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考點二十四 實驗方案的設計和評價拔高專練 1．（2019屆寧夏長慶高級中學高三年級第一次月考）Ⅰ．化學課上老師演示了如下圖的實驗： 實驗時，將兩氣球內(nèi)的NaHCO3和Na2CO3同時倒入試管中。已知鹽酸是足量的，且整套裝置氣密性良好，回答下列問題： （1）實驗過程中觀察到的現(xiàn)象是：________________． （2）實驗結束后，兩試管的氣球大小有差異，大小氣球（包含試管）體積之比約為（填最簡單整數(shù)比）__________． Ⅱ．當甲同學用手觸摸上述試管時，意外發(fā)現(xiàn)A試管變冷，而B試管發(fā)熱，他把這個發(fā)現(xiàn)告訴了同桌乙同學，并由此得出結論：NaHCO3和HCl反應為吸熱反應，而Na2CO3和HCl反應為放熱反應．乙同學卻對此結論卻持懷疑的態(tài)度．為此，兩位同學在課外活動中繼續(xù)進行了下列實驗（每次實驗各做3次平行實驗，取平均值）： 序號 試劑1 試劑2 混合前溫度 混合后溫度 ① 35mL水 2.5g NaHCO3固體 20℃ 18.5℃ ② 35mL水 3.2g Na2CO3固體 20℃ 24.3℃ ③ 35mL稀鹽酸 含2.5g NaHCO3的飽和溶液32.5mL 20℃ 19℃ ④ 35mL稀鹽酸 含3.2g Na2CO3的飽和溶液23.1mL+10mL水 20℃ 24.2℃ ⑤ 35mL稀鹽酸 2.5g NaHCO3固體 20℃ 16.2℃ ⑥ 35mL稀鹽酸 3.2g Na2CO3固體 20℃ 25.1℃ 請你幫助填寫相關內(nèi)容： （1）該研究報告的題目是《___________________________》． （2）該實驗中所用的儀器除試管、藥匙（或V型紙槽）、氣球、玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外，還需要的儀器名稱是______________________． （3）實驗①和②的目的是_________________________________________________． （4）通過上述實驗可得出的結論是：___________________________________（寫出兩條即可）． 【答案】兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡，氣球膨脹，A試管中產(chǎn)生氣體的反應速率要快得多53：42NaHCO3、Na2CO3和鹽酸反應過程中熱效應的研究溫度計、天平研究NaHCO3固體、Na2CO3固體與鹽酸反應時溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的NaHCO3固體與鹽酸反應時，溫度降低，原因是NaHCO3固體溶于水時吸熱，NaHCO3與鹽酸的反應也是吸熱反應；Na2CO3固體與鹽酸反應時，溫度升高，原因是Na2CO3固體溶于水時放熱，Na2CO3與鹽酸的反應也是放熱反應 （2）鹽酸與碳酸鈉反應的化學方程式為：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，鹽酸與碳酸氫鈉反應的化學方程為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，根據(jù)二者與鹽酸反應的化學方程式可知，Na2CO3的相對分子質(zhì)量比的大NaHCO3的大，故相同質(zhì)量的Na2CO3與NaHCO3中，NaHCO3含有的分子多一些，即NaHCO3與鹽酸反應生成的CO2氣體多一些，所以A試管的氣球大， NaHCO3 ～～～～CO2， 1mol 1mol 0.3g84g/mol 0.3g84g/mol， Na2CO3 ～～～～CO2， 1mol 1mol 0.3g106g/mol 0.3g106g/mol 則0.3gNaHCO3或Na2CO3粉末與足量鹽酸發(fā)生反應產(chǎn)生的氣體體積之比為：0.3g84g/mol：0.3g106g/mol=53：42，故答案為：53：42； （1）根據(jù)本實驗的數(shù)據(jù)與實驗結論知，該實驗的課題是《NaHCO3、Na2CO3和鹽酸反應過程中熱效應的研究》；故答案為：NaHCO3、Na2CO3和鹽酸反應過程中熱效應的研究； （2）由圖表知，該實驗中缺少測量溫度的儀器-溫度計和測量固體質(zhì)量的儀器-天平，故答案為：溫度計；天平； （3）實驗①和②分別為碳酸氫鈉、碳酸鈉固體溶于水的熱效應，其目的是研究NaHCO3固體、Na2CO3固體與鹽酸反應時溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的，故答案為：研究NaHCO3固體、Na2CO3固體與鹽酸反應時溫度的變化是否是由于固體溶于水引起的； （4）根據(jù)以上實驗可知：①NaHCO3固體與鹽酸反應時，溫度降低，原因是NaHCO3固體溶于水時吸熱，NaHCO3與鹽酸的反應也是吸熱反應；②Na2CO3固體與鹽酸反應時，溫度升高，原因是Na2CO3固體溶于水時放熱，Na2CO3與鹽酸的反應也是放熱反應，故答案為：①NaHCO3固體與鹽酸反應時，溫度降低，原因是NaHCO3固體溶于水時吸熱，NaHCO3與鹽酸的反應也是吸熱反應；②Na2CO3固體與鹽酸反應時，溫度升高，原因是Na2CO3固體溶于水時放熱，Na2CO3與鹽酸的反應也是放熱反應． 