1、高考资源网（） 您身边的高考专家第3讲物质的制备实验方案的设计、评价和改进考纲点击1了解常见气体和一些简单化合物的制备原理和方法。2认识反应条件控制在化学实验研究中的意义，初步掌握控制反应条件的方法。3能绘制和识别简单的实验仪器装置图。能根据具体情况设计解决化学问题的实验方案，并能对设计的实验方案进行分析、比较、优化和改进。4能发现生产、生活和化学实验研究中有意义的化学问题。5培养学生增强发现问题、分析问题和解决问题的能力。一、常见气体的制备1常见气体制备的反应原理实验室制备各种气体以实验室常用药品为原料，以安全、方便、经济为原则。气体反应原理O22KMnO4_2KClO3_2Na2O22H2
2、O=_2H2O2_H2较活泼金属(如Zn、Fe)与稀强酸(如稀硫酸、盐酸，但勿用硝酸或浓硫酸)的置换反应CO2CaCO32HCl=_Cl2MnO24HCl(浓)_2KMnO416HCl=2KCl2MnCl25Cl28H2ONH32NH4ClCa(OH)2_(实验室亦常用浓氨水中加NaOH固体来制取少量NH3)SO2无水Na2SO3粉末与中等浓度硫酸进行复分解反应Na2SO3H2SO4=_NO2Cu4HNO3(浓)=_NO3Cu8HNO3(稀)_C2H4CH3CH2OH_2气体的收集选用收集方法的主要依据是：(1)气体的密度和水溶性。因为氯气和氯化氢都_溶于水，且密度都比空气_，所以收集氯气或氯
3、化氢时，_能用排水法，应该用向_排空气法收集。(2)气体的化学性质，如NO极易与空气中的_反应，且密度与空气_，用_法收集，如需干燥气体，可先通过浓硫酸，再用气囊收集。气体收集的三种方法，如下图所示。一般说来，密度比空气小的气体如H2、NH3、CH4可用_排空气法收集。密度比空气大的气体如Cl2、O2、HCl、SO2、H2S、NO2、CO2等可用_排空气法收集。即时训练1下列制备和收集气体的实验装置合理的是()。即时训练2实验室常用30%(质量分数)的H2O2溶液快速制取少量O2，可采用如下图所示装置。试回答：(1)MnO2的作用是_。(2)反应的化学方程式为_。(3)在实验过程中，除去、装置
4、中的空气的操作是_。(4)若要在装置中收集的气体为干燥的O2，则装置中应盛_(填药品名称)，通过_的现象可确定装置中为干燥的O2。(5)图中装置能否用装置代替？_(填“能”或“否”)，其理由是_。二、常见物质的制备1选择最佳反应途径如用铜制硝酸铜：_。用铝制氢氧化铝：_。2选择最佳原料如用氯化铝溶液制氢氧化铝：_。3选择适宜操作方法如制氢氧化亚铁：_。4选择适宜收集分离方法如制乙酸乙酯：_。即时训练3下列实验操作可行的是()。A将氢氧化钠稀溶液逐滴滴入氯化铁饱和溶液中，边滴边搅拌，可获得氢氧化铁胶体B滴定实验中所用到的滴定管、移液管，在使用前均需干燥或用相应的溶液润洗，容量瓶、锥形瓶则不应润洗
5、C硫酸亚铁铵晶体制备实验的最后一步是将溶液蒸发到有大量晶体析出，用余热蒸干即可得产物D抽滤结束后，不必拆下布氏漏斗，滤液可直接从支管口倒出三、实验方案的设计、评价和改进1化学实验方案的设计(1)实验方案应包括的内容实验名称；实验目的；实验原理；实验用品(仪器、药品及规格)；实验步骤(包括实验仪器装配和操作)；实验现象记录及结果处理；问题和讨论(误差分析)。(2)具体要求选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡胶，反应是否需加热及温度是否控制在一定范围等，从而选择化学仪器和药品。设计实验步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选
6、用的实验仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。记录现象数据：根据观察，全面准确地记录实验过程中的现象和数据。分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等处理，得出正确的结论。(3)实验方案的“四性”科学性；安全性；可行性；简约性。2实验方案的评价对实验方案的评价，是指为达到一定的实验目的而对实验方案进行的价值判断，这种评价基于对实验原理的理解，对元素化合物知识的融会贯通，对实验手段优劣的辨析，通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案。对实验方案的评价和考查，突出对实验方案的全面理解和判断，其中主要是对方案的简便性、可行性作评价。(1)对实验方案可行性
7、的评价只有合理且切实可行的方案才有意义。可行性是方案的第一要素，评价方案时应注意从实验原理和操作两个方面分析方案是否可行：理论上要科学合理；操作上要简单可行。(2)从经济效益角度评价评价一种实验方案，不仅要从科学性上判断是否可行，还要从经济效益上考虑是否切合实际。(3)从环保角度评价防止污染的根本途径在于控制“三废”的排放，在对实验方案进行评价时，不可忽视了环境保护的重要性。即时训练4下列实验方案能达到目的的是()。A除去Fe粉中混有的I2：加热使I2升华B除去NaCl固体中混有的MgCl2：加入KOH溶液后过滤，滤液蒸发结晶C除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧化钠溶液，蒸发结晶D除去
