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1、第40讲简单的化学实验设计与评价一、选择题1.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是()选项实验操作实验目的或结论A某钾盐溶于盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体说明该钾盐是K2CO3B向含有少量FeCl3的MgCl2溶液中加入足量Mg(OH)2粉末，搅拌一段时间后过滤除去MgCl2溶液中少量FeCl3C常温下，向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末，过滤，向洗净的沉淀中加稀盐酸，有气泡产生说明常温下Ksp(BaCO3)Ksp(BaSO3)DC2H5OH与浓硫酸170共热，制得的气体通入酸性KMnO4溶液检验制得的气体是否为乙烯2.用15 mL 2 molL1的H2SO
2、4溶液与15 mL 3 molL1的Na2CO3溶液反应来制取二氧化碳，欲制得最多的二氧化碳，则下列叙述正确的是()A把两种溶液快速混合并不断搅拌B把两种溶液缓慢混合并不断搅拌C把Na2CO3溶液滴加到H2SO4溶液中D把H2SO4溶液滴加到Na2CO3溶液中3.饱和溶液在化学实验中的用途颇多，使用得当会增加实验效果。以下说法不符合实际的是()A制乙炔时，用饱和食盐水代替纯水，可得到比较平稳的乙炔气流B制乙酸乙酯时，将平衡混合气通到饱和Na2CO3溶液上方，是利用乙酸乙酯在其中的溶解度小，乙醇易溶于水，乙酸能与Na2CO3反应的性质，乙酸乙酯迅速冷凝而使实验现象明显C工业制肥皂时，把饱和食盐溶
3、液加入皂化液中，发生盐析，硬脂酸钠浮于液面上D实验室常用排饱和食盐水法收集氯化氢气体4.以下根据实验现象的推断，正确的是()A能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体一定是氯气B能使石蕊溶液呈紫色的溶液一定呈中性C在潮湿空气中能形成白雾的气态氢化物一定是氯化氢D溶于水能形成无色溶液的红棕色气体一定是二氧化氮5.去掉苯酚中混有的少量苯甲酸，应选用的最好的实验方案是()A在混合物中加入HCl溶液，充分振荡，再用分液漏斗分离B在混合物中加入NaOH溶液，充分振荡，再通入过量CO2，使反应完全后，用分液漏斗分离C将混合物用蒸馏方法分离D在混合物中加入乙醚，充分萃取苯酚，然后再用分液漏斗分离6.下列实验事实不
4、能作为实验判断依据的是()A钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱B在MgCl2与AlCl3溶液中分别加入过量氨水，判断Mg与Al的金属性强弱C碳酸钠溶液显碱性，硫酸钠溶液显中性，判断硫与碳的非金属性强弱DBr2与I2分别与足量H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱7.下列三种途径来制取相等质量的硝酸铜：跟浓硝酸反应；跟稀硝酸反应；先跟氧气反应生成氧化铜，氧化铜再跟硝酸反应，以下叙述正确的是()A三种途径所消耗的铜的物质的量不相等B三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等C所消耗的铜的物质的量是：途径途径途径D所消耗的硝酸的物质的量是：途径途径途径二、非选择题8.为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸
5、气和HCl挥发出来，甲同学设计了如下图所示的实验装置，按要求回答问题。(1)请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口的顺序：b接e，f接d，c接a。(2)U形管中所盛试剂的化学式为无水CuSO4。(3)装置中CCl4的作用是吸收Cl2。(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加装置。你认为装置应加在之间(填装置序号)。瓶中可以放入湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的有色布条。(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置，只需将原来烧杯中AgNO3溶液换成其他溶
6、液。你认为可将溶液换成紫色石蕊溶液，如果观察到紫色石蕊溶液变红而不褪色的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。9.钠是一种很活泼的金属，在工业上常用电解熔融NaCl的方法制得，其另一产物氯气的用途也十分广泛，工业上制取漂白粉就是其用途之一。(1)请写出工业上用电解方法制取钠的化学方程式_。(2)工业上制取漂白粉的化学方程式为2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O，漂白粉的主要成分是CaCl2、Ca(ClO)2。(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该固体中可能存在的其他物质。提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，只含Ca(ClO)2
7、；假设2：该漂白粉全部变质，只含CaCO3；假设3：该漂白粉部分变质，既含有Ca(ClO)2又含有CaCO3。设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象与结论。限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、1 mol/L HCl、品红溶液、新制澄清石灰水。(提示：不必检验Ca2和Cl，表格可以不填满)实验步骤预期现象和结论取少量上述漂白粉于试管中，加入适量1 mol/L盐酸溶解后，再将产生的气体导入到澄清石灰水中 10.(2012重庆卷)氯离子插层镁铝水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气，现
