2019高考化学一轮复习 主题28 实验方案的设计与评价（含解析）（打包8套）.zip

1主题 28:实验方案的设计与评价李仕才命题一 制备实验方案的设计与评价1.(2016 年全国Ⅱ卷,13)下列实验操作能达到实验目的的是( )。实验目的 实验操作A 制备 Fe(OH)3胶体将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中B由 MgCl2溶液制备无水MgCl2将 MgCl2溶液加热蒸干C 除去 Cu 粉中混有的 CuO 加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥D比较水与乙醇中氢的活泼性分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中【解析】应向沸水中滴入饱和氯化铁溶液制备氢氧化铁胶体,A 项错误;氯化镁是强酸弱碱盐,MgCl 2溶液水解产生的 HCl 易挥发,所以由 MgCl2溶液制备无水 MgCl2要在 HCl气流中加热蒸干,B 项错误;铜与稀硝酸反应,应该用稀盐酸,C 项错误;分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中,反应剧烈的是水,反应平缓的是乙醇,利用此反应现象可以比较水和乙醇中氢的活泼性,D 项正确。【答案】D2.(2017 年天津理综,4)以下实验设计能达到实验目的的是( )。选项 实验目的 实验设计A 除去 NaHCO3固体中的 Na2CO3将固体加热至恒重B 制备无水 AlCl3 蒸发 Al 与稀盐酸反应后的溶液C 重结晶提纯苯甲 酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶D 鉴别 NaBr 和 KI溶液 分别加新制氯水后,用 CCl4萃取【解析】A 项,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,不能达到实验目的;B 项,直接蒸发Al 与稀盐酸反应生成的 AlCl3溶液,铝离子发生水解,最终得到的是 Al(OH)3,不能达到实验目的;C 项,重结晶法提纯苯甲酸的方法是将粗品水溶,趁热过滤,滤液冷却结晶即可;D 项,NaBr 和 NaI 都能与氯水反应生成对应的单质,再用四氯化碳萃取,有机层颜色不同,能达到实验目的。【答案】D3.(2015 年重庆理综,4)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是( )。2A.观察 Fe(OH)2的生成 B.配制一定物质的量浓度的 NaNO3溶液C.实验室制取氨 D.验证乙烯的生成【解析】A 项,Fe(OH) 2易被氧化,为防止空气中的氧气溶解在溶液中而氧化 Fe(OH)2,制取时常采取在试管中的 FeSO4溶液表面加一层植物油,在加入 NaOH 溶液时用长胶头滴管,且插入 FeSO4溶液液面下,正确;B 项,配制一定物质的量浓度的溶液时,固体应在烧杯中溶解,容量瓶不能用来溶解固体,不正确;C 项,氨气极易溶于水,不能用排水法收集,不正确;D 项,乙醇在浓硫酸作用下加热到 170 ℃,发生消去反应生成乙烯,温度计测量的是混合液的温度,温度计的水银球应位于液面以下,高锰酸钾酸性溶液有强氧化性,不仅能氧化乙烯,也能氧化乙醇及反应副产物 SO2等,在检验乙烯之前应先除去乙醇、SO 2等杂质,不正确。【答案】A4.(2014 年全国Ⅱ卷,28)某小组以 CoCl2·6H2O、NH 4Cl、H 2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体 X。为确定其组成,进行如下实验。①氨的测定:精确称取 w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH 溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用 V1 mL c1 mol·L-1盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用 c2 mol·L-1NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl,到终点时消耗 V2 mL NaOH 溶液。氨的测定装置(加热和夹持装置已略去)②氯的测定:准确称取样品 X,配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴定,K 2CrO4溶液为指示剂,滴定至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag 2CrO4为砖红色)。回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。 (5)测定氯过程中,使用棕色滴定管的原因是 ;滴定终点时,若溶液中 c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,c(Cr )为 mol·L -1。[已知: Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12] 𝑂2‒43(6)经测定,样品 X 中钴、氨和氯的物质的量之比为 1∶6∶3,钴的化合价为 ,制备X 的化学方程式为 ;X 的制备过程中温度不能过高的原因是 。 【解析】(1)无论三颈瓶中压强过大或过小,都不会造成危险,若过大,A 在导管内液面升高,将缓冲压力,若过小,外界空气通过导管进入烧瓶,也不会造成倒吸,安全管作用的原理是使 A 中压强稳定。(2)用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时,应使用碱式滴定管盛放 NaOH 溶液;NaOH 溶液和盐酸刚好完全反应后溶液呈中性,可以选取甲基橙或酚酞作指示剂。