8、氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放入水中搅拌成浆状后，加入足量氯化镁溶液，加适量水过滤洗涤即时训练5某同学用下列实验装置探究硝酸的性质，根据图示判断下列结论不正确的是()。A试管内壁上“黄霜”的成分是硫B该实验探究既说明浓硝酸具有氧化性，又说明浓硝酸具有挥发性C烧杯内的氢氧化钠溶液的作用是除去尾气，防止尾气污染环境D试管中的浓硝酸可以用浓盐酸代替一、气体的制备、净化、干燥和收集1气体发生装置的选取选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件(加热与否)。以此分析可知，实验室制取氯化氢和氯气的发生装置相同。气体制取装置分为三类，如下图所示。(1)固固气，可选用图丙。可制取O2、NH3等。(2)
9、固液气，可选用图乙或丁。图乙可制取H2、CO2、NO2、C2H2等，图丁只可制取H2、CO2(要注意启普发生器使用的三个条件)。(3)固(或液)液气，可选用图甲。可制取Cl2、HCl等气体。对于那些对反应温度有严格要求的制备实验，还需要在此装置中加装温度计，以监控温度变化，如实验室制取C2H4气体。同时还要注意有关启普发生器原理的改装装置(如下图)。2气体的净化除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异。如溶解性、酸碱性、氧化还原性、可燃性。除杂原则：不损失主体气体，不引入新的杂质气体，在密闭装置内进行，先除易除的气体。除杂装置：洗气瓶、干燥管、U形管、硬质玻璃管等。常见的气体净化装置
10、有：装置甲是洗气瓶，选择的除杂试剂是液态的。如H2中的HCl用水除去，CO2中的SO2用饱和NaHCO3溶液除去，Cl2中的HCl用饱和食盐水除去，SO2中的SO3用饱和NaHSO3或浓硫酸除去。装置乙是干燥管或U形管。选择的除杂试剂是固态的。如H2中的水蒸气可用无水CaCl2除去，CO中的CO2可用碱石灰除去。注意气体流入方向：“粗进细出”。装置丙是硬质玻璃管，选择的除杂试剂是固体，需加热时采用此装置。如CO2中的CO用灼热的CuO除去，空气中的O2用灼热的铜粉除去。3气体的干燥(1)干燥的原则干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。a酸性干燥剂不能干燥碱性气体。b碱性干燥剂不能
11、干燥酸性气体。c具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。(注：H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓硫酸干燥)(2)常见干燥剂的选择及装置归纳液态干燥剂固体干燥剂装置洗气瓶干燥管或U形管常见干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2等H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CH4、HCl等N2、H2、O2、CH4、NH3等不可干燥的气体NH3、H2S、HBr、HI等NH3等Cl2、HCl、H2S、SO2、CO2、NO2等4气体的收集和尾气处理方法(1)气体的收集方法根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方
12、法。排水集气法(如图a)适用范围：凡难溶于水，且不与水发生反应的气体。如O2、H2、CO、NO、C2H4、C2H2等。排水集气法的优点是收集的气体纯度高、易判断是否集满。能溶于水且溶解度不大的气体，可采用排某些饱和溶液的方法收集。如Cl2可采用排饱和食盐水、CO2可采用排饱和NaHCO3溶液的方法等。用排水法收集，停止加热前，应先把导气管撤离水面，才能熄灭酒精灯。向上排空气法(如图b)适用范围：凡不与空气反应且密度比空气大的气体。如O2、CO2、Cl2、SO2、NO2等。向下排空气法(如图c)适用范围：凡不与空气反应且密度比空气小的气体。如H2、NH3等。(2)尾气的处理方法对于极易溶于水的尾