2．（2018-2019學年西寧市沛西中學高三年級第一次月考）氯氣用于自來水的殺菌消毒，但在消毒時會產(chǎn)生一些負面影響，因此人們開始研究一些新型自來水消毒劑。某學習小組查閱資料發(fā)現(xiàn)NCl3可作為殺菌消毒劑，該小組利用如圖所示的裝置制備NCl3，并探究NCl3的漂白性。NCl3的相關性質(zhì)如下： 物理性質(zhì) 制備原理 化學性質(zhì) 黃色油狀液體，熔點為－40 ℃，沸點為 71 ℃，不溶于冷水，易溶于有機溶劑，密度為 1.65 gmL－1 Cl2與NH4Cl水溶液在低溫下反應 95 ℃ 爆炸，熱水中發(fā)生水解 回答下列問題： (1)根據(jù)實驗目的，接口連接的順序為1－________－________－2－3－6－7－________－________－____。 (2)C裝置中盛放的試劑為飽和食鹽水，E裝置中盛放的試劑為____________________。 (3)A裝置中發(fā)生反應的離子方程式為_________________________________________。 (4)B裝置中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________，當B裝置蒸餾燒瓶中出現(xiàn)較多油狀液體后，關閉接口2處的活塞，控制水浴加熱的溫度為 __________________。 (5)當E裝置的錐形瓶內(nèi)有黃色油狀液體出現(xiàn)時，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取該液體滴到干燥的紅色石蕊試紙上，不褪色；若取該液體滴入熱水中，片刻后取該熱水再滴到干燥的紅色石蕊試紙上，先變藍后褪色，結合反應方程式解釋該現(xiàn)象： ________________。 【答案】451098NaOH溶液MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O3Cl2＋NH4Cl===NCl3＋4HCl71～95 ℃NCl3＋3H2O3HClO＋NH3，NCl3本身無漂白性；NCl3在熱水中水解生成的NH3H2O使紅色石蕊試紙變藍，生成的HClO又使其漂白褪色 (3)A裝置中利用二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下制備氯氣,反應生成氯化錳、氯氣與水,反應離子方程式為：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O， 因此，本題正確答案是：MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O； (4) B裝置中Cl2與NH4Cl水溶液在低溫下反應得到NCl3，還生成HCl，反應方程式為：3Cl2＋NH4Cl===NCl3＋4HCl；加熱蒸餾出NCl3，NCl3的沸點為71℃，在95℃爆炸，可以知道控制蒸餾溫度為71～95 ℃， 因此，本題正確答案是：3Cl2＋NH4Cl===NCl3＋4HCl ；71～95 ℃； (5) E裝置的錐形瓶內(nèi)有黃色油狀液體為NCl3，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取該液體滴到干燥的紅色石蕊試紙上，不褪色，說明NCl3沒有漂白性，若取該液體滴入熱水中，NCl3發(fā)生水解，片刻后取該熱水再滴到干燥的紅色石蕊試紙上，先變藍后褪色，說明有堿性物質(zhì)與強氧化性物質(zhì)生成，水解應生成氨氣與HClO。即發(fā)生反應為：NCl3＋3H2O3HClO＋NH3， 因此，本題正確答案是：NCl3＋3H2O3HClO＋NH3，NCl3本身無漂白性；NCl3在熱水中水解生成的NH3H2O使紅色石蕊試紙變藍，生成的HClO又使其漂白褪色。 3．（2018屆貴州省長順縣民族高級中學高三下學期第一次月考）Ⅰ.空白實驗分析是化學實驗中常用的一種方法，是指在不加樣品的情況下，用與測定樣品相同的方法、步驟進行定量分析，把所得結果作為空白值，從樣品的分析結果中扣除，這樣可以消除由于試劑不純或試劑干擾等所造成的系統(tǒng)誤差。 “凱氏定氮法”是經(jīng)典的測定化合物或混合物中總氮量的一種方法。某化學實驗小組成員想通過“凱氏定氮法”實驗測定某品牌化肥中的氮含量。 實驗流程如下： 步驟：①取10.00g化肥樣品溶于水，定容至100mL； ②在燒杯中加入10.00mL步驟①中得到化肥水溶液和輔助試劑，加熱使其充分反應； ③反應完畢，將反應液轉(zhuǎn)移到大試管中； ④按如下裝置用水蒸氣將NH3吹出，并用H3BO3溶液吸收（加熱裝置未畫出）； ⑤取下錐形瓶，滴加指示劑，用0.2500molL－1鹽酸標準液滴定； ⑥重復實驗操作。 