《2019版高考化学一轮复习 第10章 化学实验 第32讲 化学实验方案的设计与评价练习 鲁科版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习 第10章 化学实验 第32讲 化学实验方案的设计与评价练习 鲁科版（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第32讲 化学实验方案的设计与评价课时作业1(2017西城区质检)Fe(OH)3可用来制颜料、药物，做净水剂。现设计实验研究制备Fe(OH)3的方法。资料：新制Fe(OH)3在溶液中存在两种电离：Fe33OHFe(OH)3HFeOH2O。(1)向3支盛有1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液的试管中，分别加入3 mL不同浓度的NaOH溶液，都产生红褐色沉淀。充分反应后，过滤，取滤液分成两等份，分别进行实验，实验记录如下：c(NaOH)/(molL1)5.06.07.0实验：滴入几滴KSCN溶液不变红不变红不变红实验：先加入过量稀硫酸，再滴入几滴KSCN溶液不变红变红变红产生红褐色沉淀的离
2、子方程式是_。当c(NaOH)6.0 molL1时，实验中溶液变红的原因是_、_(用离子方程式表示)。(2)有同学提出可用某些盐与FeCl3反应制备Fe(OH)3。向1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL1 Na2CO3溶液，立即产生大量气泡并有红褐色沉淀产生。有同学提出沉淀中可能含有碳酸盐。将沉淀过滤、洗涤后取样，_证明沉淀中含有碳酸盐。向1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL1 Na2SO3溶液，溶液由黄色变为红色，无丁达尔效应，继续滴加Na2SO3溶液，最终得到红褐色沉淀。经检验沉淀中除Fe(OH)3外还含有FeSO3。产生FeSO
3、3的原因是_。(3)比较(1)和(2)，制备Fe(OH)3的合理方法是_(注明试剂和用量)。(4)FeSO4溶液仅与一种试剂反应也可制Fe(OH)3，该试剂的化学式是_(写出一种即可)。解析：(1)氯化铁与氢氧化钠反应生成红褐色沉淀，反应的离子方程式是Fe33OH=Fe(OH)3；NaOH浓度较小时，与FeCl3反应后的上层清液中几乎不含有Fe3、FeO，增大NaOH浓度后，促进Fe(OH)3电离为FeO，故当c(NaOH)6.0 molL1时，其与FeCl3反应后的上层清液中含有FeO，实验中，加入过量H2SO4，结合Fe33OHFe(OH)3HFeOH2O可知，有Fe3生成，则加入KSCN
4、溶液后，混合溶液变红。(2)碳酸盐与盐酸反应有CO2生成，证明沉淀中含有碳酸盐；向1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液中滴加1.0 molL1 Na2SO3溶液发生氧化还原反应：2Fe3SOH2O2Fe2SO2H，继续滴加Na2SO3溶液：Fe2SOFeSO3。(3)(2)方法容易引入杂质，(1)中NaOH浓度过大时，Fe3的利用率不高，因此制备Fe(OH)3的合理方法是选用1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 molL1的NaOH溶液。(4)Na2O2具有氧化性，能够将亚铁离子氧化为铁离子，同时生成的溶液具有碱性，可制得Fe(OH)3，FeSO4溶液与
5、NaClO反应也可制Fe(OH)3。答案：(1)Fe33OH=Fe(OH)3FeO4H=Fe32H2O，Fe33SCN=Fe(SCN)3(2)加入少量稀盐酸，有无色气泡产生2Fe3SOH2O=2Fe2SO2H、Fe2SO=FeSO3(文字描述也可)(3)1 mL 1.0 molL1 FeCl3溶液与3 mL浓度小于6.0 molL1的NaOH溶液(4)Na2O2、NaClO等2(2017广州测评)氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种用途广泛的化工原料。有关资料及制取步骤如下：氨基甲酸铵在常温下、干燥的空气中稳定，遇水或潮湿空气则生成碳酸铵或碳酸氢铵。制备氨基甲酸铵的原理为2NH3(g)CO2
6、(g)NH2COONH4(s)H0按图中装置进行制备实验：步骤1：检查装置的气密性。步骤2：在相应仪器中装入药品，其中在三颈烧瓶中加入足量的氢氧化钠固体，恒压滴液漏斗中装入浓氨水。步骤3：滴加浓氨水并搅拌，调节反应速率，在反应器中得到产品。请回答下列问题：(1)干燥管中盛放的药品是_。(2)对比碳酸盐和酸反应制CO2，该实验利用干冰升华产生CO2气体的优点有_、_。(3)以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是_。(4)浓硫酸的作用：_。(5)取部分因变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000 g。则样品
7、中氨基甲酸铵的物质的量分数为_。解析：(1)为防止副反应的发生，制备氨基甲酸铵的原料氨气必须进行干燥。因为氨气是碱性气体，所以干燥氨气应该用碱石灰。(2)用碳酸盐和酸反应制CO2，生成的CO2必须进行净化和干燥处理，而直接利用干冰制备CO2，不需要净化和干燥；又因为干冰升华变为CO2气体是吸热反应，可以提供低温环境，使平衡正向移动，可以提高转化率。(3)恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，使氨水顺利滴下。(4)氨气是碱性气体，浓硫酸是强酸，且具有吸水性，所以浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解的作用。(5)产物是碳酸钙，其物质的量为1.000 g100
