2019高考化學三輪沖刺 大題提分 大題精做1 化學實驗方案的設計和評價.docx
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2019高考化學三輪沖刺 大題提分 大題精做1 化學實驗方案的設計和評價.docx
大題精做一 化學實驗方案的設計和評價1.(2018衡水聯(lián)考)氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種白色晶體,是常見的實驗藥品,可由干燥的NH3和干燥的CO2在任何比例下反應得到每生成1.0g氨基甲酸銨放出2.05kJ的熱量?;卮鹣铝袉栴}:(1)實驗室可選用下列裝置(IV)制備干燥的NH3和CO2。用裝置I、制備并純化NH3時,接口a與_(填接口字母)相連,裝置I中發(fā)生反應的化學方程式為_。制備并純化CO2時,按氣流從左至右的方向,各接口連接順序為_(填接口字母)(2)一種制備氨基甲酸銨的改進實驗裝置如下圖所示:用儀器W代替分液漏斗的優(yōu)點是_;用干冰裝置代替(1)中制備并純化CO2裝置的優(yōu)點是_?!氨∧し磻鳌敝邪l(fā)生反應的熱化學方程式為_;盛濃硫酸的裝置的作用是_(列舉2點)。體系中若有水蒸氣,還可能生成的銨鹽是_(填化學式)?!窘馕觥扛鶕?jù)裝置圖中各儀器的構造和作用分析解答;由題干信息計算反應熱,進而書寫熱化學方程式。 (1)為了使氣體充分干燥,氣體從大口通入,應的化學方程式為:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O,故答案為:d,2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O;制備并純化CO2時,先通過飽和碳酸氫鈉溶液除去氯化氫,然后通入濃硫酸干燥,所以按氣流從左至右的方向,各接口連接順序為bhgef,故答案為:bhgef;(2)根據(jù)圖中裝置的構造可知,用儀器W代替分液漏斗的優(yōu)點是:平衡壓強,可使?jié)獍彼恢表樌稳肴i燒瓶;用干冰裝置代替(1)中制備并純化CO2裝置的優(yōu)點是:裝置簡單,產(chǎn)生的CO2不需凈化和干燥,故答案為:平衡壓強,可使?jié)獍彼恢表樌稳肴i燒瓶;裝置簡單,產(chǎn)生的CO2不需凈化和干燥;生成1.0g氨基甲酸銨放出2.05kJ的熱量,則生成1mol放出的熱量為159.90kJ,所以熱化學方程式為:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOOONH4(s)H=-159.90kJmol1;盛濃硫酸的裝置的作用是:吸收未反應的氨氣、防止空氣中水蒸氣進入反應器、通過觀察是否有氣泡調(diào)節(jié)滴入氨水的速率等,故答案為:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOOONH4(s)H=-159.90kJmol1;吸收未反應的氨氣、防止空氣中水蒸氣進入反應器、通過觀察是否有氣泡調(diào)節(jié)滴入氨水的速率等;體系中若有水蒸氣,可與二氧化碳反應生成碳酸,碳酸與氨氣反應生成鹽,所以還可能生成的銨鹽是(NH4)2CO3(或NH4HCO3),故答案為:(NH4)2CO3(或NH4HCO3)?!敬鸢浮浚?)d 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O bhgef(2) 平衡壓強,可使?jié)獍彼恢表樌稳肴i燒瓶裝置簡單,產(chǎn)生的CO2不需凈化和干燥(或氣體的溫度低有利于提高NH3和CO2的平衡轉化率,答案合理即可)2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOOONH4(s)H=-159.90kJmol1吸收未反應的氨氣、防止空氣中水蒸氣進入反應器、通過觀察是否有氣泡調(diào)節(jié)滴入氨水的速率等(答出兩條合理的優(yōu)點即可)(NH4)2CO3(或NH4HCO3) 1.(2018四川自貢市聯(lián)考)亞硝酸鈉(NaNO2)是一種重要的化工原料,某學習小組通過下述實驗制備亞硝酸鈉,并測定所制備亞硝酸鈉的純度。I利用下列裝置制備NaNO2已知:2NO+Na2O2=2NaNO2;NO能被酸性KMnO4氧化成NO,MnO被還原為Mn2+。