鞏固練習(xí)制備實驗設(shè)計與評價

1、I. 【鞏固練習(xí)】I.實驗室制備氨氣，下列方法中適宜選用的是。 固態(tài)氯化俊加熱分解固體氫氧化鈉中滴加濃氨水氯化俊溶液與氫氧化鈉溶液共熱固態(tài)氯化俊與氫氧化鈣混合加熱為了在實驗室利用工業(yè)原料制備少量氨氣，有人設(shè)計了如下裝置(圖中夾持裝置均已略去)°實驗操作檢查實驗裝置的氣密性后，關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒，向長頸漏斗注入一定量稀硫酸。打開彈簧夾c、d、e,則A中有氫氣發(fā)生。在F出口處收集氫氣并檢驗其純度。 關(guān)閉彈簧夾c,取下截去底部的細口瓶C,打開彈簧夾a,將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗純后點燃,然后立即罩上無底細口瓶C(如圖所示)塞緊瓶塞。氫氣繼續(xù)在瓶內(nèi)燃燒，幾分鐘后火焰熄滅。 用

2、酒精燈加熱反應(yīng)管E,繼續(xù)通氫氣，待無底細口瓶C內(nèi)水位低于外液面時，打開彈簧夾b,無底細口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進入反應(yīng)管E,片刻后F中的溶液變紅?；卮鹣铝袉栴}：(1) 檢驗氫氣純度的目的是。在步驟中，先加熱鐵觸媒的原因是。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式若出現(xiàn)C瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變現(xiàn)象時，A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是C瓶內(nèi)氣體的成份是。C瓶內(nèi)水位下降越多再打開彈簧夾b進行反應(yīng)實驗現(xiàn)象越明顯的原因是2.工業(yè)上以程如下：某課外計了如下實小組模擬上述部分過程設(shè)驗裝置制備硝酸(所有橡氨氣為原料制備硝酸的過(1)工業(yè)上用氨氣(2)連接好該裝置(3)通入a氣體的膠制品均已被保護)制取NO的化學(xué)方程式后，首先進行的操作

3、目的是。盛有Na2CO3溶液的燒杯為尾氣處理裝置，該裝置中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是2NO2+Na2CO3=NaNO2+已知：溫度低于21.15C時，NO2幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O4。工業(yè)上可用N2O4與水反應(yīng)來第1頁提高硝酸產(chǎn)率。N2O4與a氣體在冷水中生成硝酸的化學(xué)方程式是。(2) 一定條件下，某密閉容器中N2O4和NO?的混合氣體達到平衡時，c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)=0.125mol/L。貝U2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數(shù)K=。若NO2起始濃度為2mol/L，相同條件下，NO2的最大轉(zhuǎn)化率為。3. 制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。(1) 寫出實驗室

4、制取氨氣前化學(xué)方程式：。(2) 收集氨氣應(yīng)使用法，要得到干燥的氨氣可選用做干燥劑。(3) 用圖1裝置進行噴泉實驗，上部燒瓶已裝滿干燥氨氣，引發(fā)水上噴的操作是。該實驗的原理是。(4) 如果只提供如圖2的裝置，請說明引發(fā)噴泉的方法。4. 氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組擬選用如下裝置制備氫化鈣。請回答下列問題：(1) 請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為(填儀器接口的字母編號)。根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗，實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；打開分液漏斗活塞；(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。A. 加熱反應(yīng)一段時間B. 收集氣體并檢驗其純度C. 關(guān)閉分液漏斗活塞D.