8、 g/mol0.01 mol。设样品中氨基甲酸铵物质的量为x mol，碳酸氢铵物质的量为y mol，依据碳原子守恒得到：xy0.01，又因为78x79y0.782，解得x0.008，y0.002，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为0.008 mol0.01 mol100%80%。答案：(1)碱石灰(2)不需要干燥提供低温环境，提高转化率(3)使氨水顺利滴下(4)吸收多余氨气；防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解(5)0.80或80%3(2017潍坊期末)硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2是分析化学中的重要试剂，在隔绝空气加热至500 时能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨
9、气和水蒸气等。某化学小组选用如图所示装置进行实验(夹持装置略)，探究此反应产物。(1)甲同学根据可能生成的气体产物，设计下列实验：操作步骤实验现象结论或解释按_的顺序组装仪器并进行实验_气体产物中既有H2O，也有NH3按A、C、D、E的顺序组装仪器并进行实验，其中装置C的作用是_C中无明显现象，D中生成白色沉淀D中发生反应的离子方程式为_(2)乙同学称取14.20 g硫酸亚铁铵固体，隔绝空气加热至500 时使其完全分解，冷却后称得固体质量为4.00 g，则所得固体产物的化学式为_(硫酸亚铁铵的摩尔质量为284 gmol1)。(3)实验证明：(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有
10、N2生成，试写出硫酸亚铁铵在隔绝空气的条件下加热至500 时的分解反应方程式： _解析：(1)实验验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置F中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置E中的足量NaOH浓溶液除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置B检验氨气，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为AFEB。装置C中含有HCl可以吸收生成的NH3，BaCl2溶液可以检验是否含有SO3，以避免对SO2检验的干扰。D中产生白色沉淀，是(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成的SO2被
11、H2O2氧化后与BaCl2生成BaSO4沉淀，离子方程式为SO2H2O2Ba2=BaSO42H。(2)14.20 g (NH4)2Fe(SO4)2中Fe的物质的量为0.05 mol，Fe的质量为0.05 mol56 gmol12.80 g，则分解后固体中n(O)0.075 mol，Fe、O的物质的量之比为0.05 mol0.075 mol23，则固体产物为Fe2O3。(3)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒配平书写化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O34SO22NH3N25H2O。答案：(1)A、F、E
12、、BF中无水硫酸铜变蓝，B中溶液变红吸收NH3，验证是否含有SO3SO2H2O2Ba2=BaSO42H(2)Fe2O3(3)2(NH4)2Fe(SO4)2Fe2O32NH3N25H2O4SO24(2017山东青岛质检)氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂，研究其制备及性质是一个重要的课题。(1)氯化铁晶体的制备：实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有_，装置丙的作用为_。为顺利达到实验目的，上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为_。反应结束后，将乙中溶液边加入_，边进行加热浓缩、_、过滤、洗涤、干燥即得到产品。(2)氯化铁的性质探究：某兴趣小组将饱和FeCl3溶液进行加热蒸发、蒸干灼烧，在试管底
13、部得到固体。为进一步探究该固体的成分设计了如下实验。(查阅文献知：FeCl3溶液浓度越大，水解程度越小；氯化铁的熔点为306 、沸点为315 ，易升华，气态FeCl3会分解成FeCl2和Cl2；FeCl2的熔点为670 )操作步骤实验现象解释原因打开K，充入氮气D中有气泡产生充入N2的原因是_关闭K，加热至600 ，充分灼烧固体B中出现棕黄色固体产生现象的原因是_实验结束，振荡C静置_(用相关的方程式说明)结合以上实验和文献资料，该固体可以确定的成分有_解析：(1)弄清反应的原理才能正确地打开或关闭各弹簧夹。从所给装置和药品看，要先在乙中制备FeCl2：Fe2HCl=FeCl2H2，然后再将甲中产生的Cl2通入乙中制备FeCl3：2FeCl2Cl2=2FeCl3。制备FeCl2时，产生的H2无法用NaOH溶液吸收，因此要关闭弹簧夹3，打开弹簧夹2，同时还要关闭弹簧夹1，当铁屑完全溶解后，FeCl2制备完成，需要通入Cl2，此时应打开弹簧夹1，同时关闭弹簧夹2，打开弹簧夹3，以吸收未反应的Cl2。FeCl3易水解，因此不能将乙中的FeCl3溶液直接加热浓缩，而要先加入一定量的浓盐酸以抑制Fe3的水解。(2
