1、1第 16 讲 实验方案设计与评价1(2018济宁二模)下列实验“实验操作和现象”与“结论”都正确的是( D )选项 实验操作和现象 结论A分别测定饱和 NaClO 溶液与饱和 CH3COONa 溶液的pH，pH(NaClO)pH(CH 3COONa)ClO 结合 H 的能力比 CH3COO 的强B25 时，向 pH 等于 2 的醋酸溶液中加入少量 0.01 molL1 的稀盐酸，溶液的 pH 会变小醋酸的电离程度增大C 将稀硫酸酸化的 H2O2溶液滴入 Fe(NO3)2溶液中，溶液变黄色 氧化性：H 2O2Fe3D向 2 mL 2% NaOH 溶液中加入 1 mL 1% CuSO4溶液，振荡
2、后滴加 0.5 mL 5%葡萄糖溶液，加热至沸腾，出现红色沉淀葡萄糖中含有醛基解析 NaClO 溶液会发生水解，产生少量的 HClO，HClO 具有漂白性，因此不能达到实验目的，A 项错误。向 pH 等于 2 的醋酸溶液中加入少量 0.01 molL1 的稀盐酸，两溶液 pH 相同，混合后氢离子浓度不变，醋酸电离平衡不移动，B 项错误。硫酸酸化的 H2O2溶液滴入 Fe(NO3)2溶液中，NO 在酸性环境中具有强氧化性，能把 Fe2 氧化为 Fe3 ，不能证 3明 H2O2的氧化性大于 Fe3 ，C 项错误。硫酸铜与氢氧化钠溶液反应时，氢氧化钠过量，溶液呈碱性，新制的氢氧化铜用于检验葡萄糖中的
3、醛基，反应出现红色沉淀，D 项正确。2(2018太原二模)下列实验操作、现象和对应的实验结论均正确的是( B )选项 实验操作和现象 实验结论A检验某溶液中是否含有 SO 时，向溶液中滴加24用盐酸酸化的 BaCl2溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有 SO24B检验输送氯气的管道是否发生泄漏时，用一根玻璃棒蘸取浓氨水，然后靠近管道有白色烟产生时说明管道发生泄漏C检验 FeCl3溶液中是否含有 Fe2 时，向溶液中滴加酸性 KMnO4溶液，溶液变为无色该溶液中一定含有 Fe2D向 2 mL 0.1 molL1 硝酸银溶液中加入 1 mL 0.1 molL1 NaCl 溶液，出现白色沉淀，再加入
4、几滴 0.1 molL1 Na2S 溶液，有黑色沉淀生成该现象说明相同温度下，Ksp(Ag2S)Al(OH)3 3C Na2CO3溶液中滴入酚酞 溶液变红能水解的盐溶液中的水的电离度一定比纯水的大D将少量氯水滴在淀粉KI试纸上试纸中间褪色，试纸边缘变蓝氯气既有氧化性又有漂白性解析 在酸性溶液中硝酸根具有强氧化性，把亚铁离子氧化为铁离子，A 项错误。产生白色沉淀说明偏铝酸根能结合碳酸氢根电离出的氢离子，因此酸性 HCO Al(OH)3，B 项 3正确。能水解的盐溶液中的水的电离度不一定比纯水的大，例如亚硫酸氢钠溶液，C 项错误。氯水滴在淀粉KI 试纸上，试纸变蓝但不能褪色，且氯气没有漂白性，溶于
5、水生成的次氯酸具有漂白性，D 项错误。4(2018洛阳三模)下列由实验现象得出的结论正确的是( D )选项 实验及现象 结论A向 AgNO3和 AgCl 的浊液中滴入 0.1 mol/L Na2S 溶液，生成黑色沉淀Ag2S 的溶度积比 AgCl的小B将光亮镁条放入盛有 NH4Cl 溶液的试管中，产生大量气泡，同时将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，试纸变蓝反应产生的气体一定是 NH3C向溶液 X 中先滴加稀硝酸，再滴加 Ba(NO3)2溶液，出现白色沉淀溶液 X 中一定含有 SO24D 将铜粉加入 1.0 mol/L Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝说明氧化性Fe3 Cu2解析 AgNO 3溶
6、液中滴加 Na2S 溶液也能生成黑色 Ag2S 沉淀，A 项错误。NH 4Cl 溶液因NH 的水解显酸性，加入镁条生成的气体可能是氢气和氨气的混合气体，B 项错误。向溶液 4X 中先滴加稀硝酸，再滴加 Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀，溶液 X 中可能含 SO 或24SO ，或二者均有，C 项错误。将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，溶液变蓝，23说明溶液中 Fe3 能氧化铜，生成 Cu2 ，即氧化性 Fe3 Cu2 ，D 项正确。5(2018潍坊一模)某化学实验小组欲用下列装置制备纯净的氯气及含氯化合物，并探究其性质。3(1)欲制备并收集一瓶纯净的氯气，选择上图中合适