5、停止加熱，充分冷卻實驗結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚猷后顯紅色。該同學(xué)據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。 寫出CaH2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式; 該同學(xué)的判斷不準確，原因是。(2) 請你設(shè)計一個實驗，用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實驗簡要步驟及觀察到的現(xiàn)象。5. 登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是Ca3N2),并探究其實驗式。某試驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氧化鈣(1) 按圖連接好實驗裝置。檢查裝置的氣密性，方法是(2) 反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中，目的是。 制備氮化鈣的操作步驟是：打開活塞K并通入N2；點燃酒

6、精燈，進行反應(yīng);反應(yīng)結(jié)束后，;拆除裝置，取出產(chǎn)物。(3) 數(shù)據(jù)記錄如下：空瓷舟質(zhì)量mo/g瓷舟與鈣的質(zhì)量m1/g瓷舟與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g14.8015.0815.15 計算得到實驗式CaxN2，其中x=。若通入的N2中混有少量。2,請比較X與3的大小，并給出判斷依據(jù)：c氫化鈣(CaH2)固體是登山運動員常用的能源提供劑。氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣。氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取，下圖是模擬制取裝置。(1) 與氫氣相比，氫化鈣作為能源提供劑的優(yōu)點是。(2) 裝置B的作用是;裝置D的作用是;反應(yīng)開始前，先通入一段時間氫氣的目的是。(3) 為了確認進入裝置C的氫氣已

7、經(jīng)干燥，應(yīng)在B、C之間再連接一裝置，該裝置中加入的試劑是。利用上圖裝置進行實驗，步驟如下：檢查裝置氣密性后裝入藥品；打開分液漏斗活塞，(請按正確的操作順序填入序號)。加熱反應(yīng)一段時間收集氣體并檢驗其純度 關(guān)閉分液漏斗活塞停止加熱，充分冷卻上述實驗中假設(shè)鈣充分反應(yīng)，為測定所得氫化鈣的純度，可稱取44mg氫化鈣樣品與足量水反應(yīng)，反應(yīng)完全后充分冷卻，最終生成氣體體積約44.8mL(標準狀況)，試通過計算求樣品中氫化鈣的純度。若鈣沒有充分反應(yīng)，對氫化鈣純度的測定(填“有”或“無”)影響。6. 實驗室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液與過量氨水反應(yīng)制備MgAl2O4二主要流程如下：(1)為使Mg&qu

8、ot;、Al3+同時生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入(填"A”或“B"),再滴加另一反應(yīng)物。(2) 如右圖所示，過濾操作中的一處錯誤是。(3) 判斷流程中沉淀是否洗凈所用的試劑是。高溫焙燒時，用于盛放固體的儀器名稱是。(4) 無水A1C13(183C升華)遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。ABCDE(收集瓶)FG裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主要作用是。F中試劑的作用是。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為ABC7. 某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為在實驗室再現(xiàn)二氧化硫催化氧化的過程，并制取少量三氧化硫晶體，設(shè)計了如圖所示的裝置。已知

9、三氧化硫遇水生成硫酸并放出大量熱，容易形成酸霧。試回答：(1) 已知6.4g二氧化硫被氧氣氧化成氣態(tài)三氧化硫，放出9.83kJ熱量。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為A中氧氣導(dǎo)管冒出的氣泡與二氧,A中的藥品是化硫?qū)Ч苊俺龅臍馀菟俾氏嘟淠康氖茿裝置可用來觀察二氧化硫和氧氣的進氣量。實驗時使檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進行實驗。此時首先應(yīng)該進行的操作是在實驗過程中不能持續(xù)加熱的理由是;C裝置用來收集三氧化硫，其中冰鹽水的作用是;若用ag銅跟足量濃硫酸反應(yīng)制二氧化硫，實驗結(jié)束時得到bg三氧化硫，該實驗中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不小于;為了減輕實驗對環(huán)境的污染，請你設(shè)計尾氣處理裝置，用簡要文字回答：(2) 【答

10、案與解析】1.I.II.(1)排除空氣，保證安全鐵觸媒在較高溫度時活性增大，加快氨合成的反應(yīng)速率;鋅粒與酸脫離；N2、H2,盡量增大氫氣的濃度以提高氮氣的轉(zhuǎn)化率【解析】I.氨的用途比較廣泛，如制化肥、硝酸、俊鹽、純堿以及在有機合成工業(yè)中制合成纖維、塑料、染料、尿素等。其中制化肥、硝酸是較重要的兩種用途。II. 實驗室制備氨氣可選用。對于，向固體NaOH中滴加濃氨水，NaOH溶于水會放出大量的熱，使?jié)獍彼纸獬霭睔?。結(jié)合所給裝置，操作的目的在于排除B、C裝置外的其余裝置內(nèi)的空氣。可通過檢驗H2純度的方法來證明空氣是否被排凈，以保證實驗的安全。操作的目的在于讓無底細口瓶C內(nèi)空氣中的02與H2反應(yīng)掉

