第十一章第三講物質的製備及實驗方案的設計與評價

第三講物質的製備及實驗方案的

設計與評價

一、選擇題

1．下列實驗方案合理的是(　　)。

a．用通入酸性高錳酸鉀溶液的方法除去乙烯中混有的二氧化硫

b．用加入濃溴水的方法分離苯和苯酚的混合物

c．用灼熱的銅絲網除去n2中混有的少量o2

d．用燃燒的方法除去co2中混有的少量co

解析乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，a項錯誤；濃溴水與苯酚反應生成的三溴苯酚難溶於水但易溶於有機溶劑，如苯中，b項錯誤；氧氣能與灼熱的銅反應生成氧化銅而除去，氮氣在加熱條件下不能與銅反應，c項正確；因co2中混有少量的co，此混合氣體不能燃燒，d項錯誤。

答案　c

2．某同學設計了鈉與氯氣反應的裝置，如下圖所示。將一根玻璃管與氯氣發生器相連，玻璃管內放一塊黃豆粒大的金屬鈉(已吸淨煤油)，玻璃管尾部塞一團浸有naoh溶液的棉花球。先給鈉預熱，直到鈉熔融成圓球時，停止加熱，通入氯氣，即可見鈉燃燒起來，產生大量白煙。

下面的有關敘述錯誤的是(　　)

a．鈉燃燒產生蒼白色火焰

b．浸有naoh溶液的棉花球是用於吸收過量的氯氣，以避免汙染空氣

c．反應產生的大量白煙是氯化鈉晶體

d．若在棉花球外沿滴一滴澱粉碘化鉀溶液，可以判斷氯氣是否被鹼液完全吸收

解析鈉燃燒為黃色火焰，a錯。

答案 a

3．下圖的實驗裝置用來分離co2和co氣體並乾燥。圖中a為止水夾，b為分液漏斗的活塞，通過y形管和止水夾分別接c、d兩球膽，現裝置內的空氣已排盡。為使實驗成功，甲、乙、丙中盛放的溶液分別是(　　)。

a．nahco3飽和溶液、12 mol·l－1鹽酸、18.4 mol·l－1硫酸

b．na2co3飽和溶液、2 mol·l－1硫酸、naoh飽和溶液

c．naoh飽和溶液、2 mol·l－1硫酸、18.4 mol·l－1硫酸

d．18.4 mol·l－1硫酸、naoh飽和溶液、18.4 mol·l－1硫酸

解析由圖示可知甲中所盛試劑用於吸收混合氣中的co2，可排除a、d兩項；丙中所盛試劑用於乾燥co和co2氣體，排除b項。

答案　c

4．用下列實驗或實驗裝置進行的實驗中，能達到相應實驗目的的是(　　)

a．裝置甲：防止鐵釘生鏽

b．測定同溫同濃度的nacl和naf溶液的ph，確定f、cl兩元素的非金屬性的強弱

c．裝置乙：除去乙烷中混有的乙烯

d．用ca(oh)2溶液來鑑別na2co3溶液和nahco3溶液

解析本題考查了化學實驗的設計。元素非金屬性的強弱可以通過元素的最**氧化物對應水化物的酸性來比較，而通過比較無氧酸鹽溶液的ph，無法確定元素的非金屬性強弱，故b錯；乙烯被酸性高錳酸鉀溶液氧化，生成的co2仍會混在乙烷中，故c錯；d中na2co3溶液和nahco3溶液和ca(oh)2反應都有caco3沉澱生成，故d錯。

答案 a

5．下列製備和收集氣體的實驗裝置合理的是 (　　)。

解析用氯化銨和氫氧化鈣固體制氨氣時有水生成，試管口應向下傾斜；no能與空氣中的氧氣反應生成no2且和空氣密度相近，應用排水法收集；氫氣密度比空氣小，收集氫氣時導管應「短進長出」。

答案　d

6．用鐵製備較純淨的三氧化二鐵，下列實驗方案最好的是(　　)

a．使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化

b．鐵在氯氣中燃燒，加水溶解，加入足量naoh溶液，過濾、洗滌、然後充分加熱分解

c．使鐵溶解於稀硫酸，然後加入足量naoh溶液，過濾、洗滌，然後充分加熱分解

d．使鐵與足量稀硝酸反應，然後加入足量naoh溶液，過濾、洗滌，然後充分加熱分解

解析 a項，最終生成鐵鏽(氧化鐵水合物)；b項，fefecl3fe(oh)3fe2o3，方案合理；c項，fefeso4fe(oh)2，fe(oh)2在空氣中加熱時部分氧化為fe(oh)3，分解產物中既有feo，又fe2o3等；d項，fe與hno3反應產生大氣汙染物no。

答案 b

7．下述實驗設計能夠達到目的的是

解析除去co2中少量的so2，應將混合氣體通過飽和nahco3溶液，a錯誤；除去cu粉中混有的cuo，應向混合物中滴加適量非氧化性酸(如稀硫酸、稀鹽酸等)，b錯誤；檢驗溶液中是否含有fe2＋，應向溶液中先滴加kscn溶液，若顏色無變化，再滴入氯水溶液變血紅色，c錯誤。

