2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第10章 第4節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)課時(shí)跟蹤練（含解析）.doc

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)1某研究小組探究在加熱條件下FeSO4分解的氣體產(chǎn)物及相關(guān)性質(zhì)。已知：SO2的沸點(diǎn)為10 、SO3的沸點(diǎn)為44.8 。.用如圖所示裝置設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證FeSO4分解生成的氣體產(chǎn)物。(1)實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是_。(2)按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：a_。(3)若觀察到裝置丙中有無色液體產(chǎn)生，裝置丁中溶液變成無色，則 FeSO4分解的化學(xué)方程式為_。.為探究SO2使品紅溶液褪色的原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：將稀鹽酸和NaOH溶液分別滴入品紅水溶液中。觀察到前者溶液顏色變淺，但未能完全褪色，后者溶液顏色幾乎不變。 實(shí)驗(yàn)2：向滴有稀鹽酸和NaOH溶液的兩份品紅水溶液中分別通入SO2。觀察到前者溶液逐漸褪色，后者溶液很快褪色。實(shí)驗(yàn)3：在兩份品紅水溶液中分別加入一小粒Na2SO3固體和NaHSO3固體，前者溶液很快褪色，后者溶液褪色很慢。(4)由實(shí)驗(yàn)1可推測品紅水溶液呈_性。(5)由實(shí)驗(yàn)2、3可推知，使品紅水溶液褪色的主要微粒是_(填化學(xué)式)。(6)若將SO2通入品紅的無水乙醇溶液，試預(yù)測可能出現(xiàn)的現(xiàn)象：_。(7)加熱溶有Na2SO3的品紅水溶液，發(fā)現(xiàn)不能恢復(fù)紅色，試解釋原因：_。解析：.(1)驗(yàn)證FeSO4分解生成的氣體產(chǎn)物，氣體制備或檢驗(yàn)氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前必須檢查裝置氣密性。(2)先將高溫分解氣體通過裝置丙，冷卻收集得三氧化硫，再通過裝置丁的品紅水溶液檢驗(yàn)二氧化硫的存在，最后用裝置乙吸收尾氣，按氣流方向連接順序?yàn)閍defgbc。(3)若觀察到裝置丙中有無色液體產(chǎn)生，則產(chǎn)物有三氧化硫；裝置丁中溶液變成無色，則產(chǎn)物中有二氧化硫，則FeSO4分解的化學(xué)方程式為2FeSO4Fe2O3SO2SO3。.(4)加入稀鹽酸時(shí)品紅顏色變淺，而加入氫氧化鈉溶液時(shí)溶液顏色幾乎不變，說明酸對(duì)品紅溶液影響大，則由實(shí)驗(yàn)1可推測品紅水溶液呈堿性。(5)實(shí)驗(yàn)2：SO2通入鹽酸中不反應(yīng)，以亞硫酸的形式存在溶液中，溶液中電離出的亞硫酸根離子和亞硫酸氫根離子濃度都很小，品紅水溶液逐漸褪色；SO2通入氫氧化鈉溶液中反應(yīng)生成亞硫酸鈉，溶液中亞硫酸根離子(或亞硫酸氫根離子)濃度較大，品紅水溶液很快褪色；可能是由亞硫酸根離子或亞硫酸氫根離子引起；實(shí)驗(yàn)3：在兩份品紅水溶液中分別加入一小粒Na2SO3固體和NaHSO3固體，前者溶液很快褪色，后者溶液褪色很慢。進(jìn)一步說明是由亞硫酸根離子引起的褪色而不是亞硫酸氫根離子；即SO。(6)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知，使品紅水溶液褪色的是亞硫酸根離子，若將SO2通入品紅的無水乙醇溶液中，溶液中不存在亞硫酸根離子，則品紅的無水乙醇溶液不褪色。(7)Na2SO3溶液中的c(SO)大，加熱后雖然SO水解程度增大，但仍無法除盡，不能使品紅水溶液恢復(fù)紅色。答案：.(1)檢查裝置氣密性(2)defgbc(3)2FeSO4Fe2O3SO2SO3.