數(shù)據(jù)記錄如下： 實驗編號 樣品和輔助試劑 消耗鹽酸體積（mL） 1 10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸 33.18 2 10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸 33.70 3 10.00mL溶液、0.1g催化劑、20mL濃硫酸 33.22 4 x 請回答下列問題： （1）滴定時(NH4)2B4O7重新轉(zhuǎn)化為H3BO3，反應的化學方程式為______________；H3BO3為一元弱酸，在水中發(fā)生反應H3BO3＋H2O[B(OH)4]－＋H＋。室溫下，pH相同的硼酸溶液、鹽酸中，水的電離程度__________（填“前者大”、“后者大”或“相同”）； （2）步驟④的實驗裝置中需要加熱的儀器是___________（填儀器名稱），長導管的作用是______________； （3）編號為4的實驗應加入的樣品和輔助試劑為__________________________； （4）計算該化肥中的氮含量為____克/每千克化肥（含x代數(shù)式表示，要求化簡）。 Ⅱ.假設實驗分析法也是化學實驗常用的方法，以下實驗研究影響化學反應速率的因素。 （1）已知KHSO3與KIO3反應的離子方程式為IO3-+3HSO3-==3SO42-+I-+3H+；一定量的KHSO3溶液與KIO3溶液在恒溫條件下混合，用速率檢測儀檢測出起始階段速率突然增大。對其原因提出如下假設，請完成假設2。 假設1：生成的SO42-對反應起催化作用； 假設2：___________________________； （2）請設計實驗驗證上述假設1，完成下表中內(nèi)容。 實驗步驟 預期實驗現(xiàn)象和結論 在燒杯甲中將一定量的KHSO3溶液與KIO3溶液混合，用速率檢測儀測定起始階段速率v(甲)； 在燒杯乙中先加入少量______（填試劑），其他條件與甲完全相同，用速率檢測儀測定起始階段速率v(乙)。 若v(甲)< (乙)，則假設1成立 【答案】(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O=4H3BO3+2NH4Cl前者大圓底燒瓶作為安全管，平衡氣壓10.00mL蒸餾水、0.1g催化劑、20mL濃硫酸116.2-3.5x生成的I?對反應起催化作用；或生成的H+對反應起催化作用K2SO4粉末或K2SO4固體 （3）依據(jù)編號1、2、3分析可知編號為4的實驗應加入的樣品和輔助試劑為10.00mL蒸餾水、0.1g催化劑、20mL濃硫酸，空白、等量對照使用目的是消除其他試劑、實驗操作等因素引起的誤差； （4）第2組實驗數(shù)據(jù)偏差較大，為離群值，應舍棄，則鹽酸的體積為（33.18+33.222-x）ml=（33.20-x）ml，由反應過程中的氮元素質(zhì)量守恒可得關系式：2N～（NH4）2B4O7～2HCl，化肥樣品中含氮元素的質(zhì)量：（33.20-x）10-30.25001410010g，則該化肥中的氮含量為（33.20-x）10-30.25001410010100010g/Kg=116.2-3.5x g/Kg。 Ⅱ. （1）根據(jù)影響反應速率的外界因素有濃度、溫度、催化劑等加以假設，而在本實驗中可能的原因為反應生成的I-對反應起催化作用，I-濃度越大反應速率越快或者反應生成的H+對反應起催化作用，H+濃度越大反應速率越快或者是反應放熱，隨著反應的進行，溫度升高，反應速率加快； （2）設計實驗是為了驗證上述假設1，則應控制甲、乙兩燒杯中的SO42-濃度不同，故需要在乙燒杯中加入少量K2SO4粉末。 4．（2019屆吉林省樺甸市第八高級中學高三第一次階段性考試）某校化學小組學生利用下圖所列裝置進行 “鐵與水反應”的實驗，并利用產(chǎn)物進一步制取FeCl36H2O晶體。(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去) (1)裝置B中發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________。 (2)裝置E中的現(xiàn)象是：_________________________________________。 (3)停止反應，待B管冷卻后，取其中的固體，加入過量稀鹽酸充分反應，過濾。簡述檢驗濾液中 Fe3+的操作方法：________________________________________。 (4)該小組學生利用上述濾液制取FeCl36H2O晶體，設計流程如下： 步驟I中通入Cl2的作用是____________________________。 該流程中需保持鹽酸過量，主要原因是(結合離子方程式簡要說明)______________。 