13、气，如NH3、HCl、HBr等，可采用防倒吸装置(即在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触)吸收。对于溶解度不大的尾气。如Cl2、CO2等，可直接将出气管插入吸收剂液面中吸收。对于有毒且易燃的气体。如CO等，可在尾气出口处放置一点燃的酒精灯，使CO燃烧转变为无毒CO2气体。对于一些不便于用、方法处理的少量尾气，可采用气球收集法处理(如图所示)。常见防倒吸装置【例1】某研究性学习小组为合成1丁醇，查阅资料得知一条合成路线：CH3CH=CH2COH2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH；CO的制备原理：HCOOHCOH2O，并设计出原料气的制备装置(如图)。请填写下列空
14、白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯，写出化学反应方程式：_，_。(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是_，_；c和d中盛装的试剂分别是_，_。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是_；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。(3)制丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_(填序号)。饱和Na2SO3溶液酸性KMnO4溶液石灰水无水CuSO4品红溶液方法归纳气体实验装置的设计遵循以下顺序：(1)装置顺序：制气装置净化装置反应或收集装置除尾气装置
15、。(2)安装顺序：由下向上，由左向右。(3)操作顺序：装配仪器检验气密性加入药品。二、综合实验方案的设计与评价1化学实验方案设计的原则(1)科学性：是化学实验方案设计的首要原则，是指实验原理、实验操作程序和方法应该正确。(2)安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。(3)可行性：实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。(4)简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验用品，并能在较短的时间内完成实验。2化学实验方案设计的总体思路明确实验目的弄清实验原理根据要求正确选择仪器和药品
16、设计实验装置和实验步骤。3方案设计的思想、规律和方法(1)思考问题的顺序围绕主要问题思考。例如：选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安全；实验现象明显。思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题。例如：制取在空气中易水解的物质(如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等)及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联系。例如涉及气体的制取和处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为：发生除杂质干燥主体实验尾气处理。(2)仪器连接的顺序所用仪器是否恰当，所给仪器是全用
17、还是选用。仪器是否齐全。例如制有毒气体及涉及有毒气体的实验应有尾气的吸收装置。安装顺序是否合理。例如：是否遵循“自下而上，从左到右”；气体净化装置中不应先经干燥，后又经过水溶液洗气。仪器间连接顺序是否正确。例如：洗气时“进气管长、出气管短”；干燥管除杂质时“大进小出”等。(3)实验操作的顺序连接仪器：按气体发生除杂质干燥主体实验尾气处理顺序连接好实验仪器。检查气密性。在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查气密性的方法要依装置而定。装药品进行实验操作。4实验方案的评价对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确做出判断。要考虑是否完全合理、有无干扰现象、经济上是
18、否合算和对环境有无污染等。(1)从可行性方面对实验方案做出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，任何实验方案都必须科学可行。因此，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法论要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，从以下4个方面分析：实验原理是否正确、可行；实验操作是否安全、合理；实验步骤是否简单、方便；实验效果是否明显等。(2)从“绿色化学”视角对实验方案做出评价“绿色化学”要求设计更安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程中对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。根据“绿色化学”精神，对化学实验过程或方案从以下4个