11、，從而提供N2。對于操作，先加熱反應(yīng)管E中鐵觸媒的原因是鐵觸媒在較高溫度時活性增大，以便加快氨合成的反應(yīng)速率。當C瓶內(nèi)水位下降到液面保持不變時，A裝置可看到的現(xiàn)象是鋅粒與稀硫酸脫離，不再產(chǎn)生氫氣，防止了實驗裝置中壓強過大。此時打開彈簧夾b,鋅粒與稀硫酸接觸，產(chǎn)生氫氣。這樣一方面能使無底細口瓶C內(nèi)的N2、H2經(jīng)D干燥后進入反應(yīng)管E內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，另一方面盡量增大氫氣的濃度以提高氮氣的轉(zhuǎn)化率。2. (1)4NH3+502n4N0+6H20(2) 檢驗裝置的氣密性(3) 提高N02的轉(zhuǎn)化率(或2NO+02=2NO2)(4) NaN03CO2(5) 2N2O4+02+2H2O=4HNO33. 1/250%

12、(1)2NH4Cl+Ca(OH)2NH3+CaCl?+2H2O(2) 向下排空氣堿石灰(3) 打開止水夾，擠出膠頭滴管中的水。氫氣極易溶解于水，致使燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小。(4) 打開夾子，用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱，氫氣受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管內(nèi)的空氣，氨氣與水接觸，即發(fā)生噴泉。利用氣壓原理設(shè)計實驗實質(zhì)上就是通過改變被密閉的氣體的壓強，使裝置中的液體發(fā)生移動，達到液體和液體、氣體和液體等接觸，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或氣體溶解，達到實驗?zāi)康??！窘馕觥繃娙獙嶒炇且活惡芫哂袆?chuàng)新性的實驗，開放程度高，考查面較為廣泛，氨氣的噴泉實驗是其中最重要的實驗之一，而設(shè)計氨氣的噴泉實驗是建立在氨氣的水溶性和堿性的基礎(chǔ)

13、之上的。(1) 實驗室常用NH4CI與Ca(OH)2混合加熱來制NH3。(2) 由于NH3易溶于水，又密度比空氣小，只能用瓶口向下排空氣法收集；干燥NH3可選用堿石灰。用擠入法，利用NH3極易溶于水的性質(zhì)，使較多量NH3溶于少量水中，氣體量急劇減少，體積不變，燒瓶內(nèi)壓強必減小。故打開止水夾后，燒杯中水面上的大氣壓強將水壓入燒瓶，形成噴泉。（4）要形成噴泉，必須解決兩個問題，一是NH3必須與水接觸，二是造成足夠的壓強差。本題利用氣體熱脹冷縮原理，打開止水夾，用手（或熱毛巾等）捂住燒瓶，NH3受熱膨脹，趕出玻璃導(dǎo)管中的空氣和水，NH3與水接觸溶解，即發(fā)生噴泉。4. （1）ifrd,cj,k（或k,

14、j）-a（2）BADC（3）CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2志f金屬鈣與水反應(yīng)也有類似現(xiàn)象（4）取適量氫化鈣，在加熱條件下與干燥氧氣反應(yīng)，將反應(yīng)氣相關(guān)產(chǎn)物通過裝有無水硫酸銅的干燥管，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取鈣做類似實驗，觀察不到固體由白色變?yōu)樗{色（5）氫化鈣是固體，便于攜帶【解析】從題給裝置圖分析制備氫化鈣的原料是氫氣和金屬鈣，制備出的氫氣需要先凈化一一HCl氣體用NaOH溶液吸收，再干燥一一選擇濃硫酸，盛有CaCl2的干燥管連接在裝有鈣的大試管上，防止外界的水蒸氣干擾實驗。（1）按氣流方向連接順序為ie,frd,cf,k（2）氫氣易燃燒，反應(yīng)開始后應(yīng)先檢驗其純度，再加熱鈣進行反應(yīng)。