7、的装置，其连接顺序为_a(或 b)、g、h、e、f、i、j、d(或 m)_(按气流方向，用小写字母表示)。根据选择的装置，写出制备氯气的化学方程式： a 对应：MnO 24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O b 对= = = = = 应：2KMnO 416HCl= =2KCl MnCl25Cl 28H 2O 。(2)取 100 mL 氯气与 NaOH 溶液反应生成的“84”消毒液，持续通入过量的 SO2，溶液中开始出现黄绿色，后黄绿色逐渐褪去。溶液变为黄绿色的可能原因是：溶液中 Cl 与 ClO 反应所致，设计实验方案确认这种可能性：_取少量“84”消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液
8、颜色变为黄绿色_。 2ClO SO 2=Cl2SO 所致24(用离子方程式表示)。向反应后的溶液中先加入足量稀盐酸，再加入足量氯化钡溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，所得沉淀的质量为 w g，则溶液中 NaClO 的物质的量浓度为 20w233molL1 。(3)在加热条件下，氯气与 NaOH 溶液反应生成 NaClO3和 NaCl 等，写出反应的离子方程式： 3Cl26OH =ClO 5Cl 3H 2O 。实验小组设计下图装置(加热装置略去)验证 3NaClO3的性质。已知：2NaClO 3Na 2C2O42H 2SO4(稀)= =2ClO22CO 22Na 2SO42H 2O；ClO 2与氯
9、气的化学性质相似。控制装置 A 中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，观察到 B 装置中的现象是_溶液变蓝_；装置 C 吸收的物质是_ClO 2和 CO2_。解析 (1)欲制备并收集纯净的氯气，二氧化锰固体和浓盐酸在加热条件下生成氯气，该反应为固液反应，需要加热，选 A 制 Cl2，KMnO 4固体和浓盐酸在不加热条件下就能生成4氯气，该反应为固液反应，不需要加热，选 B 制 Cl2，E 除 HCl，D 干燥，F 收集 Cl2，C 或 G除去尾气，故选用装置连接顺序为 a(或 b)、g、h、e、f、i、j、d(或 m)，a 对应：MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O，b 对应：= =
10、 = = = 2KMnO416HCl= =2KClMnCl 25Cl 28H 2O。(2)若为溶液中 Cl 与 ClO 反应使溶液为黄绿色，应取少量“84”消毒液于试管中，滴加稀硫酸，观察溶液颜色变化。反应的离子方程式为 2ClO SO 2=Cl2SO ；设 NaClO 的物质的量为 x mol，则242NaClOSO BaSO 4242 mol 233 gx w gx2 w/233 molc(ClO ) molL1 。2w233 mol0.1 L 20w233(3)在加热条件下，氯气与 NaOH 溶液反应生成 NaClO3，离子方程式为3Cl26OH =ClO 5Cl 3H2O；控制装置 A
11、 中分液漏斗活塞，缓慢滴加稀硫酸，ClO 2 3将 I 氧化为 I2，I 2能使淀粉溶液呈蓝色，观察到 B 装置中的现象是溶液变蓝，装置 C 吸收的物质是 ClO2和 CO2。6(2018保定二模)碱式碳酸镁可用于牙膏、医药、化妆品等工业，化学式为4MgCO3Mg(OH)25H2O，某碱式碳酸镁中含有 SiO2杂质，为测定其纯度。某兴趣小组设计了如下几个方案：方案取一定质量的样品，与硫酸充分反应，通过测定 CO2的质量计算纯度。(1)乙中发生反应的方程式为 4MgCO3Mg(OH)25H2O5H 2SO4=5MgSO411H 2O4CO 2 。(2)仪器接口的连接顺序为(装置可以重复使用)a_