19、方面进行综合评价：反应原料是否易得、安全、无毒；反应速率是否较快；原料利用率以及合成物质的产率是否较高；合成过程是否造成环境污染。(3)从“安全性”方面对实验方案做出评价化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下：净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防液体倒吸；进行某些易燃易爆实验时要防爆炸(如H2还原CuO应先通H2，气体点燃先验纯等)；防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中等)；防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；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、竖
20、装的干燥管及冷凝管等)；易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；仪器拆卸的科学性与安全性(也从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等)。【例2】某校化学研究性学习小组设计如下实验方案，测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数。(1)方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称取剩余固体质量，计算。实验中加热至恒重的目的是_。(2)方案二：按下图装置进行实验。并回答以下问题。实验前先_。分液漏斗中应该装_(填“盐酸”或“硫酸”)。D装置的作用是_。实验中除称量样品质量外，还需称_装置前后质量的变化。根据此实验
21、得到的数据，测定结果有误差。因为实验装置还存在一个明显缺陷，该缺陷是_。来源:学.科.网(3)方案三：称取一定量样品，置于小烧杯中，加适量水溶解，向小烧杯中加入足量氯化钡溶液。过滤洗涤，干燥沉淀，称量固体质量，计算：过滤操作中，除了烧杯、漏斗外还用到的玻璃仪器有_。实验中判断沉淀是否完全的方法是_。拓展应用地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。(1)实验前：先用0.1 molL1 H2SO4洗涤Fe粉，其目的是_，然后用蒸馏水洗涤至中性；将KNO3溶液的pH调至2.5；为防
22、止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入_(写化学式)。(2)下图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式_。t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH的浓度在增大，Fe2的浓度却没有增大，可能的原因是_。(3)该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：溶液的pH；假设二：_；假设三：_；(4)请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。(已知：溶液中的NO浓度可用离子色谱仪测定)实验步骤及结论：1如下图所示实验室制气装置。现提供
23、下列试剂：浓硫酸；浓盐酸；食盐；二氧化锰；过氧化氢；浓氨水；生石灰，利用以上试剂和该制气装置，不能快速制取的气体是()。AO2 BCl2CHCl DNH32在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理的是()。ACCOCO2Na2CO3BCuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2CCaOCa(OH)2溶液NaOH溶液DFeFe2O3Fe2(SO4)3溶液3(2012江苏卷)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所示装置除去Cl2中含有的少量HClB用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体C用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体D用图4
