化學實驗的設計與評價

2021-06-30 02:26:02 字數 3513 閱讀 2046

1.有一種工業廢水,已知其中含有大量feso4,少量ag+和na+,以及部分汙泥。試設計乙個既經濟又合理的方法以**金屬銀、硫酸亞鐵。分步列出實驗步驟,並說明每一步驟的目的不必寫化學方程式。

上海86五3

答:1 過濾除去汙泥,2 濾液中加入過量鐵粉,使ag+還原為金屬銀,3 過濾,將ag和過量鐵粉從溶液中分離出來,4 將混有鐵粉的ag用稀硫酸處理,使fe溶解,5 過濾,分離出銀,6 將第3和5步的濾液合併,蒸發濃縮,冷卻,使硫酸亞鐵結晶析出,7 過濾,得到硫酸亞鐵晶體,na+留在母液中。

2.電子工業常用三氯化鐵腐蝕印刷線路版。發生如下反應:

2fecl3+cu=2fecl2+cucl2

如何從腐蝕後的廢液中**銅及製取純淨的三氯化鐵,寫出有關化學方程式。**及純製過程中可選用任何試劑,但不能引入雜質離子。北京師範88ⅱ二2

答:在廢液中加入過量鐵屑,反應後過濾,得cu、fe固體混合物。在固體混合物中加入過量鹽酸,鐵轉變為fecl2,過濾得cu。

混合兩次濾液,通入過量cl2,得fecl3溶液,蒸發、結晶得fecl3固體。

3.今用鐵粉、食鹽為主要原料水、空氣等不作限量,實驗室製備一定量的氫氧化鐵,可分別採用如下兩種實驗方案:

首先:第①步 2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2

第②步 h2+cl22hcl

方案ⅰ:fe fe2+ feoh2 feoh3 過濾、洗滌、烘乾即可

方案ⅱ:fe fe2+ fe3+ feoh3 過濾、洗滌、烘乾即可

1 請問上述哪一種方案比較節約時間

2 請問上述哪一種方案比較節約試劑提示:可從每生產1 mol feoh3所消耗的試劑用量予以思考

3 原料相同,請設計更為節約實驗步驟的方案以化學方程式表示

3 1 ⅱ 2 ⅰ 3 2fe+3cl2=2fecl3;fecl3+3naoh=feoh3+3nacl

4.實驗室用鋅粉和稀硫酸反應並用排水法收集一瓶氫氣。

1 畫出最簡單的實驗裝置的示意圖,示意圖中的儀器可以用下面的方法表示:

敞口玻璃容器有塞玻璃容器導管

畫圖:2 在裝置中加入反應物時,應該先加入後加入

3 如果現在只有一支大試管直徑2 cm和一支小試管直徑15 cm兩件儀器,如何用這兩支試管製取一試管氫氣?請畫出實驗裝置圖,方法同1。

畫圖:4 12 鋅粒;稀硫酸 3

5.實驗室用濃鹽酸和mno2加熱制cl2並用cl2和ca(oh)2反應制少量漂白粉,現已知反應:2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o,溫度稍高即發生副反應:6cl2+2ca(oh)2=5cacl2+ca(clo3)2+6h2o現有三個學生分別設計的三套實驗裝置如下:

⑴ 請從a. 不易控制反應速率 b. 容易控制反應速率 c.

有副反應發生 d. 可防止副反應發生e. 汙染環境 f.

可防止汙染環境幾個方面對上述甲、乙、丙三套裝置的優缺點作出評價,並選擇符合題目要求的選項填在空格內:(用字母表示)

甲裝置:優點缺點乙裝置:優點缺點 。

丙裝置:優點缺點 。

⑵ 請從上述甲、乙、丙裝置中選取合理的組成部分,組裝一套較完善的實驗裝置,裝置各部分按氣流從左到右的方向是(用字母表示

⑶ 實驗中若取12 mol / l鹽酸50 ml與足量mno2反應,最終生成ca(clo)2的物質的量總是 0.15 mol(填大於.小於或等於)其可能原因是:

