鞏固練習 制備實驗設計與評價基礎

1、【鞏固練習】1.實驗室制備少量硫酸亞鐵晶體的實驗步驟如下：取過量潔凈的鐵屑，加入20%30%的稀硫酸溶液，在5080水浴中加熱至不再產(chǎn)生氣泡。將溶液趁熱過濾，濾液移至試管中，用橡膠塞塞緊試管口靜置、冷卻一段時間后收集產(chǎn)品（1）寫出該實驗制備硫酸亞鐵的化學方程式：_。（2）硫酸溶液過稀會導致_。（3）采用水浴加熱的原因是_。（4）反應時鐵屑過量的目的是（用離子方程式表示）_。（5）溶液趁熱過濾的原因是_。 塞緊試管口的目的是_。（6）靜置冷卻一段時間后，在試管中觀察到的現(xiàn)象是_。2.工業(yè)上以氨氣為原料制備硝酸的過程如下：O2NH3NO吸收塔HNO3O2O2H2O某課外小組模擬上述部分過程設計了如

2、下實驗裝置制備硝酸（所有橡膠制品均已被保護）。Na2CO3溶液冷水a(chǎn)氣體（1）工業(yè)上用氨氣制取NO的化學方程式是 。（2）連接好該裝置后，首先進行的操作是 。（3）通入a氣體的目的是 。（4）盛有Na2CO3溶液的燒杯為尾氣處理裝置，該裝置中反應的化學反應方程式是 2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + + （5）已知：溫度低于21.15時，NO2幾乎全部轉變?yōu)镹2O4。工業(yè)上可用N2O4與水反應來提高硝酸產(chǎn)率。N2O4與a氣體在冷水中生成硝酸的化學方程式是 。（6）一定條件下，某密閉容器中N2O4和NO2的混合氣體達到平衡時，c(NO2)=0.50mol/L、c(N2O4)=0.12

3、5 mol/L。則2NO2(g) N2O4(g)的平衡常數(shù)K= 。若NO2起始濃度為2 mol/L ，相同條件下，NO2的最大轉化率為 。3實驗室用濃鹽酸和MnO2共熱制Cl2，并用Cl2和Ca(OH)2反應制少量漂白粉，現(xiàn)已知反應：2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O 溫度稍高即發(fā)生副反應：6Cl2+6Ca(OH)2=Ca(ClO3)2 +5CaCl2+6H2O現(xiàn)有三個同學分別設計的三套實驗裝置，如圖所示：（1）請從a不容易控制反應速率；b容易控制反應速率；c有副反應發(fā)生；d可防止副反應發(fā)生；e污染環(huán)境；f可防止污染環(huán)境等幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優(yōu)缺點

4、做出評析，并選擇符合題目要求的選項填在空格內(nèi)。優(yōu)點缺點甲裝置乙裝置丙裝置（2）上述裝置中，甲由A、B兩部分組成，乙由C、D、E三部分組成，丙由F、G兩部分組成。請從上述裝置中選取合理的組成部分，組裝成一套較完善的實驗裝置，裝置的各部分的連接順序（按氣流從左到右的方向）是 。（3）實驗中若用12mol·L1的濃鹽酸100mL與足量的MnO2反應，最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量總是 0.15mol（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是（假定各步反應均無產(chǎn)物損耗，且無副反應發(fā)生） 。4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)生反應生成

5、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的氫氣已經(jīng)干燥，應在B、C之間再連接一裝置，該裝置中加入的試劑是 。（4）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）。加熱反應一段時間 收集氣體并檢驗其純度 關閉分液漏斗活塞 停止加熱，充分冷卻（5）上述實驗中假設鈣充分反應，為測定所得氫化鈣的純度，可稱取44 mg 氫化鈣樣品與足量水反應，反應完全后充分冷

6、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，對氫化鈣純度的測定 （填“有”或“無”）影響。5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)。(2)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加熱反應一段時間B收集氣體并檢驗其純度C關閉分液漏斗活塞D停止加熱，充分冷卻(3)實驗結束后，某同學取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加

7、入酚酞后顯紅色。該同學據(jù)此判斷，上述實驗確有CaH2生成。寫出CaH2與水反應的化學方程式_；該同學的判斷不準確，原因是_。(4)請你設計一個實驗，用化學方法區(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_。6某課外小組同學用下圖所示裝置在實驗室制備氯氣并探究其相關性質(zhì)（夾持設備已略）。（1）制備氯氣選用的藥品為：漂粉精固體和濃鹽酸，相關的離子反應方程式為：_；（2）裝置B的作用之一是安全瓶，監(jiān)測實驗進行時C中是否發(fā)生堵塞，請寫出發(fā)生堵塞時B中的現(xiàn)象_；（3）裝置C的實驗目的是驗證氯氣是否具有漂白性，為此C中、依次放入_；(選填

