1、专题限时训练(十三)化学实验方案的设计与评价(时间：45分钟分数：60分)一、选择题(每小题6分，共30分)1(2015天津模拟)关于下列各实验装置的叙述中，不正确的是()A图可用于实验室制取少量NH3或O2B可用从a处加水的方法检验图装置的气密性C实验室可用图的方法收集Cl2或NH3D利用图装置制硫酸和氢氧化钠，其中b为阴离子交换膜、c为阳离子交换膜答案：C解析：图可以利用碱石灰(或生石灰)与浓氨水反应制取氨气，用MnO2和双氧水或Na2O2与水反应制取氧气，A项正确；图关闭止水夹，从a处加水，U形管中产生液面差，静置一段时间，若液面差不变则气密性好，若不能形成液面差或液面差发生变化，则气密
2、性不好，B项正确；氯气密度比空气的大，收集时应从长导管通入，而氨气的密度比空气的小，收集时应从短导管通入，C项错误；以Pt为电极电解Na2SO4溶液，电解时阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故SO通过阴离子交换膜(b)到阳极产生硫酸；同理Na通过阳离子交换膜(c)到达阴极形成NaOH，D项正确。2(2014北京卷)用如图装置(夹持、加热装置已略)进行实验，由中现象，不能证实中反应发生的是()中实验中现象A铁粉与水蒸气加热肥皂水冒泡B加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物酚酞溶液变红CNaHCO3固体受热分解澄清石灰水变浑浊D石蜡油在碎瓷片上受热分解Br2的CCl4溶液褪色答案：A解析：A项，肥
3、皂水冒泡，也可能是气体受热膨胀的结果，A错误。B项，酚酞溶液变红，说明NH4Cl与Ca(OH)2反应生成了NH3，B正确。C项，澄清石灰水变浑浊，说明发生了反应：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O，生成了CO2，C正确。D项，Br2的CCl4溶液褪色，说明石蜡油分解生成了烯烃，D正确。3(2014全国卷)下列除杂方案错误的是()选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法ACO(g)CO2(g)NaOH溶液、浓H2SO4洗气BNH4Cl(aq)Fe3(aq)NaOH溶液过滤CCl2(g)HCl(g)饱和食盐水、浓H2SO4洗气DNa2CO3(s)NaHCO3(s)灼烧答案：B解析：CO2可与NaO
4、H溶液反应，浓硫酸可吸收水分，A项正确；NaOH溶液也可以与NH4Cl反应，且可能会引入NaOH杂质，B项错误；Cl2在饱和食盐水中溶解度很小而HCl的溶解度很大，浓硫酸可吸收水分，C项正确；NaHCO3灼烧分解成Na2CO3，D项正确。4关于下列图示的说法中，正确的是()图1图2图3图4A图1制备并收集少量NO2气体B图2是原电池装置，Fe电极为负极C图3常用于分离互不相溶的液体D图4可用于实验室制取和收集乙酸乙酯答案：B解析：A项，NO2气体不能用排水法收集，错误；C项，图3装置是用来分离沸点相差很大的混溶液体，错误；D项，应用饱和Na2CO3溶液收集乙酸乙酯，错误。5现有一瓶标签上注明为
5、葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：已知：控制溶液pH4时，Fe(OH)3沉淀完全，Ca2、Mg2不沉淀。该同学得出的结论正确的是()A根据现象1可推出该试液中含有NaB根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根C根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2，但没有Mg2D根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2答案：C解析：A项，由于试液中外加了NaOH和Na2CO3溶液，故不能确定原试液中是否含Na；B项，试液中有没有葡萄糖酸根，都无银镜产生；C项，滤液加氨水无沉淀，说明无Mg2，加Na2CO3有白色沉淀，说明有Ca2；D项，试液
6、中有可能含有Fe2，也有可能只含有Fe3而不含Fe2。二、非选择题(共30分)6(15分)(2014新课标卷)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：相对分子质量密度/(gcm3)沸点/水中溶解性异戊醇880.812 3131微溶乙酸601.049 2118溶乙酸异戊酯1300.867 0142难溶实验步骤：在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻
7、，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集140143 馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：(1)仪器B的名称是_。(2)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是_，第二次水洗的主要目的是_。(3)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后_(填标号)。a直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出b直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出c先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出d先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出(4)本实验中加入过量乙酸的目的是_。(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是_。(6)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_(填标号)。(
8、7)本实验的产率是_(填标号)。a30% b40% c60% d90%(8)在进行蒸馏操作时，若从130 便开始收集馏分，会使实验的产率偏_(填“高”或“低”)，其原因是_ _。答案：(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和乙酸洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇解析：(1)仪器B为球形冷凝管。(2)第一次水洗的目的是除去作催化剂的硫酸和过量的乙酸，接下来用饱和碳酸氢钠溶液进一步除去残留的少量乙酸，第二次水洗的目的是除去过量的饱和碳酸氢钠溶液。(3)洗涤、分液后有机层密度小，在上面，密度大的水层在下面，需将水层从分液漏斗下口放出，然后
9、将有机层从分液漏斗上口倒出，d项正确。(4)制备乙酸异戊酯的反应为可逆反应，加入过量的乙酸，能提高醇的转化率，从而提高乙酸异戊酯的产率。(5)加入少量无水MgSO4能除去有机层中的少量水，起到干燥作用。(6)蒸馏实验中温度计水银球需和蒸馏烧瓶支管口在同一高度，而c中不应该用球形冷凝管，球形冷凝管一般用于反应装置，即在反应时考虑到反应物的蒸发流失而用球形冷凝管冷凝回流，使反应更彻底，故b正确。(7)根据题中化学方程式及所给各物质的量，可知实验中异戊醇完全反应，理论上应生成乙酸异戊酯6.5 g，实验中实际生成乙酸异戊酯3.9 g，故乙酸异戊酯的产率为3.9 g/6.5 g100%60%。(8)若从
10、130 便开始收集馏分，则收集得到的是乙酸异戊酯和少量未反应的异戊醇的混合物，导致所测出的实验产率偏高。7(15分)(2015广东卷)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
11、_对溶液中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)。答案：(1)A、C、G(2)有白烟生成A瓶中的氯化氢移动到B瓶中，与B瓶中的氨气反应生成氯化铵，能看到白烟液体进入B瓶中，溶液的颜色变红(3)温度(或浓度)%解析：(1)制备氨气时，加热固体的试管口应略向下倾斜，所以制备装置应选取装置A
12、；氨气的密度比空气的小，因此应用向下排空气法收集，所以收集装置应选取装置C；氨气极易溶于水，应防止发生倒吸，因此尾气处理装置应选取装置G。(2)A瓶的压强大于B瓶的，因此A瓶中的氯化氢进入B瓶中，与氨气反应生成氯化铵，可以看到B瓶中有白烟生成。由于氯化氢和氨气反应导致B瓶中的压强降低，且B瓶中的氯化氢相对过量，因此当打开旋塞2时，石蕊水溶液会被倒吸入B瓶中，遇氯化氢溶液变红色。(3)通过所给试剂和仪器，可以探究温度(或浓度)对溶液中氯化铵水解程度的影响。如果是探究温度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同温度下溶液的pH；如果是探究浓度对溶液中氯化铵水解程度的影响时，可以测定不同浓度下溶液的pH。因此实验表格可以为：所读取的数值Y为溶液的pH。氯化铵的物质的量为m/53.5 mol，所以氯化铵的物质的量浓度为m/5.35 molL1；所以铵根离子水解反应的平衡转化率为100%