15、反應(yīng)結(jié)束時應(yīng)先停止加熱，此時要保證繼續(xù)通氫氣，防止倒吸入空氣，影響氫化鈣的純度，充分冷卻后再關(guān)閉活塞停止通氫氣。所以順序為BADC。（3）氫化鈣中氫元素為一1價，發(fā)生氧化還原反應(yīng)：CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2K活潑金屬Ca與水反應(yīng)也生成氫氣和氫氧化鈣，產(chǎn)生類似現(xiàn)象。（4）兩者的不同之處在于氫化鈣中含有氫元素，區(qū)分它們需在干燥環(huán)境中，取適量氫化鈣與氧氣在加熱條件下反應(yīng)，將生成的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中，觀察到固體由白色變?yōu)樗{色；取適量的鈣做類似實驗，無明顯現(xiàn)象。（5）氫化鈣為固體，攜帶方便。（1）關(guān)閉活塞K,將末端導(dǎo)管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬質(zhì)試管，若末端導(dǎo)管有連續(xù)

16、均勻的氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻一段時間，在導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，并且一段時間不回落，貝U證明裝置的氣密性良好。（2）反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須始終插入試管A的水中，目的是：防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進入實驗裝置，氧化單質(zhì)鈣，生成氧化鈣，引入雜質(zhì)。（3）反應(yīng)結(jié)束后，先將末端導(dǎo)管從試管A中拔出，再熄滅酒精燈。（4）x=2.8;因為鈣的總量不變，若通入的N2中混有少量。2,所得產(chǎn)物中會混有氧化鈣，因為氮的相對原子質(zhì)量小于樣的相對原子質(zhì)量，結(jié)果m2偏大，n（N）會偏大，所以x值會減小?！窘馕觥浚?）檢查裝置氣密性首先要關(guān)閉活塞K,并將末端導(dǎo)管插入試管A的水中形成密閉系統(tǒng)，而是要通過升溫形成壓強差。（2）由

17、題給（4）的可知，若N2中混有O2會使產(chǎn)物不純，因此要隔絕氧氣對反應(yīng)的影響，末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中可防止氧氣進入。（3）此處要聯(lián)想初中氧氣制備作答，因為溫度降低會導(dǎo)致壓強減小，出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，所以要首先撤出導(dǎo)管，在熄滅酒精燈。（4）由題給實驗數(shù)據(jù)可知：m(Ca)=mim0=15.0814.80=0.28g則n(Ca)=0.28g/40gmoL-1=0.007molm(CaxN2)=15.1514.80=0.35g則m(N)=0.35g-0.28g=0.07gn(N)=0.07g/14gmol-1=0.005mol因為n(Ca):n(N)=7:5,所以x=2X7/5=2.8因為鈣的總量不變，

18、若通入的N2中混有少量。2,所得產(chǎn)物中會混有氧化鈣，因為氮的相對原子質(zhì)量小于樣的相對原子質(zhì)量，結(jié)果m2偏大，n(N)會偏大，所以x值會減小。5. (1)氫化鈣是固體，攜帶方便(2) 除去氫氣中的水蒸氣防止空氣中進入C裝置排除裝置中的空氣(3) 無水硫酸銅(4) 6. 95.5%有(1)B(2) 漏斗下端尖嘴未緊貼燒杯內(nèi)壁(3) AgNO3溶液(或硝酸酸化的AgNO3溶液)；址柄(4) 除去HCl;吸收水蒸氣；堿石灰(或NaOH與CaO混合物)【解析】(1)Mg"、Al3+同時生成沉淀，則先加入氨水。(2)過濾時漏斗末端沒有緊靠燒杯內(nèi)壁。(3)檢驗沉淀是否洗凈可向洗滌液加入氨水，觀察是否有沉淀產(chǎn)生。高溫焙燒在塔蝸中進行。(4)裝置B中飽和NaCl溶液用于除去氯氣中HCl,F盛裝濃硫酸，防止水蒸氣進入E。用干