(假定各步反應均無反應物質損耗,且無副反應發生

5 1 d;ae;f;ac;b;ce 2 f—b—e 3 小於;濃鹽酸逐漸變稀,稀鹽酸與mno2不反應,濃鹽酸不能全部參加反應,所以生成的ca(clo)2少於0.15 mol

6.某學生擬用50 ml naoh溶液吸收co2氣體,製備na2co3溶液。為了防止通入的co2氣體過量,生成,他設計了如下實驗步驟:① 用25 ml naoh溶液吸收過量的co2氣體,至co2不再溶解;② 小心煮沸溶液1—2分鐘;③ 在得到的溶液中加入另一半25 mlnaoh溶液,使溶液充分混合。

回答下列問題:

1 他能否制得較純淨的na2co3?理由是什麼?

2 按他的設計,第①步實驗裝置如下:

① 裝置a使用的試劑石灰石和鹽酸溶液。可否使用純鹼代替石灰石?

② 裝置b使用的試劑是作用是

③ 為了便於後續實驗的煮沸、混合等操作,裝naoh溶液的容器還可使用

填儀器名稱

④ 有人認為實驗步驟的順序對調,即先混合,再煮沸,更合理,你認為呢?為什麼?

6 ① 能;實驗①生成nahco3,其中溶解的co2氣體煮沸時除去,在實驗③中nahco3恰好被naoh中和完全轉化為na2co3。

② ①不能;實驗中使用的co2氣體發生器,只適用於塊狀固體和液體反應。na2co3是粉末狀固體。

③ 錐形瓶

④ 不合理;若不先驅除溶液中溶解的co2氣體,實驗③加入的naoh將有一部分消耗於與co2氣體的反應,使nahco3不能完全轉化為na2co3。

7.選擇使用下列儀器含藥品,驗證由銅和適量濃硝酸反應產生的氣體中含有non2和o2的用量可自由控制

已知:ⅰ no+no2+2oh-=2+h2o

ⅱ 氣體液化溫度no2:21℃,no:-152℃

① 現有甲、乙、丙3位同學分別設計了以下3個實驗方案用儀器的連線順序表示:

甲:acfdb

乙:abce

丙:afdb

甲、乙、丙3位同學提出的實驗方案是否能驗證cu與適量濃硝酸反應,產生的氣體中含有no填「能」或「不能」

甲乙丙② 反應前先通足量的n2,其目的是

③ 確認氣體中含有no的現象是

7 ① 能;不能;不能

② 排盡整個裝置中的空氣,防止產生的no被空氣中的o2氧化

③ d裝置中通入o2後有紅棕色氣體生成

8.實驗室可用氯氣與金屬鐵反應製備無水三氯化鐵,該化合物是棕紅色、易潮解,100℃左右時昇華。下圖是兩個學生設計的實驗裝置、左邊的反應裝置相同,而右邊的產品收集裝置則不同,分別如(ⅰ)和(ⅱ)所示。試回答:

mce200024

1 b中反應的化學方程式為

2 d中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,應採取的方法是;

3 d中反應化學方程式為

4 裝置(ⅰ)的主要缺點是

5 裝置(ⅱ)的主要缺點是

如果選用此裝置來完成實驗,則必須採取的改進措施是:

8 1 mno2+4hclmncl2+2h2o+cl2或2kmno4+16hcl=2kcl+2mncl2+5cl2+8h2o 2 b中的反應進行一段時間後,看到黃綠色氣體充滿裝置,再開始加熱d 3 2fe+3cl22fecl3 4 導管易被產品堵塞,尾氣排入空氣,易造成環境汙染 5 產品易受潮解;在瓶e和f之間連線裝有乾燥劑的裝置其它既能防止產品潮解又能防止尾氣汙染環境的合理答案也可以

9.實驗室在製取某些有毒氣體時,為了盡量防止毒氣逸散造成空氣汙染,有人設計了如下圖所示的裝置[ⅰ]。並設想用[ⅱ]或[ⅲ]兩種簡易裝置代替[ⅰ]中b—c部分,以求達到同樣的目的。

試回答:

1 若用[ⅰ]製取氯氣,b瓶中宜加入的液體一般為在選取試劑正確且適量的前提下,反應開始後,當關閉活塞時發現c中液面不明顯上公升,估計可能的原因是

檢查原因的簡單方法是

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