(3)与氨气反应的 n(HCl)=V1×10-3 L×c1 mol·L-1-c2 mol·L-1 ×V2×10-3 L=(c1V1-c2V2)×10-3 mol,根据氨气和 HCl 的关系式知, n(NH3)=n(HCl)=(c1V1-c2V2)×10-3 mol,氨的质量分数=×100%。(4)若气密性不好,导致部分氨气泄漏,则氨气质量分数偏低。(5)硝酸银不稳定,见光易分解,为防止硝酸银分解,用棕色滴定管盛放硝酸银溶液; c(Cr)= = mol·L-1=2.8×10-3 mol·L-1。𝑂2‒4𝐾𝑠𝑝𝑐2(𝐴𝑔+)(6)经测定,样品 X 中钴、氨和氯的物质的量之比为 1∶6∶3,则其化学式为[Co(NH 3)6]Cl3,根据化合物中各元素化合价的代数和为 0 得 Co 元素化合价为+3 价;该反应中 Co 失电子,双氧水得电子,CoCl 2·6H2O、NH 4Cl 和 H2O2、NH 3发生反应生成[Co(NH 3)6]Cl3和水,化学方程式为 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O;双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低,所以 X 的制备过程中温度不能过高。【答案】(1)使 A 瓶中压强稳定(2)碱 酚酞(或甲基橙)(3) ×100%(4)偏低(5)防止硝酸银见光分解 2.8×10 -3(6)+3 2CoCl 2+2NH4Cl+10NH3+H2O2 2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢会分解,氨气逸出命题二 探究物质组成、性质的实验方案的设计与评价1.(2014 年全国Ⅰ卷,13)利用下图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是( )。选项 ① ② ③ 实验结论4A 稀硫 酸 Na2SAgNO3与AgCl 的浊液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【解析】分析①和②中物质发生的反应以及所产生的气体与③中物质的反应,根据相关现象得出实验结论。A 项,Na 2S 与稀硫酸发生反应 Na2S+H2SO4 Na2SO4+H2S↑,H 2S 气体通过导管进入③,产生 Ag2S 黑色沉淀,可能是 H2S 与 AgNO3反应的结果,不能得出 Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)。B 项,浓硫酸使蔗糖发生脱水炭化,并与生成的碳发生氧化还原反应,生成 CO2、SO 2和 H2O,混合气体通过导管进入③,其中 SO2与溴水发生反应 SO2+Br2+2H2O H2SO4+2HBr,该过程中浓硫酸体现脱水性和强氧化性。C 项,稀盐酸与 Na2SO3发生反应Na2SO3+2HCl 2NaCl+SO2↑+H 2O,SO2与 Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应生成 BaSO4沉淀,若③中为 BaCl2等可溶性钡盐,则不能生成沉淀。D 项,浓硝酸与 Na2CO3发生反应 Na2CO3+2HNO32NaNO3+CO2↑+H 2O,说明 HNO3的酸性强于 H2CO3。③中 Na2SiO3溶液产生白色沉淀,但不能据此证明 H2CO3的酸性强于 H2SiO3,其原因是浓硝酸具有强挥发性,挥发出的 HNO3气体与 CO2一并进入 Na2SiO3溶液,且均能与其发生反应而产生 H2SiO3沉淀。【答案】B2.(2015 年广东理综,22)(双选)下列实验操作、现象和结论均正确的是( )。选项 实验操作 现象 结论A分别加热Na2CO3和NaHCO3固体试管内壁均有水珠 两种物质均受热分解B向稀的苯酚水溶液滴加饱和溴水生成白色沉淀 产物三溴苯酚不溶于水C向含 I-的无色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液加入淀粉后溶液变成蓝色氧化性:Cl 2I2D向 FeSO4溶液中先滴入KSCN 溶液,再滴加 H2O2溶液加入 H2O2后溶液变成血红色Fe2+既有氧化性又有还原性【解析】因固体物质中通常含有少量水分,加热时,即使固体不分解,试管内壁也可能会出现水珠,Na 2CO3受热不分解,A 项错误;向稀的苯酚水溶液滴加饱和溴水,两者反应生成不溶于水的三溴苯酚白色沉淀,B 项正确;向含 I-的溶液中滴加少量新制氯水,因氧化性 Cl2I2,可5发生反应 2I-+Cl2 2Cl-+I2,I2使淀粉变蓝色,C 项正确;加入 H2O2后溶液变成血红色,则Fe2+被 H2O2氧化为 Fe3+,说明 Fe2+具有还原性。【答案】BC3.(2017 年江苏,19)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量 Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。已知:①NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO 2NaCl+NaClO3②AgCl 可溶于氨水:AgCl+2NH 3·H2O Ag(NH3 +Cl-+2H2O)+2③常温时 N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3 :4Ag(NH3 +N2H4·H2O 4Ag↓+N 2↑+4N+4NH 3↑+H 2O)+2 )+2(1)“氧化”阶段需在 80 ℃条件下进行,适宜的加热方式为 。 (2)NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl、NaOH 和 O2,该反应的化学方程式为 。