20届-实验之三实验方案设计与评价
2020 届实验之三----化学实验方案设计与评价 1.某研究小组探究电解 FeCl 2 溶液的电极反应产物 ⑴配制 1mol/LFeCl 2 溶液，测得 PH=4.91，原因_____________(离子方程式)。
从化合价角度分析，Fe 2+ 具有______。
⑵该小组同学预测电解FeCl 2 溶液两极的现象：阳极有黄绿色气体产生阴极有无色气体产生。该小组同学用如下图装置电解 1mol/LFeCl 2 溶液：实验结果如下【实验Ⅰ】 ①取少量银灰色固体洗涤后，加稀硫酸有气泡产生，再向溶液中 加入_____________________(试剂和现象)，证明该固体为 Fe。
②该小组同学进一步分析红褐色固体产生的原因，甲同学认为_______________________________； 乙同学认为 Cl-放电生成 Cl2 , Cl 2 可氧化 Fe2+ 最终生成 Fe(OH)3。
为证实结论，设计方案如下：
用实验Ⅰ的装置和 1.5v 电压，电解酸化 PH=4.91 的______________________________，通电 5 分钟后，阳极无明显现象，证实乙同学的推论不正确。
丙同学认为仍不严谨，原因是产生的气体溶于水，继续实验_____________________________________(操作和现象)进一步证实了乙同学的推论不正确。
⑶该小组同学进一步探究电解 1mol/L FeCl 2 溶液电极产物的影响因素。
实验 条件 操作及现象 电压 pH 阳极 阴极 Ⅱ 1.5v 2.38 无气泡产生，溶液出现少量浑浊，滴加 KSCN 溶液变红色 无气泡产生，电极表面有银灰色金属状固体附着 Ⅲ 1.5v 1.00 无气泡产生，溶液无浑浊现象，滴加KSCN溶液变红色 有气泡产生，无固体附着 Ⅳ 3.0v 4.91 无气泡产生，溶液逐渐变浑浊，3 分钟后电极表面有红褐色固体产生 极少量气泡产生，1 分钟出现镀层金属 Ⅴ 6.0v 4.91 有气泡产生，遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。溶液逐渐变浑浊 大量气泡产生，迅速出现镀层金属 ①对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以得出结论：
阳极放电时，酸性较强 Fe 2+ 主要生成 Fe 3+ ；酸性较弱主要生成 Fe(OH)3..阴极______。
②对比实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出结论：
增大电压，不仅可以改变离子的放电能力，也可以___________。
⑷综合分析上述实验，电解过程中电极反应的产物与______有关。
实验 条件 操作及现象 电压 pH 阳极 阴极 Ⅰ 1.5v 4.91 无气泡产生，溶液逐渐变浑浊，5 分钟后电极表面析出红褐色固体 无气泡产生，4 分钟后电极表面有银灰色金属状固体附着
2.磺酰氯 SO 2 Cl 2 是锂电池正极活性物质，熔点-54.1℃，沸点 69.1℃，遇到潮湿的空气易水解。实验室可依据反应 制备磺酰氯，实验装置如图（夹持装置均未画出）请回答下列问题：
⑴装置 A可制取氯气，反应的离子方程式为________。
⑵装置 B 中的试剂是______，仪器 C的名称是______，仪器 D的作用是______。
⑶为了提高装置 C 中反应物的转化率，反应条件最好选择______(填标号)。a.冰水浴 b.常温 c.加热至 69.1℃ ⑷SO 2 Cl 2 遇 到 潮 湿 的 空 气 易 产 生 大 量 白 雾，该 反 应 的 化 学 方 程 式 为______________________。
⑸磺酰氯 SO 2 Cl 2 应储存于阴凉、干燥、通风的库房，但久置后会呈现黄色，原因是______。
⑹氯磺酸 HSO 3 Cl 分解也可得到磺酰氯 SO 2 Cl 2，方程式为 2HSO 3 Cl＝H 2 SO 4 ＋SO 2 Cl 2，此方法得到的产品中混有硫酸。①从分解产物中分离磺酰氯的方法是______。
②氯磺酸 水解产物中检验氯离子的实验操作是_______________________。
3.工业上可用焦炭与二氧化硅的混合物在高温下与氯气反应生成 SiCl 4 和 CO，SiCl 4 经提纯后用氢气还原得高纯硅．以下是实验室制备 SiCl 4 的装置示意图． 已知：SiCl 4 熔点为-70.0℃，沸点为 57.7℃，且遇水易水解． ⑴装置 B 中的试剂是________：装置 F的作用为____________． ⑵装置 A中发生反应的离子方程式为：______A 装置中，有一处明显错误是______． ⑶装置 D的硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是______． ⑷G 中吸收气体一段时间后，吸收液中肯定存在 OH-、Cl-和 SO42-为探究该吸收液中可能存在的其它酸根离子(忽略空气中 CO 2 的影响)． 【提出假设】假设 1：只有 SO 32-；假设 2：既无 SO32-也无 ClO-：假设 3：只有 ClO-． 【设计方案，进行实验】可供选择的实验试剂有：3mol/L H 2 SO 4 溶液、1mol/L NaOH溶液、溴水、品红溶液、0.01mol/L KMnO 4 溶液、淀粉 KI 溶液． 各取少量吸收液于 a、b、c 三支试管中，分别滴加适量的 3mol/L H 2 SO 4 溶液后，进行下列实验．请完成下表：