請回答下列問題:(1)利用上圖中的裝置制備NaNO2,其連接順序為a_(按氣流方向,用小寫字母表示)。(2)實驗開始時,先通一段時間N2的目的是_。(3)裝置B中盛放試劑的名稱為_,裝置C的作用是_。(4)裝置E中發(fā)生反應的離子方程式為_。測定上述實驗所制備的NaNO2樣品(含NaNO3雜質(zhì))的純度。稱量D中所得樣品ag溶解后配制成250mL溶液取25.00mL于錐形瓶中,用bmolL1酸性高錳酸鉀溶液滴定到終點。重復上述滴定操作兩次,測得數(shù)據(jù)如下表:第一次第二次第三次酸性高錳酸鉀溶液體積/ml19.9819.7520.02(5)滴定終點的實驗現(xiàn)象為_。(6)下列實驗操作可能導致出現(xiàn)上表中第二次實驗數(shù)據(jù)的是_(填字母編號)。a.滴定時有部分酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外b.加入樣品溶液前的錐形瓶未經(jīng)干燥c.滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)(7)最終所得樣品中NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為_(用含a、b的關系式表示)?!窘馕觥浚?)A裝置發(fā)生銅與濃硝酸的反應生成NO2,通到C裝置中,NO2與水反應生成NO,然后進入B裝置進行干燥,干燥完進入D裝置和Na2O2反應,最后進入E裝置進行尾氣處理,所以連接順序為adebcf(或g)g(或f)i,故答案為:debcf(或g)g(或f)i。(2)實驗開始時,先通一段時間N2的目的是:排除裝置中的空氣,防止NO被氧化為NO2,故答案為:排除裝置中的空氣,防止NO被氧化為NO2。(3)裝置B是干燥NO,應盛放試劑的名稱為堿石灰或無水氯化鈣,裝置C中NO2和水反應生成硝酸和NO,故答案為:堿石灰或無水氯化鈣;將NO2轉化為NO。(4)裝置E中發(fā)生NO和酸性KMnO4溶液的反應,NO能被酸性KMnO4氧化成NO,MnO被還原為Mn2+,反應的離子方程式為:5NO+3MnO+4H+=5NO+3Mn2+2H2O,故答案為:5NO+3MnO+4H+=5NO+3Mn2+2H2O。(5)NaNO2與酸性高錳酸鉀溶液的離子反應為:5NO+2MnO+6H+=5NO+2Mn2+3H2O,滴定終點的實驗現(xiàn)象為:溶液由無色變?yōu)樽仙ɑ蜃霞t色),且半分鐘不褪色,故答案為:溶液由無色變?yōu)樽仙ɑ蜃霞t色),且半分鐘不褪色。(6)酸性高錳酸鉀溶液應放在酸式滴定管中,NaNO2樣品溶液放在錐形瓶中,第二次實驗數(shù)據(jù)(酸性高錳酸鉀溶液體積)偏小。a. 滴定時有部分酸性高錳酸鉀溶液滴在錐形瓶外,酸性高錳酸鉀溶液體積偏大,故a不可能;b. 加入樣品溶液前的錐形瓶是否干燥對實驗沒有影響,故b不可能;c. 滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù),讀數(shù)出現(xiàn)錯誤,可以導致酸性高錳酸鉀溶液體積V(標)偏小,故c可能。故選c。(7)第二次實驗數(shù)據(jù)誤差較大,故舍去,酸性高錳酸鉀溶液的平均體積為:(19.98mL+20.02mL)/2=20mL,根據(jù)方程式:5NO+2MnO+6H+=5NO+2Mn2+3H2O,5mol 2molx 20mL10-3bmol/L解得x=0.05bmol,原樣品中NaNO2的物質(zhì)的量為0.5bmol,所以NaNO2的質(zhì)量分數(shù)為(0.5bmol69g/mol/ag)100=34.5b/a100,故答案為:34.5b/a100?!敬鸢浮?1)debcf(或g)g(或f)i(2) 排除裝置中的空氣,防止NO被氧化為NO2(3) 堿石灰或無水氯化鈣將NO2轉化為NO (4)5NO+3MnO+4H+=5NO+3Mn2+2H2O (5)溶液由無色變?yōu)樽仙ɑ蜃霞t色),且半分鐘不褪色(6)c (7)34.5b/a1002.(2018廣東湛江調(diào)研)FeCl3是一種常用的凈水劑,化學研究兩小組甲、乙分別用如圖裝置制備無水FeCl3并證明產(chǎn)品中沒有FeCl2,已知無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。I小組甲擬用下圖實驗裝置來制備無水FeCl3。(每個虛線框表示一個單元裝置)(1)請用文字描述方法改正以上裝管的錯誤_。