HNO 3也能氧化 Ag,从反应产物的角度分析,以 HNO3代替 NaClO 的缺点是 。 (3)为提高 Ag 的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并 。 (4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加 10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量 NaClO 与 NH3·H2O 反应外(该条件下 NaClO3与 NH3·H2O 不反应),还因为 。 (5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质 Ag 的实验方案: (实验中须使用的试剂有 2 mol·L-1水合肼溶液,1 mol·L -1H2SO4)。 【解析】(1)要控制“氧化”阶段的反应在 80 ℃恒温加热,加热温度低于水的沸点,所以适宜的加热方式为水浴加热。(2)结合得失电子守恒和元素守恒,即可配平化学方程式;HNO 3作氧化剂时,会产生 NO、NO 2等有毒气体,造成环境污染。(3)过滤Ⅱ所得的滤液中含有 Ag(NH3 ,所以滤渣的表面残留)+2有 Ag(NH3 ,为了提高回收率,需要将洗涤液回收利用。(4)由题干信息①②可知,NaClO 溶)+2液在受热时分解产生 NaCl,Cl-会抑制 Ag(NH3 的生成。)+2【答案】(1)水浴加热(2)4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2↑会释放出氮氧化物(或 NO、NO 2),造成环境污染(3)将洗涤液并入过滤Ⅱ的滤液中(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的 Cl-,不利于 AgCl 与氨水反应(5)向滤液中滴加 2 mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用 1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的 NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥4.(2015 年四川理综,9)(NH 4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】(NH 4)2SO4在 260 ℃和 400 ℃时分解产物不同。【实验探究】该小组拟选用如下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。A6BCD实验 1:连接装置 A—B—C—D,检查气密性,按图示加入试剂(装置 B 盛 0.5000 mol·L-1盐酸 70.00 mL)。通入 N2排尽空气后,于 260 ℃加热装置 A 一段时间,停止加热,冷却,停止通入 N2。品红溶液不褪色。取下装置 B,加入指示剂,用 0.200 0 mol·L-1 NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH 溶液 25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无 S 。𝑂2‒4(1)仪器 X 的名称是 。 (2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母)。 a.盛装 0.200 0 mol·L-1 NaOH 溶液b.用 0.200 0 mol·L-1 NaOH 溶液润洗c.读数、记录d.查漏、清洗e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置 B 内溶液吸收气体的物质的量是 mol。 实验 2:连接装置 A—D—B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通过 N2排尽空气后,于 400 ℃加热装置 A 至(NH 4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入 N2。观察到装置A、D 之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置 D 内溶液中有 S ,无 S𝑂2‒3。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。𝑂2‒4(4)检验装置 D 内溶液中有 S 、无 S 的实验操作和现象是 𝑂2‒3 𝑂2‒4。 (5)装置 B 内溶液吸收的气体是 。 (6)(NH4)2SO4在 400 ℃分解的化学方程式是 。 【解析】(1)仪器 X 为圆底烧瓶。(2)对滴定管的使用:先查漏、清洗干净,再用待装液润洗,赶走气泡调零,最后读数,故顺序为 dbaec。(3)0.2000 mol·L-1 NaOH 溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗 NaOH 溶液 25.00 mL,故消耗的盐酸为 0.2000 mol·L-1×0.025 L=0.005 mol,装置 B 盛 0.5000 mol·L-1盐酸 70.00 mL,n(HCl)=0.5000 mol·L-1×0.07 L=0.035 mol,因此 B 装置吸收的氨气为 0.035 mol-0.005 mol=0.03 mol。(5)观察到装置 A、D 之间的导气管内有少量白色固体,则说明白色固体只能是(NH 4)2SO3,即气体中含有 NH3和 SO2,SO2被 NaOH 溶液吸收,故装置 B 中的稀盐酸吸收的是氨气。