【答案】3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2黑色固體變?yōu)榧t色，管壁有水珠取少量濾液，滴入幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變紅色將濾液中含有的Fe2+氧化成Fe3+FeCI3會發(fā)生水解反應，即3Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，過量鹽酸能抑制FeCl3的水解 5．（2019屆吉林省樺甸市第八高級中學高三第一次階段性考試）按以下裝置圖進行實驗，填寫有關現(xiàn)象及化學方程式。 （1）A中現(xiàn)象是____________________， （2）B中濃硫酸的作用是_______________， （3）C中發(fā)生反應的化學方程式為______________， （4）D中現(xiàn)象是_______________；反應的離子方程式是__________________________， E中收集的氣體是____________。 【答案】固體質(zhì)量減輕、試管內(nèi)壁有無色液滴除去二氧化碳中水蒸氣或干燥氣體或吸收水蒸汽2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2澄清石灰水變渾濁CO2 + Ca2+ +2OH-=CaCO3↓ + H2O氧氣/O2 6．（廣東省中山一中、仲元中學等七校2019屆高三第一次聯(lián)考）疊氮化鈉（NaN3）是汽車安全氣囊最理想的氣體發(fā)生劑原料。下面是工業(yè)水合肼法制備疊氮化鈉的工藝流程； 已知NaN3能與AgNO3反應生成白色難溶于水的AgN3；有關物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表： 熔點℃ 沸點℃ 溶解性 CH3OH —9 64.7 與水互溶 水合肼(N2H4?H2O) 2 113.5 與水、醇互溶， 不溶于乙醚和氯仿 亞硝酸甲酯(CH3ONO) —17 —12 溶于乙醇、乙醚 請回答： （1）步驟Ⅰ中NaNO2與稀硫酸發(fā)生副反應生成兩種氣體（其中一種氣體在空氣中可以轉(zhuǎn)化為另一種氣體）的離子方程式為___________；步驟Ⅱ中生成NaN3的化學方程式為_______。 （2）實驗室模擬步驟Ⅱ?qū)嶒炑b置如下圖（裝置中冷卻水省略，下同）： ①儀器a的名稱__________________，作用是________________________________。 ②根據(jù)實驗發(fā)現(xiàn)溫度在20℃左右反應的選擇性和轉(zhuǎn)化率最高，但是該反應屬于放熱反應，因此可以采取的措施是______________________________。 ③圖中X處連接的最合適裝置應為下圖中的_________。 A B C D （3）步驟Ⅱ、Ⅲ中制備疊氮化鈉并對溶液A進行蒸餾的合理操作順序是__________。 ①打開K1、K2，關閉K3 ②打開K3 ③加熱 ④關閉K1、K2 （4）步驟Ⅳ對溶液B加熱蒸發(fā)至溶液體積的1/3，NaN3結晶析出。 ①步驟Ⅴ可以用______________洗滌晶體。 A．水 B．乙醇 C．乙醇水溶液 D．乙醚 ②沉淀滴定法測定產(chǎn)品純度，是以淡黃色K2CrO4溶液作指示劑，將AgNO3標準溶液滴入樣品溶液，至少量Ag2CrO4出現(xiàn)，即溶液呈淡紅色為終點。AgNO3溶液要裝在棕色的酸式滴定管里進行滴定，理由是_____________。下列操作合理的是______。 A．滴定管和移液管管尖不可接觸錐形瓶內(nèi)壁 B．滴定時滴液速度應先快后慢，接近終點時一滴一搖 C．滴定過程中可用蒸餾水將錐形瓶壁上粘附的溶液沖下 D．若未等滴定管液面穩(wěn)定就讀數(shù)會導致測定結果偏高 E．若發(fā)現(xiàn)滴液過量，可回滴樣品溶液，至紅色褪去 【答案】2NO2-+2H+==NO↑+NO2↑+H2O N2H4+CH3ONO+NaOH==NaN3+CH3OH+3H2O球形冷凝管冷凝回流，平衡氣壓冷水浴或緩慢通入氣體等C①④②③或①②④③CAgNO3溶液溶液顯酸性，且AgNO3易見光分解，濃度下降，使測定不準BCD （3）根據(jù)亞硝酸甲酯(CH3ONO)的溶沸點很低，所以在通入亞硝酸甲酯時應打開K1、K2，關閉K3,充分反應后，需對混合溶液進行蒸餾提純，即關閉K1、K2，打開K3，加熱進行蒸餾； （4）①根據(jù)反應可知，NaN3結晶中可能含有未反應的水合肼（與水、醇互溶，不溶于乙醚和氯仿）和氫氧化鈉，產(chǎn)物CH3OH，可采用乙醇水溶液去除雜質(zhì)；②AgNO3中的銀離子易水解，因此用酸式滴定管，且AgNO3易見光分解，所以酸式滴定管應為棕色，減少AgNO3分解；A．滴定管在滴半滴時需要使溶液懸而不滴，讓其沿容器壁流入容器，再用少量水沖洗內(nèi)壁，故A錯誤；B．滴定時滴液速度應先快后慢，接近終點時一滴一滴加入并不停搖動，故B正確；C．