K2(4)防止空气进入装置乙氧化二价铬 (5)b、c、a(6)73.4%(7)混合气体通入澄清石灰水,变浑浊,说明混合气体中含有CO2;混合气体通过灼热的氧化铜,固体颜色由黑色变红色,说明混合气体中含有CO解析(1)分析题给装置知装置甲中连通管a的作用是使分液漏斗液面上方与三颈烧瓶内气压相等,保证分液漏斗中的液体顺利流下。(2)根据题给信息知三颈烧瓶中的Zn可与CrCl3反应生成氯化锌和CrCl2,离子方程式为2Cr3+Zn 2Cr2+Zn2+。(3)关闭K1,打开K2,三颈烧瓶中锌与盐酸反应生成的氢气不能排出使得三颈烧瓶中液面上方压强增大,将三颈烧瓶中的溶液压入装置乙中
12、。(4)根据题给信息知醋酸亚铬水合物易被氧化,故装置丙中导管口水封的目的是防止空气进入装置乙氧化二价铬。(5)根据题给信息知醋酸亚铬水合物微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易挥发的有机溶剂)。洗涤产品时,先用去氧冷的蒸馏水洗去可溶性杂质,再用无水乙醇去除水分,最后用乙醚去除无水乙醇,试剂的使用顺序是b、c、a。(6)CrCl3的质量为3.17 g,物质的量为0.02 mol,根据铬原子守恒知理论上生成Cr(CH3COO)222H2O的物质的量为0.01 mol,质量为3.76 g,而实际产量为2.76 g,则Cr(CH3COO)222H2O的产率是100%73.4%。(7)检验CO2常用的试剂是澄清
13、石灰水,检验CO常用灼热的CuO,据此设计实验检验二者的存在。8.答案(1)吸收SO2尾气促进CuCl固体析出、防止CuCl被氧化水、稀盐酸、乙醇避光、密封将固体溶于浓盐酸后过滤,取滤液加入大量水,过滤,洗涤,干燥(2)NaOH溶液或KOH溶液、Ba(OH)2溶液等其他合理答案CuCl的盐酸溶液2S2+3O2+4OH- 4S+2H2O解析(1)装置A制备SO2,B中盛放CuCl2溶液,与SO2反应得到CuCl,装置C盛放NaOH溶液,吸收未反应的SO2,防止污染空气。操作将混合物倒入溶有SO2的水中,其中水对溶液起到稀释作用,促进平衡CuC(aq) CuCl(s)+3Cl-(aq)右移,有利于
14、CuCl析出,溶有的SO2具有还原性,可以防止CuCl被氧化;CuCl难溶于水、稀盐酸和乙醇,故可以用水、稀盐酸或乙醇洗涤,减小因溶解而导致的损失。由于CuCl见光分解,露置于潮湿空气中易被氧化,所以应避光、密封保存。利用Cu和CuCl性质的差别设计实验。CuCl可溶于浓盐酸而Cu不溶,过滤可将Cu除去,再通过加水稀释,使平衡CuCl(s)+3HCl(aq) H3CuCl4(aq)左移,促进CuCl析出,然后经过滤、洗涤、干燥即可得到纯净的CuCl。(2)吸收O2的混合溶液也能吸收CO2,吸收CO的溶液由于盐酸的挥发会影响O2和CO2的吸收,因此应先吸收CO2,再吸收O2,再吸收CO,最后测量N2的体积,故D中应放NaOH溶液,F中应放CuCl的盐酸溶液。Na2S2O4在碱性条件下吸收O2,是和O2发生了氧化还原反应,S2被氧化为S,据此可写出反应的离子方程式。