7(6)根据实验现象和氧化还原反应的原理可知,产物有 NH3、N 2 、H 2O 和 SO2,故反应的化学方程式为 3(NH4)2SO4 3SO2↑+4NH 3↑+N 2↑+6H 2O↑ 。【答案】(1)圆底烧瓶(2)dbaec(3)0.03(4)取少量装置 D 内溶液于试管中,滴加 BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色有刺激性气味的气体(5)NH3或氨气(6)3(NH4)2SO4 3SO2↑+4NH 3↑+N 2↑+6H 2O↑命题三 定量实验1.(2017 年全国 Ⅰ 卷,26)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐,然后通过滴定测量。已知:NH 3+H3BO3 NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3。回答下列问题:(1)a 的作用是 。 (2)b 中放入少量碎瓷片的目的是 。f 的名称是 。 (3)清洗仪器:g 中加蒸馏水;打开 k1,关闭 k2、k 3,加热 b,蒸气充满管路;停止加热,关闭k1,g 中蒸馏水倒吸进入 c,原因是 ;打开 k2放掉水。重复操作 2~3 次。(4)仪器清洗后,g 中加入硼酸(H 3BO3)和指示剂。铵盐试样由 d 注入 e,随后注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗 d,关闭 k3,d 中保留少量水。打开 k1,加热 b,使水蒸气进入 e。①d 中保留少量水的目的是 。 ②e 中主要反应的离子方程式为 ,e 采用中空双层玻璃瓶的作用是 。 (5)取某甘氨酸(C 2H5NO2)样品 m 克进行测定,滴定 g 中吸收液时消耗浓度为 c mol·L-1的盐酸 V mL,则样品中氮的质量分数为 %,样品的纯度≤ %。 【解析】(1)a 与外界大气相通,若 b 中压强较大,则 a 管内液面上升。(2)b 中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸;仪器 f 的名称是直形冷凝管。(3)水倒吸的原因是 c、e 及其所连接的管路内温度下降,水蒸气冷凝为液态水后,管路内形成负压。(4)①氨气极易溶于水,因此 d 中保留少量水可达到液封、防止氨气逸出的目的。②结合前面所述知,e 中主要反应是铵盐与碱溶液在加热条件下的反应,e 采用中空双层玻璃瓶的作用是减少热量损失,保温则有利于生成的氨气全部逸出。(5)取某甘氨酸(C 2H5NO2)样品 m g 进行测定,滴定 g 中吸收液8时消耗浓度为 c mol·L-1的盐酸 V mL,根据反应 NH3·H3BO3+HCl NH4Cl+H3BO3,可以求出样品中 n(N)=n(HCl)=c mol·L-1×V×10-3 L=0.001cV mol,则样品中氮的质量分数为×100%=%,样品中甘氨酸的质量≤0.001 cV×75 g,所以样品的纯度≤%。【答案】(1)避免 b 中压强过大(2)防止暴沸 直形冷凝管(3)c 中温度下降,管路中形成负压(4)①液封,防止氨气逸出②N+OH - NH3↑+H 2O 保温,使氨气完全蒸出(5) 2.(2017 年全国Ⅱ卷,28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:Ⅰ.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)2碱性悬浊液(含有 KI)混合,反应生成 MnO(OH)2,实现氧的固定。Ⅱ.酸化、滴定将固氧后的水样酸化,MnO(OH) 2被 I-还原为 Mn2+,在暗处静置 5 min,然后用标准 Na2S2O3溶液滴定生成的 I2(2S2 +I2 2I-+ S4 )。𝑂2‒3 𝑂2‒6回答下列问题:(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主要目的是 。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。 (3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和 ;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 及二氧化碳。 (4)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后,用 a mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为 ;若消耗 Na2S2O3溶液的体积为 b mL,则水样中溶解氧的含量为 mg·L -1。 (5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。(填“高”或“低”) 【解析】(1)本实验为测定水样中的溶解氧,如果扰动水体表面,会增大水体与空气的接触面积,增大氧气在水中的溶解量。避免扰动水体表面是为了使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差。(2)由题意知,反应物为 O2和 Mn(OH)2,生成物为 MnO(OH)2,因此该反应的化学方程式为O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)2。(3)配制溶液时还需要量筒量取液体体积;煮沸可以使蒸馏水中的氧气挥发,达到除去氧气的目的。(4)由于混合液中含有碘单质,加入淀粉时,溶液为蓝色;滴定时,Na 2S2O3与碘反应,当碘恰好完全反应时,溶液蓝色刚好褪去,且半分钟内颜色不恢复。由各反应关系可建立如下关系式:O 2~2Mn(OH)2~2I2~4S2 。