答案　d

二、非選擇題

8．某同學想利用圖示裝置(夾持裝置已略去)實驗，**so2與na2o2反應的產物。

測得反應前c管的質量為m1 g，反應後c管的質量為m2 g，反應後裝置d質量增加了n g。請分析：

ⅰ.裝置b的作用

裝置d的作用

ⅱ.如何檢驗反應中是否有o2生成

ⅲ.對c中固體產物提出如下假設：

假設1：只有na2so3，假設2：只有na2so4

假設3(1)若na2o2反應完全，為確定c中固體產物的成分，甲同學設計如下實驗：將c中的固體配成溶液，加ba(no3)2溶液，得到白色沉澱，加足量稀硝酸，沉澱不溶解。得出結論：

產物是na2so4。

該方案是否合理________(填「是」或「否」)，理由是

(2)若假設1成立，某同學以反應前後c管的質量差(m2－m1)g為依據推斷生成na2so3的質量為(m2－m1)×g。老師提示推算不合理，請你分析其中的緣由

(3)若假設2成立，則參加反應的na2o2的物質的量為________mol(列計算式)。

解析　ⅰ.過氧化鈉能與水蒸氣反應，裝置b的作用就是乾燥二氧化硫，裝置d的作用是防止空氣進入c中。

ⅱ.檢驗氧氣的方法是用帶火星的木條，觀察是否復燃。

ⅲ.假設3為na2so3和na2so4兩者的混合物；

(1)該方案不合理，因為硝酸有氧化性，即使產物為亞硫酸鈉，生成的亞硫酸鋇也被氧化成硫酸鋇；

(2)若假設1成立，則發生反應2na2o2＋2so2===2na2so3＋o2，(m2－m1)g不等於參加反應的so2的質量，故該推算不合理。

(3)若假設2成立，則發生反應na2o2＋so2===na2so4，二氧化硫的質量為(m2－m1)g，n(na2o2)＝mol。

答案　ⅰ.乾燥so2氣體，防止水蒸氣與na2o2反應

防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入c裝置與na2o2反應；同時吸收過量的so2，以免汙染空氣

ⅱ.用帶火星的木條靠近乾燥管口a，觀察其是否復燃

ⅲ.有na2so3和na2so4

(1)否　hno3有氧化性，可將baso3氧化為baso4，據此不能確定產物是na2so3還是na2so4或二者兼有

(2)因為該反應中吸收so2的同時有o2產生，所以(m2－m1)g不等於參加反應的so2的質量，故該推算不合理

(3)9．某小組同學以碳棒為電極電解cucl2溶液時，發現陰極碳棒上除了有紅色物質析出外，還有少量白色物質析出。為**陰極碳棒上的產物，同學們設計了如下實驗過程。

(1)對比實驗(以碳棒為電極電解下列溶液)

(2)提出假設

①紅色物質一定有銅，還可能有cu2o；

②白色物質為銅的化合物，其化學式可能為________。

(3)實驗驗證

取電解cucl2溶液後的陰極碳棒，洗滌、乾燥。連線下列裝置進行實驗，驗證陰極產物。

儀器a的名稱為________，各裝置從左至右的連線順序為________。

(4)觀察現象，得出結論

實驗結束後，碳棒上的白色物質變為紅色，f中物質不變色，d中出現白色沉澱。

根據現象寫出裝置b中發生反應的化學方程式：

(5)問題討論

①欲洗去碳棒上的紅色和白色物質，可將碳棒插入稀硝酸中，則紅色物質消失的離子方程式為白色物質消失的離子方程式為

②實驗過程中，若裝置b中的空氣沒有排淨就開始加熱，可能對實驗造成的影響是

解析 (2)對比(1)中實驗1和實驗2，實驗1中沒有白色固體物質生成；該白色物質為銅的化合物，而銅的化合物多為黑色、紅色，再結合實驗2的電解質溶液增加了nacl，故該白色固體只能是cucl(氯化亞銅)。(3)漏斗種類較多，包括普通漏斗、分液漏斗、長頸漏斗，解題時要注意區分。用裝置a製備氫氣，但用稀鹽酸製備的氫氣中含有hcl和水蒸氣兩種雜質，前者可用鹼液除去(e裝置)，後者用濃硫酸除去(c裝置)，但乾燥裝置應該放後，故裝置的連線順序是a→e→c→b；如果紅色物質含有cu2o，則裝置b中會有水生成，可以用裝置f中的無水硫酸銅檢驗，裝置d中的agno3溶液用於檢驗cl－。

(4)無水硫酸銅不變色，說明沒有cu2o，agno3溶液中出現白色沉澱，說明生成物中含有hcl，故裝置b中的反應為cucl被氫氣還原，生成cu和hcl。(5)①由(4)可知紅色物質為cu，故紅色物質消失的反應是銅與稀硝酸反應生成no；白色物質消失的反應是cucl被稀硝酸氧化為＋2價銅的反應，硝酸被還原為no。②可燃性氣體受熱前必須排除裝置中的空氣，防止發生**；上述裝置b中若有空氣，則其中的水蒸氣會使後續檢驗水的裝置f中的物質出現變色，從而干擾cu2o是否存在的判斷。

答案 (2)②cucl

第十一章第三講物質的製備及實驗方案的設計與評價

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