24、所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层4氮是生命体不可缺少的一种元素，其化合物是实验室和生活中常见的物质。(1)某学习小组为了探究“Ag与浓硝酸反应生成气体的情况”，设计如下实验流程。测定NO的体积测定装置B中n(HNO3)用图甲中的装置合成一套可实现、目的的实验装置，合理的连接顺序是：a1_(填各导管口编号)。反应前要先打开开关a，通一会儿N2，原因是_。反应结束后，假设装置B溶液仍为100 mL，从中取出25.00 mL，用0.10 molL1NaOH溶液进行滴定(酚酞作指示剂)，滴定前后滴定管液面的位置如图乙。则在装置B中生成HNO3的物质的量为_mol。若实验收集到NO的体
25、积为112.0 mL(标准状况下)，则装置A中Ag与浓硝酸反应_(填“有”或“没有”)NO生成，依据是_(用计算所得的数据说明)。(2)学习小组为验证NaNO2的氧化性、还原性，请你帮助设计实验方案。仅供选用的试剂如下：a酸性KMnO4溶液b淀粉KI溶液c硝酸d稀H2SO4已知：NaNO2在酸性条件下具有较强的氧化性。实验目的来源:Z.xx.k.Com实验操作预计实验现象验证NaNO2的氧化性向NaNO2溶液中，滴加_(填标号)_验证NaNO2的还原性向酸性KMnO4溶液中，滴加NaNO2溶液_5草酸晶体(H2C2O42H2O)和浓硫酸共热时可生成二氧化碳、一氧化碳和水。某化学兴趣小组根据此信
26、息在老师的指导下，用图示装置完成上述实验并验证产物。据此回答下列问题。(1)填写表中空白。仪器加入试剂加入试剂的作用A草酸晶体和浓硫酸制气BCD除尽水和CO2(2)为了检验CO，E、F中应加入的试剂分别是_、_；能证明本实验中有CO生成的实验现象是_。为使CO不污染环境，应进行的操作是_。(3)本实验进行一段时间后，A中溶液逐渐变黑。为了培养学生实验能力，老师拆去B、C，将A与D直接相连，D中固体换装为无水氯化钙，F中液体换装为氯化钡溶液，并从G向F中通入NO2，其他试剂不变。则H管口有何现象：_，F中出现的现象为_；F中溶液里的反应为_。参考答案基础梳理整合一、1K2MnO4MnO2O22K
27、Cl3O24NaOHO22H2OO2CaCl2CO2H2OMnCl2Cl22H2O2NH32H2OCaCl2Na2SO4H2OSO2Cu(NO3)22NO22H2O3Cu(NO3)22NO4H2OCH2=CH2H2O2(1)能大不上(2)氧气非常接近排水向下向上即时训练1D即时训练2答案：(1)催化剂(2)2H2O22H2OO2(3)打开中分液漏斗活塞，使反应进行一段时间来源:K(4)浓硫酸中无水CuSO4不变蓝色(5)否因为MnO2为粉末状固体，用装置无法控制反应二、12CuO22CuO，CuO2HNO3=Cu(NO3)2H2O2Al6HCl=2AlCl33H2，AlCl33NH3H2O=A
28、l(OH)33NH4Cl2Al33NH3H2O=Al(OH)33NH3用胶头滴管吸取加热驱赶O2后的NaOH溶液，将滴管末端插入新制的FeSO4溶液液面下，挤出NaOH溶液4通入饱和Na2CO3溶液上方，分液即时训练3B解析：A中只能获得氢氧化铁悬浊液，应将氯化铁饱和溶液滴入煮沸的蒸馏水中，才可获得氢氧化铁胶体，A错。C中硫酸亚铁铵晶体制备实验不能蒸干，因蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中；且蒸干时硫酸亚铁铵晶体会受热分解或氧化，最后一步是将溶液蒸发到溶液表面出现晶膜为止，冷却结晶，C错。抽滤结束后，要拆下布氏漏斗，滤液应从抽滤瓶上口倒出，D错。三、即时训练4D即时训练5D核心归纳突破【例1
29、】答案：(1)Zn2HCl=ZnCl2H2CH3CH(OH)CH3CH2=CHCH3H2O来源:高考资源网KS5U.COM(2)恒压防倒吸NaOH溶液浓硫酸分液漏斗、蒸馏烧瓶(3)(或)解析：(1)根据所给药品可知，用锌和稀盐酸反应制备氢气，用2丙醇在浓硫酸加热条件下发生消去反应制备丙烯。(2)因为a连接分液漏斗和烧瓶，故a具有恒压作用，使漏斗内的液体顺利流下，由b装置导气管长短可知b装置是为了防止倒吸，因为甲酸易挥发，所以制备的CO中一定含有甲酸，用NaOH溶液除去，d中盛有浓硫酸，干燥CO；若用以上装置制备氢气，因为是液体与固体不加热制备气体的反应装置，所以必须用到的玻璃仪器是分液漏斗和蒸
30、馏烧瓶；要收集干燥的氢气，不能用排水法收集，则应该用向下排空气法收集氢气。(3)注意检验的是4种气体，要先检验水的存在；因为SO2的存在会干扰CO2的检验，所以应该先检验SO2并除去SO2，再检验CO2，SO2与丙烯均与酸性KMnO4溶液反应，所以不能用酸性KMnO4溶液除SO2气体，只能用饱和Na2SO3溶液除去SO2生成NaHSO3，故正确的顺序应该是(或)。【例2】答案：(1)保证NaHCO3全部分解(2)检查装置的气密性硫酸防止空气中水蒸气、CO2进入C管被吸收C需设计一将A、B中的CO2全部吹入C中吸收的气体装置(3)玻璃棒取少量滤液，再滴加BaCl2少许，如无白色沉淀说明沉淀完全解
