实验方案的设计与评价Word格式.docx
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D.启普发生器也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
D 解析:
可燃性气体在点燃或加热前必须验纯,故加热试管前,应先收集气体并点燃,通过爆鸣声判断气体的纯度,以免发生爆炸,A正确;
洗气瓶中盛装的可能是NaOH溶液,用于除去氢气中的HCl,避免制得的Ru中含有杂质,B正确;
结束反应时,先停止加热,再关闭活塞K,在氢气氛围中冷却Ru,以免生成的Ru在高温时又被空气中的氧气氧化,C正确;
二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热,而启普发生器不能加热,D错误。
4.(2019江淮十校联考)下列有关实验操作的主要仪器、注意事项及应用举例都正确的是( )
选项
实验
操作
主要
仪器
注意事项
应用举例
A
洗气
①
从长管进气,短管出气
用饱和碳酸氢钠溶液除去CO2中的SO2
B
气体
干燥
②
从粗管进气,细管出气
用无水氯化钙作干燥剂干燥氨气
C
分液
③
先将下层液体从下口放出,再将上层液体从下口放出
分离植物油和水的混合物
D
收集
④
收集氯气
A 解析:
洗气应是长管进气,短管出气,因为碳酸的酸性小于亚硫酸的酸性,因此除去CO2中的SO2一般通过饱和碳酸氢钠溶液,A项正确;
无水氯化钙能与NH3反应,干燥氨气,常用碱石灰,B项错误;
分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,C项错误;
长管进气,短管出气,收集的气体的密度应小于空气,而氯气的密度大于空气的密度,D项错误。
5.(2019广西联考)如图是制取、净化并测量生成气体体积的装置示意图。
利用如图装置进行下表所列实验,能达到实验目的的是( )
a(液体)
b(固体)
c(液体)
稀盐酸
锌粒
浓硫酸
B
浓氨水
生石灰
饱和食盐水
电石
硫酸铜溶液
浓硫酸
Cu片
氢氧化钠溶液
由装置图可以看出,反应为固体和液体在不加热的条件下反应生成气体的装置,生成气体中的杂质可用所给试剂除去并能用排水法收集,则A应该用饱和食盐水除去氢气中的氯化氢,A错误;
B.氨气不能用浓硫酸干燥,也不能用排水法收集,B错误;
C.电石与饱和食盐水反应生成乙炔和氢氧化钙,利用硫酸铜溶液除去杂质,C正确;
D.铜与浓硫酸反应需要加热且生成的二氧化硫会与碱反应,二氧化硫还易溶于水,D错误;
答案选C。
6.(2019河南冲刺)下列实验方案中,能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
测同温同浓度下Na2CO3和Na2SO3水溶液的pH
比较碳和硫两种元素非金属性的强弱
证明氧化性:
H2O2强于Fe3+
用硫酸酸化的H2O2溶液滴入到Fe(NO3)2溶液中,溶液变成黄色
C
证明浓硫酸具有吸水性
在蔗糖中滴加浓硫酸,蔗糖变黑
D
证明醋酸的电离过程吸热
测定稀醋酸和稀NaOH反应的中和热数据,数值小于57.3kJ/mol
Na2SO3溶液中,硫元素为+4价,不是最高价+6价,不能比较碳和硫两种元素非金属性的强弱,A错误;
HNO3也能氧化Fe2+,无法比较,B错误;
浓硫酸使蔗糖脱水炭化,体现脱水性,C错误;
稀的强酸和强碱溶液的中和热数值为57.3kJ/mol,弱酸或弱碱电离过程吸热,所以中和热数值小于57.3kJ/mol,D正确。
7.(2019湖北八市联考)下列设计的实验方案能达到相应实验目的的是( )
实验目的
实验方案
A
探究化学反应的限度
取5mL0.1mol/LKI溶液,滴加0.1mol/LFeCl3溶液5~6滴,充分反应,可根据溶液中既含I2又含I-的实验事实判断该反应是可逆反应
探究浓度对化学反应速率的影响
用两支试管各取5mL0.1mol/L的KMnO4溶液,分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/L的H2C2O4(草酸)溶液,记录溶液褪色所需的时间
证明海带中含有碘元素
将海带剪碎、加蒸馏水浸泡,取滤液加几滴稀硫酸和1mLH2O2,再加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝
验证CH3COONa溶液中存在水解平衡
取CH3COONa溶液于试管中并加入几滴酚酞试剂,再加入醋酸铵固体(其水溶液呈中性),观察溶液颜色变化
KI与FeCl3发生氧化还原反应,其离子反应为2Fe3++2I-===2Fe2++I2,因为KI是过量,因此溶液中存在I-和I2,不能说明反应是可逆反应,故A错误;
酸性高锰酸钾溶液与草酸反应的离子方程式为:
2MnO
+5H2C2O4+6H+===8H2O+10CO2↑+2Mn2+,高锰酸钾过量,溶液不褪色,故B错误;
海带剪碎,加蒸馏水,海带中碘元素不能进入溶液中,应剪碎后点燃,然后加蒸馏水,过滤,故C错误;
CH3COONa溶液中存在CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加入酚酞,溶液变红,加入醋酸铵固体,醋酸铵溶液呈中性,CH3COO-的浓度增大,平衡向正反应方向移动,颜色加深,故D正确。
8.(2019常德五校联考)常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。
某学习小组合成S2Cl2的实验装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.实验室可以用盐酸酸化高锰酸钾溶液