8、字母)a干燥的有色布條堿石灰濕潤的有色布條b干燥的有色布條硅 膠濕潤的有色布條c濕潤的有色布條濃硫酸干燥的有色布條d濕潤的有色布條無水氯化鈣干燥的有色布條（4）設計裝置D、E的目的是比較氯、溴、碘的非金屬性。當向D中緩緩通入一定量氯氣時，可以看到無色溶液逐漸變?yōu)開色，說明氯的非金屬性大于溴；之后打開活塞，將裝置D中少量溶液加入裝置E中，振蕩；觀察到的現(xiàn)象是_，則說明溴的非金屬性大于碘；（5）有同學提出該實驗方案仍有不足，請說明其中兩點不足及原因是：【答案與解析】1（1）Fe+H2SO4（?。〧eSO4+H2 （2）反應速率慢 不利于晶體析出（3）（4）Fe3+2Fe3Fe2+（5）減少FeSO

9、4的損失 防止空氣進入試管將Fe2+氧化為Fe3+（6）有淺綠色晶體析出【解析】鐵和稀硫酸反應的方程式為：Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2。（2）硫酸如果濃度過稀，則反應時速率過慢；另外由于溶液中含有較多的水，也不利于硫酸亞鐵晶體的析出。（3）水浴加熱受熱均勻，溫度容易控制。（4）鐵屑過量的目的是防止Fe2被氧化成Fe3，即使被氧化Fe可以使Fe3還原：Fe+2Fe3=3Fe2。(5)溶液趁熱過濾的目的是減少FeSO4的損失；塞緊試管口的目的是防止空氣中的氧氣將FeSO4氧化。（6）硫酸亞鐵熱溶液在冷卻過程中，溶解度降低，在靜止冷卻一段時間后會有淺綠色硫酸亞鐵晶體析出。2.（1）4 NH

10、3 +5 O24NO + 6H2O（2）檢驗裝置的氣密性（3）提高NO2的轉化率 （或 2 NO + O2 = 2 NO2）（4）NaNO3 CO2（5）2N2O4 + O2 + 2H2O = 4HNO3（6）1/2 50%3（1）優(yōu)點缺點甲裝置da、e乙裝置fa、c丙裝置bc、e（2）綜合上述三套裝置的優(yōu)缺點，完善的組合是F、B、E。（3）小于 隨著反應的進行，鹽酸的濃度會越來越小，而稀鹽酸是不與MnO2反應的，所以最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量總是小于0.15mol。 【解析】這是一道物質(zhì)制備實驗方案設計題。（1）仔細分析，可以發(fā)現(xiàn)甲裝置中使用了冷卻裝置，可防止副反應發(fā)生，但沒有使用分

11、液漏斗滴加濃鹽酸來控制反應速率，且反應裝置中無尾氣吸收裝置，未反應完的氯氣排入大氣中會造成環(huán)境污染；故其優(yōu)點為：d，缺點為：a、e。乙裝置中，用氫氧化鈉溶液吸收多余的氯氣，可以防止污染環(huán)境，但也沒有使用分液漏斗滴加濃鹽酸來控制反應速率，且反應裝置中沒有使用冷卻裝置，容量發(fā)生副反應，產(chǎn)生副產(chǎn)物；裝置乙的優(yōu)點：f，缺點：a、c。裝置丙中使用分液漏斗可以控制反應速率，但無冷卻和尾氣吸收裝置，其優(yōu)點為b，缺點為：c、e。（2）綜合上述三套裝置的優(yōu)缺點，完善的組合是F、B、E。（3）考慮到隨著反應的進行，鹽酸的濃度會越來越小，而稀鹽酸是不與MnO2反應的，所以最終生成Ca(ClO)2的物質(zhì)的量總是小于0

12、.15mol。 本題考查了學生對物質(zhì)制備實驗方案的評價能力，要做好這類題，要求我們在平時的學習中要做到“知其然，還必須知其所以然”。4（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）（5）95.5 有5(1)ie，fd，cj，k(或k，j)a(2)BADC(3)CaH22H2O=Ca(OH)22H2金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象(4)取適量氫化鈣，在加熱條件下與干燥氧氣反應，將反應氣相關產(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

13、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HCl氣體用NaOH溶液吸收，再干燥選擇濃硫酸，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，fd，cj，ka。(2)氫氣易燃燒，反應開始后應先檢驗其純度，再加熱鈣進行反應。反應結束時應先停止加熱，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，充分冷卻后再關閉活塞停止通氫氣，所以順序為BADC。(3)氫化鈣中氫元素為1價，發(fā)生氧化還原反應：CaH22H2O=Ca(OH)22H2。活潑金屬Ca與水反應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，將生成的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管中