滴定管在滴半滴時需要使溶液懸而不滴，讓其沿容器壁流入容器，再用少量水沖洗內(nèi)壁,故C正確；D．若未等滴定管液面穩(wěn)定，滴定關內(nèi)可能含有氣泡，就讀數(shù)會導致測定結果偏高，故D正確；E．若發(fā)現(xiàn)滴液過量，應重新滴定，故E錯誤；故選BCD。 7．（2019屆甘肅省甘谷縣第一中學高三上學期第一次檢測考試）某小組同學為探究 H2O2、 H2SO3、 Br2 氧化性強弱，設計如下實驗（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗）。 實驗記錄如下： 實驗操作 實驗現(xiàn)象 ① 打開活塞 a，滴加氯水，關閉活塞 a _____________________________________________ ② 吹入熱空氣一段時間后停止 A中溶液顏色明顯變淺；B中有氣泡，產(chǎn)生大量白色沉淀，沉降后上層清液為無色 ③ 打開活塞b，逐滴加入H2O2溶液 開始時溶液顏色無明顯變化；繼續(xù)滴加H2O2溶液，一段時間后，混合液逐漸變成橙紅色。 完成下列填空： （1）在進行操作①時，A中的實驗現(xiàn)象是___________，有關反應的離子方程式是______。 （2）操作②吹入熱空氣的目的是____________。B 中產(chǎn)生白色沉淀的化學式是___________。 （3）裝置C的作用是____________________。 （4）由上述實驗可知，在此實驗條件下，H2O2、H2SO3、Br2氧化性強弱順序為____________。 （5）操作③開始時顏色無明顯變化可能原因是（寫出一條即可）：_____________。 【答案】A 中溶液變?yōu)槌燃t色Cl2+2Br-===Br2+2Cl-吹出單質(zhì)Br2BaSO4吸收尾氣H2O2＞Br2＞H2SO3H2SO3 有剩余（H2O2濃度小或 Br-與 H2O2 反應慢等因素） 化氫，溶液開始顏色無明顯變化，可能是因為B裝置中還有硫酸剩余，過氧化氫先與亞硫酸反應，再與溴離子反應，也可能是因為過氧化氫濃度小于溴離子或溴離子與過氧化氫反應慢等因素。 8．（2019屆湖南師大附中高三上學期月考試卷一）常溫常壓下，一氧化二氯(Cl2O)為棕黃色氣體，沸點為3.8 ℃，42 ℃以上會分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并與水反應生成HClO。 （制備產(chǎn)品） 將氯氣和空氣(不參與反應)按體積比1∶3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，并用水吸收Cl2O(不含Cl2)制備次氯酸溶液。 （1）各裝置的連接順序為___→___→___→________→____。___________ （2）裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是_；裝置C的作用是__。 （3）制備Cl2O的化學方程式為___。 （4）反應過程中，裝置B需放在冷水中，其目的是___。 （5）此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液有兩個主要優(yōu)點，分別是____。 （測定濃度） （6）已知次氯酸可被FeSO4等物質(zhì)還原。用下列實驗方案測定裝置E所得溶液中次氯酸的物質(zhì)的量濃度：量取10 mL上述次氯酸溶液，并稀釋至100 mL，再從其中取出10.00 mL于錐形瓶中，并加入10.00 mL 0.80 molL－1的FeSO4溶液，充分反應后，用0.050 00 molL－1的酸性KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液24.00 mL，則原次氯酸溶液的濃度為___。 【答案】ADBCE加快反應速率，使反應充分進行除去Cl2O中的Cl22Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋2NaCl＋CO2(或2Cl2＋Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解制得的次氯酸溶液純度較高，濃度較大1.000molL－1 參與反應）按體積比1：3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，反應為：2Cl2+Na2CO3═Cl2O+2NaCl+CO2或2Cl2+Na2CO3+H2O═Cl2O+2NaCl+2NaCO3；（４）由題可知：Cl2O 42℃以上會分解生成Cl2和O2，故為防止反應放熱后溫度過高導致Cl2O分解，裝置B需放在冷水中；（5）此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液有兩個主要優(yōu)點，分別是制得的次氯酸溶液純度較高，濃度較大；（6）根據(jù)反應H2O+ClO-+2Fe2+=Cl-+2Fe3++2OH-、MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，則原次氯酸溶液的濃度為12(0.800mol/L1010-3L-0.05mol/L2410-3L5)100mL10mL1010-3L=1.000molL－1。 