II小組乙用下列裝置組裝制備無水FeCl3的裝置:(2)A中發(fā)生反應的離子方程式為_。(3)裝置接口的連接順序為_(用a、b、ci表示):反應開始前應先點燃_處酒精燈(填“A”或“C”)。(4)裝置B的作用_。(5)如果拆去E和F裝置,可能的后果是_。(6)證明產(chǎn)品中沒有FeCl2的操作_?!窘馕觥?1)洗氣或干燥氣體時通過洗氣瓶的導管必須長進短出,氯化鐵易水解,故改正以上裝管的錯誤有:中導管改為長進短出,中試管口加一出氣導管或加一個防水蒸氣進入和尾氣處理裝置;(2)根據(jù)裝置圖,A中濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下反應生成氯化錳、氯氣和水,發(fā)生反應的離子方程式為MnO2+4H+2ClMn2+Cl2+2H2O;(3)根據(jù)裝置圖,A是氯氣的制備裝置,B是氯化鐵的生成裝置,生成的氯氣中含有水蒸氣和氯化氫雜質(zhì),需要用飽和食鹽水和濃硫酸除去,最后未反應的氯氣需要除去,防止污染空氣,氯化鐵易潮解,需要防止外界水蒸氣進入裝置,因此裝置接口的連接順序為ahidebcf;反應開始前應該首先加熱A處酒精燈,用生成的氯氣將裝置中的空氣排出,故答案為:ahidebcf;A;(4)裝置B的作用是防止反應結束后空氣中的水蒸氣進入D裝置中使無水FeCl3潮解,吸收尾氣,防止氧氣污染空氣;(5)如果拆去E和F裝置,可能會發(fā)生反應Fe+2HCl=FeCl2+H2,在C中加熱氫氣與氯氣的混合氣體,易發(fā)生爆炸;(6)證明產(chǎn)品中沒有FeCl2的操作取少量樣品于表面皿中,用磁鐵把鐵吸出,取剩余的固體于試管水中,加蒸餾水溶解,向其中滴入K3Fe(CN)6溶液,溶液中無明顯現(xiàn)象,說明產(chǎn)品中沒有FeCl2?!敬鸢浮浚?)中導管改為長進短出,中試管口加一出氣導管或加一個防水蒸氣進入和尾氣處理裝置(2)MnO2+4H+2ClMn2+Cl2+2H2O(3)ahifgdeb A (4)防止反應結束后空氣中的水蒸氣進入D裝置中使無水FeCl3潮解,吸收尾氣,防止氧氣污染空氣(5)如果拆去E和F裝置,可能會發(fā)生反應Fe+2HCl=FeCl2+H2,在C中加熱氫氣與氯氣的混合氣體,易發(fā)生爆炸(6)取少量樣品于表面皿中,用磁鐵把鐵吸出,取剩余的固體于試管水中,加蒸餾水溶解,向其中滴入K3Fe(CN)6溶液,溶液中無明顯現(xiàn)象,說明產(chǎn)品中沒有FeCl23.(2018山東東營二中期中)亞硝酸鈉是一種工業(yè)鹽,在生產(chǎn)、生活中應用廣泛。現(xiàn)用下圖所示裝置(夾持裝置已省略)及藥品,探究亞硝酸鈉與硫酸反應及氣體產(chǎn)物成分。已知:NONO22OH=2NOH2O氣體液化的溫度:NO2:21、NO:152(1)反應前應打開彈簧夾,先通入一段時間氮氣,排除裝置中的空氣,目的是_。(2)該實驗裝置明顯缺陷是 _。(3)在關閉彈簧夾,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中產(chǎn)生紅棕色氣體。確認A中產(chǎn)生的氣體含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是_。裝置B的作用是_。(4)通過上述實驗探究過程,可得出裝置A中反應的化學方程式是_。(5)水合肼(N2H4H2O)是一種重要的化工原料,在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)及燃料上都有著廣泛的應用。目前,我國生產(chǎn)水合肼均采用尿素法,即利用NaClO溶液、NaOH溶液與尿素CO(NH2)2反應制得粗肼(N2H4)。生成粗肼反應的化學方程式為_?;鸺l(fā)射時可用肼(N2H4)為燃料,二氧化氮作氧化劑,生成無毒害的物質(zhì),寫出反應方程式 _?!窘馕觥浚?)