12、debcb_，丁的作用是_除去 CO2中的水蒸气_。(3)当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是_将装置中残留的 CO2全部赶出被完全吸收_。方案称取碱式碳酸镁样品 m g；将样品充分高温煅烧，冷却后称量；重复操作，测5得剩余固体质量为 m1 g(用托盘天平称量)。(4)下列仪器中，该方案不会用到的是_E_。(5)判断样品完全分解的方法是_样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差 0.1_g 以内_；本实验至少需要称量_4_次。(6)有同学认为方案高温煅烧的过程中会发生MgCO3SiO 2 MgSiO3CO 2，会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点= = = = =高 温 正确吗？_错误_
13、(填“正确”或“错误”)，请说明自己的理由：_该反应的发生不影响生成CO2和水蒸气的量_。解析 (1)乙中发生反应的化学方程式为 4MgCO3Mg(OH)25H2O5H 2SO4=5MgSO411H 2O4CO 2。(2)通过浓硫酸除去水蒸气，通过干燥管吸收二氧化碳；气体通过干燥管的方向是“粗进细出” ；为了防止空气中水蒸气、二氧化碳进入吸收二氧化碳的干燥管，需要再连接一个干燥管，故仪器接口的连接顺序为 adebcb，丁的作用是除去 CO2中的水蒸气。(3)当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是将装置中残留的 CO2全部赶出被完全吸收。(4)该方案不会用到的是 E。(5)判断样品完全分解的方
14、法是样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差 0.1 g 以内；本实验加热前需要称量坩埚的质量、坩埚与药品的质量和，加热至质量恒重，至少称量两次，一共至少需要称量 4 次。(6)错误。理由：该反应的发生不影响生成 CO2和水蒸气的量。7(2018汕头二模)实验室制取乙酸丁酯的装置有如图所示两种装置供选择：有关物质的物理性质如下表：乙酸 1丁醇 乙酸丁酯熔点() 16.6 89.5 73.5沸点() 117.9 117 126.36密度(g/cm 3) 1.05 0.81 0.88水溶性 互溶 可溶(9 g/100 g 水) 微溶(1)制取乙酸丁酯的装置应选用_乙_(填“甲”或“乙”)。不选另一种
15、装置的理由是_由于反应物乙酸、1丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点，若采用甲装置，会造成反应物的大量挥发，降低了反应物的转化率，乙装置含有冷凝回流装置，可以冷凝回流反应物，提高反应物的转化率，所以选乙装置_。(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外，还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)_CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3_、 CH 3CH2CH=CH2 。(3)酯化反应是一个可逆反应，为提高 1丁醇的利用率，可采取的措施是_增加乙酸浓度、减小生成物浓度(或移走生成物)_。(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时，需要经过多步操作，下列图示的操作中，肯定需要的化学
16、操作是_AB_(填选项字母)。(5)有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须_检查是否漏水或堵塞_；某同学在进行分液操作时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还可能_分液漏斗上口玻璃塞未打开(或漏斗内部未与大气相通，或玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准)_。解析 (1)由于反应物乙酸、1丁醇的沸点低于产物乙酸丁酯的沸点，若采用甲装置，会造成反应物的大量挥发，降低了反应物的转化率，乙装置含有冷凝回流装置，可以冷凝回流反应物，提高反应物的转化率，所以选乙装置。(2)因为 1丁醇在浓硫酸、加热条件下可以发生消去反应和分子间脱水反应，所以可能生成的副产物有