序号 操作 可能出现的现象 结论 向 a 试管中滴加几滴 ______ 溶液 若溶液褪色 则假设 1 成立 若溶液不褪色 则假设 2 或 3 成立 向 b 试管中滴加几滴 ______ 溶液 若溶液褪色 则假设 1 或 3 成立 若溶液不褪色 假设 2 成立 向 C 试管中滴加几滴 ______ 溶液 ______ 假设 3 成立
4.氯化亚铁是一种常用的还原剂．有关数据如下：
氯苯 C 6 H 5 Cl C 6 H 4 Cl 2 FeCl 3 FeCl 2 溶解性 不溶于水，易溶于苯 不溶于 C 6 H 5 Cl、C 6 H 4 Cl 2、苯，易吸水． 熔点℃-45 53----沸点℃ 132 173----相对式量 112.5 147 162.5 127 实验室可以用多种方法来制备无水 FeCl 2 回答下列问题：
I.按如图 1 装置用 H 2 还原无水 FeCl 3 制取． ⑴用装置 A制取 H 2，其优点是____________；D中反应的化学方程式为______． ⑵装置 E 的作用是___________________． Ⅱ.按右图装置，在三颈烧瓶中放入 162.5g 无水氯化铁和 225g氯苯，控制反应温度在128℃--139℃加热 3h，反应接近100%反应如下：2FeCl 3 ＋C 6 H 5 Cl→C 6 H 4 Cl 2 ＋2FeCl 2 ＋HCl ⑶上述反应中，还原剂是__________．⑷反应温度接近或超过 C 6 H 5 Cl 的沸点，但实验过程中 C 6 H 5 Cl 并不会大量损失．原因是_________________． ⑸冷却后，将三颈瓶内物质经过过滤，洗涤，干燥后，得到粗产品． ①洗涤所用的试剂可以是______；②简述回收滤液中 C 6 H 5 Cl 的方案______． ⑹仅通过烧杯中的现象变化就可以监控氯化铁的转化率．若要监控氯化铁转化率达到或超过 80%，则烧杯中应加入含溶质为______g 且滴有酚酞的 NaOH溶液(忽略滞留气体)． 5.⑴镁在元素周期表中的位置为____________，氯化镁的电子式为____________，工业上用电解无水氯化镁而不是氧化镁获得镁的原因是___________． ⑵储氢材料 Mg(AlH 4)2 在 110℃--200℃时即可分解释放出 H 2，同时生成 MgH 2 和 Al，Mg(AlH 4)2 中氢元素的化合价为______，该分解反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________． ⑶储氢还可借助有机物，如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现储氢和脱氢：
一定条件下，如图所示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物)．①A 为电源的_________；气体 a是______． ②C 电极的电极反应式为___________． ⑷镁铝合金 Mg 17 Al 12 是一种潜在的储氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的 Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得．该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 Mg 17 Al 12 ＋17H 2 ﹦12Al＋17 MgH 2 得到的混合物 X(12Al＋17 MgH 2)在一定条件下可释放出氢气． ①熔炼制备镁铝合金 Mg 17 Al 12 时通入氩气的目的是______． ②已知在足量的 HCl 溶液中，混合物 X能完全释放出 H 2.1mol Mg 17 Al 12 完全吸氢后得到的混合物 X与上述盐酸完全反应，释放出 H 2 的物质的量为__________．