由题意知,滴定消耗 Na2S2O3的物质的量为 ab×10-3 mol,因𝑂2‒3此 0.1 L 水样中溶解氧的物质的量为 ×10-3 mol,质量为 ×10-3 mol×32 g·mol-𝑎𝑏4 𝑎𝑏41=8ab×10-3 g=8ab mg,即溶解氧的含量为 80ab mg·L-1。(5)滴定完成时,滴定管尖嘴处留有气泡,会使最后的读数偏小,测得消耗 Na2S2O3的体积偏小,所以测量结果偏低。【答案】(1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差(2)O2+2Mn(OH)2 2MnO(OH)29(3)量筒 氧气(4)蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不恢复 80 ab(5)低3.(2017 年天津理综,9)用沉淀滴定法快速测定 NaI 等碘化物溶液中 c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.准备标准溶液a.准确称取 AgNO3基准物 4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成 250 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定 100 mL 0.1000 mol·L-1 NH4SCN 标准溶液,备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测 NaI 溶液 25.00 mL 于锥形瓶中。b.加入 25.00 mL 0.1000 mol·L-1AgNO3溶液(过量),使 I-完全转化为 AgI 沉淀。c.加入 NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用 0.1000 mol·L-1 NH4SCN 溶液滴定过量的 Ag+,使其恰好完全转化为 AgSCN 沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:实验序号 1 2 3消耗 NH4SCN 标准溶液体积/mL10.2410.02 9.98f.数据处理。回答下列问题:(1)将称得的 AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外,还有 。 (2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。 (3)滴定应在 pH0.5 的条件下进行,其原因是 。 (4)b 和 c 两步操作是否可以颠倒? ,说明理由: 。 (5)所消耗的 NH4SCN 标准溶液平均体积为 mL,测得 c(I-)= mol·L -1。 (6)在滴定管中装入 NH4SCN 标准溶液的前一步,应进行的操作为 。 (7)判断下列操作对 c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。①若在配制 AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果 。 ②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果 。 【解析】(1)配制 250 mL 标准溶液需要规格为 250 mL 的容量瓶,定容时,当液面离容量瓶颈刻度线 1~2 cm 时应改用胶头滴管加蒸馏水至液面与刻度线相切。(2)硝酸银见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中。(3)滴定时利用的指示剂是 NH4Fe(SO4)2,为防止 Fe3+水解而干扰实验,故在 pH0.5 的条件下进行。(4)若将步骤 b、c 颠倒,因 Fe3+能够氧化 I-(2Fe3++2I-2Fe2++I2),指示剂中的 Fe3+被消耗完全,无法判断滴定终点。(5)从实验数据看,实验 1的数据误差较大,舍去。实验 2、实验 3 消耗 NH4SCN 标准溶液体积的平均值是 10.00 mL。Ag +与 I-、SCN -发生如下沉淀反应:25 mL 0.1000 mol·L-1 AgNO3溶液中 Ag+的物质的量为 2.5×10-3 mol,过量的 Ag+的物质的量 n(Ag+)过量 =n(SCN-)=0.1 mol·L-1×0.01 L=1×10-3 mol;则被 Ag+消耗的 I-的物质的量为 2.5×10-3 mol -1×10-3 mol=1.5×10-3 mol,则 I-的物质的量浓度为10=0.0600 mol·L-1。(6)滴定管中装入标准液前应用标准液润洗,以避免误差。1.5×10‒3𝑚𝑜𝑙0.025𝐿(7)①若在 AgNO3标准液配制过程中烧杯中的溶液有少量溅出,则标准液的浓度偏低,量取的25.00 mL AgNO3溶液中, n(Ag+)偏小,而与 I-结合的 Ag+物质的量不变,则最后与 Ag+结合的n(SCN-)减少,消耗 NH4SCN 溶液的体积偏小,则 I-消耗 AgNO3溶液体积偏大,导致测定结果偏高。②滴定终点俯视滴定管的刻度,所读取的刻度高于液面(数值偏小),即 偏小,𝑛(𝐴𝑔+)过 量则用于沉淀 I-的 Ag+量偏大,导致测定结果偏高。【答案】(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管(2)避免 AgNO3见光分解(3)防止因 Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制 Fe3+的水解)(4)否(或不能) 若颠倒,Fe 3+与 I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点(5)10.00 0.0600(6)用 NH4SCN 标准溶液进行润洗(7)①偏高 ②偏高4.