17、CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3、CH 3CH2CH=CH2。(3)增加乙酸浓度，减小生成物浓度(或移走生成物)。(4)反应后的混合物中，乙酸能和水互溶，1丁醇能溶于水。所以可加入饱和碳酸钠溶液振荡，进一步减少乙酸丁酯在水中的溶解度，然后分液可得乙酸丁酯，故肯定需要化学操作是 AB。(5)使用分液漏斗前必须应检查是否漏水或堵塞；若液体流不下来，可能分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准，或漏斗内部未与外界大气相通，液体滴下时，分液漏斗内的压强减小，液体逐渐难以滴下，或者玻璃塞未打开，液体不能滴下。8(2018山东烟台模拟)氯化亚砜(SOCl 2)是一种液态化合物，沸
18、点为 77 ，在农药、制药行业中用途广泛。SOCl 2遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并带有刺激性气味的气体产生。实验室合成原理：SO 2Cl 2SCl 2=2SOCl2，部分装置如图所示，回答以下问题：7(1)仪器 c 的名称是_球形冷凝管_，装置 f 的作用是_吸收逸出的有毒气体 Cl2、SO 2，防止空气中的水蒸气进入反应装置，防止 SOCl2水解_。(2)实验室制 Cl2的化学方程式为 MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O = = = = = 。(3)SOCl2与水反应的化学方程式为 SOCl2H 2O=SO22HCl 。蒸干 AlCl3溶液不能得到无水 AlCl3，使
19、SOCl2与 AlCl36H2O 混合加热，可得到无水 AlCl3，试解释原因：_AlCl3溶液易水解，AlCl 36H2O 与 SOCl2混合加热，SOCl 2与 AlCl36H2O 中的结晶水作用，生成无水 AlCl3、SO 2和 HCl 气体，SOCl 2吸水，产物 SO2和 HCl 抑制 AlCl3水解_。(4)下列四种制备 SO2的方案中最佳选择是_丁_。(5)装置 e 中产生的 Cl2经过 d 后进入三颈烧瓶，请在 d 的虚线框内画出所需实验装置图，并标出试剂。(6)试验结束后，将三颈烧瓶中混合物分离开的实验操作是_蒸馏(答分馏、精馏均可)_；(已知 SCl2的沸点为 50 )若反
20、应中消耗的 Cl2的体积为 896 mL(已转化为标准状况，SO 2足量)，最后得到纯净的SOCl2 4.76 g，则 SOCl2的产率为_50.0%_(保留三位有效数字)。(7)分离产物后，向获得的 SOCl2中加入足量 NaOH 溶液，振荡、静止得到无色溶液 W，8检验溶液 W 中存在的 Cl 的方法是_取少量 W 溶液于试管中，加入过量 Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液，滴加 HNO3酸化，再加入 AgNO3溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中有 Cl _。解析 (1)仪器 c 是球形冷凝管，f 有两个作用一个是防止有毒的氯气与二氧化硫逸出会造成污染，一个是防止空气中的水蒸气进入烧瓶中
21、使氯化亚砜水解。(2)实验室制备氯气的方程式为 MnO24HCl(浓) MnCl2Cl 22H 2O。(3)氯化亚砜与水反应= = = = = 的方程式为 SOCl2H 2O=SO22HCl，AlCl 3溶液易水解，AlCl 36H2O 与 SOCl2混合加热，SOCl 2与 AlCl36H2O 中的结晶水作用，生成无水 AlCl3、SO 2和 HCl 气体，SOCl 2吸水，产物 SO2和 HCl 溶于水呈酸性抑制 AlCl3水解。(4)丁制取二氧化硫最佳。因为甲利用固体加热制取气体，装置、药品均正确，但无法快速控制反应的进行与停止；乙利用浓 H2SO4与 Cu加热制 SO2，但 H2SO4
22、的利用率较低；丙中无论是浓硝酸还是稀硝酸都具有很强的氧化性可以轻易的将亚硫酸钠中的4 价的硫氧化为6 价的硫酸根而无法得到二氧化硫；丁中反应生成硫酸钾与二氧化硫还有水。(6)氯化亚砜沸点为 77 ，已知 SOCl2的沸点为 50 ，所以采用分馏的方法即可将之分离。消耗氯气 0.04 mol，得到氯化亚砜的理论值为 0.08 mol，即为 9.52 g，产率 100%50.0%。(7)取少量 W 溶液于试管中，加入过量4.76 g9.52 gBa(NO3)2溶液，静置，取上层清液，滴加 HNO3酸化，再加入 AgNO3溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中有 Cl 。滴加硝酸酸化是为了除去可能存在的碳酸根离子和过量的氢氧化钠，而加入足量的硝酸钡溶液是为了除去过量的亚硫酸根离子。