(4)堿(5)SO(6)品紅的無水乙醇溶液不褪色(7)Na2SO3溶液中的c(SO)大，加熱后雖然SO水解程度增大，但仍無法除盡2(2019濟(jì)南調(diào)研)三氯氧磷(POCl3)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可以直接氧化PCl3制備POCl3，反應(yīng)原理為P4(白磷)6Cl2=4PCl3、2PCl3O2=2POCl3。PCl3、POCl3的部分性質(zhì)如下：項(xiàng)目熔點(diǎn)/沸點(diǎn)/其他PCl311275.5遇水生成H3PO3和HClPOCl32105.3遇水生成H3PO4和HCl某興趣小組模擬該工藝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如下(某些夾持裝置、加熱裝置已略去)：(1)儀器a 的名稱為_，B裝置中長頸漏斗的作用是_。(2)裝置E用來制取Cl2，反應(yīng)的離子方程式為_。(3)為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，還需補(bǔ)充的裝置為_。(4)反應(yīng)時(shí)，需嚴(yán)格控制三個(gè)條件：先制取_，緩慢地通入C 中，直至C 中的白磷消失后，再通入另一種氣體。C裝置用水浴加熱控制溫度為60 65 ，除加快反應(yīng)速率外，另一目的是_。反應(yīng)物必須干燥，否則會(huì)在C 裝置中產(chǎn)生大量的白霧，其主要成分為_(寫化學(xué)式)。(5)反應(yīng)結(jié)束后通過下面步驟測定POCl3產(chǎn)品中Cl 的含量，元素Cl 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_ (寫出計(jì)算式)。.取x g產(chǎn)品于錐形瓶中，加入足量NaOH 溶液，POCl3完全反應(yīng)后加稀硝酸至酸性；.向錐形瓶中加入0.100 0 molL1的AgNO3 溶液40.00 mL，使Cl完全沉淀；.再向錐形瓶中加入20 mL硝基苯，振蕩，使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋；.然后加入指示劑，用c molL1 NH4SCN溶液滴定過量Ag 至終點(diǎn)，記下所用體積為V mL。已知：AgPO4溶于酸，Ksp(AgCl )321010，Ksp(AgSCN )21012解析：(1) 儀器a的名稱是冷凝管(或球形冷凝管)，裝置A中產(chǎn)生氧氣，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O22H2O=4NaOHO2(或2H2O22H2OO2)；B裝置的作用除觀察O2的流速之外，還有平衡氣壓、干燥O2(或平衡氣壓和除去水，防止PCl3和POCl3遇水反應(yīng)引入雜質(zhì))。(2)二氧化錳與濃鹽酸加熱反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水，反應(yīng)的離子方程式為4H2ClMnO2Mn2Cl22H2O。(3)C裝置為氯氣和磷發(fā)生反應(yīng)的裝置，反應(yīng)結(jié)束后會(huì)有氯氣從冷凝管a中溢出，污染空氣，需要吸收處理；同時(shí)，POCl3和PCl3遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng)，為使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，需要在a儀器后連接裝有堿石灰的干燥管，防止外界中水蒸氣進(jìn)入C裝置內(nèi)。(4)根據(jù)題意可知，要先制備出三氯化磷，然后其被氧化為POCl3，所以先制取氯氣，緩慢地通入C中，直至C中的白磷消失后，再通入另一種氧氣。由于PCl3的沸點(diǎn)是75.5 ，因此控制溫度60 65 ，其主要目的是加快反應(yīng)速率，同時(shí)防止PCl3氣化。POCl3和PCl3遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng)，均生成氯化氫，遇到水蒸氣產(chǎn)生大量的白霧，所以反應(yīng)物必須干燥。