《2020版高考化学一轮复习全国版通用版：第10章 课时分层训练32 化学实验方案的设计与评价(含最新模拟题)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版高考化学一轮复习全国版通用版：第10章 课时分层训练32 化学实验方案的设计与评价(含最新模拟题)（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时分层训练(三十二)化学实验方案的设计与评价(建议用时：45分钟)(对应学生用书第328页)A级基础达标1氮化铝(AlN)是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计如图所示实验装置(部分夹持装置已略去)。请回答下列问题： (1)实验中用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应制取氮气的化学方程式为_。(2)检查装置气密性的方法是_。(3)装置C中发生反应的化学方程式为_，该反应的氧化剂为_。(4)上述装置存在严重问题，请说明改进的办法：_。(5)反应结束后，某同学用图所示装置测定氮化铝样品中氮化铝的质量分数(实验中导管体积忽略不计)。
2、已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成NaAlO2和氨气。图图实验的正确操作步骤为_(填字母)。a向锥形瓶中加入适量的AlN样品b从分液漏斗中向锥形瓶中加入过量的NaOH溶液c检验装置的气密性d测定收集到的水的体积广口瓶中的试剂X最好选用_(填字母)。a汽油B酒精c植物油DCCl4广口瓶中的液体没有装满，则实验测得NH3的体积将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。若实验中测得样品的质量为w g，氨气的体积为a L(标准状况下)，则样品中AlN的质量分数为_(填表达式)。有人用图装置进行同样的实验，通过测定烧杯中试剂的增重来确定样品中AlN的质量分数。你认为_(填“可行”或“不可行”)。原因是_。改
3、进的方法为_(若认为“可行”，此空不需作答)。【解析】(1)饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液反应的化学方程式为NaNO2NH4ClNaClN22H2O。(3)在装置C中利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，反应的化学方程式为Al2O33CN22AlN3CO，该反应中氮元素由0价变为3价，故氮气为氧化剂。(4)在装置末端必须添加对有毒气体进行尾气处理的装置，防止污染空气。(5)常规操作步骤：检查装置气密性装药品(先加入固体，后加入液体)收集气体等。试剂X起液封作用，要求不溶于水，密度比水小且难挥发，因为易挥发的试剂对测定氨气的体积有影响，则符合条件的为植物油。温度相同时，利用排液法测量液体的体积
4、，进而测定氨气的体积，所以广口瓶中有气体对测定氨气的体积无影响。根据化学方程式AlNNaOHH2O=NaAlO2NH3知，氨气与AlN的物质的量相等，为mol，则样品中AlN的质量分数为%。氨气极易溶于水，不能直接通入稀硫酸中，应加防倒吸装置。【答案】(1)NaNO2NH4Cl,NaClN22H2O(2)关闭分液漏斗的活塞，使装置处于密闭体系，在干燥管D的末端连接一导管，将导管插入装有水的烧杯中，用酒精灯微热蒸馏烧瓶，导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯，导管内上升一段水柱，且一段时间内水柱不下降，证明气密性良好；否则，装置漏气(3)Al2O33CN22AlN3CON2(4)在干燥管D的末端连接一个尾
5、气处理装置(5)cabdc不变%不可行氨气极易溶于水，易发生倒吸现象，且锥形瓶中的氨气不能被硫酸完全吸收，导致误差较大烧杯中导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气、增加一个向锥形瓶中鼓气的装置(或其他合理答案)2(2018襄阳一调)为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下实验：(1)甲同学欲用如图所示实验来确认MnO2是H2O2分解反应的催化剂。该实验_(填“能”或“不能”)达到目的，原因是_。(2)为探究MnO2的量对催化效果的影响，乙同学分别量取50 mL 1%H2O2溶液加入容器中，在一定质量范围内，加入不同质量的MnO2，测量所得气体体积，数据如下：MnO2的质量/g0.10