31、析：(1)由于碳酸氢钠受热分解生成气体，引起固体质量减少，若固体质量不再变化，说明碳酸氢钠完全分解；(2)方案二的方法是用酸与碳酸氢钠反应生成CO2，通过碱石灰吸收CO2，测定碱石灰的质量增加，来计算碳酸氢钠的物质的量；若反应时选用盐酸，由于盐酸挥发，需用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl，还要用浓硫酸除去气体中的H2O，但是装置中只有一个除杂装置，即选用的酸只能为硫酸；气体制备的第一步操作都是检验装置的气密性；由于反应后，烧瓶中和干燥装置的上层空间充满CO2，这些CO2气体的质量没有被碱石灰吸收，因此需用赶气装置。拓展应用 答案：(1)去除铁粉表面的氧化物等杂质N2来源:学#科#网Z#X#X#K(2
32、)4FeNO10H=4Fe2NH3H2O生成的Fe2水解(或和溶液中的OH结合)(3)温度铁粉颗粒大小(4)实验步骤及结论：分别取等体积、等浓度的KNO3溶液于不同的试管中；调节溶液呈酸性且pH各不相同，并通入N2；分别向上述溶液中加入足量等质量的同种Fe粉；用离子色谱仪测定相同反应时间时各溶液中的浓度。若pH不同的KNO3溶液中，测出的浓度不同，表明pH对脱氮速率有影响，否则无影响。(本题属于开放性试题，合理答案均可)解析：(1)用0.1 molL1 H2SO4洗涤铁粉是为了除去铁粉表面的铁锈；为了防止空气中的O2对脱氮的影响，应向溶液中通入惰性气体或N2等以排出空气中的氧气。(2)分析题图
33、中的数据不难看出t1前的一段时间内，c(Fe2)和c(NH)不断增大，c(NO)不断减小，从而不难写出该反应的离子方程式；t1后，图中c(Fe2)逐渐减小，但趋势不明显，而溶液的pH或c(H)也基本不变且pH接近7，此时应考虑Fe2水解转化为Fe(OH)2的反应。(3)影响化学反应速率的因素有浓度、温度、压强和催化剂等，结合本题的反应来看，压强对反应没有影响，也不是催化剂的原因，所以应当从浓度和温度方面去考虑影响速率的因素。(4)本题要注意对实验变量和实验条件的控制。既然是验证溶液的pH对反应速率的影响，那么就要控制其他变量相同，只改变溶液的pH。演练巩固提升1B解析：A项：2H2O22H2O
34、O2；B项：需加热，不适合；C项：浓盐酸HCl；D项：NH3H2ONH3H2O。2C解析：解题的关键是：准确判断在实验室进行的物质的制备过程中，要理论上正确、操作上可行且经济上合理。A项中实验室里用在空气中点燃单质碳来制备CO的方法，在操作上是不可行的；B项中用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的； D项中用铁点燃燃烧制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有C项符合要求。3D解析：A项，NaOH可以将Cl2、HCl同时除去，错；B项，蒸干NH4Cl时，它会分解，错；C项，纯碱为粉末状，不能放于带孔的板上，同时制得的CO2中会混有HCl和H2O，错；D项，CCl4的密度比水大，
35、位于水的下层，正确。4答案：(1)23546通入N2将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O2氧化0.008有因为NO2与水反应生成NO的体积为89.6 mL小于收集到NO的体积112.0 mL(其他合理答案也可)(2)bd溶液由无色变为蓝色溶液由紫色变为无色解析：(1)因为反应产生NO，故反应前要先通一会儿N2，赶走体系内的空气，防止NO被氧化。装置B中n(HNO3)40.10 molL1L0.008 mol。由知n(HNO3)0.008 mol，则3NO2H2O=2HNO3NO，n(NO)0.004 mol，标准状况下为89.6 mL，小于收集到的112.0 mL，故Ag与浓HNO3反应有N
36、O生成。(2)验证NaNO2的氧化性，可选用KI淀粉溶液和稀H2SO4，若溶液由无色转变为蓝色证明NaNO2具有氧化性。验证NaNO2具有还原性，可用KMnO4酸性溶液验证，若溶液由紫色变为无色即可证明它具有还原性。5答案：(1)仪器加入试剂加入试剂的作用AB无水硫酸铜检验是否生成了水C澄清石灰水检验是否生成了CO2D碱石灰(2)氧化铜澄清石灰水E中黑色固体变为红色，F中澄清石灰水变浑浊在H管处点燃尾气(3)无色气体变为红棕色红棕色气体变为无色，溶液中生成白色沉淀3NO2H2O=2HNO3NO、3SO22HNO32H2O=3H2SO42NO、H2SO4BaCl2=BaSO42HCl解析：草酸晶体(H2C2O42H2O)和浓硫酸共热时可生成二氧化碳、一氧化碳和水。产物检验时，要先检验水，再检验二氧化碳并吸收二氧化碳，再去检验一氧化碳(利用其还原性，得产物二氧化碳)。需要注意的是最终要对一氧化碳进行尾气处理。(3)由A中溶液逐渐变黑说明浓硫酸与草酸发生了氧化还原反应(浓硫酸的脱水性)，应有SO2生成。- 14 - 版权所有高考资源网