8、用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。(1)Mg2Al(OH)6ClxH2O热分解的化学方程式为_。(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为aedb(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是吸收HCl气体。装置连接后，首先要进行的操作名称是检验气密性。(3)加热前先通过N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收、防止产生倒吸等。(4)完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x3，若取消冷却玻管B后进行实验，测定x值将偏低(填“偏高”或“偏低”)。(5)上述水滑石在空气中放置时易
9、发生反应生成Mg2Al(OH)6Cl(12y)(CO3)yzH2O，该生成物能发生类似的热分解反应，现以此物为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定装置C的增重及样品质量(样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)。 11.(2011江苏卷)高氯酸铵(NH4ClO4)是复合火箭推进剂的重要成分，实验室可通过下列反应制取：NaClO4(aq)NH4Cl(aq)NH4ClO4(aq)NaCl(aq)(1)若NH4Cl用氨气和浓盐酸代替，上述反应不需要外界供热就能进行，其原因是氨气与浓盐酸反应放出热量。(2)反应得到的混合溶液中NH4ClO4和
10、NaCl的质量分数分别为0.30和0.15(相关物质的溶解度曲线见下图)。从混合溶液中获得较多NH4ClO4晶体的实验操作依次为(填操作名称)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、干燥。(3)样品中NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定，蒸馏装置如下图所示(加热和仪器固定装置已略去)，实验步骤如下：步骤1：按上图所示组装仪器，检查装置气密性。步骤2：准确称取样品a g(约0.5 g)于蒸馏烧瓶中，加入约150 mL水溶解。步骤3：准确量取40.00 mL约0.1 molL1 H2SO4溶液于锥形瓶中。步骤4：经分液漏斗向蒸馏烧瓶中加入20 mL 3 molL1 NaOH溶液。步骤5：加热蒸馏至蒸
11、馏烧瓶中剩余约100 mL溶液。步骤6：用新煮沸过的水冲洗冷凝装置23次，洗涤液并入锥形瓶中。步骤7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用c molL1 NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液V1 mL。步骤8：将实验步骤17重复2次。步骤3中，准确量取40.00 mL H2SO4溶液的玻璃仪器是酸式滴定管。步骤17中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是1,5,6(填写步骤序号)。为获得样品中NH4ClO4的含量，还需补充的实验是用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验)。第40讲1B2.C3.D4.D5.B6.B7D解析：根据
12、三个途径的化学方程式可以看出本题答案：Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(浓)=3Cu(NO3)22NO4H2OCuO2HNO3=Cu(NO3)22H2O8(1)efdc(2)无水CuSO4(3)吸收Cl2(4)湿润的淀粉碘化钾试纸或湿润的有色布条(5)紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液变红而不褪色9(1)2NaCl(熔融)2NaCl2(2)CaCl2、Ca(ClO)2(3)Ca(ClO)2CaCO3加入适量1 mol/L盐酸溶解后，再将产生的气体导入到澄清石灰水中(1)若澄清石灰水未见浑浊，则固体中不含CaCO3；(2)若澄清石灰水变浑浊，则固体中含有CaCO3向步
13、骤反应后的试管滴入12滴品红溶液，振荡(或另外取样操作)(1)若品红褪色，固体中存在Ca(ClO)2；(2)若品红不褪色，则固体中不存在Ca(ClO)210(1)2Mg2Al(OH)6ClxH2O4MgOAl2O32HCl(52x)H2O(2)aedb吸收HCl气体检验气密性(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收防止产生倒吸(4)3偏低(5)装置C的增重及样品质量(样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)11(1)氨气与浓盐酸反应放出热量(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤(3)酸式滴定管1,5,6用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验)4