9．（2019屆上海市魯迅中學高三上學期第一次階段性測試）甲烷、乙烯、乙炔是幾類常見烴的代表物。 將如圖裝置放置在光亮的地方，隨后觀察到如下實驗現(xiàn)象：大試管內(nèi)壁上有油狀液滴生成、飽和食鹽水中有少量固體析出、黃綠色氣體顏色變淺、試管內(nèi)液面有所上升。 （1）油狀液滴的成分可能是CCl4和________________________________（填物質(zhì)）。 （2）水槽中盛放飽和食鹽水而不是蒸餾水是為了抑制_________（填物質(zhì)）與水的反應。 （3）飽和食鹽水中有少量固體析出，請用溶解平衡移動原理解釋__________________。 從下圖中選擇制取氣體的合適裝置： （4）裝置C的名稱為__________________，實驗室通常制備C2H2的裝置_______（選填編號），該反應的化學方程式為_______________________________________________。 （5）可用于實驗室制取乙烯的發(fā)生裝置是_______（選填編號）。反應液加入碎瓷片的目的是__________________。制得的乙烯中常含有SO2和CO2 ，設計實驗證明乙烯能使溴水褪色：__________________________。 【答案】CHCl3和CH2Cl2（CH3Cl有沒有都不扣分） 氯氣飽和食鹽水中存在氯化鈉的溶解平衡：NaCl(s)Na++Cl－，甲烷與氯氣反應生成氯化氫溶于水，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，析出氯化鈉固體啟普發(fā)生器BCaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑A防暴沸將產(chǎn)生的氣體先通過足量氫氧化鈉溶液，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，最后通過溴水 （3）飽和食鹽水中存在氯化鈉的溶解平衡：NaCl(s)Na++Cl－，甲烷與氯氣反應生成氯化氫溶于水，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，析出氯化鈉固體； （4）根據(jù)儀器的構造可知，裝置C的名稱為啟普發(fā)生器，實驗室利用碳化鈣與水反應制備乙炔屬于固體與液體不加熱制取氣體，故通常制備C2H2的裝置B，反應的化學方程式為CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑； （5）實驗室利用無水乙醇在濃硫酸催化下迅速加熱至170℃制取乙烯屬于液體混合物加熱制取氣體，發(fā)生裝置選A；反應液加入碎瓷片的目的是防暴沸；制得的乙烯中常含有SO2和CO2，必須用氫氧化鈉溶液吸收后通入溴水檢驗是否使其褪色，設計實驗證明乙烯能使溴水褪色的方案為：將產(chǎn)生的氣體先通過足量氫氧化鈉溶液，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，最后通過溴水。 10．（2018屆陜西省渭南韓城市高三下學期第三次模擬考試）硫酸銨可用作肥料，也可用于紡織、皮革、醫(yī)藥等方面。某化學興趣小組對硫酸銨的一些性質(zhì)進行探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)在試管中加入少量硫酸銨樣品，加水溶解，滴加NaOH溶液。將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙顏色無明顯變化。再將試管加熱，試紙很快變藍。由此可知：______________________________________、_________________________________。 (2)從廢鐵屑中回收鐵屑，用堿溶液洗凈之后，再用過量硫酸溶解。然后加入稍過量硫酸銨飽和溶液。在小火下蒸發(fā)溶劑直到晶膜出現(xiàn)，停火利用余熱蒸發(fā)溶劑。過濾后用少量乙醇洗滌，得到硫酸亞鐵銨晶體。 ①堿溶液洗滌的目的是__________________________________。 ②硫酸過量的原因是___________________________________。 (3)硫酸銨高溫下完全分解生成氨氣和其他幾種氣體(含硫產(chǎn)物只有一種)。為探究硫酸銨的其他分解產(chǎn)物，通過下列裝置進行實驗，通入分解產(chǎn)物一段時間后，再點燃裝置E中的酒精燈并開始用裝置F收集氣體。實驗中觀察到E中無明顯現(xiàn)象，F(xiàn)中排水收集的氣體能使燃著的木條熄滅，經(jīng)測定其相對分子質(zhì)量為28。 ①裝置A、B中的溶液分別是______(填標號)。