- 化学实验方案的设计与评价
- 共98题
利用渣磷灰石制取硫酸并联产水泥和磷酸二氢钠。已知磷灰石的主要成分是Ca3(PO4)2,具体生产流程如下:
(1)操作a需要的玻璃仪器有________,操作b的步骤为________。
(2)磷灰石粉碎的目的是________,磷酸的制备利用了浓硫酸的________性。
(3)已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-196.6KJ•mol-1,钒触媒(V2O5)是催化剂,在催化氧化的过程中产生了一连串的中间体(如图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为:________、________。向容积为10L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,达到平衡后放出的热量为157.28KJ,该反应的平衡常数为________。
(4)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数随pH的变化曲线如下图:
工业生产中为获取尽可能纯净的NaH2PO4,采取的措施为________。向体系中滴入稀盐酸后 ,pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程为________。从图中推断当PH=14时,溶液中离子浓度的大小关系为________。
正确答案
(1)漏斗、烧杯、玻璃棒;蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(2)增大接触面积,加快反应速率;强酸
(3)SO2+V2O5=SO3+2VO2;2VOSO4+O2=V2O5+2SO3;800
(4)控制溶液的PH在4-5之间;HPO4-+H+=H2PO42-;[Na+]>[PO43-]>[OH-]>[HPO42-]>[H2PO4-]>[H+]
解析
略。
知识点
实验探究:某班四个化学学习小组探究卤素、氮族元素、碱金属、铜及其化合物四个课题。
(1)第1小组探究海水提溴、海带提碘有关问题,请设计相关实验题和答案示例。
要求:① 题目编号为89-91,建议设置空格数为20空。
② 题目包括2个流程图(可以不画完),必须考查的知识点有:物质结构与周期律、海水提溴步骤、海带提碘步骤、碘离子与碘酸根在酸性条件下的反应、碘量法滴定、氯气与溴化亚铁和碘化亚铁的反应(氧化还原反应历程)、仪器和基本操作、分离和提纯的方法、氯溴碘三种离子的检验、化学实验探究等。
(2)第2小组探究联合制碱法有关问题,请设计相关实验题和答案示例。
要求:① 题目编号为92-94,建议设置空格数为25空。
② 题目包括两个主题:首先,侯德榜制碱法与索尔维制碱法的比较(2个流程图,可以不画完),必须考查的知识点有:两种制碱法的综合比较、实验探究等;然后,侯氏制碱法在实验室中的模拟(溶解度曲线),必须考查的知识点有:电解质溶液、粗盐提纯、物质分离、工艺流程设计、实验方案比较、成分定量检验(不得抄袭第六大题)、过碳酸钠的制备、过氧化钠和碳酸氢钠相关的化学计算等。
(3)第3小组探究工业制硝酸有关问题,请设计相关实验题和答案示例。
要求:① 题目编号为95-97,建议设置空格数为24空。
② 题目包括氨气催化氧化(实验装置)和工业制硝酸(实验流程),必须考查的知识点有:工业合成氨的条件(与制硫酸对比)、化学平衡相关原理、氨气的实验室制备、氨气催化氧化、实验室制硝酸、工业制硝酸、氮氧化物分别与氮氢化物、水、强碱反应(尾气处理)的相关化学计算、仪器操作探究等。
(4)第4小组探究铜的氧化物有关问题,请设计相关实验题和答案示例。
要求:① 题目编号为98-100,建议设置空格数为36空。
② 题目包括两个主题:首先,铜的2种氧化物2种硫化物探究,必须考查的知识点有:铜与浓硫酸反应生成黑色固体的成分探究、水煤气各成分的连续检验、氢气还原氧化铜的产物探究计算、氢气还原氧化铜测算水分子组成(定量实验)的方法(比例计算、误差分析、误差计算,要求考察化学分析思想,即不给出具体数值而进行分析,例—选择题:根据以下数据可以算出残余物化学式的是……);然后,新制氢氧化铜悬浊液与醛基反应探究,必须考查的知识点有:羟基醛基羧基的检验、银镜反应和菲林反应的实验条件细节、淀粉水解产物的检验、砖红色沉淀与盐酸硫酸硝酸氢碘酸反应探究。
正确答案
见解析。
解析
90. 卤素互化物可与水发生反应:3BrF3+5H2O→9HF+Br2+HBrO3+O2↑,下列说法正确的是 abc 。
a. 若有1.5mol水参加反应,则被水还原的溴元素为0.4mol
b. 若有1.5mol水被氧化,则发生还原反应的溴元素为1.5mol
c. 若有1.6mol溴元素被水还原,则发生氧化反应的溴元素为1.2mol
d. 若有1.5mol溴元素参加反应,则反应转移电子数目为2.0mol
91. 黄铁矾是难溶于水且不含结晶水的盐,它由两种阳离子和两种阴离子构成。工业上常用生成黄铁矾的方法除去溶液中的Fe2+,原理是:用氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+的水解产物与溶液中某些离子一起生成黄铁矾沉淀。实验室模拟工业过程的操作如下:向1L 0.0500mol/L稀硫酸中加入16.680g绿矾,完全溶解后,依次加入1.065g氯酸钠和1.610g芒硝(式量322),充分反应后,得到9.700g黄铁矾沉淀。所得无色溶液中含有的H+为0.16mol,SO42-为0.075mol,Cl-为0.01mol。请用两种不同的方法,通过计算确定黄铁矾的化学式。NaFe3(OH)6(SO4)2