(2016 年浙江理综,29)无水 MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图 1,主要步骤如下:图 1步骤 1 三颈瓶中装入 10 g 镁屑和 150 mL 无水乙醚;装置 B 中加入 15 mL 液溴。步骤 2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。步骤 3 反应完毕后恢复至常温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至 0 ℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。步骤 4 室温下用苯溶解粗品,冷却至 0 ℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 ℃分解得无水 MgBr2产品。已知:①Mg 和 Br2反应剧烈放热;MgBr 2具有强吸水性。②MgBr 2+3C2H5OC2H5 MgBr2·3C2H5OC2H5请回答:(1)仪器 A 的名称是 。实验中不能用干燥空气代替干燥 N2,原因是 。 (2)如将装置 B 改为装置 C(图 2),可能会导致的后果是 。 图 211(3)步骤 3 中,第一次过滤除去的物质是 。 (4)有关步骤 4 的说法,正确的是 (填字母)。 A.可用 95%的乙醇代替苯溶解粗品B.洗涤晶体可选用 0 ℃的苯C.加热至 160 ℃的主要目的是除去苯D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴(5)为测定产品的纯度,可用 EDTA(简写为 Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2++Y4- MgY2-①滴定前润洗滴定管的操作方法是 。 ②测定时,先称取 0.2500 g 无水 MgBr2产品,溶解后,用 0.0500 mol·L-1的 EDTA 标准溶液滴定至终点,消耗 EDTA 标准溶液 26.50 mL,则测得无水 MgBr2产品的纯度是 (以质量分数表示)。 【答案】(1)干燥管 防止镁屑与氧气反应,生成的 MgO 阻碍 Mg 和 Br2的反应(2)会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患(3)镁屑(4)BD(5)①从滴定管上口加入少量待测液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复 2~3 次 ②97.5%命题角度全国卷对实验结论或实验目的进行评价的考查常以选择题形式出现,一般占 6 分;非选择题主要以实验大题或者与工艺流程相结合,每年必考,考查频率高、难度大,一般占 8~12 分备考启示备考时,在掌握实验方案的设计、物质的性质实验、物质的制备实验和探究实验解题思路的同时,培养科学探究与创新意识、科学精神与社会意识的核心素养,让学生具备对化学实验方案设计给予评价的能力,以适应高考的需求1实验方案的设计与评价（2）李仕才考点一 常见气体的实验室制法一、气体的发生、净化、收集和尾气处理装置的分析1.利用“启普发生器”原理的制气装置的创新(1)装置的优点:能做到随开随用,随关随停。(2)使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。这些装置能制取的气体有 H2(Zn—稀 H2SO4)、CO 2(CaCO3—稀盐酸)、H 2S(FeS—稀 H2SO4)等。2.“固(液)+液 气体”装置的创新图甲的改进优点是能控制反应液的温度。图乙的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。3.“块状固体+液体 气体”装置的创新大试管中的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂4.排液集气装置的创新从 a 管进气,b 管出水可收集难溶于水的气体,如 H2、O 2等。若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。(1)饱和食盐水——收集 Cl2。(2)饱和 NaHCO3溶液——收集 CO2。(3)饱和 NaHS 溶液——收集 H2S。(4)四氯化碳——收集 HCl 或 NH3。二、与气体发生、净化、收集和尾气处理有关的仪器连接21.气体的发生“套装”和收集“套装”气体 反应原理发生装置 收集装置O2a.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;b.2KClO 3 2KCl+3O2↑;c.2H2O2 2H2O+O2↑A 或 B D 或 EH2 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ B D 或 FCO2 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2↑+H 2OB D 或 ECl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H 2OC D 或 ENH3 Ca(OH)2+2NH4Cl CaCl2+2NH3↑+2H 2OA F【特别提醒】(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。如用 KMnO4与浓盐酸反应制取 Cl2可选择 B 装置。(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用排其他液体法,如 Cl2可用排饱和食盐水法收集。(3)制取氨气还可以用加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合的方法。