空氣中的氧氣能氧化NO,所以必須先排盡空氣,防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成對A中反應氣體產(chǎn)物檢驗不完全;(2)該實驗裝置明顯缺陷是無尾氣吸收裝置,會導致氮的氧化物直接排放到空氣中造成污染;(3)如果有NO,則經(jīng)過裝置B的冷卻后,進入C中的氣體,能和氧氣反應,生成紅棕色氣體,即現(xiàn)象是C中出現(xiàn)紅棕色氣體;裝置B的作用是冷凝使NO2完全液化;(4)裝置A中亞硝酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、二氧化氮、一氧化氮和水,反應的化學方程式是2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2+NO+H2O;(5)NaClO溶液、NaOH溶液與尿素CO(NH2)2反應制得粗肼(N2H4),同時生成碳酸鈉和氯化鈉,故生成粗肼反應的化學方程式為NaClO+CO(NH2)2+2NaOH=N2H4H2O+Na2CO3+NaCl;火箭發(fā)射時可用肼(N2H4)為燃料,二氧化氮作氧化劑,生成無毒害的物質(zhì)氮氣和水,反應的方程式為2N2H4 +2NO2=3N2+4H2O。【答案】(1)防止可能生成的NO被完全氧化成NO2,造成對A中反應氣體產(chǎn)物檢驗不完全(2) 無尾氣吸收裝置(3)C中出現(xiàn)紅棕色氣體冷凝使NO2完全液化(4)2NaNO2+H2SO4=Na2SO4+NO2+NO+H2O (5)NaClO+CO(NH2)2+2NaOH=N2H4H2O+Na2CO3+NaCl2N2H4 +2NO2=3N2+4H2O4.(2018成都第七中學三模)水合草酸亞鐵(FeC2O4xH2O)是生產(chǎn)鋰電池的原料。難溶于水,受熱易分解。某化學興趣小組對草酸亞鐵的一些性質(zhì)進行探究?;卮鹣铝袉栴}:(1)將水合草酸亞鐵溶于適量鹽酸。分別取2mL此溶液于3支試管中,進行實驗。能證明水合草酸亞鐵中存在Fe2+的試劑有_(填代號)。AKSCN溶液 BK3Fe(CN)6溶液 C酸性KMnO4溶液(2)為測定水合草酸亞鐵中結晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開關K1和K2)(設為裝置A)稱重,記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱重,記為m2 g。按下圖連接好裝置進行實驗。實驗步驟如下:a打開K1和K2,緩緩通入N2 b低溫加熱裝置A一段時間c停上加熱,冷卻到室溫 d關閉K1和K2,稱量A;e.,記為m3 g補充實驗步驟e為_(填實驗操作和要求)。步驟b至步驟e繼續(xù)通入N2的目的是_。(3)為探究草酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示部分的裝置(可重復選用)進行實驗。打開K1和K2,緩緩通入N2,充分加熱。實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物。實驗裝置中,依次連接的合理順序為A_。證明產(chǎn)物有CO生成的現(xiàn)象是_。寫出草酸亞鐵受熱分解的化學方程式_?!窘馕觥浚?)A KSCN溶液加到亞鐵鹽溶液中沒有明顯的現(xiàn)象,故A錯誤;BK3Fe(CN)6溶液與亞鐵離子反應生成藍色沉淀,故B正確;C酸性KMnO4溶液能夠被亞鐵離子和草酸跟離子還原褪色,不能說明有一定含有亞鐵離子,故C錯誤;故選B;(2)實驗過程為:a打開K1和K2,緩緩通入N2;b低溫加熱裝置A一段時間;c停上加熱,冷卻到室溫;d關閉K1和K2,稱量A;e重復上述ad步驟,直至A恒重;氮氣不參加反應,為保護氣體,考慮到實驗目的是測定水合草酸亞鐵中結晶水含量,所以通入氮氣有兩個目的;將裝置A中的水蒸氣帶走;同時防止FeC2O4被空氣氧化;(3)加熱分解草酸亞鐵生成一氧化碳和二氧化碳,則實驗應驗證一氧化碳和二氧化碳,先驗證二氧化碳,可用澄清石灰水;然后除去二氧化碳、并檢驗二氧化碳已除盡;接著驗證一氧化碳,可用還原氧化銅實驗。所以連接裝置順序為:C(驗證二氧化碳)E(除去二氧化碳)C(驗證二氧化碳被除凈)F(干燥氣體)G(驗證一氧化碳)C(驗證一氧化碳被氧化成二氧化碳)H(尾氣收集);證明產(chǎn)物有CO生成的現(xiàn)象是G裝置黑色固體變紅,其后的C中澄清石灰水變渾濁;實驗后石英玻璃管中固體僅殘留一種有磁性的黑色化合物,此黑色化合物為四氧化三鐵,因此,加熱后草酸亞鐵分解,生成物為一氧化碳和二氧化碳和四氧化三鐵,該反應的化學方程式為:3FeC2O4Fe3O4+4CO+2CO2?!敬鸢浮浚?)B (2)重復上述ad步驟,直至A恒重將裝置A中的水蒸氣帶走;同時防止FeC2O4被空氣氧化(3)CECFGCHG裝置黑色固體變紅,其后的C中澄清石灰水變渾濁 3FeC2O4Fe3O4+4CO+2CO25.