(5)根據(jù)題意可知，NH4SCN的物質(zhì)的量為0.001 cVmol，則與之反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.001 cVmol，而總的銀離子的物質(zhì)的量為0.004 mol，所以與氯離子反應(yīng)的銀離子的物質(zhì)的量為0.004 mol0.001 cVmol，因此氯離子的物質(zhì)的量為0.004 mol0.001 cVmol，則產(chǎn)品中Cl元素的含量為100%。答案：(1)球形冷凝管平衡氣壓(2)4H2ClMnO2Mn2Cl22H2O(3)在a儀器后連接裝有堿石灰的干燥管(4)Cl2防止PCl3氣化 HCl(5)100%3有資料顯示過量的氨氣和氯氣在常溫下可合成巖腦砂(主要成分為NH4Cl)，某小組對(duì)巖腦砂進(jìn)行以下探究。.巖腦砂的實(shí)驗(yàn)室制備。(1)C裝置中盛放堿石灰的儀器名稱為_。(2)為使氨氣和氯氣在D中充分混合并反應(yīng)，上述裝置的連接順序?yàn)閍dc_、_jihgb。(3)裝置D處除易堵塞導(dǎo)管外，還有不足之處為_。(4)檢驗(yàn)氨氣和氯氣反應(yīng)有巖腦砂生成時(shí)，除了蒸餾水、稀HNO3、AgNO3溶液、紅色石蕊試紙外，還需要的試劑為_。.天然巖腦砂中NH4Cl純度的測定(雜質(zhì)不影響NH4Cl純度測定)。已知：2NH4Cl3CuO3Cu2HClN23H2O。步驟：準(zhǔn)確稱取1.19 g巖腦砂；將巖腦砂與足量的氧化銅混合加熱(裝置如下)。(5)連接好儀器后，檢查裝置的氣密性時(shí)，先將H和K中裝入蒸餾水，然后加熱G，_，則氣密性良好。(6)裝置H的作用_。(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置I增重0.73 g，則天然巖腦砂中NH4Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。(8)若用K中氣體體積測定NH4Cl純度，當(dāng)量氣管內(nèi)液面低于量筒內(nèi)液面時(shí)，所測純度_(填“偏高”“偏低”或“ 無影響”)解析：(1)C裝置中盛放堿石灰的儀器名稱為干燥管。(2)制取氨氣的氣流順序?yàn)閍dc，制取氯氣的氣流順序?yàn)閎ghij，考慮到氯氣的密度比空氣大，氨氣的密度比空氣小，所以氨氣從e口進(jìn)，氯氣從f口進(jìn)，氨氣和氯氣會(huì)形成逆向流動(dòng)，更有利于二者充分混合，同時(shí)注意確定連接順序時(shí)，氯氣氣流是從右向左的，合理的連接順序?yàn)閍dcefjihgb。(3)裝置D處發(fā)生反應(yīng)生成了氯化銨，氯化銨為固體小顆粒，導(dǎo)管太細(xì)，固體顆粒容易堵塞導(dǎo)管；因?yàn)槁葰庥卸?，需要有尾氣處理裝置，所以不足之處為：無尾氣處理裝置。(4)檢驗(yàn)固體氯化銨中的銨根離子需要?dú)溲趸c溶液和紅色石蕊試紙，檢驗(yàn)氯離子需要蒸餾水、硝酸銀和稀硝酸，所以還需要的試劑為氫氧化鈉濃溶液。 .(5)連接好儀器后，檢查裝置的氣密性時(shí)，先將H和K中裝入蒸餾水，然后加熱G，導(dǎo)管末端有氣泡冒出，停止加熱，量氣管內(nèi)形成一段水柱，則氣密性良好。(6)產(chǎn)生的氣體通過裝置H中的濃硫酸，能夠吸收混合氣體中的水蒸氣，防止對(duì)HCl測定造成干擾，減小實(shí)驗(yàn)誤差。(7)裝置I增重為氯化氫氣體的質(zhì)量，0.73 g氯化氫的物質(zhì)的量為0.02 mol，根據(jù)反應(yīng)：2NH4Cl3CuO3Cu2HClN23H2O可知，消耗氯化銨的量為0.02 mol，質(zhì)量為0.0253.51.07 g，則天然巖腦砂中NH4Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%89.9%。(8)當(dāng)量氣管內(nèi)液面低于量筒內(nèi)液面時(shí)，所測定氮?dú)獾捏w積偏小，根據(jù)反應(yīng)：2NH4Cl3CuO3Cu2HClN23H2O可知，氯化銨的質(zhì)量偏小，所測純度偏低。答案：.(1)干燥管(2) ef(3)無尾氣處理裝置(4)氫氧化鈉濃溶液.(5)導(dǎo)管末端有氣泡冒出，停止加熱，量氣管內(nèi)形成一段水柱(6)吸收反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣，防止對(duì)HCl測定造成干擾(7) 89.9%(8)偏低4(2018天津卷)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下采樣和檢測方法?