6.氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料．某小组通过查阅资料，进行如下研究． Ⅰ.Cu 2 O 的制取 ⑴可以用葡萄糖还原法制 Cu 2 O，是因为葡萄糖分子中含有 ______(填官能团名称)．⑵实验室用此方法制取并获得少量 Cu 2 O 固体，需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯外，还需要 _____________ ． Ⅱ.检验样品中是否含有 CuO.方案 1：将制得的 Cu 2 O 样品溶于足量稀硫酸． ⑶甲同学认为若溶液变为蓝色，则说明样品中含有 CuO 杂质．乙同学认为此推论不合理，用化学用语解释原因 ________________ ． ⑷甲同学通过反思，认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有 CuO 杂质，应测量的数据是 _______________________ ． 方案 2：丙同学认为采用如下装置(所加药品均足量)进行实验，通过测定 c装置反应后固体的质量以及 d 装置反应前后增重的质量，可计算，从而确定样品中是否含有氧化铜． ⑸装置 a 中所加的酸是 ______(填化学式)，装置 e 中碱石灰的作用是 ______ ． ⑹点燃装置 c 中酒精灯之前需进行的操作是 _________________________ ． ⑺熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间 H 2 至试管冷却，原因是 __________________ ． 7.已知 CuS 和 Cu 2 S 均为黑色，常温下都不溶于稀盐酸，在氧气中加热，最后都转化为 CuO和 SO 2 某黑色固体样品的成分可能是 CuO、CuS和 Cu 2 S的一种或几种．某课外研究小组为探究其成分，设计以下实验测定该样品与氧气反应前后的质量变化，同时检测其气体产物． ⑴获得氧气的反应方程式为__________ 硫化亚铜与氧气反应的方程式为__________． ⑵利用上述装置(可重复使用)进行实验，气流经导管的顺序为__________________． ⑶实验测得样品质量为 m1，与氧气充分反应后的固体质量为 m2，m1 =m2，且 C 装置中品红褪色，则样品的成分(写出所有可能情况)____________． ⑷该实验小组为了控制实验中氧气的产生速率，设计了如图 2 所示的实验装置继续探究不同的催化剂对 H 2 O 2 分解的催化效率． ①实验时可以通过测量_______________________来体现 H 2 O 2 的分解速率的大小． ②请设计实验比较 Fe 2+ 和 Cu 2+ 对 H 2 O 2 分解的催化效率(完成以下实验方案)：______，_______________________________________________________________________ 最后，比较两个实验的氧气的体积．(试剂仪器不限，装置用图 2)
8.亚硝酸钠是重要的防腐剂．某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料，设计如图装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠．夹持装置和 A中加热装置已略，气密性已检验，查阅资料：①HNO 2 为弱酸，室温下存在反应 3 HNO 2 ﹦HNO 3 ＋H 2 O＋2NO↑； ②在酸性溶液中，NO 2-可将 MnO 4-还原为 Mn 2+ ． ③NO 不与碱反应，可被酸性 K MnO 4 溶液氧化为硝酸 实验操作：①关闭弹簧夹，打开 A中分液漏斗活塞，滴加一定量浓硝酸，加热； ②一段时间后停止加热； ③从 C 中取少量固体，检验是否是亚硝酸钠． 回答下列问题：
⑴装置中仪器 a 的名称为 ______________ ；D装置的作用是 ________________ ． ⑵A 中反应的化学方程式是 _______________________________ ； C 中反应生成 NaNO 2 的化学方程式是 __________________________________ ． ⑶检验 C 中产物有亚硝酸钠的正确操作是 ___________ 填番号 a 取少量生成物溶于水，滴加酚酞试液，若溶液变红，则含有 NaNO 2 ． b 取少量生成物溶于稀硫酸，若产生无色气体并在液体上方变为红棕色，则含有 NaNO 2 ． c 取少量生成物溶于水，加入酸性 KMnO 4 溶液，若溶液紫色褪去，则含有 NaNO 2 ． ⑷经检验 C产物中亚硝酸钠含量较少． a.甲同学认为 C 中产物不仅有亚硝酸钠，还可能有其它固体物质．为排除干扰，甲在 B、C装置间增加装置 E，E 中盛放的试剂应是 __________________(写名称)． b.乙同学认为除上述干扰因素外，还会有空气参与反应导致产品不纯，所以在实验操作①前应增加一步操作，该操作是 ____________________________________ ． ⑸NaNO 2 有毒，国家规定肉制品中 NaNO 2 含量不能超过 30mg/Kg 从 1000g 隔夜熟肉中提取NaNO 3 与 NaNO 2 后，配成溶液，再用 0.00500mol/L 的高锰酸钾酸性溶液滴定，消耗高锰酸钾溶液 16.00，由此计算隔夜熟肉中 NaNO 2 的含量是 ______ mg/Kg ．
9.㈠以四甲基氯化铵[(CH 3)4 NCl]水溶液为原料，通过电解法可制备四甲基氢氧化铵[(CH 3)4 NOH]，装置如图 1 所示。
⑴收集到(CH 3)4 NOH 的区域是______填 a、b、c或 d。