B.C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液
C.实验时需先点燃E处的酒精灯
D.G中可收集到纯净的产品
B 解析:
高锰酸钾具有强氧化性,可氧化盐酸,A项错误;
装置C的作用是除去氯气中的氯化氢,所盛试剂为饱和食盐水,B项正确;
实验过程中需先用制得的氯气排出装置中的空气,防止加热时S和氧气反应,C项错误;
由于S2Cl2遇水易水解,G中的S2Cl2易与H中扩散的水蒸气反应而变质,使G中收集的产品不纯,D项错误。
9.(2019河南新乡模拟)氮化锂是一种紫色或红色的晶状固体,易水解,可用作贮氢材料。
在空气中长期暴露,最终会变成碳酸锂。
实验室用干燥、纯净的N2与金属锂(密度为0.534g·
cm-3)反应制取氮化锂。
某实验小组拟选择下列装置完成该实验(有些装置可不用,也可重复使用)。
已知:
锂与氨会反应生成LiNH2和H2。
回答下列问题:
(1)实验室保存金属锂的方法是____________________________。
(2)若用生石灰与浓氨水混合制备少量氨气,选择上述装置制备少量氮化锂,则按气流从左至右的方向,装置的连接顺序为________________________(用字母表示)。
(3)装置E的作用是________________,装置D中发生反应的化学方程式为__________________。
(4)上述实验的实验步骤如下:
①装药品;
②引发反应产生氨气;
③检查装置气密性;
④点燃装置C处酒精灯;
⑤点燃装置D处酒精灯。
正确的操作顺序为________(填序号)。
(5)氮化锂易水解生成氢氧化锂和氨气,该反应的化学方程式为
____________________________________。
(6)设计简单实验证明装置C中的产物为氮化锂:
________________________。
(1)封存在石蜡中
(2)A→F→D→E→C→F
(3)吸收未反应完的氨气并干燥氮气 3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O
(4)③①②⑤④
(5)Li3N+3H2O===3LiOH+NH3↑
(6)取少量装置C中产物于试管中,滴入少量蒸馏水,用镊子夹取湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝色,则说明装置C中产物为氮化锂
解析:
(1)锂是活泼金属,其密度小于煤油,应封存在石蜡中。
(2)B装置适用于难溶块状固体与液体的反应,故应选A装置制备氨气。
实验流程为制备氨气、干燥氨气、氨气与氧化铜反应制备N2、除氨气并干燥氮气、氮气与锂反应制备氮化锂、防止空气中水蒸气进入装置,故装置的连接顺序为A→F→D→E→C→F。
(3)装置E有两个作用:
吸收未反应完全的氨气,干燥氮气。
装置D中发生反应的化学方程式为3CuO+2NH3
3Cu+N2+3H2O。
(4)正确的实验步骤为检查装置气密性、装药品、制氨气、加热氧化铜制氮气、加热金属锂,故正确的操作顺序为③①②⑤④。
(6)利用氮化锂与水反应产生NH3,通过检验NH3来证明装置C中有氮化锂生成。
设计简单实验为取少量装置C中产物于试管中,滴入少量蒸馏水,用镊子夹取湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,若试纸变蓝色,则说明装置C中产物为氮化锂。
10.(2019江西六校联考)维尔纳配合物M是一种橙黄色单斜晶体,该晶体以浓氨水、双氧水、CoCl2·
6H2O、NH4Cl为原料在加热条件下通过活性炭的催化来合成。
为探究该晶体的组成,设计了如下实验:
步骤一 氮的测定:
准确称取一定量橙黄色晶体,加入适量水溶解,注入如图所示的三颈烧瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品中的氨全部蒸出,用500.00mL7.0mol·
L-1的盐酸溶液吸收,吸收结束后量取吸收液25.00mL,用2.00mol·
L-1的NaOH标准溶液滴定过量的盐酸,滴定终点时消耗NaOH溶液12.50mL。
步骤二 氯的测定:
准确称取橙黄色晶体wg,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,以K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色沉淀)。
(1)上述装置A中,玻璃管的作用是__________________________________。
(2)装置A、B三脚架处应放置一个酒精灯作为热源,酒精灯应放置在________(填“A”或“B”)处。
(3)步骤一所称取的样品中含氮的质量为________g。
(4)有同学提出装置C中所用盐酸的浓度过大易挥发,会造成测得的氮的含量结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)测定氯的过程中,出现浅红色沉淀时,若溶液中c(CrO
)=0.0025mol·
L-1,通过计算说明该实验可以使用K2CrO4溶液为指示剂的原因________________
(呈现计算过程)。
Ksp(Ag2CrO4)=1.0×
10-12,Ksp(AgCl)=1.8×
10-10。
(6)经上述实验测定,配合物M中钴、氮、氯的物质的量之比为1∶6∶3,其中氮元素以氨的形式存在。
制备M的化学方程式为________________________,制备M的过程中温度不能过高的原因是__________________________。