；卮鹣铝袉栴}：.采樣采樣步驟：檢驗(yàn)系統(tǒng)氣密性；加熱器將煙道氣加熱至140 ；打開抽氣泵置換系統(tǒng)內(nèi)空氣；采集無塵、干燥的氣樣；關(guān)閉系統(tǒng)，停止采樣。(1)A中裝有無堿玻璃棉，其作用為_。(2)C中填充的干燥劑是_(填序號(hào))。a堿石灰b無水CuSO4cP2O5(3)用實(shí)驗(yàn)室常用儀器組裝一套裝置，其作用與D(裝有堿液)相同，在虛線框中畫出該裝置的示意圖，標(biāo)明氣體的流向及試劑。(4)采樣步驟加熱煙道氣的目的是_。.NOx含量的測定將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量)，充分反應(yīng)后，用c2 molL1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2，終點(diǎn)時(shí)消耗v2 mL。(5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為_。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有_。(7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng)：3Fe2NO4H=NO3Fe32H2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_mgm3。(8)判斷下列情況對(duì)NOx含量測定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。若缺少采樣步驟，會(huì)使測定結(jié)果_。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，會(huì)使測定結(jié)果_。解析：(1)裝置A是過濾器，裝有無堿玻璃棉的作用是過濾除去粉塵。(2)C中填充的是干燥劑，除去H2O且不能與NOx反應(yīng)，所以應(yīng)選有酸性、干燥能力強(qiáng)的P2O5。(3)D裝置中裝有堿液，用于除去NOx，作用與實(shí)驗(yàn)室中的洗氣瓶相同，該裝置的示意圖為。(4)煙道氣中有水，采樣步驟加熱器將煙道氣加熱至140 的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化為NO，H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，離子方程式為2NO3H2O2=2H2NO2H2O。(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、滴定管，因?yàn)樵摰味ㄒ撼仕嵝?，所以選用酸式滴定管。(7)滴定過程中發(fā)生反應(yīng)：3Fe2NO4H=NO3Fe33H2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O與Cr2O反應(yīng)的Fe2的物質(zhì)的量為6c2v2103 mol，標(biāo)準(zhǔn)液中Fe2的物質(zhì)的量為c1v1103 mol，則與NO反應(yīng)的Fe2的物質(zhì)的量為(c1v16c2v2)103 mol，NO的物質(zhì)的量為 mol，則v L氣樣中折合成NO2的含量為 mol46 gmol11 000 mgg11 000 Lm3104 mgm3。(8)若缺少采樣步驟，系統(tǒng)內(nèi)存在空氣，會(huì)使收集的氣樣中NOx偏少，測定結(jié)果偏低。若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì)，溶液中的Fe2濃度減小，消耗的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液體積減小，使測定結(jié)果偏高。答案：(1)除塵(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO3H2O2=2H2NO2H2O(6)錐形瓶、酸式滴定管(7)104(8)偏低偏高