2.气体的净化“套装”与干燥“套装”液态干燥剂 固态干燥剂 固体,加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性) 除杂试剂(Cu、CuO、Mg)可干燥的气体H2、O 2、Cl 2、SO2、CO2、CO、H2、O 2、Cl 2、SO2、CO、CO 2、H2、O 2、N2、CH 4、NH 3可除去 O2、H 2、CO、N 23CH4、N 2 CH4不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H 2S等NH3Cl2、SO 2、CO 2、NO2、HCl等—3.防堵塞“套装”分类 装置简图 原理及使用方法液封式若装置通畅,导气管内外的液面相平;若装置不通畅、堵塞,则装置中的压强会增大,压迫液体沿导气管上升恒压式 使分液漏斗内的压强与烧瓶内的压强相同,保证漏斗中液体顺利流下防阻式 将棉花置于导管口,防止固体粉末或糊状物进入导管4.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如 Cl2、SO 2等)用图 A 装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如 HCl、NH 3等)用图 B 或图 C 装置。(3)CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图 D 或图 E 装置。1.下列有关实验装置的说法中正确的是 (填序号)。 4(1)用图 1 装置可制取并收集干燥纯净的 NH3。(2)用图 2 装置可制备 SO2。(3)用图 3 装置可制备 NO。(4)用图 4 装置可进行 H2、NH 3、CO 2、Cl 2、HCl、NO 2等气体的收集,但不能用于 NO 的收集。(5)当 X 选用苯时,用图 5 装置可进行 NH3和 HCl 的吸收,并防止倒吸。(6)图 6 装置可用于 SO2的干燥、收集并吸收多余 SO2,防止 SO2逸出污染空气,并防止倒吸。(7)用图 7 装置进行 H2、O 2、Cl 2、SO 2、NH 3、CO 2等气体的干燥。(8)用图 8 装置进行 Cl2、NO、SO 2、N 2的收集。【解析】(1)NH 3应用向下排空气法收集。(3)NO 不能用排空气法收集。(5)不能防止倒吸,因为苯比水的密度小,在上层。(6)SO2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(7)Cl2、SO 2、CO 2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(8)Cl2、SO 2可溶于水,不能用排水法收集。【答案】(2)(4)2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)用图①装置可制取氨气。( )(2)用图②装置可除去氯气中的 HCl 气体。( )(3)实验室用图③装置制取 Cl2。( )(4)用图④装置可除去尾气中的 SO2气体。( )(5)用图⑤装置可制取少量纯净的 CO2气体。( )【答案】(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×3.下列实验装置正确的是( )。5【解析】A 项,MnO 2与浓盐酸反应需加热且收集 Cl2时应从长管进气;B 项,Na 2O2为粉末状,会从塑料板的小孔漏下来;D 项,排水法收集 O2时,导管不能伸入集气瓶太长。【答案】C4.为了净化和收集由盐酸和大理石反应制得的 CO2气体,从图中选择合适的装置并连接。其中连接顺序合理的是( )。A.a—a'→d'—d→e B.c—c'→d—d'→gC.b—b'→d—d'→g D.d—d'→c—c'→f【解析】CO 2气体中含 HCl 气体,可用饱和 NaHCO3溶液除去。【答案】B5.ClO2与 Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1 装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器 D 的名称是 。安装 F 中导管时,应选用图 2 中的 。 (2)打开 B 的活塞,A 中发生反应 2NaClO3+4HCl 2ClO2↑+Cl 2↑+2NaCl+2H 2O,为使 ClO2在D 中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜 (填“快”或“慢”)。 (3)关闭 B 的活塞,ClO 2在 D 中被稳定剂完全吸收生成 NaClO2,此时 F 中溶液的颜色不变,则装置 C 的作用是 。 6(4)已知在酸性条件下 NaClO2可发生反应生成 NaCl 并释放出 ClO2。在释放 ClO2实验中,打开 E 的活塞,D 中发生反应,则装置 F 的作用是 。 【解析】(1)安装 F 中导管时,应遵循“长进短出”的原则,所以应选择装置 b。(2)为使 ClO2被充分吸收,必须控制 ClO2的生成速率,因此滴加盐酸的速率宜慢不宜快。(3)F 溶液中的颜色不变说明没有氯气通入,即氯气被装置 C 所吸收。(4)因为 ClO2的性质与 Cl2相似,所以能使淀粉碘化钾溶液变蓝,利用此性质可以验证是否有 ClO2生成。【答案】(1)锥形瓶 b (2)慢 (3)吸收 Cl2 (4)验证是否有 ClO2生成气体除杂的原则和注意事项1.气体除杂的原则(1)不引入新的杂质。如除去甲烷中的乙烯用溴水而不能用酸性高锰酸钾溶液。(2)不减少被净化气体的量,尽可能增加被净化气体的量。如除去二氧化碳中的二氧化硫气体,选用饱和碳酸氢钠溶液,既能除去二氧化硫,又能增加二氧化碳的量。2.气体除杂的注意事项(1)需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如氯化氢气体、CO2、SO 2等,水蒸气要在最后除去。