(2018新課標卷)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體,可用于曬制藍圖。回答下列問題:(1)曬制藍圖時,用K3Fe(C2O4)33H2O作感光劑,以K3Fe(CN)6溶液為顯色劑。其光解反應的化學方程式為:2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2;顯色反應的化學方程式為_。(2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物,按下圖所示裝置進行實驗。通入氮氣的目的是_。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,裝置E中固體變?yōu)榧t色,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有_、_。為防止倒吸,停止實驗時應進行的操作是_。樣品完全分解后,裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3,檢驗Fe2O3存在的方法是:_。(3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。稱量m g樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL-1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是_。向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c molL1 KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為_?!窘馕觥浚?)光解反應的化學方程式為2K3Fe(C2O4)32FeC2O4+3K2C2O4+2CO2,反應后有草酸亞鐵產(chǎn)生,所以顯色反應的化學方程式為3FeC2O4+2K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4。(2)裝置中的空氣在高溫下能氧化金屬銅,能影響E中的反應,所以反應前通入氮氣的目的是隔絕空氣排盡裝置中的空氣;反應中有氣體生成,不會全部進入后續(xù)裝置。實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁,說明反應中一定產(chǎn)生二氧化碳。裝置E中固體變?yōu)榧t色,說明氧化銅被還原為銅,即有還原性氣體CO生成,由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有CO2、CO;為防止倒吸,必須保證裝置中保持一定的壓力,所以停止實驗時應進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮氣即可。要檢驗Fe2O3存在首先要轉化為可溶性鐵鹽,因此方法是取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3。(3)高錳酸鉀氧化草酸根離子,其溶液顯紅色,所以滴定終點的現(xiàn)象是粉紅色出現(xiàn)。鋅把鐵離子還原為亞鐵離子,酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol,Mn元素化合價從+7價降低到+2價,所以根據(jù)電子得失守恒可知鐵離子的物質(zhì)的量是0.005cVmol,則該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)的表達式為0.005cV56m100%=5cV561000m100%?!敬鸢浮浚?)3FeC2O4+2K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)62+3K2C2O4(2)隔絕空氣、使反應產(chǎn)生的氣體全部進入后續(xù)裝置CO2、CO先熄滅裝置A、E的酒精燈,冷卻后停止通入氮氣取少許固體粉末于試管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液變紅色,證明含有Fe2O3 (3)粉紅色出現(xiàn)5cV56m1000100