93. 现要测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数x,可采取不同的方法,取a克样品与一定量稀盐酸(过量)充分反应后,下列说法不正确的是 bcd 。
a. 逸出气体若用碱石灰吸收,增重b克,则x偏小
b. 把所得溶液加热蒸干并灼烧至恒重,得到c克固体,若灼烧时有固体飞溅出去,则x偏大
c. 某NaOH标准溶液露置于空气中一段时间后,以甲基橙为指示剂滴定上述反应后的溶液,则x偏小
d. 产生的气体冷却至室温后,若测定其体积时未调平量气管和水准管内液面,则x偏小
95. 在一定体积的密闭容器中放入3升气体R和5升气体Q,在一定条件下发生反应
2R(g)+5Q(g)4X(g)+nY(g),反应完全后,容器温度不变,混和气体的压强是原来的87.5%,则化学方程式中的n值是 ab 。
a. 1
b. 1.5
c. 2
d. 2.5
e. 3
f. 3.5
g. 4
知识点
已知:Ki1(H2CO3)> Ki1(H2S)。现有以下试剂:盐酸、醋酸、苯酚、碳酸钙、醋酸钠溶液、硫化钠溶液,用下图所示装置进行下列实验,无法达到实验目的的是()
正确答案
解析
略
知识点
26.某实验小组利用如下装置合成氯苯(支撑用的铁架台部分省略)并通过一定操作提纯氯苯。
反应物和产物的相关数据列表如下:
请按要求回答下列问题。
(1)仪器b的名称是 。
(2)A装置中制备氯气的离子方程式为 。
(3)氯气在通入D之前需净化干燥,则装置C中所加试剂的名称为 。
(4)D中通入氯气后,先看到苯呈黄色,片刻试管液面上方有白雾产生,装置E的作用是 。
(5)为证明氯气和苯发生的是取代而不是加成反应,该小组用装置F说明,则装置F置于 之间(填字母),F中小试管内CCl4的作用是 ,还需使用的试剂是 。
(6)D中混合物经过滤除铁、加水及NaOH溶液洗涤、无水氯化钙干燥等分离操作后得粗氯苯,粗氯苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中必须的是 。(填入正确选项前的字母)
A.重结晶
B.分液
C.萃取
D.蒸馏
(7)已知D中加入5 mL苯,经过提纯后收集到氯苯3.0 g,则氯苯的产率为 %(保留三位有效数字)。
正确答案
(1)蒸馏烧瓶
(2) (3)浓硫酸
(4)除去氯气和氯化氢气体,防止大气污染
(5)D和E 除去氯气 硝酸银溶液
(6)苯 D
(7)47.3
解析
略
知识点
氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛地用作有机合成催化剂。
实验室中以粗铜(含杂质Fe)为原料,某种制备铜的氯化物的流程如下。
按要求回答下列问题:
(1)操作①的名称是_________,检验溶液2中是否含有杂质离子的试剂是_________。操作②需在氯化氢气流中经过加热浓缩、_________、过滤、洗涤、干燥。
(2)上述流程中,所得固体1需要加稀盐酸溶解,其理由是_________;
溶液1可加试剂X用于调节pH以除去杂质, X可选用下列试剂中的(填序号)___________。
a.NaOH
b.NH3·H2O
c.CuO
d.CuSO4
(3)反应②是向溶液2中通入一定量的SO2,加热一段时间后生成CuCl白色沉淀。写出制备CuCl的离子方程式:___________。
(4)现用如图所示的实验仪器及药品来制备纯净、干燥的氯气并与粗铜反应(铁架台、铁夹省略)。
①按气流方向连接各仪器接口顺序是:a→___________、___________→___________、___________→___________、___________→___________。实验开始前要进行一步重要操作,其操作名称是___________。
②反应时,盛粗铜粉的试管中的现象是___________。
③反应后,盛有NaOH溶液的广口瓶中溶液具有漂白、消毒作用,若用钢铁(含Fe、C)制品盛装该溶液会发生电化腐蚀,钢铁制品表面生成红褐色沉淀,溶液会失去漂白、杀菌消毒功效。该电化腐蚀过程中的正极反应式为___________。
正确答案
(1)过滤;KSCN溶液;冷却结晶(结晶)
(2)抑制氯化铜、氯化铁水解; c
(3)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO42-
(4)①dejhfgb;检查装置的气密性;②产生大量棕黄色烟;③ClO-+2e-+H2O=Cl-+2OH-
解析
略。
知识点
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
回答下列问题:
(1)加入过量废铁屑的目的是 。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的____(选填“Fe3+”、“Fe2+”或“Al3+”)沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是 。
(3)反应Ⅱ的离子方程式为 。在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作 。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为 。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为 。