(1)平衡气压(当A中压强过大时,玻璃管中液面上升,使A瓶中压强稳定)
(2)A (3)42.00 (4)偏高 (5)当溶液中出现Ag2CrO4沉淀时,c2(Ag+)×
c(CrO
)=1.0×
10-12,代入求得c(Ag+)=2.0×
10-5mol·
L-1。
此时c(Ag+)×
c(Cl-)=1.8×
10-10,代入求得c(Cl-)=9.0×
10-6mol·
L-1<
1.0×
L-1,所以当出现浅红色沉淀时Cl-已完全沉淀
(6)2CoCl2·
6H2O+2NH4Cl+10NH3·
H2O+H2O2
2[Co(NH3)6]Cl3+24H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出
(1)当A中压强过大时,玻璃管中液面上升,故玻璃管起到平衡气压的作用。
(2)三颈烧瓶中需要通入水蒸气,所以A处应放置酒精灯加热。
(3)m(N)=14g·
mol-1×
n(NH
)=14×
[(0.5×
7.0×
25.00÷
500.00-2.00×
0.0125)×
]g=42.00g。
(4)盐酸挥发,则与NaOH溶液反应的HCl的量减小,所以将造成测得的N含量偏高。
(6)配合物M中钴、氮、氯的物质的量之比为1∶6∶3,氮元素以NH3的形式存在,所以M的化学式为[Co(NH3)6]Cl3,由题得2CoCl2·
2[Co(NH3)6]Cl3+24H2O;
温度过高时过氧化氢分解、氨气逸出,故制备过程中温度不能过高。
11.(2019北京西域区期末)某小组同学利用实验探究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。
[实验一]
FeS、Fe2S3均为黑色固体,均能溶于盐酸。
H2S气体有臭鸡蛋气味。
同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设:
ⅰ.Fe3+与S2-反应直接生成沉淀Fe2S3。
ⅱ.Fe3+被S2-还原,生成沉淀FeS和S。
甲同学进行如下实验:
操作
现象
取少量FeS固体,加入稀盐酸
固体溶解,有臭鸡蛋气味的气体生成
取少量Fe2S3固体,加入稀盐酸
固体溶解,出现淡黄色浑浊,有臭鸡蛋气味的气体生成
根据上述实验现象和已知信息,甲同学得出结论:
黑色沉淀是Fe2S3。
(1)0.1mol·
L-1Na2S溶液的pH为12.5。
用离子方程式表示其显碱性的原因______________________________________。
(2)乙同学认为甲同学的结论不严谨,理由是______________________。
(3)进一步研究证实,黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。
Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的原因可能是__________________。
[实验二]
步骤
操作
Ⅰ
开始时,局部产生少量的黑色沉淀,振荡,黑色沉淀立即消失,同时溶液中产生淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味的气体
Ⅱ
继续滴加Na2S溶液
一段时间后,产生大量的黑色沉淀,振荡,沉淀不消失
(4)进一步实验证实,步骤Ⅰ中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。
步骤Ⅰ中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是____________________。
(5)根据以上研究可知,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与_______________________________________相关。
(1)S2-+H2OHS-+OH-
(2)黑色沉淀还可能是FeS和S,或Fe2S3、FeS和S的混合物,其与稀盐酸反应也有相同现象 (3)Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3的更小 (4)Fe2S3+4H+===2Fe2++S↓+2H2S↑ (5)试剂的相对用量、反应体系的酸碱性
L-1Na2S溶液的pH为12.5,原因是S2-水解使溶液呈碱性,离子方程式为S2-+H2OHS-+OH-。
(2)乙同学认为甲同学的结论不严谨,理由是黑色沉淀还可能是FeS和S,或Fe2S3、FeS和S的混合物,其与稀盐酸混合后也能出现固体溶解,有淡黄色浑浊和有臭鸡蛋气味的气体生成的实验现象。
(3)Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的原因可能是Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3的更小。
(4)进一步实验证实,步骤Ⅰ中局部产生少量的黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应而是Fe2S3被酸性溶液溶解生成Fe3+和H2S,然后H2S被Fe3+氧化为S,所以步骤Ⅰ中黑色沉淀溶解的离子方程式是Fe2S3+4H+===2Fe2++S↓+2H2S↑。
(5)根据以上研究可知,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性相关。
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- 实验 方案 设计 评价