⑵写出电池总反应______。
㈡乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：
已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如表：
纯物质 沸点℃ 恒沸混合物(质量分数)沸点℃ 乙醇 乙酸乙酯(0.92)和水(0.08)乙酸 乙酸乙酯(0.39)和乙醇(0.31)乙酸乙酯 乙酸乙酯(0.83)乙醇(0.08)水(0.09)请完成：⑴关于该反应，下列说法不合理的是______。
A.反应体系中硫酸有催化作用 B化学方程式前后物质的化学计量数之和相等，所以反应的△ S 等于零 C.因为反应的 △ H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大 D.因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计 ⑵一定温度下该反应的平衡常数 K﹦4.0 若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率 Y﹦______；若乙酸和乙醇的物质的量之比为 n：1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为 x，请在图 2 中绘制 x 随 n 变化的示意图(计算时不计副反应)。
⑶工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至 110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到 70-71℃，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作用有______。
⑷研究乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：
在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液体收集物中主要产物的质量分数如图 3所示。关于该方法，下列推测合理的是______。A.反应温度不宜超过 300℃ B.增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率 C.在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物 D.提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
10.氰化钠 NaCN 是一种基本化工原料，同时也是一种剧毒物质。一旦泄漏需要及时处理，一般可以通过喷洒双氧水或过硫酸钠 Na 2 S 2 O 8 溶液来处理，以减轻环境污染。
Ⅰ.⑴NaCN 用双氧水处理后，产生一种酸式盐和一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该反应的化学方程式是______________________________________。
Ⅱ.工业制备过硫酸钠的反应原理如下：主反应：
副反应：
某化学小组利用上述原理在实验室制备过硫酸钠，并用过硫酸钠溶液处理含氰化钠的废水。
实验一：实验室通过如下图所示装置制备 Na 2 S 2 O 8。
⑵装置中盛放双氧水的仪器名称是________。
⑶装置 a 中反应产生的气体需要持续通入装置 c 的原因是________。
⑷上述装置中还需补充的实验仪器或装置有________填字母。
A.温度计 B.洗气瓶 C.水浴加热装置 D.环形玻璃搅拌棒 实验二：测定用过硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。
已知：①废水中氰化钠的最高排放标准为 0.50mg/L。，Agl 呈黄色，且 CN-优先与 Ag+反应。实验如下：取 1L 处理后的 NaCN 废水，浓缩为 10.00ml 置于锥形瓶中，并滴加几滴 KI溶液作指示剂，用0.001mol/L的标准AgNO 3 溶液滴定，消耗AgNO 3 溶液的体积为5.00ml。
⑸滴定终点的现象是________________________。
⑹处理后的废水中氰化钠的浓度为________mg/L；处理后的废水是否达到排放标准________填“是”或“否”。
Ⅲ⑺常温下，含硫微粒主要存在形式，受 pH影响。利用电化学原理，用惰性电极电解饱和 NaHSO 4 溶液也可以制备过硫酸钠。已知在阳极放电的离子主要为 HSO 4-，则阳极反应方程式为____________________________________________。
版权声明：
1.大文斗范文网的资料来自互联网以及用户的投稿，用于非商业性学习目的免费阅览。
2.《20届-实验之三实验方案设计与评价》一文的著作权归原作者所有，仅供学习参考，转载或引用时请保留版权信息。
3.如果本网所转载内容不慎侵犯了您的权益，请联系我们，我们将会及时删除。