正确答案
(1)使硫酸充分反应掉、提高硫酸利用率或使Fe3+尽可能转化为Fe2+
(2)Al3+ ; 加快反应速率(或使反应物充分接触)
(3)Fe2+ + NO2- + 2H+ = Fe3+ + NO↑ + H2O ;氧化剂; 2 mol
(4)2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)+2H+
解析
略
知识点
亚氯酸钠(NaClO2)是一种强氧化性漂白剂,广泛用于纺织、印染和食品工业。它在碱性环境中稳定存在。工业设计生产NaClO2的主要流程如下:
(1)A的化学式是_______,装置III中A在_______极区产生。
(2)II中反应的离子方程式是_______。
(3)通电电解前,检验III中阴离子的方法和步骤是_______。
(4)为防止II中制备的NaClO2被还原成NaCl,应选合适的还原剂,除双氧水外,还可以选择的还原剂是_______(填字母编号)。
A.Na2O2
B.FeCl2
C.Na2S
(5)常温时,HClO2的电离平衡常数Ka=1.0710-2mol·L-1,II中反应所得NaClO2溶液(含少量NaOH)的pH=13,则溶液中
=_______。
(6)气体a、b与氢氧化钠溶液可构成燃料电池,用该电池电解200 mL 0.5 mol·L-1的CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
正确答案
(1)H2SO4;阳
(2)2ClO2+H2O2+2OH-=2ClO+O2↑+2H2O
(3)取少量Ⅲ中溶液少许于试管中,先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶
液,产生白色沉淀,证明含有SO42-
(4)a
(5)1.07×1010mol·L-1
(6)c(H+)>c(SO42-)>c(Cu2+)>c(OH-)
解析
略。
知识点
29.乙醚极易挥发、微溶于水、是良好的有机溶剂。某实验小组用下图装置制取乙醚。
(1)制乙醚:在蒸馏烧瓶中先加入10 mL乙醇,慢慢加入10 mL浓硫酸,冷却,固定装置。加热到140℃时,打开分液漏斗活塞,继续滴加10 mL乙醇,并保持140℃,此时烧瓶c中收集到无色液体。
①Ⅰ和Ⅱ是反应发生装置,应该选择______与装置Ⅲ相连。
②乙醇通过分液漏斗下端连接的长导管插入到液面下加入,目的有二,一是使反应物充分混合,二是 ( )。
③Ⅲ中水冷凝管的进水口是 ( ),冰盐水的作用是 ( )。
(2)有同学认为以上装置还不够完善,一是溴水可能倒吸,二是尾气弥漫在空气中遇明火危险。该同学设计了以下几种装置与导管d连接,你认为合理的是(填编号)_______。
(3)实验中收集到的乙醚产品中可能含有多种杂质。某同学设计了以下提纯方案:
①分液步骤除去产品中的酸性杂质,则X可以是________________。②蒸馏操作可除去的杂质是____________。
(4)工业乙醚常因接触空气和光而被氧化,含有少量过氧化物,除去过氧化物的试剂及操作分别是(填编号)______________。
a.CCl4、萃取 b.Na2SO3溶液、分液
c.Na2SO4溶液、过滤 d.酸化的FeSO4溶液、分液
正确答案
(1)①I ②防止乙醇挥发 ③b 冷凝液化乙醚
(2)c d
(3)①NaOH(其它合理答案也可) ②乙醇(CH3CH2OH)
(4)b d
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
29.为了测定氢氧化钠和碳酸钠固体混合物m g中碳酸钠的质量分数,甲、乙两位同学分别设计了如下的实验方案:
(1)甲同学的方案是:将样品溶解,加入过量1mol·L-1氯化钡溶液,过滤洗涤,取沉淀烘干,称量得固体n g。则混合物中碳酸钠的质量分数为__________________;能否用过量的1mol·L-1氯化钙溶液代替氯化钡溶液来测定碳酸钠的质量分数__________(填“能”或“否”),理由________________________________________________________。_________________(2)乙同学的方案是:将样品溶解后,加入稍过量的氯化钡溶液,再滴入2—3滴酚酞试液,用标准盐酸滴定。乙同学在滴定过程中所需要的主要玻璃仪器有___________,滴定终点时的现象是______________________________________,加入过量氯化钡溶液的目的是_____________________;判断氯化钡过量的方法是____________________。
正确答案
⑴ ; 否 ; 氯化钙溶液过量,则生成的沉淀中含有Ca(OH)2,使测定不准确;
⑵酸式滴定管、锥形瓶 ; 溶液由红色变为无色 ;将碳酸钠完全沉淀,防止滴定过程中CO32-和盐酸反应;
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
13.下列各项操作能达到预期实验目的的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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