B中可觀察到的現(xiàn)象是___________。 a.NaOH溶液 b.硫酸溶液 c.BaCl2溶液 d.品紅溶液 ②裝置E的作用是__________________________________。 ③寫出(NH4)2SO4高溫分解的化學方程式:__________ ________。 【答案】NH4+與OH-反應生成的NH3H2O在加熱條件下分解生成NH3, NH3溶于水呈堿性除去鐵屑表面的油污抑制Fe2+水解b、d溶液紅色變淺(或褪色)驗證硫酸銨分解產(chǎn)物中是否存在氧氣3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑ （3）由題意，F(xiàn)中排水收集的氣體能使燃著的木條熄滅，經(jīng)測定其相對分子質(zhì)量為28可知F中排水收集的氣體是氮氣，硫酸銨高溫下完全分解生成氮氣，說明氮元素化合價升高，則硫酸根中的硫元素化合價一定降低，E中無明顯現(xiàn)象說明混合氣體中一定沒有氧氣，說明混合氣體中一定存在二氧化硫，則硫酸銨的分解產(chǎn)物為氨氣、氮氣、二氧化硫和水，反應的化學方程式為：3(NH4)2SO44NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；探究硫酸銨的其他分解產(chǎn)物時，一定要排除氨氣對二氧化硫檢驗的干擾，A中硫酸溶液吸收氨氣，排除氨氣對二氧化硫檢驗的干擾，B中品紅溶液檢驗二氧化硫。 11．（2019屆山東省淄博市淄川中學高三上學期開學考試）氮的氧化物(NOx)是大氣污染物之一，工業(yè)上在一定溫度和催化劑條件下用NH3將NOx還原生成N2。某同學在實驗室中對NH3與NO2反應進行了探究?；卮鹣铝袉栴}： （1）氨氣的制備 ①氨氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的_______，反應的化學方程式為________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨氣，選擇上圖中的裝置，其連接順序為：發(fā)生裝置→________(按氣流方向，用小寫字母表示)。 （2）氨氣與二氧化氮的反應 將上述收集到的NH3充入注射器X中，硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑，充入NO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定溫度下按圖示裝置進行實驗。 操作步驟 實驗現(xiàn)象 解釋原因 打開K1，推動注射器活塞，使X中的氣體緩慢通入Y管中 ①Y管中____________________ ②反應的化學方程式___________________ 將注射器活塞退回原處并固定，待裝置恢復到室溫 Y管中有少量水珠 生成的氣態(tài)水凝聚 打開K2 ③_______________________ ④_______________________ 【答案】A或B2NH4Cl＋Ca(OH)22NH3↑＋CaCl2＋2H2O或NH3H2ONH3↑＋H2Odcfei紅棕色氣體慢慢變淺8NH3＋6NO27N2＋12H2OZ中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象反應后氣體分子數(shù)減少，Y管中壓強小于外壓 【解析】 【詳解】 （1）①制備氨氣，可以用NH4Cl和Ca(OH)2共熱產(chǎn)生，其反應方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，此反應是固體與固體反應加熱制備氣體，裝置選擇A，也可以利用NH3H2O受熱分解成NH3，選擇裝置為B，其反應方程式為NH3H2ONH3↑＋H2O；②實驗目的是收集干燥的氨氣，干燥氨氣一般用堿石灰，因為氨氣極易溶于水，密度小于空氣，因此采用向下排空氣法收集，又因為氨氣有毒，必須注意尾氣處理，因此順序是dcfei；（2）NH3具有還原性，能與NO2發(fā)生氧化還原反應，其反應城市為8NH3＋6NO27N2＋12H2O，因此Y管中觀察的現(xiàn)象是紅棕色氣體慢慢變淺；Y管中有少量水珠，生成的氣態(tài)水凝聚，反應后氣體分子數(shù)減少，造成Y管中的壓強減小，Z中NaOH溶液產(chǎn)生倒吸。 12．（2019屆山東省淄博市淄川中學高三上學期開學考試）某研究性學習小組為了制取、收集純凈干燥的氯氣并探究氯氣的性質(zhì)，他們設計了如圖所示的實驗裝置： 請回答下列問題： （1）整套實驗裝置的連接順序是f接(　) (　)接(　)(　)接(　)(各接口處的字母代號)。_________ （2）E裝置中制取氯氣的離子方程式是_________________________。 （3）B裝置的作用是__________________；A裝置中試劑X是________________。 （4）C裝置中可觀察到的現(xiàn)象是____________。 （5）ClO2和氯氣具有相似的性質(zhì)，用如圖裝置可以測定某混合氣中ClO2 的含量：（其他成分不參與反應） Ⅰ.在錐形瓶中加入足量的碘化鉀，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸； Ⅱ.在玻璃液封裝置中加入水，使液面沒過玻璃液封管的管口； Ⅲ.將一定量的混合氣體通入錐形瓶中吸收； Ⅳ.將玻璃液封裝置中的水倒入錐形瓶中； Ⅴ.用0.100 0 molL－1 硫代硫酸鈉標準溶液滴定錐形瓶中的溶液(I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－)，指示劑 顯示終點時共用去20.00 mL硫代硫酸鈉溶液。在此過程中： A． 錐形瓶內(nèi)ClO2與碘化鉀反應的離子方程式為_______________________。 B． 測得混合氣中ClO2的質(zhì)量為________g。 【答案】a　b　e　d　cMnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2 ＋＋Cl2↑＋2H2O干燥Cl2飽和食鹽水溶液變藍色2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－0.027 00 13．（2018年江蘇化學高考試題）以Cl2、NaOH、(NH2)2CO（尿素）和SO2為原料可制備N2H4H2O（水合肼）和無水Na2SO3，其主要實驗流程如下： 已知：①Cl2+2OH?ClO?+Cl?+H2O是放熱反應。 ②N2H4H2O沸點約118 ℃，具有強還原性，能與NaClO劇烈反應生成N2。 （1）步驟Ⅰ制備NaClO溶液時，若溫度超過40 ℃，Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaCl，其離子方程式為____________________________________；實驗中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是____________________________________。 （2）步驟Ⅱ合成N2H4H2O的裝置如圖?1所示。NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40 ℃以下反應一段時間后，再迅速升溫至110 ℃繼續(xù)反應。實驗中通過滴液漏斗滴加的溶液是_____________；使用冷凝管的目的是_________________________________。 （3）步驟Ⅳ用步驟Ⅲ得到的副產(chǎn)品Na2CO3制備無水Na2SO3（水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-隨pH的分布如圖?2所示，Na2SO3的溶解度曲線如圖?3所示）。 ①邊攪拌邊向Na2CO3溶液中通入SO2制備NaHSO3溶液。實驗中確定何時停止通SO2的實驗操作為_________________。 ②請補充完整由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案： _______________________，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。 【答案】3Cl2+6OH??5Cl?+ClO3?+3H2O緩慢通入Cl2NaClO堿性溶液減少水合肼的揮發(fā)測量溶液的pH，若pH約為4，停止通SO2邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾 【解析】（1）溫度超過40℃，Cl2與NaOH溶液發(fā)生歧化反應生成NaClO3、NaCl和H2O，反應的化學方程式為3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O，離子方程式為3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O。由于Cl2與NaOH溶液的反應為放熱反應，為了減少NaClO3的生成，應控制溫度不超過40℃、減慢反應速率；實驗中控制溫度除用冰水浴外，還需采取的措施是：緩慢通入Cl2。 ②由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3，首先要加入NaOH將NaHSO3轉(zhuǎn)化為Na2SO3，根據(jù)含硫微粒與pH的關系，加入NaOH應調(diào)節(jié)溶液的pH約為10；根據(jù)Na2SO3的溶解度曲線，溫度高于34℃析出Na2SO3，低于34℃析出Na2SO37H2O，所以從Na2SO3溶液中獲得無水Na2SO3應控制溫度高于34℃。因此由NaHSO3溶液制備無水Na2SO3的實驗方案為：邊攪拌邊向NaHSO3溶液中滴加NaOH溶液，測量溶液pH，pH約為10時，停止滴加NaOH溶液，加熱濃縮溶液至有大量晶體析出，在高于34℃條件下趁熱過濾，用少量無水乙醇洗滌，干燥，密封包裝。