(2)选用除杂方法时要保证杂质完全除掉,如除 CO2最好用 NaOH 而不用 Ca(OH)2溶液。有时候为了保证气体被除尽,还要进行验证,如验证混合气体中既有 CO2,又有 SO2,通常用品红溶液检验 SO2,然后用溴水或酸性 KMnO4溶液除去 SO2,再用品红溶液检验 SO2是否被除尽,最后用澄清石灰水检验 CO2。1主题 28:实验方案的设计与评价李仕才考点二 以气体制备为载体的物质性质与制备的实验探究1.物质制备顺序2.操作先后顺序(1)装配仪器时:先下后上,先左后右。(2)加入试剂时:先固后液。(3)实验开始时:先检查装置气密性,再加药品,然后点燃酒精灯。(4)净化气体时:一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气体,最后除水蒸气。(5)防倒吸实验:往往是最后停止加热或停止通气。(6)防氧化实验:往往是最后停止通气。(7)仪器拆卸的一般过程:从右到左,自上而下,先拆主体,后拆部件。3.有气体参与实验中的注意事项(1)爆炸:可燃性气体的点燃、不纯气体受热、气体导管堵塞导致。(2)炸裂:玻璃仪器的骤冷骤热、受热不均等导致。(3)倒吸:气体在用液体吸收或与液态试剂反应时,由于极易溶解或反应导致。(4)堵塞:生成的蒸气易凝结、生成气体的同时产生粉尘等导致。(5)空气污染:生成的气体有毒,缺少尾气处理措施或措施不当导致。1.某兴趣小组同学利用如图所示装置(夹持装置已略去)探究 SO2的性质,并制取一种常用食品抗氧化剂焦亚硫酸钠(Na 2S2O5)。请回答下列问题(实验前装置中的空气已除去):(1)打开分液漏斗活塞,发现其中的液体不能流下,应采取的操作是 。 (2)关闭 K2、K 3,打开 K1,观察到装置 C 中产生的现象是 。 (3)装置 D 和 F 的作用是 。 (4)关闭 K1、K 3,打开 K2。一段时间后装置 E 中有 Na2S2O5晶体析出,装置 E 中发生反应的化学方程式为 。 (5)设计实验验证 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化: 。 2【解析】(1)使用分液漏斗时应取下分液漏斗上口的玻璃塞,使分液漏斗内的压强等于大气压强,保证液体顺利流下。(2)装置 A 中生成 SO2,装置 C 中发生反应H2O+SO2+Na2S H2S+Na2SO3、SO 2+2H2S 3S↓+2H 2O,现象是有淡黄色沉淀生成。(4)装置 E中 Na2SO3与 SO2反应生成 Na2S2O5。(5)若 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化,则生成 Na2SO4,可以利用稀盐酸和 BaCl2溶液检验 S 。𝑂2‒4【答案】(1)取下分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔对准瓶颈处的小孔)(2)有淡黄色沉淀生成(3)吸收 SO2,防止污染空气(4)SO2+Na2SO3 Na2S2O5(5)取少量 Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,再滴加足量盐酸,振荡,无沉淀产生,再滴入 BaCl2溶液,有白色沉淀生成,证明 Na2S2O5晶体在空气中已被氧化2.亚硝酸钠在漂白、电镀等方面应用广泛。现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如图所示(部分夹持装置已略去)。已知:①3NaNO 2+3HCl 3NaCl+HNO3+2NO↑+H 2O;②酸性条件下,NO 或 N 都能与 Mn 反应生成 N 和 Mn2+。𝑂‒2 𝑂‒4 𝑂‒3回答下列问题:(1)写出仪器 a 的名称: 。 (2)为避免装置 B 中逸出的气体中混有的杂质气体与 Na2O2反应,应在装置 B、C 间增加一个装置,则该装置中盛放的药品名称为 。 (3)写出 NO 与 Na2O2在常温下生成 NaNO2反应的化学方程式: ; 当该反应中转移 0.1 mol e-时,理论上吸收标准状况下 NO 的体积为 L。 (4)装置 D 中发生反应的离子方程式为 。 (5)将 11.7 g 过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭 g。 【解析】(2)装置 B 中逸出的气体中有二氧化碳和一氧化氮,为了除去二氧化碳,应用碱石灰(或氢氧化钠固体或氧化钙固体)除去。(3)一氧化氮和过氧化钠反应生成亚硝酸钠,反应的化学方程式为 2NO+Na2O2 2NaNO2;因为氮元素的化合价从+2 升高到+3,当有 0.1 mol 电子转移时,吸收的一氧化氮的物质的量为 0.1 mol,标准状况下的体积为 2.24 L。(4)KMnO4将装置 D 中一氧化氮氧化成 N ,Mn 生成 Mn2+,离子方程式为𝑂‒3 𝑂‒45NO+3Mn +4H+ 5N +3Mn2++2H2O。𝑂‒4 𝑂‒3(5)根据化学方程式 C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO 2↑+2H 2O,3NO2+H2O 2HNO3+NO,3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H 2O,2NO+Na2O2 2NaNO2分析可知,1 mol C 对应 1 mol Na2O2,所以 11.7 g 过氧化钠即 0.15 mol,需要0.15 mol 碳,质量为 0.15 mol×12 g·mol-1=1.8 g。【答案】(1)分液漏斗(2)碱石灰(或氢氧化钠固体或氧化钙固体)(3)2NO+Na2O2 2NaNO2 2.243(4)5NO+3Mn +4H+ 5N +3Mn2++2H2O𝑂‒4 𝑂‒3(5)1.8