6、.20.440 s末O2体积/mL496186由此得出的结论是_，原因是_。(3)为分析Fe3和Cu2对H2O2分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5%H2O2)：试管滴加试剂5滴0.1 molL1FeCl3溶液5滴0.1 molL1CuCl2溶液5滴0.3 molL1NaCl溶液产生气泡情况较快产生细小气泡缓慢产生细小气泡无气泡产生结论是_，实验的目的是_。(4)查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是_和_(按反应发
7、生的顺序写)。(5)在上述实验过程中，分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜，由此得出选择作为H2O2分解反应的催化剂需要满足的条件是_。【解析】(1)欲证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂，必须确认MnO2在反应前后的性质和质量是否改变，故该实验不能达到目的。(2)根据表中数据可知，在一定质量范围内，增加MnO2的质量，相同时间内所得O2的体积增加，说明反应速率加快，原因是在一定质量范围内，固体质量越大，其表面积也越大，催化效果更好，反应速率加快。(3)对比试管、和试管中气泡产生情况可知，Cl对H2O2的分解无催化作用，Fe3和Cu2对H2O2的分解均有催化作用，对比试管、中气泡产生情况
8、可知，Fe3的催化效果好。(4)根据催化剂参加反应，但反应前后催化剂的质量和性质不变写出化学方程式：2FeCl3H2O2=2FeCl2O22HCl、2FeCl2H2O22HCl=2FeCl32H2O。(5)溶液中有二价锰、二价铁和一价铜，说明H2O2将MnO2、Fe3、Cu2分别还原为Mn2、Fe2和Cu，而Mn2、Fe2和Cu又可被H2O2分别氧化为MnO2、Fe3、Cu2，由此得出H2O2分解反应的催化剂需具有氧化性，且其氧化性强于H2O2；催化剂被还原后所得物质又能被H2O2氧化生成催化剂。【答案】(1)不能没有确认MnO2的质量和性质是否改变(2)在一定质量范围内，MnO2质量越大，反
9、应速率越快固体质量越大，其表面积也越大，催化效果越好，反应速率越快(3)Fe3和Cu2对H2O2的分解均有催化作用，且Fe3比Cu2催化效果好对比实验，证明Cl对H2O2的分解没有催化作用(4)2FeCl3H2O2=2FeCl2O22HCl2FeCl2H2O22HCl=2FeCl32H2O(5)H2O2分解反应的催化剂需具有氧化性，且其氧化性强于H2O2；催化剂被还原后所得物质又能被H2O2氧化生成催化剂3将绿矾(FeSO47H2O)在隔绝空气条件下加强热分解。已知产物全部为氧化物。为探究绿矾分解的产物，某同学进行了以下实验：【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态，该同学将固体产物溶于足量的稀
10、硫酸得到相应溶液，进行以下猜想和实验：猜想实验操作预期现象猜想一：铁元素只显_价向所得溶液中滴入KSCN溶液；向酸性KMnO4溶液中滴入所得溶液KSCN溶液无明显现象；酸性KMnO4溶液颜色_猜想二：铁元素只显_价KSCN溶液呈_色；酸性KMnO4溶液颜色_猜想三：铁元素既有2价又有3价KSCN溶液呈_色；酸性KMnO4溶液颜色_(1)实验开始时，点燃B处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2，其目的是_。(2)装置图中C的作用是_。(3)该组同学称取了55.6 g绿矾按如图装置进行实验，待绿矾分解完全后，测得D瓶中沉淀的质量为23.3 g，根据这些数据，可以得知，绿矾分解的化学方程式为_。(4)该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是_。【解析】【实验一】由题意知绿矾分解的产物全为氧化物，则铁元素可能为2价，也可能为3价，或者既有2价又有3价。2价铁具有还原性，可使酸性高锰酸钾溶液褪色，3价铁遇KSCN溶液生成血红色物质，利用这些性质可以检验铁元素的价态。【实
